Функции мелатонина в организме человека — iTAB
Мелатонин, часто называемый гормоном сна, был открыт британскими учёными относительно недавно, в 1958 году и список его задач в жизненных процессах человеческого организма ещё не окончательно сформирован и изучен.
Центральная функция мелатонина – регуляция суточного, а также сезонного циклов работы основных систем организма человека. В научной терминологии употребляется название «циркадный цикл», что в переводе с латыни, принятой в качестве профессионального языка медицины, означает «около-дневной цикл».
Гормон сна вырабатывается в различных органах тела, в том числе в желудочно-кишечном тракте. Однако больше всего мелатонина производятся в особой шишковидной железе головного мозга.
Как работает гормон сна
Примерно за два часа до обычного времени сна человека уровень мелатонина в организме повышается, что приводит к замедлению большинства биологических процессов, снижению мышечного тонуса и понижению температуры тела.
В результате человек начинает ощущать расслабление и сонливость, готовясь ко сну после тяжёлого дня.
При приближении времени пробуждения (в соответствии с привычным для данного индивида режимом) концентрация мелатонина начинает нарастать. Одновременно повышается концентрация сопутствующего мелатонину гормона радости – серотонина.
В результате описанных биохимических процессов организм человека активируется и после пробуждения ощущается подъём жизненных сил, бодрость, готовность к активной деятельности и радость.
В случае снижения выработки мелатонина в организме человек с трудом засыпает, не может полноценно восстановить силы даже после длительного сна. Утром ощущается вялость, разбитость и недовольство жизнью.
Хотя функции сна до сих пор содержат многочисленные загадки для учёных, известно, что недосып приводит к раздражительности, снижению устойчивости к стрессам, что создаёт трудности при столкновении человека с проблемами. Плохо высыпающиеся люди теряют способность к творческой деятельности, ощущают неуверенность в себе, становятся неспособны принимать ответственные решения.
А поскольку учёные выяснили важную роль мелатонина в усвоение кальция, то падение концентрации гормона сна приводит ещё и к ухудшению формирования электролита в клетках тела. Вследствие этого возникают нарушения в работе мышц, нередко наблюдаются болезненные спазмы и судороги, особенно ночью в нижней части ног. Ведь именно на ноги приходится большая часть нагрузки во время дневного бодрствования.
Как пополнить недостаток гормона сна
Снижение выработки мелатонина приводит к общему ухудшению работы иммунной системы, человек становится предрасположен к сезонным простудным и вирусным болезням. Усиливаются уже имеющиеся воспалительные заболевания. У людей с пониженным содержанием мелатонина в организме, при одновременном наличии аутоиммунных заболеваний, усиливаются проблемы с суставами, снижается работоспособность. Даже после короткого периода работы на восстановление сил требуется значительное время.
На качество выработки мелатонина влияет в том числе деловой график человека.
Если приходится часто работать по ночам или посуточно, могут наблюдаться проблемы с засыпанием. После быстрого перемещения человека в отдалённый часовой пояс нарушается дневной циркадный ритм и тоже падает выработка гормона сна. У людей старшего возраста из-за возрастных изменений наблюдаются проблемы с естественной выработкой мелатонина. Отсюда у пожилых часто наблюдается бессонница.
В ряде случаев для пополнения запасов мелатонина в организме рекомендовано принятие препаратов гормона сна. Это помогает, в частности, решить проблему адаптации к смене часового пояса.
Жидкий мелатонин растительного происхождения (веган) от российского производителя BioExpert, в расфасовке по 30 мл можно заказать на сайте интернет-магазина продуктов для здоровья, витаминов и пищевых добавок iTAB. На сайте можно получить консультации специалистов в сфере сбалансированного питания по выбору БАДов в соответствии с состоянием здоровья.
Гормон сна: когда вырабатывается мелатонин, как повысить, польза и вред .
ruЗдоровье
Признайтесь честно: получаете ли вы каждую ночь полноценные восемь часов качественного сна? Рискнем предположить, что большинство ответит отрицательно. Недосып или тревожный сон — распространенная проблема, которая может иметь серьезные последствия. Плохой сон не только истощает энергию и снижает производительность, но и увеличивает риск таких заболеваний, как высокое кровяное давление и диабет.
Мелатонин, или гормон сна, является центральной частью цикла сна-бодрствования организма. Его выработка увеличивается с наступлением темноты, что способствует здоровому сну и помогает организму ориентироваться в нашем циркадном ритме, или биологических часах.
Организм естественным образом вырабатывает мелатонин, но сейчас все более популярными становятся его внешние источники, с помощью которых некоторые надеются решить проблемы со сном.
Что такое мелатонин?
- Фото
- Instagram (запрещенная в России экстремистская организация)
- Фото
- Instagram (запрещенная в России экстремистская организация)
Мелатонин — это природный гормон, который вырабатывается шишковидной железой в головном мозге и затем выделяется в кровоток.
Темнота побуждает шишковидную железу начать вырабатывать мелатонин, в то время как свет заставляет эту продукцию останавливаться. В результате мелатонин помогает регулировать циркадный ритм и синхронизировать наш цикл сна-бодрствования ночью и днем.
Гормон можно поделить на два типа:
Эндогенный — мелатонин, который вырабатывается в организме;
Экзогенный — синтетический мелатонин, производимый в лаборатории и принимаемый внутрь как пищевая добавка в виде таблетки или капсулы.
В какое время суток вырабатывается мелатонин?
Организм начинает выработку мелатонина за два часа до отхода ко сну, то есть если вы регулярно ложитесь спать в 23.00, то гормон поступает в кровоток в 21.00. Наиболее активно наше тело производит мелатонин между 2 и 4 часами ночи, а во второй половине его выработка постепенно идет на спад.
Вы можете помочь своему организму, отказавшись от гаджетов в постели. Синий свет экранов сбивает организм с толку и мешает выработке гормона.
Такой же негативный эффект оказывает алкоголь, выпитый незадолго до сна.
