Dinorfin

**Dinorfini** (**Dyn**) su klasa opioidnih peptida koji nastaju iz prekursora proteina prodinorfina. Kada se prodinorfin cijepa tokom obrade pomoću proprotein konvertaze 2 (PC2), oslobađaju se višestruki aktivni peptidi: dinorfin A, dinorfin B i α/β-neoendorfin. Depolarizacija neurona koji sadrži prodinorfin stimulira PC2 obradu, koja se odvija unutar sinapsnih vezikula u presinapsnom terminalu. Povremeno, prodinorfin nije u potpunosti prerađen, što dovodi do oslobađanja "velikog dinorfina". "Veliki dinorfin" je molekula od 32 aminokiseline koja se sastoji od dinorfina A i dinorfina B.

Dinorfin A, dinorfin B i veliki dinorfin sadrže visok udio baznih aminokiselinskih ostataka, posebno lizina i arginina (29,4%, 23,1% , odnosno 31,2% baznih ostataka), kao i mnoge hidrofobne ostatke (41,2%, 30,8%, odnosno 34,4% hidrofobnih ostataka). Iako su dinorfini široko rasprostranjeni u CNS-u, njihove najveće koncentracije su u hipotalamusu, produženoj moždini, ponsu, srednjem mozgu i kičmenoj moždini. Dinorfini se skladište u velikim (promjera 80–120&nbsp;nm) vezikulama gustog jezgra koje su znatno veće od vezikula koje skladište neurotransmitere. Ove velike vezikule gustog jezgra razlikuju se od malih sinapsnih vezikula po tome što je potreban intenzivniji i produženi stimulus da bi velike vezikule oslobodile svoj sadržaj u sinapsnu pukotinu. Skladištenje vezikula gustog jezgra karakteristično je za skladištenje opioidnih peptida.

Prve naznake o funkcionalnosti dinorfina dali su Goldstein. et al. u svom radu s opioidnim peptidima. Grupa je otkrila endogeni opioidni peptid u svinjskoj hipofizi koji se pokazao teškim za izolirati. Sekvenciranjem prvih 13 aminokiselina peptida, stvorili su sintetičku verziju peptida sa sličnom potentnošću kao i prirodni peptid. Goldstein i saradnici su primijenili sintetički peptid na uzdužni mišić gvinejskog ileuma i otkrili da je to izuzetno potentan opioidni peptid. Peptid je nazvan dinorfin (od grčkog *dynamis*, što znači moć) kako bi se opisala njegova potentnost. Različiti dinorfini pokazuju različitu selektivnost receptora i potenciju na njima. Veliki dinorfin i dinorfin A imaju istu selektivnost za ljudski KOR, ali dinorfin A je selektivniji za KOR u odnosu na MOR i DOR nego veliki dinorfin. Veliki dinorfin je potentniji na KOR-ima nego dinorfin A. I veliki dinorfin i dinorfin A su potentniji i selektivniji od dinorfina B.

## Proizvodnja
Dinorfin se proizvodi u mnogim različitim dijelovima nervnog sistema, uključujući hipotalamus, striatum, hipokampus i kičmenu moždinu. Obrasci ekspresije gena iz Allenovog atlasa mozga kod miševa, makakija i ljudi mogu se vidjeti na linku here.

Dinorfin ima mnogo različitih fizioloških djelovanja, ovisno o mjestu proizvodnje.
* Na primjer, dinorfin koji se proizvodi u magnocelularnim vazopresinskim neuronima supraoptičkog jezgra važan je u obrascima električne aktivnosti. Dinorfin koji se proizvodi u magnocelularnim oksitocinskim neuronima je inhibitor negativne povratne sprege lučenja oksitocina.
* Dinorfin koji se proizvodi u arkuatnom jezgru i u oreksinskim neuronima lateralnog hipotalamusa utiče na kontrolu apetita.

## Analgezija
Pokazalo se da je dinorfin modulator odgovora na bol. Han i Xie su otkrili da ubrizgavanje dinorfina u subarahnoidni prostor kičmene moždine pacova proizvodi analgeziju zavisnu od doze, koja je mjerena latencijom trzaja repa. Analgezija je djelomično eliminirana opioidnim antagonistom naloksonom. Autori su otkrili da kombinovanje subanalgetskih nivoa morfina i dinorfina A1-13, verzije dinorfina A koja sadrži samo prvih 13 aminokiselina peptida, u kičmenoj moždini pacova ima aditivne efekte. Međutim, kada je dinorfin A1-13 ubrizgan u intracerebroventrikularnu (ICV) regiju mozga, imao je antagonistički efekat na analgeziju izazvanu morfinom.

