Mecanismul de acțiune al DSIP: timpul de înjumătățire, cortizolul, structura și fosfo-DSIP

Peptidul Delta care induce somnul (DSIP), cunoscut și sub denumirea de emideltidă, pare să acționeze asupra mai multor sisteme neuronale și neuroendocrine, în loc să acționeze prin intermediul unui singur receptor confirmat. Cu toate acestea, mecanismul său exact de acțiune rămâne neclar, iar majoritatea datelor privind căile sale biologice provin din studii efectuate pe animale, țesuturi sau celule.

DSIP este un peptid compus din nouă aminoacizi, identificat pentru prima dată în cadrul unor experimente care au implicat sânge venos cerebral prelevat de la iepuri în timpul somnului. Denumirea sa sugerează că acționează ca un semnal specific al somnului. Cu toate acestea, studiile ulterioare au asociat DSIP cu reacțiile la stres, secreția hormonilor hipofizari, activitatea circadiană, semnalizarea GABA și a glutamatului, monoaminele, precum și procesele legate de sistemul opioid. Aceste rezultate au condus la apariția mai multor explicații mecaniciste posibile, dar niciuna dintre acestea nu prezintă o imagine completă și confirmată clinic a acțiunii DSIP la om [1–4].

Incertitudinea depășește simpla lipsă a detaliilor privind mecanismul. Cercetătorii nu au identificat un receptor unic al DSIP cu afinitate ridicată, un gen precursor convențional care să fie în mod clar responsabil de producerea nonapeptidului liber, nici o relație coerentă între o anumită concentrație în sânge și un efect specific la om. Măsurătorile denumite „imunoreactivitate similară cu DSIP” pot detecta, de asemenea, peptidul legat de molecule mai mari sau un material cu o structură similară, și nu exclusiv DSIP liber și intact. Din acest motiv, este important să se facă distincția între identitatea chimică, efectele experimentale măsurate direct, observațiile neuroendocrine la om și ipotezele mecaniciste mai ample.

Cum funcționează DSIP?

Cea mai plauzibilă interpretare sugerează că DSIP ar putea acționa ca un neuromodulator dependent de context. Un neuromodulator nu trebuie neapărat să activeze un singur receptor și să provoace un singur răspuns previzibil. În schimb, acesta poate modifica modul în care circuitele neuronale reacționează la semnalele inhibitoare, excitatorii, hormonale și circadiene existente. O astfel de explicație corespunde mai bine literaturii de specialitate disponibile decât descrierea DSIP ca un somnifer convențional.

În studiile experimentale, DSIP a fost asociat cu modificări ale activității neuronale, ale curenților activați de GABA, ale semnalizării glutaminatice și NMDA, ale activității monoaminelor, ale secreției hormonilor hipofizari, ale expresiei genelor asociate cu stresul, precum și ale activității locomotorii circadiene [3–9]. Direcția și intensitatea acestor efecte depind adesea de specie, de doză, de calea de administrare, de momentul zilei, de nivelul inițial de stres, precum și de zona specifică a creierului sau de modelul experimental studiat. Studiile mai vechi au descris, de asemenea, relații neliniare doză-răspuns sau curbe în formă de clopot inversat. În aceste experimente, o doză intermediară producea uneori un efect, în timp ce dozele mai mici și mai mari nu îl produceau [3,10].

Aceste observații nu indică un singur țintă moleculară. Nu există dovezi recunoscute care să indice că DSIP acționează ca agonist sau antagonist direct al unui „receptor DSIP” specific. Afirmațiile conform cărora DSIP acționează exclusiv prin intermediul GABA, serotoninei, dopaminei, receptorilor NMDA, scăderii nivelului de cortizol sau al sistemului opioid depășesc, așadar, datele disponibile. Fiecare dintre aceste căi reprezintă o observație experimentală sau un mecanism indirect propus, nu o explicație completă a acțiunii DSIP la om.

Secvența de aminoacizi și structura moleculară a DSIP

DSIP este un nonapeptid, ceea ce înseamnă că este format din nouă resturi de aminoacizi legați prin legături peptidice. Secvența stabilită a peptidului liber este:

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

Notarea secvenței cu un singur liter este:

• WAGGDASGE

Capătul N începe cu triptofan, în timp ce capătul C se termină cu acidul glutamic. Serina se află în poziția 7 și este deosebit de importantă în cazul fosfo-DSIP, deoarece lanțul său lateral hidroxilic poate fi fosforilat. Studiile inițiale privind secvența au arătat, de asemenea, că detaliile structurale pot influența activitatea. DSIP-ul sintetic a crescut activitatea undelor delta și a undelor de somn în EEG la un model de iepure, în timp ce fragmentele studiate, analogii cu secvență modificată și izomerul beta-aspartilic au prezentat o activitate mai redusă sau au rămas inactive în aceleași condiții experimentale [1]. Acest lucru ilustrează relația structură-activitate într-un studiu preliminar pe animale, dar nu confirmă existența unui receptor DSIP specific uman.