Могут ли добавки мелатонина улучшить сон?
- Фото
- Instagram (запрещенная в России экстремистская организация)
Исследования показали, что наиболее очевидные потенциальные выгоды от мелатонина получают люди, у которых есть проблемы со сном, связанные с задержкой фазы сна-бодрствования.
Задержка фазы сна-бодрствования — это нарушение циркадного ритма, при котором график сна человека сдвигается позже, часто на несколько часов. Классический пример — люди, совершившие межконтинентальный перелет или работающие вахтовым методом.
Существует дискуссия о том, полезен ли мелатонин для здоровых взрослых людей, страдающих бессонницей. Некоторые эксперты находят доказательства в пользу мелатонина, в то время как другие, например, представители Американской академии медицины сна, не признают роль мелатонина в снижении бессонницы.
Побочные эффекты
- Фото
- Instagram (запрещенная в России экстремистская организация)
- Фото
- Instagram (запрещенная в России экстремистская организация)
Краткосрочное применение мелатонина имеет относительно мало побочных эффектов и хорошо переносится большинством людей. Наиболее распространенные побочные эффекты — это дневная сонливость, головные боли и головокружение, но они наблюдаются лишь у небольшого процента людей.
Консультация с врачом полезна всем и обязательна для людей, принимающих противоэпилептические и разжижающие кровь препараты.
К числу людей, которым не рекомендован мелатонин, относятся пациенты, страдающие деменцией.
Кроме того, существует мало исследований о безопасности приема мелатонина беременными и кормящими женщинами.
Долгосрочные эффекты приема мелатонина не определены, а потому подразумевают постоянную консультацию с лечащим врачом.
Дозировка
Нет единого мнения относительно оптимальной дозы* мелатонина, но большинство экспертов советуют избегать чрезвычайно высоких доз. Типичная доза в пищевых добавках составляет от 1 до 3 миллиграммов (мг), но в каждом конкретном случае зависит от возраста пациента и серьезности проблем со сном.
*В некоторых случаях дозировка указывается в микрограммах (мкг): 1000 мкг = 1 мг.
Если вы испытываете дневную сонливость после приема мелатонина в качестве снотворного, попробуйте снизить дозировку. Желательно начинать с самой низкой возможной дозы и постепенно повышать ее, в идеале под наблюдением врача.
Пероральные добавки могут довести уровень мелатонина в крови до уровня, намного превышающего тот, который обычно вырабатывается организмом.
Например, дозировки между 1-10 мг могут повысить концентрацию мелатонина от 3 до 60 раз типичный уровень.
Теги
- сон
- ментальное здоровье
Диетические факторы и колебания уровня мелатонина
1. Maury E, Ramsey KM, Bass J. Циркадные ритмы и метаболический синдром: от экспериментальной генетики до болезней человека. Цирк рез. 2010; 106:447–62. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2837358/?tool=pubmed [цитировано 20 декабря 2011 г.] [бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
2. Dibner C, Schibler У, Альбрехт У. Система циркадного ритма млекопитающих: организация и координация центральных и периферических часов. Annu Rev Physiol. 2010; 72: 517–49.. http://www.annualreviews.org/doi/full/10.1146/annurev-physiol-021909-135821?url_ver=Z39.88-2003&rfr_id=ori:rid:crossref.org&rfr_dat=cr_pub%3dpubmed [цитируется 28 декабря 2011 г.] [ PubMed] [Google Scholar]
3.
Challet E, Mendoza J. Метаболизм и кормление с вознаграждением синхронизируют ритмический мозг. Сотовые Ткани Res. 2010; 341:1–11. http://www.springerlink.com/content/7038075014738018/ [цитировано 28 декабря 2011 г.] [PubMed] [Google Scholar]
4. Фрой О. Метаболизм и циркадные ритмы – последствия ожирения. Endocr Rev. 2010; 31:1–24. http://edrv.endojournals.org/content/31/1/1.long [цитировано 20 декабря 2011 г.] [PubMed] [Google Scholar]
5. Hirota T, Okano T, Kokame K, Shirotani-Ikejima H, Miyata T, Fukada Y. Глюкоза снижает уровни мРНК Per1 и Per2 и индуцирует циркадную экспрессию генов в культивируемых фибробластах Rat-1. Дж. Биол. Хим. 2002; 277:44244–51. http://www.jbc.org/content/277/46/44244.long [цитировано 28 декабря 2011 г.] [PubMed] [Google Scholar]
6. Иванага Х., Яно М., Мики Х., Окада К., Азама Т. , Takiguchi S. Экспрессия гена Per2 в супрахиазматическом ядре и печени по-разному реагирует на факторы питания у крыс. JPEN J Parenter Enteral Nutr. 2005;29: 157–61.
http://pen.sagepub.com/content/29/3/157.long [цитировано 29 декабря 2011 г.] [PubMed] [Google Scholar]
7. Мори Т., Эмото Н., Нонака Х., Фукуя Х., Ягита К. , Okamura H. Изменения циркадной экспрессии генов часов у чувствительных к соли крыс Dahl, получавших диету с высоким содержанием соли. Гипертония. 2003;42:189–94. http://hyper.ahajournals.org/content/42/2/189.long [цитировано 28 декабря 2011 г.] [PubMed] [Google Scholar]
8. Шпанагель Р., Розенвассер А.М., Шуман Г., Саркар Д.К. Употребление алкоголя и биологические часы организма. Алкоголь Clin Exp Res. 2005;29: 1550–7. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1097/01.alc.0000175074.70807.fd/abstract;jsessionid=B643DEE45B27358C01251B642C561311.d04t02 [цитируется 29 декабря 2011 г.] [PubMed] [Google Scholar]
9. Шерман Х., Гутман Р., Чапник Н., Мейлан Дж., Ле Кутр Дж., Фрой О. Кофеин изменяет циркадные ритмы и экспрессию маркеров заболеваний и метаболизма. Int J Biochem Cell Biol. 2011;43:829–38. http://www.sciencedirect.
