Depuis plusieurs milliers d'années, les hommes connaissent l'usage du pavot (Figure), comme agent euphorisant, antidiarrhéique ou antitussif. Il en est fait mention dans des tablettes sumériennes (3000 av. J.C.), puis dans le papyrus dit d'Ebers, découvert en 1873 et rédigé à Thèbes sous Aménophis I (1600 av. J.C.). Au XIXeme siècle, le principal composant actif, la morphine, a été isolé. Cet alcaloïde est surtout utilisé pour ses propriétés antinociceptives, c'est-à-dire permettant d'atténuer ou de supprimer des sensations douloureuses. Mais la morphine est une drogue dont l'usage chronique engendre tolérance et dépendance. Les chimistes et les pharmacologues s'appliquèrent à trouver des molécules analgésiques ne possédant pas les inconvénients de la morphine. La synthèse de dérivés opiacés et les relations structure-activité qui en ont été dégagées suggéraient déjà l'existence d'une cible très spécifique pouvant s'apparenter à un récepteur des opiacés.
Il était logique de supposer qu'il existait, dans le système nerveux central des mammifères, des molécules endogènes, ligands naturels de ces récepteurs opiacés. En 1973, trois laboratoires, (Suède, Baltimore et New York) démontrent l'existence d'une liaison à haute affinité, saturable et stéréospécifique d'agonistes ou d'antagonistes morphiniques tritiés à des membranes cérébrales. Cette démonstration fut apportée par deux types d'approches expérimentales (Figure).
la distribution régionale de ces sites de liaison est très hétérogène et est en accord avec la localisation des sites d'action centraux de la morphine;
l'affinité des substances morphiniques pour ces sites de liaison est très bien corrélée avec leur efficacité pharmacologique, dans un test périphérique classique des opiacés (faculté des opiacés à inhiber les contractions de l'iléon de cobaye induites électriquement) et parallèle à leur activité analgésique.
L'existence de ces ligands endogènes fut démontrée en 1975 par Hughes et Kosterlitz qui les identifièrent, dans le cerveau de porc, comme deux pentapeptides, la (Leu)-enképhaline (Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu ou YGGFL) et la (Met)-enképhaline (Tyr-Gly-Gly-Phe-Met ou YGGFM) (Figure). Bien que de structure essentiellement différente de celle des morphiniques classiques, la conformation dans l'espace adoptée par les enképhalines permet de comprendre comment ces molécules peuvent reconnaître les récepteurs opiacés. Ces deux pentapeptides possèdent les caractéristiques des neurotransmetteurs (Figure):
Présence dans les neurones et les terminaisons nerveuses ;
Synthèse effectuée localement, c'est-à-dire dans le système nerveux central ;
Libération par stimulation électrique ou par les ions potassium de manière calcium-dépendante ;
Parallélisme de la localisation régionale des enképhalines et des récepteurs opiacés ;
Présence d'un système spécifique de dégradation physiologique ;
Effets électrophysiologiques.
Les enképhalines sont distribuées de manière très hétérogène dans le cerveau (Figure). Les régions les plus riches sont, par ordre décroissant, les ganglions de la base, l'amygdale, l'hypothalamus, la substance grise périaqueducale, le noyau interpédonculaire, le noyau parabrachial, le noyau du faisceau solitaire, le noyau ambigu, l'area postrema et la substance noire (Figure) Viennent ensuite le cortex cérébral, l'hippocampe, l'ensemble du diencéphale et, enfin, le cervelet. On trouve aussi des enképhalines dans la neuro-hypophyse et dans la moelle épinière, principalement au niveau de la corne dorsale.
Les fibres et les terminaisons nerveuses contenant ces peptides sont généralement localisées dans les mêmes régions que les corps cellulaires dont ils sont issus, ce qui indique que les neurones enképhalinergiques semblent faire exception à cette règle générale. La première exception notable (qui est constituée en fait de la région la plus riche du système nerveux central en enképhalines) est le complexe striato-pallidal, qui contient une longue voie enképhalinergique issue des noyaux caudé et putamen et dont les fibres projettent dans le globus pallidus. La seconde exception est la voie hypothalamo-neurohypophysaire dont les corps cellulaires sont situés dans les noyaux supraoptique et paraventriculaire de l'hypothalamus et dont les axones traversent la tige pituitaire pour donner finalement naissance à des terminaisons nerveuses dans la neurohypophyse. Dans ces neurones neurosécrétoires, les enképhalines sont colocalisées avec l'ocytocine.
