Neuropeptide là gì?

Neuropeptide là gì? Neuropeptide, những phân tử truyền tin hóa học được hình thành từ chuỗi axit amin ngắn, được tạo ra và phát ra bởi tế bào thần kinh. Chúng chủ yếu tương tác với thụ thể kết hợp protein G (GPCR) để điều tiết hoạt động của hệ thần kinh và một số cơ quan khác như ruột, cơ và tim. Đến nay, đã có hơn 100 neuropeptide được phát hiện, làm cho chúng trở thành nhóm phân tử tín hiệu phong phú và đa dạng nhất trong hệ thần kinh.

Cấu trúc phân tử

Neuropeptide không chỉ chỉ đến một phân tử cụ thể, mà nó là một thuật ngữ chung để mô tả một nhóm các peptit hiện diện trong hệ thần kinh. Mỗi neuropeptide cụ thể sẽ có cấu trúc phân tử riêng biệt dựa trên chuỗi axit amin của nó. Một số neuropeptide phổ biến và quan trọng trong hệ thần kinh bao gồm:

Neuropeptide Y (NPY): Đây là một trong những neuropeptide được nghiên cứu nhiều nhất, chủ yếu liên quan đến ăn uống, tăng trưởng, và hành vi.

Oxytocin: Được tiết ra từ tuyến yên dưới ảnh hưởng của hypothalamus, oxytocin có vai trò quan trọng trong quá trình sinh sản và hành vi mẹ-bé.

Vasopressin (hoặc ADH): Cũng được tiết ra từ tuyến yên và có vai trò trong việc điều chỉnh cân bằng nước và áp lực máu.

Chất P: Liên quan chặt chẽ đến việc truyền tải cảm giác đau.

Endorphin: Có tác dụng giảm đau tự nhiên và tạo cảm giác phấn khích.

Nguồn gốc

Peptide thần kinh, hay còn gọi là Neuropeptide, bắt nguồn từ phát hiện đầu tiên về Chất P do Ulf von Euler và John Gaddum tìm ra vào năm 1931. Đầu thế kỷ 20, các hóa chất truyền tải thông tin được rút ra từ não và các mô động vật để nghiên cứu tính chất sinh lý của chúng.

Trong quá trình tìm hiểu về acetylcholine, von Euler và Gaddum đã chiết xuất một hợp chất từ não và ruột ngựa. Họ nhận ra rằng hợp chất này gây co bóp và hạ huyết áp, mà không bị chất atropine gây ức chế, cho thấy chất này không chỉ là acetylcholine.

Vào năm 1971, Chất P được tinh chế và phân tích bởi Michael Chang và Susan Leeman, tiết lộ ra chuỗi gồm 11 axit amin. Vào đầu thập kỷ 1950, nhờ áp dụng phương pháp tương tự, các nhà khoa học đã xác định thêm nhiều peptide thần kinh khác, ví dụ như vasopressin và oxytocin.

Khi nhắc đến thế giới côn trùng, proctolin được vinh dự là peptide thần kinh đầu tiên được xác định. Năm 1975, Alvin Starratt và Brian Brown đã rút ra pentapeptide từ cơ ruột sau của gián. Họ phát hiện ra rằng việc áp dụng chất này tăng cường sự co cơ. Mặc dù ban đầu, Starratt và Brown cho rằng proctolin là một chất truyền tín hiệu thần kinh kích thích, sau đó, nó được nhận biết như một peptide điều tiết thần kinh.

Thuật ngữ “neuropeptide” được ra đời lần đầu vào thập niên 1970, nhờ công trình nghiên cứu của David de Wied về tác động của các hormone peptide như ACTH, MSH và vasopressin đối với khả năng học tập và ghi nhớ của chúng ta.

Dược lý và cơ chế hoạt động

Neuropeptide được tạo ra từ prepropeptide – một dạng protein tiền chất lớn. Trong prepropeptide, có thể tìm thấy các trình tự của các peptide độc lập cũng như các phiên bản lặp lại của một peptide nào đó, điều này phụ thuộc vào loại sinh vật. Prepropeptide chứa không chỉ chuỗi peptide tiền chất mà còn các peptide tín hiệu và vị trí cắt cụ thể. Những peptide tín hiệu này định hướng protein đến hệ thống bài tiết. Tại mạng lưới nội chất, trình tự peptide tín hiệu bị loại bỏ, biến chúng thành propeptide. Sau đó, propeptide di chuyển đến bộ máy Golgi, được chuyển đổi thành nhiều peptide riêng biệt.

