МЕЛАТОНІН: ХІМІЧНА СТРУКТУРА, ФУНКЦІОНУВАННЯ ТА ВИКОРИСТАННЯ - GEOGRAFÍA - 2025

Мелатонін є гормон присутній в організмі людини, тварин, рослин, грибів, бактерій і навіть в деяких водоростей. Його наукова назва - N-цетил-5-метокситриптамин, і він синтезується з незамінної амінокислоти - триптофану.

Мелатонін сьогодні вважається нейрогормоном, який виробляється пінеалоцитами (типом клітини) шишкоподібної залози, структурою мозку, яка знаходиться в діаенцефалоні. Найважливішою його функцією є регуляція щоденного циклу сну, саме тому його використовують в деяких випадках як лікування розладів сну.

Молекула мелатоніну з хімічною формулою

Шишкоподібна залоза виробляє мелатонін під впливом супрахіазматичного ядра, ділянки гіпоталамуса, який отримує інформацію від сітківки про щоденні структури світлого і темного.

Характеристики мелатоніну

Одна з основних характеристик цієї молекули полягає в її біосинтезі, що сильно залежить від змін освітлення навколишнього середовища.

Люди відчувають постійне вироблення мелатоніну у своєму мозку, яке помітно знижується до 30 років. Так само з підліткового віку кальцифікати зазвичай трапляються в шишкоподібній залозі, які називаються corpora arenacea.

Синтез мелатоніну частково визначається навколишнім освітленням, завдяки його зв’язку із супракіазматичним ядром гіпоталамуса. Тобто, чим вище світло, тим нижча вироблення мелатоніну і чим менше світла, тим вища продукція цього гормону.

Цей факт підкреслює важливу роль, яку відіграє мелатонін у регуляції сну людей, а також важливість освітлення в цьому процесі.

Зараз показано, що мелатонін виконує дві основні функції: регулювання біологічного годинника та зменшення окислення. Так само дефіцит мелатоніну зазвичай супроводжується такими симптомами, як безсоння або депресія, і може спричинити поступове прискорення старіння.

Хоча мелатонін - це речовина, синтезована самим організмом, його також можна спостерігати в деяких продуктах харчування, таких як овес, вишня, кукурудза, червоне вино, помідори, картопля, волоські горіхи чи рис.

Так само мелатонін сьогодні продається в аптеках та парафарматеріях з різними презентаціями і використовується як альтернатива лікарським рослинам або лікарським засобам, що відпускаються за рецептом, для боротьби з безсонням.

Біосинтез та метаболізм

Мелатонін - це речовина, яка біосинтезує триптофан, незамінну амінокислоту, що надходить з їжею.

Хімічна структура триптофану

Зокрема, триптофан безпосередньо перетворюється в мелатонін через фермент триптофангідроксилазу. Згодом ця сполука декарбоксилюється і утворює серотонін.

Темрява активізує нейронну систему, викликаючи вироблення сплеску нейромедіатора норадреналіну. Коли норадреналін зв’язується з b1 адренорецепторами на піналоцитах, аденілциклаза активується.

Аналогічно, завдяки цьому процесу збільшується циклічний АМФ і спричиняється новий синтез арилалкиламиновой N-ацилтрансферази (фермент синтезу меланіну). Нарешті, завдяки цьому ферменту серотонін трансформується в меланін.

Що стосується його метаболізму, мелатонін - це гормон, який метаболізується в мітохондріях і цихром p в гепатоциті і швидко перетворюється в 6-гідроксимелатонін. Пізніше він кон'югується з глюкуроновою кислотою і виводиться з сечею.

Мелатонін, шишковидна залоза і світло

Коли очі отримують сонячне світло, вироблення мелатоніну в шишковидної залозі гальмується, а вироблені гормони тримають нас у спокої. У свою чергу, коли очі не отримують світла, в шишковидної залозі виробляється мелатонін, і людина втомлюється. Срурух

Шишковидна залоза - це структура, яка знаходиться в центрі мозочка, позаду третього мозкового шлуночка. Ця структура містить піналоцити, клітини, що утворюють індоламіни (мелатонін) та вазоактивні пептиди.