Pentru DSIP liber nemodificat, baza de date PubChem indică formula moleculară C35H48N10O15, masa moleculară aproximativă de 848,8 g/mol și identificatorul PubChem Compound ID 68816 [14]. Numărul CAS 62568-57-4 este atribuit în mod obișnuit emideltidei sau DSIP-ului liber. Cu toate acestea, numărul CAS, identificatorul din baza de date chimică sau denumirea internațională neprotejată identifică o anumită substanță chimică. Acestea nu confirmă aprobarea de reglementare, eficacitatea clinică, puritatea sau echivalența dintre DSIP liber și forma sa sub formă de sare.

Diagrama textului structurii

Structura peptidului DSIP poate fi prezentată fără a sugera că acesta are o singură conformație tridimensională constantă și biologic activă:

O diagramă secvențială simplă este mai adecvată din punct de vedere științific decât prezentarea unui singur „model molecular” detaliat ca formă biologic activă a DSIP. Peptidele scurte se găsesc în soluție sub formă de ansambluri dinamice de conformații diferite. Comportamentul lor conformațional poate varia în funcție de pH, puterea ionică, solvent, membrane, parteneri de legare, fosforilare și concentrație. Nu a fost stabilită o structură definitivă a DSIP-ului legat de receptor, care să confirme o singură conformație tridimensională activă.

Masa moleculară indicată trebuie, de asemenea, privită în contextul corespunzător. Valoarea de aproximativ 848,8 g/mol se referă la un peptid neutru, nemodificat, reprezentat de formula C35H48N10O15. Sărurile de acetat, formele hidratate, contraionii, fosforilarea, marcajele izotopice și alte modificări pot altera formula moleculară sau masa moleculară măsurată. Cantitatea exprimată în miligrame indicată pe flaconul comercial nu confirmă forma chimică exactă sau cantitatea de peptid activ și intact prezent în acesta.

Mecanismele neuronale și neuroendocrine propuse

Cercetările privind DSIP acoperă mai multe niveluri de organizare biologică, de la răspunsurile electrice ale neuronilor izolați până la reacțiile la stres ale animalelor întregi. Aceste niveluri diferite nu trebuie combinate într-o singură cale. Un experiment electrofiziologic poate demonstra că DSIP modifică răspunsul neuronal în condiții controlate, dar nu poate confirma, în sine, că același mecanism induce somnul, reduce nivelul de cortizol sau îmbunătățește starea clinică.

Unul dintre principalele domenii de cercetare mecanistică se referă la echilibrul dintre semnalizarea inhibitoare și cea excitatorie. În neuronii hipocampului și ai cerebelului la șobolani, DSIP a intensificat, în mod dependent de doză, curenții activați de GABA, principalul neurotransmițător inhibitor din creier. În preparatele corticale și hipocampale, DSIP a blocat, de asemenea, potențarea activată de NMDA. Experimentele cu sinaptosomi din cortexul cerebral au sugerat, în plus, modularea captării presinaptice a calciului asociată cu NMDA [6]. În experimente separate pe neuroni de șobolan, s-a constatat că DSIP reducea efectele excitatorii provocate de glutamat [7]. În ansamblu, aceste rezultate susțin posibilitatea unei schimbări către o excitabilitate neuronală mai redusă. Totuși, ele nu demonstrează că DSIP se leagă direct de receptorii GABA-A sau NMDA la concentrațiile care pot fi atinse la om.

Studiile privind crizele convulsive și stresul la animale sunt, în general, în concordanță cu acest model de echilibru între inhibiție și excitație. În condiții de presiune crescută a oxigenului, administrarea de DSIP la șobolani a fost asociată cu concentrații mai mari de GABA și homocarnosină în cortexul cerebral, precum și cu concentrații mai scăzute de glutamat și asparaginat [15]. Aceasta a fost o descoperire biochimică provenită dintr-un model animal specializat de crize convulsive. Ea nu poate fi transpusă direct în afirmații conform cărora DSIP ar fi un medicament GABA-ergic, un antagonist NMDA sau un medicament anticonvulsiv pentru oameni.

Au fost studiate, de asemenea, mecanismele monoaminergice. Într-un experiment privind termoreglarea la șobolani, efectul DSIP asupra modificărilor de temperatură induse de un agonist al serotoninei a fost modificat prin blocarea farmacologică. Cercetătorii au sugerat astfel o posibilă implicare a mecanismului asociat receptorului 5-HT1A [8]. DSIP și DSIP fosforilat au modificat, de asemenea, hipotermia indusă de apomorfină, în timp ce haloperidolul a antagonizat ambele efecte. Acest lucru a sugerat o legătură cu semnalizarea dopaminergică în acest model specific de termoreglare [9]. Aceste studii arată dependența anumitor răspunsuri ale animalelor de căi specifice, dar nu confirmă faptul că DSIP este un agonist al receptorilor de serotonină sau dopamină.

Biologia endogenă a DSIP rămâne în continuare foarte puțin clară. S-a detectat o imunoreactivitate similară cu cea a DSIP în creier, hipofiză, țesuturile periferice, plasmă, lichidul cefalorahidian, urină și lapte. O parte din acest material imunoreactiv pare să fie legată de molecule mai mari. Metodele bazate pe anticorpi nu permit întotdeauna distingerea DSIP-ului liber, intact, de peptidul legat, de materialul asemănător unui precursor sau de secvențele cu reacție încrucișată. Prin urmare, în studiile de sinteză, DSIP a fost descris ca un sistem peptidic încă incomplet înțeles, și nu ca un hormon complet caracterizat, cu un gen, un receptor, o cale de sinteză și un mecanism de retroacțiune bine definiți [2–4].

