Melatonīna fizioloģija, funkcijas un medicīniskā lietošana

The melatonīns Tas ir cilvēks, dzīvnieki, augi, sēnītes, baktērijas un pat dažas aļģes. Tās zinātniskais nosaukums ir N-cetil-5-metoksitriptamīns un tiek sintezēts no būtiskas aminoskābes, triptofāna..

Cilvēkiem un dzīvniekiem melatonīns tiek ražots galvenokārt krūšu dziedzerī, un tas ir būtiska viela dažādiem šūnu, neuroendokrīniem un neirofizioloģiskiem procesiem..

Melatonīna svarīgākā funkcija ir ikdienas miega cikla regulēšana, tāpēc dažos gadījumos to lieto kā miega traucējumu ārstēšanu..

Viena no šīs molekulas galvenajām īpašībām ir tās biosintēze, kas lielā mērā ir atkarīga no apkārtējā apgaismojuma izmaiņām..

Melatonīna raksturojums

Melatonīns ir hormons, ko izdalās pineal dziedzeris, kura atklājums tika izveidots 1917. gadā. Konkrētāk, tās eksistenci atklāja izmeklēšanā, kurā kārpiņi tika baroti ar krūšu dziedzeru ekstraktu..

Lietojot krūšu dziedzeru ekstraktu, novēroja tumšo plankumu parādīšanos uz dzīvnieku ādas, jo meláoforos sarūk..

Šī viela tika saukta par melatonīnu un pirmo reizi četrdesmit gadus pēc tās atklāšanas tika izolēta. Aptuveni desmit gadus vēlāk tika aprakstīts tās sekrēcijas cikliskais raksturs un spēja izraisīt miegu..

Melatonīnu tagad uzskata par neirohoronu, ko ražo pinealocīti (šūnu tips), kas pieder pie dzimumlocekļa, smadzeņu struktūra, kas atrodas diencephalonā..

Pinea dziedzeris ģenerē melatonīnu suprachiasmatiskā kodola, hipotalāmu reģiona, ietekmē, kas saņem informāciju no tīklenes par ikdienas gaismas un tumsas modeļiem.

Cilvēki smadzenēs piedzīvo pastāvīgu melatonīna veidošanos, kas ievērojami samazinās par 30 gadiem. Tāpat arī no pusaudžu vecuma kalkulācijām parasti rodas asinsizplūdums, ko sauc par corpora arenacea.

Melatonīna sintēzi daļēji nosaka apkārtējās vides apgaismojums, pateicoties tās savienojumam ar hipotalāmu suprachiasmatiskajiem kodoliem. Tas ir, jo lielāks apgaismojums, jo zemāks ir melatonīna ražošana un jo mazāks apgaismojums, jo lielāka ir šī hormona ražošana..

Šis fakts izceļ melatonīna svarīgo lomu cilvēku miega regulēšanā, kā arī apgaismojuma nozīmi šajā procesā..

Pašlaik ir pierādīts, ka melatonīnam ir divas galvenās funkcijas: regulēt bioloģisko pulksteni un samazināt oksidāciju. Tāpat melatonīna deficītu parasti pavada tādi simptomi kā bezmiegs vai depresija, un tas var motivēt pakāpenisku novecošanās paātrināšanu..

Lai gan melatonīns ir viela, ko sintezē pati iestāde, to var novērot arī noteiktos pārtikas produktos, piemēram, auzās, ķiršos, kukurūzā, sarkanvīnā, tomātos, kartupeļos, riekstos vai rīsiem..

Tāpat melatonīnu šodien pārdod aptiekās un parafarmacijās ar dažādām prezentācijām, un to izmanto kā alternatīvu ārstniecības augiem vai recepšu zālēm, lai apkarotu galvenokārt bezmiegu..

Fizioloģija

Kakla dziedzeris ir struktūra, kas atrodas smadzeņu centrā, aiz trešā smadzeņu kambara. Šī struktūra satur pinealocītus, šūnas, kas ģenerē indolamīnus (melatonīnu) un vazoaktīvos peptīdus.

Tādējādi hormona melatonīna veidošanos un sekrēciju stimulē tīklenes postgangliona nerva šķiedras. Šie nervi šķērso retinohipotalāmu traktu uz suprachiasmatisko kodolu (hipotalāmu)..

Kad viņi atrodas suprachiasmatiskajā kodolā, postgangliona nerva šķiedras šķērso augstāko dzemdes kakla ganglionu, līdz tiek sasniegts pineal dziedzeris..

Tiklīdz tie sasniegs pineal dziedzeri, tie stimulē melatonīna sintēzi, kāpēc tumsa aktivizē melatonīna veidošanos, bet gaisma kavē šī hormona sekrēciju..

Lai gan ārējā gaisma ietekmē melatonīna veidošanos, šis faktors nenosaka hormona vispārējo darbību.

Tas nozīmē, ka melatonīna sekrēcijas diennakts ritmu kontrolē endogēnais elektrokardiostimulators, kas atrodas pašā suprachiasmatiskajā kodolā, kas ir neatkarīgs no ārējiem faktoriem..

