На фоне фитнес-бума фраза «во время бега выделяются эндорфины — гормоны счастья, наши внутренние наркотики» употребляется все чаще. На самом деле это не так. Во-первых, при беге образуются не только эндорфины, но и эндогенные каннабиноиды, что выяснилось в ходе недавнего нейробиологического исследования. Во-вторых, эндорфины — это не гормоны. В-третьих, хоть по строению молекулы эндорфинов действительно похожи на «настоящие» наркотики вроде морфина и героина, их наркотический эффект доказан не был.
Все взаимосвязано
Массовое сознание потихоньку принимает идею о том, что эмоции контролируются невидимыми субстанциями, выделяемыми столь же невидимыми (невооруженным глазом) клетками мозга и чего-то около. Дофамин — это «молекула удовольствия», окситоцин — это «гормон привязанности», и так далее. На деле картина гораздо сложнее. Во-первых, нейромедиаторы и гормоны — это все-таки разные вещи. Первые выделяются одними нейронами и передаются другим через особый контакт клеток — синапс. Синапсы могут быть образованы либо двумя нейронами, либо нейроном и мышечной клеткой. А вот вторые — гормоны — первым делом попадают в кровь и только потом к клеткам-мишеням (которые не обязаны быть нейронами или клетками мышц). Эти мишени могут располагаться в каком угодно органе.
Чистого эффекта одного нейромедиатора мы практически никогда не видим, и причин тому несколько. Во-первых, действие нейромедиатора на конкретную клетку зависит от того, какие рецепторы (специальные белковые молекулы, которые могут физически или химически связываться с нейромедиатором и в ответ на образование этой связи менять свои свойства) находятся на поверхности этой клетки. Почти для каждого нейромедиатора существует несколько типов рецепторов. Активация рецепторов различных типов по-разному влияет на физиологию и поведение организма — вплоть до того, что ответы разных клеток на один и тот же нейромедиатор получаются прямо противоположными. Во-вторых, нейромедиаторы могут влиять не только на «свои» рецепторы, но и на «чужие», повышая или понижая восприимчивость последних. Наконец, большинство клеток имеет рецепторы сразу к нескольким нейромедиаторам.
Эйфория бегуна
О последнем из перечисленных принципов часто забывают. Пример тому — история с эйфорией бегуна: состоянием, когда люди, пробежавшие или проплывшие значительное расстояние, после тренировки чувствуют себя более счастливыми и спокойными. Кое у кого во время «эйфории бегуна» снижается чувствительность, а некоторые и вовсе чувствуют, что их сознание чуть ли не отделяется от тела.
Так вот, в начале сентября 2015 года в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) вышла статья, в которой было показано: мыши, побегав в колесе, становятся более спокойными и менее восприимчивыми к боли, и этот эффект возникает из-за активации эндоканнабиноидных рецепторов. Эндоканнабиноиды — это вещества, по строению и действию похожие на действующие компоненты марихуаны, только вырабатываются они нейронами головного мозга, отсюда приставка «эндо-». А успокоение и обезболивание — как раз два проявления эйфории бегуна.
Новостные агентства растиражировали упоминание о статье в PNAS, потому что в ней приводился якобы новый факт: «эйфория бегуна» вызывается не действием эндогенных опиатов (в их число входят эндорфины — эндогенные морфины, которые вырабатываются клетками мозга и по действию напоминают морфин и героин), как считали пару десятков лет до этого, а действием эндогенных каннабиноидов.
Общая черта всех эндорфинов и эндоканнабиноидов — широкий спектр действия. По сравнению с традиционными нейромедиаторами типа глутамата, гамма-аминомасляной кислоты, ацетилхолина и подобных они оказывают более глобальное влияние. Поэтому иногда их называют нейромодуляторами, а не нейромедиаторами. Эндогенные каннабиноиды и эндогенные опиаты, как и обычные нейромедиаторы, выделяются одним из двух нейронов в составе синапса. Отличие в том, что их действие направлено против хода основного химического сигнала. Традиционные медиаторы выделяются пресинаптическим нейроном, а воспринимает их постсинаптический нейрон. В случае эндоканнабиноидов (и зачастую эндогенных опиатов) все наоборот. Эндогенные опиаты и эндогенные каннабиноиды воздействуют на пресинаптическую клетку — нейрон в составе синапса, выделяющий традиционные сигнальные вещества. В результате такого воздействия пресинаптический нейрон начинает выделять больше или меньше нейромедиатора, чем до этого.