DSIP, ACTH și cortizol

DSIP a fost studiat ca potențial regulator al axei hipotalamo-hipofizo-suprarenale, cunoscută în mod obișnuit sub denumirea de axa HPA. În calea clasică de răspuns la stres, hipotalamusul eliberează corticoliberina (CRH). CRH stimulează hipofiza să secrete hormonul adrenocorticotrop (ACTH), iar ACTH stimulează la rândul său cortexul suprarenal să producă cortizol la oameni sau, în principal, corticosteron la șobolani. Au fost observate efecte asociate cu DSIP în mai multe etape ale acestui sistem, dar acestea nu confirmă faptul că DSIP este o substanță care reduce în mod fiabil nivelul de cortizol.

Într-un experiment clinic de mică amploare s-au studiat răspunsurile la ACTH și la vasopresina argininică la bărbați sănătoși. DSIP a fost administrat prin perfuzie la opt participanți în cadrul unei părți a protocolului, în timp ce alți șapte participanți au fost incluși în alte condiții temporale. DSIP a redus semnificativ concentrația de ACTH din sânge, dar nu a influențat concentrația bazală de vasopresină și nici răspunsul acesteia la stimulii osmotici și ortostatici [11]. Aceasta reprezintă o dovadă neuroendocrină directă provenită dintr-un studiu efectuat pe oameni. Experimentul a fost însă de mică amploare și a avut caracter fiziologic. Acesta nu a demonstrat un efect terapeutic asupra cortizolului, beneficii pe termen lung, eficacitate clinică sau siguranța produselor DSIP subcutanate sau intranazale actuale.

Într-un alt studiu realizat pe oameni, s-a aplicat testul de stimulare cu CRH la 12 persoane cu tulburare depresivă majoră și la 12 persoane din grupul de control, selectate corespunzător. Concentrațiile bazale de DSIP și cortizol erau corelate între ele și mai ridicate la participanții cu depresie. Răspunsurile DSIP după administrarea CRH au prezentat, de asemenea, diferențe între cele două grupuri. Cercetătorii au considerat că aceste rezultate sunt în concordanță cu un posibil rol modulator al DSIP în reglarea axei HPA [12]. Totuși, întrucât a fost un studiu privind biomarkerii și răspunsurile la stimul, acesta nu demonstrează că administrarea de DSIP reduce nivelul de cortizol sau tratează depresia.

Datele obținute pe animale depind, de asemenea, de condițiile experimentale. La șobolanii supuși unui stres prelungit de imobilizare, nivelurile de ACTH, corticosteron și beta-endorfine au crescut. Administrarea DSIP a redus parțial creșterea corticosteronului, dar nu a dus la o inhibare simplă a tuturor hormonilor măsurați [13]. Alte experimente au sugerat că efectele neuronale ale DSIP depindeau de concentrațiile inițiale de corticosteroizi și deveneau mai evidente în condiții asociate cu stresul. Un astfel de model este mai compatibil cu o modulare dependentă de stare decât cu un mecanism universal de inhibare a cortizolului.

Din acest motiv, afirmația „DSIP reduce nivelul de cortizol” este prea categorică. O concluzie mai precisă este că datele limitate din studiile efectuate pe oameni și pe animale sugerează o interacțiune a DSIP cu reglarea axei HPA, inclusiv cu răspunsurile la ACTH și la corticosteroizi, dar nu există un protocol clinic validat care să demonstreze o scădere previzibilă a nivelului de cortizol. Cortizolul este, de asemenea, supus unui ritm circadian puternic și depinde de afecțiuni, de lipsa somnului, de consumul alimentar, de activitatea fizică, de medicamente și de condițiile de prelevare a probelor. Prin urmare, o singură măsurătoare a cortizolului necesită un context adecvat.

DSIP și căile care reglează somnul

DSIP și-a primit denumirea pe baza fenotipului experimental observat, și nu ca urmare a descoperirii unei căi receptoriale specifice. În experimentele inițiale pe iepuri s-a utilizat material recoltat în timpul somnului indus electric și s-a demonstrat că nonapeptidul izolat și apoi obținut sintetic creștea activitatea undelor delta și a fusurilor de somn în EEG după administrarea intracraniană [1]. Experimentele ulterioare au adus rezultate mixte, dependente de specie, calea de administrare, doză și schema de tratament. Această inconsistență este unul dintre motivele pentru care rolul propus al DSIP ca factor endogen universal al somnului rămâne subiect de dezbatere [2–4].

