Melatoniinin fysiologia, toiminnot ja lääketieteellinen käyttö

melatoniini Se on ihmisessä, eläimissä, kasveissa, sienissä, bakteereissa ja jopa levissä esiintyvä hormoni. Sen tieteellinen nimi on N-setyyli-5-metoksitryptamiini ja syntetisoidaan olennaisesta aminohaposta, tryptofaanista.

Ihmisillä ja eläimillä melatoniinia tuotetaan pääasiassa käpyrauhassa ja se on perusaine monille erilaisille solu-, neuroendokriini- ja neurofysiologisille prosesseille..

Melatoniinin tärkein tehtävä on päivittäisen nukkumisjakson säätelyssä, minkä vuoksi sitä käytetään joissakin tapauksissa unihäiriöiden hoitoon..

Yksi tämän molekyylin pääpiirteistä on sen biosynteesi, joka riippuu suurelta osin ympäristön valaistuksen muutoksista..

Melatoniinin ominaisuudet

Melatoniini on käpyrauhan erittämä hormoni, jonka löytö on perustettu vuonna 1917. Erityisesti sen olemassaolo havaittiin tutkimuksella, jossa nilkkoja syötettiin käpyrauhan otteella..

Kun annostellaan nielun rauhasia, havaittiin tummien pisteiden ilmestyminen eläinten iholle melaoforojen supistumisen vuoksi..

Tätä ainetta kutsuttiin melatoniiniksi ja se eristettiin ensimmäistä kertaa neljäkymmentäyksi vuodeksi sen löytämisen jälkeen vuonna 1958. Noin kymmenen vuotta myöhemmin kuvattiin sen erityksen syklinen luonne ja sen kyky indusoida unta..

Melatoniinia pidetään nyt neurohormoneina, jota tuottavat pinealosyytit (solutyyppi), joka on pineaalinen, aivorakenne, joka sijaitsee diencephalonissa..

Hiuspunainen rauha synnyttää melatoniinia supra-matemaattisen ytimen, hypotalamuksen alueen, vaikutuksesta, joka saa tietoa verkkokalvosta valon ja pimeyden päivittäisistä kuvioista.

Ihmiset kokevat melatoniinin jatkuvan sukupolven aivoissaan, mikä laskee huomattavasti 30 vuoden iässä. Samoin nuorten ikääntyneistä kalkkeutumista esiintyy yleensä, joita kutsutaan corpora arenacea.

Melatoniinin synteesi määräytyy osittain ympäröivän valaistuksen ansiosta, koska se on yhteydessä hypotalamuksen ylempiin ytimiin. Toisin sanoen mitä suurempi valaistus, sitä pienempi melatoniinin tuotanto on ja mitä alhaisempi valaistus, sitä suurempi on tämän hormonin tuotanto..

Tämä seikka korostaa melatoniinin merkitystä ihmisten unen sääntelyssä sekä valaistuksen merkitystä tässä prosessissa.

Tällä hetkellä on osoitettu, että melatoniinilla on kaksi päätoimintoa: säätää biologista kelloa ja vähentää hapettumista. Samoin melatoniinipuutteisiin liittyy yleensä oireita, kuten unettomuutta tai masennusta, ja se voisi motivoida ikääntymisen asteittaista kiihtymistä.

Vaikka melatoniini on itse kehon syntetisoimaa ainetta, sitä voidaan havaita myös tietyissä elintarvikkeissa, kuten kaurassa, kirsikoissa, maississa, punaviinissä, tomaateissa, perunoissa, pähkinöissä tai riisissä..

Samoin melatoniinia myydään tänään apteekeissa ja parafarmacioissa, joissa on erilaisia ​​esityksiä, ja sitä käytetään vaihtoehtoina lääkekasveille tai reseptilääkkeille torjumaan pääasiassa unettomuutta..

fysiologia

Keuhkoputki on rakenne, joka sijaitsee aivopuolen keskellä kolmannen aivokammion takana. Tämä rakenne sisältää pinealosyyttejä, soluja, jotka tuottavat indolamiineja (melatoniini) ja vasoaktiivisia peptidejä.

