Melatonino fiziologija, funkcijos ir medicininė paskirtis

The melatoninas Tai hormonas, esantis žmonėms, gyvūnams, augalams, grybams, bakterijoms ir netgi kai kurioms dumbliams. Jo mokslinis pavadinimas yra N-cetil-5-metoksitriptaminas ir yra sintezuojamas iš esminės aminorūgšties, triptofano..

Žmonėms ir gyvūnams melatoninas daugiausia gaminamas kankorėžinėje liaukoje ir yra pagrindinė medžiaga daugeliui ląstelių, neuroendokrininių ir neurofiziologinių procesų..

Svarbiausia melatonino funkcija yra kasdienio miego ciklo reguliavimas, todėl kai kuriais atvejais jis naudojamas kaip miego sutrikimų gydymas..

Viena iš pagrindinių šios molekulės savybių yra jos biosintezė, kuri labai priklauso nuo aplinkos apšvietimo pokyčių..

Melatonino savybės

Melatoninas yra kankorėžinės liaukos išskiriamas hormonas, kurio atradimas buvo sukurtas 1917 m. Konkrečiai, jo buvimas buvo aptiktas atliekant tyrimą, kurio metu uodegai buvo šeriami kankorėžinės liaukos ekstraktu..

Vartojant kankorėžinės liaukos ekstraktą, pastebėta tamsių dėmių atsiradimas ant gyvūnų odos, nes susitraukė melasoforai..

Ši medžiaga buvo vadinama melatoninu ir pirmą kartą buvo išskirta keturiasdešimt vienerius metus po jo atradimo 1958 m. Po dešimties metų buvo aprašytas ciklinis jo sekrecijos pobūdis ir gebėjimas sukelti miego..

Dabar melatoninas yra laikomas neurohormonu, kurį gamina pinealocitai (ląstelių tipas) iš gyslų liaukos, smegenų struktūra, esanti diencephalone..

Piniginė liauka generuoja melatoniną, veikiantį suprachiasmatinio branduolio, hipotalamo regiono, kuris gauna informaciją iš tinklainės apie kasdienius šviesos ir tamsos modelius, įtaką.

Žmonės savo smegenyse patiria nuolatinę melatonino kartą, kuri žymiai sumažėja iki 30 metų. Panašiai nuo paauglystės kepenų liaukos paprastai pasitaiko, o tai vadinama korpusas arenacea.

Melatonino sintezę iš dalies lemia aplinkos apšvietimas, nes jis susijęs su hipotalamo suprachiasmatiniais branduoliais. Tai yra, tuo didesnis apšvietimas, tuo mažesnis melatonino gamyba ir kuo mažesnis apšvietimas, tuo didesnis šio hormono susidarymas.

Šis faktas išryškina svarbų melatonino vaidmenį reguliuojant žmonių miegą, taip pat apšvietimo svarbą šiame procese..

Šiuo metu nustatyta, kad melatoninas turi dvi pagrindines funkcijas: reguliuoti biologinį laikrodį ir mažinti oksidaciją. Be to, melatonino deficitas paprastai būna susijęs su tokiais simptomais kaip nemiga arba depresija, o tai gali paskatinti laipsnišką senėjimo pagreitį..

Nors melatoninas yra pati organizmo sintezuojama medžiaga, ji taip pat gali būti pastebėta tam tikruose maisto produktuose, pavyzdžiui, avižose, vyšniuose, kukurūzuose, raudonuosiuose vynuose, pomidoruose, bulvėse, riešutuose arba ryžiuose..

Be to, šiandien melatoninas parduodamas vaistinėse ir parafarmacijose su skirtingais pristatymais ir yra naudojamas kaip alternatyva vaistiniams augalams ar receptiniams vaistams, siekiant kovoti, daugiausia su nemiga..

Fiziologija

Piniginė liauka yra struktūra, kuri yra smegenų centre, už trečiojo smegenų skilvelio. Šioje struktūroje yra pinealocitų, ląstelių, kurios generuoja indolaminus (melatoniną) ir vazoaktyvius peptidus.

Taigi hormono melatonino gamybą ir sekreciją skatina tinklainės postganglioninio nervo pluoštai. Šie nervai per retinohipotalaminį traktą patenka į suprachiasmatinę branduolį (hipotalamą)..

Kai jie yra suprachiasmatiniame branduolyje, postganglioninio nervo pluoštai praeina per viršutinę gimdos kaklelio ganglioną, kol pasieks piniginę liauką.

Kai jie pasiekia kankorėžinę liauką, jie skatina melatonino sintezę, kodėl tamsoje aktyvuojama melatonino gamyba, o šviesa slopina šio hormono sekreciją.

Nors išorinė šviesa veikia melatonino gamybą, šis faktorius nenustato bendro hormono veikimo.

Tai reiškia, kad cirkadinį melatonino sekrecijos ritmą kontroliuoja endogeninis širdies stimuliatorius, esantis pačiame suprachiasmatiniame branduolyje, kuris nepriklauso nuo išorinių veiksnių..