Există câteva mecanisme care ar putea lega DSIP de reglarea somnului. Creșterea inhibiției asociate cu GABA, combinată cu scăderea excitației asociate cu glutaminatul și NMDA, ar putea reduce excitația neuronală în anumite circuite [6,7]. Modificările activității serotoninergice și dopaminergice ar putea influența tranzițiile dintre somn și starea de veghe, termoreglarea și comportamentele circadiene [8–10]. Modularea axei HPA ar putea influența indirect somnul în condiții de activitate crescută a sistemului de stres [11–13]. Cu toate acestea, niciuna dintre aceste căi nu a fost identificată ca mecanism principal responsabil de efectul repetabil al DSIP asupra somnului la om.

Studiile pe animale sugerează, de asemenea, că momentul administrării și modelul de expunere pot influența răspunsul. Administrarea repetată a modificat activitatea locomotorie circadiană în condiții de iluminare continuă, DSIP-ul nativ și P-DSIP-ul generând modele diferite [10]. În studiile privind somnul la șobolani, analogul fosforilat a crescut atât somnul cu unde lente, cât și somnul paradoxal după administrarea centrală, deși intervalul de doze eficiente a fost neliniar [16,17]. Aceste rezultate pot contribui la formularea unor ipoteze privind reglarea circadiană și arhitectura somnului, dar nu demonstrează că administrarea periferică la oameni duce la atingerea acelorași zone ale creierului sau produce aceleași efecte.

Studiile privind insomnia la om nu au evidențiat în mod consecvent efecte puternice. În unele experimente de mică amploare s-au înregistrat modificări ale parametrilor legați de somn, dar studiile controlate au arătat, în general, beneficii slabe, variabile sau limitate din punct de vedere clinic. Prin urmare, chiar dacă DSIP modifică căile neuronale asociate cu inhibiția, stresul sau ritmul circadian, rezultatele mecaniciste nu s-au tradus într-o metodă stabilită de tratament al insomniei.

Ce se știe despre perioada de înjumătățire a DSIP?

Nu a fost stabilită o perioadă de înjumătățire bine confirmată a eliminării DSIP la om, care să permită determinarea cu certitudine a duratei de acțiune clinică, a acumulării sau a frecvenței de administrare.

Valoarea adesea citată, de aproximativ 15 minute, provine din experimentele privind degradarea proteolitică efectuate pe secțiuni sau omogenate de creier. În aceste experimente, parametrul final măsurat a fost eliminarea triptofanului N-terminal [3]. Este vorba despre o măsurare a degradării în țesut in vitro, și nu despre o măsurare modernă a timpului de înjumătățire farmacocinetică după administrarea intravenoasă la om.

Studiile anterioare realizate cu ajutorul omogenatelor de creier de șobolan evidențiază aceeași diferență. După 7,5 minute de incubare cu 2,5% de omogenat cerebral, s-au eliberat aproximativ 30% de DSIP cu triptofan la capătul N. Viteza de degradare a variat în funcție de condițiile experimentale și de vârsta de dezvoltare [5]. Un astfel de test evidențiază susceptibilitatea la scindarea enzimatică. Acesta nu măsoară direct absorbția, distribuția, clearance-ul plasmatic, legarea în țesuturi, eliminarea renală sau durata de acțiune în organismul uman viu.

Studiile de incubare cu sânge au arătat, de asemenea, că degradarea DSIP depindea de timp, temperatură și specie. DSIP-ul nativ s-a degradat relativ rapid în preparatele din sânge uman sau de șobolan, formând produse compatibile cu eliminarea triptofanului de la capătul N-terminal. Analogii marcați, fosforilați sau modificați la capătul N-terminal, s-au degradat mai lent și au format complexe sau agregate care ar fi putut prelungi aparent prezența materialului intact [18]. Acestea au fost studii de biostabilitate, nu studii farmacocinetice validate la om.

Această diferență explică de ce termenii „timp de înjumătățire” și „durata efectului” nu trebuie folosiți în mod interschimbabil. Peptida poate dispărea rapid din fracțiunea liberă care circulă în plasmă, declanșând în același timp o semnalizare ulterioară care persistă mult mai mult timp. Pe de altă parte, materialul imunoreactiv poate rămâne detectabil, fie pentru că este legat de un suport, fie pentru că măsurarea include fragmente înrudite, chiar dacă acestea nu sunt echivalente din punct de vedere biologic cu DSIP-ul liber, intact.

Datele publicate nu furnizează valori fiabile privind timpul de înjumătățire final, biodisponibilitatea, volumul de distribuție, clearance-ul sau expunerea la om după administrarea intranazală sau subcutanată.

Metabolismul, degradarea și incertitudinea farmacocinetică

Tryptofanul de la capătul N pare să reprezinte un punct important de clivaj inițial în mai multe experimente privind degradarea DSIP. Peptidazele prezente în țesuturi și sânge pot elimina succesiv resturi sau pot scinda legăturile peptidice, formând fragmente care pot fi inactive, pot prezenta o activitate diferită sau pot rămâne în continuare detectabile prin metode analitice specifice. Viteza de degradare măsurată poate fi influențată de temperatură, pH, concentrația enzimelor, specia, matricea biologică și modificarea peptidului [3,5,18].

