Leucinas enkefalinas

Endogeninė opioidų peptidų sistema atlieka lemiamą vaidmenį palaikant neuro homeostazę, reguliuojant skausmo suvokimą ir įtakojant emocinį elgesį. Kaip vienas iš svarbių šios sistemos narių, jis plačiai naudojamas pagrindiniuose neurologijos tyrimuose dėl savo aiškios struktūros, plataus pasiskirstymo ir stipraus receptorių specifiškumo. Šis peptidas aktyvuoja su Gi/o baltymu susietus opioidinius receptorius, slopina adenilato ciklazės aktyvumą ir reguliuoja jonų kanalus, taip paveikdamas neuronų jaudrumą ir neurotransmiterių išsiskyrimą.

Gilėjant tyrimams, jo naudojimas išsiplėtė nuo pradinio analgezinio tyrimo iki kelių sričių, tokių kaip neuronų grandinės reguliavimas, kognityvinio efektyvumo tyrimai ir proto ligų mechanizmo analizė. Todėl sistemingas jo specifinių panaudojimo būdų integravimas skirtingomis tyrimo kryptimis yra labai svarbus norint suprasti jo veiksmingumą ir išplėsti panaudojimą.

Naudojimas tiriant skausmą apima kelis lygius, tiek centrinį, tiek periferinį, ir jo pagrindinis tikslas yra išsiaiškinti endogeninės analgetinės sistemos reguliavimo mechanizmus. Nugaros smegenų lygyje, ypač paviršiniame nugaros rago regione, šis peptidas plačiai naudojamas tiriant pirminį nociceptinių signalų integracijos procesą. Daugybė eksperimentų parodė, kad veikiant presinapsinius opioidinius receptorius, galima slopinti glutamato ir medžiagos P išsiskyrimą iš sensorinių nervų galūnių, taip sumažinant projekcinių neuronų jaudrumą.

Dėl šio veiksmingumo ji yra svarbi įrankio molekulė tiriant „skausmo slopinimo mechanizmą“ (Fields HL, 2004). Atliekant elektrofiziologinius eksperimentus, egzogeninis peptido panaudojimas arba jo endogeninio išsiskyrimo reguliavimas gali žymiai pakeisti neuronų uždegimo modelius, kurie gali būti naudojami sinapsinio perdavimo efektyvumo pokyčiams įvertinti.

Smegenų kamieno lygiu jis plačiai naudojamas tiriant besileidžiančios analgetinės sistemos reguliavimo vaidmenį. Pilkoji medžiaga, supanti akveduką, ir ventromedialinė medulla sudaro klasikinį besileidžiantį slopinimo kelią.

Ir šis peptidas dalyvauja reguliuojant neuronų aktyvumą šiose srityse. Tyrimas parodė, kad jis gali sustiprinti slopinančių neuronų aktyvumą ir taip sumažinti sužalojimo signalų perdavimą į aukštesnius centrus. Šis panaudojimas turi didelę reikšmę streso analgezijos modeliuose ir neuroreguliacijos tyrimuose bei buvo naudojamas įvairiems nefarmakologiniams analgeziniams reiškiniams paaiškinti.

Tiriant uždegiminį skausmą, pagrindinis jo panaudojimas yra imuninės sistemos ir intensyvios sistemos sąveikos analizė. Esant lėtinio uždegimo modeliams, pvz., reumatoidiniam artritui,

Tyrimai parodė, kad imuninės ląstelės gali išskirti enkefalinus uždegimo vietoje ir sukelti analgetinį poveikį, aktyvindamos opioidų receptorius periferinėse nervų galūnėse. Šis atradimas daro jį pagrindine molekule tiriant „periferinę opioidų sistemą“ (Stein, 2016). Be to, pooperacinio skausmo ir audinių pažeidimo modelyje šis peptidas naudojamas vietinėms analgezinėms strategijoms įvertinti, suteikiant teorinį pagrindą, kaip sumažinti centrinių opioidinių vaistų šalutinį poveikį.

Tiriant neuropatinį skausmą, jis plačiai naudojamas analizuoti molekulinius mechanizmus, kuriais grindžiamas lėtinio skausmo atsiradimas ir palaikymas.

Neurologinio pažeidimo modelio ir diabetinės neuropatijos tyrimais nustatyta, kad enkefalino ekspresijos sumažėjimas yra glaudžiai susijęs su skausmo jautrinimu.