Le tube digestif possède une haute densité de récepteurs opiacés, et contient de grandes quantités de peptides opioïdes. Très peu de temps après l'isolement des enképhalines du cerveau, l'immunocytochimie montrait des immunoréactivités enképhaline dans des neurones intestinaux, et dans certaines cellules endocrines, comme les cellules à gastrine ou certaines cellules entérochromaffines. Alors que les molécules opioïdes présentes dans les cellules endocrines ne sont pas encore nettement caractérisées, il est clair que les neurones intestinaux contenant des peptides opioïdes constituent une population extrêmement importante : environ 50 p. 100 des corps cellulaires des neurones myentériques de l'intestin grêle de cobaye contiennent au moins une des immunoréactivités opioïdes actuellement connues, et les fibres à immunoréactivité opioïde forment un réseau extrêmement dense dans le plexus myentérique du même tissu. Pour simplifier, nous utiliserons dans ce qui suit le terme de fibres à enképhalines ou fibres à dynorphine, etc., pour signifier fibres présentant une immunoréaction de type enképhaline, ou dynorphine, etc. Les fibres nerveuses à enképhalines (Met-enk et Leu-enk ne sont en général pas différenciées par les antisérums) sont nombreuses dans les ganglions du plexus myentérique et dans le muscle lisse tout au long du tube digestif. Chez la plupart des mammifères, les fibres à enképhalines sont très peu nombreuses dans la sous-muqueuse et la muqueuse, bien que quelques-unes se terminent à ce niveau chez l'homme, le chien et le chat. La plupart des fibres à enképhalines appartiennent à des neurones intrinsèques, dont les corps cellulaires sont situés dans les ganglions du plexus myentérique.
Morphologiquement, la plupart d'entre eux semblent appartenir au type I de Dogiel, c'est-à-dire qu'ils possèdent de nombreux dendrites courts et un seul axone long. Dans l'intestin grêle du cobaye, où une analyse approfondie a été faite, une partie des neurones à enképhaline présente la particularité de posséder un axone se dirigeant vers l'amont sur une longueur de 3 à 7 millimètres, ce qui n'est pas la règle générale pour les neurones myentériques, qui sont pour la plupart descendants. D'autres neurones se projettent vers le muscle circulaire et le plexus sous-muqueux, d'autres enfin vers les ganglions sympathiques prévertébraux. Des fibres nerveuses à dynorphine ont été caractérisées chez le cobaye et le rat, dans toutes les couches de la paroi intestinale, principalement dans le plexus myentérique, mais aussi dans la muqueuse. Des corps cellulaires à dynorphine existent dans les deux plexus, myentérique et sous-muqueux. Des cellules endocrines à dynorphine (entérochromaffines ou non) ont été vues dans l'estomac et l'intestin du porc. Des neurones à bêta-endorphine ont aussi été décrits dans l'intestin du cobaye, du rat et de l'homme, principalement dans le plexus myentérique et dans les couches musculaires. La molécule réellement reconnue par les anticorps est encore sujette à caution, car les autres fragments provenant de la proopiomélanocortine, précurseur de la bêta-endorphine, n'ont pas été clairement mis en évidence dans les neurones entériques. Des antigènes de type bêta-endorphine ont aussi été mis en évidence dans des cellules endocrines intestinales et gastriques.
A la périphérie, on les trouve dans les neurones du ganglion mésentérique, les cellules endocrines de l'intestin, le pancréas, le cour, les poumons et la médullosurrénale.
