Механизъм на действие на DSIP: период на полуразпад, кортизол, структура и фосфо-DSIP

Пептидът Delta sleep-inducing peptide (DSIP), известен също като емиделтид, изглежда оказва влияние върху няколко невронни и невроендокринни системи, вместо да действа чрез един потвърден рецептор. Точният му механизъм на действие обаче остава неизяснен, а по-голямата част от данните относно неговите биологични пътища произхождат от изследвания върху животни, тъкани или клетки.

DSIP е пептид, състоящ се от девет аминокиселини, идентифициран за първи път в експерименти с венозна кръв от мозъка на зайци, взета по време на сън. Наименованието му подсказва, че той действа като специфичен сигнал за сън. По-късни изследвания обаче свързаха DSIP с реакциите към стрес, секрецията на хипофизни хормони, циркадния ритъм, сигнализацията на GABA и глутаминат, моноамините, както и с процесите, свързани с опиоидната система. Тези резултати доведоха до няколко възможни механистични обяснения, но никое от тях не представя пълна и клинично потвърдена картина на действието на DSIP при хората [1–4].

Несигурността надхвърля липсващите подробности относно механизма. Изследователите не са идентифицирали уникален рецептор на DSIP с висока афинитет, конвенционален прекурсор-ген, който еднозначно да отговаря за синтеза на свободния нонапептид, нито последователна връзка между определена концентрация в кръвта и конкретен ефект при хората. Измерванията, определени като „имунореактивност, подобна на DSIP”, могат също така да откриват пептид, свързан с по-големи молекули, или материал със сходна структура, а не само свободен, неповреден DSIP. Поради тази причина е важно да се прави разграничение между химическата идентичност, пряко измерените експериментални ефекти, невроендокринните наблюдения при хора и по-широките механистични хипотези.

Как работи DSIP?

Най-обоснованото тълкуване предполага, че DSIP може да действа като контекстно-зависим невромодулатор. Невромодулаторът не е длъжен да активира един-единствен рецептор и да предизвиква един-единствен предвидим отговор. Вместо това той може да променя начина, по който невронните вериги реагират на съществуващите инхибиторни, възбуждащи, хормонални и циркадни сигнали. Такова обяснение съответства по-добре на наличната литература, отколкото описанието на DSIP като конвенционално сънотворно средство.

В експериментални изследвания DSIP се свързва с промени в активността на невроните, GABA-активираните токове, глутаминовата и NMDA сигнализацията, активността на моноамините, секрецията на хипофизни хормони, експресията на гени, свързани със стреса, както и с циркадианната локомоторна активност [3–9]. Посоката и интензивността на тези ефекти често зависят от вида, дозата, начина на приложение, часа на деня, изходното ниво на стрес, както и от конкретната област на мозъка или изследвания експериментален модел. По-стари проучвания също са описвали нелинейни зависимости „доза–реакция“ или криви с форма на обърнат звънец. В тези експерименти междинната доза понякога предизвикваше ефект, докато по-ниските и по-високите дози не го предизвикваха [3,10].

Тези наблюдения не сочат към един-единствен молекулярен мишенен обект. Няма признати доказателства, които да сочат, че DSIP действа като пряк агонист или антагонист на конкретен „DSIP-рецептор”. Твърденията, че DSIP действа изключително чрез GABA, серотонин, допамин, NMDA-рецептори, понижаване на кортизола или опиоидната система, излизат извън рамките на наличните данни. Всеки от тези пътища представлява експериментално наблюдение или предложен посреднически механизъм, а не пълно обяснение на действието на DSIP при хората.

Аминокиселинна последователност и молекулна структура на DSIP

DSIP е нонапептид, което означава, че се състои от девет аминокиселинни остатъка, свързани с пептидни връзки. Установената последователност на свободния пептид е:

• H–Trp–Ala–Gly–Gly–Asp–Ala–Ser–Gly–Glu–OH

Записът на последователността с един литер е:

• WAGGDASGE

N-краят започва с триптофан, докато C-краят завършва с глутаминова киселина. Серинът се намира на позиция 7 и е особено важен в случая на фосфо-DSIP, тъй като неговата хидроксилна странична верига може да претърпи фосфорилиране. Първоначалните изследвания на последователността също показаха, че структурните детайли могат да повлияят на активността. Синтетичният DSIP е повишавал активността на делта-вълните и на вълните на съня в ЕЕГ при модел на зайци, докато изследваните фрагменти, аналозите с модифицирана последователност и бета-аспартиловият изомер са проявявали по-ниска активност или са оставали неактивни при същите експериментални условия [1]. Това показва зависимостта структура–активност в първоначалното проучване върху животни, но не потвърждава съществуването на специфичен човешки рецептор за DSIP.