Neuropeptide được giải phóng từ các tế bào khi chúng bị khử cực hóa. So sánh với tín hiệu dẫn truyền thần kinh truyền thống, tín hiệu từ neuropeptide nhạy hơn nhiều. Chúng có một ái lực lớn với thụ thể của mình, khác biệt so với các chất dẫn truyền thần kinh khác. Quan sát cho thấy, peptide thần kinh thường được giải phóng khi tần số kích thích tăng cao.

Dựa vào bối cảnh hoạt động, Neuropeptide có thể được giải phóng cùng với các chất dẫn truyền thần kinh và peptide khác, tạo nên sự đa dạng trong việc điều chỉnh hoạt động của hệ thần kinh. Ví dụ, một số tế bào thần kinh ở côn trùng sẽ giải phóng chất dẫn truyền thần kinh glutamate ở tần số kích thích thấp, nhưng ở tần số cao, chúng sẽ giải phóng peptide proctolin, dẫn đến sự co bóp kéo dài của cơ.

Nhiều vùng của hệ thần kinh được chuyên biệt hóa để giải phóng các nhóm peptide cụ thể. Các peptide này thường được giải phóng theo những cách kết hợp đặc biệt, góp phần vào việc truyền tải thông tin về cảm giác đói hay no. Một số tế bào thần kinh thậm chí có khả năng sản xuất nhiều loại peptide cùng một lúc.

Cuối cùng, danh sách các peptide hoạt động thần kinh được giải phóng cùng với các chất dẫn truyền thần kinh gồm: Norepinephrine với Galanin và Enkephalin; GABA với Somatostatin và Cholecystokinin; Acetylcholine với VIP và Chất P; Dopamine với Cholecystokinin và Neurotensin; Epinephrine với Neuropeptide Y; và Serotonin với Chất P và TRH. Trong một số tình huống, nhiều peptide có thể xuất hiện cùng nhau trong một tế bào thần kinh duy nhất.

Ứng dụng trong y học

Trong những năm gần đây, nhận định về khả năng ứng dụng của neuropeptide trong y học đã mở ra những triển vọng mới, từ việc điều trị bệnh lý thần kinh đến việc cải thiện chức năng tâm trạng và hành vi.

Một trong những ứng dụng nổi bật nhất của neuropeptide trong y học là việc điều trị các rối loạn tâm thần. Chẳng hạn, neuropeptide Y (NPY) đã được nghiên cứu rộng rãi về khả năng giảm căng thẳng và giảm triệu chứng của rối loạn ám ảnh-cưỡng chế, rối loạn lo âu và rối loạn ăn uống. Sự hiểu biết về cách thức hoạt động của NPY đã dẫn đến việc phát triển các phương pháp điều trị mới, dựa trên việc điều chỉnh mức độ và hoạt động của neuropeptide này trong não.

Bên cạnh đó, neuropeptide cũng đang được khám phá về khả năng ứng dụng trong việc điều trị đau. Chất P, một loại neuropeptide, đã được biết đến như một yếu tố gây ra việc truyền tải cảm giác đau từ nơi bị thương đến não bộ. Nhờ hiểu biết sâu rộng về cơ chế này, các nhà nghiên cứu đã phát triển các loại thuốc mới nhằm ức chế hoạt động của chất P, giúp giảm đau một cách hiệu quả hơn.

Một ứng dụng khác của neuropeptide trong y học liên quan đến việc cải thiện tình trạng sức khỏe tổng thể và chống lão hóa. Các nghiên cứu gần đây cho thấy một số neuropeptide có khả năng kích thích tái tạo tế bào và cải thiện tuần hoàn máu, điều này có thể giúp làn da trở nên mềm mịn và giảm nếp nhăn. Vì vậy, nhiều sản phẩm chăm sóc da hiện nay đã bắt đầu tích hợp neuropeptide như một thành phần chính.

Tuy nhiên, cũng cần nhấn mạnh rằng việc sử dụng neuropeptide trong y học không chỉ giới hạn ở những lĩnh vực trên. Các neuropeptide khác như oxytocin và vasopressin đã được nghiên cứu cho khả năng ảnh hưởng đến hành vi xã hội và gắn kết. Đặc biệt, oxytocin được biết đến với vai trò trong việc kích thích cảm giác gắn kết mẹ và bé sau khi sinh, và cũng có khả năng cải thiện mối quan hệ xã hội ở những người bị tự kỷ.