com/science/article/pii/S1357272511000641 [цитировано 5 января 2012 г.] [PubMed] [Google Scholar]
10. Zawilska JB, Skene DJ, Arendt J. Физиология и фармакология мелатонина в связи с биологическими ритмами. Pharmacol Rep. 2009;61:383–410. http://www.if-pan.krakow.pl/pjp/pdf/2009/3_383.pdf [цитировано 28 декабря 2011 г.] [PubMed] [Google Scholar]
11. Mediavilla MD, Sanchez-Barcelo EJ, Tan DX , Манчестер Л., Райтер Р.Дж. Основные механизмы, участвующие в противораковых эффектах мелатонина. Курр Мед Хим. 2010;17:4462–81. http://www.benthamdirect.org/pages/content.php?CMC/2010/00000017/00000036/0004C.SGM [цитируется 12 января 2012 г.] [PubMed] [Google Scholar]
12. Грант С.Г., Мелан М.А., Латимер Дж.Дж., Витт-Эндерби П.А. Мелатонин и рак молочной железы: клеточные механизмы, клинические исследования и перспективы на будущее. Эксперт Rev Mol Med. 2009;11:5. http://journals.cambridge.org/action/displayAbstract?fromPage=online&aid=3754536 [цитировано 12 января 2012 г.] [бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
13.
Buscemi N, Vandermeer B, Hooton N, Pandya R, Tjosvold L, Hartling L. Эффективность и безопасность экзогенного мелатонина при первичных нарушениях сна. Метаанализ. J Gen Intern Med. 2005; 20:1151–8. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1490287/?tool=pubmed [цитировано 28 декабря 2011 г.] [бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
14. Buscemi N, Vandermeer B, Hooton N, Pandya R, Tjosvold L, Hartling L. Эффективность и безопасность экзогенный мелатонин для вторичных нарушений сна и нарушений сна, сопровождающих ограничение сна: метаанализ. БМЖ. 2006; 332: 385–93. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1370968/?tool=pubmed[цитируется 28 декабря 2011 г.] [бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
15. van Geijlswijk IM, Корзилиус HPLM, Смитс М.Г. Использование экзогенного мелатонина при отсроченном расстройстве фазы сна: метаанализ. Спать. 2010; 33:1605–14. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2982730/?tool=pubmed [цитировано 5 января 2012 г.
] [бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
16. Mills E, Wu P, Seely D, Guyatt G. Мелатонин в лечении рака: систематический обзор рандомизированных контролируемых испытаний и метаанализа. J Шишковидная рез. 2005; 39: 360–6. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1600-079X.2005.00258.x/abstract [цитировано 28 декабря 2011 г.] [PubMed] [Google Scholar]
, Кеннеди Д.А., Цуй Т., Сили А.Дж. Мелатонин в качестве адъювантной терапии рака с химиотерапией и без нее: систематический обзор и метаанализ рандомизированных исследований. Интегр Рак Тер. 2011. 21 октября, [Epub перед печатью]. http://ict.sagepub.com/content/early/2011/10/15/1534735411425484.abstract [цитировано 20 апреля 2012 г.] [PubMed]
18. Санчес-Барсело Э.Дж., Медиавилла М.Д., Тан Д.С., Рейтер Р.Дж. Клиническое использование мелатонина: оценка испытаний на людях. Курр Мед Хим. 2010;17:2070–95. http://www.ingentaconnect.com/content/ben/cmc/2010/00000017/00000019/art00006 [цитировано 20 апреля 2012 г.
] [PubMed] [Google Scholar]
19. Zimmermann RC, McDougle CJ, Schumacher M, Olcese Дж., Мейсон Дж.В., Хенингер Г.Р. Влияние острого истощения триптофана на ночную секрецию мелатонина у людей. J Clin Endocrinol Metab. 1993;76:1160–4. http://jcem.endojournals.org/content/76/5/1160.long [цитировано 28 декабря 2011 г.] [PubMed] [Google Scholar]
20. Reiter RJ, Tan DX, Fuentes-Broto L. Глава 8 – Мелатонин: многозадачная молекула. Прог Мозг Res. 2010; 181:127–51. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079612308810084 [цитировано 19 декабря 2011 г.] [PubMed] [Google Scholar]
21. Hardeland R. Мелатонин, гормон темноты и многое другое: возникновение, механизмы контроля, действия и биологически активные метаболиты. Cell Mol Life Sci. 2008;65:2001–18. http://www.springerlink.com/content/w781036u85742708/ [цитировано 28 декабря 2011 г.] [PubMed] [Google Scholar]
22. Claustrat B, Brun J, Chazot G. Основная физиология и патофизиология мелатонина. Sleep Med Rev.
2005; 9: 11–24. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1087079204000735 [цитировано 28 декабря 2011 г.] [PubMed] [Google Scholar]
23. Karasek M, Winczyk K. Мелатонин у людей. J Physiol Pharmacol. 2006; 57 (Приложение 5): 19–39. http://www.jpp.krakow.pl/journal/archive/11_06_s5/pdf/19_11_06_s5_article.pdf [цитировано 28 декабря 2011 г.] [PubMed] [Google Scholar]
24. Бубеник Г.А. Желудочно-кишечный мелатонин: локализация, функция и клиническое значение. Dig Dis Sci. 2002; 47: 2336–48. http://www.springerlink.com/content/r47518675jw057j0/ [цитировано 22 апреля 2012 г.] [PubMed] [Google Scholar]
25. de Almeida EA, Di Mascio P, Harumi T, Spence DW, Moscovitch A, Hardeland R. Измерение мелатонина в жидкостях организма: стандарты, протоколы и процедуры. Чайлдс Нерв Сист. 2011;27:879–91. http://www.springerlink.com/content/0256-7040/27/6/ [цитировано 20 апреля 2012 г.] [бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
26. Михальсен А., Шлегель Ф., Роденбек А.