Находка 2015 года могла бы повлиять на развитие фармакологии, если бы не пара обстоятельств. Во-первых, о том, что эндоканнабиноиды замешаны в создании «эйфории бегуна», ученые сообщали и раньше. Во-вторых, подъем настроения и болевого порога после физической активности вызывают и каннабиноиды, и опиаты, а по сообщениям журналистов получалось, что действует только что-то одно. На самом деле между «внутренними наркотиками» происходит в некотором роде разделение труда: эндогенные опиаты в основном уменьшают боль в мышцах, возникшую после физической нагрузки, а эндогенные каннабиноиды больше снижают тревожность. Учитывая то, что обсуждаемое исследование проводили на мышах, а не на людях, оценить ощущение счастья после тренировки не удалось: мы не можем достоверно оценить уровень счастья у грызунов.
Эндогенные опиаты: наркотики или нет?
Определимся с пониманием, что такое наркотик. ВОЗ считает, что это «химический агент, вызывающий ступор, кому или нечувствительность к боли». В этом смысле эндогенные опиаты, скорее всего, подходят под определение наркотика, ведь основная цель их действия в организме — уменьшить ощущение боли.
Смотрим дальше. Российское определение: «Наркотические средства — вещества синтетического или естественного происхождения, препараты, растения, включенные в Перечень наркотических средств, психотропных веществ и их прекурсоров, подлежащих контролю в Российской Федерации, в соответствии с законодательством Российской Федерации, международными договорами Российской Федерации, в том числе Единой конвенцией о наркотических средствах 1961 года». Бета-эндорфина и других эндогенных опиатов в упомянутом перечне нет.
Молекула бета-эндоморфина
Изображение: Diomedia
Ну, а если без официоза, наркотик — это любое вещество, которое изменяет поведение и настроение и от которого человек становится зависимым. Начнем с изменения поведения. Эндорфинам приписывают эффект эйфории, но он проявляется и от приема высоких доз морфина и героина — признанных наркотиков, которые сами к эндорфинам не относятся, а только похожи на них по строению. А вот прямую связь самих эндорфинов и ощущения счастья у людей пока не доказали. Более того, давние исследования на крысах и человеке показывают, что морфин и один из наиболее распространенных эндорфинов — бета-эндорфин в сходной дозировке действуют на организм по-разному.
Например, в исследовании 1977 года трем больным раком и двум пациентам после девяти дней воздержания от метадона внутривенно кололи либо бета-эндорфин, либо морфин, либо просто солевой раствор. Хотя ни испытуемые, ни те, кто следил за их поведением после инъекций, не знали, какое из трех веществ в шприцах, эффекты морфина и бета-эндорфина все отличили без труда. Надо сказать, что всем принявшим бета-эндорфин стало легче: у одних прошла боль, а другие на время перестали испытывать проявления абстинентного синдрома. Эти и более новые результаты говорят о том, что бета-эндорфин теоретически можно использовать как обезболивающее, тем более что выраженных побочных эффектов у него не обнаружено.
В другой работе, которую проводили на крысах, было показано, что бета-эндорфин и морфин не одинаково изменяют поведение самцов крыс. Подопытных животных знакомили либо с самкой, готовой к спариванию, либо с кастрированным самцом. В первом случае самцы, не находясь под действием каких-либо веществ, демонстрируют половое поведение, а во втором — социальное. Так вот, внутривенное введение 0,5-1 миллиграмма морфина заставляло подопытных забыть и о спаривании, и об общении, а введение такого же количества бета-эндорфина повышало желание взаимодействовать с кастрированным самцом и снижало интерес к самке. Из-за этого у авторов возникло подозрение, что морфин и бета-эндорфин действуют либо на разные типы рецепторов, либо в разных участках мозга. Подозрение это подтверждается более поздними исследованиями.
