Β-endorfina

β-endorfina (beta-endorfina) es un neuropéptido opioide endógeno y una hormona peptídica que se produce en determinadas neuronas del sistema nervioso central y del sistema nervioso periférico. Es una de las tres endorfinas que se producen en los humanos, las otras incluyen la α-endorfina y la γ-endorfina.

Existen múltiples formas de β-endorfinas con la secuencia completa de 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 (31 aminoácidos) indicado como β-endorfina (1-31) y variantes truncadas a los primeros 26 y 27 aminoácidos como β-endorfina (1-26) y β-endorfina (1-27). Los primeros 16 aminoácidos son idénticos a la α-endorfina. Se considera que la β-endorfina forma parte de las clases de neuropéptidos endógenos de opioides y endorfinas; Todos los péptidos opioides endógenos establecidos contienen la misma secuencia de aminoácidos N-terminal, Tyr-Gly-Gly-Phe, seguida de -Met o -Leu.

Se sabe que la función de la β-endorfina está asociada con el hambre, la emoción, el dolor, el cuidado materno, el comportamiento sexual y la cognición de recompensa. En el sentido más amplio, la β-endorfina se utiliza principalmente en el cuerpo para reducir el estrés y mantener la homeostasis. En la investigación del comportamiento, los estudios han demostrado que la β-endorfina se libera mediante transmisión de volumen al sistema ventricular en respuesta a una variedad de estímulos, y en particular a estímulos novedosos.

Formación y estructura

La β-endorfina se encuentra en las neuronas del hipotálamo, así como en la glándula pituitaria. Se deriva de la β-lipotropina, que se produce en la glándula pituitaria a partir de un péptido precursor más grande, la proopiomelanocortina (POMC). POMC se escinde en dos neuropéptidos, la hormona adrenocorticotrópica (ACTH) y la β-lipotropina. La formación de β-endorfina es entonces el resultado de la escisión de la región C-terminal de la β-lipotropina, produciendo un neuropéptido de 31 aminoácidos de longitud con una estructura secundaria alfa-helicoidal. Sin embargo, la POMC también da lugar a otras hormonas peptídicas, incluida la hormona estimulante de los melanocitos (MSH) α y γ, resultante del procesamiento intracelular por enzimas internas conocidas como convertasas prohormonales.

Un factor importante que diferencia la β-endorfina de otros opioides endógenos es su alta afinidad y su efecto duradero sobre los receptores μ-opioides. La estructura de la β-endorfina explica esto en parte a través de su resistencia a las enzimas proteolíticas, ya que su estructura secundaria la hace menos vulnerable a la degradación.

Función y efectos

Se dice que la función β-endorfina se divide en dos categorías principales: función local y función global. La función global de la β-endorfina está relacionada con la disminución del estrés corporal y el mantenimiento de la homeostasis, lo que resulta en el manejo del dolor, efectos de recompensa y estabilidad conductual. La β-endorfina en vías globales se difunde a diferentes partes del cuerpo a través del líquido cefalorraquídeo en la médula espinal, lo que permite que la liberación de β-endorfina afecte el sistema nervioso periférico. La función localizada de la β-endorfina da como resultado la liberación de β-endorfina en diferentes regiones del cerebro, como la amígdala o el hipotálamo. Los dos métodos principales mediante los cuales se utiliza la β-endorfina en el cuerpo son la acción hormonal periférica y la neurorregulación. La β-endorfina y otras encefalinas a menudo se liberan con ACTH para modular el funcionamiento del sistema hormonal. La neurorregulación por la β-endorfina se produce mediante la interferencia con la función de otro neuropéptido, ya sea por inhibición directa de la liberación de neuropéptidos o por inducción de una cascada de señalización que reduce los efectos de un neuropéptido.

Agonista opioide

La β-endorfina es un agonista de los receptores opioides; se une preferentemente al receptor opioide μ. La evidencia sugiere que sirve como ligando endógeno primario para el receptor opioide μ, el mismo receptor al que las sustancias químicas extraídas del opio, como la morfina, derivan sus propiedades analgésicas. La β-endorfina tiene la mayor afinidad de unión de cualquier opioide endógeno por el receptor opioide μ. Los receptores opioides son una clase de receptores acoplados a proteína G, de modo que cuando se une la β-endorfina u otro opioide, se induce una cascada de señalización en la célula. Sin embargo, la acetilación del extremo N de la β-endorfina inactiva el neuropéptido, impidiendo que se una a su receptor. Los receptores opioides se distribuyen por todo el sistema nervioso central y dentro del tejido periférico de origen neural y no neural. También se encuentran en altas concentraciones en el gris periacueductal, el Locus coeruleus y la médula ventromedial rostral.

