5.6.2. Encefalinas y endorfinas
via     Las encefalinas y endorfinas son péptidos opioides endógenos que se encuentran en una variedad de lugares en el cerebro (sistema límbico), también son producidos por la glándula pituitaria y liberados como hormonas.  Están involucradas en la reducción del dolor, aumentan la secreción ácido gástrica, relajan la musculatura del estómago e íleón, bloquean la secreción exocrina pancreática de insulina y glucagón,  inhiben la somatostatina y estimulan liberación de dopamina.
    Las encefalinas reducen la acumulación de cAMP producido por células de neuroblastoma, su acción tiene una vida media muy corta (analgésico débil) y se caracterizan por requerir para la unión a los receptores de la participación de iones de sodio.
    Las endorfinas han sido aisladas de hipotálamo en tres formas conocidas como a, b y g, de las cuales la b-endorfina es la más potente.
    El sistema opioide endógeno consta de tres familias diferentes de péptidos opioides endógenos: endorfinas, encefalinas y dinorfinas; y tres receptores opioides de clase mayor: m, d y k.   Las encefalinas muestran alta afinidad a los sitios de unión d, aunque  B-encefalina se une con igual afinidad a receptores m y d, y las dinorfinas a receptores tipo k.  Esta línea de moléculas se caracteriza por tener una flexibilidad natural permitiéndoles adoptar muchas conformaciones, asi los opioides naturales se pueden unir a más de un subtipo de receptor.  Es amplia la literatura que indica que incrementando las coacciones estructurales de éstas moléculas por incorporación obligada de aminoácidos o estructuras cíclicas pueden disminuir ésta flexibilidad y ampliamente mejorar la selectividad y potencia.

    Sitios de unión a receptores opioides están presentes en la sustancia gelatinosa de la espina dorsal, sitios pre y postsinápticos a terminales aferentes primarios.
    Todos los péptidos opioides son derivados a partir de tres precursores: proopiomelanocortina (POMC), proencefalina y proendorfina. POMC es precursor para b-endorfina, el precursor proencefalina contiene seis copias de Met-encefalina y una copia de Leu-encefalina y genera los opioides dinorfina, b-neoendorfina y dinorfina B. Casi todos los precursores tienen la misma longitud, y la secuencia de los péptidos activos biológicamente son confinados casi exclusivamente al grupo C-terminal de los precursores.  La región N-terminal de cada precursor es rico en residuos de cisteína y la distribución de estos residuos es similar en cada caso, indicando que la formación de puentes de disulfido pueden ser escenciales para la estabilización de la proteína en conformaciones requeridas para un correcto procesamiento.

Estructura de Algunos Peptidos Opioides

b-endorfina
Tyr-Gly-Gly-Phe-Met-Thr-Ser-Glu-Lys-Ser-Gln-Thr-Pro-Leu-Val-Thr-Leu-Phe-Lys-Asn-Ala-Ile-Ile-Lys-Asn
-Ala-Tyr-Lys-Lys-Gly-Glu.

Met-encefalina
Tyr-Gly-Gly-Phe-Met

Leu-encefalina
Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu

Comparación estructural de los genes de precursores opioides

Cap              ATG                     ACTH  LPH               TERM     5’                    3’
Pro-opiomelanocortina (POMC)

Cap             ATG                      L-en           M-en                       5’                   3’
Proencefalina

