БИОХИМИЯ, 2011, том 76, вып. 4, с. 469 - 486
УДК 577.17+577.171.6
НЕОПИОИДНОЕ ДЕЙСТВИЕ р-ЭНДОРФИНА
Обзор
© 2011 г. Ю.А. Ковалицкая*, Е.В. Наволоцкая
Филиал учреждения РАН института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова, 142290Пущино Московской обл., просп. Науки, 6; факс: (4967)33-05-27, электронная почта: kovalitskaya@inbox.ru
Поступила в редакцию 09.06.10 После доработки 23.08.10
В обзоре обобщены данные, накопленные в литературе, и результаты собственных исследований неопиоид-ного действия Р-эндорфина — опиоидного нейропептида, способного взаимодействовать как с опиоидны-ми, так и с неопиоидными (нечувствительными к опиоидному антагонисту налоксону) рецепторами. Обсуждается роль гормона и его рецепторов в регуляции нервной, эндокринной и иммунной систем. Подробно рассматривается влияние Р-эндорфина на иммунную систему, опосредованное как через опиоидные, так и неопиоидные рецепторы. Приводятся данные о распределении неопиоидных рецепторов Р-эндорфина в организме млекопитающих. Представлены все имеющиеся сведения о характеристиках неопиоидного рецептора Р-эндорфина, полученных с помощью метода радиолигандного анализа. Обсуждаемый материал расширит представление о роли Р-эндорфина в организме млекопитающих и может быть полезен для исследований в области медицины и фармакологии.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: Р-эндорфин, пептиды, неопиоидный рецептор, иммунная система, центральная нервная система, надпочечники.
Р-Эндорфин — нейропептид, состоящий из 31 аминокислоты и образующийся в гипофизе в результате расщепления проопиомеланокорти-на (ПОМК). Пептид взаимодействует с двумя типами опиоидных рецепторов, ^ и 8 [1]. Способность Р-эндорфина связываться с несколькими типами рецепторов объясняется особенностями его структуры. Считается, что молекула этого гормона содержит два различных сайта: Ии С-концевые фрагменты необходимы для связывания с опиоидными рецепторами и 8- соответственно) [2]. Опиоидные рецепторы обнаружены в головном и спинном мозге [3], на клетках иммунной системы, а также на надпочечниках, что позволяет ему выполнять функции гормона. Так, было показано, что обезболивающий эффект Р-эндорфина, а также регуляция дыхания, контроль сердечно-сосудистой системы и пищевого поведения опосредованы через 8- и ^-опиоидные рецепторы [2]. 8-Рецеп-торы играют важную роль в регуляции пептидом двигательной активности, обоняния, познавательных функций и эмоционального поведения [2, 4], тогда как ц-опиоидные рецепторы важны
* Адресат для корреспонденции.
для контроля р-эндорфином терморегуляции, обучения и памяти [2, 5].
Ранее было показано, что клетки иммунной системы не только содержат опиоидные рецепторы, но также экспрессируют ген предшественника Р-эндорфина (ПОМК) и секретируют активный Р-эндорфин. мРНК предшественника и сам пептид обнаружены в Т- и В-лимфоцитах, моноцитах и макрофагах [6]. Также иммуногис-тохимический анализ показал, что макрофаги, моноциты, гранулоциты и лимфоциты содержат полный ферментный комплекс, необходимый для синтеза и секреции Р-эндорфина [7]. В данном случае роль Р-эндорфина заключается в регуляции активности клеток иммунной системы и обезболивании в очаге воспаления [6, 8]. Действие этого опиоидного нейропептида на клетки иммунной системы опосредовано через и 8-опиоидные рецепторы, обнаруженные на этих клетках [9—12]. Необходимо отметить, что все перечисленные эффекты блокируются специфическим опиоидным антагонистом налок-соном.
Однако некоторые из физиологических активностей гормона не блокируются опиоидны-ми антагонистами и, следовательно, не могут
быть опосредованы взаимодействием с опиоид-ными рецепторами. До настоящего времени не-опиоидные рецепторы остаются малоизученными, данные о них разрозненны. Цель обзора — обобщить результаты имеющихся исследований неопиоидного действия p-эндорфина и его не-опиоидного рецептора.
ВЛИЯНИЕ р-ЭНДОРФИНА НА ИММУННУЮ СИСТЕМУ
Наиболее полно действие p-эндорфина, как гормона, изучено на клетках иммунной системы: на Т-лимфоцитах, моноцитах, макрофагах и В-лимфоцитах. Показано, что на поверхности иммуноцитов экспрессируются три типа опио-идных рецепторов: 8 и к [9—13]. Р-Эндорфин оказывает двоякое действие на клетки иммунной системы: описан супрессирующий эффект P-эндорфина на фагоцитоз макрофагов, осуществляемый через опиоидные рецепторы [14]; согласно другим исследованиям, гормон оказывал ингибирующее действие на пролиферацию Т-лимфоцитов донора [15]; также было показано, что p-эндорфин снижал пролиферацию Т-лимфоцитов периферической крови человека in vitro, активированных фемагглютинином [16]. Это действие характерно для многих эндогенных опиоидов (эндорфинов, энкефалинов) и морфина, алкалоидного опиоида, который оказывает ингибирующее действие на клетки иммунной системы [17]. В этом обзоре [17] приведены веские доказательства того, что морфин ингибирует функции натуральных киллеров, В-клеток, Т-клеток и фагоцитирующих клеток при введении in vivo. Прямое подавляющее действие наркотика показано и in vitro на фагоцитирующих клетках. Действие морфина исчезает в присутствии опиоидных блокаторов, это значит, что ингибирующее влияние осуществляется через классические опиоидные рецепторы. Действие опиоидов может быть прямым, непосредственно на иммуноциты, либо непрямым, осуществляющимся через нейрональные сигналы или через другие нейромедиаторы. Результаты выше приведенных работ позволяют предположить, что опиоиды, в том числе и р-эндор-фин, оказывают ингибирующее действие на им-муноциты, взаимодействуя с опиоидными рецепторами.
