МЕЛАТОНИН: ХИМИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА, ФУНКЦИИ И ПРИМЕНЕНИЕ - ГЕОГРАФИЯ - 2024

Мелатонин является гормон присутствует в организме человека, животных, растений, грибов, бактерий и даже в некоторых водорослей. Его научное название - N-цетил-5-метокситриптамин, и он синтезируется из незаменимой аминокислоты триптофана.

Мелатонин сегодня считается нейрогормоном, который вырабатывается пинеалоцитами (типом клеток) шишковидной железы, структурой мозга, расположенной в промежуточном мозге. Его наиболее важная функция - регулирование дневного цикла сна, поэтому в некоторых случаях он используется для лечения нарушений сна.

Молекула мелатонина с химической формулой

Шишковидная железа вырабатывает мелатонин под влиянием супрахиазматического ядра, области гипоталамуса, которая получает от сетчатки информацию о повседневных образцах света и темноты.

Характеристики мелатонина

Одна из основных характеристик этой молекулы заключается в ее биосинтезе, который сильно зависит от изменений окружающего освещения.

В мозгу людей постоянно вырабатывается мелатонин, который к 30 годам заметно снижается. Точно так же в подростковом возрасте обызвествления обычно возникают в шишковидной железе, которые называются ареновыми телами.

Синтез мелатонина частично определяется окружающим освещением из-за его связи с супрахиазматическим ядром гипоталамуса. То есть, чем выше свет, тем ниже выработка мелатонина и чем ниже свет, тем выше производство этого гормона.

Этот факт подчеркивает важную роль мелатонина в регулировании сна людей, а также важность освещения в этом процессе.

Было показано, что мелатонин выполняет две основные функции: регулирование биологических часов и уменьшение окисления. Точно так же дефицит мелатонина обычно сопровождается такими симптомами, как бессонница или депрессия, и может вызвать постепенное ускорение старения.

Хотя мелатонин - это вещество, синтезируемое самим организмом, его также можно наблюдать в некоторых продуктах, таких как овес, вишня, кукуруза, красное вино, помидоры, картофель, грецкие орехи или рис.

Точно так же мелатонин сегодня продается в аптеках и парафармацевтических учреждениях в различных формах и используется в качестве альтернативы лекарственным растениям или лекарствам, отпускаемым по рецепту, для борьбы, в основном, с бессонницей.

Биосинтез и метаболизм

Мелатонин - это вещество, которое биосинтезирует из триптофана, незаменимой аминокислоты, поступающей с пищей.

Химическая структура триптофана

В частности, триптофан напрямую превращается в мелатонин через фермент триптофангидроксилазу. Впоследствии это соединение декарбоксилируется и вырабатывает серотонин.

Темнота активирует нейронную систему, вызывая выброс нейромедиатора норадреналина. Когда норэпинефрин связывается с b1-адренорецепторами пинеалоцитов, активируется аденилциклаза.

Аналогичным образом, посредством этого процесса увеличивается количество циклического АМФ и вызывается новый синтез арилалкиламино-N-ацилтрансферазы (фермента синтеза меланина). Наконец, с помощью этого фермента серотонин превращается в меланин.

Что касается метаболизма, то мелатонин - это гормон, который метаболизируется в митохондриях и цихроме p в гепатоцитах и ​​быстро превращается в 6-гидроксимелатонин. Позже он соединяется с глюкуроновой кислотой и выводится с мочой.

Мелатонин, шишковидная железа и свет

Когда глаза получают солнечный свет, производство мелатонина в шишковидной железе подавляется, и производимые гормоны не дают нам уснуть. В свою очередь, когда глаза не получают света, в шишковидной железе вырабатывается мелатонин, и человек устает. Srruhh

Шишковидная железа - это структура, находящаяся в центре мозжечка за третьим желудочком мозга. Эта структура содержит пинеалоциты, клетки, вырабатывающие индоламины (мелатонин) и вазоактивные пептиды.

