Opioidreceptorer

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 19. august 2017; checks kræver 15 redigeringer .

Opioidreceptorer ( opiatreceptorer ) er en type receptorer i nervesystemet relateret til G-proteinkoblede receptorer . [1] [2] [3] Deres hovedfunktion i kroppen er regulering af smerte. I øjeblikket er der fire hovedgrupper af opioidreceptorer: μ- (mu), δ- (delta), κ- (kappa) og nociceptin (ORL 1 ) receptorer. De binder til både endogene (produceret i kroppen) og eksogene (kommer udefra) opioidligander . Opiatreceptorer er vidt udbredt i hjernen, rygmarven samt i mave-tarmkanalen og andre organer.

Historie

I midten af ​​1960'erne, ved at analysere resultaterne af farmakologiske undersøgelser, begyndte videnskabsmænd at foreslå, at opioider sandsynligvis virker på specifikke receptorer. [4] Receptorerne blev først identificeret som specifikke molekyler i undersøgelser, hvor radioaktivt mærkede opiater blev fundet at binde til subcellulære fraktioner af hjernen . Den første undersøgelse af denne art blev publiceret i 1971 under anvendelse af 3H - levorphanol og dens antagonist naloxon . [5] I 1973, Candice Pertog Solomon Snyder offentliggjorde den første detaljerede radioisotopundersøgelse af opioidreceptorer ved brug af 3H - naloxon . [6] Denne undersøgelse er blevet krediteret som den første endelige opdagelse af opioidreceptorer, selvom to andre lignende undersøgelser fulgte kort efter i samme år. [7] [8] I 1976 konkluderede Martin et al., baseret på in vivo undersøgelser i hunde, at der var flere typer opioidreceptorer. [9] For at bekræfte deres eksistens er der blevet gjort forsøg på at isolere et renset opioidreceptorprotein, [10] [11] , men de har været forgæves. [12] I begyndelsen af ​​1990'erne belyste molekylærbiologiske undersøgelser strukturen og virkningsmekanismen for opioidreceptorer. Fire forskellige cDNA'er er blevet isoleret som medlemmer af opioidreceptorfamilien. [13] Tre af dem svarer til µ-, δ- og κ-receptorer, og den fjerde svarer til en ny type receptor - nociceptiv eller ORL-1 ( opioid - receptorlignende 1 ), som også er klassificeret som en opioid, selvom det ikke har høj affinitet for opioidligander. [14] :198

Virkningsmekanisme

Aktivering af opioidreceptoren hæmmer adenylatcyclase , som spiller en vigtig rolle i syntesen af ​​cAMP second messenger (cAMP), og regulerer ionkanaler . Lukningen af ​​spændingsstyrede calciumkanaler i den præsynaptiske neuron fører til et fald i frigivelsen af ​​excitatoriske neurotransmittere (såsom glutaminsyre ), og aktiveringen af ​​kaliumkanaler i den postsynaptiske neuron fører til membranhyperpolarisering, hvilket reducerer følsomheden af neuron til excitatoriske neurotransmittere [15] [16] .

Typer af opioidreceptorer

I øjeblikket skelnes der mellem fire hovedgrupper af opioidreceptorer, som hver er yderligere opdelt i flere undertyper: [17]

Receptor Undertype Placering [18] Funktion [18]
mu (μ)
MOP
μ 1 , μ 2 , μ 3
  • hjerne
    • bark (lag III og IV)
    • thalamus
    • striosomer
    • periakvæduktal grå substans
  • rygrad
    • gelatinøse stof
  • perifere sensoriske neuroner
  • mavetarmkanalen
μ 1 :

μ 2 :

μ 3 :

  • ukendt
delta (δ)
DOP
δ 1 , δ 2
kappa (k)
KOP
κ 1 , κ 2 , κ 3
Nociceptin receptor
NOP (ORL 1 )
-
  • hjerne
    • bark
    • amygdala
    • hippocampus
    • septale kerner
    • snor
    • hypothalamus
  • rygrad

Effekten af ​​analgesi observeres under stimulering af μ-, δ- og κ-receptorer. μ- receptoragonister forårsager desuden respirationsdepression og sedation , og κ-receptoragonister - psykotomimetiske virkninger. Virkningen af ​​de fleste opioidanalgetika er forbundet med stimulering af μ-type receptorer [20] .