В пользу этого предположения свидетельствует и работа Рефоджо [18], в которой были получены нокаутные мыши по гену р-эндорфи-на. У этих мышей были изучены уровень цито-кинов в плазме и активность клеток иммунной системы. Оказалось, что у нокаутных мышей за-
вышен уровень пролиферации спленоцитов, продукции макрофагами цитокинов IL-2, IL-6 и TNF-a, а также уровень IL-6 в плазме после обработки липополисахаридом. Во всех тестах обнаружено увеличение иммунного ответа. Эти данные могут служить неоспоримым доказательством ингибирующей роли эндогенного P-эндорфина на всех уровнях на иммунную систему.
Ингибирующий эффект гормона подтверждают современные данные, полученные в ходе исследования действия агонистов опиоидных рецепторов 8, к) на регуляцию экспрессии хемокинов, цитокинов и их рецепторов, центрального компонента иммуномодулирующей активности опиоидов [19]. Показано, что р-эн-дорфин ингибирует транскрипцию IL-2, а также факторов транскрипции, трансактивирующих IL-2 в активированных Т-лимфоцитах человека. Инкубация Т-лимфоцитов с опиоидами приводила к снижению уровня cAMP в клетках. Таким образом, p-эндорфин оказывал ингибирующее действие на физиологическую регуляцию активации Т-клеток [20].
Однако целый ряд исследований посвящен стимулирующему действию p-эндорфина на Т-лимфоциты [21—23], а также на макрофаги и моноциты [24—25]. Необходимо внести ясность в этот вопрос.
Известно, что в организме существуют рецепторы, неопиоидной природы (нечувствительные к опиоидному блокатору налоксону). Впервые термин nonopioid receptor (неопиоидый рецептор) ввела американский ученый Хазум в 1979 г. [26]. Показано, что специфическое связывание 125!-меченого р- [Д-А1а2]эндорфина с трансформированными лимфоцитами человека не ингибировало антагонистом опиоидных рецепторов налоксоном, а также морфином, энке-фалинами, a-эндорфином, p-липотропином, a-меланоцитстимулирующим гормоном, АКТГ, инсулином, глюкагоном [26]. Однако связывание полностью ингибировали p-эндорфин и Р-[Д-А1а2]эндорфин. Константа диссоциации (Kd), основная характеристика, описывающая взаимодействие лиганда с рецептором, составила 3 нМ.
Это открытие дало основание предположить наличие на лимфоцитах человека неизвестных специфических участков связывания р-эндор-фина неопиоидной природы. Показано, что для связывания с этим рецептором необходим С-кон-цевой участок молекулы p-эндорфина, так как связывания a-эндорфина с данным рецептором не было обнаружено. Таким образом, с помощью рецепторных исследований было доказано существование рецепторов р-эндорфина неопиоидной природы на Т-лимфоцитах чело-
века, что позволяет объяснить иммуномодули-рующее действие гормона.
Исследования Хейджнена и соавт. внесли определенность в изучение проблемы действия Р-эндорфина на Т-лимфоциты [15]. Установлено, что p-эндорфин оказывает модулирующее действие на Т-лимфоциты. При изучении воздействия гормона на индуцированные конкана-валином А (Кон А) Т-лимфоциты двух доноров обнаружили, что действие пептида было прямо противоположным: в одном и том же диапазоне концентраций (10-14—10-9 М) гормон увеличивал пролиферацию Т-лимфоцитов одного донора, и ингибировал пролиферацию лимфоцитов другого донора. Изучено влияние различных фрагментов Р-эндорфина на пролиферацию активированных Кон А Т-лимфоцитов этих доноров. По данным Хейжнена и соавт. [15], фрагменты Р-эндорфина 10—16 и 2—31 обладали такой же активностью, как и целая молекула. Полученные данные позволяют предположить, что модулирующее действие Р-эндорфина на Т-лимфоциты человека связано с уровнем экспрессии рецептора неопиоидной природы на поверхности клеток.
Дальнейшие исследования в этой области подтвердили наличие на Т-лимфоцитах неопио-идных рецепторов Р-эндорфина. Гилман впервые установил, что p-эндорфин влияет на функциональную активность клеток иммунной системы [27]. В присутствии Р-эндорфина увеличивалась продукция митогенов Т-лимфоцитами человека. Гормон также способствовал пролиферации Т-клеток in vitro. Позже было показано, что стимулирующее действие Р-эндорфина на Т-лимфоциты связано с его способностью увеличивать продукцию IL-2 этими клетками, и последующее взаимодействие цитокина с рецепторами приводит к делению клеток. Данный эффект не подавлялся налоксоном, следовательно, был опосредован через налоксон-нечув-ствительный рецептор [28].
Особую роль в изучении влияния р-эндор-фина на Т-лимфоциты играют исследования Ван Ден Берг и соавт. [21]. Этой группой ученых изучено действие пяти опиоидных пепти
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.