Мелатонин роль в организме: Мелатонин: роль в организме и терапевтические возможности. Опыт применения препарата Мелаксен в российской медицинской практике | Мендель В.Э., Мендель О.И.

Роль мелатонина в физиологии и патологии кожи

В настоящее время появляется все больше данных об экстрапинеальных очагах синтеза мелатонина и наличии тканеспецифических локальных мелатонинергических систем, которые имеют определенную биологическую роль в противодействии специфическим тканевым стрессорам in situ. На уровне кожи мелатонин действует как антиоксидантное и цитопротекторное вещество, а также играет фундаментальную роль в поддержании гомеостаза кожи. Кожная мелатонинергическая система может выступать в качестве авто- или паракринных протекторов против экологически индуцированных повреждений.

Роль суточных ритмов в физиологии кожи. Хорошо известно, что кожный покров, занимая пограничное положение, постоянно подвергается воздействию факторов внешней среды, таких как ультрафиолетовое (УФ) излучение, влажность, колебания температуры и т. д. В связи с этим и многие процессы, протекающие в коже, такие как гидратация, трансэпидермальная потеря воды (ТЭПВ), капиллярный кровоток, выработка себума, температура, рН, скорость пролиферации кератиноцитов и т.

д., имеют суточную периодичность [1—3]. Так, G. Yosipovitch и соавт. [2] при исследовании цикличности функционирования дермальных сосудов установили, что в утренние часы скорость кровотока в коже наиболее низкая, тогда как во второй половине дня, а также ночью — самая высокая. В дальнейшем E. Van Someren [4] обнаружил, что увеличение скорости кожного кровотока в ночное время приводит к потере тепла, что в свою очередь обусловливает суточные колебания температуры кожи (минимальная отмечается рано утром, а самая высокая — вечером).

В исследованиях M. Verschoore и соавт. [5] установлено, что с циркадной ритмичностью также изменяется скорость секреции кожного сала. При этом наиболее низкие ее значения зафиксированы ночью, а максимальные — в первой половине дня. В некоторых исследованиях [5] установлено, что при повышении температуры кожи на 1 °C секреция себума увеличивается на 10%. Результаты других работ [6] свидетельствуют об обратном.

Процесс ТЭПВ также подвержен циркадной ритмичности, достигая наиболее высокого уровня к концу дня и демонстрируя минимальные значения утром. Такую закономерность объясняют меньшим выделением себума в ночные часы, что сопряжено с большими, чем в дневное время, потерями воды [7].

Поскольку общий покров подвергается постоянному воздействию внешней среды и его функционирование находится под центральным контролем регулирующих и синхронизирующих структур центральной нервной системы, в организме млекопитающих все циркадные процессы регуляции жизнедеятельности имеют центральный контроль, однако кожа дополнительно регулируется собственными периферическими осцилляторами. Центральные часы локализуются в супрахиазматическом ядре гипоталамуса и передают циркадную информацию к кожному покрову с помощью часовых генов и белков, через сигналы симпатической иннервации, а также посредством секретируемых гормонов (мелатонин, серотонин и т. д.) [8, 9].

Согласно немногочисленным данным [10], все основные типы клеток кожи (кератиноциты, меланоциты, фибробласты, себоциты и т. д.) имеют автономную функциональную циркадную систему, которая отражает определенные периоды и фазовые соотношения в экспрессии генов и белков. Так, P. Janich и соавт. [11] при детальном изучении многочисленных путей дифференцировки эпидермальных стволовых клеток обнаружили, что колебание транскрипционного аппарата в них состоит из последовательных волн в течение 24 ч. Авторы установили, что существуют 4—5-часовые фазовые сдвиги, которые необходимы в свою очередь для обеспечения функциональных ориентиров и разделения жизненно важных функций кератиноцитов, включая пролиферацию, репарацию ДНК и дифференцировку. В экспериментах на животных R. Sporl и соавт. [12] показали, что митотическая активность кератиноцитов регистрируется преимущественно поздней ночью вплоть до раннего утра, причем в 30 раз интенсивнее, чем в дневное время, а синтез ДНК становится максимальным к 3 ч 30 мин ночи, в то время как М-фаза процесса наблюдается поздним вечером — около 23 ч 30 мин.

Еще одним циркадным фактором транскрипции клеток эпидермиса является Kruppel-подобный фактор (Klf9), который принимает участие в регуляции пролиферации кератиноцитов и контролирует экспрессию генов-мишеней [12].

Суточная регуляция характерна для уровня активных форм кислорода (Reactive oxygen species, ROS) в коже. Так, его увеличение происходит утром, в связи с максимальным воздействием в это время факторов окружающей среды и естественного УФ-излучения, в результате чего усиливаются антиоксидантные свойства кожного покрова [13].

Кожная мелатонинергическая система. Общеизвестно, что мелатонин является филогенетически древним метоксииндолом, который синтезируется в эпифизе [14]. Однако в последнее время появляются данные о существовании множественных экстрапинеальных очагов его синтеза. Так, отмечается значительный уровень мелатонина (в 10—1000 раз выше, чем концентрации его в плазме) в желчи и спинномозговой жидкости, костном мозге, яичниках, желудке (слизистая оболочка) и некоторых других органах и тканях [15, 16]. При этом физиологический уровень мелатонина определяется индивидуально для всех упомянутых выше жидкостей, тканей или органов, что в свою очередь свидетельствует о наличии тканеспецифических локальных мелатонинергических систем, которые играют важную биологическую роль непосредственно в месте их синтеза, противодействуя регионарным стрессорам [14—17]. В настоящее время такая мелатонинергическая антиоксидантная система была обнаружена и в коже [15]. Мелатонин автономно продуцируется в эпидермальных кератиноцитах или волосяных фолликулах, где и участвует в передаче сигналов или высвобождается во внеклеточное пространство для регуляции авто-, пара- или эндокринной сигнализации [18, 19]. Он способен контролировать экспрессию некоторых генов, а также активность антиокислительных ферментов — Cu/Zn-супероксиддисмутазы (CuZn-SOD), Mn-супероксиддисмутазы (Mn-SOD), каталазы и глутатионпероксидазы (GPx). Это показывает, что исследуемый гормон не только является мощным антиоксидантом, но и активирует целую эндогенную ферментативную защитную систему, направленную против окислительного стресса [15, 20, 21].

