Карбоксипептидаза N є тіолзавісімим металоферментів, в активному центрі якого знаходиться Zn ^{2 +.} [54] Фермент має оптимум рН 5,5-6,0, активується іонами Co ^{2 +} у 5-10 разів, іонами Ni ^{2 +} в 2-3 рази , інгібується CuCl _2, HgCl _2, аминопропилмеркаптоянтарной кислотою, 2-меркаптометіл-3-гуаніділетілтіопропановой кислотою, ЕДТА і 1,10-фенантроліном. Сульфат цинку, хлорид кальцію, N-етілмалеімід і ФМСФ не впливають на активність КПN [78]. Найбільш ефективними інгібіторами є ГЕМЯК і гуанідінопропілянтарная кислота з K _i 8,8 нМ і 7,5 нМ, відповідно. КПN інгібується Met-і Leu-енкефалінів, речовиною Р, вазопресином, окситоцином, тиреотропін-рилізинг-фактором [59].
Рівні мРНК КПN та активності КПN в мозку і тканинах в цілому корелюють між собою. Найвищі рівні мРНК КПN виявлені в пірамідальних клітинах гіпокампу, в передній і проміжної частках гіпофіза, епендімних клітинах бічних шлуночків мозку, базолатеральной мигдалині, супраоптіческого і паравентрикулярного ядрах. Середні рівні мРНК КПN у щурів виявлені в таламусі, медіальному колінчастому ядрі, корі мозочка і проміжної оливі. Найменші рівні виявлені в гранулярному клітинному шарі гіпокампу, латеральному гіпоталамусі, блідій кулі і в ретикулярної формації ніжки мозку.
У клітці КПN локалізована, в основному, в секреторних гранулах, причому часто спільно з біологічно активними пептидами - інсуліном [45], енкефалінів [58], вазопресином [71], окситоцином [70], речовиною P [44], атріальний натрійуретичний чинником. [67].
Вона має, практично, абсолютною специфічністю по відношенню до пептидним субстратів з С-кінцевими залишками основних амінокислот. КПN добре відщеплює залишки лізину і аргініну від Arg ^{8-вазопресин-Gly-Lys-Arg} [71], а також перетворює ¹²⁵ I-Met-енкефалінів-Arg ⁶ та ¹²⁵ I-Met-енкефалінів-Lys ⁶ в ¹²⁵ I-Met- енкефалінів. Фермент відщеплює залишки-Lys ^{15-Lys 16-Arg 17} з карбоксильного кінця фрагмента АКТГ (АКТГ _1-14) і залишки аргініну з С-кінця гіппуріл-L-Arg і Leu-енкефалінів-Arg [58]. КПN з дуже низькою спорідненістю відщеплює залишок гістидину з карбоксильного кінця прооксітоціна [76].
Слід зазначити, що рівень мРНК КПN здатний швидко змінюватися у відповідь на зовнішні впливи, що викликають зміни рівня біологічно активних пептидів або рівня їх мРНК. Крім того, у випадку синтезу дефектною (неактивної КПN) (мутація в гені, що кодує КПN) спостерігається порушення синтезу і секреції багатьох біологічно активних пептидів.
Фізико-хімічні властивості, субстратна специфічність, тканинна, клітинному і субклітинному локалізація, особливості зміни активності ферменту при різних фармакологічних впливах на організм і культури клітин [13], порушення синтезу нейропептидів у мишей з дефектною КПN свідчать про те, що досліджуваний фермент залучається до процесинг багатьох біологічно активних пептидів, таких як енкефаліни, АКТГ, b-ендорфін, вазопресин, окситоцин, нейротензин, меланоцітстімулірующій горомон, речовина Р та ін [6], а також бере участь в (алкоголізм, стрес, хвороба Альцгеймера, загалом, в адаптаційних процесах. [31]

1.2.2 пептидилдіпептидазу А

Ангиотензинпревращающий фермент (АПФ, дипептидил-карбоксипептидаза A, кініназа II, карбоксікатепсін, пептидилдіпептидазу А, КФ 3.4.15.1) має пептіділдіпептідазной і слабкими трипептидилкарбоксипептидазной і ендопептідазной активностями [50]. Він виділений і очищений з різних тканин, в тому числі з мозку, різних видів тварин [46]. Фермент з усіх тканин (ендотеліальна форма), за винятком насінників (тестикулярна форма), має дуже близькі фізико-хімічні та імунологічні властивості, тоді як фермент з сім'яників відрізняється від ангіотензинперетворюючого ферменту з інших джерел за молекулярною масою і імунологічних властивостях.
