Neuropeptidit, opiaatit ja niihin liittyvät mekanismit Pertti Panula Biolääketieteen laitos 2013
Neuroendokriinisen järjestelmän säätely elimistössä
Neuropeptidit Peptidirakenteisia hermovälittäjäaineita tai modulaattoreita jotka tuotetaan hermosoluissa keskushermostossa tai perifeerisissa ganglioissa Voivat olla aktiivisia myös muissa soluissa (gliasoluissa, endokriinisissa soluissa, epiteelisoluissa, immuunijärjestelmän soluissa)
Hermovälittäjäaine (neurotransmitteri) Tuotetaan presynaptisessa solussa Eritetään stimuloitaessa solua, aiheuttaa vasteen postsynaptisessa solussa Farmakologisesti annostellun välittäjäaineen tulee aiheuttaa sama vaste kuin endogeenisesti eritettäessä stimulaation tuloksena Inaktivoidaan tehokkaasti ja spesifisesti
Supraoptisen tumakkeen solut tuottavat useita peptideja
Enkefaliinia tuottavat lisämunuaisen ytimen solut
Sekretorinen mekanismi soluissa
Neuropeptidien synteesi
Tyypillisen neuropeptidin elinkaari
Neuropeptidien eritys
Peptiderginen neuroni
Proneuropeptideja
Neuropeptidesiasteen käsittely soluissa
Proteolyyttiset entsyymit samoissa rakkuloissa peptidien kanssa
Immunoelektronmikroskopiaa
Neuropeptidit kuljetetaan suurissa jyväsellisissä rakkuloissa (LDCV)
Neuropeptidin eritys
Neuropeptien vaikutusmekanismit Muokkaavat välittäjäaineiden toimintaa aktivoivat metabotrooppisia G- proteiinivälitteisiä reseptoreita Aktivoivat harvoin ionkanavareseptoreita
Peptidien prosessointi
Neuropeptiesiasteiden entsymaattinen käsittely
Prosessointi tuottaa erilaisia peptideja samasta esiasteesta
Vaihtoehtoinen silmukointi tuottaa uusia vaihtoehtoisia peptideja
Dalen sääntö: oikein vai väärin?
Neuropeptidit kotransmittereina
Opioidipeptidigeenit koodaavat useita peptidikopioita
Lisämunuaisen solujen enkefaliinia säätelee tuleva hermotus
Selkäytimen enkefaliinisolut
Opiaattireseptorit mu, delta, kappa G i /G o -proteiinikytkentäisiä inhiboivat camp:n muodostumista heikentävät Ca 2+ -konduktanssia lisäävät K + -konduktanssia Toimivat yhdessä ja myös yhdessä muiden proteiinien kanssa
Opiaattireseptorin rakenteelliset osat
Opiaattireseptorit säätelevät K + - ja Ca 2+ -kanavia
GPCR:n peptidiligandia sitovat osat
Kappareseptoreja on myös kuljetusrakkuloissa
Enkefaliinien vaikutus hermosolun ärtyvyyteen I
Enkefaliinien vaikutus hermosolun ärtyvyyteen II
Substance P sensorisissa soluissa
Kipua aistivien neuronien säätely selkäytimessä
Nisäkkään RFamidineuropeptidit FLFQPQRF-NH 2 SLAAPQRF- NH 2 neuropeptide FF (NPFF) neuropeptide SF (NPSF) TPDINPAWYAGRGIRPWGRF-NH 2 PrRP 20 MPHSFANLPLRF-NH 2 hrfrp1 VPNLPQRF-NH 2 hrfrp3 ---YNWNSFGLRF-NH 2 KiSS-1 peptide
NPFF ja substance P rotan selkäytimessä (NPFF/SP)
Uudet opiaateille reagoivat reseptorit ilmentyvät sensorisissa neuroneissa
Dopamiinia sisältävät radat
Aivojen noradrenaliinijärjestelmä
Aivojen serotoniinijärjestelmä
Aivojen histamiinijärjestelmä
Sakurai Nature Reviews Neuroscience 8, 171 181 (March 2007) doi:10.1038/nrn2092
Hypotalamus koostuu tumakkeista ja soluryhmistä joilla on erilaisia tehtäviä
Syömisen tutkiminen
Ravinnonottoon vaikuttavia hypotalaamisia välittäjäaineita Orexigena NPY AGRP GABA Glutamate Orexin MCH Anorexigena -MSH CART CRH Histamine
Ruokahalun ja lihavuuden säätely
Leptiini vapautuu rasvakudoksesta Meister et al., Läkartidningen,1996.
Ruokahalun säätelyn keskeiset aivoalueet
Marx, Science, 2003
Annual Reviews
Oreksiini/hypokretiinineuronit ihmisen aivoissa (Mignot 2001)
Oreksiinigeenin rakenne (Sakurai & Mieda, TIPS 2011)
Oreksiinijärjestelmän säätely (Sakurai & Mieda, TIPS 2011)
Oreksiinisäätelyn kohteet (Sakurai & Mieda, TIPS 2011)
Unta säätelevät keskukset (Sakurai & Mieda, TIPS 2011)
Sakurai Nature Reviews Neuroscience 8, 171 181 (March 2007) doi:10.1038/nrn2092
Yhteenveto Peptidergiset mekanismit ovat tärkeitä useissa toiminnoissa, mm. unen ja ruokahalun säätelyssä Peptidijärjestelmien häiriöitä tavataan monissa häiriötiloissa ja sairauksissa