Мелатонин Физиология, функции и медицинское использование

мелатонин Это гормон, присутствующий в организме человека, животных, растений, грибов, бактерий и даже некоторых водорослей. Его научное название - N-цетил-5-метокситриптамин. Он синтезируется из незаменимой аминокислоты, триптофана..

У людей и животных мелатонин вырабатывается главным образом в шишковидной железе и является основным веществом для широкого спектра клеточных, нейроэндокринных и нейрофизиологических процессов..

Важнейшая функция мелатонина заключается в регуляции суточного цикла сна, поэтому в некоторых случаях его используют для лечения расстройств сна..

Одна из основных характеристик этой молекулы заключается в ее биосинтезе, который в значительной степени зависит от изменений окружающего освещения.

Характеристика мелатонина

Мелатонин - это гормон, секретируемый шишковидной железой, открытие которого было установлено в 1917 году. В частности, его существование было обнаружено в результате исследования, в котором головастики питались экстрактом шишковидной железы..

При введении экстракта шишковидной железы наблюдалось появление темных пятен на коже животных из-за сокращения meláoforos..

Это вещество называлось мелатонином и впервые было выделено через сорок один год после его открытия в 1958 году. Примерно через десять лет была описана циклическая природа его секреции и его способность вызывать сон..

Мелатонин в настоящее время считается нейрогормоном, который вырабатывается пинеалоцитами (тип клеток) шишковидной железы, структура мозга, которая находится в промежуточном мозге..

Пинеальная железа вырабатывает мелатонин под влиянием супрахиазматического ядра, области гипоталамуса, которая получает от сетчатки информацию о суточных картинах света и тьмы..

Люди испытывают постоянное поколение мелатонина в мозге, которое заметно уменьшается к 30 годам. Аналогичным образом, в подростковом возрасте обычно происходят кальцификации в шишковидной железе, которые называются Корпорация Аренацея.

Синтез мелатонина частично определяется окружающим освещением благодаря его связи с супрахиазматическими ядрами гипоталамуса. То есть, чем больше уровень освещения, тем меньше вырабатывается мелатонина и чем меньше уровень освещения, тем больше вырабатывается этот гормон..

Этот факт подчеркивает важную роль, которую мелатонин играет в регуляции сна людей, а также важность освещения в этом процессе..

В настоящее время было показано, что мелатонин выполняет две основные функции: регулирует биологические часы и уменьшает окисление. Аналогичным образом, дефицит мелатонина обычно сопровождается такими симптомами, как бессонница или депрессия, и может мотивировать постепенное ускорение старения..

Хотя мелатонин является веществом, синтезируемым самим организмом, его также можно наблюдать в некоторых продуктах, таких как овес, вишня, кукуруза, красное вино, помидоры, картофель, орехи или рис..

Точно так же мелатонин продается сегодня в аптеках и парафармациях с различными презентациями и используется в качестве альтернативы лекарственным растениям или лекарствам, отпускаемым по рецепту, для борьбы, главным образом, с бессонницей..

физиология

Пинеальная железа представляет собой структуру, которая расположена в центре мозжечка, за третьим желудочком головного мозга. Эта структура содержит пинеалоциты, клетки, которые вырабатывают индоламины (мелатонин) и вазоактивные пептиды.

Таким образом, производство и секреция гормона мелатонина стимулируется волокнами постганглионарного нерва сетчатки. Эти нервы проходят через ретинохипоталамический тракт к супрахиазматическому ядру (гипоталамус).

Когда они находятся в супрахиазматическом ядре, волокна постганглионарного нерва проходят через верхний шейный ганглион до достижения шишковидной железы..

Как только они достигают шишковидной железы, они стимулируют синтез мелатонина, поэтому темнота активирует выработку мелатонина, в то время как свет препятствует выделению этого гормона..

Хотя внешний свет влияет на выработку мелатонина, этот фактор не определяет общее функционирование гормона.

То есть циркадный ритм секреции мелатонина контролируется эндогенным кардиостимулятором, расположенным в самом супрахиазматическом ядре, который не зависит от внешних факторов.

Однако окружающий свет обладает способностью увеличивать или повторно интенсифицировать процесс в зависимости от дозы. Мелатонин проникает в кровь, где он имеет пик концентрации между двумя и четырьмя часами утра.