Nomenklatur

Opioidreceptorerne blev opkaldt efter det første bogstav i den ligand, som de først blev forbundet med. Så morfin var det første stof, der blev fundet i stand til at binde til μ-receptorer, og κ-receptorer er opkaldt efter opdagelsen af ​​deres binding til ketocyclazocin . [21] Også en receptor med høj affinitet for enkephaliner blev fundet i vas deferens hos mus og benævnt δ-receptoren. [22] Senere blev en anden opioidreceptor opdaget og klonet baseret på homologi med cDNA . Denne receptor er kendt som nociceptin-receptoren eller ORL 1-receptoren.

Eksistensen af ​​separate undertyper af opioidreceptorer i menneskeligt væv er blevet foreslået, men forskere har endnu ikke været i stand til at opnå genetiske eller molekylære beviser for deres eksistens og mener, at de opstår som et resultat af post-translationel modifikation af klonede receptortyper eller dimerisering . [23]

IUPHAR underudvalgtillader brug af den almindeligt accepterede græske klassifikation, men anbefaler, at de 3 klassiske receptorer (μ-, δ-, κ-) og nociceptinreceptoren betegnes som henholdsvis MOP, DOP, KOP og NOP. [24] [25]

Ligander

Endogen

Endogene opioidpeptider produceres i selve kroppen og realiserer deres opioideffekter. Opdagelsen af ​​opioidreceptorer førte til opdagelsen af ​​deres endogene ligander. Til at begynde med blev tre familier af opioide peptider ( endorfiner , enkephaliner og dynorfiner ) fundet i forskellige regioner af CNS, mave-tarmkanalen og andre perifere væv. [14] :200 For nylig er nociceptiner , endomorfiner og andre opioide peptider blevet opdaget . [14] :200 Samtidig viser endorfiner, endomorfiner den maksimale affinitet for receptorer af μ-typen, enkephaliner - af δ-typen, dynorfiner - af κ-typen [20] [26] :194

Eksogen

Eksogene opioider kommer ind i kroppen udefra og binder sig til opioidreceptorer. Det første opdagede opioid var morfin , et alkaloid af opiumsvalmuen , isoleret af Friedrich Sertürner fra opium i 1804. [27] I øjeblikket er et stort antal forbindelser (både morfinderivater og stoffer med en anden struktur) kendt for at være ligander for opioid receptorer. Efter oprindelse skelnes der mellem naturlige, syntetiske og semisyntetiske opioider. [12] Mange af dem bruges medicinsk som analgetika og hostedæmpende midler .

μ-opioidreceptoragonister har et højt potentiale for misbrug, hvilket forårsager eufori på kort sigt og alvorlig fysisk og psykisk afhængighed, når de bruges systematisk. Af denne grund er cirkulationen af ​​opioider kontrolleret i de fleste lande.

Nogle eksogene ligander og deres affinitet for forskellige typer opioidreceptorer [28] [29] :

Stof Affinitet for receptorer
μ δ κ
Morfin ++ + +
Heroin *, Metadon , Fentanyl ++
Salvinorin A +
Kodein , Oxycodon , Hydrocodon , Dextropropoxyphen ±
Butorphanol − − ++
Pentazocin ± +
Buprenorphin ± − − − −
Nalorfin +
Nalbufin − − ++
Naloxon og Naltrexon − −
Forklaring: ++: stærk agonist, +: agonist, ±: delvis agonist, −: antagonist, − −: stærk antagonist.

* Heroin i sig selv har en ret svag μ-receptoraffinitet, men passerer let blod-hjerne-barrieren , hvor det omdannes til 6-monoacetylmorfin  , en potent μ-receptoragonist [30] .