У мозку виявлена ​​тільки ендотеліальна форма. Вона складається з однієї поліпептидного ланцюга, має молекулярну масу 170-180 кДа і містить близько 13% залишків нейтральних цукрів. Ендотеліальна форма складається з двох гомологічних доменів, кожен з яких має активний центр і центр зв'язування Zn ^{2 +} [10].
Відмінності в ступені глікозилювання призводять до утворення двох імунологічно ідентичних форм, одна з яких (ендотеліальна) з молекулярною масою 180 кДа присутній, виключаючи насінники, у всіх тканинах, в тому числі і мозку, а друга (нейрональная) з молекулярною масою 170 кДа - виявляється тільки в мозку, і не присутній в інших тканинах. [41]
Є поодинокі повідомлення про виявлення в різних органах і тканинах більш високомолекулярних каталітично активних форм АПФ з молекулярної масою 600 кДа, 430 кДа, 330 кДа, 240 кДа, імунологічно повністю ідентичних ендотеліальної формі. В даний час неясно, чи є ці форми попередниками АПФ, або утворюються при гель-фільтрації завдяки схильності молекул ферменту, як і інших мембранозв'язаних білків, до агрегації. pI ферменту з різних органів і тканин коливається в межах від 4,6 до 5,1, що обумовлює додаткову гетерогенність ферменту при електрофоретичному поділі. Вважають, що гетерогенність АПФ може мати важливе значення для вибірковості регуляції його активності в різних тканинах. [25].
АПФ з різних джерел має оптимум pH 7,6-8,2, для прояву максимальної активності необхідні іони Cl ^-. [30] АПФ містить 1 міцно пов'язаний іон Zn ^{2 +} на кожен активний центр і сильно пригнічується хелатирующими агентами, такими як ЕДТА і о-фенантроліном [61]. Фермент інгібується брадікінінпотенціірующім фактором (K _i 40 нМ), дітіотреїтолу, 2-меркаптоетанолом і додецилсульфату натрію. N-етілмалеімід, бацитрацин, пуроміцін, фосфорамідон, тіорфан, інгібітор метал-залежних основних карбоксипептидази ГЕМЯК не впливають на його активність [10]. Створений цілий клас пептидних аналогів субстратів АПФ з K _i порядку 10-50 нМ, найбільш відомі з них каптоприл (IC ₅₀ »20 нМ), еналаприл (IC ₅₀ 25-35 нМ), лізиноприл (IC ₅₀ 3-10 нМ) [49 ].
Фермент in vitro каталізує розщеплення в цілому більше 30 біологічно активних пептидів і їх попередників [75]. Він перетворює ангіотензин I в ангіотензин II (Km 4-70 мкм), послідовно відщеплює два дипептиду з C-кінця брадикініну, розщеплює неокіоторфін з утворенням кіоторфіна (K _m 0,58 мМ), Met-енкефалінів-Arg ^{6-Phe 7} з утворенням Met-енкефаліну (K _m 0,30 мМ), речовина P і речовина K, холецистокінін і гастрин, енкефалінів, нейротензин, нейрокининов A і B, рилізинг-фактор лютеїнізуючого гормону. АПФ каталізує утворення Met-енкефалінів-Arg ⁶ з Met-енкефалінів-Arg ^{6-Gly 7-Leu 8,} відщеплює послідовно два дипептиду з C-кінця динорфінів A 1-8, розщеплює натрійуретичний фактор із мозку і передсердь, вазопресин, окситоцин.
Активність АПФ in vitro пригнічується багатьма біологічно активними пептидами і їх попередниками: неокіоторфіном, Met-енкефалінів-Arg ^{6-Phe 7,} b-ліпотропін, речовиною P, брадикініну, Leu-енкефалінів-Arg ⁶ і деякими дипептиду [10].