В исследованиях S. Gaudet и соавт. [22], а также А. Сломинского и соавт. [23] было установлено, что кожа грызунов (в частности, хомяка сибирского) обладает определенной активностью ключевого фермента синтеза мелатонина арилалкиламин-N-ацетилтрансферазы (AANAT), а также может

ex vivo трансформировать серотонин в мелатонин. В дальнейшем M. Maurer и M. Metz [24] доказали, что некоторые клетки кожи млекопитающих содержат высокие концентрации молекул-предшественников синтеза этого гормона (например, серотонина в гранулах тучных клеток). Во всех этих исследованиях было показано, что полностью функционирующей мелатонинергической системой обладают не только некоторые популяции клеток кожи млекопитающих (in vitro), но и кожный покров в целом (in situ) [22—24]. Эта система в целом состоит из экспрессии определенных генов, синтеза белка и активности ферментов, таких как AANAT, гидроксииндол-O-метилтрансферазы (HIOMT) и триптофангидроксилазы. При этом выработка AANAT и HIOMT, принимающих непосредственное участие в синтезе мелатонина, также строго контролируется циркадными ритмами и подавляется светом (как и образование самого гормона) [14, 20, 23].

Доказано, что внутрикожный процесс синтеза мелатонина сопряжен с поглощением триптофана (Trp) — незаменимой аминокислоты, которая с помощью триптофангидроксилазы превращается в 5-OH-Trp, а далее с помощью декарбоксилазы — в серотонин [23]. Впоследствии происходит ацетилирование серотонина с образованием N-ацетилсеротонина. Этот процесс катализируется ферментами арилалкиламин N-ацетилтрансферазой и ариламин-N-ацетилтрансферазой. Далее N-ацетилсеротонин, синтезированный в коже, может попасть в кровь или остаться в ткани, где при участии гидроксииндол-O-метилтрансферазы превратится в мелатонин. Фактически серотонин является основным компонентом в биосинтезе мелатонина, тем не менее он и сам обладает самостоятельными биологическими эффектами и деградирует независимо от мелатонина [18, 23, 24].

В общем покрове в значительном количестве присутствует и кофактор 5,6,7,8-тетрагидробиоптерин (6-Bh5), который необходим для гидроксилирования триптофана [21, 25]. Следует отметить, что сам триптофан в коже может метаболизироваться 2,3-диоксигеназой до N-формилкинуренина с использованием в качестве субстрата супероксидного анионного радикала (премелатонинергический антиоксидантный механизм) [21, 26]. Совсем недавно было доказано, что триптофан является важным хромофором активации рецептора поверхности клеток, индуцированного УФ, и образует димер, который является лигандом для арилоуглеводородного рецептора AhR, приводящего к активации p450 [21].

Доказательства того, что определенные участки здоровой кожи могут синтезировать мелатонин, приводят и H. Kobayashi и соавт. [19]. При исследовании волосяных фолликулов человека и грызунов авторы установили, что концентрация мелатонина в фолликулах намного выше, чем в сыворотке. Было высказано предположение, что мелатонин играет важную роль в регуляции цикла волос. Это предположение в последующем было доказано экспериментально.

Еще одним свидетельством наличия мелатонинергической системы в коже является экспрессия мембранных и ядерных рецепторов мелатонина. Лишь недавно было установлено, что в клетках общего покрова человека и грызунов есть специфические функционально активные мембранные рецепторы MT1 (MTNRa) и/или MT2 (MTNRb) [27—29]. Их относят к классу серпантинных рецепторов, и они сопряжены с G-белками. Кроме того, в некоторых клетках были обнаружены и дополнительные цитоплазматические рецепторы MT3 (хинонредуктаза II, NQO2), а также ядерные мелатониновые рецепторы RORα [27, 29].

У животных и человека экспрессия плазматических мелатониновых рецепторов в коже варьирует [27—30]. Так, у мышей линии C57BL/6 с помощью иммуноцитохимических исследований были обнаружены только MT2, тогда как в клетках кожи человека экспрессируются MT1- и MT2-рецепторы (с преобладанием MT1) [30, 31]. Известно, что мелатониновый рецептор 1-го типа локализуется в кератиноцитах зернистого и рогового слоев, а также в фибробластах и эндотелиоцитах в дерме, в то время как мелатониновый рецептор 2-го типа встречается только в кератиноцитах внутренней оболочки волос, адипоцитах, в клетках потовых желез и эндотелии кровеносных сосудов [31]. Экспрессия генов плазматических мелатониновых рецепторов обусловлена как факторами внешней среды, так и генетическим фоном. Так, УФ-воздействие способствует экспрессии генов MT1 и MT2 в меланоцитах, эпидермальных кератиноцитах и дермальных фибробластах [28, 31].

Фермент хинонредуктаза II (NQO2) был идентифицирован как цитозольный рецептор мелатонина MT3 [28]. Лишь недавно транскрипты МТ3 были обнаружены в кератиноцитах, меланоцитах и фибробластах, а также в нескольких клеточных линиях меланомы [30]. При этом функция NQO2 в коже изучена плохо. По некоторым данным, он принимает участие в канцерогенезе кожи и развитии меланомы [21].

