Эндорфины

Эндорфины — это группа полипептидных химических соединений, по структуре сходных с опиатами, которые естественным образом вырабатываются в нейронах головного мозга и выполняют функцию нейромедиаторов. Эндорфины обладают способностью уменьшать боль (аналгетический эффект) и влиять на эмоциональное состояние, вызывая чувство эйфории, удовлетворения или благополучия. Относятся к эндогенным опиоидам (то есть вырабатываемым внутри организма) наряду с энкефалинами и динорфинами. Впервые выделены в 1975 году.

История открытия

Термин «эндорфин» происходит от сокращения слов «эндогенный» (от греч. endon — внутри) и «морфин» (алкалоид опиума, названный в честь греческого бога сна Морфея). Предположение о существовании собственных обезболивающих веществ в организме возникло после того, как в начале 1970-х годов были обнаружены опиоидные рецепторы в мозге человека и животных. Учёные задались вопросом: зачем организму рецепторы, если он сам не производит опиаты? В 1975 году независимо друг от друга две группы исследователей — шотландская под руководством Джона Хьюза и Ганса Костерлица (открыли энкефалины) и американская под руководством Харуяки Акила (открыл бета-эндорфин) — выделили эндогенные опиоидные пептиды. Бета-эндорфин, впервые выделенный из гипофиза верблюда, оказался в 18–30 раз более мощным по аналгетическому действию, чем морфин.

Химическая структура и классификация

Эндорфины представляют собой короткие цепочки аминокислот (пептиды). Основные виды эндорфинов различаются по длине молекулы и функциональным свойствам:

• Альфа-эндорфин — состоит из 16 аминокислот; обладает умеренной аналгетической и поведенческой активностью.
• Бета-эндорфин — наиболее активная форма, включает 31 аминокислоту. Образуется из белка-предшественника проопиомеланокортина (ПОМК). Отвечает за наиболее выраженный обезболивающий и эйфорический эффект.
• Гамма-эндорфин — из 17 аминокислот; его биологическая роль изучена меньше, возможно, участвует в регуляции настроения.

Все эндорфины являются продуктами расщепления крупных белков-предшественников: бета-липотропина, который, в свою очередь, образуется из проопиомеланокортина (ПОМК).

Механизм действия

Эндорфины связываются с опиоидными рецепторами трёх основных типов: μ (мю)-, δ (дельта)- и κ (каппа)-рецепторами. Наиболее сильное сродство имеют к μ-рецепторам, которые в первую очередь отвечают за аналгезию, седацию и эйфорию, сходные с действием морфина. После связывания с рецептором эндорфины:

• Блокируют передачу болевых сигналов на уровне спинного мозга и ствола головного мозга.
• Стимулируют выделение дофамина в системе вознаграждения мозга, что вызывает чувство удовольствия.
• Подавляют активность нейронов, ответственных за тревогу и стресс, оказывая успокаивающее действие.

После выполнения функции эндорфины разрушаются ферментами — энкефалиназами.

Физиологические эффекты и роль в организме

Обезболивание (аналгезия)

Основная функция эндорфинов — модуляция болевых ощущений. Уровень бета-эндорфина в крови и спинномозговой жидкости повышается при травмах, родах, физическом стрессе, что объясняет феномен «спортивной эйфории» или временного снижения чувствительности к боли в опасных ситуациях.

Регуляция настроения и стресс

Эндорфины участвуют в поддержании психоэмоционального равновесия. Низкий уровень этих пептидов связывают с развитием депрессии, хронической тревоги и снижением стрессоустойчивости. Механизмы «награды» мозга используют эндорфиновую систему для закрепления поведения, способствующего выживанию (еда, размножение).

Влияние на иммунную систему

Эндорфины могут модулировать активность естественных киллерных клеток (NK-клеток) и лимфоцитов, влияя на иммунный ответ. Показано, что при высоких концентрациях они подавляют воспаление, а при низких — могут стимулировать гиперчувствительность.

Участие в работе эндокринной системы

Синтез бета-эндорфина связан с гипофизом и гипоталамусом. Он влияет на секрецию адренокортикотропного гормона (АКТГ), пролактина, гормона роста и подавляет выброс тиреотропного и половых гормонов при стрессе.

Факторы, повышающие и понижающие уровень эндорфинов

Повышение уровня эндорфинов

• Физическая нагрузка средней и высокой интенсивности. Феномен «бегунского кайфа» (runner’s high) — состояние эйфории после длительной аэробной нагрузки — объясняется выбросом бета-эндорфина и анандамида.
• Смех и положительные эмоции. Просмотр комедийных фильмов или общение, вызывающее смех, ведут к росту уровня эндорфинов.
• Прослушивание музыки. Данные исследований показывают, что занятия музыкой и прослушивание предпочитаемых композиций стимулируют выработку эндорфинов.
• Острая пища. Капсаицин, содержащийся в перце чили, при раздражении рецепторов слизистой вызывает рефлекторный выброс эндорфинов для уменьшения болевых ощущений от жжения.
• Массаж и иглоукалывание. Стимуляция определённых точек, в том числе при акупунктуре, активирует выброс опиоидов.

Понижение уровня эндорфинов

• Хронический стресс. Длительное повышение кортизола может истощать запасы опиоидных пептидов.
• Недосыпание. Нарушение циркадных ритмов снижает выработку нейропептидов.
• Злоупотребление алкоголем и некоторыми психоактивными веществами. Внешние опиаты (наркотики) подавляют естественный синтез эндорфинов по механизму обратной связи, что ведёт к зависимости.
• Болезненные состояния. Фибромиалгия, хроническая депрессия, мигрень часто сопровождаются пониженным уровнем опиоидной активности.

Эндогенная опиоидная система и зависимость

Эндорфины не вызывают прямой зависимости, так как вырабатываются в строго регулируемых количествах и быстро разрушаются. Однако внесение извне сильных опиоидов (героин, морфин, метадон, фентанил) перегружает μ-рецепторы, приводя к снижению собственного синтеза эндорфинов. При отмене наркотического вещества развивается абстинентный синдром, что является причиной физической зависимости. Препараты для лечения опиоидной зависимости (например, налтрексон) являются антагонистами опиоидных рецепторов и блокируют эффект как экзогенных наркотиков, так и эндогенных эндорфинов.

Научные исследования и перспективы

Современные исследования изучают роль эндорфинов в терапии хронических болевых синдромов, посттравматического стрессового расстройства и депрессии. Разрабатываются методы стимуляции выработки собственных эндорфинов без фармакологического вмешательства (транскраниальная магнитная стимуляция, определённые виды психотерапии, контролируемая физическая нагрузка). Ведутся работы по созданию пептидов, способных избирательно воздействовать на опиоидные рецепторы без риска развития зависимости.

Источники

• Hughes, J., Smith, T. W., Kosterlitz, H. W., et al. «Identification of two related pentapeptides from the brain with potent opiate agonist activity.» Nature, 1975.
• Akil, H., Watson, S. J., Young, E., et al. «Beta-endorphin immunoreactivity in rat and human pituitaries.» Journal of Histochemistry & Cytochemistry, 1979.
• Goldstein, A. «Opioid peptides (endorphins) in pituitary and brain.» Science, 1976.
• Bodnar, R. J. «Endogenous opiates and behavior: 2019.» Peptides, 2020.
• Семёнова, Т. В., Богданова, Н. Г. «Физиология эндогенной опиоидной системы.» — Учебное пособие по нейрофизиологии, М.: Изд-во МГУ, 2018.