АПФ широко поширений в тканинах людини і тварин. Найбільш високий рівень АПФ в периферичних тканинах виявлений в легенях і сім'яниках, в нирках активність АПФ приблизно в 25 разів менше, ніж у легенях. У сироватці крові активність АПФ приблизно в 200 разів нижче, ніж в легенях [18]. Активність ферменту в мозку порівнянна з активністю в нирках. Найбільш високий вміст АПФ виявлено в гіпофізі і стріатонігральном тракті. АПФ локалізована переважно в сінаптосомах [43]. У стріатонігральном тракті фермент пов'язаний з фракцією мембран, що містить мускаринові рецептори, причому в цій фракції виявляється тільки нейрональная, але не ендотеліальна форма АПФ. Таким чином, на мембранах дендритів локалізована тільки нейрональная форма АПФ. [41]
Добре відомо, що АПФ є компонентом ренін-ангіотензинової системи. У периферичних органах і тканинах він втягується в обмін ангіотензину і брадикініну і є важливою ланкою регуляції артеріального тиску, водно-сольового балансу і запальних процесів. [60] Останнім часом виявлено, що АПФ залучається до визначення емоційного статусу тварин, стійкості до емоційного стресу [ 12], агресивності [16], схильності до споживання етанолу, мозкової АПФ залучається до формування спадково обумовленої гіпертонії, у відповідь на вплив стрессірующіх факторів [27] і споживання етанолу [17]. Інгібітори АПФ впливають на споживання води та етанолу, посилюють анальгетическую активність Met-енкефалінів-Arg ^{6-Leu 7} і пригнічують його деградацію в мозку. Каптоприл, крім того, має центральною дією, є антидепресантом, його антидепресивний ефект блокується налоксоном, він пролонгує і посилює аналгетичну ефекти Met-і Leu-енкефалінів, причому це посилення також блокується налоксоном. Участь АПФ у деяких з перерахованих вище фізіологічних і патологічних процесів, а також багато хто з перерахованих ефектів, викликаних введенням його інгібіторів, неможливо пояснити виходячи з уявлення, що єдиною функцією АПФ є участь в обміні ангіотензину та брадикініну. Наведені факти дозволяють припустити, що АПФ втягується в обмін та інших регуляторних пептидів [10], що підтверджується і досить високою активністю ферменту в мозку.

1.2.3 лейцинамінопептидаза

Лейцинамінопептидаза (КФ 3.4.11.1) проявляє широку субстратне специфічність і відщеплює практично будь-які N-кінцеві амінокислоти, за винятком аланіну і цистеїну [56]. Вона гідролізує амід лейцину краще, ніж аріламід лейцину, з меншою швидкістю розщеплює лізин-і аргінінамід. Фермент має за даними Хрустальової [36] і Fraticante і співавт. [51] молекулярну масу близько 62 кДа, за даними Shimamura і співавт. [74] - 53000, за даними Gibson і співавт [56] - 270 кДа, що дозволяє припустити можливість існування субодиничний структури. Він проявляє максимальну активність при нейтральних і слаболужних значеннях pH, активується іонами Mn ^{2 +,} інгібується ПХМФС, бестатіном і амастатіном; пуроміцін і арфаменін A не впливають на його активність [72]. Фермент відщеплює залишок тирозину від Tyr-Gly-Gly, Tyr-Gly-Gly-Phe, Leu-енкефаліну, динорфінів-(1-8), динорфінів-(1-10) і динорфінів-(1-13), максимальна швидкість розщеплення спостерігається у випадку Leu-енкефаліну, з подовженням ланцюга швидкість розщеплення субстрату різко зменшується [56]. Активність ферменту рівномірно рапределена між сірим і білим речовиною кори півкуль. Він виявлений як в цитозольної так і мембранної фракціях головного мозку, особливо висока активність знайдена в мієліну. Вважають, що лейцинамінопептидаза належить важлива роль в інактивації енкефалінів, речовини Р і, можливо, більшості інших регуляторних пептидів [36].

1.3 Механізм адаптації до фізичної роботи. Роль регуляторних пептидів

Одним з ендогенних пептидів, широко представлених у різних відділах мозку, в тому числі і в емоціогенних зонах гіпоталамуса, є речовина Р. Відомо, що речовина Р здатне безпосередньо впливати на активність центральних нейронів, в більшості випадків збуджуючи їх. Разом з тим була відзначена здатність речовини Р змінювати реакції нейронів на нейромедіатори. Доведено, що речовина Р здатне знижувати ступінь вираженості невротичних станів, нормалізувати сон, поліпшувати пам'ять і процеси навчання, що дозволяє розглядати його як модулятор фізіологічних і патологічних процесів.
Крім того, речовина Р, що міститься в нейронах задніх рогів спинного мозку, здатний передавати сигнали від периферичних больових рецепторів у центральні відділи нервової системи. Дослідження на щурах дозволили розглядати речовина Р, синтезуються в гіпоталамусі, як один з можливих пептидних факторів стійкості до емоційного стресу [37]. Речовина Р робить також модулярної вплив на метаболізм катехоламінів мозку при емоційному стресі, що виражається у здатності викликати довготривалі зміни змісту норадреналіну і дофаміну в гіпоталамусі і середньому мозку у бік підвищення, що розцінюється як прояв центральних нейрохімічних механізмів адаптації до емоційного стресу [37].