Ядерные рецепторы RORα и RORγ были выражены в коже млекопитающих незначительно. RORα был идентифицирован в зрелых эпидермальных кератиноцитах, меланоцитах и фибробластах [21, 30, 32]. Ядерные рецепторы мелатонина в коже недостаточно изучены, и, следовательно, их поиск является интересной и важной проблемой.

Таким образом, кожа — самый крупный орган тела млекопитающих, который участвует в экстрапинеальном синтезе мелатонина. В общем кожном покрове мелатонин может служить для защиты от негативных факторов окружающей среды и эндогенных стрессоров, которые угрожают гомеостазу кожи.

Эффекты мелатонина в коже. Ранее считали, что мелатонин принимает участие только в регуляции суточных и сезонных ритмов у животных и человека [33, 34]. Однако в настоящее время доказано, что этот гормон воздействует на иммунную (модуляция иммунного ответа), нервную (антистрессорный эффект) и репродуктивную системы, а также систему кожного покрова (рост волос, пигментация и т. д.) [14, 33, 35, 36]. К настоящему времени установлено, что мелатонин замедляет опухолевый рост, сокращает хемотоксичность и препятствует старению [21, 37, 38]. Мелатонин предотвращает также перекисное окисление липидов и является протектором ДНК как прямой антиоксидант [21]. По мнению M. Ndiaye и соавт. [13], мелатонин за счет своей липофильности способен проникать через клеточные мембраны и эффективно защищать важные внутриклеточные структуры от свободнорадикального повреждения.

Как поглотитель свободных радикалов мелатонин в отдельных ситуациях превосходит антиоксиданты глутатион, токоферол и аскорбиновую кислоту [18]. Химическая структура мелатонина позволяет ему взаимодействовать с различными формами свободных радикалов: H₂O₂, ^•ОН, синглетный кислород (¹O₂), супероксидный анион (^•O₂^–), пероксинитрит анион (ONOO^–) и пероксильный радикал (LОО^•). Хотелось бы отметить, что метаболиты деградации мелатонина, которые образуются под действием УФ-излучения (N¹-ацетил-5-метоксикирунамин (AMK), N¹-ацетил-N²-формил-5-метоксикинурамин (AFMK), 2-ОН-мелатонин, 4-ОН-мелатонин, 6-ОН-мелатонин), сами являются мощными антиоксидантами и при этом не вызывают прооксидантных реакций [18, 39]. Однако, как указывают в своей работе T. Fischer и соавт. [14], мелатонин действует не только как прямой поглотитель свободных радикалов, но и как активатор антиокислительных ферментных систем. Этот гормон способен повышать не только активность самих ферментов, таких как супероксиддисмутаза марганца (Mn-SOD), супероксиддисмутаза медь-цинк (Cu/Zn-SOD), GPx и гамма-глутамилцистеинсинтетаза (γ-GCS), фермент, ограничивающий скорость синтеза глутатиона (GSH)), но и транскрипцию их генов [14, 18]. Так, в 2004 г. C. Rodriguez и соавт. [40] доказали, что в присутствии раствора, содержащего мелатонин, в культивируемых клетках нервной ткани повышался и поддерживался уровень мРНК для супероксиддисмутазы и GPx. Авторы предположили, что цитоплазматические или ядерные рецепторы мелатонина принимают участие в изменении регуляции антиоксидантных ферментов на уровне транскрипционной мРНК в условиях стресса. При этом выработка супероксиддисмутазы и каталазы стимулируется мелатонином не только в условиях окислительного стресса, но и в нормальном состоянии.

Имеются также доказательства, что в коже мелатонин защищает систему цитохрома P450 и принимает участие в детоксикации митохондриального H₂O₂ в межмембранном пространстве посредством взаимодействия с оксоферрильным цитохромом с. Кроме того, митохондриальный P450-зависимый метаболизм мелатонина может способствовать активации интермембранной Cu/Zn-супероксиддисмутазы путем окислительной модификации ее тиолов. Таким образом, некоторая или большая часть антиоксидантной активности мелатонина in vivo может быть связана с его метаболитами, которые образуются в реакциях, катализируемых микросомальным или митохондриальным цитохромом Р450 или цитохромом с [31, 41—43].

Антиоксидантный потенциал мелатонина может иметь решающее значение в его антиапоптотическом эффекте [44]. Так, I. Semak и соавт. [41] в своей работе доказали, что увеличение свободных радикалов вызывает митохондриальный путь апоптоза, открывая поры перехода митохондриальной проницаемости, из-за окисления глутатиона и специфических тиольных остатков.

Группой ученых во главе с J. Garcia [45] было установлено, что мелатонин и его метаболиты способны взаимодействовать с липидными бислоями и стабилизировать внутренние мембраны митохондрий (улучшают текучесть) кератиноцитов во время окислительного стресса, предотвращают перекисное окисление липидов, вызванное свободными радикалами. R. Reiter и соавт. [46] высказали предположение, что мелатонин может синтезироваться непосредственно в митохондриях, защищая их от окислительного разрушения, поддерживая потенциал митохондриальной мембраны, ингибируя последовательную активацию собственного апоптотического пути. Все это приводит к уменьшению активации PARP (косвенный маркер апоптоза и повреждения ДНК). Было также доказано, что мелатонин и его метаболиты дополнительно усиливали экспрессию белка p53 [30].