Andre receptorer

σ-receptorer blev tidligere klassificeret som opioid, da man mente, at den hostestillende virkning af mange opioider realiseres gennem virkningen på disse receptorer, og de første selektive σ-agonister var derivater af opioider (for eksempel allylnormetazocin ). Imidlertid har σ-receptorer vist sig ikke at blive aktiveret af endogene opioidpeptider og er meget forskellige fra andre opioidreceptorer i både funktion og genetisk struktur. De viste også høj følsomhed over for phencyclidin og ketamin , som er specifikke antagonister af glutamat - N-methyl-D-aspartatkomplekset . [14] :198 Derudover er de ikke reversible af naloxon og er stereoselektive for højredrejende isomerer, mens opioidreceptorer er selektive for venstredrejende isomerer. [31] :125

Eksistensen af ​​andre opioidreceptorer er også blevet foreslået på grund af opdagelsen af ​​virkningerne af endogene opioidpeptider, der ikke medieres af en af ​​de fire kendte opioidreceptorer. [32] [33] [34] Kun én af disse receptorer er blevet opdaget og navngivet zeta (ζ-) opioidreceptoren, som har vist sig at være en cellevækstfaktormodulator under påvirkning af dens endogene ligand, met-enkephalin . Denne receptor omtales nu mere almindeligt som opioidvækstfaktorreceptoren (OGFr). [35] [36]

Eksistensen af ​​en epsilon (ε-) opioidreceptor er blevet foreslået. Dette forslag opstod, efter at der blev fundet virkninger i beta-endorfin , der ikke medieres af nogen kendt opioidreceptor. [37] [38] Aktivering af ε-receptoren forårsager markant analgesi og frigivelse af met-enkephalin, og en række almindeligt anvendte opioidagonister, såsom μ-agonisten etorphine og κ-agonisten bremazocin , har vist sig at virke som agonister for disse virkninger (selv i nærværelse af antagonister til deres bedre kendte mål), [39] og buprenorphin virker som en antagonist ved denne receptor. Adskillige selektive agonister og antagonister af de formodede ε-receptorer er i øjeblikket tilgængelige [40] [41] , men forsøg på at lokalisere genet for disse receptorer har været mislykkede.

Patologi

Mutation A118G (erstatning af adenin med guanin i exon 1), som fører til substitution af asparagin i position 40 for aspartat (N40D), er den mest almindelige mutation, der resulterer i en ændring i genproduktet af den humane μ-opioidreceptor. Det foreslås, at cancerpatienter, der er homozygote for A118G-varianten, kræver en højere dosis morfin til langsigtet smertebehandling. [42] Også patientkontrolleret intravenøs morfin efter total hysterektomi var signifikant større hos A118G homozygote kvinder end hos andre patienter. [43] Nogle former for mutationer i δ-opioidreceptoren resulterer i permanent aktivering af receptoren. [44]