За немодифицирания свободен DSIP базата данни PubChem посочва молекулна формула C35H48N10O15, приблизителна молекулна маса 848,8 g/mol и идентификатор PubChem Compound ID 68816 [14]. CAS номерът 62568-57-4 обикновено се приписва на емиделтид или на свободния DSIP. CAS номерът, идентификаторът в химическата база данни или международното непатентовано наименование обаче идентифицират конкретно химично вещество. Те не потвърждават регулаторното одобрение, клиничната ефективност, чистотата или еквивалентността между свободния DSIP и неговата солна форма.

Текстова диаграма на структурата

Структурата на пептида DSIP може да бъде представена, без да се предполага, че той притежава една-единствена постоянна, биологично активна триизмерна конформация:

Плоската диаграма на последователността е по-подходяща от научна гледна точка, отколкото представянето на един единствен усъвършенстван „молекулен модел” като биологично активна форма на DSIP. Късите пептиди се срещат в разтвор като динамични съвкупности от различни конформации. Тяхното конформационно поведение може да варира в зависимост от рН, йонната сила, разтворителя, мембраните, свързващите партньори, фосфорилирането и концентрацията. Не е установена окончателна структура на DSIP, свързан с рецептора, която да потвърждава една-единствена активна триизмерна конформация.

Посочената молекулна маса също изисква подходящ контекст. Стойността от около 848,8 g/mol се отнася за неутрален, немодифициран пептид, представен с формулата C35H48N10O15. Оцетните соли, хидратираните форми, противойоните, фосфорилирането, изотопните маркери и други модификации могат да променят молекулната формула или измерената молекулна маса. Количеството в милиграми, посочено върху търговската ампула, не потвърждава точната химична форма, нито количеството на присъстващия в нея неповреден, активен пептид.

Предполагаеми невронни и невроендокринни механизми

Изследванията върху DSIP обхващат няколко нива на биологична организация – от електрическите реакции на изолирани неврони до реакциите на стрес при цели животни. Тези различни нива не трябва да се обединяват в един-единствен път. Електрофизиологичен експеримент може да покаже, че DSIP модифицира невронния отговор при контролирани условия, но сам по себе си не може да потвърди, че същият механизъм предизвиква сън, понижава нивото на кортизола или подобрява клиничното състояние.

Една от основните области на механистичните изследвания се отнася до равновесието между инхибиторната и възбуждащата сигнализация. В невроните на хипокампуса и малкия мозък на плъхове DSIP дозозависимо усилваше токовете, активирани от GABA – основния инхибиторен невротрансмитер в мозъка. В препарати от кората и хипокампуса DSIP също блокираше потенциализацията, активирана от NMDA. Експерименти с използване на синаптозоми от мозъчната кора допълнително предполагаха модулация на пресинаптичния калциев приток, свързан с NMDA [6]. В отделни експерименти върху неврони на плъхове беше установено, че DSIP намалява стимулиращите ефекти, предизвикани от глутаминат [7]. Като цяло тези резултати подкрепят възможността за промяна в посока към по-ниска невронна възбудимост. Те обаче не доказват, че DSIP се свързва директно с GABA-A или NMDA рецепторите при концентрации, достижими при хора.

Изследванията на епилептичните пристъпи и стреса при животните като цяло съответстват на този модел на равновесие между инхибиране и възбуда. При повишено кислородно налягане прилагането на DSIP при плъхове е свързано с по-високи концентрации на GABA и хомокарнозин в мозъчната кора, както и с по-ниски концентрации на глутаминат и аспарагинат [15]. Това беше биохимично откритие, произтичащо от специализиран животински модел на пристъпи. То не може да се превърне директно в твърдения, че DSIP е GABA-ергично лекарство, NMDA-антагонист или противопристъпно лекарство за хора.

Бяха изследвани и моноаминергичните механизми. В експеримент, свързан с терморегулацията при плъхове, влиянието на DSIP върху промените в температурата, предизвикани от агонист на серотонина, беше модифицирано чрез фармакологична блокада. Следователно изследователите предположиха възможно участие на механизъм, свързан с рецептора 5-HT1A [8]. DSIP и фосфорилираният DSIP също променяха хипотермията, предизвикана от апоморфин, докато халоперидолът антагонизираше и двата ефекта. Това предполага връзка с допаминергичната сигнализация в този конкретен терморегулаторен модел [9]. Тези изследвания показват зависимостта на определени реакции при животните от конкретни пътища, но не потвърждават, че DSIP е агонист на серотониновите или допаминовите рецептори.

Ендогенната биология на DSIP остава особено неясна. Имунореактивност, подобна на тази на DSIP, е била открита в мозъка, хипофизната жлеза, периферните тъкани, плазмата, цереброспиналната течност, урината и млякото. Част от този имунореактивен материал изглежда е свързан с по-големи молекули. Методите, основани на антитела, не винаги позволяват да се разграничи непокътнатият свободен DSIP от свързан пептид, материал, наподобяващ прекурсор, или последователности, предизвикващи кръстосана реакция. Затова в обзорните статии DSIP се описва като не напълно изследвана пептидна система, а не като напълно характеризиран хормон с определен ген, рецептор, синтетичен път и механизъм на обратна връзка [2–4].