Этот гормон оказывает влияние на функционирование липидного барьера кожи. В экспериментальных исследованиях уровня кортикостерона в крови крыс N. Kostiuk и соавт. [47] установили стимулирующий эффект длительного введения мелатонина на этот гормон, что в свою очередь способствует снижению метаболизма эпидермальных липидов, а это в свою очередь негативно отражается на функционировании защитного барьера кожи. Позже A. Abbaszadeh и соавт. [48] в своих исследованиях на крысах показали, что мелатонин снижает количество циркулирующих липопротеинов, триацилглицеролов и холестерола. Кроме того, как было сказано выше, мелатонин воздействует на клетки кожи (фибробласты, кератиноциты, меланоциты, адипоциты) как, прямо через мелатониновые мембранные и ядерные рецепторы, так и через другие гормоны: инсулин, глюкокортикоиды, гормон роста, лептин [47]. При этом остаются малоизученными вопросы влияния этого гормона на развитие неспецифического биохимического стресс-синдрома, в частности на метаболизм липидов [49].

К настоящему времени установлено, что мелатонин является высокоэффективным гормоном, замедляющим старение за счет увеличения выживаемости и уменьшения апоптоза кератиноцитов, фибробластов и лейкоцитов, путем снижения уровня свободных радикалов и подавления апоптотических белков и продуктов перекисного окисления липидов [13, 14].

В 2017 г. впервые доказано стимулирующее влияние мелатонина на дифференцировку преадипоцитов в адипоциты с большими каплями липидов путем увеличения экспрессии адипогенных молекул через MT2-рецептор. Кроме того, мелатонин усиливает липолиз и уменьшает внутриклеточные уровни ROS путем повышения регуляции экспрессии липолитических и антиоксидантных молекул опосредованно через МТ2-рецептор [50].

Ввиду своих хороших антиоксидантных свойств мелатонин может действовать как защитный агент против повреждения кожи УФ-излучением. Так, клинические данные показали, что гормон способен предотвращать повреждения, вызванные солнечными лучами, непосредственно на участке УФ-облучения [14, 18]. Согласно исследованиям, проведенным Y. Ryoo и соавт. [51], мелатонин повышает жизнеспособность фибробластов в коже, противодействуя образованию полиамина, накоплению малонового диальдегида и уменьшая их апоптоз. Эти же авторы установили, что выживаемость фибробластов, подверженных воздействию УФ-излучения, составляет всего 56%, тогда как у клеток, предварительно инкубированных с 1 нМ раствором мелатонина, этот показатель увеличивается до 92,50% (!). Авторы также отметили снижение перекисного окисления липидов в культуре этих клеток. В подобных экспериментах с кератиноцитами T. Fischer и соавт. [52] получили аналогичные данные. Гормон защищал клетки от УФ-опосредованного апоптоза, обеспечивая тем самым их выживаемость. Результаты ранее проведенных E. Bangha и соавт. [53] клинических исследований на добровольцах показали, что местное использование мелатонина до воздействия УФ (в диапазоне длин волн солнечного спектра 290—390 нм) подавляло возникновение УФ-эритемы. Доказано, что мелатонин выступает в роли агента, снижающего регуляцию экспрессии генов, которые принимают участие в осуществлении УФ-индуцированного фотоомоложения кожи. Такими генами являются ген альдегиддегидрогеназы 3-го типа А1, ген интерстициальной коллагеназы (MMP-1), гены стромелизина 1 (MMP-3) или стромелизина 2 (MMP-10) [30].

Существуют доказательства и того, что защитные эффекты мелатонина против фотобиологических нарушений обусловлены его сильными антиоксидантными свойствами. Так, он имеет более высокий потенциал восстановления, чем, например, витамин С, и является значительно более сильным поглотителем свободных радикалов. Это делает мелатонинергический антиокислительный каскад очень эффективным для уменьшения количества свободных радикалов, образующихся под воздействием УФ [54]. В 2008 г. T. Fischer и соавт. [55] в своих исследованиях обнаружили, что УФ-индуцированная ДНК-фрагментация в кератиноцитах значительно снижалась после предварительной их обработки раствором мелатонина. Так, эндогенное внутрикожное производство мелатонина вместе с местно применяемым экзогенным мелатонином или его метаболитами представляет собой одну из самых мощных антиоксидантных защитных систем против УФ-повреждения кожи [14, 18, 31].

T. Fischer и соавт. [56] показали, что мелатонин принимает также участие в росте волос и пигментации кожи. Так, в ряде проведенных ими экспериментов было установлено, что он оказывает бимодальное воздействие на удлинение волосяного стержня. Доказано, что недостаток этого гормона приводит к преждевременному старению и выпадению волос. При этом местное применение мелатонина женщинами с диффузной или андрогенетической алопецией повышало частоту анагена и стимулировало рост волос. A. Slominski и соавт. [57] установили, что экспрессия рецепторов мелатонина (MT1, RORα) в коже мышей in situ зависит от цикла волос. Мелатонин играет важную роль в контроле пигментации кожи. Так, этот гормон способен ингибировать индукцию тирозиназы de novo, подавлять меланогенез и пролиферацию меланоцитов. В настоящее время доказано, что существует мелатониновая гипотеза патогенеза и прогрессирования витилиго. Эта теория связывает патологическую активацию рецепторов мелатонина и нарушение регуляции меланогенеза из-за неконтролируемого производства свободных радикалов и токсического хинона/семихинона, что в последующем приводит к последовательному повреждению и разрушению меланоцитов и кератиноцитов. В частности, недостаточное местное (внутрикожное) производство мелатонина или его антиоксидантных ферментов способствует нарушению эпидермального сопротивления окислительному или генотоксическому стрессу, вызванному различными экзо- или эндогенными факторами. Можно также предположить, что гиперактивная мелатонин-опосредованная сигнализация дополнительно замедляет образование меланина, что может способствовать внутриклеточному накоплению цитотоксических ROS [57].