Los canales de calcio dependientes de voltaje (VDCC) son importantes proteínas de membrana que median en la despolarización de las neuronas y desempeñan un papel importante en la promoción de la liberación de neurotransmisores. Cuando las moléculas de endorfinas se unen a los receptores opioides, las proteínas G se activan y se disocian en sus subunidades constituyentes Gα y Gβγ. La subunidad Gβγ se une al bucle intracelular entre las dos hélices transmembrana del VDCC. Cuando la subunidad se une al canal de calcio dependiente del voltaje, produce un bloqueo dependiente del voltaje, que inhibe el canal, impidiendo el flujo de iones de calcio hacia la neurona. Incrustado en la membrana celular también se encuentra el canal de potasio rectificador interno acoplado a proteína G. Cuando una molécula de Gβγ o Gα(GTP) se une al extremo C del canal de potasio, se activa y los iones de potasio se bombean fuera de la neurona. La activación del canal de potasio y la posterior desactivación del canal de calcio provoca la hiperpolarización de la membrana. Es entonces cuando se produce un cambio en el potencial de membrana, de modo que se vuelve más negativo. La reducción de iones de calcio provoca una reducción de la liberación de neurotransmisores porque el calcio es esencial para que ocurra este evento. Esto significa que neurotransmisores como el glutamato y la sustancia P no pueden liberarse desde el terminal presináptico de las neuronas. Estos neurotransmisores son vitales en la transmisión del dolor y, como la β-endorfina reduce la liberación de estas sustancias, se produce un fuerte efecto analgésico.

Manejo del dolor

La β-endorfina se ha estudiado principalmente por su influencia en la nocicepción (es decir, la percepción del dolor). La β-endorfina modula la percepción del dolor tanto en el sistema nervioso central como en el sistema nervioso periférico. Cuando se percibe dolor, los receptores del dolor (nociceptores) envían señales al asta dorsal de la médula espinal y luego hasta el hipotálamo mediante la liberación de un neuropéptido llamado sustancia P. En el sistema nervioso periférico, esta señal provoca el reclutamiento de T- linfocitos, glóbulos blancos del sistema inmunológico, hasta la zona donde se percibió el dolor. Los linfocitos T liberan β-endorfina en esta región localizada, lo que le permite unirse a los receptores opioides, provocando una inhibición directa de la sustancia P. En el sistema nervioso central, la β-endorfina se une a los receptores opioides en la raíz dorsal e inhibe la liberación de la sustancia. P en la médula espinal, lo que reduce la cantidad de señales de dolor excitadoras enviadas al cerebro. El hipotálamo responde a la señal de dolor liberando β-endorfina a través de la red gris periacueductal, que actúa principalmente para inhibir la liberación de GABA, un neurotransmisor que previene la liberación de dopamina. Por tanto, la inhibición de la liberación de GABA por la β-endorfina permite una mayor liberación de dopamina, lo que contribuye en parte al efecto analgésico de la β-endorfina. La combinación de estas vías reduce la sensación de dolor, lo que permite que el cuerpo detenga un impulso de dolor una vez que ha sido enviado.

β-Endorfina tiene aproximadamente 18 a 33 veces la potencia analgésica de la morfina, aunque su efecto hormonal es dependiente de especies.

Ejercicio

β-Endorphin release in response to exercise has been known and examined since at least the 1980s. Los estudios han demostrado que las concentraciones séricas de opioides endógenos, en particular β-endorfina y β-lipotropina, aumentan en respuesta tanto al ejercicio agudo como al entrenamiento. La liberación de β-endorfina durante el ejercicio se asocia con un fenómeno coloquialmente conocido en la cultura popular como un corredor alto.

Luz del sol

Existe evidencia de que la β-endorfina se libera en respuesta a la radiación ultravioleta, ya sea mediante la exposición al sol o el bronceado artificial. Se cree que esto contribuye al comportamiento de adicción entre los bañistas excesivos y los usuarios de bronceado artificial a pesar de los riesgos para la salud.

Mecanismo de acción

La β-endorfina actúa como un agonista que se une a varios tipos de receptores acoplados a proteína G (GPCR), en particular a los receptores opioides mu, delta y kappa. Los receptores son responsables de la analgesia supraespinal.

Historia

La β-endorfina fue descubierta en extractos de pituitaria de camello por C.H. Li y David Chung. La estructura primaria de la β-endorfina se determinó sin saberlo 10 años antes, cuando Li y sus colegas analizaron la secuencia de otro neuropéptido producido en la glándula pituitaria, la γ-lipotropina. Notaron que la región C-terminal de este neuropéptido era similar a la de algunas encefalinas, lo que sugiere que puede tener una función similar a la de estos neuropéptidos. La secuencia C-terminal de la γ-lipotropina resultó ser la secuencia primaria de la β-endorfina.