三、内源性阿片肽
阿片肽可分为三大类，即阿黑皮素系统（β-内啡肽等）、脑啡肽系统（甲硫氨酸脑啡肽、亮氨酸脑啡肽、甲七肽和甲八肽）和强啡肽系统（强啡肽和α-新内啡肽）。内源性阿片肽（EOP）分布广泛，除神经系统外，还见于外周自主神经节、肾上腺、消化道细胞和生殖器官等。
（一）生物合成
同其他神经肽合成的过程相似，阿片肽也是先合成相应的大分子前体蛋白，经特殊的酶切降解成较小的肽。大多数降解酶都在毗邻的两个碱性氨基酸（如精氨酸和赖氨酸）之间切断肽键。因而，通过研究这些成对氨基酸在前体序列中存在的部位，就可推测经蛋白水解作用后可能产生的小阿片肽及其序列。3种主要前体肽中的每一种都能产生出大量这样的小肽，其中的许多小肽都已被分离出来并得到了研究。
1.前阿黑皮素原系统·前阿黑皮素原（pre-pro-opiomelanocortin，POMC）是含有265个氨基酸残基的糖蛋白，在不同种属稍有差别，因其能产生阿片样肽、促黑素细胞激素（melanocyte stimulating hormone，MSH）和促肾上腺皮质激素（ACTH）而得名。生物活性肽段主要位于C端，包括ACTH（39肽）和β-LPH（91肽），β-LPH的C端的31肽为β-EP。
β-EP是POMC中唯一存在的阿片肽序列，由此前体产生的其他阿片肽产物均是由β-EP水解而成，如β-EP（1～27）、β-EP（1～26）、β-EP（1～17）和β-EP（1～16），后两者又分别称γ-EP和α-EP。
POMC存在于垂体，其中主要存在于垂体的中间叶，其次是腺垂体，还存在于脑和外周组织，POMC在不同的组织中加工生成不同的产物。在脑内POMC主要加工成β-EP及其代谢产物。β-EP能神经元主要位于下丘脑弓状核，其轴突伸向各脑区，但不到脊髓。下丘脑含大量β-EP；中脑和杏仁核虽有β-EP（1～26）、β-EP（1～27），但无乙酰化物；脑干和海马所含的主要是无活性的乙酰化产物。在外周组织如消化道的POMC也主要加工为β-EP。
POMC的产物除可在肽降解的水平调节外，还可在基因水平调节。在POMC基因中含有一些序列可接收类固醇激素的调控，如已发现与糖皮质激素调控有关的反应元件。糖皮质激素与受体结合后，即结合于相应的反应元件，从而抑制POMC mRNA的合成。这些激素的特异性反应元件提供了一种途径，使β-EP及其相关肽的合成可与其他生物信号相互协调。这种调节方式在应激刺激反应中可能起重要作用。
2.前脑啡肽系统·以牛肾上腺髓质为mRNA来源的脑啡肽前体（前脑啡肽原）含263个氨基酸，是从人嗜铬细胞瘤中分离出来的。它含有7个脑啡肽序列，其中M-ENK出现6次，L-ENK出现1次。但M-ENK中的两个序列，在其甲硫氨酸后面没有通常的酶切位点，因而这两个序列的水解产物是甲七肽和甲八肽。
3.前强啡肽系统·前强啡肽中含有已知的唯一的以亮啡肽而不是甲啡肽作为N端的长链阿片肽序列。因此，它最初被认为是亮啡肽的前体。以牛的下丘脑为mRNA来源而获得的强啡肽前体含256个氨基酸。强啡肽的降解过程可能比脑啡肽更复杂。因为它不仅能产生多种阿片肽，而且能够以不同的方式生成不同组的产物，包括强啡肽A（1～17）、强啡肽B（1～29）、强啡肽A（1～8）以及α-新内啡肽。
（二）释放和失活
在整体情况下，躯体应激可引起β-EP等阿片肽的释放。针刺也可引起β-EP和脑啡肽的释放。和其他神经肽一样，电刺激和高K+引起的去极化都可引起阿片肽的释放，且是Ca2+依赖形式。