Таким образом, производство и секреция гормона мелатонина стимулируется волокнами постганглионарного нерва сетчатки. Эти нервы проходят через ретиногипоталамический тракт к супрахиазматическому ядру (гипоталамусу).

Будучи обнаруженными в супрахиазматическом ядре, постганглионарные нервные волокна пересекают верхний шейный ганглий и достигают шишковидной железы.

Достигнув эпифиза, они стимулируют синтез мелатонина, поэтому темнота активирует выработку мелатонина, а свет подавляет секрецию этого гормона.

Хотя внешний свет влияет на выработку мелатонина, этот фактор не определяет общую функцию гормона. То есть циркадный ритм секреции мелатонина контролируется эндогенным водителем ритма, расположенным в самом супрахиазматическом ядре, который не зависит от внешних факторов.

Однако окружающий свет может увеличивать или замедлять процесс в зависимости от дозы. Мелатонин попадает в кровоток путем диффузии, где его пик достигает между двумя и четырьмя часами утра.

Впоследствии количество мелатонина в кровотоке постепенно снижается в течение оставшейся части темного периода.

Физиологические вариации

С другой стороны, мелатонин также имеет физиологические вариации в зависимости от возраста человека. До трех месяцев жизни человеческий мозг выделяет небольшое количество мелатонина.

Впоследствии синтез гормона увеличивается, достигая в детстве концентрации около 325 пг / мл. У молодых людей нормальная концентрация составляет от 10 до 60 пг / мл, и с возрастом выработка мелатонина постепенно снижается.

Факторы, регулирующие секрецию мелатонина

Попадание света в SCN не позволяет шишковидной железе вырабатывать мелатонин, и, наоборот, производство и секреция мелатонина увеличивается в период темноты. Чжицян Ма, Ян Ян, Чунси Фань, Цзин Хан, Дунцзинь Ван, Шоуин Ди, Вэй Ху, Дун Лю, Сяофэй Ли, Рассел Дж. Райтер и Сяолун Ян

В настоящее время элементы, которые способны изменять секрецию мелатонина, можно разделить на две разные категории: факторы окружающей среды и эндогенные факторы.

Факторы окружающей среды

Факторы окружающей среды в основном формируются световым периодом (сезоны солнечного цикла), сезонами года и температурой окружающей среды.

Эндогенные факторы

Что касается эндогенных факторов, стресс и возраст, по-видимому, являются элементами, которые могут мотивировать снижение выработки мелатонина.

Шаблоны выпуска

Точно так же были установлены три различных типа секреции мелатонина: тип один, тип два и тип три.

Модель секреции мелатонина первого типа наблюдается у хомяков и характеризуется резким всплеском секреции.

Паттерн второго типа типичен как для крыс-альбиносов, так и для людей. В этом случае секреция характеризуется постепенным увеличением до достижения максимального пика секреции.

Наконец, остановка третьего типа наблюдалась у овец, она также характеризуется постепенным увеличением, но отличается от второго типа тем, что достигает максимального уровня секреции и остается некоторое время, пока она не начнет снижаться.

Фармакокинетика

Мелатонин - гормон с широкой биодоступностью. Организм не представляет морфологических барьеров для этой молекулы, поэтому мелатонин может быстро всасываться через слизистую оболочку носа, полости рта или желудочно-кишечного тракта.

Точно так же мелатонин - это гормон, который распределяется внутриклеточно во всех органеллах. После введения пиковый уровень в плазме достигается через 20-30 минут. Эта концентрация сохраняется около полутора часов, а затем быстро снижается с периодом полувыведения 40 минут.

На уровне мозга мелатонин вырабатывается шишковидной железой и действует как эндокринный гормон, поскольку попадает в кровоток. Областями действия мелатонина в головном мозге являются гиппокамп, гипофиз, гипоталамус и шишковидная железа.

Шишковидная железа. Нефрон

С другой стороны, мелатонин также вырабатывается в сетчатке и в желудочно-кишечном тракте, местах, где он действует как паракринный гормон. Точно так же мелатонин распределяется не нервными областями, такими как гонады, кишечник, кровеносные сосуды и иммунные клетки.

