Endorfinas
Las endorfinas son neuropéptidos opioides que se producen de forma natural en el cuerpo. Estos cumplen una función primaria como agente que bloquea la percepción del dolor. Además, están presentes cuando sentimos placer.
Los receptores de morfina se descubrieron en el sistema nervioso antes del descubrimiento de las endorfinas. Este receptor natural habló de la posibilidad de la existencia y el efecto de las endorfinas que después se confirmó.
Posteriormente, se descubrió que estas moléculas no solo muestran funciones como neurotransmisores en el sistema nervioso central. Al parecer, también funcionan como hormonas peptídicas liberadas en el sistema circulatorio por la glándula pituitaria. Así, las endorfinas se han relacionado clínicamente con casos de problemas mentales.
Algunos de ellos son el autismo, la depresión y el trastorno de despersonalización. También se han visto relacionadas con actividades como la risa y el ejercicio aeróbico vigoroso.
Origen molecular
Los orígenes de las endorfinas se remontan al polipéptido precursor proopiomelanocortina (POMC) que se sintetiza en la glándula pituitaria. Estudios recientes sugieren que el sistema inmunológico también puede producir POMC. En consecuencia, también proporcionan una fuente base para la producción de este neurotransmisor.
Así, la proopiomelanocortina consiste en una cadena de 241 aminoácidos que se escinde por acción de la enzima (prohormonas convertasas) en el polipéptido de cadena simple de 93 aminoácidos beta-lipoproteína (beta LPH).
Beta-LPH se divide a través de enzimas en la hormona estimulante de los melanocitos beta y endorfinas, entre otros tipos de moléculas.
Alfa, beta y gamma-endorfinas
Las endorfinas se identifican como tres péptidos distintos. Estos son las alfa, beta y las gamma.
Las beta-endorfinas son la cadena más larga, que contiene 31 aminoácidos en la siguiente secuencia: Tyr-Gly-Gly-Phe-Met-Thr-Ser-Glu-Lys-Ser-Gln-Thr-Pro-Leu-Val-Thr-Le-Leu -Phe-Lys-Asn-Ala-Ile-Ile-Lys-Asn-Ala-Tyr-Lys-Lys-Gly-Glu. Esta secuencia corresponde a los aminoácidos 104 a 134 en la secuencia de beta-LPH.
La segunda cadena más larga es la gamma-endorfinas. Esta consiste en una cadena de 17 aminoácidos igual a la primera secuencia de la cadena de 17 aminoácidos de las beta.
Finalmente, el tercer tipo y más corto son las alfa-endorfinas. Las alfa son cadenas de aminoácidos que comprenden la misma primera secuencia de 16 aminoácidos que las beta. En consecuencia, tiene la misma secuencia de los primeros 16 aminoácidos que comprenden las gamma-endorfinas.
Por lo tanto, las secuencias de beta y gamma tienen esencialmente la secuencia de las alfa-endorfinas anidadas dentro de ellas. Esta configuración molecular permite que estas moléculas sean el agonista de los receptores opioides.
Estos son los mismos receptores a los que se unen los químicos derivados del opio como la morfina, para desencadenar respuestas fisiológicas.
Función
La función de las endorfinas puede establecerse en términos generales. Sin embargo, también puede desglosarse específicamente y observarse para cada tipo de endorfina.
En general, se entiende que la liberación de este neurotransmisor está asociada con la respuesta del cuerpo al dolor. También como asociado al ejercicio en la euforia del corredor . Se ha determinado que el alivio del dolor experimentado como consecuencia de la liberación de endorfinas es mayor que el de la morfina.
Además, se ha encontrado que están asociadas con estados de placer. En ellos se incluyen las emociones provocadas por la risa, el amor, el sexo e incluso la comida apetitosa.
De los tres tipos de endorfinas, las beta han sido las más estudiadas y prevalentes. Así, representan la mayoría de las propiedades funcionales de las endorfinas generalizadas y comprendidas en su conjunto.
Se están realizando investigaciones sobre cada tipo para comprender mejor el potencial funcional completo de cada uno, junto con la forma en que se pueden utilizar de una manera médicamente beneficiosa.
Las endorfinas expresan la dualidad funcional. Esto se debe a que entran en la categoría de neurotransmisores o neuromoduladores en el sistema nervioso central (SNC) y también en la categoría de hormonas en la glándula pituitaria.
Mecanismo
El mecanismo de las endorfinas se puede ver a través de dos lentes diferentes. Por un lado, a través del sistema nervioso periférico (SNP) y por el otro, por el sistema nervioso central (SNC). En el SNP, la percepción del alivio del dolor se produce cuando las beta
se unen a los receptores opioides.
Los receptores opioides se dividen en cuatro clases de receptores acoplados a proteínas G:
- Los receptores mu
- Receptores delta
- Receptores kappa, y
- Los receptores de nociceptina.
El mayor potencial de unión existe entre las beta-endorfinas y los receptores mu. Estos se pueden encontrar a lo largo de los nervios de la SNP.
Cuando esta unión de beta-endorfina al receptor mu se produce en las terminales nerviosas (que ocurren de forma presináptica o post-sináptica), se observan efectos analgésicos.
Los efectos se realizan porque la unión mencionada anteriormente provoca un desencadenamiento de eventos químicos que impiden la liberación de la sustancia P, entre otras taquiquininas.
Así como la unión de beta-endorfina a opioide mu ocurre en el sistema nervioso periférico, también ocurre en el sistema nervioso central. Sin embargo, hay una diferencia: el mecanismo desencadenado por la unión se opone a la liberación del neurotransmisor inhibitorio ácido gamma-aminobutírico (GABA) en oposición a la sustancia P.