, Людтке Р., Хютер Г., Тешлер Х. Влияние кратковременного модифицированного голодания на режим сна и дневную бдительность у людей, не страдающих ожирением: результаты пилотного исследования. Энн Нутр Метаб. 2003;47:194–200. http://content.karger.com/produktedb/produkte.asp?DOI=70485&typ=pdf [цитировано 29 декабря 2011 г.] [PubMed] [Google Scholar]
27. Röjdmark S, Rössner S, Wetterberg L. Effect of Short -временное голодание на ночную секрецию мелатонина при ожирении. Метаб Клин Эксп. 1992;41:1106–9. [PubMed] [Google Scholar]
28. Röjdmark S, Wetterberg L. Кратковременное голодание подавляет ночную секрецию мелатонина у здорового человека. Clin Endocrinol (Oxf) 1989;30:451–7. [PubMed] [Академия Google]
29. Tan DX, Hardeland R, Manchester LC, Korkmaz A, Ma S, Rosales-Corral S. Функциональная роль мелатонина в растениях и перспективы в диетологии и сельскохозяйственной науке. J Опытный бот. 2011. стр. e1–21. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22016420 [цитировано 20 декабря 2011 г.
] [PubMed]
30. Reiter RJ, Manchester LC, Tan DX. Мелатонин в грецких орехах: влияние на уровень мелатонина и общую антиоксидантную способность крови. Питание. 2005;21:920–4. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0899
5001632 [цитировано 20 декабря 2011 г.] [PubMed] [Google Scholar]
31. Mercolini L, Mandrioli R, Raggi MA. Содержание мелатонина и других антиоксидантов в продуктах питания, связанных с виноградом: измерение методом MEPS-HPLC-F. J Шишковидная рез. 2011. [Epub перед печатью]. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22017461 [цитировано 20 декабря 2011 г.] [PubMed]
32. Iriti M, Varoni EM, Vitalini S. Мелатонин в традиционной средиземноморской диете. J Шишковидная рез. 2010;49:101–5. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1600-079X.2010.00777.x/abstract [цитировано 20 декабря 2011 г.] [PubMed] [Google Scholar]
33. Рамакришна А., Гиридхар П., Санкар К.У., Равишанкар Г.А. Профили мелатонина и серотонина в бобах видов Coffea. J Шишковидная рез.
2012;52:470–6. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22017393 [цитировано 20 декабря 2011 г.] [PubMed] [Google Scholar]
34. de la Puerta C, Carrascosa-Salmoral MP, García-Luna PP, Lardone PJ, Herrera JL, Fernández-Montesinos R, et al. Мелатонин является фитохимическим веществом в оливковом масле. Пищевая хим. 2007;104:609–12. [Google Scholar]
35. Reiter RJ, Tan DX, Manchester LC, Simopoulos AP, Maldonado MD, Flores LJ, et al. Мелатонин в съедобных растениях (фитомелатонин): идентификация, концентрации, биодоступность и предполагаемые функции. Мировая диета Rev Nutr. 2007; 97: 211–30. [PubMed] [Google Scholar]
36. Родригес-Наранхо М.И., Гил-Искьердо А.Г., Тронкосо А.М., Катерс Э., Гарсия-Парилья М.С. Мелатонин: новое биоактивное соединение в вине. J Food Compost Anal. 2011; 24:603–8. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0889157511000263 [цитировано 22 апреля 2012 г.] [Google Scholar]
37. Sturtz M, Cerezo AB, Cantos-Villar E, Garcia-Parrilla MC.
Определение содержания мелатонина в различных сортах томатов ( Lycopersicon esculentum ) и клубники ( Fragaria ananassa ) Food Chem. 2011; 127:1329–34. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S030881461100197X [цитировано 15 июня 2012 г.] [PubMed] [Google Scholar]
38. Jouan PN, Pouliot Y, Gauthier SF, Laforest JP. Гормоны в коровьем молоке и молочных продуктах: обзор. Int Dairy J. 2006; 16:1408–14. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0958694606001506 [цитировано 25 апреля 2012 г.] [Google Scholar]
39. Hattori A, Migitaka H, Iigo M, Itoh M, Yamamoto K, Ohtani-Kaneko R, et al. Идентификация мелатонина в растениях и его влияние на уровень мелатонина в плазме и связывание с рецепторами мелатонина у позвоночных. Биохим Мол Биол Инт. 1995; 35: 627–34. [PubMed] [Google Scholar]
40. Castro N, Spengler M, Lollivier V, Wellnitz O, Meyer HHD, Bruckmaier RM. Суточная картина мелатонина в крови и молоке молочных коров. Milchwiss-Milk Sci Int.
2011;66:352–3. [Академия Google]
41. Ирити М., Фаоро Ф. Биоактивность химикатов винограда для здоровья человека. Нац Прод коммун. 2009; 4: 611–34. [PubMed] [Google Scholar]
42. Stege PW, Sombra LL, Messina G, Martinez LD, Silva MF. Определение мелатонина в вине и растительных экстрактах методом капиллярной электрохроматографии с иммобилизованными карбоновыми многостенными углеродными нанотрубками в качестве неподвижной фазы. Электрофорез. 2010;31:2242–8. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/elps.2002/abstract [цитировано 20 декабря 2011 г.] [PubMed] [Google Scholar]
43. Мальдонадо, доктор медицинских наук, Морено Х., Кальво младший. Мелатонин, присутствующий в пиве, способствует повышению уровня мелатонина и антиоксидантной способности сыворотки крови человека. Клин Нутр. 2009; 28:188–91. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S026156140
99 [цитировано 20 декабря 2011 г.] [PubMed] [Google Scholar] 44. Oba S, Nakamura K, Sahashi Y, Hattori A, Nagata C.