Tačiau aplinkos šviesa turi galimybę didinti arba dar labiau sustiprinti procesą nuo dozės priklausančiu būdu. Melatoninas patenka į difuziją į kraujotaką, kur jo koncentracija didžiausia tarp dviejų ir keturių ryto.

Vėliau melatonino kiekis kraujyje palaipsniui mažėja per visą tamsos laikotarpį.

Kita vertus, melatoninas taip pat turi fiziologinių skirtumų, priklausomai nuo asmens amžiaus. Iki trijų mėnesių amžiaus žmogaus smegenys išskiria nedidelį melatonino kiekį.

Vėliau hormono sintezė didėja, o vaikystėje pasiekiama maždaug 325 pg / ml koncentracija. Jauniems suaugusiems normali koncentracija svyruoja nuo 10 iki 60 pg / ml, o senėjimo metu melatonino gamyba palaipsniui mažėja.

Biosintezė ir metabolizmas

Melatoninas yra medžiaga, kuri biosintezuojama iš triptofano, būtinos amino rūgšties, gaunamos iš maisto.

Konkrečiai, triptofanas konvertuojamas tiesiai į melatoniną per fermentą triptofanhidroksilazę. Vėliau šis junginys dekarboksilinamas ir generuoja serotoniną.

Kaip minėta, tamsa aktyvuoja neuronų sistemą ir skatina neurotransmiterio norepinefrino išsiskyrimą. Kai norepinefrinas prisijungia prie b1 adrenerginių pineallocitų receptorių, adenilciklazė yra aktyvuota.

Taip pat šis procesas didina ciklinį AMP ir motyvuoja naują arilalkilamino N-aciltransferazės (melanino sintezės fermento) sintezę. Galiausiai, per šį fermentą serotoninas virsta melaninu.

Kalbant apie jo metabolizmą, melatoninas yra hormonas, kuris metabolizuojamas mitochondrijose ir p-hepatocituose, ir greitai virsta 6-hidroksimelatoninu. Vėliau jis yra konjuguotas su gliukurono rūgštimi ir išsiskiria su šlapimu.

Veiksniai, kurie moduliuoja melatonino sekreciją

Šiuo metu elementai, galintys modifikuoti melatonino sekreciją, gali būti suskirstyti į dvi skirtingas kategorijas: aplinkos veiksniai ir endogeniniai veiksniai.

Aplinkos veiksnius daugiausia formuoja fotoperiodas (saulės ciklo sezonai), metų laikai ir aplinkos temperatūra..

Kalbant apie endogeninius veiksnius, tiek stresas, tiek amžius, atrodo, yra elementai, galintys motyvuoti melatonino gamybos sumažėjimą.

Taip pat buvo nustatyti trys skirtingi melatonino sekrecijos modeliai: pirmasis tipas, antrasis ir trečias.

Tipas vienas melatonino sekrecijos modelis yra stebimas žiurkėnuose ir jam būdingas staigus sekrecijos pikas.

Dviejų tipų modeliai būdingi albino žiurkėms ir žmonėms. Šiuo atveju sekrecijai būdingas laipsniškas padidėjimas iki didžiausio sekrecijos piko pasiekimo.

Galiausiai, trijų tipų sustojimas buvo pastebėtas avyse, jam taip pat būdingas laipsniškas augimas, tačiau jis skiriasi nuo antrojo tipo, kad pasiektų didžiausią sekrecijos lygį ir ilgai išliktų, kol pradeda mažėti.

Farmakokinetika

Melatoninas yra plačiai biologiškai prieinamas hormonas. Šis organizmas nesuteikia morfologinių kliūčių šiai molekulei, todėl melatoninas gali greitai įsisavinti per nosies, burnos ar virškinimo trakto gleivinę..

Be to, melatoninas yra hormonas, kuris visose organelėse yra dalijamasi ląstelėse. Išgėrus maksimalią koncentraciją plazmoje pasiekiama po 20 ir 30 minučių. Ši koncentracija palaikoma maždaug pusantros valandos ir greitai mažėja, pusinės eliminacijos laikas yra 40 minučių.

Smegenų lygiu melatoninas gaminamas kankorėžinėje liaukoje ir veikia kaip endokrininis hormonas, nes jis patenka į kraują. Melatonino veikimo smegenų regionai yra hipokampas, hipofizė, hipotalamas ir kankorėžinė liauka..

Kita vertus, melatoninas taip pat gaminamas tinklainėje ir virškinimo trakte, kur jis veikia kaip parakrininis hormonas. Lygiai taip pat, melatoninas pasiskirsto ne neuroniniuose regionuose, pvz., Gonaduose, žarnyne, kraujagyslėse ir imuninėse ląstelėse..

Funkcijos

Melatonino sudėtyje yra specifinių, prisotinamų ir grįžtamųjų receptorių, o jo veikimo vietos daugiausia veikia cirkadinį ritmą. Kita vertus, neoriginalūs melatonino receptoriai veikia reprodukcinę funkciją, o periferiniai įrenginiai turi įvairias funkcijas.