Siten verkkokalvon postganglionisen hermon kuidut stimuloivat hormonin melatoniinin tuotantoa ja erittymistä. Nämä hermot kulkevat retinohipotalamiinin läpi suprachiasmatiseen ytimeen (hypotalamukseen)..

Kun he ovat ylemmän matematiikan ytimessä, postganglionisen hermon kuidut kulkevat ylivoimaisen kohdunkaulan ganglionin läpi, kunnes ne saavuttavat käpyrauhan.

Kun ne saavuttavat käpyrauhan, ne stimuloivat melatoniinin synteesiä, miksi pimeys aktivoi melatoniinin tuotantoa, kun taas valo estää tämän hormonin eritystä.

Vaikka ulkoinen valo vaikuttaa melatoniinin tuotantoon, tämä tekijä ei määritä hormonin yleistä toimintaa.

Toisin sanoen melatoniinin erityksen vuorokausirytmiä kontrolloi endogeeninen sydämentahdistin, joka sijaitsee itse ylemmässä ylemmässä ytimessä, joka on riippumaton ulkoisista tekijöistä..

Ympäristön valolla on kuitenkin mahdollisuus lisätä tai tehostaa prosessia annoksesta riippuvaisella tavalla. Melatoniini tulee diffuusiolla verenkiertoon, jossa sen pitoisuuspiikki on välillä kaksi ja neljä aamulla.

Tämän jälkeen melatoniinin määrä verenkierrossa vähenee vähitellen pimeyden loppuosan aikana.

Toisaalta melatoniini aiheuttaa myös fysiologisia vaihteluja henkilön iän mukaan. Ihmisen aivot erittävät pieniä määriä melatoniinia jopa kolmen kuukauden iässä.

Tämän jälkeen hormonin synteesi kasvaa, jolloin lapsuudessa saavutetaan noin 325 pg / ml pitoisuuksia. Nuorilla aikuisilla normaali pitoisuus vaihtelee välillä 10 - 60 pg / ml ja vanhenemisen aikana melatoniinin tuotanto vähitellen pienenee.

Biosynteesi ja aineenvaihdunta

Melatoniini on aine, joka on biosyntetisoitu tryptofaanista, joka on välttämätön aminohappo elintarvikkeista.

Erityisesti tryptofaani muunnetaan suoraan melatoniiniksi tryptofaanihydroksylaasin entsyymin kautta. Tämän jälkeen tämä yhdiste dekarboksyloidaan ja tuottaa serotoniinia.

Kuten mainittiin, pimeys aktivoi hermosysteemiä ja motivoi neurotransmitterin norepinefriinin vapautumista. Kun norepinefriini sitoutuu pineallotsyyttien b1-adrenergisiin reseptoreihin, adenyylisyklaasi aktivoituu.

Samoin tämä prosessi lisää syklistä AMP: tä ja aryylialkyyliamiini-N-asyylitransferaasin (melaniinisynteesin entsyymi) uusi synteesi on motivoitunut. Lopuksi tämän entsyymin kautta serotoniini muuttuu melaniiniksi.

Kun kyseessä on aineenvaihdunta, melatoniini on hormoni, joka metaboloituu mitokondrioissa ja p-hepatosyytissä, ja muuttuu nopeasti 6-hydroksimelatoniiniksi. Sen jälkeen se konjugoidaan glukuronihapon kanssa ja erittyy virtsaan.

Melatoniinin eritystä moduloivat tekijät

Tällä hetkellä elementit, jotka pystyvät muuttamaan melatoniinin eritystä, voidaan ryhmitellä kahteen eri ryhmään: ympäristötekijät ja endogeeniset tekijät.

Ympäristötekijät muodostuvat pääasiassa fotoperiodista (aurinkokierron kausista), vuoden kausista ja ympäristön lämpötilasta..

