ลิวซีน เอนเคฟาลิน

ระบบเปปไทด์ฝิ่นภายนอกมีบทบาทสำคัญในการรักษาสภาวะสมดุลของระบบประสาท ควบคุมการรับรู้ความเจ็บปวด และมีอิทธิพลต่อพฤติกรรมทางอารมณ์ เนื่องจากเป็นหนึ่งในสมาชิกที่สำคัญของระบบนี้ จึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการตรวจสอบประสาทวิทยาศาสตร์ขั้นพื้นฐาน เนื่องจากมีโครงสร้างที่ชัดเจน การกระจายตัวที่กว้าง และความจำเพาะของตัวรับที่แข็งแกร่ง เปปไทด์นี้กระตุ้นการทำงานของตัวรับฝิ่นควบคู่กับโปรตีน Gi/o ยับยั้งการทำงานของอะดีนิเลตไซเคลส และควบคุมช่องไอออน ซึ่งส่งผลต่อความตื่นเต้นง่ายของเส้นประสาทและการปล่อยสารสื่อประสาท

จากการสืบสวนที่เจาะลึกยิ่งขึ้น การใช้งานได้ขยายจากการตรวจสอบยาแก้ปวดเบื้องต้นไปยังหลายสาขา เช่น การควบคุมวงจรประสาท การตรวจสอบประสิทธิภาพการรับรู้ และการวิเคราะห์กลไกของความเจ็บป่วยทางจิต ดังนั้นการบูรณาการการใช้งานเฉพาะอย่างเป็นระบบในทิศทางการตรวจสอบที่แตกต่างกันจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในการทำความเข้าใจประสิทธิภาพและขยายการใช้งาน

การใช้ประโยชน์ในการตรวจสอบความเจ็บปวดครอบคลุมหลายระดับ ทั้งส่วนกลางและอุปกรณ์ต่อพ่วง โดยมีวัตถุประสงค์หลักคือการชี้แจงกลไกการกำกับดูแลของระบบระงับปวดภายนอก ที่ระดับไขสันหลัง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริเวณฮอร์นที่ผิวเผิน เปปไทด์นี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการศึกษากระบวนการบูรณาการหลักของสัญญาณ nociceptive การทดลองจำนวนมากแสดงให้เห็นว่าการออกฤทธิ์ต่อตัวรับฝิ่นแบบพรีไซแนปติก สามารถยับยั้งการปล่อยกลูตาเมตและสาร P จากปลายประสาทรับความรู้สึกได้ ซึ่งช่วยลดความตื่นตัวของเซลล์ประสาทที่ฉายภาพได้

ประสิทธิภาพนี้ทำให้มันเป็นเครื่องมือสำคัญในการศึกษา "กลไกการรับความเจ็บปวด" (Fields HL, 2004) ในการทดลองทางสรีรวิทยาทางไฟฟ้า การใช้เปปไทด์จากภายนอกหรือการควบคุมการปลดปล่อยภายนอกสามารถเปลี่ยนรูปแบบการยิงของเซลล์ประสาทได้อย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งสามารถใช้เพื่อประเมินการเปลี่ยนแปลงในประสิทธิภาพการส่งผ่านซินแนปติก

ในระดับก้านสมอง มีการใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อศึกษาบทบาทการควบคุมของระบบยาแก้ปวดจากมากไปน้อย สสารสีเทาที่อยู่รอบท่อส่งน้ำและไขกระดูกโพรงสมองเป็นทางเดินยับยั้งแบบคลาสสิกจากมากไปน้อย

และเปปไทด์นี้เกี่ยวข้องกับการควบคุมกิจกรรมของเส้นประสาทในบริเวณเหล่านี้ การศึกษาพบว่าสามารถเพิ่มการทำงานของเซลล์ประสาทยับยั้งได้ ซึ่งช่วยลดการส่งสัญญาณการบาดเจ็บไปยังศูนย์กลางที่สูงขึ้น การใช้งานนี้มีคุณค่าที่สำคัญในแบบจำลองการระงับปวดความเครียดและการตรวจสอบการควบคุมระบบประสาท และถูกนำมาใช้เพื่ออธิบายปรากฏการณ์ยาแก้ปวดที่ไม่ใช่ทางเภสัชวิทยาต่างๆ