Šis reiškinys rodo, kad endogeninės analgetinės sistemos veiksmingumas lėtiniu skausmu vaidina svarbų vaidmenį. Todėl šis peptidas naudojamas neuroplastiškumo pokyčiams ir analgetinės sistemos veiksmingumo būklei įvertinti. Be to, taikant vėžio skausmo modelį,leucino enkefalinoyra naudojamas tiriant analgetikų reguliavimo mechanizmą naviko mikroaplinkoje, ypač esant uždegiminėms ląstelėms, o jo vietinis išsiskyrimas turi didelę įtaką skausmo malšinimui.

Jis plačiai naudojamas tiriant intensyvų sistemos efektyvumo reguliavimą. Bazinių ganglijų sistemoje šis peptidas daugiausia ekspresuojamas striatalinio netiesioginio kelio neuronuose, todėl jis yra svarbus įrankis tiriant variklio valdymą ir neuro grandinės reguliavimą. Parkinsono ligos modeliuose ekspresijos lygių pokyčiai naudojami netiesioginių takų aktyvumo būsenai atspindėti. Tyrimas parodė, kad dopamino trūkumo sąlygomis šio peptido ekspresija yra sureguliuota, todėl sustiprėja slopinamoji galia ir pablogėja motorinis efektyvumas.

Todėl šis peptidas turi svarbų panaudojimą iššifruojant motorinių sutrikimų mechanizmus.

Jis buvo plačiai naudojamas epilepsijos modeliuose tiriant neurologinio sužadinimo reguliavimą. Epilepsijos tyrimo metu šis peptidas sumažina pernelyg didelį neuro tinklų sinchronizavimą, slopindamas sužadinimo sinapsinį perdavimą ir sustiprindamas slopinamąjį neuro aktyvumą. Dėl šio naudojimo ji yra svarbi molekulė tiriant neuro tinklų stabilumą.

Be to, stebint šio peptido poveikį neuronų uždegimo dažniui ir sinapsiniam perdavimui, galima dar labiau išsiaiškinti epilepsijos priepuolių mechanizmą.

Hipokampe šis peptidas gali paveikti ilgalaikio -potencijavimo ir ilgalaikio- slopinimo procesus, taip reguliuodamas informacijos saugojimą ir išgavimą. Tyrimas parodė, kad jis turi reikšmingą poveikį pažinimo efektyvumui reguliuodamas glutamato receptorių aktyvumą ir neurotransmiterių išsiskyrimą. Todėl šis peptidas yra plačiai naudojamas pažinimo neurologijos tyrimuose.

Atliekant neuroprotekcinį tyrimą, jis naudojamas apsauginiams mechanizmams po nervo pažeidimo analizuoti. Insulto ir trauminio smegenų pažeidimo modeliuose šis peptidas pasižymi tam tikru neuroprotekciniu poveikiu, nes slopina ląstelių apoptozę, mažina uždegiminį atsaką ir mažina oksidacinio streso lygį. Šis naudojimas daro jį svarbia molekuline priemone neuroprotekcinėms strategijoms įvertinti.

Tiriant emocijas ir proto ligas, pagrindinis jo tikslas yra reguliuoti atlygio sistemą ir emocinį elgesį. Depresijos modelyje enkefalino sistemos veiksmingumo sumažėjimas yra glaudžiai susijęs su malonumo praradimu. Koreguojant jo lygius ir stebint gyvūnų elgesio pokyčius, tyrimas gali būti naudojamas gydymo antidepresantais mechanizmams analizuoti (Nestler&Carlezon, 2006). Šis peptidas reguliuoja dopamino išsiskyrimą nucleus accumbens regione, taip paveikdamas atlygio suvokimą.

Tiriant nerimo sutrikimą, emocinės reakcijos reguliuojamos veikiant migdolinei daliai ir prefrontalinei žievei. Jis gali slopinti pernelyg didelį neuronų susijaudinimą ir taip sumažinti nerimą keliantį elgesį. Šis tikslas yra labai svarbus norint suprasti emocinio reguliavimo mechanizmą.
Tiriant priklausomybę, šis peptidas plačiai naudojamas analizuojant sustiprinimo poveikį ir neuro adaptacijos mechanizmus.

Priklausomybės nuo opioidų modelyje dopamino sistema nucleus accumbens yra reguliuojama taip, kad dalyvautų atlygio ir priklausomybės formavimo procese (Shippenberg ir kt., 1987). Be to, jis taip pat buvo naudojamas tiriant priklausomybę nuo alkoholio ir kitų medžiagų, analizuojant neuronų grandinių pokyčius.

Tiriant stresą, jis naudojamas neuroendokrininiams atsakams reguliuoti, ypač pagumburio hipofizės antinksčių ašiai. Veikdamas kortizolio išsiskyrimą, šis peptidas dalyvauja organizmo prisitaikymo prie streso procese (Drolet ir kt., 2001).