Legarea de proteine și agregarea complică și mai mult interpretarea. Studii anterioare au sugerat că imunoreactivitatea endogenă similară cu cea a DSIP ar putea fi asociată cu proteine purtătoare mai mari, care ar putea proteja peptidul de degradarea proteolitică rapidă [3]. Analogii modificați au prezentat, de asemenea, formarea de complexe și o degradare mai lentă in vitro [18]. În consecință, un test care măsoară imunoreactivitatea totală poate da un rezultat diferit față de o metodă analitică care măsoară în mod specific DSIP-ul liber și intact.

Studiile privind bariera hematoencefalică efectuate pe animale și pe modele de celule endoteliale in vitro au sugerat un anumit grad de permeabilitate a DSIP. Cu toate acestea, rezultatele privind transportul nu precizează ce proporție din produsul actual, administrat nazal sau prin injecție, ajunge la țintele neuronale la om. Absorbția dependentă de calea de administrare, metabolismul la nivelul mucoaselor, legarea periferică, eliminarea renală și degradarea locală în țesuturi rămân insuficient caracterizate. Afirmațiile conform cărora DSIP-ul administrat nazal „ocolește” complet degradarea sau livrează o anumită parte a substanței direct la creier nu sunt confirmate de studiile farmacocinetice relevante.

Aceste incertitudini farmacocinetice împiedică, de asemenea, o conversie științific fiabilă a expunerii între administrarea intravenoasă, subcutanată, intranazală și orală. Cantități identice administrate pe căi diferite nu conduc neapărat la concentrații sanguine sau la expunerea cerebrală echivalente. Prin urmare, literatura de specialitate nu permite justificarea unui regim de dozare clinic pe baza degradării de aproximativ 15 minute observate in vitro.

Ce este fosfo-DSIP sau P-DSIP?

Fosfo-DSIP, cunoscut și sub denumirea de P-DSIP sau DSIP-P, este forma fosforilată a DSIP, în care restul de serină de la poziția 7 conține o grupare fosfat.

Fosforilarea introduce o grupare chimică suplimentară cu sarcină negativă și poate modifica conformația peptidului, sensibilitatea acestuia la enzime, proprietățile de legare, agregarea și comportamentul biologic. Prin urmare, P-DSIP nu trebuie considerat pur și simplu ca o altă denumire a DSIP-ului nativ.

Analizele imunochimice au identificat o formă fosforilată la Ser7, similară cu DSIP. Un experiment enzimatic in vitro a demonstrat, de asemenea, că kinaza cazeinică II poate fosforila DSIP, utilizând ATP sau GTP ca donator de fosfat. În aceste condiții, afinitatea aparentă pentru substrat a fost scăzută, iar cercetătorii au descris DSIP ca un potențial substrat in vitro, fără a identifica enzima responsabilă de fosforilare în organismul uman viu [19]. Demonstrarea faptului că enzima poate fosforila DSIP într-un sistem de laborator nu dovedește că aceeași reacție constituie calea sa naturală de biosinteză în organismul uman.

Fosforilarea modifică, de asemenea, masa moleculară. Adăugarea unui grup fosfat crește masa peptidului cu aproximativ 80 Da. Masa moleculară preconizată a P-DSIP-ului fosforilat o singură dată este, așadar, de aproximativ 928,8 Da, în funcție de ionizare și de forma sării. Aceasta este o valoare chimică calculată, nu un rezultat analitic referitor la un lot specific de produs.

DSIP nativ și analogii fosforilați

DSIP-ul nativ și P-DSIP-ul au prezentat un comportament diferit în studiile pe animale și în experimentele in vitro.

La șobolanii care se mișcau liber, o perfuzie intracamerală continuă, de zece ore, administrată pe timpul nopții, cu 0,5 nmol de P-DSIP a crescut somnul cu unde lente cu 22% și somnul paradoxal cu 81%. Creșterea s-a datorat unui număr mai mare de episoade de somn, în timp ce atât dozele mai mari, cât și cele mai mici testate s-au dovedit ineficiente. În acest test specific, cercetătorii au estimat că P-DSIP era de aproximativ cinci ori mai puternic decât DSIP-ul nativ [16].

Într-un alt experiment pe șobolani, P-DSIP a fost administrat în a treia cameră a creierului înainte de perioada de întuneric. La o doză de 200 pmol/kg, P-DSIP a crescut somnul cu unde lente cu 17,3% și somnul paradoxal cu 32,3% în timpul perioadei de întuneric care a urmat administrării, fără a scurta latența somnului. Efectul asupra somnului cu unde lente s-a menținut și în perioada de lumină următoare, după care, în a doua zi, valorile au revenit la nivelul de control [17]. Acestea au fost studii pe animale care au utilizat administrarea centrală. Nu au fost studii efectuate pe oameni și nu stabilesc un protocol de administrare intranazală sau subcutanată.

De asemenea, P-DSIP nu s-a comportat ca o formă cu durată de acțiune mai lungă în mod consecvent în toate modelele experimentale. În experimentul privind hipotermia indusă de apomorfină, efectul P-DSIP a apărut și a dispărut mai repede decât efectul DSIP-ului nativ [9]. Pe de altă parte, în studiile de incubare cu sânge, analogii fosforilați marcați au prezentat o degradare mai lentă și o formare mai lentă a complexelor [18].

