Endorphine

Endorphine sind körpereigene Opioidpeptide, die in der Hypophyse und im Hypothalamus von Wirbeltieren produziert werden. Endorphine entstehen als Zerlegungsprodukte dreier Präkursor-Proteine – es werden nämlich

Das Wort Endorphin ist eine Wortkreuzung aus endogenes Morphin mit der Bedeutung ‚ein vom Körper selbst produziertes Opioid‘.

Entdeckungsgeschichte

Opiate und Opioide gehören zu einer definierten Substanzgruppe, die wegen ihrer schmerzstillenden Wirkung von großer Bedeutung ist, deren Missbrauch andererseits zur Abhängigkeit führt. Als ab Mitte der 1960er Jahre der Missbrauch in den USA und in den westlichen Ländern zunahm, wurden Anstrengungen unternommen, den Wirkungsmechanismus der Opioide aufzuklären. Damals suchten die Forscher nach den natürlichen Liganden, die alsdann 1973 von Solomon H. Snyder, Candace B. Pert, Lars Terenius und anderen unabhängig voneinander nachgewiesen wurden. An die Opioidrezeptoren des Gehirns dockten auch die exogen verabreichten Opioide an.[1][2][3][4][5] Nachgewiesen wurden die Endorphine schließlich im Jahr 1975 von den schottischen Forschern John Hughes und Hans Walter Kosterlitz im Zwischenhirn des Schweines. Der erste gebräuchliche Name war deswegen auch Enkephaline (vom griechischen Wort en-kephalos, „im Kopf“).

Chemie

Chemisch gesehen handelt es sich um kurze Neuropeptide, die sich an Opioidrezeptoren binden. Endorphine besitzen als gemeinsames Strukturmerkmal eine Peptidgruppe mit vier Aminosäuren (Tetrapeptid) der Sequenz Tyrosin-Glycin-Glycin-Phenylalanin (im Bsp. unten fett). Die ersten im Labor synthetisierten Opioidpeptide waren Methionin-Enkephalin und Leucin-Enkephalin.

Aminosäuresequenzen von

  • α-Endorphin: Tyr-Gly-Gly-Phe-Met-Thr-Ser-Glu-Lys-Ser-Gln-Thr-Pro-Leu-Val-Thr-OH[6]
  • β-Endorphin: 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-OH.[7]
  • γ-Endorphin: Tyr-Gly-Gly-Phe-Met-Thr-Ser-Glu-Lys-Ser-Gln-Thr-Pro-Leu-Val-Thr-Leu-OH[6]

Physiologie

Endorphine regeln Empfindungen wie Schmerz (Algesie) und Hunger. Sie stehen in Verbindung mit der Produktion von Sexualhormonen und werden mitverantwortlich gemacht für die Entstehung von Euphorie. Das Endorphinsystem wird unter anderem in Notfallsituationen aktiviert. Früher wurde angenommen, dass die Endorphinausschüttung der Grund sei, warum manche schwer verletzte Menschen zunächst keine Schmerzen verspüren. Neuere Erkenntnisse weisen darauf hin, dass das aus der Hypophyse in die freie Blutbahn freigesetzte beta-Endorphin (1-31) zwar an Opioidrezeptoren bindet, aber keine Analgesie vermittelt. Dies schließt aber nicht aus, dass beta-Endorphin (1-31) in anderen Medien (Liquor, Geweben) eine analgetisch wirkende Komponente besitzen könnte (dies konnte jedoch bisher noch nicht explizit gezeigt werden).[8][9][10]

Bestimmte körperliche Anstrengungen (siehe Runner’s High) und Schmerzerfahrungen können möglicherweise durch die Ausschüttung von Endorphinen ein Glücksempfinden hervorrufen. Diese Wirkung wird inzwischen medizinisch anerkannt; sie wird individuell sehr unterschiedlich erlebt.[11][12][13]

Wirkung, Rezeptoren

Opioidrezeptoren für Endorphine und andere Opioide finden sich beispielsweise in der grauen Substanz des Rückenmarks. Weiterhin sind sie auch an vegetativen Synapsen und anderen Gehirnbereichen zu finden. Selbst in peripheren Strukturen wie beispielsweise Gelenken gibt es wahrscheinlich Opioidrezeptoren.

Im Rückenmark wird bei Erregung der Endorphinrezeptoren ein Schmerzreiz unterdrückt, wenn er über die zuführenden (afferenten) Nerven im Rückenmark ankommt und umgeschaltet und ins Gehirn weitergeleitet werden soll.[14]

Der genaue Wirkmechanismus der Endorphine ist noch nicht in allen Details geklärt. Man weiß aber, dass Endorphine die dopaminerge Erregungsleitung manipulieren können. Die Ausschüttung von Dopamin in den synaptischen Spalt wird verstärkt.