Endogeenisten tekijöiden osalta sekä stressi että ikä näyttävät olevan elementtejä, jotka voivat motivoida melatoniinin tuotannon vähenemistä.

Samoin on määritetty kolme eri melatoniinin erittymismallia: tyyppi 1, tyyppi kaksi ja tyyppi kolme.

Melatoniinin erittymisen tyyppi 1 -mallia havaitaan hamstereissa ja sille on tunnusomaista erittymisen äkillinen huippu.

Tyypin 2 malli on tyypillinen sekä albiinorotille että ihmisille. Tässä tapauksessa eritteelle on tunnusomaista asteittainen lisäys, kunnes saavutetaan maksimaalinen erityspiikki.

Lopuksi on todettu tyypin 3 pysähdys lampaissa, ja sille on ominaista myös asteittainen kasvu, mutta se eroaa tyypistä 2, jotta saavutetaan maksimaalinen erittymistaso ja pysyy jonkin aikaa, kunnes se alkaa laskea.

farmakokinetiikkaa

Melatoniini on laajalti biologisesti saatavilla oleva hormoni. Organismi ei esitä morfologisia esteitä tälle molekyylille, niin että melatoniini voi imeytyä nopeasti nenän, oraalisen tai ruoansulatuskanavan limakalvon läpi..

Samoin melatoniini on hormoni, joka jakautuu solunsisäisesti kaikkiin organelleihin. Annoksen jälkeen plasman maksimipitoisuus saavutetaan 20 - 30 minuutin kuluttua. Tämä pitoisuus säilyy noin puolitoista tuntia ja sitten laskee nopeasti, ja puoliintumisaika on 40 minuuttia.

Aivojen tasolla melatoniinia tuotetaan käpyrauhassa ja se toimii endokriinisena hormonina, koska se vapautuu verenkiertoon. Melatoniinin aivojen alueet ovat hippokampus, aivolisäke, hypotalamus ja käpyrauma..

Toisaalta melatoniinia tuotetaan myös verkkokalvossa ja ruoansulatuskanavassa, missä se toimii parakriinihormona. Samoin melatoniini jakautuu ei-hermosoluihin, kuten gonadeihin, suolistoon, verisuoniin ja immuunisoluihin..

tehtävät

Melatoniini sisältää spesifisiä, kyllästettäviä ja palautuvia reseptoreita, ja sen toiminta-alueet vaikuttavat pääasiassa vuorokausirytmeihin. Toisaalta ei-luonnolliset melatoniinireseptorit vaikuttavat lisääntymistoimintoon ja oheislaitteilla on erilaisia ​​toimintoja.

Melatoniinireseptorit näyttävät olevan tärkeitä hiirien oppimis- ja muistimekanismeissa, ja on oletettu, että tämä hormoni voi muuttaa muistiin liittyviä sähköfysiologisia prosesseja, kuten pitkäaikaisia ​​potentiaaleja.

Toisaalta melatoniini vaikuttaa immuunijärjestelmään ja liittyy olosuhteisiin, kuten aidsiin, syöpään, ikääntymiseen, sydän- ja verisuonitauteihin, päivittäisiin muutoksiin rytmissä, unessa ja tietyissä psykiatrisissa häiriöissä..

Jotkut kliiniset tutkimukset osoittavat, että melatoniinilla voi myös olla tärkeä rooli sellaisten patologioiden kehittymisessä, kuten migreeni ja päänsärky, koska tämä hormoni on hyvä terapeuttinen vaihtoehto niiden torjumiseksi..

Toisaalta on osoitettu, että melatoniini vähentää iskemian aiheuttamia kudosvaurioita sekä aivoissa että sydämessä..

Lopuksi on nyt tiedossa, että melatoniini vaikuttaa immuunijärjestelmään, vaikkakin sen vaikutusten yksityiskohdat ovat hieman hämmentäviä. Tässä mielessä melatoniini näyttää aiheuttavan immunoglobuliinin tuotantoa ja fagosyyttien stimulointia.