在脑内和外周神经，阿片肽可与其他神经肽或经典递质共存。如在脊髓脑啡肽与P物质共存，在肾上腺髓质的交感神经支配中脑啡肽与乙酰胆碱共存，在肾上腺髓质的嗜铬细胞中脑啡肽和儿茶酚胺共存。烟碱和乙酰胆碱可使阿片肽和儿茶酚胺释放。
内阿片肽的失活方式主要是酶促降解，其次是弥散。
（三）阿片受体
1.分类·在阿片类药物构效关系的研究中发现，阿片类药物具有立体结构的特异性和严格的结构选择性，提示体内可能有阿片受体的存在。1971年，Goldstein等首先应用立体专一性结合试验，试图显示阿片受体，但因实验方法欠妥，所测得的特异性结合只占全部结合的2％。1973年有3家实验室，几乎同时报道用放射受体分析的方法成功地证实脑内的阿片受体。
目前脑内有3类阿片受体，即μ、δ和κ受体。EOP对各型阿片受体的亲和程度不同，内吗啡肽是μ受体的内源性配体；脑啡肽主要作用于δ受体，其中亮氨酸脑啡肽对δ受体选择性最强；β-EP对μ受体和δ受体均有较强的选择性；强啡肽A和强啡肽B对κ受体选择性较强。μ受体是以其与吗啡的亲和力高而得名，δ受体的命名是因为它在小鼠输精管中含量丰富，κ受体则是因为它与乙基环唑酮（ethylketocyclazocine）的亲和力高而得名。此外，还可能存在其他类型的阿片受体。
2.特性·阿片受体有以下特性。
（1）高亲和力：阿片类配体在极低的浓度下便可与相应的受体结合，结合浓度约在10-9 mol/L。
（2）有一定的饱和性：配体浓度达到某一值后，结合量不再随配体浓度的增高而增大。说明受体的数量有限。
（3）立体特异性：阿片类药物一般均有旋光异构特性，在两个旋光异构体中，其中一个的药理活性远远超过另一个。
（4）亲和力与药效的相关性：阿片类药物与受体的亲和力越高，在体内的镇痛效应也越强。其药理活性强度依其与受体亲和力的大小排列。
（5）分布的区域性：阿片受体的结合活性在脑与脊髓中均可检测到，在肝、肾等不对阿片样物质起反应的区域则无阿片受体。
阿片肽对受体的选择性有其分子结构的基础。就β-EP而言，其对μ受体和δ受体均有亲和力。对β-EP分子结构和受体亲和力的研究发现，β-EP的C端可能是与μ受体结合的必需部位，这与C端的立体结构有关，此段的空间结构与吗啡（公认的μ受体的激动剂）的结构极其相似。与δ受体的结合部位与其含有的M-ENK的序列有关，即位于N端（β-EP的N端为M-ENK）。β-EP的中间区域主要是抗体的识别部位。另外，β-EP N端的乙酰化对其与阿片受体的亲和力影响较大，乙酰化后的β-EP对受体的亲和力要降低99％。这一事实证明，N端的脑啡肽序列在受体结合中的重要性。C端去除几个氨基酸后，如β-EP（1～27）、β-EP（1～26）、β-EP（1～17）及β-EP（1～16）对阿片受体的亲和力也降低了90％。由此可见，这一部分对于结合也有重要意义。此外，β-EP降解成与其他阿片受体亲和力较低的肽，可能是对这些受体功能的一种调节作用。如β-EP（1～27），它对β-EP介导的镇痛作用来说是一种有效的拮抗剂。
阿片肽的分子大小相差悬殊，从5个氨基酸残基的脑啡肽到31个氨基酸残基的β-EP。从其氨基酸序列中可见，它们中有着关键性5个氨基酸残基序列，这一序列不仅是阿片肽家族的标志，也是它们与阿片受体结合及表现阿片样药理活性所必需的，即酪氨酸-甘氨酸-甘氨酸-苯丙氨酸-甲硫氨酸（或亮氨酸）。这一序列构成了脑啡肽的全部序列，以及所有阿片肽的N端。由于所有阿片肽有着相同的N端序列，因此很可能是C端部分的长度及其氨基酸序列决定了它们对不同类型阿片受体的选择性。对N端5个氨基酸残基序列与阿片受体结合的研究表明，N端中的酪氨酸残基对其与阿片受体相互作用有着极其重要性。阿片肽的其他部分在与阿片受体相互作用中也可能起重要作用。如前所述，β-EP的C端去掉几个氨基酸残基会显著降低其对阿片受体亲和力。强啡肽C端去掉几个氨基酸残基后，虽然不会影响其对阿片受体的总亲和力，但却改变了其对受体的选择性；随着肽逐渐变短，其与δ受体亲和力越来越大。
