Fiziologija melatonina, funkcije in medicinska uporaba

The melatonin To je hormon, prisoten pri ljudeh, živalih, rastlinah, glivah, bakterijah in celo v nekaterih algah. Njegovo znanstveno ime je N-cetil-5-metoksitriptamin in se sintetizira iz esencialne aminokisline, triptofana.

Pri ljudeh in živalih se melatonin proizvaja predvsem v epifizi in je osnovna snov za širok spekter celičnih, nevroendokrinih in nevrofizioloških procesov..

Najpomembnejša funkcija melatonina je v uravnavanju dnevnega cikla spanja, zato se v nekaterih primerih uporablja kot zdravilo za motnje spanja..

Ena glavnih značilnosti te molekule je v njeni biosintezi, ki je v veliki meri odvisna od sprememb v zunanji svetlobi..

Značilnosti melatonina

Melatonin je hormon, ki ga izloča epifizna žleza, katere odkritje je bilo ustanovljeno leta 1917. Natančneje, njegov obstoj je bil odkrit s preiskavo, v kateri so bili paglavci krmljeni z izvlečkom epifize..

Pri dajanju ekstrakta epifize je bilo opaziti pojav temnih madežev na koži živali zaradi krčenja meláoforosov..

Ta snov je bila imenovana melatonin in je bila izolirana prvič štirideset in eno leto po odkritju leta 1958. Približno deset let kasneje je bila opisana ciklična narava njegovega izločanja in sposobnost sprožanja spanja..

Melatonin zdaj velja za nevrohormon, ki ga proizvajajo pinealociti (celični tip) epifize, možganske strukture, ki se nahaja v diencefalonu..

Epifiza ustvarja melatonin pod vplivom suprachiazmatskega jedra, področja hipotalamusa, ki prejema informacije iz mrežnice o dnevnih vzorcih svetlobe in teme..

V možganih se ljudje srečujejo s stalno generacijo melatonina, ki se občutno zmanjša za 30 let. Prav tako se od adolescence običajno pojavijo kalcifikacije v epifizi, ki se imenujejo corpora arenacea.

Sinteza melatonina je delno določena z zunanjo razsvetljavo, zahvaljujoč njeni povezavi s supriazazmatskimi jedri hipotalamusa. To pomeni, da večja je osvetljenost, manjša je proizvodnja melatonina in nižja je osvetljenost, večja je proizvodnja tega hormona..

To dejstvo poudarja pomembno vlogo melatonina pri regulaciji spanja ljudi, pa tudi pomembnost razsvetljave v tem procesu..

Trenutno je dokazano, da ima melatonin dve glavni funkciji: uravnava biološko uro in zmanjšuje oksidacijo. Prav tako so primanjkljaji melatonina običajno povezani s simptomi, kot so nespečnost ali depresija, in lahko spodbudijo postopno pospeševanje staranja..

Čeprav je melatonin snov, ki se sintetizira v samem telesu, je mogoče opaziti tudi v nekaterih živilih, kot so oves, češnje, koruza, rdeče vino, paradižnik, krompir, oreški ali riž..

Prav tako se melatonin danes prodaja v lekarnah in parafarmakah z različnimi predstavitvami in se uporablja kot alternativa zdravilnim zdravilom ali zdravilom na recept za boj proti nespečnosti..

Fiziologija

Pinealna žleza je struktura, ki se nahaja v središču majhnega mozga, za tretjim možganskim ventrikulom. Ta struktura vsebuje pinealocite, celice, ki proizvajajo indolamine (melatonin) in vazoaktivne peptide.

Tako nastajanje in izločanje hormona melatonina stimulirajo vlakna postganglionskega živca mrežnice. Ti živci potujejo skozi retinohipotalamični trakt v suprachiazmatsko jedro (hipotalamus)..

Ko se nahajajo v supriazazmatičnem jedru, vlakna postganglionskega živca preidejo skozi višji cervikalni ganglij, dokler ne dosežejo epifize..

Ko dosežejo epifizo, spodbudijo sintezo melatonina, razlog za temo, da aktivira melatonin, medtem ko svetloba zavira izločanje tega hormona..

Čeprav zunanja svetloba vpliva na proizvodnjo melatonina, ta faktor ne določa splošnega delovanja hormona.

To pomeni, da cirkadiani ritem izločanja melatonina nadzira endogeni srčni spodbujevalnik, ki se nahaja v samem suprakiazmatskem jedru, ki je neodvisen od zunanjih dejavnikov..