Впоследствии количество мелатонина в крови постепенно уменьшается в течение остального периода темноты.

С другой стороны, мелатонин также представляет физиологические изменения в зависимости от возраста человека. До трехмесячного возраста человеческий мозг выделяет небольшое количество мелатонина.

Впоследствии синтез гормона увеличивается, достигая концентрации около 325 пг / мл в детстве. У молодых людей нормальная концентрация колеблется от 10 до 60 пг / мл, а при старении выработка мелатонина постепенно снижается.

Биосинтез и обмен веществ

Мелатонин - это вещество, которое биосинтезируется из триптофана, незаменимой аминокислоты, поступающей из пищи..

В частности, триптофан превращается непосредственно в мелатонин через фермент триптофангидроксилазу. Впоследствии это соединение декарбоксилируется и образует серотонин..

Как уже упоминалось, темнота активирует нейронную систему и стимулирует выработку нейротрансмиттера норэпинефрина. Когда норадреналин связывается с b1 адренергическими рецепторами пинеаллоцитов, активируется аденилциклаза.

Аналогичным образом, благодаря этому процессу увеличивается циклический АМФ, и мотивируется новый синтез N-ацилтрансферазы арилалкиламина (фермент синтеза меланина). Наконец, благодаря этому ферменту серотонин превращается в меланин.

Что касается метаболизма, мелатонин является гормоном, который метаболизируется в митохондриях и цитохроме р-гепатоцитов и быстро превращается в 6-гидроксимелатонин. Впоследствии он конъюгируется с глюкуроновой кислотой и выводится с мочой..

Факторы, которые модулируют секрецию мелатонина

В настоящее время элементы, способные модифицировать секрецию мелатонина, можно сгруппировать в две разные категории: факторы окружающей среды и эндогенные факторы..

Факторы окружающей среды в основном формируются за счет фотопериода (времен года солнечного цикла), времени года и температуры окружающей среды..

Что касается эндогенных факторов, то стресс и возраст являются элементами, которые могут мотивировать снижение выработки мелатонина..

Аналогичным образом, были установлены три различных типа секреции мелатонина: тип один, тип два и тип три.

Тип секреции мелатонина первого типа наблюдается у хомяков и характеризуется резким пиком секреции.

Тип два типа типичен для крыс-альбиносов, а также людей. В этом случае секреция характеризуется постепенным увеличением до достижения максимального пика секреции..

Наконец, остановка типа три наблюдалась у овец, она также характеризуется постепенным увеличением, но отличается от типа два тем, что достигает максимального уровня секреции и остается некоторое время, пока не начнет уменьшаться..

Фармакокинетика

Мелатонин является широко биодоступным гормоном. Организм не представляет морфологических барьеров для этой молекулы, так что мелатонин может быстро всасываться через слизистую оболочку носа, рта или желудочно-кишечного тракта..

Точно так же мелатонин - это гормон, который распределяется внутриклеточно во всех органеллах. После введения максимальный уровень в плазме достигается через 20-30 минут. Эта концентрация поддерживается в течение примерно полутора часов, а затем быстро снижается с периодом полураспада 40 минут.

На уровне мозга мелатонин вырабатывается в шишковидной железе и действует как эндокринный гормон, поскольку он выделяется в кровоток. Мозговыми областями действия мелатонина являются гиппокамп, гипофиз, гипоталамус и шишковидная железа.

С другой стороны, мелатонин также вырабатывается в сетчатке и в желудочно-кишечном тракте, где он действует как паракринный гормон. Точно так же мелатонин распределяется в не-нервных областях, таких как гонады, кишечник, кровеносные сосуды и иммунные клетки..

функции

Мелатонин содержит специфические, насыщаемые и обратимые рецепторы, и его сайты действия в основном влияют на циркадные ритмы. С другой стороны, ненейральные рецепторы мелатонина влияют на репродуктивную функцию, а периферийные устройства выполняют различные функции..

Мелатониновые рецепторы, по-видимому, играют важную роль в механизмах обучения и памяти мышей, и постулируется, что этот гормон может изменять электрофизиологические процессы, связанные с памятью, такие как длительное потенцирование.