DSIP, ACTH и кортизол

DSIP е изследван като потенциален регулатор на хипоталамо-хипофизно-надбъбречната ос, широко известна като HPA-ос. В класическия механизъм на реакция към стрес хипоталамусът освобождава кортиколиберин (CRH). CRH стимулира хипофизата да секретира адренокортикотропен хормон (ACTH), а ACTH на свой ред стимулира надбъбречната кора да произвежда кортизол при хората или предимно кортикостерон при плъховете. Наблюдавани са ефекти, свързани с DSIP, на няколко етапа от тази система, но те не потвърждават, че DSIP е вещество, което надеждно понижава нивото на кортизола.

В малък клиничен експеримент бяха изследвани реакциите на ACTH и аргининовата вазопресин при здрави мъже. DSIP беше приложен чрез инфузия на осем участници по време на една част от протокола, докато други седем участници бяха включени при различни времеви условия. DSIP значително понижи концентрацията на ACTH в кръвта, но не повлия на базовата концентрация на вазопресин, нито на неговата реакция към осмотични и ортостатични стимули [11]. Това е пряко невроендокринно доказателство, получено от проучване при хора. Експериментът обаче беше малък и имаше физиологичен характер. Той не показа терапевтичен ефект върху кортизола, дългосрочни ползи, клинична ефективност или безопасност на съвременните подкожни или интраназални продукти с DSIP.

В друго проучване с участието на хора бе приложен тест за стимулация с CRH при 12 лица с тежко депресивно разстройство и 12 подходящо подбрани лица от контролната група. Базовите концентрации на DSIP и кортизол бяха корелирани помежду си и бяха по-високи при участниците с депресия. Реакциите на DSIP след прилагане на CRH също се различаваха между двете групи. Изследователите сметнаха тези резултати за съвместими с възможната модулираща роля на DSIP в регулацията на HPA-оста [12]. Тъй като обаче това беше проучване на биомаркери и реакции към стимул, то не доказва, че прилагането на DSIP понижава нивото на кортизола или лекува депресията.

Данните от изследвания върху животни също зависят от експерименталните условия. При плъхове, подложени на продължителен стрес от обездвижване, нивата на АКТХ, кортикостерон и бета-ендорфин са се повишили. Прилагането на DSIP частично намаляваше повишението на кортикостерона, но не водеше до просто потискане на всички измервани хормони [13]. Други експерименти сочат, че невронните ефекти на DSIP зависят от изходните концентрации на кортикостероидите и стават по-осезаеми в условия, свързани със стрес. Такъв модел е по-съвместим с модулация, зависеща от състоянието, отколкото с универсален механизъм за потискане на кортизола.

Поради тази причина твърдението, че „DSIP понижава нивото на кортизола”, е прекалено категорично. По-точното заключение е, че ограничените данни от изследвания при хора и животни сочат взаимодействие на DSIP с регулацията на ХПА-оста, включително с реакциите на ACTH и кортикостероидите, но не съществува валидиран клиничен протокол, който да доказва предсказуемо понижение на кортизола. Кортизолът също така е подложен на силен циркадиан ритъм и зависи от заболявания, недостиг на сън, приема на храна, физическа активност, лекарства, както и от условията на вземане на пробата. Единичното измерване на кортизола изисква следователно подходящ контекст.

DSIP и механизмите, регулиращи съня

DSIP е получил името си въз основа на наблюдавания експериментален фенотип, а не в резултат на откриването на конкретен рецепторен път. В първоначалните експерименти с зайци е използван материал, взет по време на електроиндуциран сън, и е доказано, че изолираният, а впоследствие и синтетично получен нонапептид увеличава активността на делта-вълните и сънните вретена в ЕЕГ след интравентрикуларно приложение [1]. По-късните експерименти дадоха смесени резултати, зависещи от вида, начина на приложение, дозата и схемата на лечение. Тази несъгласуваност е една от причините, поради които предложената роля на DSIP като универсален ендогенен фактор на съня остава предмет на дискусия [2–4].

Няколко механизма биха могли потенциално да свързват DSIP с регулирането на съня. Увеличаването на GABA-свързаното инхибиране, съчетано с намаляване на глутаминово-свързаното и NMDA-свързаното възбуждане, би могло да ограничи невронното възбуждане в някои вериги [6,7]. Промените в серотонинергичната и допаминергичната активност биха могли да повлияят на преходите между сън и бодърстване, терморегулацията и циркадните поведения [8–10]. Модулацията на ХПА-оста би могла косвено да повлияе на съня при условия на повишена активност на стресовата система [11–13]. Никой от тези пътища обаче не е установен като основен механизъм, отговорен за повтарящото се въздействие на DSIP върху съня при хората.