Aceste rezultate aparent diferite arată de ce durata efectului depinde de ceea ce se măsoară exact. Stabilitatea chimică în matricea biologică, fiziologia legată de receptori, comportamentul și arhitectura somnului pot urma cadre temporale diferite.

Care dintre afirmațiile referitoare la mecanism sunt confirmate și care sunt ipotetice?

Printre cele mai bine confirmate constatări chimice se numără secvența DSIP formată din nouă aminoacizi, formula moleculară aproximativă și masa peptidului liber, precum și localizarea situsului de fosforilare Ser7 [1,14,19].

Datele experimentale arată, de asemenea, că DSIP poate suferi degradare în preparatele din creier și sânge, P-DSIP se poate comporta diferit față de DSIP-ul nativ, iar DSIP-ul poate modifica parametrii asociați cu GABA, glutamatul, NMDA, monoaminele și sistemul neuroendocrin în anumite modele experimentale [5–13,16–19].

La fel de importante sunt și aspectele care prezintă incertitudini.

Nu a fost identificat un receptor unic al DSIP. Nicio cale de semnalizare intracelulară singulară nu explică toate efectele raportate ale DSIP. Valoarea de 15 minute, adesea citată, nu reprezintă un timp de înjumătățire de eliminare stabilit la om. Nu s-a demonstrat un efect previzibil de scădere a nivelului de cortizol. De asemenea, nu se știe dacă efectele observate privind GABA sau NMDA explică reacțiile legate de somn la om.

În mod similar, activitatea mai ridicată a P-DSIP în anumite experimente pe animale nu confirmă superioritatea acestuia la om. De asemenea, detectarea unei imunoreactivități similare cu cea a DSIP nu indică neapărat prezența unei concentrații de DSIP liber, intact.

Limitări privind datele referitoare la mecanismul de acțiune

O mare parte din literatura de specialitate referitoare la DSIP datează din perioada cuprinsă între anii ’70 și anii ’90 ai secolului al XX-lea. Multe dintre aceste experimente au utilizat metode concepute pentru a răspunde la întrebări mult mai restrânse decât cele abordate în prezent de farmacologia receptorilor, proteomică, farmacocinetica bazată pe spectrometria de masă sau studiile clinice controlate.

Numeroase rezultate se bazează pe administrarea intracraniană, pe neuroni izolați, pe omogenate tisulare, pe sinaptozomi, pe teste radioimunologice sau pe modele animale specializate legate de stres și termoreglare.

Rezultatele variază, de asemenea, în funcție de specie, calea de administrare, doză, durată și starea fiziologică inițială. Relațiile neliniare doză-răspuns îngreunează în mod special extrapolarea la scară largă.

Măsurătorile substanței similare cu DSIP, bazate pe anticorpi, ar putea, de asemenea, să nu permită o diferențiere consecventă între peptida liberă intactă, formele legate mai mari și moleculele cu reacție încrucișată.

Rezultatele mecaniciste rămân, așadar, utile pentru formularea și testarea ipotezelor de cercetare, dar nu pot stabili doza eficientă la om, schema terapeutică, beneficiile clinice sau profilul de siguranță.

Întrebări frecvente privind mecanismul DSIP

Care este mecanismul de acțiune al DSIP?

Se pare că DSIP influențează procesele inhibitoare, stimulatoare, monoaminergice, circadiene și cele legate de axa HPA, dar nu a fost confirmată existența unui singur receptor sau a unui mecanism unic de acțiune.

Cele mai directe date privind căile nervoase provin din studiile asupra neuronilor și țesuturilor animale, precum și din câteva studii neuroendocrine, și nu din studii clare privind receptorii la om.

Cum acționează peptida DSIP asupra somnului?

Mecanismele potențiale asociate somnului includ intensificarea inhibiției mediate de GABA, reducerea excitației mediate de glutamat și NMDA, modificări ale semnalizării monoaminice, modularea ritmului circadian și modificări ale activității axei de stres în anumite condiții [6–13].

Niciunul dintre aceste mecanisme nu a fost identificat ca fiind principala cale responsabilă de influențarea somnului la oameni, iar rezultatele clinice referitoare la somn au fost inconsecvente.

DSIP se leagă de receptorii GABA?

DSIP a intensificat curenții activați de GABA în neuronii hipocampului și ai cerebelului la șobolani [6].

Totuși, acest rezultat nu demonstrează că DSIP se leagă direct de un anumit situs al receptorului GABA. De asemenea, nu confirmă faptul că DSIP acționează ca benzodiazepinele sau alte medicamente GABA-ergice.

DSIP are vreun efect asupra glutamatului sau asupra receptorilor NMDA?

Experimentele efectuate pe neuroni și sinaptosomi de șobolan au evidențiat modificări privind excitația dependentă de glutamat, potențarea asociată cu NMDA și captarea calciului [6,7].

Aceste observații preclinice susțin posibilitatea modulării semnalizării excitatorii, dar nu confirmă existența unui efect de blocare a receptorilor NMDA util din punct de vedere clinic la om.

DSIP reduce nivelul de cortizol?

Nu într-un mod care să poată fi prevăzut pe baza dovezilor actuale.