Toutes les molécules endogènes dénommées peptides opioïdes (environ une vingtaine clairement décrites) possèdent la même structure N-terminale, qui est celle des premiers peptides découverts, les enképhalines : Tyr-Gly-Gly-Phe-Met ou Met-enképhaline (Met-enk), et Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu ou Leu-enképhaline (Leu-enk). Comme tous les peptides biologiquement actifs, les opioïdes endogènes sont d'abord synthétisés sous forme d'une longue chaîne peptidique, comprenant ici environ 250 acides aminés. Cette chaîne est ensuite clivée en plusieurs fragments, de tailles variées, par des endopeptidases de type trypsine et des carboxypeptidases, qui coupent préférentiellement les chaînes au niveau de paires d'acides aminés basiques (arginine ou lysine). Les fragments ainsi formés sont opioïdes selon les séquences qu'ils contiennent. L'analyse de l'ARN messager sur lequel sont fabriqués ces peptides, par l'intermédiaire du clonage de leur ADN complémentaire, a permis d'identifier 3 précurseurs distincts : la proenképhaline A, la proenképhaline B ou prodynorphine et la proopiomélanocortine. La proenképhaline A est le précurseur des enképhalines proprement dites. Elle contient 4 molécules de Met-enk, 1 de Leu-enk, et 1 de chacun des deux peptides étendus du côté C-terminal (Met-enk)-Arg-Phe et (Met-enk)-Arg-Gly-Leu. La proenképhaline A est notamment exprimée dans de nombreux neurones du système nerveux central (SNC) et du tube digestif, et dans la médullo-surrénale. La prodynorphine contient également plusieurs molécules de peptides opioïdes, qui sont tous des extensions C-terminales de la Leu-enképhaline, notamment la dynorphine A (17 acides aminés), la dynorphine B ou rimorphine (13 acides aminés), l'alpha- et la bêta-néoendorphine. La prodynorphine est exprimée en particulier dans les neurones du SNC et du tube digestif, distincts des neurones à proenképhaline A. La proopiomélanocortine comporte un seul peptide opioïde, la bêta-endorphine (31 acides aminés), qui est une extension C-terminale de la Met-enk, et qui peut donner naissance à une molécule plus courte : l'alpha-endorphine (16 acides aminés) et une série d'autres molécules non opioïdes : l'adrénocorticotrophine (ACTH), les lipotropines (LPH) et les mélanotropines (MSH). La proopiomélanocortine est exprimée en particulier dans l'hypophyse, dans des neurones du SNC et peut-être dans des neurones intestinaux.
La séquence de la proenképhaline a été déterminée en séquençant l'ADN complémentaire de son ARN messager à partir de la médullosurrénale de boeuf ou du phéochromocytome humain ou du striatum de rat, révélant une grande homologie de séquence pour cette protéine dans ces différentes espèces. Le gène comprend 4 exons contenant respectivement 71, 56, 141 et 980 paires de bases, séparés par 3 introns contenant 86 paires de bases, 0,5 et 3,4 kilopaires de bases. Les 4 exons de ce gène sont transcrits en un ARNm de 1 248 bases, à l'extrémité 3' duquel est ajoutée une queue polydénylée (AAA...). Cet ARNm possède une extrémité 5' non codante (5' non codant : 130 b) et une extrémité 3' non codante (3' non codant : 317 b) qui ne sont pas traduites. La traduction de la partie codante de l'ARNm (801 b) donne naissance à la préproenképhaline (PREPROENK). Comme tous les précurseurs de peptides sécrétés, cette protéine possède à son extrémité amino-terminale une courte séquence d'acides aminés hydrophobes, le peptide signal (24 acides aminés). Ce peptide est clivé par la signal peptidase lors du passage de la protéine à travers la membrane du réticulum endoplasmique.
La proenképhaline (PROENK), qui résulte de ce clivage est une protéine de 31 kDa qui comprend une extrémité amino-terminale riche en cystéines, correspondant à un peptide non opioïde de 70 acides aminés : la synenképhaline. Tous les peptides opioïdes sont regroupés dans la partie carboxy-terminale de la proenképhaline, qui contient 4 séquences de Met-enk, une séquence de Leu-enk, une séquence de l'heptapeptide Met-enk-Arg-Phe et de l'octapeptide Met-enk-Arg-Gly-Leu. Les séquences de Met-enk, la séquence de Leu-enk et celle de l'octapeptide sont encadrées par des paires d'acides aminés basiques (Arg-Arg, Lys-Lys, Lys-Arg) et la séquence de l'heptapeptide située à l'extrémité carboxy-terminale de la proenképhaline est précédée d'une paire d'acides aminés basiques (Lys-Arg).
C'est au niveau de des doublets dibasiques que s'effectue la protéolyse de la proenképhaline, qui va ainsi subir lors de son passage dans le réticulum endoplasmique différentes étapes de maturation qui vont générer les peptides actifs.
Dans la plupart des régions du système nerveux central, ce sont essentiellement les produits finaux de la maturation de la proenképhaline qui sont présents, à savoir la Met-enk, la Leu-enk, l'heptapeptide, l'octapeptide et la synenképhaline. D'autre part, dans certaines régions du système nerveux central, comme la substance noire, une formation extracellulaire de (Leu)-enképhaline a été suggérée. Elle serait due à l'hydrolyse de la dynorphine (autre peptide opioïde endogène issu de la prodynorphine) par une peptidase membranaire (endopeptidase EP-24.15).