Потребление овощей изменяет утреннюю концентрацию 6-сульфатоксимелатонина в моче. J Шишковидная рез. 2008; 45:17–23. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111j.1600-079X.2007.00549.x/abstract [цитировано 20 декабря 2011 г.] [PubMed] [Google Scholar]
45. Nagata C, Nagao Y, Shibuya C, Kashiki Y, Shimizu H. Связь потребления овощей с уровнем 6-сульфатоксимелатонина в моче. Эпидемиологические биомаркеры рака Prev. 2005; 14:1333–5. http://cebp.aacrjournals.org/content/14/5/1333.long [цитировано 20 декабря 2011 г.] [PubMed] [Google Scholar]
46. Babkoff H, French J, Whitmore J, Sutherlin R. Single- доза яркого света и/или влияние кофеина на ночную активность. Aviat Space Environ Med. 2002; 73: 341–50. [PubMed] [Академия Google]
47. Wright KP, Jr., Badia P, Myers BL, Plenzler SC, Hakel M. Влияние кофеина и света на уровень мелатонина и температуры в ночное время у людей, лишенных сна. Мозг Res. 1997; 747: 78–84. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0006899396012681 [цитировано 28 декабря 2011 г.
] [PubMed] [Google Scholar]
уровень мелатонина у здоровых людей: показатель метаболизма мелатонина цитохромом P450 (CYP) 1A2. Дж Эндокринол Инвест. 2003; 26: 403–6. [PubMed] [Академия Google]
49. MacKenzie T, Comi R, Sluss P, Keisari R, Manwar S, Kim J. Метаболические и гормональные эффекты кофеина: рандомизированное двойное слепое плацебо-контролируемое перекрестное исследование. Метаб Клин Эксп. 2007; 56:1694–8. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0026049507002752 [цитировано 28 декабря 2011 г.] [PubMed] [Google Scholar]
50. Shilo L, Sabbah H, Hadari R, Kovatz S, Weinberg U, Dolev S. Влияние потребления кофе на сон и секрецию мелатонина. Сон Мед. 2002; 3: 271–3. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1389945702000151 [цитировано 29 декабря 2011 г.] [PubMed] [Google Scholar]
51. Шерман Х., Гутман Р., Чапник Н., Мейлан Дж., Ле Кутре Дж., Фрой О. Кофеин изменяет циркадные ритмы и проявления заболеваний и метаболических маркеров.
Int J Biochem Cell Biol. 2011;43:829–38. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1357272511000641 [цитировано 20 апреля 2012 г.] [PubMed] [Google Scholar]
52. von Gall C, Garabette ML, Kell CA, Frenzel S, Dehghani F, Шумм-Дрегер PM. Ритмическая экспрессия генов в гипофизе зависит от гетерологичной сенсибилизации нейрогормоном мелатонином. Нат Нейроски. 2002; 5: 234–8. http://www.nature.com/neuro/journal/v5/n3/abs/nn806.html [цитировано 20 апреля 2012 г.] [PubMed] [Google Scholar]
53. Бабей А.М., Палмур Р.М., Янг С.Н. Кофеин и пропранолол блокируют увеличение выработки мелатонина пинеальной железой крыс, вызванное стимуляцией аденозиновых рецепторов. Нейроски Летт. 1994; 176: 93–96. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0304394094908796 [цитировано 5 января 2012 г.] [PubMed] [Google Scholar]
54. Kot M, Daniel WA. Кофеин как маркерный субстрат для тестирования активности цитохрома Р450 у человека и крысы. Pharmacol Rep. 2008;60:789–97. http://www.
if-pan.krakow.pl/pjp/pdf/2008/6_789.pdf [цитировано 5 января 2012 г.] [PubMed] [Google Scholar]
55. Райт К.П., младший, Майерс Б.Л., Пленцлер С.К., Дрейк К.Л., Бадиа П. Острые эффекты яркого света и кофеина на ночные уровни мелатонина и температуры у женщин, принимающих и не принимающих оральные контрацептивы. Мозг Res. 2000;873:310–7. http://www.sciencedirect.comsciencearticlepii/S0006899300025579 [цитировано 5 января 2012 г.] [PubMed] [Google Scholar]
56. Webley GE, Leidenberger F. Циркадный характер мелатонина и его положительная связь с прогестероном у женщин. J Clin Endocrinol Metab. 1986;63:323–328. [PubMed] [Google Scholar]
57. Brun J, Claustrat B, David M. Мочевой мелатонин, LH, эстрадиол, эстрадиол, экскреция прогестерона во время менструального цикла или у женщин, принимающих оральные контрацептивы. Акта Эндокринол. 1987; 116: 145–9. [PubMed] [Google Scholar]
58. Hilli J, Korhonen T, Turpeinen M, Hokkanen J, Mattila S, Laine K. Влияние оральных контрацептивов на фармакокинетику мелатонина у здоровых людей с CYP1A2 g.
-163C>A полиморфизм. Дж. Клин Фармакол. 2008;48:986–94. http://jcp.sagepub.com/content/48/8/986.long [цитировано 12 января 2012 г.] [PubMed] [Google Scholar]
59. Коэн Энглер А., Хадаш А., Шехаде Н., Пиллар Г. Грудное вскармливание может улучшить ночной сон и уменьшить младенческие колики: потенциальная роль мелатонина грудного молока. Eur J Педиатр. 2012; 171:729–32. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22205210 [цитировано 16 января 2012 г.] [PubMed] [Google Scholar]
60. Aparicio S, Garau C, Esteban S, Nicolau MC, Rivero M, Rial РВ. Хронопитание: использование диссоциированных дневных/ночных молочных смесей для улучшения развития ритмов бодрствования и сна. Эффекты триптофана. Нутр Невроски. 2007; 10: 137–43. [PubMed] [Академия Google]
61. Куберо Дж., Нарцисо Д., Апарисио С., Гарау С., Валеро В., Риверо М. и др. Улучшение циркадного цикла сна-бодрствования у младенцев, получающих дневную/ночную диссоциированную молочную смесь. Нейро Эндокринол Летт. 2006; 27: 373–80.