Câteva studii de mică amploare efectuate pe oameni și experimente de stres pe animale sugerează că DSIP ar putea influența reglarea ACTH, a cortizolului sau a corticosteronului. Cu toate acestea, aceste studii nu confirmă DSIP ca metodă fiabilă de reducere a nivelului de cortizol [11–13].

Care este timpul de înjumătățire al peptidului DSIP?

Nu a fost stabilită o perioadă de înjumătățire validată a DSIP în plasma umană.

Valoarea adesea citată, de aproximativ 15 minute, provine din studiile privind eliminarea proteolitică a triptofanului din secțiuni sau omogenate de creier, și nu din măsurătorile eliminării farmacocinetice a DSIP la om [3].

De ce durata de acțiune a DSIP poate fi mai lungă decât timpul său de degradare?

Peptida poate declanșa procese neuronale sau hormonale ulterioare, care persistă după degradarea sau eliminarea moleculei inițiale.

Legarea de molecule mai mari, distribuția în țesuturi, reactivitatea încrucișată a testelor și prezența fragmentelor detectabile sau biologic active pot, de asemenea, să determine diferențe între imunoreactivitatea măsurată, similară cu cea a DSIP, și concentrația reală a DSIP-ului liber intact.

Care este masa moleculară a DSIP?

Peptidul liber nemodificat are o masă moleculară aproximativă de 848,8 g/mol și formula moleculară C35H48N10O15 [14].

Formele de sare, contraionii, hidratarea, marcarea izotopică sau fosforilarea pot modifica formula moleculară sau masa măsurată.

Care este numărul CAS al DSIP?

Numărul CAS 62568-57-4 este atribuit în mod obișnuit emideltidei sau DSIP-ului liber.

Cu toate acestea, informațiile din catalog trebuie verificate în ceea ce privește forma chimică exactă, deoarece peptidul liber, formele de acetat, analogii modificați și standardele analitice nu sunt în mod automat echivalente.

Care este secvența de aminoacizi a DSIP?

Secvența DSIP este Trp–Ala–Gly–Gly–Asp–Ala–Ser–Gly–Glu, prescurtată WAGGDASGE [1].

Este un nonapeptid care conține serină în poziția 7.

Ce este fosfo-DSIP?

Fosfo-DSIP, P-DSIP sau DSIP-P este o formă a DSIP fosforilată la Ser7.

În anumite studii in vitro și pe animale s-au constatat diferențe între P-DSIP și DSIP nativ în ceea ce privește degradarea, termoreglarea, activitatea circadiană și efectele legate de somn [9,10,16–19].

Este P-DSIP mai bun decât DSIP-ul nativ?

Acest lucru nu a fost confirmat la oameni.

P-DSIP a prezentat o activitate mai mare într-un experiment privind somnul la șobolani, în urma administrării intracerebrale, dar efectul său a variat în funcție de doză și de modelul experimental [16]. Lipsesc studiile clinice directe adecvate la om care să demonstreze o eficacitate sau o siguranță sporită.

DSIP este un hormon endogen?

S-a identificat o imunoreactivitate similară cu cea a DSIP în mai multe țesuturi și lichide biologice, însă precursorul său endogen, calea de sinteză, receptorul și identitatea sa biologică rămân încă pe deplin necunoscute.

A considera DSIP-ul ca fiind un hormon uman pe deplin caracterizat ar depăși, așadar, limitele dovezilor disponibile [2–4].

Disclaimer

Conținutul are un caracter exclusiv educativ și științifico-informativ. Acesta nu constituie un sfat medical, o diagnostic, recomandări privind tratamentul sau dozajul și nici recomandări privind utilizarea DSIP.

Peptida inductoare a somnului de tip delta (DSIP, emideltidă) și fosfo-DSIP nu sunt aprobate de Agenția Americană pentru Alimente și Medicamente (FDA), de Agenția Europeană pentru Medicamente (EMA) și nici de Agenția Reglementară pentru Medicamente și Produse Medicale din Marea Britanie (MHRA) pentru tratamentul insomniei, reducerea nivelului de cortizol, tratamentul stresului sau alte utilizări discutate în acest articol.

Datele disponibile sunt limitate și provin în principal din studii pe animale, ex vivo, in vitro, studii mecaniciste și studii istorice de mică amploare efectuate pe oameni. Articolul nu conține un protocol privind dozarea, reconstituirea, administrarea prin injecție sau utilizarea pe cont propriu.

Referințe

[1] Schoenenberger, G. A., Maier, P. F., Tobler, H. J., Wilson, K. și Monnier, M. (1978). Peptida care induce undele delta EEG (somn) (DSIP). XI. Analiza aminoacizilor, secvența, sinteza și activitatea nonapeptidei. Arhiva Pflüger, 376(2), 119–129. https://doi.org/10.1007/BF00581575

[2] Kovalzon, V. M., & Strekalova, T. V. (2006). Peptida inductoare a somnului delta (DSIP): o enigmă încă nerezolvată. Journal of Neurochemistry, 97(2), 303–309. https://doi.org/10.1111/j.1471-4159.2006.03693.x