Таким чином, вироблення та секреція гормону мелатоніну стимулюється волокнами постгангліонарного нерва сітківки. Ці нерви проходять через ретиногіпоталамічний тракт до супрахіазматичного ядра (гіпоталамуса).

При знаходженні в надбрюховому ядрі волокна постгангліонарного нерва проходять верхній шийний ганглій, щоб досягти шишкоподібної залози.

Потрапивши до шишкоподібної залози, вони стимулюють синтез мелатоніну, через що темрява активізує вироблення мелатоніну, а світло пригнічує секрецію цього гормону.

Хоча зовнішнє світло впливає на вироблення мелатоніну, цей фактор не визначає загальну функцію гормону. Тобто, циркадний ритм секреції мелатоніну контролюється ендогенним кардіостимулятором, розташованим у самому надчерепному ядрі, який не залежить від зовнішніх факторів.

Однак навколишнє світло має здатність збільшувати або уповільнювати процес залежно від дози. Мелатонін потрапляє в кров шляхом дифузії, де він досягає піку між двома та чотирма ранку.

Згодом кількість мелатоніну в крові поступово зменшується протягом залишку темного періоду.

Фізіологічні варіації

З іншого боку, мелатонін також представляє фізіологічні зміни залежно від віку людини. До трьох місяців життя мозок людини виділяє низьку кількість мелатоніну.

Згодом синтез гормону посилюється, досягаючи концентрації приблизно в 325 пг / мл протягом дитинства. У молодих дорослих нормальна концентрація становить від 10 до 60 пг / мл, а в процесі старіння вироблення мелатоніну поступово знижується.

Фактори, що модулюють секрецію мелатоніну

Проникнення світла в СКН заважає шишковидної залозі виробляти мелатонін, і, навпаки, вироблення та секреція мелатоніну збільшується в період темряви. Чжіцян Ма, Ян Ян, Фан Чунці, Цзінь Хань, Дунцзінь Ван, Шойін Ді, Вей Ху, Дун Лю, Сяофей Лі, Рассел Дж. Рейтер та Сяолун Ян

В даний час елементи, здатні змінювати секрецію мелатоніну, можна об'єднати у дві різні категорії: фактори навколишнього середовища та ендогенні фактори.

Фактори навколишнього середовища

Фактори навколишнього середовища в основному формуються у фотоперіод (сезони сонячного циклу), пори року та температуру навколишнього середовища.

Ендогенні фактори

Що стосується ендогенних факторів, здається, що стрес і вік є елементами, які можуть мотивувати зниження вироблення мелатоніну.

Випустіть шаблони

Так само було встановлено три різні схеми секреції мелатоніну: один тип, другий тип і тип три.

Рисунок секреції мелатоніну першого типу спостерігається у хом’яків і характеризується різким сплеском секреції.

Зразки другого типу характерні для щурів-альбіносів, а також людей. У цьому випадку секреція характеризується поступовим збільшенням до досягнення максимального піку секреції.

Нарешті, у овець спостерігається зупинка третього типу, вона також характеризується поступовим збільшенням, але відрізняється від другого типу тим, що досягає максимального рівня секреції та залишається на деякий час, поки вона не почне зменшуватися.

Фармакокінетика

Мелатонін - широкодоступний гормон. В організмі немає морфологічних бар’єрів для цієї молекули, тому мелатонін може швидко всмоктуватися через слизову оболонку носа, ротової порожнини або шлунково-кишкового тракту.

Так само мелатонін - це гормон, який розподіляється внутрішньоклітинно у всіх органелах. Після введення піковий рівень плазми крові досягається через 20-30 хвилин. Ця концентрація підтримується близько півтори години, а потім швидко знижується з періодом напіввиведення 40 хвилин.

На рівні головного мозку мелатонін виробляється в шишкоподібній залозі і діє як ендокринний гормон, оскільки потрапляє в кров. Мозгові ділянки дії мелатоніну - це гіпокамп, гіпофіз, гіпоталамус і епіфіз.

Шишкоподібної залози. Нефрон

З іншого боку, мелатонін виробляється також у сітківці та в шлунково-кишковому тракті, місцях, де він діє як паракринний гормон. Так само мелатонін розподіляється по невральних областях, таких як статеві залози, кишечник, судини та імунні клітини.