[PubMed] [Google Scholar]
62. Валтонен М., Нисканен Л., Кангас А.П., Коскинен Т. Влияние ночного молока, богатого мелатонином, на сон и активность пожилых людей, помещенных в лечебные учреждения. Норд Дж. Психиатрия. 2005; 59: 217–21. http://informahealthcare.com/doi/abs/10.1080/08039480510023034 [цит. по 29Dec 2011] [PubMed] [Google Scholar]
63. Ekman AC, Leppäluoto J, Huttunen P, Aranko K, Vakkuri O. Этанол ингибирует секрецию мелатонина у здоровых добровольцев в дозозависимом рандомизированном двойном слепом перекрестном исследовании. J Clin Endocrinol Metab. 1993; 77: 780–3. [PubMed] [Google Scholar]
64. Ройдмарк С., Викнер Дж., Аднер Н., Андерссон Д.Е., Веттерберг Л. Ингибирование секреции мелатонина этанолом у человека. Метаб Клин Эксп. 1993; 42:1047–51. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0026049593
F [цитировано 29 декабря 2011 г.] [PubMed] [Google Scholar] 65. Rupp TL, Acebo C, Carskadon MA. Вечерний алкоголь подавляет выработку мелатонина в слюне у молодых людей.
Хронобиол Инт. 2007; 24: 463–70. http://informahealthcare.com/doi/abs/10.1080/07420520701420675 [цитировано 29 декабря 2011 г.] [PubMed] [Google Scholar]
66. Danel T, Touitou Y. Потребление алкоголя не влияет на циркадную синхронизацию мелатонина у здоровых мужчин. Алкоголь. 2006; 41: 386–90. http://alcalc.oxfordjournals.org/content/41/4/386.long [цитируется 29Декабрь 2011 г.] [PubMed] [Google Scholar]
67. Хартман Т.Дж., Махабир С., Баер Д.Дж., Стивенс Р.Г., Альберт П.С., Дорган Дж.Ф. Умеренное потребление алкоголя и суточный уровень мелатонина в моче у женщин в постменопаузе. J Clin Endocrinol Metab. 2012;97:E65–8. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22013099 [цитировано 20 декабря 2011 г.] [бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
68. Стивенс Р.Г., Дэвис С., Мирик Д.К., Хейфец Л. , Kaune W. Потребление алкоголя и концентрация 6-сульфатоксимелатонина в моче у здоровых женщин. Эпидемиология. 2000; 11: 660–5. [PubMed] [Академия Google]
69. Перес Р.
, ду Амарал Ф.Г., Мадриграно Т.К., Шиальфа Дж.Х., Бордин С., Афече С.К. Потребление этанола и суточный профиль мелатонина пинеальной железы у крыс. Наркоман биол. 2011;16:580–90. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1369-1600.2011.00342.x/abstract [цитировано 29 декабря 2011 г.] [PubMed] [Google Scholar]
70. Fournier I, Ploye F, Cottet- Emard JM, Brun J, Claustrat B. Дефицит фолиевой кислоты изменяет секрецию мелатонина у крыс. Дж Нутр. 2002; 132:2781–4. http://jn.nutrition.org/content/132/9/2781.long [цитировано 20 декабря 2011 г.] [PubMed] [Google Scholar]
71. Bediz CS, Baltaci AK, Mogulkoc R. Как дефицит цинка, так и добавки влияют на уровень мелатонина в плазме у крыс. Acta Physiol Hung. 2003; 90: 335–9. http://www.akademiai.com/content/n5538412344u6667/ [цитировано 20 декабря 2011 г.] [PubMed] [Google Scholar]
72. Belviranli M, Baltaci AK. Взаимосвязь между сниженным уровнем мелатонина в сыворотке и цинком у крыс с индуцированным гипотиреозом. Клеточная биохимия Функц.
2008; 26:19–23. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cbf.1384/abstract [цитировано 20 декабря 2011 г.] [PubMed] [Google Scholar]
73. Бильярд А.Дж., Эггетт Д.Л., Франц К.Б. Дефицит магния в рационе снижает уровень мелатонина в плазме у крыс. Магнес Рез. 2006; 19: 157–61. http://www.jle.com/en/revues/bio_rech/mrh/e-docs/00/04/27/62/resume.phtml [по состоянию на 20 декабря 2011 г.]. [PubMed] [Google Scholar]
74. Мортон DJ. Возможные механизмы ингибирования и активации крысиной N-ацетилтрансферазы (КФ 2.3.1.5.) катионами. J Neural Transm. 1989; 75: 51–64. [PubMed] [Google Scholar]
75. Morton DJ, James MF. Влияние ионов магния на активность N-ацетилтрансферазы шишковидной железы крысы (EC 2.3.1.5). J Шишковидная рез. 1985;2:387–91. [PubMed] [Google Scholar]
76. Шернхаммер Э.С., Фесканич Д., Ню С., Допфель Р., Холмс М.Д., Хэнкинсон С.Е. Пищевые корреляты концентрации 6-сульфатоксимелатонина в моче в когортах исследования здоровья медсестер. Am J Clin Nutr.
2009;90:975–85. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2744623/?tool=pubmed [цитировано 20 декабря 2011 г.] [бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
77. Любошицки Р., Офир U, Nave R, Epstein R, Shen-Orr Z, Herer P. Влияние введения пиридоксина на секрецию мелатонина у нормальных мужчин. Нейро Эндокринол Летт. 2002; 23: 213–7. [PubMed] [Академия Google]
78. Муньос-Ойос А., Аморос-Родригес И., Молина-Карбальо А., Уберос-Фернандес Дж., Акунья-Кастровьехо Д. Реакция шишковидной железы после теста на пиридоксин у детей. J Neural Transm. 1996; 103: 833–42. [PubMed] [Google Scholar]
79. Murck H, Steiger A. Mg2+ снижает секрецию АКТГ и увеличивает мощность веретена без изменения мощности дельты во время сна у мужчин – возможные терапевтические последствия. Психофармакология (Берл) 1998;137:247–52. http://www.springerlink.com/content/77pakxdx8nde33fq/ [по состоянию на 28 декабря 2011 г.] [PubMed] [Google Scholar]
80. Тургут М., Енисей С., Акюз О.