Noter

  1. Dhawan BN, Cesselin F., Raghubir R., Reisine T., Bradley PB, Portoghese PS, Hamon M. International Union of Pharmacology. XII. Klassificering af opioidreceptorer  (engelsk)  // Pharmacol. Rev. : journal. - 1996. - December ( bind 48 , nr. 4 ). - S. 567-592 . — PMID 8981566 .
  2. Janecka A., Fichna J., Janecki T. Opioidreceptorer og deres ligander   // Curr Top Med Chem : journal. - 2004. - Bd. 4 , nr. 1 . - S. 1-17 . — PMID 14754373 .
  3. Waldhoer M., Bartlett SE, Whistler JL Opioidreceptorer   // Annu . Rev. Biochem. : journal. - 2004. - Bd. 73 . - S. 953-990 . - doi : 10.1146/annurev.biochem.73.011303.073940 . — PMID 15189164 .
  4. Martin WR Opioidantagonister   // Pharmacol . Rev. : journal. - 1967. - December ( bind 19 , nr. 4 ). - s. 463-521 . — PMID 4867058 .
  5. Goldstein A., Lowney LI, Pal BK Stereospecifikke og uspecifikke interaktioner af morfinkongeneren levorphanol i subcellulære fraktioner af musehjerne  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal  . - 1971. - August ( bind 68 , nr. 8 ). - S. 1742-1747 . - doi : 10.1073/pnas.68.8.1742 . — PMID 5288759 .
  6. Pert CB, Snyder SH Opiatreceptor: demonstration i nervevæv  (engelsk)  // Science  : journal. - 1973. - Marts ( bd. 179 , nr. 77 ). - S. 1011-1014 . - doi : 10.1126/science.179.4077.1011 . — PMID 4687585 .
  7. Terenius L. Stereospecifik interaktion mellem narkotiske analgetika og en synaptisk plasma en membranfraktion af rotte hjernebark  //  Acta Pharmacol. Toxicol. (Copenh.): journal. - 1973. - Bd. 32 , nr. 3 . - S. 317-320 . — PMID 4801733 .
  8. Simon EJ, Hiller JM, Edelman I. Stereospecifik binding af det potente narkotiske analgetikum (3H ) Etorphine til rotte-hjerne-homogenat   // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal. - 1973. - Juli ( bind 70 , nr. 7 ). - S. 1947-1949 . - doi : 10.1073/pnas.70.7.1947 . — PMID 4516196 .
  9. Bjørn Knollmann; Laurence Brunton; Chabner, Bruce. Goodman og Gilman's Pharmacological Basis of Therapeutics, tolvte udgave (SET2) (Pharmacologic Basis of Therapeutics (Goodman & Gilman)) Kapitel 21. Opioidanalgetika  . - McGraw-Hill Education , 2010. - ISBN 0-07-162442-2 .
  10. Caruso TP, AE Takemori, DL Larson, PS Portoghese. Chloroxymorphamine, et opioid receptor sted-dirigeret alkyleringsmiddel med narkotisk agonist aktivitet  (engelsk)  // Science : journal. - 1979. - April ( bd. 204 , nr. 4390 ). - S. 316-318 . - doi : 10.1126/science.86208 . — PMID 86208 .
  11. Caruso TP, DL Larson, PS Portoghese, AE Takemori. Isolering af selektive 3H-chlornaltrexamin-bundne komplekser, mulige opioidreceptorkomponenter i hjerner hos mus  //  Life Sciences: tidsskrift. - 1980. - December ( bind 27 , nr. 22 ). - S. 2063-2069 . - doi : 10.1016/0024-3205(80)90485-3 . — PMID 6259471 .
  12. 1 2 Ronald D. Miller MD, Lars I. Eriksson, Lee A. Fleisher MD, Jeanine P. Wiener-Kronish MD, William L. Young. Millers anæstesi. Kapitel "Opioider". - Churchill Livingstone, 2009. - 3312 s. — ISBN 978-0443069598 .
  13. Minami M., Satoh M. Opioidreceptorernes molekylære biologi: strukturer, funktioner og fordelinger   // Neurosci . Res. : journal. - 1995. - September ( bind 23 , nr. 2 ). - S. 121-145 . — PMID 8532211 .
  14. 1 2 3 4 Norton Williams; Norman Calvey. Principper og praksis for farmakologi for anæstesilæger . - Wiley-Blackwell, 2008. - 357 s. — ISBN 978-0632056057 .