Siehe auch
Proopiomelanocortin-Derivate
POMC
     
γ-MSH ACTH β-Lipotropin
         
  α-MSH CLIP γ-Lipotropin β-Endorphin
       
    β-MSH  

Literatur
  • Josef Zehentbauer: Körpereigene Drogen. Artemis Winkler Verlag, 2003, ISBN 3-491-69410-8.
  • Solomon H. Snyder: Brainstorming: the science and politics of opiate research. Harvard University Press, Cambridge, Mass. 1989, ISBN 0-674-08048-3.
  • H. Harbach, K. Hell u. a.: Beta-endorphin (1-31) in the plasma of male volunteers undergoing physical exercise. In: Psychoneuroendocrinology. Band 25, Nummer 6, August 2000, ISSN 0306-4530, S. 551–562. PMID 10840168.

Einzelnachweise
  1. Hughes J: Isolation of an endogenous compound from the brain with pharmacological properties similar to morphine. In: Brain Res. 88. Jahrgang, Nr. 2, Mai 1975, S. 295–308, PMID 1148827.
  2. Hughes J, Smith T, Morgan B, Fothergill L: Purification and properties of enkephalin - the possible endogenous ligand for the morphine receptor. In: Life Sci. 16. Jahrgang, Nr. 12, Juni 1975, S. 1753–8, PMID 1152599.
  3. Kosterlitz HW, Hughes J: Some thoughts on the significance of enkephalin, the endogenous ligand. In: Life Sci. 17. Jahrgang, Nr. 1, Juli 1975, S. 91–6, PMID 806763.
  4. Pert CB, Snyder SH: Opiate receptor: demonstration in nervous tissue. In: Science. 179. Jahrgang, Nr. 77, März 1973, S. 1011–4, PMID 4687585.
  5. Terenius L: Characteristics of the "receptor" for narcotic analgesics in synaptic plasma membrane fraction from rat brain. In: Acta Pharmacol Toxicol. 33. Jahrgang, Nr. 5, 1973, S. 377–84, PMID 4801083.
  6. Ling N, Burgus R, Guillemin R: Isolation, primary structure, and synthesis of alpha-endorphin and gamma-endorphin, two peptides of hypothalamic-hypophysial origin with morphinomimetic activity. In: Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 73. Jahrgang, Nr. 11, November 1976, S. 3942–6, PMID 1069261, PMC 431275 (freier Volltext).
  7. Dragon N, Seidah NG, Lis M, Routhier R, Chrétien M: Primary structure and morphine-like activity of human beta-endorphin. In: Can. J. Biochem. 55. Jahrgang, Nr. 6, Juni 1977, S. 666–70, PMID 195688.
  8. Szechtman H, Hershkowitz M, Simantov R: Sexual behavior decreases pain sensitivity and stimulated endogenous opioids in male rats. In: Eur J Pharmacol. 70. Jahrgang, Nr. 3, März 1981, S. 279–85, PMID 6262094.
  9. Matejec R, Uhlich H, Hotz C, et al.: Corticotropin-releasing hormone reduces pressure pain sensitivity in humans without involvement of beta-endorphin(1-31), but does not reduce heat pain sensitivity. In: Neuroendocrinology. 82. Jahrgang, Nr. 3-4, 2005, S. 185–97, doi:10.1159/000091980, PMID 16534240.
  10. Matejec R, Harbach HW, Bödeker RH, Hempelmann G, Teschemacher H: Plasma levels of corticotroph-type pro-opiomelanocortin derivatives such as beta-lipotropin, beta-endorphin(1-31), or adrenocorticotropic hormone are correlated with severity of postoperative pain. In: Clin J Pain. 22. Jahrgang, Nr. 2, Februar 2006, S. 113–21, PMID 16428944.
  11. Boecker H, Sprenger T, Spilker ME, et al.: The runner's high: opioidergic mechanisms in the human brain. In: Cerebral Cortex. 18. Jahrgang, Nr. 11, November 2008, S. 2523–31, doi:10.1093/cercor/bhn013, PMID 18296435.
  12. Cohen EE, Ejsmond-Frey R, Knight N, Dunbar RI: Rowers' high: behavioural synchrony is correlated with elevated pain thresholds. In: Biology Letters. 6. Jahrgang, Nr. 1, Februar 2010, S. 106–8, doi:10.1098/rsbl.2009.0670, PMID 19755532 (royalsocietypublishing.org).
  13. Pestell RG, Hurley DM, Vandongen R: Biochemical and hormonal changes during a 1000 km ultramarathon. In: Clinical and Experimental Pharmacology and Physiology. 16. Jahrgang, Nr. 5, Mai 1989, S. 353–61, PMID 2548778.
  14. Matejec R, Schulz A, Mühling J, et al.: Preoperative concentration of beta-lipotropin immunoreactive material in cerebrospinal fluid: a predictor of postoperative pain? In: Neuropeptides. 40. Jahrgang, Nr. 1, Februar 2006, S. 11–21, doi:10.1016/j.npep.2005.10.001, PMID 16289330.
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