L'adénohypophyse est un des lieux majeurs de la synthèse de POMC. Les cellules opiocorticolipotropes sécrètent 3 peptides dérivés de la POMC : ACTH, béta-LPH et béta-endorphine. Chez l'animal, les cellules mélanotropes du lobe intermédiaire sécrètent 2 peptides dérivés de la POMC : alpha MSH et béta-endorphine. Dans l'encéphale, 2 noyaux sont actuellement connus pour sécréter des peptides dérivés de la POMC : le noyau arqué de l'hypothalamus latéral (immuno-réactif pour ACTH, béta-LPH et béta-endorphine) et le noyau du faisceau solitaire (immuno-réactif pour ACTH, béta-endorphine et fragment « 16 K »). La béta-endorphine se lie aux récepteurs aux opiacés de type mu et delta. Plusieurs peptides opioïdes dérivent de la proenképhaline : en particulier, la leu-enképhaline et la met-enképhaline. Tous se lient aux récepteurs aux opiacés de type delta. Ces enképhalines sont synthétisées dans de nombreux systèmes neuronaux en particulier du tronc cérébral et du diencéphale ainsi que dans de multiples neurones dispersés à tous les niveaux du névraxe (du cortex cérébral à la corne postérieure de la moelle) et en particulier dans la plupart des noyaux de l'hypothalamus. De nombreux peptides opioïdes dérivent de la prodynorphine (ou pro-néoendorphine) : en particulier la dynorphine A, la dynorphine B, l'alpha et la béta-néoendorphines. La prodynorphine est également synthétisée dans tout le névraxe au niveau d'une grande variété de systèmes neuronaux incluant les neurones de l'hypothalamus et plus particulièrement ceux des noyaux supra-optiques et para-ventriculaires. Les peptides issus de la prodynorphine se lient préférentiellement aux récepteurs aux opiacés de type kappa
Si un rôle de neuromédiateur doit être attribué à un neuropeptide, il faut que cette substance soit présente dans des neurones, qu'elle soit libérée par la stimulation de ces neurones, qu'elle se fixe sur des récepteurs spécifiques situés à proximité immédiate des terminaisons nerveuses, et que le peptide soit inactivé rapidement après sa libération. Cette dernière nécessité implique l'existence d'enzymes capables d'inactiver le neuropeptide, si possible spécifiques (mais s'agissant de peptides, la spécificité des hydrolases ne peut être que très relative) et surtout présentes au bon endroit, c'est-à-dire là où le neuropeptide est libéré.
Les enképhalines représentent l'un des cas où l'inactivation a été la mieux étudiée (au moins au niveau du système nerveux central), en raison de la relative simplicité de ces pentapeptides et des voies métaboliques impliquées et des éventuelles implications thérapeutiques. Les enzymes impliquées physiologiquement dans l'inactivation des enképhalines au niveau du système nerveux central semblent être l'enképhalinase (classification internationale : EC 3.4.24.11), une dipeptidylpeptidase séparant Tyr-Gly-Gly des deux acides aminés C-terminaux, inhibée par le thiorphan, et l'aminopeptidase M (EC 3.4.11.2) inhibée par la bestatine. L'intervention d'autres activités enzymatiques dans l'inactivation physiologique in vivo a été suggérée mais non prouvée (enzyme de conversion de l'angiotensine I, dipeptidylaminopeptidase, carboxypeptidases). Deux critères semblent essentiels pour impliquer une peptidase dans l'inactivation d'un neuropeptide in vivo : l'inhibition de la peptidase doit protéger le neuropeptide endogène libéré, et reproduire les actions biologiques du neuropeptide. Ils ne sont actuellement réunis que pour l'enképhalinase et l'aminopeptidase M.
Le produit d'hydrolyse des enképhalines par l'enképhalinase est le tripeptide tyrosyl-glycyl-glycine (YGG), qui peut lui-même être dégradé par des aminopeptidases sensibles à la bestatine.
Ce tripeptide représente un métabolite endogène extracellulaire des enképhalines et son taux constitue un index de la vitesse de libération de ces peptides opioïdes, comme, par exemple, l'acide homovanillique pour la dopamine ou l'acide 5-hydroxyindolacétique pour la sérotonine.
