Fyziológia, funkcie a lekárske použitie

melatonín Je to hormón prítomný u ľudí, zvierat, rastlín, húb, baktérií a dokonca aj niektorých rias. Jeho vedecký názov je N-cetyl-5-metoxytryptamín a je syntetizovaný z esenciálnej aminokyseliny, tryptofánu..

U ľudí a zvierat sa melatonín vyrába hlavne v epifýze a je základnou substanciou pre široké spektrum bunkových, neuroendokrinných a neurofyziologických procesov..

Najdôležitejšia funkcia melatonínu spočíva v regulácii denného cyklu spánku, preto sa v niektorých prípadoch používa ako liečba porúch spánku..

Jedna z hlavných charakteristík tejto molekuly spočíva v jej biosyntéze, ktorá vo veľkej miere závisí od zmien okolitého osvetlenia.

Charakteristika melatonínu

Melatonín je hormón vylučovaný epifýzou, ktorej objav bol založený v roku 1917. Konkrétne, jeho existencia bola zistená pomocou vyšetrovania, v ktorom boli kŕmené pulzóny extraktom epifýzy..

Pri podávaní extraktu epifýzy bol pozorovaný výskyt tmavých škvŕn na koži zvierat v dôsledku kontrakcie meláoforov..

Táto látka sa nazýva melatonín a prvýkrát sa izolovala štyridsaťjeden rokov po jej objavení v roku 1958. O desať rokov neskôr bola opísaná cyklická povaha jeho sekrécie a jej schopnosť indukovať spánok..

Melatonín je teraz považovaný za neurohormón, ktorý je produkovaný pinealocytmi (typ buniek) epifýzy, mozgovej štruktúry, ktorá sa nachádza v diencefalone..

Šišinka vytvára melatonín pod vplyvom suprachiasmatického jadra, oblasti hypotalamu, ktorá prijíma informácie zo sietnice o denných vzorcoch svetla a tmy.

Ľudia zažívajú v mozgu konštantnú generáciu melatonínu, ktorá výrazne klesá o 30 rokov. Podobne, z adolescencie sa zvyčajne vyskytujú kalcifikácie v epifýze, ktoré sa nazývajú corpora arenacea.

Syntéza melatonínu je čiastočne determinovaná okolitým osvetlením vďaka jeho prepojeniu s suprachiasmatickými jadrami hypotalamu. Čím väčšie je osvetlenie, tým nižšia je produkcia melatonínu a tým nižšie je osvetlenie, tým väčšia je produkcia tohto hormónu..

Táto skutočnosť poukazuje na dôležitú úlohu, ktorú zohráva melatonín v regulácii spánku ľudí, ako aj význam osvetlenia v tomto procese..

V súčasnosti sa ukázalo, že melatonín má dve hlavné funkcie: reguláciu biologických hodín a zníženie oxidácie. Podobne sú deficity melatonínu zvyčajne sprevádzané symptómami, ako je nespavosť alebo depresia, a mohli by motivovať postupné zrýchľovanie starnutia.

Hoci melatonín je látka syntetizovaná samotným telom, možno ju pozorovať aj v určitých potravinách, ako sú ovos, čerešne, kukurica, červené víno, paradajky, zemiaky, orechy alebo ryža.

Podobne, melatonín sa dnes predáva v lekárňach a parafarmách s rôznymi prezentáciami a používa sa ako alternatíva k liečivým liečivám alebo liekom na predpis na boj proti hlavne nespavosti..

fyziológie

Šišinka je štruktúra, ktorá sa nachádza v strede mozočka, za treťou mozgovou komorou. Táto štruktúra obsahuje pinealocyty, bunky, ktoré generujú indolamíny (melatonín) a vazoaktívne peptidy.

Produkcia a sekrécia hormónu melatonínu je teda stimulovaná vláknami postganglionického nervu sietnice. Tieto nervy prechádzajú retinohipothalamickým traktom do suprachiasmatického jadra (hypotalamus).

Keď sú v suprachiasmatickom jadre, vlákna postganglionického nervu prechádzajú cez vrchný krčný ganglion až do dosiahnutia epifýzy.

Akonáhle dosiahnu epifýzu, stimulujú syntézu melatonínu, preto tma aktivuje produkciu melatonínu, zatiaľ čo svetlo inhibuje vylučovanie tohto hormónu..

Aj keď vonkajšie svetlo ovplyvňuje produkciu melatonínu, tento faktor neurčuje celkové fungovanie hormónu.

To znamená, že cirkadiánny rytmus sekrécie melatonínu je kontrolovaný endogénnym kardiostimulátorom umiestneným v suprachiasmatickom jadre samotnom, ktorý je nezávislý od vonkajších faktorov.