Độc tính ở người

Neuropeptide tự nhiên hiện diện trong cơ thể và tham gia vào nhiều quá trình sinh lý quan trọng. Trong điều kiện bình thường, chúng không gây ra độc tính. Tuy nhiên, khi được sử dụng như là một phương tiện điều trị hoặc khi có sự cân nhắc về việc ứng dụng lâm sàng, việc đánh giá độc tính của neuropeptide trở nên cần thiết.

Liều lượng: Cũng giống như bất kỳ chất hoạt động sinh học nào khác, độc tính của neuropeptide phụ thuộc vào liều lượng. Liều lượng cao hoặc sử dụng kéo dài có thể gây ra tác dụng phụ hoặc tác động tiêu cực đến sức khỏe.

Tác dụng phụ: Các tác dụng không mong muốn có thể xuất hiện khi sử dụng neuropeptide dưới dạng dược phẩm. Ví dụ, việc sử dụng oxytocin có thể gây co bóp mạnh của tử cung, gây ra đau hoặc rủi ro cho sức khỏe của mẹ và thai nhi trong quá trình sinh sản.

Độc tính tại chỗ: Neuropeptide có thể gây kích ứng hoặc phản ứng dị ứng tại chỗ tiêm nếu được sử dụng dưới dạng tiêm.

Tính an toàn

Tính an toàn của Neuropeptide đối với các đối tượng đặc biệt như trẻ em, phụ nữ mang thai, người cao tuổi, hay những người có bệnh lý cơ bản chưa được nghiên cứu một cách rộng rãi và chi tiết.

Trẻ em: Cơ thể trẻ em đang phát triển, và hệ thần kinh của trẻ cũng đang trải qua nhiều thay đổi. Việc sử dụng Neuropeptide cho trẻ em cần phải được thực hiện dưới sự giám sát của bác sĩ và sau khi đã thực hiện các nghiên cứu lâm sàng để xác định tính an toàn và hiệu quả.

Phụ nữ mang thai: Bất kỳ can thiệp nào đối với hệ thần kinh cũng có thể ảnh hưởng đến thai nhi. Trước khi sử dụng Neuropeptide, cần phải đánh giá kỹ lưỡng rủi ro so với lợi ích, và việc này chỉ nên được thực hiện dưới sự giám sát của bác sĩ.

Người cao tuổi: Hệ thần kinh của người cao tuổi có thể phản ứng khác biệt so với những người trẻ hơn. Người cao tuổi thường có nhiều bệnh lý cơ bản hơn, và việc sử dụng Neuropeptide có thể tác động đến các thuốc khác mà họ đang sử dụng.

Người có bệnh lý cơ bản: Tùy thuộc vào bệnh lý cơ bản, việc sử dụng Neuropeptide có thể gây ra các tác dụng không mong muốn hoặc tương tác với các thuốc khác.

Nhìn chung, việc sử dụng Neuropeptide đối với bất kỳ đối tượng đặc biệt nào cần phải dựa trên nền tảng của nghiên cứu khoa học, và phải được thực hiện dưới sự giám sát chặt chẽ của chuyên gia y tế.

Lưu ý khi sử dụng Neuropeptide

Cần tham khảo ý kiến của bác sĩ trước khi sử dụng neuropeptide dạng dược phẩm, vì không phải loại neuropeptide nào cũng phù hợp với tình trạng sức khỏe của bạn. Cũng cần tuân thủ theo chỉ định liều lượng và thời gian sử dụng của bác sĩ để tránh các tác dụng phụ không mong muốn.

Cần kiểm tra nguồn gốc và chất lượng của neuropeptide dạng dược phẩm mà bạn mua. Nên chọn những sản phẩm có nhãn mác rõ ràng, được cấp phép lưu hành và có uy tín trên thị trường. Tránh mua những sản phẩm không rõ nguồn gốc, không có tem chống hàng giả hoặc có giá quá rẻ so với thị trường.

Cần lưu ý đến các tương tác thuốc khi sử dụng neuropeptide dạng dược phẩm. Một số loại neuropeptide có thể tăng cường hoặc giảm hiệu quả của các loại thuốc khác mà bạn đang dùng, hoặc gây ra các phản ứng phụ nguy hiểm. Cần thông báo cho bác sĩ về tất cả các loại thuốc mà bạn đang dùng, kể cả thuốc kê đơn và thuốc không kê đơn, để bác sĩ có thể điều chỉnh liều lượng hoặc loại bỏ những loại thuốc không tương thích.