, Озсунар Й., Эркус М., Бичакчи Т. Корреляция уровней микроэлементов и мелатонина в сыворотке крови с радиологической, биохимической и гистологической оценкой дегенерации у пациентов с грыжей межпозвонкового диска. Биол Трейс Элем Рез. 2006; 109: 123–34. [PubMed] [Google Scholar]
81. Катала А. Функция полиненасыщенных жирных кислот с очень длинной цепью в шишковидной железе. Биохим Биофиз Акта. 2010; 1801: 95–9. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S138819810
80 [цитировано 5 января 2012 г.] [PubMed] [Google Scholar]
82. Lavialle M, Champeil-Potokar G, Alessandri JM, Balasse L, Guesnet P, Papillon C. Диета с дефицитом (n-3) полиненасыщенных жирных кислот нарушает повседневную двигательную активность, мелатониновый ритм и уровень дофамина в полосатом теле у сирийских хомяков. Дж Нутр. 2008; 138:1719–24. http://jn.nutrition.org/content/138/9/1719.long [цитировано 5 января 2012 г.] [PubMed] [Google Scholar]
83. Zaouali-Ajina M, Gharib A, Durand G, Gazzah N, Claustrat B, Gharib C.
Пищевые фосфолипиды, обогащенные докозагексаеновой кислотой, нормализуют экскрецию мелатонина с мочой у взрослых (n-3) крыс с дефицитом полиненасыщенных жирных кислот. Дж Нутр. 1999;129:2074–80. http://jn.nutrition.org/content/129/11/2074.long [цитировано 5 января 2012 г.] [PubMed] [Google Scholar]
84. Cornu C, Remontet L, Noel-Baron F, Nicolas A, Feugier-Favier N, Roy P. Пищевая добавка для улучшения качества сна: рандомизированное плацебо-контролируемое исследование. BMC Комплемент Altern Med. 2010;10:29. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2
1/?tool=pubmed [цитировано 12 января 2012 г.] [бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
The Science of Sleep — American Химическое общество
Декабрь 2014 г./январь 2015 г.
Кристин Харпер
Скачать PDF: английский | Испанский
Когда школьный совет Колумбии, штат Миссури, объявил, что рассматривает возможность переноса времени начала занятий в средней школе Рок-Бридж с 7:50 на 7:20, это стало последней каплей для второкурсницы Джилли Дос Сантос.
«Я думал, что если это произойдет, я умру. Я брошу школу!» она сказала.
Джилли создала страницу в Facebook и учетную запись в Twitter, чтобы побудить своих сокурсников прийти на собрание школьного совета, где проходило голосование. С их помощью она сделала сотни плакатов и листовок. Затем, вооружившись горой научных исследований, собранных ею и ее друзьями, она предстала перед советом директоров и выступила против более раннего времени начала. Это сработало.
Школьный совет отказался от идеи начинать день в 7:20 утра. Однако Джилли еще не закончила. На следующий день она начала кампанию за еще более позднее время начала, и ее настойчивость окупилась. В конце концов, правление проголосовало 6 против 1 за то, чтобы позвонить в первый звонок более чем через час, в 9 утра.
Почему подросткам так трудно просыпаться рано, и почему все больше и больше школьных округов предпочитают более позднее начало школьных занятий раз? Оказывается, ответ можно найти в химии сна.
Наши внутренние часы
Наши тела выделяют химические вещества в течение 24-часового цикла, побуждая нас выполнять определенные действия в определенное время.
Каждый из этих циклов называется циркадным ритмом (см. «Суточные ритмы и жизнь», стр. 10). Одним из наиболее важных химических веществ, участвующих в этом процессе, является мелатонин, гормон, вызывающий сонливость. Количество мелатонина в нашем организме начинает увеличиваться вечером и достигает пика посреди ночи, давая нам понять, что пора спать. Затем к утру он уменьшается, позволяя нам проснуться отдохнувшими.
Суточные ритмы присущи не только людям — они также встречаются у растений, животных, грибов и даже бактерий. Внешние сигналы, такие как свет, запускают циклический выброс химических веществ, которые сигнализируют о начале и прекращении различных действий. Циркадные ритмы регулируют все виды деятельности: время кормления пчел, движение листьев у растений и репликацию ДНК у грибов, среди прочего. У людей циркадные ритмы лучше всего известны тем, что определяют наш график сна.
Чтобы поддерживать 24-часовой график сна, наш организм преобразует информацию о времени суток в выработку мелатонина.
Этот процесс начинается в сетчатке глаза. Когда сетчатка подвергается воздействию света, сигнал передается от сетчатки в область мозга, называемую супрахиазматическим ядром, которое играет роль в том, что мы чувствуем сонливость или бодрствование.
Супрахиазматическое ядро посылает сигналы другим частям мозга, которые контролируют гормоны и температуру тела. Затем сигналы идут от головного мозга вниз по спинному мозгу и возвращаются к шишковидной железе, небольшому органу в форме сосновой шишки в головном мозге, где происходит выработка мелатонина. В течение дня такие сигналы мешают шишковидной железе вырабатывать мелатонин. Но когда на улице темно, эти сигналы не активируются, и шишковидная железа способна вырабатывать мелатонин (рис. 1). Другими словами, воздействие света предотвращает высвобождение мелатонина, который не дает нам уснуть, а недостаток света вызывает высвобождение мелатонина, который говорит нам «иди спать!»
Эти мозговые сигналы объясняют, как наши тела знают, когда производить мелатонин, но как синтезируется мелатонин? На самом деле мелатонин получают из аминокислоты под названием триптофан, которая всасывается из кровотока в шишковидную железу.
Аминокислота — это органическая кислота, используемая для производства белков.