Vendar lahko svetloba v okolju poveča ali ponovno okrepi postopek na način, ki je odvisen od odmerka. Melatonin vstopi z difuzijo v krvni obtok, kjer ima koncentracijski vrh med dvema in štirimi jutri.

Potem se količina melatonina v krvnem obtoku postopoma zmanjšuje v preostalem obdobju teme.

Po drugi strani pa melatonin predstavlja tudi fiziološke spremembe, odvisne od starosti osebe. Do treh mesecev starosti človeški možgani izločajo majhne količine melatonina.

Nato se sinteza hormona poveča in doseže koncentracije okoli 325 pg / ml v otroštvu. Pri mlajših odraslih je normalna koncentracija med 10 in 60 pg / ml, med staranjem pa se proizvodnja melatonina postopoma zmanjšuje.

Biosinteza in presnova

Melatonin je snov, ki je biosintetizirana iz triptofana, esencialne aminokisline, ki prihaja iz hrane.

Natančneje, triptofan se neposredno pretvori v melatonin skozi encim triptofanhidroksilazo. Nato se ta spojina dekarboksilira in generira serotonin.

Kot že omenjeno, tema aktivira nevronski sistem in motivira sproščanje sproščanja norepinefrina. Ko se norepinefrin veže na b1 adrenergične receptorje pinealocitov, se aktivira adenil ciklaz.

S tem postopkom se poveča tudi ciklični AMP in spodbudi nova sinteza arilalkilamin N-aciltransferaze (encima sinteze melanina). Končno se serotonin skozi ta encim pretvori v melanin.

Glede metabolizma je melatonin hormon, ki se metabolizira v mitohondrijih in citokromu p-hepatocitov ter se hitro pretvori v 6-hidroksimelatonin. Nato se konjugira z glukuronsko kislino in se izloči z urinom.

Dejavniki, ki modulirajo izločanje melatonina

Trenutno lahko elemente, ki lahko spremenijo izločanje melatonina, razvrstimo v dve različni kategoriji: okoljske dejavnike in endogene dejavnike..

Okoljske dejavnike večinoma tvorijo fotoperiode (letni časi solarnega cikla), letni časi in temperatura okolja..

Glede na endogene dejavnike sta stres in starost elementa, ki lahko spodbudita zmanjšanje proizvodnje melatonina.

Podobno so bili ugotovljeni trije različni vzorci izločanja melatonina: tip 1, tip 2 in tip tri.

Vzorec izločanja melatonina tipa 1 je opažen pri hrčkih in je značilen z nenadnim vrhom izločanja.

Vzorec tipa 2 je značilen tako za podgana albino kot tudi za ljudi. V tem primeru je za izločanje značilno postopno povečevanje, dokler ne doseže maksimalnega vrha izločanja.

Nazadnje, pri ovcah so opazili ustavitev tipa 3, za katero je značilno tudi postopno povečanje, vendar se razlikuje od tipa 2 za doseganje najvišje ravni izločanja in ostane nekaj časa, dokler se ne začne zmanjševati..

Farmakokinetika

Melatonin je zelo razširjen hormon. Za to molekulo organizem ne predstavlja morfoloških ovir, tako da se melatonin lahko hitro absorbira skozi nosno, oralno ali gastrointestinalno sluznico..

Prav tako je melatonin hormon, ki je intracelularno porazdeljen v vseh organelih. Po dajanju se najvišja vrednost v plazmi doseže med 20 in 30 minut kasneje. Ta koncentracija se vzdržuje približno eno uro in pol in nato hitro upada s razpolovnim časom 40 minut.

Na ravni možganov se melatonin proizvaja v epifizi in deluje kot endokrini hormon, ker se sprosti v krvni obtok. Dejstva melatonina v možganih so hipokampus, hipofiza, hipotalamus in epifiza.

Po drugi strani pa se melatonin proizvaja tudi v mrežnici in v prebavnem traktu, kjer deluje kot parakrinski hormon. Prav tako se melatonin porazdeli v nevronskih regijah, kot so gonade, črevo, krvne žile in imunske celice..

Funkcije

Melatonin vsebuje specifične, nasičene in reverzibilne receptorje, njegova mesta delovanja pa vplivajo predvsem na cirkadiane ritme. Po drugi strani pa negativni melatoninski receptorji vplivajo na reproduktivno funkcijo, periferne naprave pa imajo različne funkcije.

Zdi se, da so melatoninski receptorji pomembni v mehanizmih učenja in spomina miši, in domneva se, da bi ta hormon lahko spremenil elektrofiziološke procese, povezane s spominom, kot je dolgoročno potenciranje..