3.分布·阿片受体分布广泛，在中枢神经系统和外周神经系统都有阿片受体的分布；在其他组织和器官也表达阿片受体。例如：在淋巴细胞和巨噬细胞等免疫细胞上已发现μ、δ和κ3种阿片受体mRNA，在心、肝和肺等外周组织也检测到阿片受体mRNA的表达。某些培养的细胞株，如NG108-15、N4TG1和N18TG2细胞可表达δ受体。在脑内阿片受体呈区域性分布。
脑内δ受体表达量不多，部位较局限。表达量较多的部位有嗅球的颗粒层、苍白球、下丘脑腹内侧核、杏仁核、海马、脑桥核。虽然δ受体在脑内的表达量较少，但在腺垂体和松果体内却含有大量的δ受体的mRNA，这两种组织不受血脑屏障保护。
脑内κ受体有着广泛的分布。在大鼠的脑内较高分布的区域包括屏状核、前庭耳蜗神经核、嗅球、梨状核、顶部皮质、下丘脑、丘脑、黑质和被盖腹侧等区域。小鼠脑内高表达的区域有新皮质、梨状皮质、海马、杏仁核、缰核、下丘脑和蓝斑核等。豚鼠脑中表达的部位是皮质、扣带回和梨状皮质的深层。
大鼠μ受体mRNA在中脑和下丘脑表达最多。大多数脑内μ受体mRNA的分布与脑啡肽神经元末梢分布一致。μ受体mRNA分布于中枢神经系统中与痛觉感受和镇痛有关的区域，也分布于与呼吸有关的脑区，该部位被认为与吗啡样物质引起的恶心、呕吐有关。在顶盖腹侧、下丘脑侧部和前庭耳蜗神经核也有μ受体mRNA分布，这些部位被认为与自身给药行为有关。
（四）生理作用
1.镇痛作用·脑室或静脉给予内阿片肽，发现β-EP的镇痛作用最强，这是因为β-EP链不易受酶裂解，且又增加了与受体结合的结构，所以作用强而持久。静脉注射镇痛效应可维持1小时以上。脑室注射M-ENK或L-ENK亦可出现短暂的镇痛效应，作用仅可维持几分钟。若用人工合成的脑啡肽，在体内降解速度慢，无论外周或脑内给药都有较好的镇痛作用。但α-EP和γ-EP，无论外周或脑内给药都无镇痛效果。强啡肽脑室内注射，镇痛作用甚微，甚至有抗吗啡镇痛作用，但椎管内注射则发挥强大而持久的镇痛作用。其他κ亚型受体的激动剂，如U-50、488H，镇痛效应特点也和强啡肽相似。强啡肽镇痛部位主要在脊髓，脑啡肽镇痛作用部位包括脊髓以上和脊髓两个水平，β-EP镇痛作用部位主要在脊髓以上水平。
内源性阿片肽也是针刺镇痛的重要物质基础。针刺镇痛时可引起脑脊液中内阿片肽含量升高，使某些脑区的推挽灌流液以及脑组织中内阿片肽含量增加。
2.对心血管活动的调节·脑内调节心血管活动的一些中枢结构，如低位延髓、迷走神经背核等，都具有密集的阿片受体，提示内阿片肽可能参与心血管活动的调节，但阿片肽对心血管的直接作用研究得较少。虽然内阿片肽对心血管作用的研究还很不成熟，但已显示了广阔的临床前景。环境的强刺激，如电击足底、手术创伤、麻醉、限制活动等，都可激活内阿片肽系统，使之大量释放。此时，血浆中β-EP含量总是明显升高，给动物注射β-EP可导致交感神经活动抑制和血压降低，而动物对环境强刺激的应激反应又可导致循环休克，因此推测内阿片肽有可能参与应激状态下发生休克的机制。