Studija koju su sproveli Lai i saradnici otkrila je da dinorfin zapravo može stimulirati bol. Autori su otkrili da primjena skraćenog dinorfina A2-17, koji se ne veže za opioidne receptore, uzrokuje povećanje fosforilirane p38 mitogenom aktivirane protein kinaze (MAPK) u mikrogliji u dorzalnom rogu kičmene moždine. Aktivirani p38 je prethodno povezan s oslobađanjem prostaglandina izazvanim NMDA, što uzrokuje bol. Dakle, dinorfin bi također mogao izazvati bol u kičmenoj moždini putem neopioidnog puta p38.

Druge studije su identificirale ulogu dinorfina i stimulacije kappa opioidnih receptora u neuropatskoj boli. Ista grupa je također pokazala da dinorfin-KOR sistem posreduje u proliferaciji astrocita, putem aktivacije p38 MAPK, što je bilo potrebno za efekte neuropatske boli na analgetske odgovore. Uzevši zajedno, ovi izvještaji ukazuju na to da dinorfin može izazvati višestruke efekte i na kappa opioidne i na neopioidne puteve kako bi modulirao analgetske odgovore.

## Ovisnost
Ovisnost o kokainu nastaje zbog složenih molekularnih promjena u mozgu nakon višestrukog izlaganja kokainu. Pokazalo se da su dinorfini važan dio ovog procesa. Iako jednokratno izlaganje kokainu ne utiče na nivoe dinorfina u mozgu, ponovljena izlaganja drogi povećavaju koncentracije dinorfina u striatumu i substantia nigra kod pacova.

Jedan predloženi molekulski mehanizam za povećanje nivoa dinorfina uključuje transkripcijsku regulaciju putem CREB (protein koji veže 3’,5’-monofosfatni odgovorni element). Prema modelu koji su predložili Carlezon i saradnici, upotreba kokaina povećava ekspresiju cAMP i cAMP-zavisne protein kinaze (PKA). PKA dovodi do aktivacije CREB-a, što povećava ekspresiju dinorfina u *nucleus accumbens* i dorzalnom striatumu, područjima mozga važnim za ovisnost.

### Kokain 
Carlezon i saradnici su izveli nekoliko eksperimenata kako bi potvrdili ovaj model. Otkrili su da su miševi, kada im je ubrizgan kokain, radije bili na mjestu gdje im je ubrizgan (pokazali su jaču preferenciju mjesta) znatno više nego kontrolni miševi (kojima je ubrizgan fiziološki rastvor). Međutim, kod miševa koji prekomjerno eksprimiraju CREB pod konstitutivnim promotorom, uočena je averzija prema mjestu.

Također postoje dokazi koji ukazuju na to da povećane količine dinorfina mogu zaštititi ljude od ovisnosti o kokainu. Prema istraživanju na Univerzitetu Rockefeller, gen za dinorfin prisutan je u dvije verzije: funkcionalna varijacija "visoke proizvodnje" i funkcionalna varijacija "niske proizvodnje". Visokoproduktivna funkcionalna varijacija gena sadrži polimorfizme u promotorskim regijama za koje se pretpostavlja da uzrokuju proizvodnju više kopija dinorfinske iRNK, što bi ljudima koji nose ovu varijaciju dalo "ugrađeni odbrambeni sistem" protiv ovisnosti o drogama. Dok su kontrolni miševi pokazivali averzivno ponašanje kao odgovor na testove prisilnog plivanja i elektrošokove u stopalima, miševi kojima je nedostajao dinorfin nisu pokazivali nikakve takve znakove averzije. Primijetili su da ubrizgavanje CRF-a dovodi do averzivnog ponašanja kod miševa s funkcionalnim genima za dinorfin čak i u odsustvu stresa, ali ne i kod onih s delecijama gena za dinorfin. Averzija prema mjestu je eliminirana kada je receptor CRF2 blokiran antagonistom.