Експериментальні дані показують, що вміст речовини Р в гіпоталамусі корелює зі стійкістю до емоційного стресу [48]. У хворих неврозом відзначені зниження вмісту речовини Р в крові і розлади сну. В експериментальних тварин, підданих емоційного стресу, також порушується електроенцефалографічна структура сну. Сон є антистресовим чинником. Під час неспання вміст речовини Р в крові знижується. При повноцінному сні його рівень знову підвищився. Введення в організм тварин, підданих емоційного стресу, речовини Р відновлює нормальну структуру сну. Таким чином, емоційний стрес, порушуючи сон, позбавляє організм одного із захисних механізмів, за допомогою якого підвищується вміст речовини Р і забезпечується стійкість до стресу. Враховуючи те, що організм здатний сам синтезувати речовина Р більшою мірою під час сну, з одного боку, і те, що зміст цієї речовини в гіпоталамусі корелює зі стійкістю до емоційного стресу, з іншого боку, постає питання: яким шляхом, крім повноцінного сну , можна домогтися прискореного і повного відновлення в організмі рівня речовини Р.
Одним із шляхів досягнення цієї мети, на наш погляд, є використання рефлексотерапевтичний методів (ігло-, електро-і пресотерапії). Впливаючи на певні біологічно активні точки організму, пов'язані з гіпоталамусом і середнім мозком, можна "запустити" вироблення даними структурами мозку речовини Р. Фізіологічний ефект речовини Р як одного з ендогенних пептидів проявляється в модуляторної дії, що виражається у здатності впливати на нейрохимические властивості і Катех- ламіновий метаболізм нейронів, що у формуванні емоційних реакцій, і тим самим припиняти нейромедиаторную інтеграцію негативного емоційного збудження, від якої залежить тривалість негативної емоційної реакції, а значить і можливість розвитку емоційного стресу.
У роботах М.А. Звягінцевої (1988) [23], К.В. Судакова (1989) [32] розробляються способи корекції і купірування стресових реакцій і викликаних ними порушень кровообігу за допомогою ендогенних нейропептидів, а саме субстанції Р і пептиду дельта-сну. Як показали дослідження, субстанція Р володіє антистресовим дією, покращує функціональні стану головного мозку і нормалізує артеріальний тиск. Синтез в мозку ендогенних пептидів (речовини Р і, можливо, інших ендогенних пептидів) може бути одним з факторів, що визначають генетичні і індивідуальні відмінності у стійкості до гострого і хронічного емоційного стресу і особливість метаболізму біогенних амінів у різних структурах мозку у стійких і схильних до емоційного стресу особин. Іншими ендогенними пептидами, що регулюють емоційні реакції, в тому числі і стресові, крім речовини Р, є ендорфіни і енкефаліни. Вони так само, як і речовина Р, широко представлені в різних відділах мозку, в тому числі в емоціогенних зонах лімбічної системи і в проміжній частці гіпофіза [4].
Ендорфіни та енкефаліни володіють надзвичайною здатністю подібно морфіну і героїну знімати больові відчуття. Це так звані природні опіати. Той факт, що морфін, героїн і ендорфіни зв'язуються в одних і тих же місцях, дозволяє припустити, що ендорфіни відіграють роль і в тих різновидах емоцій, які не мають прямого відношення до болю. Ф. Блум і співавт. (1988) [4] показали, що у експериментальних тварин і людини при стресі відбувається вироблення і вивільнення ендорфінів в нервових мережах. Вивільнені ендорфіни, цілком ймовірно, діють двояко. З одного боку, як опіати, з іншого - як регулятори емоційних (стресових) реакцій. Як опіати, вони блокують вивільнення в синапсах задніх рогів спинного мозку речовини Р, що виділяється з повільних (безміеліновие) волокон, що проводять больові імпульси від больових рецепторів. У результаті цього постсинаптичний нейрон піддається більш слабкою стимуляції речовиною Р і головний мозок отримує менше больових імпульсів. Як регулятори емоційних реакцій, вони якимось чином, по всій ймовірності через лімбічну систему, регулюють збудження, страх і інші стресові стани відповідно до ситуації [35].
В даний час протеоліз розглядається не лише як процес катаболической утилізації біологічно активних пептидів, але і як регуляторний фактор, функція якого полягає у запуску і перериванні ряду біохімічних і фізіологічних процесів при різних функціональних станах організму. Практично невивченим залишається питання про зміни у функції ферментів обміну нейропептидів при фізичній роботі, у той час як саме активність цих ферментів визначає рівень біологічно активних пептидів в організмі і, отже, ступінь адаптації організму до фізичної роботи. Фізичну роботу можна віднести до факторів стресу.