beta-Endorfina
β-Endorfina jest agonistą receptorów opioidowych; preferencyjnie wiąże się z receptorem μ-opioidowym. Dowody sugerują, że służy jako podstawowy endogenny ligand dla receptora μ-opioidowego, tego samego receptora, któremu związki chemiczne ekstrahowane z opium, takie jak morfina, zawdzięczają swoje właściwości przeciwbólowe. β-endorfina ma najwyższe powinowactwo wiązania do receptora μ-opioidowego spośród wszystkich endogennych opioidów. Receptory opioidowe należą do klasy receptorów sprzężonych z białkiem G, w związku z czym po związaniu β-endorfiny lub innego opioidu w komórce dochodzi do indukcji kaskady sygnałowej. Acytelacja N-końca β-endorfiny powoduje jednak inaktywację neuropeptydu, uniemożliwiając mu wiązanie się z receptorem. Receptory opioidowe rozmieszczone są w ośrodkowym układzie nerwowym oraz w tkankach obwodowych pochodzenia nerwowego i nieneuronalnego. Znajdują się one również w dużych stężeniach w istocie szarej przyśrodkowej, Locus coeruleus i Rostral ventromedial medulla.
β-Endorfina funkcja mówi się, że są podzielone na dwie główne kategorie: funkcja lokalna i funkcja globalna. Globalna funkcja β-endorfiny jest związana z obniżeniem stresu w organizmie i utrzymaniem homeostazy, co skutkuje kontrolą bólu, efektami nagradzania i stabilnością behawioralną. β-endorfina w globalnych szlakach dyfunduje do różnych części ciała poprzez płyn mózgowo-rdzeniowy w rdzeniu kręgowym, umożliwiając uwalnianie β-endorfiny w celu oddziaływania na obwodowy układ nerwowy. Zlokalizowane działanie β-endorfiny powoduje uwalnianie β-endorfiny w różnych regionach mózgu, takich jak migdałek czy podwzgórze. Dwie główne metody, za pomocą których β-endorfina jest wykorzystywana w organizmie, to obwodowe działanie hormonalne i neuroregulacja. β-endorfina i inne enkefaliny są często uwalniane wraz z ACTH w celu modulowania funkcjonowania układu hormonalnego. Neuroregulacja przez β-endorfinę występuje poprzez zakłócenie funkcji innego neuropeptydu, albo przez bezpośrednie hamowanie uwalniania neuropeptydu lub indukcję kaskady sygnalizacyjnej, która zmniejsza efekty neuropeptydu.
Zależne od napięcia kanały wapniowe (VDCCs) są ważnymi białkami błonowymi, które pośredniczą w depolaryzacji neuronów i odgrywają główną rolę w promowaniu uwalniania neuroprzekaźników. Kiedy cząsteczki endorfiny wiążą się z receptorami opioidowymi, białka G aktywują się i rozpadają na swoje podjednostki Gα i Gβγ. Podjednostka Gβγ wiąże się z wewnątrzkomórkową pętlą pomiędzy dwiema transbłonowymi helikaliami VDCC. Kiedy podjednostka ta wiąże się z zależnym od napięcia kanałem wapniowym, wytwarza zależny od napięcia blok, który hamuje kanał, uniemożliwiając przepływ jonów wapnia do neuronu. W błonie komórkowej osadzony jest również sprzężony z białkiem G kanał potasowy wewnętrznie rektyfikowany. Gdy cząsteczka Gβγ lub Gα(GTP) zwiąże się z C-końcem kanału potasowego, staje się on aktywny, a jony potasu są wypompowywane z neuronu. Aktywacja kanału potasowego i następująca po niej dezaktywacja kanału wapniowego powoduje hiperpolaryzację błony. Dochodzi wtedy do zmiany potencjału błony, tak że staje się on bardziej ujemny. Zmniejszenie ilości jonów wapnia powoduje zmniejszenie uwalniania neuroprzekaźników, ponieważ wapń jest niezbędny do zaistnienia tego zdarzenia. Oznacza to, że neuroprzekaźniki takie jak glutaminian i substancja P nie mogą być uwalniane z terminala presynaptycznego neuronów. Te neuroprzekaźniki są istotne w przekazywaniu bólu, a ponieważ β-endorfina zmniejsza uwalnianie tych substancji, występuje silny efekt przeciwbólowy.
Leczenie bóluEdit
β-endorfina była badana głównie pod kątem jej wpływu na nocycepcję (tj. percepcję bólu). β-endorfina moduluje percepcję bólu zarówno w ośrodkowym układzie nerwowym, jak i w obwodowym układzie nerwowym. Kiedy odczuwany jest ból, receptory bólowe (nocyceptory) wysyłają sygnały do rogu grzbietowego rdzenia kręgowego, a następnie do podwzgórza poprzez uwalnianie neuropeptydu zwanego substancją P. W obwodowym układzie nerwowym sygnał ten powoduje rekrutację limfocytów T, białych krwinek układu odpornościowego, do obszaru, w którym odczuwany jest ból. Limfocyty T uwalniają β-endorfinę w tym zlokalizowanym regionie, umożliwiając jej wiązanie się z receptorami opioidowymi, powodując bezpośrednie hamowanie substancji P. W ośrodkowym układzie nerwowym β-endorfina wiąże się z receptorami opioidowymi w korzeniu grzbietowym i hamuje uwalnianie substancji P w rdzeniu kręgowym, zmniejszając liczbę pobudzających sygnałów bólowych wysyłanych do mózgu. Podwzgórze odpowiada na sygnał bólowy uwalniając β-endorfinę poprzez sieć okołokomorową szarą, która działa głównie w celu hamowania uwalniania GABA, neuroprzekaźnika, który zapobiega uwalnianiu dopaminy. Tak więc, hamowanie uwalniania GABA przez β-endorfinę pozwala na większe uwalnianie dopaminy, co częściowo przyczynia się do przeciwbólowego działania β-endorfiny. Połączenie tych dróg zmniejsza odczuwanie bólu, pozwalając organizmowi na zatrzymanie impulsu bólowego po jego wysłaniu.
β-endorfina ma około 18 do 33 razy silniejsze działanie przeciwbólowe niż morfina, chociaż jej działanie hormonalne jest zależne od gatunku.
ĆwiczenieEdit
β-Endorfina Uwalnianie endorfiny w odpowiedzi na wysiłek fizyczny jest znane i badane co najmniej od lat 80. XX wieku. Badania wykazały, że stężenie endogennych opioidów w surowicy, w szczególności β-endorfiny i β-lipotropiny, wzrasta w odpowiedzi zarówno na ostre ćwiczenia, jak i na trening. Uwalnianie β-endorfiny podczas ćwiczeń wiąże się ze zjawiskiem potocznie nazywanym w kulturze popularnej „hajem biegacza” (runner’s high)
.