G. Soybir и соавт. [58] установили, что мелатонин может модулировать пролиферацию моноцитов и фибробластов, а также изменять уровни цитокинов, влияя при этом на такие процессы, как ангиогенез и заживление ран. А уже S. Pertsov и соавт. [59] в экспериментах на животных доказали участие мелатонина в метаболизме дермы. Так, лечение мелатонином увеличивало уровень уроновой кислоты и гексозаминов и таким образом влияло на оборот коллагена.

Поскольку мелатонин, как было сказано выше, является высокоэффективным акцептором гидроксильных радикалов, он способен эффективно действовать и против повреждений, вызванных ионизирующей радиацией. Впервые Vijayalaxmi и соавт. [60] установили, что мелатонин тормозит образование хромосомных аберраций и микроядер в облученных лимфоцитах, выделенных из крови здоровых людей, принимавших перорально мелатонин (300 мг) перед ионизирующим излучением, а также в лимфоцитах, которые предварительно были инкубированы in vitro с раствором мелатонина (2 μмоль). В 2001 г. B. Chun Kim и соавт. [61] в своих экспериментах подвергли культуру фибробластов воздействию ионизирующей радиации (8 Гр). При этом выживаемость клеток составила всего 37%. Однако преинкубация с раствором мелатонина (10 μмоль) позволила увеличить выживаемость до 68%. Эти эффекты коррелировали со снижением перекисного окисления липидов клеточных мембран (понижение уровня малоандиальдегида) и снижением апоптотического пред-G1-пика.

Результаты ультраструктурного анализа (M. Hussein и соавт. [62]) повреждений клеток кожи, вызванных ионизирующим излучением, показали, что у животных контрольной группы проявляются следующие изменения в кератиноцитах кожи и волосяных фолликулах: сильная конденсация ядер, вакуолизация цитоплазмы, разрушение рибосом и набухание митохондрий, промежуточных филаментов, фрагментация кератогиалина. В центральных клетках альвеол сальных желез отмечали большие ядра и небольшое количество липидных капель в цитоплазме, а в меланоцитах — повышенный уровень эухроматина, неравномерность ядерной мембраны. Наконец, в клетках Лангерганса облученных мышей было зафиксировано увеличенное количество гранул Бирбека. При этом все эти повреждения практически отсутствовали у животных, которые предварительно принимали мелатонин [14, 62, 63].

Таким образом, мелатонин обладает плейотропной биоактивностью, действуя как нейротрансмиттер, гормон, цитокин и модификатор биологического ответа. Учитывая тот факт, что кожа быстро метаболизирует мелатонин, возникает вопрос, нужно ли использовать экзогенный гормон в качестве защитного агента или «фактора выживаемости кожи» с антигенотоксическими свойствами, а также в роли «хранителя» генома и клеточной целостности при таких процессах, как канцерогенез и старение кожи.

Сведения об авторах

И.С. Соболевская — к.биол.н., доцент, докторант кафедры гистологии, цитологии и эмбриологии. УО «Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет», Витебск, Республика Беларусь. https://orcid.org/0000-0001-8300-7547

О.С. Зыкова — к.м.н., доцент кафедры дерматовенерологии. УО «Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет», Витебск, Республика Беларусь. https://orcid.org/0000-0002-4380-6210

О.Д. Мяделец — д.м.н., проф., заведующий кафедрой гистологии, цитологии и эмбриологии. УО «Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет», Витебск, Республика Беларусь. https://orcid.org/0000-0001-8796-052X

Автор, ответственный за переписку: Соболевская Ирина Сергеевна — УО «Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет», Витебск, Республика Беларусь. e-mail: [email protected]

5 функций мелатонина, о которых вы могли не знать

27 ноября 2020ЛикбезЗдоровье

Разбираемся, почему работа по ночам может привести к болезням сердца и проблемам с зачатием.

Поделиться

0

Что такое мелатонин

Мелатонин — это гормон, который вырабатывается^{Мелатонин – уникальная молекула в основном в тёмное время суток в шишковидной железе головного мозга — эпифизе, когда человек крепко спит. Секреция продолжается 8–10 часов, но пиковый выброс происходит в 3–4 утра.}

Небольшое количество мелатонина также синтезируют органы пищеварительного тракта, клетки крови, костный мозг, сетчатка глаз. Учёные обнаружили^{Melatonin in Medicinal and Food Plants: Occurrence, Bioavailability, and Health Potential for Humans гормон в растениях и у животных, поэтому частично он попадает к человеку с пищей.}

Рецепторы^{Мелатонин – уникальная молекула к мелатонину есть почти во всех тканях, он может легко проникать в клетки. Поэтому из-за нехватки гормона страдает весь организм.}

Для чего нужен мелатонин

Мелатонин называют гормоном сна, но его эффекты затрагивают функции многих органов и систем.

Улучшение сна

Мелатонин не просто вырабатывается с наступлением темноты, он регулирует^{Melatonin: Physiological and pharmacological aspects related to sleep: The interest of a prolonged-release formulation (Circadin ®) in insomnia циркадные ритмы человека — это смена бодрствования и сна и связанные с этим изменения функций органов, снижение температуры тела. Поэтому если кто-то вынужден трудиться ночью или любит засидеться допоздна, у него может появиться бессонница и другие проблемы.}

Борьба с опухолями

Учёные доказали^{Melatonin, a Full Service Anti-Cancer Agent: Inhibition of Initiation, Progression and Metastasis, что мелатонин способен сдерживать появление и рост раковой опухоли и останавливать распространение метастазов. Этот эффект связывают с тем, что гормон поглощает и выводит вещества, которые превращают нормальную клетку в раковую.}

Исследования показывают^{Melatonin, a Full Service Anti-Cancer Agent: Inhibition of Initiation, Progression and Metastasis, что искусственный мелатонин может уменьшить токсическое влияние лекарств на клетки больных, которые проходят курс химиотерапии.}

Поддержание репродуктивной функции

Женская репродуктивная система функционирует циклически. Этот процесс регулируют гормоны гипоталамуса и гипофиза, а мелатонин^{The usefulness of melatonin in the field of obstetrics and gynecology выполняет следующие задачи:}

• помогает синхронизировать^{Мелатонин — адаптоген женской репродуктивной системы ритмы эндокринных клеток мозга;}
• поддерживает созревание яйцеклетки и овуляцию;
• уменьшает боль во время месячных;
• предположительно^{Пищевые добавки при боли во время менструации ослабляет предменструальный синдром.}

Поэтому у женщин, которые работают в ночное время, часто сбивается менструальный цикл, или они не могут забеременеть.