En utilisant différentes molécules de synthèse agonistes ou antagonistes, ainsi que des tissus différents, les pharmacologues ont pu séparer les récepteurs d'opiacés en différentes sous-classes. Trois sous-classes principales, dénommées Mu (µ), Delta (d) et Kappa (k), sont actuellement généralement admises, mais l'existence d'autres sous-classes a aussi été suggérée. De toute façon, la séparation des effets entre les différents récepteurs est très difficile, car d'une part la plupart des molécules opioïdes n'ont qu'une spécificité relative pour les différents types de récepteurs opiacés, et d'autre part, il n'existe pas de systèmes de référence purs, c'est-à-dire dans lesquels la réponse serait déclenchée uniquement par l'une des sous-classes de récepteurs.
Les récepteurs opiacés sur lesquels se fixent les enképhalines sont les récepteurs opiacés de type µ et d. Il faut noter, cependant, que les récepteurs µ sont aussi les cibles d'un autre peptide opioïde endogène, la b-endorphine, issue d'un précurseur différent de celui qui donne naissance aux enképhalines : la proopiomélanocortine. Ces récepteurs sont impliqués dans l'ouverture des canaux potassium, l'inhibition de l'adénylate cyclase et l'inhibition des canaux Ca2+ voltage-dépendants.
Après avoir éveillé d'abord l'intérêt dans le domaine de l'analgésie, l'intérêt pour les peptides opioïdes s'est élargi. Leur présence dans de nombreuses structures nerveuses et endocrines de l'organisme a conduit à rechercher leur intervention dans de multiples domaines de la physiologie : réactions au stress, système cardio-vasculaire, comportements, appareil digestif, rein, maladies mentales, développement, etc.
L'inhibition complète de l'hydrolyse des enképhalines peut être réalisée après administration concomitante de thiorphan et de bestatine, ou de kélatorphan (inhibiteur mixte d'enképhalinase et d'aminopeptidase M). Ce protocole conduit à une augmentation des taux endogènes d'enképhalines libérées, qui vont pouvoir stimuler de façon prolongée leurs récepteurs et induire ainsi toute une série d'effets pharmacologiques et physiologiques. La spécificité de ces effets est assurée par leur complète réversibilité en présence d'un antagoniste des récepteurs opiacés (µ ou d). Ces expériences vont permettre de définir les fonctions physiologiques dans lesquelles ces peptides opioïdes sont impliqués et à travers quel type de récepteur (µ ou d) ils exercent leurs fonctions.
L'inhibition complète de l'hydrolyse des enképhalines conduit à des effets analgésiques dont la puissance est en moyenne de 30 à 40 % inférieure à celle qui est obtenue avec la morphine, sauf dans certains cas de stimulation nociceptive thermique (stimulation capable de menacer l'intégrité de l'organisme, proche de la douleur aiguë) ou de la douleur chronique.
Au niveau des structures cérébrales, l'analgésie induite par l'augmentation de la durée de vie des enképhalines endogènes semble impliquer l'activation des récepteurs opioïdes µ, alors qu'au niveau spinal, l'action des peptides opioïdes semble s'exercer par stimulation des sites d. Dans tous les cas, on n'observe pas de tolérance croisée.
De ce fait, l'analgésie induite par des agonistes µ comme la morphine s'ajoute à celle des opioïdes endogènes protégés par le kélatorphan et agissant sur les récepteurs d. Les deux systèmes de contrôle spinal de la douleur sont indépendants, de sorte que l'utilisation clinique des différentes substances est possible en cas de tolérance d'un patient à l'une d'entre elles. On a pu ainsi montrer que l'injection d'un dérivé synthétique des enképhalines interagissant préférentiellement avec les sites d dissipe la douleur de patients devenus résistants à la morphine.
D'autre part, fait important, le traitement chronique par ces inhibiteurs conduit à une analgésie sans tolérance, ni tolérance croisée avec la morphine et, de plus, sans manifestation de dépendance physique et psychique.
Les enképhalines sont capables, comme les morphiniques, de diminuer la vitesse de renouvellement de la noradrénaline et d'augmenter celle de la dopamine. Ces effets s'exercent par une action directe de ces peptides sur leurs récepteurs, localisés aussi bien sur les corps cellulaires que sur les terminaisons des neurones noradrénergiques (issus du locus coeruleus) ou dopaminergiques (issus de la substance noire ou de l'aire tegmentale ventrale). A l'inverse, les récepteurs dopaminergiques (de type D2) sont exprimés dans les neurones enképhalinergiques striataux, et leur stimulation par la dopamine entraîne une augmentation de la libération et de la synthèse des enképhalines. Ces résultats suggèrent une forte interaction entre enképhalines et neurones dopaminergiques (nigro-striataux et méso-cortico-limbiques) impliqués dans certaines pathologies comme la maladie de Parkinson, la schizophrénie ou la dépression.