Po drugi strani pa melatonin vpliva na imunski sistem in je povezan s stanjem, kot so aids, rak, staranje, bolezni srca in ožilja, dnevne spremembe v ritmu, spanje in nekatere psihiatrične motnje..

Nekatere klinične študije kažejo, da lahko melatonin igra tudi pomembno vlogo pri razvoju patologij, kot so migrena in glavoboli, saj je ta hormon dobra terapevtska možnost za boj proti njim..

Po drugi strani pa je dokazano, da melatonin zmanjšuje poškodbe tkiva, ki jih povzroča ishemija, tako v možganih kot v srcu..

Nazadnje je zdaj znano, da melatonin deluje na imunski sistem, čeprav so podrobnosti o njegovih učinkih nekoliko zmedene. V tem smislu se zdi, da melatonin povzroča nastajanje imunoglobulina in stimulacijo fagocitov.

Tako so funkcije melatonina številne in raznolike, delujejo tako na ravni možganov kot na telesni ravni. Glavna naloga tega hormona je v regulaciji biološke ure.

Medicinska uporaba

Večkratni učinki, ki jih povzroča melatonin na fizično in možgansko delovanje ljudi, kot tudi sposobnost ekstrakcije te snovi iz nekaterih živil, so spodbudili visoko raven raziskav o njeni medicinski uporabi..

Vendar je bil melatonin odobren le kot zdravilo za kratkoročno zdravljenje nespečnosti prve stopnje pri ljudeh, starejših od 55 let. V tem smislu je nedavna študija pokazala, da melatonin pomembno poveča celoten čas spanja pri ljudeh, ki trpijo zaradi pomanjkanja spanja.

Raziskave o melatoninu

Čeprav je edina odobrena medicinska uporaba melatonina v kratkotrajnem zdravljenju primarne nespečnosti, so trenutno v teku številne raziskave o terapevtskih učinkih te snovi..

Posebej je raziskana vloga melatonina kot terapevtskega orodja za nevrodegenerativne bolezni, kot je Alzheimerjeva bolezen, Huntingtonova bolezen, Parkinsonova bolezen ali amiotrofična lateralna skleroza..

Domneva se, da bi bil ta hormon lahko zdravilo, ki bo v prihodnosti učinkovito v boju proti tem boleznim, vendar pa danes skoraj ni raziskav, ki bi zagotovile znanstvene dokaze o njegovi terapevtski uporabnosti..

Po drugi strani pa več avtorjev napotuje melatonin kot dobro snov za boj proti zablodam pri starejših bolnikih. V nekaterih primerih se je ta terapevtska korist že izkazala za učinkovito.

Končno, melatonin predstavlja druge raziskovalne poti nekoliko manj preučene, vendar z dobrimi prihodnjimi možnostmi.

Eden izmed najbolj razcvetajočih primerov danes je vloga tega hormona kot stimulativne snovi. Nekatere raziskave so pokazale, da dajanje melatonina osebam z ADHD zmanjša čas, ki je potreben, da zaspi.

Druga terapevtska področja raziskave so glavobol, motnje razpoloženja (kjer se je izkazalo, da so učinkoviti pri zdravljenju sezonskih čustvenih motenj), rak, žolč, debelost, zaščita pred sevanjem in tinitus..

Reference

1. Cardinali DP, Brusco LI, Liberczuk C et al. Uporaba melatonina pri Alzheimerjevi bolezni. Neuro Endocrinol Lett 2002; 23: 20-23.

2. Conti A, Conconi S, Hertens E, Skwarlo-Sonta K, Markowska M, Maestroni JM. Dokazi za sintezo melatonina v mišjih in človeških celicah kostnega mozga. J Pineal Re. 2000; 28 (4): 193-202.

3. Poeggeler B, Balzer I, Hardeland R, Lerchl A. Pinealni hormon melatonin niha tudi v dinoflagelatu Gonyaulax polyedra. Naturwissenschaften. 1991; 78, 268-9.

4. Reiter RJ, Pablos MI, Agapito TT et al. Melatonin v kontekstu teorije staranja s prostimi radikali. Ann N Y Acad Sci 1996; 786: 362-378.

5. Van Coevorden A, Mockel J, Laurent E. Neuroendokrini ritmi in spanje pri starih moških. Am J Physiol. 1991; 260: E651-E661.

6. Zhadanova IV, Wurtman RJ, Regan MM et al. Zdravljenje melatonina zaradi nespečnosti, povezane s starostjo. J Clin Endocrinol Metab 2001; 86: 4727-4730.