Avšak okolité svetlo má schopnosť zvýšiť alebo zintenzívniť proces spôsobom závislým od dávky. Melatonín vstupuje difúziou do krvného obehu, kde má vrchol koncentrácie medzi dvoma a štyrmi ráno.

Následne sa množstvo melatonínu v krvnom riečišti postupne znižuje počas zvyšku obdobia tmy.

Na druhej strane, melatonín tiež predstavuje fyziologické variácie v závislosti od veku osoby. Až do troch mesiacov veku ľudský mozog vylučuje malé množstvo melatonínu.

Následne sa zvýši syntéza hormónu a dosiahne koncentrácie približne 325 pg / ml počas detstva. U mladých dospelých sa normálna koncentrácia pohybuje medzi 10 a 60 pg / ml a počas starnutia sa produkcia melatonínu postupne znižuje.

Biosyntéza a metabolizmus

Melatonín je látka, ktorá je biosyntetizovaná z tryptofánu, esenciálnej aminokyseliny, ktorá pochádza z potravy.

Konkrétne sa tryptofán premieňa priamo na melatonín prostredníctvom enzýmu tryptofanhydroxylázy. Následne je táto zlúčenina dekarboxylovaná a vytvára serotonín.

Ako už bolo spomenuté, tma aktivuje neuronálny systém a motivuje produkciu uvoľňovania norepinefrínu neurotransmiterom. Keď sa norepinefrin viaže na b1 adrenergné receptory pineallocytov, aktivuje sa adenylcykláza.

Podobne sa týmto spôsobom zvyšuje cyklický AMP a je motivovaná nová syntéza arylalkylamín-N-acyltransferázy (enzým syntézy melanínu). Nakoniec sa týmto enzýmom serotonín transformuje na melanín.

Čo sa týka jeho metabolizmu, melatonín je hormón, ktorý je metabolizovaný v mitochondriách a p-hepatocytových citrómoch a rýchlo sa konvertuje na 6-hydroxymelatonín. Následne sa konjuguje s kyselinou glukurónovou a vylučuje sa močom.

Faktory, ktoré modulujú sekréciu melatonínu

V súčasnosti môžu byť prvky, ktoré sú schopné modifikovať sekréciu melatonínu, rozdelené do dvoch rôznych kategórií: faktory životného prostredia a endogénne faktory.

Faktory životného prostredia sú tvorené hlavne fotoperiodou (obdobia slnečného cyklu), ročnými obdobiami a teplotou prostredia..

Čo sa týka endogénnych faktorov, zdá sa, že stres aj vek sú prvkami, ktoré môžu motivovať zníženie produkcie melatonínu..

Podobne boli stanovené tri rôzne vzory sekrécie melatonínu: typ jedna, typ dva a typ tri.

Typ sekrécie melatonínu typu 1 je pozorovaný u škrečkov a je charakterizovaný náhlym vrcholom sekrécie.

Vzor typu dva je typický pre albínskych potkanov, ako aj ľudí. V tomto prípade je sekrécia charakterizovaná postupným zvyšovaním až do dosiahnutia maximálneho sekrečného píku.

Nakoniec sa zastavenie typu 3 pozorovalo u oviec, vyznačuje sa aj postupným zvyšovaním, ale líši sa od typu dva pre dosiahnutie maximálnej úrovne sekrécie a zostania na chvíľu, kým nezačne klesať..

farmakokinetika

Melatonín je široko biologicky dostupný hormón. Organizmus nepredstavuje pre túto molekulu morfologické bariéry, takže melatonín sa môže rýchlo absorbovať cez nosovú, orálnu alebo gastrointestinálnu sliznicu..

Podobne, melatonín je hormón, ktorý je distribuovaný intracelulárne vo všetkých organelách. Po podaní je maximálna hladina v plazme dosiahnutá o 20 až 30 minút neskôr. Táto koncentrácia sa udržuje asi hodinu a pol a potom rýchlo klesá s polčasom 40 minút.

Na úrovni mozgu sa melatonín produkuje v epifýze a pôsobí ako endokrinný hormón, pretože sa uvoľňuje do krvného obehu. Mozgovými oblasťami pôsobenia melatonínu sú hipokampus, hypofýza, hypotalamus a epifýza..

Na druhej strane, melatonín sa tiež vyrába v sietnici av gastrointestinálnom trakte, kde pôsobí ako parakrinný hormón. Podobne je melatonín distribuovaný v ne-neurálnych oblastiach, ako sú gonády, črevo, krvné cievy a imunitné bunky..

funkcie

Melatonín obsahuje špecifické, saturovateľné a reverzibilné receptory a jeho účinky pôsobia hlavne na cirkadiánne rytmy. Na druhej strane neneurálne receptory melatonínu ovplyvňujú reprodukčnú funkciu a periférie majú rôzne funkcie.