Con esta supresión de GABA, el resultado es un aumento en la producción y acción de la dopamina, el placer, y el neurotransmisor asociado a la recompensa.
Significación clínica
Desde un punto de vista clínico, las endorfinas y sus efectos e interacciones todavía no se conocen demasiado. Una interacción básica pero notable de las endorfinas es con la naloxona.
El caso de la naloxona
La naloxona se administra como un fármaco. Generalmente se utiliza en el caso de una sobredosis de opioides para mitigar la respuesta corporal al opioide.
Esto se logra mediante la unión a los receptores de opioides. Ello hace que no solo sea difícil para la unión de opioides sino también para la unión de endorfinas, lo cual reduce el efecto de las endorfinas disponibles.
Se han realizado estudios en relación con el uso de naloxona en presencia de un trastorno de despersonalización. En ellos, se encontró que las condiciones del paciente mejoraron. En base a esto, se sospecha que las endorfinas están relacionadas con contribuir a este trastorno.
La dependencia física a un opiáceo
Otra interacción de importancia clínica incluye los casos en que el paciente tiene una dependencia física a un opiáceo. Se han establecido vínculos con la dependencia de opiáceos y la disfunción hipotálamo-hipofisaria-gonadal.
Esta asociación ha sido realizada en la investigación entre los efectos de la dependencia en la homeostasis gonadal a través de la acción efectiva de la beta-endorfina.
Así pues, parece que el estudio sobre las endorfinas todavía tiene un largo camino. Las endorfinas y sus interacciones en los procesos del sistema nervioso parecen más extensas de lo que tenemos en nuestro conocimiento.
Así, principalmente, las endorfinas tienen que ver con el placer y el dolor, pero como hemos visto, también se relacionan con algunos trastornos como el trastorno de despersonalización. En el futuro, la investigación arrojará algo más de luz sobre estas interacciones.
-
Chaudhry, S. R., & Bhimji, S. S. (2018). Biochemistry, Endorphin. In StatPearls [Internet]. StatPearls Publishing.
-
Gu, Z. H., Wang, B., Kou, Z. Z., Bai, Y., Chen, T., Dong, Y. L., … & Li, Y. Q. (2017). Endomorphins: promising endogenous opioid peptides for the development of novel analgesics. Neurosignals, 25(1), 98-116.
-
Guillemyn, K., Starnowska, J., Lagard, C., Dyniewicz, J., Rojewska, E., Mika, J., … & Chevillard, L. (2016). Bifunctional peptide-based opioid agonist–nociceptin antagonist ligands for dual treatment of acute and neuropathic pain. Journal of medicinal chemistry, 59(8), 3777-3792.
-
Lee, Y. S., Remesic, M., Ramos-Colon, C., Hall, S. M., Kuzmin, A., Rankin, D., … & Hruby, V. J. (2016). Cyclic non-opioid dynorphin A analogues for the bradykinin receptors. Bioorganic & medicinal chemistry letters, 26(22), 5513-5516.
-
Lima, L. B., Metzger, M., Furigo, I. C., & Donato Jr, J. (2016). Leptin receptor-positive and leptin receptor-negative proopiomelanocortin neurons innervate an identical set of brain structures. Brain research, 1646, 366-376.
-
Luan, Y. H., Wang, D., Yu, Q., & Chai, X. Q. (2017). Action of β-endorphin and nonsteroidal anti-inflammatory drugs, and the possible effects of nonsteroidal anti-inflammatory drugs on β-endorphin. Journal of clinical anesthesia, 37, 123-128.
-
Manninen, S., Tuominen, L., Dunbar, R. I., Karjalainen, T., Hirvonen, J., Arponen, E., … & Nummenmaa, L. (2017). Social laughter triggers endogenous opioid release in humans. Journal of Neuroscience, 37(25), 6125-6131.
-
Olorunmoteni, O. E., Adeodu, O. O., Oseni, S. B., & Obuotor, E. M. (2017). Cerebrospinal fluid and plasma β‐endorphin levels in children with cerebral malaria. Brain and behavior, 7(4), e00673.
-
Palus, K., Chrobok, L., Kepczynski, M., & Lewandowski, M. H. (2017). Enkephalin and neuropeptide-Y interaction in the intergeniculate leaflet network, a part of the mammalian biological clock. Neuroscience, 343, 10-20.
-
Pearce, E., Wlodarski, R., Machin, A., & Dunbar, R. I. (2017). Variation in the β-endorphin, oxytocin, and dopamine receptor genes is associated with different dimensions of human sociality. Proceedings of the National Academy of Sciences, 114(20), 5300-5305.
-
Rosa, M., Gonzalez-Nunez, V., Barreto-Valer, K., Marcelo, F., Sánchez-Sánchez, J., Calle, L. P., … & Valencia, G. (2017). Role of the sugar moiety on the opioid receptor binding and conformation of a series of enkephalin neoglycopeptides. Bioorganic & medicinal chemistry, 25(7), 2260-2265.
-
Stefanucci, A., Novellino, E., Mirzaie, S., Macedonio, G., Pieretti, S., Minosi, P., … & Mollica, A. (2017). Opioid receptor activity and analgesic potency of DPDPE peptide analogues containing a xylene bridge. ACS medicinal chemistry letters, 8(4), 449-454.
-
Wang, Y., Zhou, J., Liu, X., Zhao, L., Wang, Z., Zhang, X., … & Wang, R. (2017). Structure-constrained endomorphin analogs display differential antinociceptive mechanisms in mice after spinal administration. Peptides, 91, 40-48.