Изследванията върху животни също сочат, че моментът на прилагане и моделът на експозиция могат да повлияят на реакцията. Повтарящото се прилагане променяше циркадианната локомоторна активност при условия на непрекъснато осветление, като естественият DSIP и P-DSIP предизвикваха различни модели [10]. В проучвания на съня при плъхове фосфорилираният аналог увеличаваше както съня с бавни вълни, така и парадоксалния сън след централно приложение, въпреки че обхватът на ефективните дози беше нелинеен [16,17]. Тези резултати могат да помогнат за формулирането на хипотези относно циркадианната регулация и архитектурата на съня, но не доказват, че периферното приложение при хора води до достигане на същите области на мозъка или предизвиква същите ефекти.

Изследванията върху безсънието при хора не са показали последователно силни ефекти. В някои малки експерименти са отбелязани промени в параметрите, свързани със съня, но контролираните проучвания като цяло са показали слаби, променливи или клинично ограничени ползи. Ето защо, дори ако DSIP модифицира невронните пътища, свързани с инхибирането, стреса или циркадния ритъм, механистичните резултати не са довели до утвърден метод за лечение на безсънието.

Какво е известно за периода на полуразпад на DSIP?

Не е установен добре потвърден период на полуелиминация на DSIP при хора, който би позволил надеждно да се определи продължителността на клиничното действие, натрупването или честотата на дозиране.

Често цитираната стойност от около 15 минути произтича от експерименти, свързани с протеолитичното разграждане, проведени върху мозъчни срезове или хомогенати. В тези експерименти измерваният краен показател беше отстраняването на N-крайния триптофан [3]. Това е измерване на разграждането в тъкан in vitro, а не съвременно измерване на фармакокинетичния полуживот след интравенозно приложение при хора.

Предишни изследвания, проведени с хомогенати от мозъка на плъхове, показват същата разлика. След 7,5 минути инкубация с 2,5% мозъчен хомогенат се освобождава около 30% N-краен триптофан DSIP. Скоростта на разграждане варира в зависимост от експерименталните условия и възрастта на развитие [5]. Този вид тест показва податливостта към ензимно разграждане. Той не измерва пряко абсорбцията, разпределението, плазмения клирънс, свързването в тъканите, бъбречната елиминация или продължителността на действие в живия човешки организъм.

Изследванията на инкубацията с кръв също показаха, че разграждането на DSIP зависи от времето, температурата и вида. Нативният DSIP относително бързо се разграждаше в препарати от човешка или плъхова кръв, образувайки продукти, съответстващи на отстраняването на N-крайния триптофан. Маркираните аналози, фосфорилирани или модифицирани в N-края, се разграждаха по-бавно и образуваха комплекси или агрегати, които потенциално можеха да удължат привидната наличност на непокътнат материал [18]. Това бяха изследвания за биостабилност, а не валидирани фармакокинетични изследвания при хора.

Тази разлика обяснява защо термините „период на полуразпад” и „продължителност на ефекта” не трябва да се използват като взаимозаменяеми. Пептидът може бързо да изчезне от свободната фракция, циркулираща в плазмата, като същевременно задейства по-нататъшна сигнализация, която продължава значително по-дълго. От друга страна, имунореактивният материал може да остане откриваем, тъй като е свързан с носител или защото измерването обхваща сродни фрагменти, въпреки че те не са биологично еквивалентни на непокътнатия свободен DSIP.

Публикуваните данни не предоставят надеждни стойности относно крайния период на полуразпад, биодостъпността, обема на разпределение, клирънса или експозицията при хора след интраназално или подкожно приложение.

Метаболизъм, разграждане и фармакокинетична несигурност

N-крайният триптофан изглежда представлява важно ранно място на разцепване в няколко експеримента, свързани с разграждането на DSIP. Пептидазите, присъстващи в тъканите и кръвта, могат последователно да отстраняват остатъци или да разграждат пептидните връзки, образувайки фрагменти, които могат да бъдат неактивни, да проявяват различна активност или да останат откриваеми чрез определени аналитични методи. Измерената скорост на разграждане може да бъде повлияна от температурата, рН, концентрацията на ензимите, вида, биологичната матрица и модификацията на пептида [3,5,18].

Свързването с протеини и агрегацията допълнително затрудняват интерпретацията. По-ранни проучвания предполагат, че ендогенната имунореактивност, подобна на тази на DSIP, може да е свързана с по-големи носителни протеини, които потенциално предпазват пептида от бърз протеолитичен разпад [3]. Модифицираните аналози също показваха образуване на комплекси и по-бавно разграждане in vitro [18]. В резултат на това тестът, измерващ общата имунореактивност, може да даде различен резултат в сравнение с аналитичния метод, измерващ конкретно неповредения, свободен DSIP.