Защита сердечно-сосудистой системы

Мелатонин влияет на выброс других гормонов и веществ, которые изменяют активность нервной системы. За счёт этого он может снижать резкие колебания притока крови к головному мозгу, а уменьшая синтез гормона стресса норадреналина, предотвращать скачки артериального давления.

Исследователи^{Мелатонин — уникальная молекула доказали, что дополнительное введение мелатонина людям с гипертонической болезнью может стабилизировать их состояние. Поэтому сейчас его рассматривают как перспективное средство для лечения артериальной гипертензии.}

Активация и защита нервной системы

Действие мелатонина на нервную систему зависит от времени суток. Установлено^{Роль мелатонина в центральной нервной системе, что ночью во сне он помогает образовывать новые нейронные связи между клетками головного мозга, что улучшает процесс обучения и запоминания.}

Днём мелатонин уравновешивает нервную систему. Поэтому выспавшийся человек менее вспыльчивый и более спокойный.

Но этим влияние гормона не ограничено. В организме образуются свободные радикалы, которые повреждают клеточные мембраны. Мелатонин способен захватывать эти соединения и защищать^{Мелатонин — уникальная молекула нервную систему от развития таких патологий, как болезни Альцгеймера и Паркинсона.}

Как повысить мелатонин

Организм сам может поддерживать нужную концентрацию гормона в крови и головном мозге, если ему не мешать. Но из-за работы по ночам или долгого засиживания за компьютером многие люди сталкиваются с чувством усталости и нарушениями сна. Так проявляется недостаток мелатонина. Чтобы помочь организму, можно использовать следующие простые методы, по одному или в сочетании.

Соблюдать режим дня

Взрослому человеку нужно^{Sleep tips: 6 steps to better sleep 7–8 часов здорового ночного сна. Старайтесь ложиться и вставать в одно и то же время даже в выходные. Это позволит организму выработать чёткий ритм.}

Если заснуть не получается, измените ритуал отхода ко сну. Не курите и не употребляйте алкоголь, постарайтесь не есть много вечером, но и на пустой желудок не ложитесь.

Днём можно вздремнуть, когда в этом есть потребность. Если приходится работать ночью, компенсируйте недосыпание дневным отдыхом в течение нескольких часов.

Изменить питание

Мелатонин содержится во многих продуктах^{Dietary Sources and Bioactivities of Melatonin растительного и животного происхождения. Повысить концентрацию гормона в крови можно, если ежедневно включать в меню:}

• яйца;
• рыбу;
• молоко;
• клубнику;
• вишню;
• орехи;
• грибы;
• злаковые;
• бобовые.

Принимать таблетки

Если есть постоянные жалобы на чувство усталости и разбитости, не получается нормально выспаться, нужно обратиться к терапевту. Он может посоветовать мелатонин^{Melatonin oral solid dosage forms в таблетках. Они относительно безопасны и не вызывают привыкания как другие снотворные, но их противопоказано пить при следующих состояниях:}

• злокачественные опухоли;
• алкоголизм;
• психические расстройства;
• сахарный диабет;
• сниженный иммунитет;
• болезни печени;
• перенесённая трансплантация органа;
• эпилепсия;
• беременность и кормление грудью.

Гормон стоит принимать только в той дозе, которую назначит врач. Иначе искусственный мелатонин может вызвать нарушения сна или ночные кошмары.

Имеются противопоказания. Перед применением нужно проконсультироваться со специалистом.

 

Читайте также 💤😴🥱

• 10 способов улучшить свой сон
• 7 секретов людей, у которых получается высыпаться
• Как физические упражнения влияют на сон
• 4 режима сна, которые позволят выспаться всего за несколько часов в сутки
• Действительно ли работа по ночам негативно влияет на здоровье

Мелатонин: физиологические эффекты у человека

Обзор

. 2015 апрель-июнь;61(2-3):77-84.

doi: 10.1016/j.neuchi.2015.03.002. Epub 2015 20 апр.

Б Клаустрат ¹ , Дж. Лестон ²

Принадлежности

• ¹ Inserm, U846 и лаборатория гормонов, центр биологии, Hospices Civils de Lyon, Groupement Hospitalier Est, 59, boulevard Pinel, 69677 Bron, France. Электронный адрес: [email protected].
• ² Нейрохирургическое отделение, Неврологическая больница Пьера Вертхаймера, Hospices Civils de Lyon, 59, бульвар Пинель, 69677 Брон, Франция.

• PMID: 25908646
• DOI: 10. 1016/j.neuchi.2015.03.002

Обзор

B Claustrat et al. Нейрохирургия. 2015 апрель-июнь.

. 2015 апрель-июнь;61(2-3):77-84.

doi: 10.1016/j.neuchi.2015.03.002. Epub 2015 20 апр.

Авторы

Б Клаустрат ¹ , Дж. Лестон ²

Принадлежности

• ¹ Inserm, U846 и лаборатория гормонов, Центр биологии, Hospices Civils de Lyon, Groupement Hospitalier Est, 59, boulevard Pinel, 69677 Bron, France. Электронный адрес: [email protected].
• ² Нейрохирургическое отделение, Неврологическая больница им. Пьера Вертхаймера, Hospices Civils de Lyon, 59, бульвар Пинель, 69677 Брон, Франция.