[3] Schoenenberger, G. A. (1984). Caracterizarea, proprietățile și funcțiile multivariate ale peptidei care induce somnul delta (DSIP). European Neurology, 23(5), 321–345. https://doi.org/10.1159/000115711

[4] Graf, M. V. și Kastin, A. J. (1986). Peptida care induce somnul de tip delta (DSIP): o actualizare. Peptide, 7(6), 1165–1187. https://doi.org/10.1016/0196-9781(86)90148-8

[5] Huang, J. T., & Lajtha, A. (1978). Degradarea unei nonapeptide, o peptidă care induce somnul, în creierul șobolanului: comparație cu degradarea encefalinei. Comunicări de cercetare în patologia chimică și farmacologie, 19(2), 191–199. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25463/

[6] Grigoriev, V. V., Ivanova, T. A., Kustova, E. A., Petrova, L. N., Serkova, T. P. și Bachurin, S. O. (2006). Efectele peptidei care induce somnul delta asupra glutamatului presinaptic și postsinaptic și asupra receptorilor GABA postsinaptici din neuronii cortexului, hipocampului și cerebelului la șobolani. Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 142(4), 444–446. https://doi.org/10.1007/s10517-006-0323-9

[7] Umriukhin, P. E. (2002). Peptida care induce somnul de tip delta blochează efectele excitatorii ale glutamatului asupra neuronilor din creierul șobolanilor. Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 134(1), 5–7. https://doi.org/10.1023/A:1020679815690

[8] Tsunashima, K., Kato, N., Masui, A. și Takahashi, K. (1994). Efectul peptidei inductoare a somnului delta (DSIP) asupra modificărilor temperaturii corporale (centrale) induse de agoniștii serotonergici la șobolani. Peptide, 15(1), 61–65. https://doi.org/10.1016/0196-9781(94)90171-6

[9] Tsunashima, K., Masui, A. și Kato, N. (1990). Efectul peptidei inductoare a somnului delta (DSIP) și al DSIP fosforilate (P-DSIP) asupra hipotermiei induse de apomorfină la șobolani. Brain Research, 510(1), 171–174. https://doi.org/10.1016/0006-8993(90)90748-Z

[10] Graf, M., Christen, H. și Schoenenberger, G. A. (1982). DSIP/DSIP-P și activitatea motorie circadiană a șobolanilor expuși la lumină continuă. Peptide, 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., & Coiro, V. (1994). Efectele diferite ale peptidei care induce somnul delta asupra secreției de arginină-vasopresină și ACTH la bărbații sănătoși. Hormone Research, 42(6), 267–272. https://doi.org/10.1159/000184207

[12] Lesch, K. P., Widerlöv, E., Ekman, R., Laux, G., Schulte, H. M., Pfüller, H., & Beckmann, H. (1988). Răspunsul peptidei inductoare a somnului delta la hormonul de eliberare a corticotropinei (CRH) la om în tulburarea depresivă majoră: comparație cu secreția de corticotropină și cortizol indusă de CRH. Biological Psychiatry, 24(2), 162–172. https://doi.org/10.1016/0006-3223(88)90271-5

[13] Iukhananov, R. Iu., Rozhanets, V. V., Mikhaleva, I. I. și Maĭskiĭ, A. I. (1990). Analiza mecanismului de acțiune protector împotriva stresului al peptidei care induce somnul delta. Buletinul de Biologie Experimentală și Medicină, 109(1), 46–47. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/2159352/

[14] Centrul Național de Informații în domeniul Biotehnologiei. (2026). Rezumatul compusului PubChem pentru CID 68816, peptida delta care induce somnul. PubChem. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/68816

[15] Mendzheritskii, A. M., Lysenko, A. V., Uskova, N. I., & Mikhaleva, I. I. (1997). Studii privind mecanismul efectului anticonvulsiv al peptidei inductoare a somnului delta în condiții de tensiune crescută a oxigenului. Neuroștiințe și fiziologie comportamentală, 27, 329–333. https://doi.org/10.1007/BF02461934

[16] Kimura, M., & Inoué, S. (1989). Analogul fosforilat al DSIP intensifică somnul cu unde lente și somnul paradoxal la șobolanii fără restricții. Psychopharmacology, 97(1), 35–39. https://doi.org/10.1007/BF00443409

[17] Nakagaki, K., Ebihara, S., Usui, S., Honda, Y., & Takahashi, Y. (1988). Efectul de stimulare a somnului în urma injectării intracerebroventriculare a unui analog fosforilat al peptidei inductoare a somnului delta (DSIP-P) la șobolani. Neuroscience Letters, 91(2), 160–164. https://doi.org/10.1016/0304-3940(88)90761-6

[18] Graf, M. V., Saegesser, B. și Schoenenberger, G. A. (1987). Degradarea și agregarea peptidei inductoare a somnului delta (DSIP) și a două analogi ai acesteia în plasmă și ser. Peptide, 8(4), 599–603. https://doi.org/10.1016/0196-9781(87)90031-3

[19] Nakamura, A., & Shiomi, H. (1991). Fosforilarea peptidei inductoare a somnului delta (DSIP) de către cazein-kinaza II in vitro. Peptide, 12(6), 1375–1377. https://doi.org/10.1016/0196-9781(91)90222-B