Tomēr apkārtējās vides gaismai ir iespēja palielināt vai atkārtoti pastiprināt procesu no devas atkarīgā veidā. Melatonīns nonāk ar difūziju asinsritē, kur koncentrācijas maksimums no rīta ir no diviem līdz četriem.

Pēc tam melatonīna daudzums asinsritē pakāpeniski samazinās pārējā tumsas periodā.

No otras puses, melatonīnam ir arī fizioloģiskas atšķirības atkarībā no personas vecuma. Līdz trīs mēnešu vecumam cilvēka smadzenes izplata nelielus melatonīna daudzumus.

Pēc tam palielinās hormona sintēze, sasniedzot aptuveni 325 pg / ml koncentrāciju bērnībā. Jauniem pieaugušajiem normālā koncentrācija svārstās no 10 līdz 60 pg / ml, un novecošanas laikā melatonīna ražošana pakāpeniski samazinās.

Biosintēze un vielmaiņa

Melatonīns ir viela, kas biosintēze no triptofāna, būtiskas aminoskābes, kas nāk no pārtikas.

Konkrēti, triptofāns tiek tieši pārvērsts par melatonīnu, izmantojot fermentu triptofānhidroksilāzi. Pēc tam šis savienojums dekarboksilē un rada serotonīnu.

Kā jau minēts, tumsa aktivizē neironu sistēmu un motivē neirotransmitera norepinefrīna izdalīšanos. Kad norepinefrīns saistās ar pineallocītu b1 adrenerģiskajiem receptoriem, tiek aktivizēts adenilciklāze.

Tāpat šis process palielina ciklisko AMP un motivē jaunu arilalkilamīna N-aciltransferāzes (melanīna sintēzes enzīmu) sintēzi. Visbeidzot, izmantojot šo fermentu, serotonīns tiek pārveidots par melanīnu.

Attiecībā uz vielmaiņu melatonīns ir hormons, kas metabolizējas mitohondrijās un citohroma p-hepatocītos un ātri pārvēršas par 6-hidroksimelatonīnu. Pēc tam tā tiek konjugēta ar glikuronskābi un izdalās ar urīnu.

Faktori, kas modulē melatonīna sekrēciju

Pašlaik elementus, kas spēj mainīt melatonīna sekrēciju, var iedalīt divās dažādās kategorijās: vides faktori un endogēni faktori.

Vides faktori galvenokārt veidojas no fotoperioda (saules cikla sezonas), gada sezonām un vides temperatūras..

Attiecībā uz endogēnajiem faktoriem gan stress, gan vecums, šķiet, ir elementi, kas var motivēt melatonīna ražošanas samazināšanos.

Tāpat ir izveidoti trīs dažādi melatonīna sekrēcijas veidi: pirmais, otrais un trešais veids.

Viena veida melatonīna sekrēcijas modelis ir novērots kāmjiem, un tam raksturīgs pēkšņs sekrēcijas maksimums.

Otrā tipa modelis ir raksturīgs gan albīniem, gan cilvēkiem. Šajā gadījumā sekrēcijai raksturīga pakāpeniska palielināšanās līdz maksimālā sekrēcijas maksimuma sasniegšanai.

Visbeidzot, aitu tipos ir novērota trīs tipa apstāšanās, to raksturo arī pakāpenisks pieaugums, bet atšķiras no otrā veida, lai sasniegtu maksimālo sekrēcijas līmeni un paliktu kādu laiku, līdz tas sāk samazināties.

Farmakokinētika

Melatonīns ir plaši bioloģiski pieejams hormons. Šim molekulam organismam nav morfoloģisku barjeru, tāpēc melatonīns var ātri uzsūkties caur deguna, perorālo vai kuņģa-zarnu trakta gļotādu..

Tāpat melatonīns ir hormons, kas izplatās intracelulāri visos organellos. Pēc ievadīšanas maksimālais līmenis plazmā tiek sasniegts pēc 20 līdz 30 minūtēm. Šī koncentrācija saglabājas apmēram pusotru stundu un pēc tam strauji samazinās, pusperiods ir 40 minūtes.

Smadzeņu līmenī melatonīns tiek ražots zarnu dziedzerī un darbojas kā endokrīnais hormons, jo tas nonāk asinsritē. Melatonīna darbības smadzeņu reģioni ir hipokamps, hipofīzes, hipotalāma un pineal dziedzeris..

No otras puses, melatonīns tiek ražots arī tīklenē un kuņģa-zarnu traktā, vietās, kur tas darbojas kā paracrīna hormons. Tāpat melatonīns tiek izplatīts neironu reģionos, piemēram, dzimumdziedzeros, zarnās, asinsvados un imūnās šūnās..

Funkcijas

Melatonīns satur specifiskus, piesātināmus un atgriezeniskus receptorus, un tās darbības vietas galvenokārt ietekmē cirkadianta ritmus. No otras puses, neironālie melatonīna receptori ietekmē reproduktīvo funkciju, un perifērijas ierīcēm ir dažādas funkcijas.

Melatonīna receptoriem šķiet svarīga nozīme peles mācīšanās un atmiņas mehānismos, un ir pieņemts, ka šis hormons var mainīt ar atmiņu saistītus elektrofizioloģiskos procesus, piemēram, ilgstošu potenciālu..