Изследванията на кръвно-мозъчната бариера, проведени върху животни и в модели на ендотелиални клетки in vitro, сочат известна степен на проникване на DSIP. Резултатите относно транспорта обаче не определят каква част от съвременния продукт, прилаган интраназално или чрез инжекция, достига до невронните мишени при хората. Абсорбцията в зависимост от начина на приложение, метаболизмът в лигавиците, периферното свързване, елиминирането през бъбреците и локалното разграждане в тъканите остават недостатъчно проучени. Твърденията, че назалният DSIP напълно „избягва” разграждането или доставя определена част от веществото директно до мозъка, не намират потвърждение в съответните фармакокинетични проучвания.

Тези фармакокинетични неточности също така не позволяват научно достоверно преизчисляване на експозицията при интравенозно, подкожно, интраназално и перорално приложение. Еднакви количества, приложени по различни пътища, не водят непременно до равностойни концентрации в кръвта или експозиция в мозъка. Следователно литературата не позволява обосноваването на клинична дозировъчна схема въз основа на наблюдавания in vitro разпад, продължаващ около 15 минути.

Какво представлява фосфо-DSIP или P-DSIP?

Фосфо-DSIP, известен също като P-DSIP или DSIP-P, е фосфорилирана форма на DSIP, при която остатъкът от серин на позиция 7 съдържа фосфатна група.

Фосфорилирането въвежда допълнителна отрицателно заредена химична група и може да промени конформацията на пептида, неговата чувствителност към ензими, свързващите му свойства, агрегацията и биологичното му поведение. Следователно P-DSIP не трябва да се разглежда просто като друго наименование на нативния DSIP.

Имунохимичните изследвания идентифицираха форма, подобна на DSIP, фосфорилирана по Ser7. Ензимен експеримент in vitro също показа, че казеиновата киназа II може да фосфорилира DSIP, като използва ATP или GTP като донор на фосфат. При тези условия привидната афинитет към субстрата беше ниска, а изследователите описаха DSIP като потенциален субстрат in vitro, без да посочат ензима, отговорен за фосфорилирането в живия човешки организъм [19]. Доказването, че ензимът може да фосфорилира DSIP в лабораторни условия, не доказва, че същата реакция представлява неговия естествен път на биосинтеза в човешкия организъм.

Фосфорилирането променя и молекулното тегло. Добавянето на фосфатна група увеличава теглото на пептида с около 80 Da. Очакваната молекулна маса на еднократно фосфорилиран P-DSIP е следователно около 928,8 Da, в зависимост от йонизацията и формата на солта. Това е изчислена химична стойност, а не аналитичен резултат, отнасящ се до конкретна партида от продукта.

Нативен DSIP и фосфорилирани аналози

Нативният DSIP и P-DSIP проявяваха различно поведение в изследванията върху животни и в експериментите in vitro.

При свободно движещи се плъхове продължителната, десетчасова нощна интравенозна инфузия на 0,5 нмол P-DSIP увеличи съня с бавни вълни с 22%, а парадоксалния сън – с 81%. Увеличението се дължеше на по-голям брой епизоди на сън, докато както по-високите, така и по-ниските изследвани дози се оказаха неефективни. В този конкретен тест изследователите оцениха, че P-DSIP е бил около пет пъти по-силен от естествения DSIP [16].

В друг експеримент с плъхове P-DSIP бе инжектиран в третата мозъчна камера преди настъпването на тъмнината. При доза от 200 pmol/kg P-DSIP увеличи бавноволновия сън с 17,3% и парадоксалния сън с 32,3% по време на периода на тъмнина, последвал прилагането, без да се съкрати латентността на съня. Ефектът върху съня с бавни вълни се запази и през следващия период на светлина, след което на втория ден стойностите се върнаха до контролните нива [17]. Това бяха изследвания върху животни, при които се използваше централно приложение. Те не са били проучвания при хора и не установяват протокол за интраназално или подкожно приложение.

P-DSIP също не се проявяваше като форма с последователно по-продължително действие във всички експериментални модели. В експеримента, свързан с хипотермия, предизвикана от апоморфин, ефектът на P-DSIP се появяваше и изчезваше по-бързо от ефекта на нативния DSIP [9]. От друга страна, в изследванията с инкубация в кръв маркираните фосфорилирани аналози показваха по-бавно разграждане и образуване на комплекси [18].

Тези на пръв поглед различни резултати показват защо продължителността на ефекта зависи от това какво точно се измерва. Химичната стабилност в биологичната матрица, физиологията, свързана с рецепторите, поведението и архитектурата на съня могат да протичат в различни времеви рамки.

Кои твърдения относно механизма са потвърдени, а кои са хипотетични?

Сред най-добре потвърдените химични констатации са деветаминокиселинната последователност DSIP, приблизителната молекулна формула и масата на свободния пептид, както и локализацията на мястото на фосфорилиране Ser7 [1,14,19].

