內啡肽(英文名:Endorphinsn)是由腦下垂體和脊椎動物的下丘腦所分泌的多肽,是一種類Morphine生物化學合成激素,具有鎮痛功能,它能與嗎啡受體結合,產生跟嗎啡、鴉片劑一樣的止痛作用和欣快感。內啡肽可分為α-內啡肽、β-內啡肽和γ-內啡肽。人在劇烈運動、傷口發炎、痛苦、冥想、大笑等狀態下時,會刺激內啡肽的分泌。
內啡肽主要在腦垂體合成,但廣泛存在于腦、交感神經節、腎上腺髓質等部位。在應激反應、感染性休克、失血性休克時血漿內啡肽濃度明顯升高,使小血管擴張和心肌收縮功能減弱導致血壓下降。
發現歷史
1973年時,所羅門·斯奈德(Snyder)等人研究證明了哺乳動物腦中嗎啡受體的存在,他們把這種受體稱為“阿片受體”。1975年,休斯(Hughes)和同事從豬腦中分離出兩種具有嗎啡樣鎮痛活性的腦啡肽,甲硫氨酸腦啡肽與亮氨酸腦啡肽。自此,不少研究者又開始努力尋找其它具有Morphine樣鎮痛活性的肽類物質。1976年,李卓浩等人首先從駱駝的垂體中分離出一種由31個殘基組成的肽,它具有較強的嗎啡樣活性和鎮痛作用,因而取名為β-內啡肽(β-endorphin)。同年,吉爾曼(Guillemin)等人從豬下丘腦,腦下垂體抽提物中分離出2種顯示嗎啡樣鎮痛活性的肽,這2種肽分別被命名為α-內啡肽(α-endorphin)與γ-內啡肽(γ-endorphin)。而后,多種具有嗎啡樣鎮痛活性的多肽被陸續發現,這些肽根據它們的前體來源不同可分為內啡肽、腦啡肽、強啡肽和孤啡肽四大族。
分類與結構
內啡肽有3種,即α-內啡肽、β-內啡肽、γ-內啡肽,β-內啡肽是由β-促脂解激素羧基末端31個殘基構成的多肽,而α和γ-內啡肽是β-內啡肽由羧基端分別移去15和14個氨基酸后的修飾產物。內啡肽的N-末端含有Met-腦啡肽結構:Tyr(tyrosine,酪氨酸)-Gly(Glycine,甘氨酸)-Gly-Phe(L-苯丙氨酸,苯丙氨酸)-Met(methionine,甲硫氨酸)。α-內啡肽、β-內啡肽、γ-內啡肽都可作為神經遞質或神經調節劑,但β-內啡肽與神經末梢的阿片受體親和力大,鎮痛作用強,不易被酶水解,鎮痛時間可長達1小時;而α-內啡肽和γ-內啡肽都缺乏對阿片受體的親和力,因此無鎮痛作用。
體內合成
內啡肽的前體主要在垂體中產生,而α、β、γ-內啡肽都是阿黑皮素原的片段。在反面高爾基網(Trans-Golgi Network,TGN)中,阿黑皮素原與膜結合蛋白羧肽酶E(carboxy peptidaseE,CPE)結合。羧肽酶E促進阿黑皮素原轉運到未成熟的出芽囊泡中。在哺乳動物中,激素原轉換酶1(prohormone convertase1,PC1)將阿黑皮素原裂解為促腎上腺皮質激素(Adrenocorticotropic hormone,ACTH)和β-促脂素(β-lipotropin,β-LPH)。β-促脂素被不斷裂解成不同的肽類,包括α-內啡肽、β-內啡肽和γ-內啡肽。
生理作用
內啡肽是具有嗎啡樣活性的神經肽的總稱,具有鎮痛作用,可引起動物情緒和行為的變化,可調節腺垂體激素的分泌,在中樞神經系統中發揮神經調質作用,尚具有許多其它生理功能,如調節體溫、心血管、呼吸功能。
鎮痛作用
動物實驗表明,內啡肽有輕度鎮痛作用,針刺使大鼠腦組織中內啡肽含量增高,可誘導鎮痛.,內啡肽含量增高,鎮痛效果也隨之增強。患有慢性疼痛病癥的病人內啡肽水平較低,通過電針炙提高內啡肽含量可緩解疼痛。臨床中安慰劑的鎮痛效應由內啡肽起到調節作用。
影響動物的情緒和行為
動物實驗,α-內啡肽可使動物鎮靜,β-內啡肽可使動物動作僵硬、運動減少、抽搐、鼠甩尾反射減少,γ-內啡肽能使正常馴服的大鼠變得狂暴而憤怒。
影響垂體激素分泌
內啡肽可抑制多巴胺神經元的活動,轉而促進催乳素釋放因子分泌,從而促進垂體前葉分泌催乳素和生長激素,在正常情況下起著生理調節作用。垂體后葉激素(抗利尿激素和催產素)的釋放,也受垂體中間葉內啡肽的調節。
作用機理
在身體受到刺激后,內啡肽會被釋放出來,內啡肽通過與阿片受體結合釋放信號行使神經功能。阿片受體分別含有不同的亞型,內啡肽與不同阿片受體結合以產生不同的生物效應。內源性阿片受體包括四種G蛋白偶聯受體(GProtein-Coupled Receptors,GPCRs):μ(μ opioid receptor,MOPR)、δ(δ opioid receptor,DOPR)、κ(κ opioid receptor,KOPR)和痛敏肽受體(nociceptin opioid 捕手,NOPR)。