    Los genes que codifican para los precursores son muy similares, lo que puede indicar que tienen  una vía evolutiva en común.  El gen de POMC se encuentra en el cromosoma 2 y el gen de proencefalina en el cromosoma 12.  Los exones del extremo 3’ de los genes opioides contienen regiones homólogas intrasecuencia.  En POMC hay tres regiones nucleotídicas repetidas, enproencefalina hay siete regiones que codifican para los motivos activos de las encefalinas.  Los niveles de péptidos opioides en tejido pueden ser alterados por una variedad de sustancias sintetizadas de forma natural.  Estudios en ratón indican que la distribución mRNA de POMC y proencefalina en cerebro no es  igual, es el caso del hallazgo de niveles elevados de proencefalina transcritos pero no mRNA de POMC en el cerebelo.
    Los péptidos opioides empiezan a ser activados sólo después de que sean clivados fuera de sus moléculas precursoras.  Modificaciones tales como glicosilación, fosforilación, amidación o acetilación, ocurre en orden para activar estos péptidos.  Estos procesos usualmente suceden en un orden definido como las proteínas y los péptidos se mueven a través de compartimientos en la vía de secreción.
    La mayoría de los dominios de los péptidos opioides en los precursores son flanqueados por pares de residuos de aminoácidos básicos (cada Lys-Arg, Lys-Lys o Arg-Arg), sugeriendo que las enzimas están involucradas en la reacción de clivaje.  Una enzima carboxipeptidas remueve el C-terminal del aminoácido básico para producir el péptido bioactivo.  Amidación C-terminal ha sido observada en la formación del octapéptido Met-encefalina a partir de proencefalina.  Los aminoácidos C-terminal de péptidos que soportaron amidación continúan con la transferencia de un grupo amino a partir de un residuo de glicina en los precursores y es clivado a partir del péptido durante la reacción de amidación.  En el procesamiento de POMC se han encontrado otras modificaciones como acetilación, sulfatación y metilación.
    La b-endorfina está formada por los 31 aminoácidos del extremo C-terminal de la B-LPH (b-lipotropina).  Las endorfinas a y g son modificaciones de b, de la cual son eliminados los aminoácidos 15 y 14 respectivamente del extremo C-terminal.  En hipotálamo son acetilados lo que los hace inactivos mientras que en sistema nervioso no son modificados.  Pueden intervenir en el control endógeno del dolor.  La secuencia de la encefalina no esta precedida por aminoácidos dibásicos y se presume que no es escendida ni expresada.
    Los péptidos opioides pueden llevar a cabo sus efectos a través de las acciones presinápticas sobre la liberación de los neurotramisores.  Las encefalinas y endorfinas, ejercen una acción análgésica de cientos de vesces más potente que la morfina.  La analgesia por medio de la acupuntura parece ser mediada por estas sustancias.  Las endorfinas también son capaces de suprimir la secreción de FSH y LH.
    Algunos de los efectos del estrés sobre la función inmune parece ser mediada por péptidos opioides: shock el cual aumenta la concentración de los péptidos opioides en sistema nerviosos central, sangre y dentro de las células inmunocompetentes.  La modulación de la actividad de las células inmunocompetentes es llevada fuera por péptidos opioides presentes en este tejido, estos péptidos son expuestos a hidrólisis por tres grupos de enzimas. Peptidasas plasma solubles, peptidasas presentes en la membrana de células inmunocompetentes y peptidasas liberadas por células inmunocompetentes.  La presencia de éstas enzimas causa una rápida hidrólisis de los péptidos opioides, cuya vida media en plasma humano es aproximadamente de cinco minutos para encefalinas y cuarenta minutos para las endorfinas.
        Este nuevo campo del conocimiento neurofisiológico se origina indirectamente en las investigaciones de las hormonas hipofisarias e hipotalámicas y, más específicamente, en el estudio de los opiáceos y de su adicción. Luego del descubrimiento de receptores celulares en el cerebro del ratón, se demostraba que la acción analgésica del opio y sus derivados dependía de una interacción específica entre estas sustancias y receptores dentro del SNC. Poco más tarde se descubrían sustancias cerebrales con propiedades morfínicas. Se propuso el término de endorfinas que poco más tarde se identificaban como dos pentapéptidos extraídos del cerebro del cerdo, met y leu encefalinas.
        Si bien su orígen es aún desconocido, se conoce que no provienen de la hipófisis ya que la hipofisectomía no disminuye su cantidad en el cerebro. Otras sustancias de estructura más compleja han sido ya descubiertas, de orígen hipotalámico e hipofisario, que tienen actividad opiácea, beta y gama lipotropinas, y están constituídas por cadenas de aminoácidos.
        Las funciones generales de las endorfinas son aún hipotéticas. Podrían actuar como moduladores en la neurotransmisión hormonal, en la medida que son liberadores potentes de la hormona de crecimiento y prolactina, efectos causados, quizás, a través de la dopamina. Sus efectos catatonígenos son discutidos, no así sus efectos euforizantes y analgésicos, existen cantidades apreciables de encefalinas en zonas relacionadas con el dolor, en estructuras límbicas y en el hipotálamo. Endorfinas han sido individualizadas en el LCR y su presencia en cantidades elevadas en algunos pacientes maníacos y esquizofrénicos ha sido comentada por algunos autores. Sus efectos sobre ciertos cuadros psicóticos es aún controvertida, así como el papel que jugarían en la analgesia producida por acupuntura. Se supone que los síntomas de abstinencia presentados por morfín-adictos puede deberse a una deficiencia endógena de endorfina, producida por la exposición a altas concentraciones de heroína. Con todo, una mejoría notable, si bien transitoria, fue observada luego de la administración a seis pacientes deprimidos y esquizofrénicos de dosis máximas de 3 a 9 mg de beta endorfina, luego de un período de tres días. Actualmente, se supone que explicarían los efectos placebo observados en ciertas condiciones dolorosas. Se ha informado también el haber identificado leucina encefalina en el dialisado de pacientes esquizofrénicos mejorados con hemodiálisis. Las endorfinas han sido utilizadas también en experimentos comportamentales en relación al aprendizaje y la memoria. Asimismo, una endorfina modificada, DT y E, que había perdido sus propiedades analgésicas, fue individualizada como teniendo propiedades antipsicóticas y antidopamínicas. Si se confirmara la hipótesis que sostiene que los síntomas esquizofrénicos se deberían a una alteración en el balance de endorfinas, toda la psicopatología entraría dentro de la órbita, de enfermedades metabólicas o endócrinas, modificable de manera similar a la diabetes o al mixedema.

    En estudios realizados se produjeron anticuerpos dirigidos hacia porciones preestablecidas de secuencias de aminoácidos de receptores opioides delta, mu y kappa; y los utilizaron en combinación con anticuerpos contra una variedad de neurotransmisores en estudios de inmunofluorescencia multicolor visualizados por microscopía confocal, observando varios hallazgos que merecen ser citados:

1. El receptor opioide delta clonado parece distribuirse primordialmente en los axones y por lo tanto su función es primordialmente a nivel presináptico.
2. Los receptores opioides mu y kappa clonados se hallan asociados a la membrana plasmática neuronal en las dendritas y cuerpos celulares y por lo tanto desempeñan una función postsináptica. Aunque en ciertas poblaciones discretas de neuronas, los receptores opioides mu y kappa parecen distribuirse en los axones.
3. El contenido de encefalinas de la terminal se ha encontrado muchas veces muy próximamente (aunque no necesariamente sinápticamente ligados) a las membranas que contienen a los receptores opioides mu o delta; mientras las terminales que contienen dinorfinas se encuentran muchas veces en la proximidad de los receptores opioides kappa.
    Finalmente, los mismos investigadores observaron una pérdida de la unión entre los receptores opioides y sus ligandos endógenos en algunas regiones del cerebro. De cualquier manera, esta pérdida de relación, caracterizada en regiones complementarias del receptor y del ligando, sugiere los principios básicos de una organización de neurotransmisión no sináptica a larga distancia.

BIBLIOGRAFIA
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