Receptory melatonínu sa zdajú byť dôležité v mechanizmoch učenia a pamäti myší a predpokladá sa, že tento hormón môže meniť elektrofyziologické procesy spojené s pamäťou, ako je dlhodobá potenciácia.

Na druhej strane melatonín ovplyvňuje imunitný systém a súvisí so stavmi ako AIDS, rakovina, starnutie, kardiovaskulárne ochorenia, denné zmeny rytmu, spánku a určitých psychiatrických porúch..

Niektoré klinické štúdie naznačujú, že melatonín môže tiež zohrávať dôležitú úlohu vo vývoji patológií, ako je migréna a bolesti hlavy, pretože tento hormón je dobrou terapeutickou možnosťou na boj proti nim..

Na druhej strane sa dokázalo, že melatonín znižuje poškodenie tkaniva spôsobené ischémiou, a to tak v mozgu, ako aj v srdci..

Nakoniec je teraz známe, že melatonín pôsobí na imunitný systém, hoci podrobnosti o jeho účinkoch sú trochu mätúce. V tomto zmysle sa zdá, že melatonín spôsobuje produkciu imunoglobulínu a stimuláciu fagocytov.

Preto sú funkcie melatonínu mnohé a rôznorodé, pôsobia ako na úrovni mozgu, tak na úrovni tela. Hlavná funkcia tohto hormónu však spočíva v regulácii biologických hodín.

Lekárske použitie

Viacnásobné účinky, ktoré melatonín spôsobuje na fyzickú a mozgovú činnosť ľudí, ako aj schopnosť extrahovať túto látku z určitých potravín motivuje k vysokej úrovni výskumu o jej medicínskom využití.

Melatonín bol však schválený len ako liek na krátkodobú liečbu nespavosti prvého stupňa u ľudí starších ako 55 rokov. V tomto zmysle nedávna štúdia ukázala, že melatonín významne zvyšuje celkový čas spánku u ľudí trpiacich depriváciou spánku.

Výskum melatonínu

Aj keď jediné schválené lekárske použitie melatonínu spočíva v krátkodobej liečbe primárnej insomnie, v súčasnosti prebieha viacnásobné vyšetrenie terapeutických účinkov tejto látky..

Konkrétne sa skúma úloha melatonínu ako terapeutického nástroja pre neurodegeneratívne ochorenia, ako je Alzheimerova choroba, Huntingtonova choroba, Parkinsonova choroba alebo amyotrofická laterálna skleróza..

Predpokladá sa, že tento hormón by mohol byť liek, ktorý bude v budúcnosti účinný v boji proti týmto patológiám, dnes však sotva existujú štúdie, ktoré by poskytovali vedecké dôkazy o jeho terapeutickom využití..

Na druhej strane, viacerí autori po melatoníne ako dobrú látku bojujú proti bludom u starších pacientov. V niektorých prípadoch sa táto terapeutická užitočnosť ukázala ako účinná.

Nakoniec, melatonín predstavuje iné výskumné cesty o niečo menej študované, ale s dobrými vyhliadkami do budúcnosti.

Jedným z najvýraznejších prípadov dnes je úloha tohto hormónu ako stimulujúcej látky. Niektoré výskumy ukázali, že podávanie melatonínu pacientom s ADHD znižuje čas potrebný na zaspávanie.

Ďalšími terapeutickými oblasťami výskumu sú bolesti hlavy, poruchy nálady (kde sa ukázalo, že sú účinné pri liečbe sezónnej afektívnej poruchy), rakoviny, žlče, obezity, ochrany pred žiarením a tinitu..

referencie

1. Cardinali DP, Brusco LI, Liberczuk C a kol. Použitie melatonínu pri Alzheimerovej chorobe. Neuro Endocrinol Lett 2002; 23: 20-23.

2. Conti A, Conconi S, Hertens E, Skwarlo-Sonta K, Markowska M, Maestroni JM. Dôkaz syntézy melatonínu v bunkách myšacej a ľudskej kostnej drene. J. Pineal Re. 2000, 28 (4): 193-202.

3. Poeggeler B, Balzer I, Hardeland R, Lerchl A. Pineal hormón melatonín osciluje aj v dinoflagelát Gonyaulax polyedra. Naturwissenschaften. 1991, 78, 268-9.

4. Reiter RJ, Pablos MI, Agapito TT a kol. Melatonín v kontexte teórie starnutia voľných radikálov. Ann N Y Acad Sci 1996; 786: 362-378.

5. Van Coevorden A, Mockel J, Laurent E. Neuroendokrinné rytmy a spánok u starnúcich mužov. Am. J. Physiol. 1991, 260: E651-E661.

6. Zhadanova IV, Wurtman RJ, Regan MM a kol. Liečba melatonínom pre nespavosť súvisiacu s vekom. J Clin Endocrinol Metab 2001; 86: 4727-4730.