Također je dokazano da dinorfin utiče na ponašanje u traženju droge i potreban je za ponovno uspostavljanje traženja  kokaina izazvano stresom, ali ne i primjesom, izazvano. Nizvodni element ovog puta kasnije su identificirali Bruchas et al. Autori su otkrili da KOR aktivira p38, člana porodice protein kinaza aktiviranih mitogenom (MAPK), putem fosforilacija. Aktivacija p38 je neophodna za stvaranje ponašanja zavisnih od KOR-a. proučavali su efekte CREB-a i dinorfina na naučenu bespomoćnost (životinjski model za depresiju) kod miševa. Prekomjerna ekspresija dominantno negativnog CREB-a (mCREB) kod transgenih miševa imala je antidepresivni učinak (u smislu ponašanja), dok je prekomjerna ekspresija divljeg tipa CREB-a uzrokovala povećanje simptoma sličnih depresiji. koristili su se sa nekoliko životinjskih modela depresije kod pacova kako bi opisali efekte dinorfina A i B na depresiju. Autori su otkrili da naučena bespomoćnost povećava nivoe dinorfina A i B u hipokampusu i *nucleus accumbens*-u te da injekcija KOR antagonista norBNI indukuje oporavak od naučene bespomoćnosti. Stres imobilizacije uzrokuje povećanje nivoa i dinorfina A i B u hipokampusu i *nucleus accumbens*-u. utvrdili su da su tokom dana dinorfini prirodno povišeni u neurointermedijarnom režnju hipofize (NI hipofiza), a smanjeni u hipotalamusu. Ovaj obrazac je obrnut noću. kod pacova je pokazano da povećanje nivoa dinorfina stimuliše jedenje. Antagonisti opioida, kao što je nalokson, mogu preokrenuti efekte povišenog dinorfina. Ova inhibicija je posebno jaka kod gojaznih životinja ili životinja koje imaju pristup posebno privlačnoj hrani. Inui et al. utvrdili su da davanje dinorfina psima povećava unos hrane i vode.

Dinorfin ima ulogu u prehrambenom ponašanju životinja tokom hibernacije.  Nizeilski et al. ispitivali su nivoe dinorfina kod vjeverica koje prolaze kroz periode prekomjernog jedenja i periode gladovanja prije zime. Otkrili su da se nivoi dinorfina povećavaju tokom perioda gladovanja. Berman et al. proučavali su nivoe dinorfina tokom perioda ograničenja hrane. Grupa je otkrila da, iako hrana nije promijenila ekspresiju dinorfina B, ona povećava nivoe dinorfina A u nekoliko regija mozga pacova (hipotalamus, nucleus accumbens i nukleusno ležište *stria terminalis*).

Nedavna istraživanja dinorfina nokaut-miševa nisu pronašla razlike između nokaut i kontrolnih životinja u unosu hrane, ali su otkrila da je skladištenje masti smanjeno kod mužjaka nokaut miševa. Masne kiseline su se brže oksidirale kod nokaut životinja. Dakle, dinorfin može uzrokovati prejedanje kada je dostupna prehrana s visokim udjelom masti. Morley & Levine prvi su opisali ulogu opioidnih peptida u jedenju povezanom sa stresom. U svojoj studiji, miševima su uštipnuti repovi (što uzrokuje stres), što je izazvalo jedenje. Jedenje povezano sa stresom smanjeno je injekcijom naloksona, antagonista opioidnih peptida. pokazali su da je isporuka dinorfina A1-17 (KOR agonista) putem mikrodijalize u PAG regiju izazvala hipotermiju kod pacova. Autori su otkrili da je težina hipotermije bila proporcionalna primijenjenoj dozi dinorfina A1-17. Hipotermija se mogla spriječiti primjenom KOR antagonista norBNI pacovima. utvrdili su da izlaganje pacova toploti (38˚C) uzrokuje pojačanu regulaciju dinorfina u moždanoj kori, hipokampusu, malom mozgu i moždanom atablu. Nadalje, autori su otkrili da primjena inhibitora sintaze dušik-oksida (NOS) smanjuje nivoe dinorfina A1-17 u mozgu i ublažava simptome povezane s toplotnim stresom. Sharma i Alm zaključili su da hipertermija povećava nivoe dinorfina, što može uzrokovati oštećenje i podstaknuti reakciju na toplotni stres. Nadalje su pretpostavili da je dušik-oksid dio ovog mehanizma.  Ansonoff et al. utvrdili su da su hipotermični efekti posredovani putem K1 (κ-opioidni receptor 1), ali ne i K2. Autori su primijenili KOR agoniste na miševe s K1 nokautom, što je eliminiralo hipotermični odgovor. Stoga se čini da K2 nema ulogu u mehanizmu hipotermije.

## Klinički značaj
Derivati dinorfina se općenito smatraju malo klinički upotrebljivima zbog njihovog vrlo kratkog trajanja djelovanja.

## Reference
## Vanjski linkovi
* 

Kategorija:Neurotransmiteri
Kategorija:Opioidi