Chez l'animal, les inhibiteurs de dégradation des enképhalines injectés dans le striatum, partie du cerveau qui reçoit les terminaisons des axones de la principale voie dopaminergique (nigro-striatale) et qui assure la coordination harmonieuse des mouvements, produisent une hypermotricité que l'on peut bloquer par les antagonistes spécifiques des récepteurs d et par des antagonistes des récepteurs D2, inhibiteurs de la transmission de la dopamine.
Injectés dans l'aire tegmentale ventrale, ils produisent une activation comportementale, due à l'activation des neurones dopaminergiques (prenant naissance dans cette structure). Ces effets, dus à la stimulation des récepteurs d, sont analogues à ceux qui sont produits par les psychostimulants comme la D-amphétamine et disparaissent après lésion de ces neurones dopaminergiques (sachant que cette destruction entraîne une perturbation de l'alternance différée, des persévérations et des troubles de l'attention sélective, suggérant une implication de ces neurones dans les processus cognitifs chez l'animal).
L'action des peptides opioïdes est certaine, dans les mécanismes de régularisation de la prise alimentaire et dans ceux qui contrôlent la motricité et les sécrétions digestives.
Les peptides opioïdes semblent coexister avec d'autres peptides dans les neurones intestinaux : en particulier VIP (vasoactive intestinal peptide), substance P, PHI (peptide histidine-isoleucine), NPY (neuropeptide Y), GRP (gastrin releasing peptide). La coexistence de plusieurs types de peptides opioïdes dans les mêmes neurones intestinaux semble aussi possible : on y trouve ensemble les enképhalines, la (Met-enk)-Arg-Phe, la (Met-enk)-Arg-Gly-Leu, mais aussi, de manière plus surprenante, de la dynorphine, marqueur de la proenképhaline B, et même, dans certains cas, de la bêta-endorphine, ce qui indiquerait, au moins chez le cobaye, que certains neurones expriment les trois précurseurs d'opioïdes, ce qui n'est pas pour simplifier la compréhension du système.
La première substance utilisée en thérapeutique fut un inhibiteur de l'enképhalinase, le thiorphan (sous forme de son précurseur, l'acétorphan). Comme les opioïdes (lopéramide), ces inhibiteurs ont montré des effets antidiarrhéiques par une action antisécrétoire impliquant les récepteurs d périphériques. A l'inverse du lopéramide qui interagit préférentiellement avec les récepteurs µ, l'acétorphan réduit peu le transit intestinal. D'autres applications potentielles de l'acétorphan, toujours en rapport avec l'existence du système enképhalinergique périphérique, se situent dans le traitement des inflammations de la sphère pancréato-biliaire.
La présence d'une riche innervation opioïde au niveau des plexus entériques suggère naturellement une fonction locale pour ces neurones dans la régulation de la motricité. Puisque des fibres opioïdes existent également dans les ganglions sympathiques prévertébraux, la moelle épinière, le système nerveux central, et que de très nombreux neurones non opioïdes portent des récepteurs opiacés, l'intervention des opioïdes dans la régulation de la motricité intestinale peut être soupçonnée à chacun de ces niveaux. Les abords expérimentaux visent en général à rechercher d'abord l'effet des peptides exogènes, puis l'effet des antagonistes, et enfin celui des inhibiteurs du métabolisme, pour tenter d'augmenter le taux des opioïdes endogènes. On peut ainsi décrire d'abord des effets pharmacologiques, puis espérer se rapprocher de la physiologie. Sur l'organisme entier de l'homme ou de l'animal, des effets des opioïdes sur la motricité ont pu être décrits au niveau de l'osophage (effets complexes sur le sphincter inférieur de l'osophage : relation par voie nerveuse, et contractions péristaltiques du corps de l'osophage), de l'estomac (augmentation de motricité après administration périphérique, diminution après administration centrale), de l'intestin grêle (stimulation ou inhibition selon les conditions expérimentales), du côlon (en général stimulation motrice et effet antitransit). L'ensemble de ces données indique que les opioïdes ont un effet important mais très complexe sur la motricité digestive. La complexité des effets vient de plusieurs facteurs : différences entre les opioïdes (exemples : enképhalines et dynorphines), différences entre les récepteurs, enfin et surtout endroit précis où a lieu la libération du peptide. Beaucoup des données accumulées à ce jour s'expliquent si l'on admet que le rôle majeur du système opioïde intestinal est un rôle régulateur, qui dans la plupart des cas n'agit pas directement sur l'effecteur musculaire lui-même, mais sur d'autres neurones excitant ou inhibant le muscle.