Особливості

Основна функція цього гормону полягає в регуляції біологічного годинника.

Пам'ять та навчання

Мелатонінові рецептори мають важливе значення у механізмах навчання та пам'яті мишей; цей гормон може змінити електрофізіологічні процеси, пов'язані з пам'яттю, такі як довготривале посилення.

Імунна система

З іншого боку, мелатонін впливає на імунну систему і пов'язаний із такими станами, як СНІД, рак, старіння, серцево-судинні захворювання, щоденні зміни ритму, сну та певні психіатричні розлади.

Розвиток патологій

Деякі клінічні дослідження свідчать, що мелатонін також може відігравати важливу роль у розвитку таких патологій, як мігрень та головний біль, оскільки цей гормон є хорошим терапевтичним варіантом боротьби з ними.

З іншого боку, показано, що мелатонін зменшує пошкодження тканин, викликані ішемією, як у мозку, так і в серці.

Медичне використання

Багаторазовий вплив, який викликає мелатонін на фізичне та церебральне функціонування людей, а також здатність витягати цю речовину з певних продуктів харчування мотивував високу ступінь досліджень її медичного використання.

Однак мелатонін був затверджений лише як препарат для короткочасного лікування первинного безсоння у людей старше 55 років. У цьому сенсі недавнє дослідження показало, що мелатонін значно збільшив загальний час сну у людей, які страждали від недосипання.

Дослідження мелатоніну

Хоча єдине схвалене медичне застосування мелатоніну - це короткочасне лікування первинного безсоння, зараз проводяться багаторазові дослідження терапевтичного впливу цієї речовини.

Зокрема, досліджується роль мелатоніну як терапевтичного інструменту для нейродегенеративних захворювань, таких як хвороба Альцгеймера, хорея Хантінгтона, хвороба Паркінсона або бічний аміотрофічний склероз.

Цей гормон міг би стати препаратом, який у майбутньому буде ефективним для боротьби з цими патологіями, однак на сьогоднішній день майже не існує жодних робіт, які б давали наукові докази його терапевтичної корисності.

З іншого боку, кілька авторів досліджують мелатонін як хорошу речовину для боротьби з маренням у літніх пацієнтів. В деяких випадках ця терапевтична корисність вже показала свою ефективність.

Нарешті, мелатонін представляє інші напрямки досліджень, які є дещо менш вивченими, але мають хороші перспективи в майбутньому. Один з найпопулярніших випадків сьогодні - це роль цього гормону як стимулюючої речовини. Дослідження показали, що прийом мелатоніну суб'єктам із СДУГ скорочує час, необхідний для засинання.

Інші терапевтичні сфери досліджень - це головний біль, розлади настрою (де було показано, що він ефективний для лікування сезонних афективних розладів), рак, жовч, ожиріння, радіаційний захист та шум у вухах.

Список літератури

1. Кардиналі Д.П., Бруско Л.І., Ліберчук С та ін. Застосування мелатоніну при хворобі Альцгеймера. Neuro Endocrinol Lett 2002; 23: 20-23.
2. Conti A, Conconi S, Hertens E, Skwarlo-Sonta K, Markowska M, Maestroni JM. Докази синтезу мелатоніну в клітинах кісткового мозку миші та людини. J Pineal Re. 2000; 28 (4): 193-202.
3. Poeggeler B, Balzer I, Hardeland R, Lerchl A. Сосновий гормон мелатонін коливається також у динофлагеллаті Gonyaulax polyedra. Naturwissenschaften. 1991; 78, 268-9.
4. Reiter RJ, Pablos MI, Agapito TT та ін. Мелатонін в контексті теорії старіння вільних радикалів. Ann NY Acad Sci 1996; 786: 362-378.
5. Van Coevorden A, Mockel J, Laurent E. Нейроендокринні ритми та сон у старілих чоловіків. Am J Physiol. 1991; 260: E651-E661.
6. Жаданова І.В., Вюртман Р.Й., Реган М.М. та ін. Лікування мелатоніном при віковій безсонні. J Clin Endocrinol Metab 2001; 86: 4727-4730.