Cần theo dõi tình trạng sức khỏe của mình khi sử dụng neuropeptide dạng dược phẩm. Nếu bạn có bất kỳ triệu chứng bất thường nào, như buồn nôn, nôn mửa, đau bụng, đau đầu, chóng mặt, rối loạn tâm trạng, co giật, hay bất kỳ triệu chứng nào khác, bạn cần ngừng sử dụng ngay và đi khám bác sĩ để được xử lý kịp thời.

Một vài nghiên cứu của Neuropeptide trong Y học

Neuropeptide Y trong PTSD, MDD và căng thẳng mãn tính: Đánh giá hệ thống và phân tích tổng hợp

Các nghiên cứu trước đây cho thấy nồng độ peptide thần kinh Y (NPY) có thể bị thay đổi ở những bệnh nhân mắc chứng rối loạn trầm cảm nặng (MDD), rối loạn căng thẳng sau chấn thương (PTSD) và căng thẳng mãn tính.

Chúng tôi đã điều tra, thông qua đánh giá hệ thống và phân tích tổng hợp, xem mức NPY trung bình có khác biệt đáng kể ở những bệnh nhân mắc MDD, PTSD hoặc căng thẳng mãn tính hay không so với nhóm chứng.

Kết quả chính là chênh lệch trung bình chuẩn hóa gộp (SMD) với khoảng tin cậy 95% giữa các trường hợp và đối chứng, sử dụng mô hình tác động ngẫu nhiên. Tính không đồng nhất và sai lệch xuất bản đã được đánh giá. Ba mươi lăm nghiên cứu đáp ứng các tiêu chí đủ điều kiện. Hồi quy tổng hợp xác định rằng thuốc và tình dục có thể giải thích 27% sự khác biệt giữa các nghiên cứu.

Phụ nữ và những người tham gia hiện đang được kê đơn thuốc hướng tâm thần có mức NPY cao hơn đáng kể. Nồng độ NPY trong huyết tương và dịch não tủy (CSF) ở bệnh nhân PTSD thấp hơn đáng kể so với nhóm chứng. Bệnh nhân mắc MDD có nồng độ NPY trong huyết tương thấp hơn đáng kể so với nhóm đối chứng, nhưng không có trong CSF. Mức độ giảm nồng độ NPY huyết tương không khác biệt đáng kể giữa PTSD và MDD. Tuy nhiên, những bệnh nhân bị căng thẳng mãn tính có nồng độ NPY huyết tương cao hơn đáng kể so với nhóm đối chứng, PTSD hoặc MDD.

Những phát hiện của chúng tôi có thể hàm ý vai trò chung của NPY trong chấn thương và trầm cảm: tuy nhiên, không rõ liệu mối liên hệ này có đặc hiệu đối với những rối loạn này hay không. Thuốc hướng tâm thần có thể giúp khôi phục mức NPY. Cần có những nghiên cứu có kiểm soát sâu hơn để phân định rõ hơn sự đóng góp của các biến số gây nhiễu như loại trầm cảm, chỉ số khối cơ thể, cảm giác thèm ăn hoặc cấu trúc giấc ngủ.

Tài liệu tham khảo

1. Elphick MR, Mirabeau O, Larhammar D (February 2018). “Evolution of neuropeptide signalling systems”. The Journal of Experimental Biology. 221 (Pt 3): jeb151092. doi:10.1242/jeb.151092. PMC 5818035. PMID 29440283.
2. Mains RE, Eipper BA (1999). “The Neuropeptides”. Basic Neurochemistry (6th ed.). Lippincott-Raven. ISBN 978-0-397-51820-3.
3. Hökfelt T, Bartfai T, Bloom F (August 2003). “Neuropeptides: opportunities for drug discovery”. The Lancet. Neurology. 2 (8): 463–472. doi:10.1016/S1474-4422(03)00482-4. PMID 12878434. S2CID 23326450.
4. Tural, U., & Iosifescu, D. V. (2020). Neuropeptide Y in PTSD, MDD, and chronic stress: A systematic review and meta-analysis. Journal of neuroscience research, 98(5), 950–963. https://doi.org/10.1002/jnr.24589
5. Russo AF (May 2017). “Overview of Neuropeptides: Awakening the Senses?”. Headache. 57 (Suppl 2): 37–46. doi:10.1111/head.13084. PMC 5424629. PMID 28485842.