L'analyse des effets périphériques nécessite d'utiliser soit des préparation isolées, soit des modèles dans lesquels une injection locale de peptide permet d'espérer que la diffusion sera limitée à la paroi intestinale. A titre d'exemple, nous citerons quelques expériences effectuées sur la motricité de l'intestin grêle. Chez le chien in vivo, des injections intra-artérielles locales de Met-enk activent modérément la contraction du muscle circulaire de l'intestin lorsqu'il est au repos, et diminuent la motricité du même muscle lorsqu'elle est augmentée par la stimulation électrique transmurale qui excite l'ensemble des neurones de la paroi. L'activation par la Met-enk est obtenue avec des doses plus faibles que l'inhibition. La dynorphine inhibe l'intestin au repos. Ces données indiquent que les opioïdes agissent localement sur l'intestin grêle du chien en inhibant des neurones cholinergiques excitateurs par des récepteurs kappa, et en activant d'autres mécanismes, mu et delta, capables de stimuler le muscle. Ces derniers mécanismes activateurs seraient en partie musculaires directs et en partie nerveux. D'autres expériences, effectuées sur des anses grêles ou coliques in vitro, montrent que les neurones opioïdes sont impliqués dans la régulation du péristaltisme. Les ondes péristaltiques intestinales (contraction en amont d'une distension de la lumière, reliée au VIP) sont diminuées par les opioïdes et augmentées par la naloxone, ce qui implique l'existence d'un tonus opioïde inhibiteur (au moins in vitro). Sur une répartition adaptée (côlon moyen de rat ou de cobaye), il est possible de montrer que la contraction d'amont s'accompagne d'une augmentation de la libération d'opioïdes dans le bain, tandis que la relaxation d'aval s'accompagne d'une augmentation de la libération de VIP et d'une diminution de la libération d'opioïdes. Ceci peut s'expliquer si l'on suppose que les neurones opioïdes exercent une influence inhibitrice sur les neurones à VIP, qui sont eux-mêmes inhibiteurs du muscle circulaire intestinal. L'activité variable des neurones opioïdes permettrait ainsi de réguler le péristaltisme en modulant l'inhibition tonique permanente produite par les neurones à VIP. La question suivante sera de savoir ce qui module l'activité des neurones opioïdes eux-mêmes... Sont-ils connectés directement aux mécanorécepteurs qui détectent la distension luminale, où existe-t-il encore d'autres intermédiaires ?
On sait que l'essentiel des effets analgésiques des opiacés est dû à un effet au niveau du cerveau ou de la moelle épinière. En ce qui concerne la motricité gastro-intestinale, des injections intracérébroventriculaires (amenant le produit au niveau du cerveau) ou intrathécales (amenant le produit au niveau de la moelle épinière) de peptides opioïdes produisent des effets marqués. Il a été ainsi été rapporté des modifications de l'activité contractile gastrique, intestinale et colique, ainsi que des modifications du transit intestinal. Chez la souris, des études détaillées ont été faites concernant le ralentissement du transit intestinal à la suite d'administrations centrales de différents peptides possédant des affinités variées pour les récepteurs mu, delta et kappa. L'administration intracérébroventriculaire de plusieurs peptides à activité plutôt mu (bêta-endorphine, D-Ala-Met-enképhalinamide) produit un ralentissement du transit intestinal, qui n'est pas observé après des injections périphériques (intrapéritonéales) de doses 50 fois plus fortes. L'analyse des effets de peptides de synthèse possédant des affinités variables pour les différents types de récepteurs amène à conclure que les effets anti-transit des opioïdes utilisent des récepteurs mu au niveau cérébral, et des récepteurs mu et delta au niveau de la moelle épinière. Les circuits nerveux ou les mécanismes par lesquels ces effets centraux sont conduits jusqu'à la périphérie sont encore mal compris.