Синтез мелатонина из триптофана происходит через многостадийный процесс (рис. 2). Сначала триптофан превращается в другую аминокислоту, 5-гидрокситриптофан, под действием фермента триптофангидроксилазы, а затем в химическое вещество мозга, называемое серотонином, под действием фермента, называемого декарбоксилазой ароматических аминокислот. Фермент — это биологический катализатор, ускоряющий скорость химической реакции.
Превращение серотонина в мелатонин включает два фермента: серотонин-N-ацетилтрансферазу (SNAT), которая превращает серотонин в N-ацетилсеротонин с добавлением ацетильной группы (COCH 3 ), и гидроксииндол-O-метилтрансферазу (HIOMT) , который переносит метильную группу (CH 3 ) на N-ацетилсеротонин. Активность обоих ферментов возрастает вскоре после наступления темноты.
Количество вырабатываемого мелатонина зависит от активности SNAT, которая достигает максимума, когда на улице темно.
Воздействие света вызывает сигналы, которые, как объяснялось ранее, проходят от сетчатки к супрахиазматическому ядру, а затем к шишковидной железе, что приводит к деградации SNAT. Однако ночью SNAT фосфорилируется. Фосфорилирование, которое представляет собой простое добавление фосфатной группы (PO 4 3- ) в белок или другую органическую молекулу предотвращает расщепление SNAT и, таким образом, увеличивает выработку мелатонина.
Когда наступает утро, SNAT снова расщепляется, количество мелатонина уменьшается, и вы чувствуете, что готовы начать день.
Подростки и мелатонин
Узнав больше о химии сна за последние несколько десятилетий, мы пришли к выводу, что подросткам, таким как Джилли, действительно труднее просыпаться рано. У подростков мелатонин вырабатывается примерно на три часа позже в 24-часовом цикле сна, чем у детей или взрослых. Из-за этого они поздно ложатся спать, а когда они просыпаются рано, SNAT все еще активен, и они продолжают вырабатывать мелатонин, из-за чего по утрам чувствуют сонливость.
Подросткам обычно требуется девять часов сна в сутки. Но из-за того, что они поздно ложатся спать и рано начинают ходить в школу, в среднем они спят всего семь часов в сутки. Поскольку они не спали достаточно долго, они чувствуют постоянную сонливость, что влияет на их способность концентрировать внимание на занятиях и учиться.
Что происходит, когда старшая школа, такая как у Джилли, начинается позже? До сих пор школы сообщали о больших достижениях. Например, школьный округ Миннеаполиса перенес время начала занятий с 7:15 до 8:40. Было обнаружено, что учащиеся в среднем спят более пяти дополнительных часов в неделю, а посещаемость и показатели зачисления также улучшились. Кроме того, повысилась активность в дневное время и снизилась частота депрессии.
Еще более удивительным является то, что количество автомобильных аварий с участием подростков в округе Фейетт, штат Кентукки, сократилось почти на 17% за два года после принятия более позднего времени начала занятий в школе.
Таким образом, оказывается, что изменение времени выработки мелатонина у подростков может иметь множество преимуществ.
Однако многим подросткам не повезло посещать школу с более поздним временем начала занятий. В 2011–2012 учебном году около 40% средних школ США все еще начинали работу до 8 утра. Так что же делать, если вы относитесь к этой группе? Во-первых, сведите к минимуму воздействие искусственного света в ночное время. Сюда входит свет от телевизора, компьютеров и телефонов. Сигнализируя вашему телу, что сейчас дневное время, эти источники света способствуют деградации SNAT и мешают выработке мелатонина. Это означает, что вы не будете чувствовать сонливости, что затрудняет засыпание в разумное время.
Еще один способ выспаться — не ложиться спать слишком поздно по выходным. Это может показаться нелогичным, потому что, если вы не высыпаетесь в течение недели, ваше тело будет побуждать вас оставаться в постели по утрам в выходные дни, чтобы наверстать потерянный сон.
Но реальность такова, что сон на выходных может сбить биологические часы вашего тела, из-за чего проснуться в будние дни будет еще труднее.
Баланс
Джилли смогла использовать свои знания по химии, чтобы убедить школьный округ перейти на более позднее время начала занятий. Однако логистика такого рода смены может быть сложной, что мешает многим школьным округам принять это решение. Поскольку в большинстве округов имеется ограниченное количество школьных автобусов для перевозки учащихся, если средние школы начинаются позже, начальные и средние школы, возможно, придется начинать раньше. Часто родителям младших детей эта идея не нравится. В конце концов, большинству людей не нравится просыпаться раньше, чем нужно!
Кроме того, некоторые старшеклассники, участвующие во внеклассных мероприятиях, не любят оставаться в школе до наступления темноты. Очевидно, что сбалансировать биологический график сна подростков с требованиями общества сложно, но все больше и больше округов заинтересованы в том, чтобы заставить работать более позднее время начала сна.
Это прекрасный пример того, как наше понимание химии — в данном случае трехчасовой сдвиг в выработке мелатонина у подростков — может привести к изменениям, улучшающим жизнь подростков.
Избранные ссылки
Дж. Хоффман. Чтобы подростки были бдительны, школы позволяют им спать. The New York Times , 13 марта 2014 г.: http://well.blogs.nytimes.com/2014/03/13/to-keep-teenagers-alert-schools-let-them-sleep-in/?_php =true&_type=blogs&_php=true&_type=blogs&_r=1& [по состоянию на сентябрь 2014 г.].
Время начала занятий в школе и сон, Национальный фонд сна: http://sleepfoundation.org/sleep-news/school-start-time-and-sleep/ [по состоянию на сентябрь 2014 г.].
Паннони, А. Более позднее начало средней школы – это вызов для школьных округов. US News and World Report , 24 марта 2014 г.: http://www.usnews.com/education/blogs/high-school-notes/2014/03/24/later-high-school-start-times-a -challenge-for-districts [по состоянию на сентябрь 2014 г.