Melatonino receptoriai yra svarbūs pelių mokymosi ir atminties mechanizmuose, ir teigiama, kad šis hormonas gali pakeisti su atmintimi susijusius elektrofiziologinius procesus, tokius kaip ilgalaikis potencialas.

Kita vertus, melatoninas veikia imuninę sistemą ir yra susijęs su tokiomis sąlygomis kaip AIDS, vėžys, senėjimas, širdies ir kraujagyslių ligos, kasdieniniai ritmo, miego ir tam tikrų psichikos sutrikimų pokyčiai..

Kai kurie klinikiniai tyrimai rodo, kad melatoninas taip pat gali vaidinti svarbų vaidmenį kuriant tokias patologijas kaip migrena ir galvos skausmai, nes šis hormonas yra geras gydomasis gydymo būdas..

Kita vertus, buvo įrodyta, kad melatoninas mažina išemijos sukeltus audinių pažeidimus tiek smegenyse, tiek širdyje..

Galiausiai, dabar yra žinoma, kad melatoninas veikia imuninę sistemą, nors jos poveikis yra šiek tiek painus. Šia prasme atrodo, kad melatoninas sukelia imunoglobulino gamybą ir stimuliuoja fagocitus.

Taigi melatonino funkcijos yra daug ir įvairios, veikiančios tiek smegenų, tiek kūno lygmeniu. Tačiau pagrindinė šio hormono funkcija yra biologinio laikrodžio reguliavimas.

Medicininė paskirtis

Melatonino daugialypis poveikis žmonių fiziniam ir smegenų veikimui, taip pat gebėjimas išgauti šią medžiagą iš tam tikrų maisto produktų paskatino aukšto lygio mokslinius tyrimus dėl jo medicininio naudojimo.

Tačiau melatoninas buvo patvirtintas tik kaip vaistas, skirtas trumpalaikiam pirmojo laipsnio nemiga gydymui vyresniems nei 55 metų asmenims. Šia prasme neseniai atliktas tyrimas parodė, kad melatoninas gerokai padidino miego trukmę žmonių, kenčiančių nuo miego trūkumo.

Tyrimai apie melatoniną

Nors vienintelis patvirtintas medicininis melatonino vartojimas yra trumpalaikis pirminės nemigos gydymas, šiuo metu atliekami keli šios medžiagos terapinio poveikio tyrimai..

Konkrečiai, tiriamas melatonino kaip neurodegeneracinių ligų, tokių kaip Alzheimerio liga, Huntingtono liga, Parkinsono liga arba amyotrofinė lateralinė sklerozė, vaidmuo..

Manoma, kad šis hormonas gali būti vaistas, kuris ateityje bus veiksmingas kovojant su šiomis patologijomis, tačiau šiandien beveik nėra jokių tyrimų, kurie pateiktų mokslinius įrodymus apie jo terapinę naudą..

Kita vertus, keletas autorių melatoniną nurodo kaip gerą medžiagą kovoti su piktnaudžiavimu pagyvenusiems pacientams. Kai kuriais atvejais ši terapinė nauda jau yra veiksminga.

Galiausiai, melatoninas pasižymi kitokiais tyrimais, kurie šiek tiek mažiau tiriami, tačiau turi geras ateities perspektyvas.

Vienas didžiausių šiandienos atvejų yra šio hormono kaip stimuliuojančios medžiagos vaidmuo. Kai kurie tyrimai parodė, kad melatonino skyrimas pacientams, sergantiems ADHD, sumažina laiką, kurio reikia užmigti.

Kitos gydymo sritys yra galvos skausmas, nuotaikos sutrikimai (kai įrodyta, kad jie yra veiksmingi gydant sezoninius afektinius sutrikimus), vėžys, tulžis, nutukimas, apsauga nuo radiacijos ir spengimas ausimis..

Nuorodos

1. Cardinali DP, Brusco LI, Liberczuk C et al. Melatonino vartojimas Alzheimerio liga. Neuro Endocrinol Lett 2002; 23: 20-23.

2. Conti A, Conconi S, Hertens E, Skwarlo-Sonta K, Markowska M, Maestroni JM. Melatonino sintezės įrodymas pelių ir žmogaus kaulų čiulpų ląstelėse. J Pineal Re. 2000; 28 (4): 193-202.

3. Poeggeler B, Balzer I, Hardeland R, Lerchl A. Pinealinis hormonas melatoninas taip pat svyruoja ir Gonyaulax polyedra dinoflagellate. Naturwissenschaften. 1991, 78, 268-9.

4. Reiteris RJ, Pablos MI, Agapito TT ir kt. Melatoninas laisvųjų radikalų senėjimo teorijos kontekste. Ann N Y Acad Sci 1996; 786: 362-378.

5. Van Coevorden A, Mockel J, Laurent E. Neuroendokrininiai ritmai ir miegas senstantiems vyrams. Am J Physiol. 1991; 260: E651-E661.

6. Zhadanova IV, Wurtman RJ, Regan MM ir kt. Melatonino gydymas dėl amžių, susijusio su amžiumi. J Clin Endocrinol Metab 2001; 86: 4727-4730.