Neuropeptider, opiater och deras
mekanismer
Pertti Panula
Institutionen för biomedicin
2013
Reglering av neuroendokrina system
Neuropeptider
• Peptidneurotansmittorer eller –modulatorer
som produceras i nervceller i det centrala
och/eller perifera nervsystemet
• Har visat sig vara aktiva i andra celler också
(gliaceller, endokrinceller, epitelceller,
immunsystemets celler)
Neurotransmitter
• Produceras i den presynaptiska cellen
• Utsöndras vid stimuleringen och förorsakar
en respons i den postsynaptiska cellen
• Farmakologiskt given neurotransmittor
förorsakar likadann respons som
stimulering av den presynaptiska cellen
• Inaktiveras snabbt
Supraoptiska neuroner tillverkar
många viktiga peptider
Enkefalin-innehållande celler i
binjuren
Sekretoriska banan i cellen
Syntes av neuropeptider
Livcykeln av en typisk
neuropeptid
Utsöndring av neuropeptider
Peptidergisk neuron
Proneuropeptider
Processeringen av neuropeptider
Proteolytiska enzym i samma korn
som peptiderna
Immunoelektronmikroskopi
Neuropeptider finns i stora korn
(LDCV)
Neuropeptidkorn
Neuropeptidmekanismer
• Modifierar neurotransmitterresponser
• aktiverar metabotropiska G-proteinkopplade
receptorer
• Aktiverar jonkanalreceptorer (sällan)
Peptidprocessering
Enzymatisk processering av
neuropeptidprekursorer
Processing ger olika peptider
Alternativ processering ger
diversitet
Dale’s princip: rätt eller fel?
Neuropeptider som kotransmittorer
Opiatpeptidgener ger flera kopior
av aktiva peptider
Binjurens enkefalin regleras via
inkommande nerver
Ryggmärgen och
enkephalinneuroner
Opiatreceptorer
•
•
•
•
•
•
mu, delta, kappa
Gi/Go-proteinkopplade
inhiberar cAMP-bildning
sänker Ca2+-konduktans
ökar K+ -konduktans
Fungerar tillsammans med varandra och
andra proteiner
Opiatreceptorers domäner
Opiatreceptorer reglerar K+- och
Ca2+-kanaler
Peptidbindande delar in GPCR
Kappareceptorer finns också i
sekretoriska korn
Effekten av enkefaliner på
neuronala responser I
Effekten av enkefaliner på
neuronala responser II
Substance P i sensoriska
neuroner
Reglering av smärtkänsliga
neuroner i ryggmärgen
Däggdjurens RFamidpeptider
•
•
•
•
•
•
FLFQPQRF-NH2
neuropeptide FF (NPFF)
SLAAPQRF- NH2
neuropeptide SF (NPSF)
TPDINPAWYAGRGIRPWGRF-NH2
PrRP20
MPHSFANLPLRF-NH2
hRFRP1
VPNLPQRF-NH2
hRFRP3
---YNWNSFGLRF-NH2
KiSS-1 peptide
NPFF and substance P in rat
spinal cord NPFF SP
Expression av nya
enkefalinreceptorer i sensoriska
neuroner
Dopaminbanor i hjärnan
Hjärnans noradrenalinsystem i locus
coeruleus
Hjärnans serotoninsystem
Hjärnans histaminsystem
Sakurai Nature Reviews Neuroscience 8, 171–181 (March 2007) | doi:10.1038/nrn2092
Hypothalamus består av ett antal kärnor och
cellgrupper som har olika uppgifter
Mätning av födointag
Hypotalamiska mediatorer som
påverkar födointag
Orexigena
• NPY
• AGRP
• GABA
• Glutamate
• Orexin
• MCH
Anorexigena
• -MSH
• CART
• CRH
• Histamine
Reglering av matulust och fetma
Leptin frisätts från fettvävnad
Meister et al., Läkartidningen,1996.
Centrala områden för matlust
Marx, Science, 2003
Annual Reviews
Hypokretin/orexinneuroner i människans
hjärna (Mignot 2001)
Narkolepsi
Orexingenens struktur
(Sakurai & Mieda, TIPS 2011)
Orexinsystemets reglering
(Sakurai & Mieda, TIPS 2011)
Orexincellernas målsystem
(Sakurai & Mieda, TIPS 2011)
Sömnmekanismer
(Sakurai & Mieda, TIPS 2011)
Sakurai Nature Reviews Neuroscience 8, 171–181 (March 2007) | doi:10.1038/nrn2092
Sammanfattning
Peptidergiska mekanismer är centrala i
regleringen av viktiga funktioner så som
matlust och sömn
Störningar i peptidsystem sker i många
sjukdomar