Les enképhalines se rencontrent dans la glande médullosurrénale, où elles sont libérées lors de la stimulation de cette glande. Quel est le rôle physiologique de cette sécrétion ? On n'a pas de réponse très claire. Remarquons toutefois que la médullosurrénale est une glande qui est sollicitée au moment où l'organisme fait face à un état de danger ou d'agression : elle libère des hormones, adrénaline et noradrénaline, qui stimulent le cour, les muscles et favorisent donc une réponse globale rapide de l'organisme en danger. La libération d'enképhalines par la médullosurrénale est donc parallèle à celle de la b-endorphine par l'hypophyse : dans les deux cas, ce sont des états de stress qui sont à l'origine de la sécrétion.
Les enképhalines sont aussi contenues dans la partie postérieure de l'hypophyse. Celle-ci sécrète deux hormones : la vasopressine (ADH) qui agit sur la pression sanguine et sur l'excrétion urinaire, et l'ocytocine qui provoque les contractions de l'utérus au moment du travail de l'accouchement et également l'éjection du lait.
Il est vraisemblable que les enképhalines contenues dans l'hypophyse postérieure agissent sur le métabolisme de ces deux hormones. De fait, on sait déjà que, selon les espèces animales, les opiacés accroissent ou diminuent l'excrétion urinaire. Une action sur l'ADH est donc vraisemblable. In vitro, différentes équipes ont montré que l'on pouvait inhiber la sécrétion de l'ADH ou de l'ocytocine par application d'opiacés. Il est vraisemblable que la sécrétion d'enképhalines agit comme signal de rétroaction (feed-back) pour limiter la sécrétion d'hormone.
Une retombée importante de ces études réside dans la possibilité d'affecter les transmissions enképhalinergiques au moyen d'une nouvelle classe d'agents pharmacologiques, les inhibiteurs de peptidases, dont les données actuelles indiquent qu'ils sont dépourvus des inconvénients majeurs des morphinomimétiques. Les études de pharmacologie expérimentale et clinique auxquelles sont soumis ces agents sont en train de définir leur spectre d'activité et les domaines de leur utilisation thérapeutique, notamment en gastro-entérologie.
Enfin, l'identification de leur précurseur et des deux enzymes responsables de l'inactivation des enképhalines endogènes a permis de préciser les voies de leur biosynthèse et de leur catabolisme cérébral. Une application directe de ces études a été d'ouvrir la voie à la première estimation de la synthèse et de la vitesse de libération de ces neuropeptides. A son tour, cette méthodologie devrait permettre de préciser les conditions physiologiques, pharmacologiques ou pathologiques au cours desquelles l'activité des neurones qui les libèrent est modifiée. Cette dernière manquait encore pour préciser les implications fonctionnelles de ces peptides opioïdes.
Les nerfs contenant des peptides ont certainement un rôle important dans le contrôle de la motricité intestinale. Leur fonction détaillée n'est cependant pas encore comprise dans le détail. Ceci tient aux multiples complexités du système : plusieurs familles de peptides opioïdes existent dans les neurones du système nerveux périphérique et central, et souvent coexistent entre elles et avec d'autres neuropeptides. Lorsqu'ils sont libérés par l'activité nerveuse, ces différents peptides agissent sur plusieurs types de récepteurs. Enfin, des neurones opioïdes (corps cellulaires et/ou terminaisons) existent à différents niveaux : plexus intrinsèques intestinaux, ganglions sympathiques prévertébraux, moelle épinière, cerveau. Leur fonction principale semble être la régulation du fonctionnement d'autres systèmes neuronaux. L'endroit exact où les peptides sont libérés est donc d'une importance primordiale, et explique pourquoi des injections de peptides exogènes n'ont que peu de chance de reproduire des effets physiologiques, puisque l'inondation des récepteurs présents en différents endroits peut déclencher simultanément des mécanismes opposés qui ne se produisent pas ainsi dans les circonstances physiologiques.
Une chose en tout cas est claire : considérer que "opiacé = analgésie" est une notion périmée, particulièrement lorsqu'on utilise des substances qui restent confinées aux compartiments périphériques, par leur nature ou par leur mode d'administration. Il est probable que les opioïdes sont neuromédiateurs ubiquitaires, au même titre que l'acétylcholine ou que la noradrénaline. Des substances modulant leur libération ou leur activité ont montré leur intérêt thérapeutique en gastro-entérologie.