  15. Alan F. Schatzberg, Charles B. Nemeroff. The American Psychiatric Publishing Lærebog i psykofarmakologi . - The American Psychiatric Publishing, 2009. - S. 32. - 1648 s. — ISBN 9781585623099 .
  16. Bertram G. Katzung. Grundlæggende og klinisk farmakologi. 10. udgave . - McGraw-Hill Medical, 2007. - S. 492. - 1200 s. — ISBN 0071604057 .
  17. Corbett AD, Henderson G., McKnight AT, Paterson SJ 75 års opioidforskning: den spændende, men forgæves søgen efter den hellige gral   // Br . J Pharmacol. : journal. - 2006. - Bd. 147 Supple 1 . - P.S153-62 . - doi : 10.1038/sj.bjp.0706435 . — PMID 16402099 .
  18. 1 2 Stein C, Schäfer M, Machelska H (2003) Angribende smerte ved dens kilde: nye perspektiver på opioider. Nature Med;9(8):1003-1008. doi:10.1038/nm908.
  19. 1 2 Bertram G. Katzung. Grundlæggende og klinisk farmakologi. 10. udgave . - McGraw-Hill Medical, 2007. - S. 489-490. - 1200 s. — ISBN 0071604057 .
  20. Anil Aggrawal. Opium: Narkotikakongen . BLTC Research (1. maj 1995). Hentet 21. marts 2008. Arkiveret fra originalen 10. april 2012.
  21. Lord JA, Waterfield AA, Hughes J, Kosterlitz HW. natur . 1977; 267:495-499.
  22. Lemke, Thomas L.; Williams, David H.; Foye, William O. Opioidanalgetika; Fries, DS // Foyes principper for medicinsk kemi  (neopr.) . — Hagerstown, MD: Lippincott Williams & Wilkins, 2002. - ISBN 0-683-30737-1 .
  23. Girdlestone, D. Opioidreceptorer; Cox BM, Chavkin C, Christie MJ, Civelli O, Evans C, Hamon MD, et al. // IUPHAR-kompendiet over receptorkarakterisering og  klassificering . — 2. - London: IUPHAR Media, 2000. - S. 321-333.
  24. "Opioidreceptorer". IUPHAR-database. International Union of Pharmacology (2008-08-01). . Hentet 25. marts 2011. Arkiveret fra originalen 3. marts 2016.
  25. Kharkevich D.A. Farmakologi. - Moskva: GEOTAR-Media , 2006. - 736 s. — ISBN 5-9704-0264-8 .
  26. Manfred Hesse. Alkaloider. Naturens forbandelse eller velsignelse . - Wiley-VCH, 2002. - S. 313. - 414 s. - ISBN 978-3-906390-24-6 .
  27. Bertram G. Katzung. Grundlæggende og klinisk farmakologi. 11. udgave. - McGraw-Hill Medical, 2009. - 1200 s. — ISBN 0071604057 .
  28. Brian E. Leonard. Grundlæggende om psykofarmakologi. 3. udg . - Wiley, 2003. - S. 393. - 527 s. — ISBN 0471521787 .
  29. David A. Williams, William O. Foye, Thomas L. Lemke. Foyes principper for medicinsk kemi . - Lippincott, 2002. - S. 463. - 1114 s. — ISBN 0683307374 .
  30. Bunyatyan, Mizikov. Rationel farmakoanæstesiologi. - Moskva: Littera, 2003. - 795 s. - 7000 eksemplarer.  — ISBN 5-98216-040-7 .
  31. Grevel J., Yu V., Sadée W. Karakterisering af et labilt naloxonbindingssted (lambda-sted) i rottehjerne  //  J. Neurochem. : journal. - 1985. - Maj ( bind 44 , nr. 5 ). - P. 1647-1656 . - doi : 10.1111/j.1471-4159.1985.tb08808.x . — PMID 2985759 .
  32. Mizoguchi H., Narita M., Nagase H., Tseng LF Aktivering af G-proteiner i musens pons/medulla af beta-endorfin medieres ved stimulering af mu- og formodede epsilon-receptorer  (engelsk)  // Life sci . : journal. - 2000. - Oktober ( bind 67 , nr. 22 ). - P. 2733-2743 . - doi : 10.1016/S0024-3205(00)00852-3 . — PMID 11105989 .
  33. Wollemann M., Benyhe S. Non-opioid actions of opioid peptides  // Life Sci  . : journal. - 2004. - Juni ( bind 75 , nr. 3 ). - S. 257-270 . - doi : 10.1016/j.lfs.2003.12.005 . — PMID 15135648 .