Siten melatoniinin toiminnot ovat moninaisia ​​ja vaihtelevia, jotka toimivat sekä aivotasolla että kehon tasolla. Tämän hormonin päätehtävä on kuitenkin biologisen kellon säätelyssä.

Lääketieteellinen käyttö

Melatoniinin moninkertaiset vaikutukset ihmisten fyysiseen ja aivojen toimintaan sekä kyky erottaa tämä aine tietyistä elintarvikkeista on motivoinut korkeaa tutkimustietoa sen lääketieteellisestä käytöstä..

Melatoniinia on kuitenkin hyväksytty vain lääkkeenä ensimmäisen asteen unettomuuden hoitoon yli 55-vuotiailla. Tässä mielessä hiljattain tehdyssä tutkimuksessa kävi ilmi, että melatoniini lisäsi merkittävästi uniaikaa kärsivien ihmisten uniaikaa.

Tutkimus melatoniinista

Vaikka melatoniinin ainoa hyväksytty lääketieteellinen käyttö on ensisijaisen unettomuuden lyhytaikaisessa hoidossa, tämän aineen terapeuttisia vaikutuksia tutkitaan parhaillaan useita kertoja..

Erityisesti tutkitaan melatoniinin roolia terapeuttisena välineenä neurodegeneratiivisten sairauksien, kuten Alzheimerin taudin, Huntingtonin taudin, Parkinsonin taudin tai amyotrofisen lateraaliskleroosin, suhteen..

On oletettu, että tämä hormoni voi olla lääke, joka tulevaisuudessa on tehokas torjumaan näitä patologioita, mutta tänään ei ole juuri lainkaan tutkimuksia, jotka antavat tieteellistä näyttöä sen terapeuttisesta hyödyllisyydestä..

Toisaalta useat tekijät lähettävät melatoniinia hyväksi aineeksi torjumaan harhaluuloja iäkkäillä potilailla. Joissakin tapauksissa tämä terapeuttinen käyttökelpoisuus on jo osoittautunut tehokkaaksi.

Lopuksi melatoniini esittelee muita tutkimuspolkuja, jotka ovat hieman vähemmän tutkittuja, mutta joilla on hyvät tulevaisuuden näkymät.

Yksi tämän päivän kukoistavimmista tapauksista on tämän hormonin rooli stimuloivana aineena. Jotkut tutkimukset ovat osoittaneet, että melatoniinin antaminen ADHD-potilaille vähentää nukkumiseen kuluvaa aikaa.

Muita tutkimusalueita ovat päänsärky, mielialahäiriöt (joissa on osoitettu olevan tehokas kausiluonteisen mielialahäiriön hoidossa), syöpä, sappi, liikalihavuus, suoja säteilyltä ja tinnitus..

viittaukset

1. Cardinali DP, Brusco LI, Liberczuk C et ai. Melatoniinin käyttö Alzheimerin taudissa. Neuro Endocrinol Lett 2002; 23: 20-23.

2. Conti A, Conconi S, Hertens E, Skwarlo-Sonta K, Markowska M, Maestroni JM. Todisteet melatoniinin synteesistä hiiren ja ihmisen luuytimen soluissa. J Pineal Re. 2000; 28 (4): 193-202.

3. Poeggeler B, Balzer I, Hardeland R, Lerchl A. Pinealhormoni melatoniini värähtelee myös Gonyaulax-polyedrassa. Naturwissenschaften. 1991, 78, 268 - 9.

4. Reiter RJ, Pablos MI, Agapito TT et ai. Melatoniini ikääntymisen vapaiden radikaalien teorian yhteydessä. Ann N Y Acad Sci 1996; 786: 362 - 378.

5. Van Coevorden A, Mockel J, Laurent E. Neuroendokriinirytmit ja nukkuvat ikääntyvät miehet. Am J Physiol. 1991: 260: E651-E661.

6. Zhadanova IV, Wurtman RJ, Regan MM et ai. Melatoniinihoito ikään liittyvään unettomuuteen. J Clin Endocrinol Metab 2001; 86: 4727-4730.