Експерименталните данни показват също, че DSIP може да се разгражда в мозъчни и кръвни препарати, P-DSIP може да се държи по различен начин от нативния DSIP, а DSIP може да модифицира параметрите, свързани с GABA, глутаминат, NMDA, моноамини и невроендокринната система в избрани експериментални модели [5–13,16–19].

Също толкова важни са областите на несигурност.

Не е установен уникален рецептор на DSIP. Нито един отделен вътреклетъчен сигнализационен път не обяснява всички отчетени ефекти на DSIP. Често цитираната стойност от 15 минути не е установен период на полуразпад при хората. Не е доказано предсказуемо действие за понижаване на нивото на кортизола. Не е ясно също така дали наблюдаваните ефекти, свързани с GABA или NMDA, обясняват реакциите на съня при хората.

По същия начин по-високата активност на P-DSIP в избрани експерименти с животни не потвърждава неговото предимство при хората. Откриването на имунореактивност, подобна на тази на DSIP, също не е задължително да сочи наличието на неразграден, свободен DSIP.

Ограничения на данните относно механизма на действие

Значителна част от литературата, посветена на DSIP, датира от периода между 70-те и 90-те години на XX век. Много от тези експерименти са използвали методи, разработени за отговор на значително по-тесни въпроси, отколкото съвременната рецепторна фармакология, протеомиката, фармакокинетиката, базирана на масова спектрометрия, или контролираните клинични проучвания.

Многобройните резултати се основават на интравитреално приложение, изолирани неврони, тъканни хомогенати, синаптозоми, радиоимунологични тестове или специализирани животински модели, свързани със стреса и терморегулацията.

Резултатите варират също така в зависимост от вида, начина на приложение, дозата, времето и изходното физиологично състояние. Нелинейните зависимости „доза–реакция“ особено затрудняват широката екстраполация.

Измерванията на материал, подобен на DSIP, основани на антитела, също може да не позволяват последователно разграничаване между незасегнатия свободен пептид, по-големи свързани форми и молекули, предизвикващи кръстосана реакция.

Следователно механистичните резултати остават ценни за формулирането и тестването на изследователски хипотези, но не могат да определят ефективната доза при хора, схемата на лечение, клиничните ползи или профила на безопасност.

Често задавани въпроси относно механизма DSIP

Какъв е механизмът на действие на DSIP?

DSIP изглежда оказва влияние върху инхибиторните, стимулаторните, моноаминергичните, циркадните и свързаните с HPA-оста процеси, но не е потвърден нито един конкретен рецептор, нито единен механизъм на действие.

Най-пряко свързаните с пътищата данни произтичат от изследвания на неврони и животински тъкани, както и от ограничени невроендокринни проучвания, а не от еднозначни изследвания на рецепторите при хора.

Как пептидът DSIP въздейства върху съня?

Възможните механизми, свързани със съня, включват засилване на инхибицията, свързана с ГАМК, ограничаване на възбудата, свързана с глутаминат и NMDA, промени в моноаминовата сигнализация, модулация на циркадния ритъм, както и промени в активността на стресовата ос при определени условия [6–13].

Нито един от тези механизми не е бил идентифициран като основния път, отговорен за въздействието върху съня при хората, а клиничните резултати, свързани със съня, са били противоречиви.

Свързва ли се DSIP с GABA-рецепторите?

DSIP засилваше GABA-активираните токове в невроните на хипокампа и малкия мозък при плъхове [6].

Този резултат обаче не доказва, че DSIP се свързва директно с конкретно място на GABA-рецептора. Той също така не потвърждава, че DSIP действа като бензодиазепините или други GABA-ергични лекарства.

Дали DSIP оказва влияние върху глутамината или NMDA-рецепторите?

Експериментите върху неврони и синаптозоми от плъхове показаха промени, свързани с глутаминовата възбудимост, NMDA-свързаната потенциализация и калциевия приток [6,7].

Тези предклинични наблюдения подкрепят възможността за модулиране на възбуждащата сигнализация, но не потвърждават клинично полезно блокиращо действие върху NMDA при хора.

DSIP понижава ли нивото на кортизола?

Не по начин, който може да се предвиди въз основа на наличните доказателства.

Неголеми проучвания с участието на хора и експерименти за стрес върху животни сочат, че DSIP може да влияе върху регулирането на ACTH, кортизола или кортикостерона. Тези проучвания обаче не потвърждават, че DSIP е надежден метод за понижаване на нивото на кортизола [11–13].

Какъв е периодът на полуразпад на пептида DSIP?

Не е установен валидиран период на полуразпад на DSIP в човешкия плазмен.

Често цитираната стойност от около 15 минути произтича от изследвания на протеолитичното разграждане на триптофан в мозъчни срезове или хомогенати, а не от измервания на фармакокинетичното елиминиране на DSIP при хора [3].

Защо действието на DSIP може да продължи по-дълго от времето за неговото разграждане?