  34. Zagon IS, Verderame MF, Allen SS, McLaughlin PJ Kloning, sekventering, kromosomal placering og funktion af cDNA'er, der koder for en opioidvækstfaktorreceptor (OGFr) hos mennesker  //  Brain Res. : journal. - 2000. - Februar ( bind 856 , nr. 1-2 ). - S. 75-83 . - doi : 10.1016/S0006-8993(99)02330-6 . — PMID 10677613 .
  35. Zagon IS, Verderame MF, McLaughlin PJ Biologien af ​​opioidvækstfaktorreceptoren (OGFr  )  // Brain Res. Brain Res. Rev. : journal. - 2002. - Februar ( bind 38 , nr. 3 ). - s. 351-376 . - doi : 10.1016/S0165-0173(01)00160-6 . — PMID 11890982 .
  36. Wüster M., Schulz R., Herz A. Opioiders specificitet over for mu-, delta- og epsilon-opiatreceptorerne   // Neurosci . Lett. : journal. - 1979. - December ( bind 15 , nr. 2-3 ). - S. 193-198 . - doi : 10.1016/0304-3940(79)96112-3 . — PMID 231238 .
  37. Schulz R., Wüster M., Herz A. Farmakologisk karakterisering af epsilon-opiatreceptoren  //  J. Pharmacol. Exp. Ther. : journal. - 1981. - Marts ( bd. 216 , nr. 3 ). - S. 604-606 . — PMID 6259326 .
  38. Narita M., Tseng LF Beviser for eksistensen af ​​den beta-endorfinfølsomme "epsilon-opioidreceptor" i hjernen: mekanismerne bag epsilon-medieret antinociception   // Jpn . J Pharmacol. : journal. - 1998. - Marts ( bind 76 , nr. 3 ). - S. 233-253 . doi : 10.1254 /jjp.76.233 . — PMID 9593217 .
  39. Fujii H., Narita M., Mizoguchi H., Murachi M., Tanaka T., Kawai K., Tseng LF, Nagase H. Lægemiddeldesign og syntese af epsilon opioidreceptoragonist: 17-(cyclopropylmethyl)-4.5alpha - epoxy-3,6beta-dihydroxy-6,14-endoethenomorphinan-7alpha-(N-methyl-N-phenethyl)carboxamid (TAN-821) inducerende antinociception medieret af formodet epsilon opioidreceptor   // Bioorg . Med. Chem. : journal. - 2004. - August ( bind 12 , nr. 15 ). - P. 4133-4145 . - doi : 10.1016/j.bmc.2004.05.024 . — PMID 15246090 .
  40. Fujii H., Nagase H. Rationelt lægemiddeldesign af selektiv epsilon opioidreceptoragonist TAN-821 og antagonist TAN-1014   // Curr . Med. Chem. : journal. - 2006. - Bd. 13 , nr. 10 . - S. 1109-1118 . - doi : 10.2174/092986706776360851 . — PMID 16719773 .
  41. Klepstad P., Rakvåg TT, Kaasa S., et al. 118 A > G polymorfien i det humane mu-opioidreceptorgen kan øge morfinbehovet hos patienter med smerter forårsaget af ondartet sygdom  // Acta  Anaesthesiol Scand : journal. - 2004. - November ( bind 48 , nr. 10 ). - S. 1232-1239 . - doi : 10.1111/j.1399-6576.2004.00517.x . — PMID 15504181 .
  42. Chou WY, Wang CH, Liu PH, Liu CC, Tseng CC, Jawan B.  Human opioidreceptor A118G-polymorfi påvirker intravenøs patientkontrolleret analgesi-morfinforbrug efter total abdominal hysterektomi  // Anæstesiologi : journal. Lippincott Williams & Wilkins, 2006. - August ( bind 105 , nr. 2 ). - S. 334-337 . — PMID 16871067 .
  43. Befort K., Zilliox C., Filliol D., Yue S., Kieffer BL Konstitutiv aktivering af delta-opioidreceptoren ved mutationer i transmembrane domæner III og VII  //  J. Biol. Chem.  : journal. - 1999. - Juni ( bind 274 , nr. 26 ). - P. 18574-18581 . doi : 10.1074 / jbc.274.26.18574 . — PMID 10373467 .

Litteratur

  1. Alan F. Schatzberg, Charles B. Nemeroff. The American Psychiatric Publishing Lærebog i psykofarmakologi . - The American Psychiatric Publishing, 2009. - 1648 s. — ISBN 9781585623099 .
  2. Bertram G. Katzung. Grundlæggende og klinisk farmakologi . - McGraw-Hill Medical, 2009. - 1200 s. — ISBN 0071604057 .  (utilgængeligt link)
  3. Brian E. Leonard. Grundlæggende om psykofarmakologi. 3. udg . - Wiley, 2003. - 527 s. — ISBN 0471521787 .