ในการศึกษาอาการปวดอักเสบ ประโยชน์หลักอยู่ที่การวิเคราะห์ปฏิสัมพันธ์ระหว่างระบบภูมิคุ้มกันและระบบที่รุนแรง ในรูปแบบการอักเสบเรื้อรัง เช่น โรคข้ออักเสบรูมาตอยด์

การศึกษาพบว่าเซลล์ภูมิคุ้มกันสามารถปล่อยเอนเคฟาลินในบริเวณที่มีการอักเสบ และทำให้เกิดผลในการระงับปวดโดยการกระตุ้นตัวรับฝิ่นในปลายประสาทส่วนปลาย การค้นพบนี้ทำให้เป็นโมเลกุลสำคัญสำหรับการศึกษา "ระบบฝิ่น" (Stein, 2016) นอกจากนี้ ในรูปแบบความเจ็บปวดและความเสียหายของเนื้อเยื่อหลังการผ่าตัด เปปไทด์นี้ยังใช้เพื่อประเมินกลยุทธ์การใช้ยาแก้ปวดเฉพาะที่ ซึ่งเป็นพื้นฐานทางทฤษฎีในการลดผลข้างเคียงของยากลุ่มฝิ่นส่วนกลาง

ในการตรวจสอบความเจ็บปวดจากโรคระบบประสาท มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการวิเคราะห์กลไกระดับโมเลกุลที่เป็นสาเหตุของการเกิดและการรักษาอาการปวดเรื้อรัง

ในรูปแบบการบาดเจ็บของระบบประสาทและโรคระบบประสาทเบาหวาน การศึกษาพบว่าการลดลงของการแสดงออกของเอนเคฟาลินมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับอาการไวต่อความเจ็บปวด

ปรากฏการณ์นี้แสดงให้เห็นว่าประสิทธิภาพของระบบยาแก้ปวดภายนอกบกพร่องมีบทบาทสำคัญในการปวดเรื้อรัง ดังนั้นเปปไทด์นี้จึงใช้เพื่อประเมินการเปลี่ยนแปลงของความยืดหยุ่นของระบบประสาทและสถานะประสิทธิภาพของระบบยาแก้ปวด นอกจากนี้ ในรูปแบบความเจ็บปวดจากมะเร็งลิวซีน เอนเคฟาลินใช้เพื่อศึกษากลไกการควบคุมยาแก้ปวดในสภาพแวดล้อมจุลภาคของเนื้องอก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีเซลล์อักเสบ และการปลดปล่อยเฉพาะที่มีผลกระทบสำคัญต่อการบรรเทาอาการปวด

มีการใช้งานที่หลากหลายในการศึกษาการควบคุมประสิทธิภาพของระบบอย่างเข้มข้น ในระบบปมประสาทฐาน เปปไทด์นี้แสดงออกส่วนใหญ่ในเซลล์ประสาทของทางเดินอ้อมแบบ striatal ทำให้เป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับการศึกษาการควบคุมมอเตอร์และการควบคุมวงจรประสาท ในแบบจำลองโรคพาร์กินสัน การเปลี่ยนแปลงระดับการแสดงออกจะถูกนำมาใช้เพื่อสะท้อนสถานะกิจกรรมของวิถีทางอ้อม จากการศึกษาพบว่าภายใต้สภาวะการขาดโดปามีน การแสดงออกของเปปไทด์นี้จะถูกควบคุม ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการยับยั้งและส่งผลให้ประสิทธิภาพของมอเตอร์ลดลง

ดังนั้นเปปไทด์นี้จึงมีประโยชน์ที่สำคัญในการถอดรหัสกลไกของความผิดปกติของมอเตอร์

มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในแบบจำลองโรคลมบ้าหมูในการศึกษาการควบคุมความตื่นเต้นง่ายของระบบประสาท ในการตรวจสอบโรคลมบ้าหมู เปปไทด์นี้จะลดการประสานของโครงข่ายประสาทมากเกินไป โดยการยับยั้งการส่งผ่านไซแนปติกแบบกระตุ้น และเพิ่มกิจกรรมของระบบประสาทที่ยับยั้ง การใช้งานนี้ทำให้เป็นโมเลกุลที่สำคัญสำหรับการศึกษาความเสถียรของโครงข่ายประสาท