Характеристики

Основная функция этого гормона заключается в регулировании биологических часов.

Память и обучение

Рецепторы мелатонина, по-видимому, важны в механизмах обучения и памяти мышей; этот гормон может изменять электрофизиологические процессы, связанные с памятью, например, долгосрочное улучшение.

Иммунная система

С другой стороны, мелатонин влияет на иммунную систему и связан с такими состояниями, как СПИД, рак, старение, сердечно-сосудистые заболевания, ежедневные изменения ритма, сон и некоторые психические расстройства.

Развитие патологий

Некоторые клинические исследования показывают, что мелатонин также может играть важную роль в развитии таких патологий, как мигрень и головные боли, поскольку этот гормон является хорошим терапевтическим вариантом для борьбы с ними.

С другой стороны, было показано, что мелатонин уменьшает повреждение тканей, вызванное ишемией, как в головном мозге, так и в сердце.

Медицинское использование

Множественные эффекты, которые мелатонин оказывает на физическое и церебральное функционирование людей, а также способность извлекать это вещество из определенных продуктов питания, послужили поводом для проведения большого количества исследований по его медицинскому применению.

Однако мелатонин был одобрен как лекарство только для краткосрочного лечения первичной бессонницы у людей старше 55 лет. В этом смысле недавнее исследование показало, что мелатонин значительно увеличивает общее время сна у людей, страдающих от недосыпания.

Исследование мелатонина

Хотя единственное разрешенное медицинское применение мелатонина - это краткосрочное лечение первичной бессонницы, в настоящее время проводятся многочисленные исследования терапевтических эффектов этого вещества.

В частности, изучается роль мелатонина как терапевтического средства при нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера, хорея Хантингтона, болезнь Паркинсона или боковой амиотрофический склероз.

Этот гормон мог бы стать лекарством, которое в будущем будет эффективным для борьбы с этими патологиями, однако сегодня почти нет работ, которые предоставляют научные доказательства его терапевтической ценности.

С другой стороны, несколько авторов исследуют мелатонин как хорошее вещество для борьбы с бредом у пожилых пациентов. В некоторых случаях эта терапевтическая полезность уже доказала свою эффективность.

Наконец, мелатонин открывает другие направления исследований, которые несколько менее изучены, но имеют хорошие перспективы на будущее. Один из самых популярных сегодня случаев - роль этого гормона как стимулирующего вещества. Исследования показали, что введение мелатонина людям с СДВГ сокращает время, необходимое для засыпания.

Другими терапевтическими областями исследований являются головная боль, расстройства настроения (где было показано, что он эффективен для лечения сезонного аффективного расстройства), рак, желчь, ожирение, радиационная защита и шум в ушах.

Ссылки

1. Кардинали Д.П., Бруско Л.И., Либерчук С. и др. Использование мелатонина при болезни Альцгеймера. Neuro Endocrinol Lett 2002; 23: 20-23.
2. Conti A, Conconi S, Hertens E, Skwarlo-Sonta K, Markowska M, Maestroni JM. Доказательства синтеза мелатонина в клетках костного мозга мыши и человека. J. Pineal Re.2000; 28 (4): 193-202.
3. Poeggeler B, Balzer I, Hardeland R, Lerchl A. Шишковидный гормон мелатонин также колеблется в динофлагеллятах Gonyaulax polyedra. Naturwissenschaften. 1991; 78, 268-9.
4. Reiter RJ, Pablos MI, Agapito TT et al. Мелатонин в контексте теории старения свободных радикалов. Ann NY Acad Sci 1996; 786: 362-378.
5. Ван Куворден, Мокель Дж, Лоран Э. Нейроэндокринные ритмы и сон у стареющих мужчин. Am J Physiol. 1991; 260: E651-E661.
6. Жаданова И.В., Вуртман Р.Дж., Реган М.М. и др. Лечение возрастной бессонницы мелатонином. J Clin Endocrinol Metab 2001; 86: 4727-4730.