• PMID: 25908646
• DOI: 10.1016/j.neuchi.2015.03.002

Абстрактный

Мелатонин представляет собой метоксииндол, синтезируемый и секретируемый главным образом шишковидной железой в ночное время при нормальных условиях света/темноты. Эндогенный ритм секреции генерируется супрахиазматическими ядрами и участвует в цикле свет/темнота. Свет способен либо подавлять, либо синхронизировать выработку мелатонина в соответствии со световым графиком. Никтогемерный ритм этого гормона можно оценить путем повторного измерения мелатонина в плазме или слюне или сульфатоксимелатонина в моче, основного печеночного метаболита. Основная физиологическая функция мелатонина, секреция которого регулируется продолжительностью ночи, заключается в передаче информации о дневном цикле света и темноты структурам тела. Эта информация используется для организации функций, которые реагируют на изменения фотопериода, такие как сезонные ритмы. Сезонная ритмичность физиологических функций у людей, связанная с возможным изменением сигнала мелатонина, остается, однако, ограниченным доказательством в районах с умеренным климатом в полевых условиях. Кроме того, суточная секреция мелатонина, которая является очень сильным биохимическим сигналом ночи, может быть использована для организации циркадных ритмов. Хотя функции этого гормона у людей в основном основаны на корреляции между клиническими наблюдениями и секрецией мелатонина, есть некоторые свидетельства того, что мелатонин стабилизирует и усиливает связь циркадных ритмов, особенно температуры тела и ритмов сна-бодрствования. Циркадная организация других физиологических функций также зависит от сигнала мелатонина, например, иммунной, антиоксидантной защиты, гемостаза и регуляции глюкозы. Разница между физиологическими и фармакологическими эффектами мелатонина не всегда ясна, но основана на рассмотрении дозы, а не продолжительности действия гормона. Признано, что «физиологическая» доза обеспечивает уровень мелатонина в плазме того же порядка, что и ночной пик. Поскольку система регуляции секреции мелатонина сложна и действует по центральным и вегетативным путям, существует множество патофизиологических ситуаций, при которых секреция мелатонина может быть нарушена. Возникающее в результате изменение может увеличить предрасположенность к заболеванию, усилить тяжесть симптомов или изменить течение и исход заболевания. Поскольку рецепторы мелатонина очень широко распространены в организме, предполагаемые терапевтические показания этого соединения многочисленны. Большие успехи в этой области могут быть достигнуты путем разработки многоцентровых испытаний на большом количестве пациентов, чтобы установить эффективность мелатонина и отсутствие долгосрочной токсичности.

Ключевые слова: Циркадные ритмы; шишковидная железа; человек; Человек; мелатонин; мелатонин; патофизиология; физиология; физиология; Циркадные ритмы.

Авторское право © 2015 Elsevier Masson SAS. Все права защищены.

Похожие статьи

• Основная физиология и патофизиология мелатонина.

  Клаустрат Б., Брун Дж., Чазо Г. Клаустрат Б. и др. Sleep Med Rev. 2005 Feb;9(1):11-24. doi: 10.1016/j.smrv.2004.08.001. Sleep Med Rev. 2005. PMID: 15649735 Обзор.

• Мелатонин: от гормона к наркотику?

  Клаустра Б., Брун Дж., Жоффрио М., Шазо Г. Клаустрат Б. и др. Рестор Нейрол Нейроски. 1998 июнь; 12 (2-3): 151-7. Рестор Нейрол Нейроски. 1998. PMID: 12671310

• [Мелатонин у человека: биохимический маркер циркадных часов и эндогенный синхронизатор].

  Клаустра Б., Жоффрио М., Брун Дж., Шазо Г. Клаустрат Б. и др. Нейрофизиол клин. 1995;25(6):351-9. doi: 10.1016/0987-7053(96)84908-2. Нейрофизиол клин. 1995. PMID: 8904197 Обзор. Французский.

• Физиология и фармакология мелатонина у человека.

  Джеффрио М., Брун Дж., Шазо Г., Клаустрат Б. Джеффриау М. и соавт. Горм Рез. 1998;49(3-4):136-41. дои: 10.1159/000023160. Горм Рез. 1998. PMID: 9550114 Обзор.

• [Мелатонин: физиологические и фармакологические аспекты, связанные со сном: интерес к препарату с пролонгированным высвобождением (Circadin ^®) при бессоннице].

  Кера-Сальва М.А., Клаустрат Б. Кера-Сальва М.А. и соавт. Энцефал. 2018 декабрь; 44 (6): 548-557. doi: 10.1016/j.encep.2018.06.005. Epub 2018 11 августа. Энцефал. 2018. PMID: 30107892 Обзор. Французский.

Посмотреть все похожие статьи

Цитируется

• Преимущества и риски мелатонина в качестве терапии нарушений сна у пожилых людей: текущие идеи.

  Cardinali DP, Brown GM, Pandi-Perumal SR. Кардинали Д.П. и др. Естественный научный сон. 2022 14 октября; 14:1843-1855. doi: 10.2147/NSS.S380465. Электронная коллекция 2022. Естественный научный сон. 2022. PMID: 36267165 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

• Пироптоз и дегенерация межпозвонкового диска: понимание механизмов и терапевтические последствия.

  Гэ И, Чен И, Го С, Луо Х, Фу Ф, Цзи У, У С, Руан Х. Ge Y и др. Дж. Инфламм Рез. 2022 17 октября; 15: 5857-5871. DOI: 10.2147/JIR.S382069. Электронная коллекция 2022. Дж. Инфламм Рез. 2022. PMID: 36263145 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

• Эффективность терапии аурикулярным пластырем при нарушениях сна у детей дошкольного возраста с расстройствами аутистического спектра: протокол исследования для рандомизированного контролируемого исследования.