С другой стороны, мелатонин влияет на иммунную систему и связан с такими заболеваниями, как СПИД, рак, старение, сердечно-сосудистые заболевания, ежедневные изменения ритма, сон и некоторые психические расстройства..

Некоторые клинические исследования показывают, что мелатонин также может играть важную роль в развитии патологий, таких как мигрень и головные боли, поскольку этот гормон является хорошим терапевтическим вариантом для борьбы с ними..

С другой стороны, было доказано, что мелатонин уменьшает повреждение тканей, вызванное ишемией, как в мозге, так и в сердце..

Наконец, теперь известно, что мелатонин действует на иммунную систему, хотя детали его воздействия несколько запутаны. В этом смысле мелатонин, по-видимому, вызывает выработку иммуноглобулина и стимуляцию фагоцитов..

Таким образом, функции мелатонина многочисленны и разнообразны, действуя как на уровне мозга, так и на уровне тела. Тем не менее, основная функция этого гормона заключается в регуляции биологических часов.

Медицинское использование

Многочисленные эффекты, которые мелатонин вызывает на физическое и мозговое функционирование людей, а также способность извлекать это вещество из определенных продуктов, мотивировали высокий уровень исследований о его медицинском применении..

Тем не менее, мелатонин был одобрен только в качестве лекарственного средства для краткосрочного лечения бессонницы первой степени у людей старше 55 лет. В этом смысле недавнее исследование показало, что мелатонин значительно увеличивает общее время сна у людей, страдающих от недосыпания..

Исследование о мелатонине

Хотя единственное одобренное медицинское применение мелатонина заключается в кратковременном лечении первичной бессонницы, в настоящее время проводятся многочисленные исследования терапевтических эффектов этого вещества..

В частности, исследована роль мелатонина как терапевтического инструмента при нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера, болезнь Хантингтона, болезнь Паркинсона или боковой амиотрофический склероз..

Предполагается, что этот гормон может быть лекарством, которое в будущем будет эффективно бороться с этими патологиями, однако сегодня вряд ли есть какие-либо исследования, которые бы предоставили научные доказательства его терапевтической полезности..

С другой стороны, несколько авторов публикуют мелатонин как хорошее вещество для борьбы с бредом у пожилых пациентов. В некоторых случаях эта терапевтическая полезность уже доказала свою эффективность.

Наконец, мелатонин представляет другие пути исследования, несколько менее изученные, но с хорошими перспективами на будущее.

Одним из наиболее распространенных случаев сегодня является роль этого гормона как стимулирующего вещества. Некоторые исследования показали, что введение мелатонина субъектам с СДВГ сокращает время, необходимое для засыпания..

Другими терапевтическими областями исследования являются головная боль, расстройства настроения (где было показано, что он эффективен для лечения сезонных аффективных расстройств), рак, желчь, ожирение, защита от радиации и шума в ушах..

ссылки

1. Кардинали Д.П., Бруско Л.И., Либерчук С. и др. Применение мелатонина при болезни Альцгеймера. Neuro Endocrinol Lett 2002; 23: 20-23.

2. Конти А, Конкони С, Хертенс Е, Скварло-Сонта К, Марковска М, Маэстрони Дж. М. Доказательства синтеза мелатонина в клетках костного мозга мыши и человека. J Pineal Re. 2000; 28 (4): 193-202.

3. Poeggeler B, Balzer I, Hardeland R, Lerchl A. Гормон шишковидной железы мелатонин колеблется также в динофлагелляте Gonyaulax polyedra. Naturwissenschaften. 1991; 78, 268-9.

4. Reiter RJ, Pablos MI, Agapito TT и соавт. Мелатонин в контексте теории старения свободных радикалов. Ann N Y Acad Sci 1996; 786: 362-378.

5. Van Coevorden A, Mockel J, Laurent E. Нейроэндокринные ритмы и сон у стареющих мужчин. Am J Physiol. 1991; 260: E651-E661.

6. Жаданова И.В., Вуртман Р.Ж., Реган М.М. и соавт. Мелатонин для лечения возрастной бессонницы. J Clin Endocrinol Metab 2001; 86: 4727-4730.