Пептидът може да задейства последващи невронни или хормонални процеси, които продължават и след разграждането или отстраняването на първоначалното молекула.

Свързването с по-големи молекули, разпределението в тъканите, кръстосаната реактивност на тестовете и наличието на откриваеми или биологично активни фрагменти също могат да доведат до разлики между измерената имунореактивност, подобна на тази на DSIP, и действителната концентрация на неповреден свободен DSIP.

Каква е молекулното тегло на DSIP?

Немодифицираният свободен пептид има приблизителна молекулна маса 848,8 г/мол и молекулна формула C35H48N10O15 [14].

Формите на солите, противойоните, хидратацията, изотопното маркиране или фосфорилирането могат да променят молекулната формула или измерената маса.

Какъв е номерът по CAS на DSIP?

CAS номерът 62568-57-4 обикновено се приписва на емиделтид или на свободния DSIP.

Въпреки това каталожната информация трябва да се проверява по отношение на точната химична форма, тъй като свободният пептид, оцетните форми, модифицираните аналози и аналитичните стандарти не са автоматично равностойни.

Каква е аминокиселинната последователност на DSIP?

Аминокиселинната последователност на DSIP е Trp–Ala–Gly–Gly–Asp–Ala–Ser–Gly–Glu, съкратено WAGGDASGE [1].

Това е нонапептид, съдържащ серин на позиция 7.

Какво представлява фосфо-DSIP?

Фосфо-DSIP, P-DSIP или DSIP-P е форма на DSIP, фосфорилирана по Ser7.

В избрани изследвания in vitro и върху животни са установени разлики между P-DSIP и нативния DSIP по отношение на разграждането, терморегулацията, циркадната активност и ефектите, свързани със съня [9,10,16–19].

P-DSIP по-добър ли е от нативния DSIP?

Това не е потвърдено при хората.

P-DSIP е проявил по-висока активност в един експеримент, свързан със съня при плъхове, при централно приложение, но неговото действие е варирало в зависимост от дозата и експерименталния модел [16]. Липсват подходящи директни клинични проучвания при хора, които да доказват по-голяма ефективност или безопасност.

DSIP е ли ендогенен хормон?

Имунореактивност, подобна на тази на DSIP, е идентифицирана в няколко тъкани и биологични течности, но ендогенният му прекурсор, синтетичният му път, рецепторът и биологичната му идентичност все още не са напълно изяснени.

Следователно определянето на DSIP като напълно охарактеризиран човешки хормон би надхвърлило наличните доказателства [2–4].

Отказ от отговорност

Съдържанието има изключително образователен и научно-информационен характер. То не представлява медицински съвет, диагноза, препоръки относно лечението или дозировката, нито препоръки за употребата на DSIP.

Делта-пептидът, предизвикващ сън (DSIP, емиделтид), както и фосфо-DSIP, не са одобрени от Американската агенция по храните и лекарствата (FDA), Европейската агенция по лекарствата (EMA) или британската Агенция за регулиране на лекарствата и здравните продукти (MHRA) за лечение на безсъние, понижаване на нивото на кортизола, лечение на стрес или други приложения, обсъждани в тази статия.

Наличните данни са ограничени и произхождат предимно от изследвания върху животни, ex vivo, in vitro, механистични изследвания, както и от малък брой исторически проучвания с участието на хора. Статията не съдържа протокол за дозиране, възстановяване, инжектиране или самостоятелно приложение.

Препратки

[1] Schoenenberger, G. A., Maier, P. F., Tobler, H. J., Wilson, K., & Monnier, M. (1978). Пептидът, предизвикващ делта ЕЕГ (сън) (DSIP). XI. Аминокиселинен анализ, последователност, синтез и активност на нонапептида. Архив на Пфлюгер, 376(2), 119–129. https://doi.org/10.1007/BF00581575

[2] Ковалзон, В. М., и Стрекалова, Т. В. (2006). Пептидът, предизвикващ делта-сън (DSIP): все още неразгадана загадка. Списание „Journal of Neurochemistry“, 97(2), 303–309. https://doi.org/10.1111/j.1471-4159.2006.03693.x

[3] Schoenenberger, G. A. (1984). Характеристика, свойства и многомерни функции на пептида, предизвикващ делта-сън (DSIP). „European Neurology“, 23(5), 321–345. https://doi.org/10.1159/000115711

[4] Граф, М. В., и Кастин, А. Дж. (1986). Пептид, предизвикващ делта-сън (DSIP): актуална информация. Пептиди, 7(6), 1165–1187. https://doi.org/10.1016/0196-9781(86)90148-8

[5] Huang, J. T., & Lajtha, A. (1978). Разграждането на неонапептид, пептид, предизвикващ сън, в мозъка на плъхове: Сравнение с разграждането на енкефалина. „Research Communications in Chemical Pathology and Pharmacology“, 19(2), 191–199. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25463/