นอกจากนี้ โดยการสังเกตผลของเปปไทด์นี้ต่อความถี่ในการยิงของเซลล์ประสาทและการส่งสัญญาณซินแนปติก กลไกของการชักจากโรคลมชักสามารถอธิบายเพิ่มเติมได้

ในฮิบโปแคมปัส เปปไทด์นี้อาจส่งผลต่อกระบวนการ-เพิ่มศักยภาพในระยะยาวและการยับยั้ง-ในระยะยาว ดังนั้นจึงควบคุมการจัดเก็บและการดึงข้อมูล การตรวจสอบพบว่ามันมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพการรับรู้โดยควบคุมการทำงานของตัวรับกลูตาเมตและการปล่อยสารสื่อประสาท ดังนั้นเปปไทด์นี้จึงใช้กันอย่างแพร่หลายในประสาทวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับความรู้ความเข้าใจ

ในการตรวจสอบการป้องกันระบบประสาท จะใช้เพื่อวิเคราะห์กลไกการป้องกันหลังการบาดเจ็บของเส้นประสาท ในแบบจำลองการบาดเจ็บของสมองในโรคหลอดเลือดสมองและบาดแผล เปปไทด์นี้แสดงผลการป้องกันระบบประสาทบางอย่างโดยการยับยั้งการตายของเซลล์ ลดการตอบสนองต่อการอักเสบ และลดระดับความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน การใช้งานนี้ทำให้เป็นเครื่องมือระดับโมเลกุลที่สำคัญสำหรับการประเมินกลยุทธ์การป้องกันระบบประสาท

ในการศึกษาอารมณ์และความเจ็บป่วยทางจิต จุดประสงค์หลักคือเพื่อควบคุมระบบการให้รางวัลและพฤติกรรมทางอารมณ์ ในแบบจำลองภาวะซึมเศร้า ประสิทธิภาพของระบบเอนเคฟาลินที่ลดลงมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับการสูญเสียความสุข โดยการปรับระดับและสังเกตการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมของสัตว์ สามารถใช้การตรวจสอบเพื่อวิเคราะห์กลไกของการรักษาด้วยยาแก้ซึมเศร้า (Nestler&Carlezon, 2006) เปปไทด์นี้ควบคุมการปล่อยโดปามีนในบริเวณนิวเคลียสแอคคัมเบนส์ ซึ่งส่งผลต่อการรับรู้รางวัล

ในการตรวจสอบโรควิตกกังวล การตอบสนองทางอารมณ์จะถูกควบคุมโดยการกระทำที่ต่อมทอนซิลและเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้า สามารถระงับความตื่นเต้นของระบบประสาทที่มากเกินไป จึงช่วยลดระดับพฤติกรรมวิตกกังวล จุดประสงค์นี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการทำความเข้าใจกลไกการควบคุมอารมณ์
ในการตรวจสอบการติดยาเสพติด เปปไทด์นี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการวิเคราะห์ผลการเสริมแรงและกลไกการปรับตัวของระบบประสาท

ในรูปแบบการพึ่งพาฝิ่น ระบบโดปามีนในนิวเคลียสแอคคัมเบนส์ได้รับการควบคุมให้มีส่วนร่วมในกระบวนการสร้างรางวัลและการพึ่งพาอาศัยกัน (Shippenberg et al., 1987) นอกจากนี้ยังใช้ในการศึกษาการติดแอลกอฮอล์และสารเสพติดอื่นๆ เพื่อวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงของวงจรประสาท

ในการตรวจสอบความเครียด ใช้เพื่อควบคุมการตอบสนองของระบบประสาทต่อมไร้ท่อ โดยเฉพาะอย่างยิ่งแกนต่อมหมวกไตในต่อมใต้สมองไฮโปทาลามัส โดยส่งผลต่อการปล่อยคอร์ติซอล เปปไทด์นี้เกี่ยวข้องกับกระบวนการปรับตัวต่อความเครียดของร่างกาย (Drolet et al., 2001)