No otras puses, melatonīns ietekmē imūnsistēmu un ir saistīts ar tādiem apstākļiem kā AIDS, vēzis, novecošanās, sirds un asinsvadu slimības, ikdienas ritma, miega un dažu psihisku traucējumu izmaiņas..

Daži klīniskie pētījumi liecina, ka melatonīnam var būt nozīmīga loma patoloģiju, piemēram, migrēnas un galvassāpju, attīstībā, jo šis hormons ir laba terapeitiska iespēja to apkarošanai..

No otras puses, ir pierādīts, ka melatonīns samazina išēmijas izraisītos audu bojājumus gan smadzenēs, gan sirdī..

Visbeidzot, tagad ir zināms, ka melatonīns iedarbojas uz imūnsistēmu, lai gan sīkāka informācija par tās iedarbību ir nedaudz mulsinoša. Šajā ziņā melatonīns, šķiet, izraisa imūnglobulīna veidošanos un fagocītu stimulāciju.

Tādējādi melatonīna funkcijas ir daudzas un dažādas, kas darbojas gan smadzeņu līmenī, gan ķermeņa līmenī. Tomēr šī hormona galvenā funkcija ir bioloģiskā pulksteņa regulēšana.

Medicīniskā izmantošana

Melatonīna daudzveidīgā ietekme uz cilvēku fizisko un smadzeņu darbību, kā arī spēja iegūt šo vielu no dažiem pārtikas produktiem ir motivējusi augstu pētījumu līmeni par tā medicīnisko lietošanu..

Tomēr melatonīns ir apstiprināts tikai kā zāles pirmās pakāpes bezmiega ārstēšanai cilvēkiem, kas vecāki par 55 gadiem. Šajā ziņā nesenais pētījums parādīja, ka melatonīns ievērojami palielināja kopējo miega laiku cilvēkiem, kuri cieš no miega trūkuma.

Pētījumi par melatonīnu

Lai gan melatonīna vienīgais apstiprinātais medicīniskais pielietojums ir primārās bezmiegas īslaicīga ārstēšana, pašlaik tiek veikti vairāki pētījumi par šīs vielas terapeitisko iedarbību..

Konkrētāk, tiek pētīta melatonīna kā terapeitiskā līdzekļa loma neirodeģeneratīvām slimībām, piemēram, Alcheimera slimībai, Huntingtona slimībai, Parkinsona slimībai vai amyotrofai laterālajai sklerozei..

Ir apgalvots, ka šis hormons varētu būt zāles, kas nākotnē būs efektīvs šo patoloģiju apkarošanā, tomēr šodien nav gandrīz nekādu pētījumu, kas sniegtu zinātniskus pierādījumus par tās terapeitisko lietderību..

No otras puses, vairāki autori melatonīnu uzskata par labu vielu, lai cīnītos ar murgiem vecāka gadagājuma pacientiem. Dažos gadījumos šī ārstnieciskā lietderība jau ir izrādījusies efektīva.

Visbeidzot, melatonīns iepazīstina ar citiem pētniecības ceļiem, kas ir nedaudz mazāk pētīti, bet ar labām nākotnes perspektīvām.

Viens no lielākajiem šodienas gadījumiem ir šī hormona kā stimulējošas vielas loma. Daži pētījumi liecina, ka melatonīna ievadīšana pacientiem ar ADHD samazina laiku, kas nepieciešams, lai aizmigtu.

Citas terapeitiskās pētniecības jomas ir galvassāpes, garastāvokļa traucējumi (ja ir pierādīts, ka tas ir efektīvs sezonālu afektīvu traucējumu ārstēšanai), vēzis, žults, aptaukošanās, aizsardzība pret radiāciju un troksnis ausīs..

Atsauces

1. Cardinali DP, Brusco LI, Liberczuk C et al. Melatonīna lietošana Alcheimera slimībā. Neuro Endocrinol Lett 2002; 23: 20-23.

2. Conti A, Conconi S, Hertens E, Skwarlo-Sonta K, Markowska M, Maestroni JM. Pierādījumi par melatonīna sintēzi peles un cilvēka kaulu smadzeņu šūnās. J Pineal Re. 2000; 28 (4): 193-202.

3. Poeggeler B, Balzer I, Hardeland R, Lerchl A. Pineal hormons melatonīns svārstās arī Gonyaulax poliedras dinoflagellate. Naturwissenschaften. 1991; 78, 268-9.

4. Reiter RJ, Pablos MI, Agapito TT et al. Melatonīns saistībā ar brīvo radikāļu novecošanas teoriju. Ann N Y Acad Sci 1996; 786: 362-378.

5. Van Coevorden A, Mockel J, Laurent E. Neuroendokrīnie ritmi un miega novecošanās. Am J Physiol. 1991; 260: E651-E661.

6. Zhadanova IV, Wurtman RJ, Regan MM et al. Melatonīna ārstēšana ar vecumu saistītā bezmiegā. J Clin Endocrinol Metab 2001; 86: 4727-4730.