[6] Григориев, В. В., Иванова, Т. А., Кустова, Е. А., Петрова, Л. Н., Серкова, Т. П. и Бачурин, С. О. (2006). Ефекти на пептида, предизвикващ делта-сън, върху пре- и постсинаптичния глутамат и постсинаптичните ГАМК-рецептори в невроните на кората, хипокампуса и малкия мозък при плъхове. „Bulletin of Experimental Biology and Medicine“, 142(4), 444–446. https://doi.org/10.1007/s10517-006-0323-9

[7] Умрюхин, П. Е. (2002). Пептидът, предизвикващ делта-сън, блокира възбуждащите ефекти на глутамата върху невроните в мозъка на плъхове. „Bulletin of Experimental Biology and Medicine“, 134(1), 5–7. https://doi.org/10.1023/A:1020679815690

[8] Цунашима, К., Като, Н., Масуи, А. и Такахаши, К. (1994). Влиянието на пептида, предизвикващ делта-сън (DSIP), върху промените в телесната (вътрешна) температура, предизвикани от серотонинергични агонисти при плъхове. Пептиди, 15(1), 61–65. https://doi.org/10.1016/0196-9781(94)90171-6

[9] Tsunashima, K., Masui, A. и Kato, N. (1990). Влияние на пептида, предизвикващ делта-сън (DSIP), и на фосфорилирания DSIP (P-DSIP) върху хипотермията, предизвикана от апоморфин, при плъхове. „Brain Research“, 510(1), 171–174. https://doi.org/10.1016/0006-8993(90)90748-Z

[10] Граф, М., Кристен, Х. и Шоененбергер, Г. А. (1982). DSIP/DSIP-P и циркадната двигателна активност на плъхове при непрекъснато осветление. Пептиди, 3(6), 1053–1057. https://doi.org/10.1016/0196-9781(82)90161-9

[11] Chiodera, P., Volpi, R., Capretti, L., Giacalone, G., Caffarri, G., Davoli, C., Nigro, E., & Койро, В. (1994). Различни ефекти на пептида, предизвикващ делта-сън, върху секрецията на аргинин-вазопресин и АКТХ при здрави мъже. „Hormone Research“, 42(6), 267–272. https://doi.org/10.1159/000184207

[12] Леш, К. П., Видерлов, Е., Екман, Р., Лаукс, Г., Шулте, Х. М., Пфюлер, Х., & Бекман, Х. (1988). Реакция на пептида, предизвикващ делта-сън, към човешкия кортикотропин-освобождаващ хормон (CRH) при тежко депресивно разстройство: Сравнение с индуцираната от CRH секреция на кортикотропин и кортизол. „Biological Psychiatry“, 24(2), 162–172. https://doi.org/10.1016/0006-3223(88)90271-5

[13] Юхананов, Р. Ю., Рожанец, В. В., Михалева, И. И. и Майски, А. И. (1990). Анализ на механизма на антистресовото действие на пептида, предизвикващ делта-сън. ’Бюлетин по експериментална биология и медицина“, 109(1), 46–47. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/2159352/

[14] Национален център за биотехнологична информация. (2026). Обобщение на съединението в PubChem за CID 68816, пептид, предизвикващ делта-сън. PubChem. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/68816

[15] Менджерицки, А. М., Лисенко, А. В., Ускова, Н. И., & Михалева, И. И. (1997). Изследвания на механизма на антиконвулсивното действие на пептида, предизвикващ делта-сън, при условия на повишено кислородно налягане. „Невронаука и поведенческа физиология“, 27, 329–333. https://doi.org/10.1007/BF02461934

[16] Кимура, М., и Иноуе, С. (1989). Фосфорилираният аналог на DSIP засилва съня с бавни вълни и парадоксалния сън при плъхове, които не са били ограничавани. „Psychopharmacology“, 97(1), 35–39. https://doi.org/10.1007/BF00443409

[17] Накагаки, К., Ебихара, С., Усуи, С., Хонда, Й., & Такахаши, Й. (1988). Ефект, стимулиращ съня, след интрацеребровентрикуларно инжектиране на фосфорилиран аналог на пептида, предизвикващ делта-сън (DSIP-P), при плъхове. Neuroscience Letters, 91(2), 160–164. https://doi.org/10.1016/0304-3940(88)90761-6

[18] Graf, M. V., Saegesser, B., & Schoenenberger, G. A. (1987). Разграждане и агрегация на пептида, предизвикващ делта-сън (DSIP), и два негови аналога в плазмата и серума. Пептиди, 8(4), 599–603. https://doi.org/10.1016/0196-9781(87)90031-3

[19] Накамура, А., и Шиоми, Х. (1991). Фосфорилиране на пептида, предизвикващ делта-сън (DSIP), от казеинова киназа II in vitro. Пептиди, 12(6), 1375–1377. https://doi.org/10.1016/0196-9781(91)90222-B