Возникает ли зависимость?
Что касается зависимости от бета-эндорфина и других эндогенных опиатов, то ее никто толком не изучал (и не создавал). В основном исследователи вводили бета-эндорфин животным, которые уже «сидели» на морфине. Бета-эндорфин избавлял таких животных от проявлений синдрома отмены, но вот вызывал ли он привыкание — сказать нельзя: как правило, этот эндогенный опиат вводили один-два раза. Ну и потом, чтобы изучить привыкание, надо показать, что будет с организмом, переставшим получать регулярные дозы эндогенных опиатов. Найти такой организм сложно, потому что в норме опиаты вырабатываются у всех. Можно, конечно, временно «выключить» один или несколько генов, отвечающих за производство бета-эндорфина и подобных веществ. Проблема в том, что бета-эндорфин синтезируется не с нуля, а «откалывается» от одного большого белка, другие «осколки» которого тоже влияют на физиологию и поведение. Если мы заблокируем образование бета-эндорфина, то автоматически нарушим производство еще нескольких важных молекул. Выходит, в этом случае не получится посмотреть на чистый «эффект отмены» бета-эндорфина.
Структурные соответствия между опиоидным пептидом и морфином
Изображение: Dannybalanta
Еще один вариант — заблокировать работу рецепторов, воспринимающих опиаты. Такие исследования проводили, но раз эти рецепторы реагируют и на морфин, и на бета-эндорфин, нельзя утверждать, что полученные в них эффекты (отсутствие обезболивающего действия морфина, повышенная болевая чувствительность и невосприимчивость к другим наркотикам) вызваны только «отменой» эндорфинов.
В общем, полностью убрать эндогенные опиаты из организма, в отличие от настоящих опиоидных наркотиков, нельзя. Зато можно дождаться, когда содержание бета-эндорфина в крови снизится само. Это возможно у тех организмов, чья физиология меняется циклически, — у женщин. У 14 испытуемых каждый день замеряли содержание бета-эндорфина в крови начиная с седьмого дня менструального цикла и заканчивая двадцать четвертым. Выяснилось, что чем ближе к наступлению месячных, тем ниже концентрация этого эндогенного опиата в крови. Чем больше падал уровень бета-эндорфина, тем сильнее у женщины был выражен предменструальный синдром. Так что, быть может, синдром отмены эндогенных опиатов все же существует.
Эндорфин помогает алкоголизму
И все-таки эндогенные опиаты участвуют в образовании зависимостей. Только зависимость будет не от них, а от других субстанций — вроде еды и алкоголя. Например, если вызвать у крысы стресс, несколько дней подряд дергая ее с некоторой периодичностью за кончик хвоста, она будет «заедать» этот стресс — конечно, при условии, что корма достаточно. Если через десять дней после начала стресса ввести животному блокатор рецепторов к опиатам, оно будет вести себя так, словно недавно прекратило принимать морфин. А употребление спиртного усиливает выброс эндогенных опиатов в мозге. Особенно это касается заядлых алкоголиков. Видимо, разная эндорфиновая восприимчивость к спиртному определяет, кто пристрастится к последнему, а кто будет пить только по праздникам.
Изображение: Roadnottaken / Wikipedia
Говорите правильно
Итак, получается, что для того, чтобы причислить эндогенные опиаты к наркотикам, у нас слишком мало доказательств. Гормонами радости и счастья их тоже не надо называть: гормоны — это немножко из другой оперы, а появление радости и счастья от эндогенных опиатов еще нужно найти и доказать. Сейчас правильнее всего воспринимать эндогенные опиаты как еще один тип нейромедиаторов типа глутамата — только чуть могущественнее.