與μ受體結合
內啡肽與μ受體結合可以鎮痛、產生欣快感。μ受體廣泛分布于中樞神經系統,尤其是外周系統、紋狀體、下丘腦、中腦導水管周圍灰質區等。其興奮和陣痛活性最強,成癮性也最強,是產生副作用的主要原因。
與δ受體結合
內啡肽與μ受體結合可以鎮痛,產生較輕的呼吸抑制和便秘。δ受體主要存在于大腦中的橋核、杏仁核、嗅球、深層皮質區部位。此類受體被激活能在脊髓水平鎮痛、產生欣快并導致身體對藥物的依賴性。
與κ受體結合
內啡肽與μ受體結合可以鎮痛、產生欣快、導致瞳孔縮小、抑制抗利尿激素釋放。κ受體主要存在于下丘腦、扣帶皮層和脊髓中。
與痛敏肽受體結合
內啡肽與μ受體結合可以導致焦慮、抑郁、食欲增加并能提高機體對μ受體激動劑的耐受性。痛敏肽受體由痛敏素/孤啡肽激活,主要存在于外周區域、下丘腦、腦橋和脊髓部位。亞型僅ORL1一種。此類受體在許多中樞過程中發揮作用,包括學習記憶、注意力、情緒、穩態和感官知覺。
內啡肽作用實例
β-內啡肽
在外周神經系統中,β-內啡肽是從垂體中釋放出來的主要內啡肽,然后釋放到外周循環系統。內啡肽通過與外周神經的μ受體結合來阻止它們釋放神經遞質物質P(SubstanceP)以抑制疼痛信號的傳遞。神經遞質物質P是一種哺乳動物神經速激肽,主要對腸神經、肌肉和腺體具有興奮作用,能調節小腸和結腸的蠕動作用、刺激唾液分泌。神經遞質物質P受體為神經激肽1受體,是一種G蛋白偶聯受體,與第二信使系統偶聯。神經遞質物質P通過此受體調節對疼痛的敏感性,能促進中樞過度興奮,增加對疼痛的敏感性。
中樞神經系統中的機制類似,但是通過阻斷不同的神經遞質:γ-氨基丁酸(γ-氨酪酸 acid,GABA)起作用。GABA是中樞神經系統中的主要抑制性神經遞質,廣泛分布于整個神經軸。GABA的抑制會增加多巴胺的產生和釋放。多巴胺是一種與獎勵學習相關的神經遞質,激活其受體可以產生愉悅感。GABA可以抑制多巴胺的釋放,而β-內啡肽可以抑制GABA的釋放以減弱其對多巴胺的抑制,最終達到增加多巴胺的釋放的效果。
產生原因
痛苦感受
內啡肽在身體對疼痛的抑制反應中扮演著重要角色,其主要功能便是阻止疼痛感知,幫助動物在發生創傷性應激時幸存。當人類或動物感受到痛苦時便會刺激內啡肽的分泌。
辣的感受本質上是一種痛覺。當口腔被辣椒素刺激后,類似熱傷害的痛感會使心跳加速、口腔唾液噴射,同時會刺激內啡肽的釋放。
劇烈運動
劇烈的有氧運動可以觸發內啡肽的產生。β-內啡肽的釋放有助于愉悅感的產生。定期的劇烈運動可能會導致大腦在休息期間增加內啡肽的產生以維持人體穩態,使得人們為了獲得同樣的感覺而更加劇烈地運動。
酒精
酒精會激活包括內啡肽在內的內源性阿片肽的釋放(造成興奮和疼痛鈍覺),對成癮性起作用。
炎癥
外傷、術后傷口、癌癥等原因可能引起炎癥和疼痛。在多種激素(如去甲腎上腺素)刺激下,炎癥組織周圍感覺神經上的阿片受體上調,同時內啡肽水平上調,達到局部鎮痛的作用。
其他
針灸刺激交感神經引起的鎮痛作用是因為其增加了內啡肽的釋放。而受過訓練的人通過冥想可以觸發內啡肽的釋放。此外,大笑也可能刺激內啡肽的產生并提高疼痛閾值。
阿片類藥物與內啡肽
攝入的阿片類藥與阿片受體結合,會使得體內內啡肽的生成受到抑制,當停用阿片類藥后,內啡肽不能很快生成補充,就會出現成癮或戒斷現象。阿片類藥物是由天然罌粟科植物罌粟的果漿汁中提出與人工合成的生物堿。是止痛、止咳、止瀉、麻醉、解痙的有效藥物,臨床應用較廣。使用此類藥物,會產生鎮痛、鎮靜、抑制呼吸、惡心、嘔吐、便秘和興奮、致幻或欣快等作用。長期應用阿片類藥物的患者容易產生藥物依賴性。
參考資料 >
Biochemistry, Endorphin.National Library of Medicine:National Center for Biotechnology Information.2023-03-31
Dopamine.sciencedirect topics.2023-04-09
Electroacupuncture.ScienceDirect.2023-03-31