3.对呼吸的调节·吗啡具有抑制呼吸的作用，直接将M-ENK（1.6μg/L）注入猫的脑干，可使动物的潮气量降低35.8％，但并不改变呼吸的频率。外周的动脉化学感受器和压力感受器将血气、心率、血压等变化通过舌咽神经和迷走神经传向中枢。它们进入延髓后，首先在孤束核建立突触联系，再进一步投射到脑干与呼吸、心血管活动有关的结构。阿片类抑制呼吸，主要由于降低了脑干一些神经元对CO2的敏感性。延髓的腹侧浅表层对阿片类的作用十分敏感，阿片类能降低它们对CO2的反应性。
内阿片肽在正常情况下对呼吸的作用不明显，但在应激状态下（麻醉、手术、缺氧、休克、疼痛等）内阿片肽大量释放，可严重抑制呼吸，此时纳洛酮有兴奋呼吸之效。新生儿时期，内阿片肽对呼吸的影响比成人大，纳洛酮往往增强新生儿的通气量。
4.对垂体激素分泌的调节·已知阿片受体和内阿片肽在腺垂体分布极少，但在下丘脑含量却极为丰富。因此，垂体分泌的某些激素可能受脑内内阿片肽的调节。
β-EP可促进腺垂体分泌PRL和GH，而且在正常情况下经常起着生理调节作用。垂体中间叶具有丰富的β-EP，神经垂体激素的释放受垂体中间叶内啡肽的调节，当垂体中间叶内阿片肽减少时，神经垂体激素释放便增加。
5.对免疫功能的调节·内阿片肽对免疫功能的调节作用很复杂，离体结果和整体结果也不一致，不同生理状态下的作用又有差异，提示这一作用还受着其他调节机制的影响。情绪问题和病情发展直接有关，由此人们提出了精神神经免疫学的新概念。内阿片肽对免疫功能的调节作用研究，把通过内阿片肽中介的中枢神经系统和免疫系统联系起来了，对免疫学研究具有重要的意义。
（五）应激调节作用
EOP与HPA轴关系密切。在下丘脑强啡肽与CRH共存于同一神经内分泌细胞，在垂体β-EP与ACTH来源于同一前体，共同受下丘脑CRH的调节，脑啡肽则与肾上腺素共存于肾上腺髓质中。可见EOP三个家族均与HPA轴关系密切，提示阿片肽与应激密切相关。
应激可使血中阿片肽水平升高，同时ACTH水平也相应增加，两者完全平行。若将垂体切除，应激既不能促进ACTH分泌，亦不能使血中β-EP增加。若将下丘脑CRH掺入离体腺垂体组织培养液中，则可促使垂体同时释放ACTH和β-EP。切除肾上腺皮质，在促进ACTH释放的同时，亦引起β-EP释放；反之，注射地塞米松，在抑制ACTH分泌的同时，β-EP释放亦减少。两者高度平行，说明垂体ACTH和β-EP有一共同的分泌机制。它们都可能是腺垂体的分泌产物。
外源性吗啡可抑制肾上腺皮质激素的分泌，而应用高剂量的纳洛酮可以提高血浆皮质激素水平。通常认为内源性阿片肽对HPA轴起紧张性抑制作用，此作用主要是通过阿片肽的δ和κ受体实现的。由于脑啡肽类似物激动剂DAMME对肾上腺功能低下患者仍有抑制ACTH分泌的作用，因此提出阿片肽对肾上腺皮质激素释放的抑制作用，主要是通过肾上腺以上水平实现的。
腺垂体β-EP可经过短血管到达神经垂体，对升压素的释放起抑制作用。由于纳洛酮可以阻断在某些应激条件下β-EP对升压素的释放抑制作用，因此认为在某些应激条件下，血管升压素含量变化不明显的原因主要是内源性阿片肽对升压素释放的抑制作用。
有资料表明，应激状态下释放的内阿片肽可抑制免疫系统。大鼠经无法逃脱的足底电击应激刺激后，出现镇痛以及NK细胞功能的抑制，这两种反应都可被阿片受体拮抗剂纳曲酮所对抗，说明与应激时释放的内阿片肽有关。但在某种离体试验中，阿片样肽不但不抑制NK细胞的杀伤功能，反而有增强作用，似乎内阿片肽对免疫细胞的这种抑制不是直接作用，而是在应激状态下通过对神经内分泌机制中的一个中间环节发挥作用。NK细胞具有杀伤肿瘤细胞的能力，其功能的抑制势必促进肿瘤的发展，这可能也是应激可促进肿瘤发展的原因之一。