  Дуань Д., Хе Л., Чен Х., Лей И., Ву В., Ли Т. Дуан Д. и др. Фронт Нейрол. 2022 3 октября; 13:973609. doi: 10.3389/fneur.2022.973609. Электронная коллекция 2022. Фронт Нейрол. 2022. PMID: 36262834 Бесплатная статья ЧВК.

• Нарушение сна и делирий у детей в критическом состоянии: осуществимость протокола исследования.

  Кальвас Л. Б., Харрисон Т.М., Солове С., Хапп М.Б. Кальвас Л.Б. и соавт. Рес Нурс Здоровье. 2022 Октябрь; 45 (5): 604-615. дои: 10.1002/нур.22259. Epub 2022 20 августа. Рес Нурс Здоровье. 2022. PMID: 35986659

• Обзор медикаментозной терапии регенерации периферического лицевого нерва, которую можно использовать в реальной клинической практике.

  Чхве С.И., Ким Дж.М., Чон Дж., Пак Д.К., Ю М.С., Ким С.С., Ким С.Х., Йео С.Г. Чой С.И. и соавт. Биомедицины. 2022 12 июля; 10 (7): 1678. doi: 10.3390/biomedicines10071678. Биомедицины. 2022. PMID: 35884983 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

Просмотреть все статьи «Цитируется по»

Типы публикаций

термины MeSH

вещества

мелатонин | Описание, гормоны и эффекты

Связанные темы:

гормон шишковидная железа

Просмотреть весь связанный контент →

Популярные вопросы

Что такое мелатонин?

Мелатонин — это гормон, который является производным триптофана и вырабатывается у людей, других млекопитающих, птиц, рептилий и амфибий. Мелатонин был впервые выделен в 1958 году американским врачом Аароном Б. Лернером и его коллегами из Медицинской школы Йельского университета.

Какую роль играет мелатонин в организме человека?

Мелатонин играет решающую роль в регулировании циклов сна, обнаруживая свет и темноту через сетчатку. Он связывается со своими рецепторами на гипофизе и яичниках и, по-видимому, регулирует высвобождение женских половых гормонов. Он также обладает антивозрастными свойствами и модулирует функцию иммунной системы.

Где производится мелатонин?

Мелатонин — это гормон, секретируемый шишковидной железой, крошечной эндокринной железой, расположенной в центре головного мозга.

Для чего используются добавки мелатонина?

Синтетический мелатонин выпускается в форме таблеток и используется для лечения бессонницы, корректировки графика сна после смены часовых поясов и помогает слепым людям установить циклы дня и ночи. Добавки могут также помочь снизить кровяное давление и помочь в отказе от бензодиазепинов, хотя необходимы дальнейшие исследования.

мелатонин , гормон, выделяемый шишковидной железой, крошечной эндокринной железой, расположенной в центре головного мозга. Мелатонин был впервые выделен в 1958 году американским врачом Аароном Б. Лернером и его коллегами из Медицинской школы Йельского университета. Они дали этому веществу свое название на основе его способности осветлять цвет кожи у лягушек, обращая вспять эффект потемнения кожи меланоцитостимулирующего гормона. Мелатонин, производное аминокислоты триптофана, вырабатывается у людей, других млекопитающих, птиц, рептилий и амфибий.

Узнайте, как смартфоны влияют на сон людей.

Просмотреть все видео к этой статье. то есть циркадный ритм). На его выработку влияет обнаружение света и темноты сетчаткой глаза. Например, выработка мелатонина подавляется, когда сетчатка обнаруживает свет, и стимулируется в отсутствие света. Специальные фоторецепторные клетки сетчатки посылают сигналы о световом статусе супрахиазматическому ядру (СХЯ) в гипоталамусе головного мозга. Затем эти сигналы передаются в шишковидную железу. Выработка мелатонина шишковидной железой, пик которой приходится на ночные часы, вызывает физиологические изменения, способствующие сну, такие как снижение температуры тела и частоты дыхания. В течение дня уровень мелатонина низкий, потому что сетчатка улавливает большое количество света. Легкое ингибирование выработки мелатонина играет центральную роль в стимуляции бодрствования по утрам и в поддержании бдительности в течение дня.

Мелатониновые рецепторы обнаружены в СХЯ и гипофизе головного мозга, а также в яичниках, кровеносных сосудах и кишечном тракте. В СХЯ высокая концентрация рецепторов, потому что именно здесь мелатонин опосредует большую часть своего влияния на циркадный ритм. Связывание мелатонина с его рецепторами на гипофизе и яичниках, по-видимому, играет роль в регуляции высвобождения репродуктивных гормонов у женщин. Например, мелатонин влияет на сроки, продолжительность и частоту менструальных циклов у женщин. Кроме того, у некоторых млекопитающих (кроме человека), таких как лошади и овцы, мелатонин действует как сигнал размножения и спаривания, поскольку он вырабатывается в больших количествах в ответ на более длинные ночи зимой и в меньшей степени летом. Животные, которые приурочивают свое спаривание или размножение к благоприятным временам года (например, к весне), могут зависеть от выработки мелатонина как своего рода биологических часов, которые регулируют их репродуктивные циклы на основе продолжительности солнечного дня.

Мелатонин обладает антивозрастными свойствами. Например, он действует как антиоксидант, нейтрализуя вредные окислительные радикалы, и способен активировать некоторые антиоксидантные ферменты. Производство мелатонина постепенно снижается с возрастом, и его потеря связана с рядом возрастных заболеваний. Мелатонин также играет роль в модуляции некоторых функций иммунной системы.