Мелатонин: роль в организме, применение в клинике
Всевластный лик, глядящий с вышины!
Настанет ночь - и взор летит из бездны, И наши сны, взлелеянные сны Пронизывает знанием надзвездным. А. А. Чижевский, Космос |
 | Анисимов Владимир Николаевич -
руководитель отдела канцерогенеза и онкогеронтологии НИИ онкологии им. проф. Н.Н.Петрова Росздрава,
профессор, доктор медицинских наук, президент Геронтологического общества Российской академии наук,
член Совета Международной ассоциации геронтологии и гериатрии, эксперт Программы ООН по старению,
главный редактор журнала "Успехи геронтологии", автор более 400 научных работ, в том числе 19 монографий, 6 изобретений и патентов.
Основные научные интересы связаны с изучением взаимоотношений процессов старения и возникновения злокачественных новообразований, с экспериментальной разработкой новых подходов к профилактике рака и преждевременного старения. |
Содержание
| ||
Световой режим, мелатонин и регуляция суточных биоритмов
Все биологические ритмы находятся в строгой подчиненности основному водителю ритмов, расположенному в супрахиазматических ядрах гипоталамуса. Гормоном-посредником, доносящим руководящие сигналы до органов и тканей, собственно и является мелатонин. При этом характер ответа регулируется не только уровнем гормона в крови, но и продолжительностью его ночной секреции. Кроме этого, мелатонин обеспечивает адаптацию эндогенных биоритмов к постоянно меняющимся условиям внешней среды.
Регулирующая роль мелатонина универсальна для всех живых организмов, о чем свидетельствует присутствие этого гормона и четкая ритмичность его продукции у всех известных животных, начиная с одноклеточных.
А как обстоят дела у людей? В рамках суточного ритма организма мелатонин поддерживает цикл сна/бодрствования, суточные изменения двигательной активности и температуры тела (рис. 3). Концентрация его в крови нарастает с наступлением темноты и достигает своего максимума за 1-2 часа до пробуждения. В это время сон человека наиболее глубокий, а температура тела достигает своего минимума.
Изобретение более ста лет назад электричества и искусственного освещения кардинально изменило как световой режим, так и продолжительность воздействия света на человека. Воздействие света в ночное время, часто называемое световым загрязнением, увеличилось и стало существенной частью современного образа жизни, что сопровождается множеством серьезных расстройств поведения и состояния здоровья, включая сердечно-сосудистые заболевания и рак. Согласно гипотезе "циркадианной деструкции", воздействие света в ночные часы нарушает эндогенный суточный ритм, подавляет ночную секрецию мелатонина, что приводит к снижению его концентрации в крови.
Тщательно проведенные исследования показали, что освещенность в 1,3 лк монохромного синего света или в 100 лк белого света может значительно подавить продукцию мелатонина эпифизом. Значительное снижение уровня мелатонина было обнаружено у добровольцев, подвергнутых в течение 2-х недель прерывистому воздействию света ночью. Подчеркивается, что воздействие света ночью влияет и на другие физиологические механизмы.
Циркадианная система включает в себя три ключевых компонента:
- эндогенные "часы", генерирующие циркадианный ритм;
- афферентный путь, определяющий циркадианный ритм в соответствии с астрофизическим днем;
- эфферентный путь, распределяющий сигналы от центрального генератора по периферическим органам.
В 2002 г. была обнаружена до этого еще неизвестная функция клеток нервного узла сетчатки глаза. У млекопитающих эти клетки играют ключевую роль в регуляции реакций, не связанных с визуальным световым ответом, таких как реакция поведения на свет, синтез эпифизарного мелатонина и латентный период засыпания. Показано, что аксоны нейронов ганглия сетчатки глаза соединяются с циркадианным генератором - супрахиазматическими ядрами (СХЯ) гипоталамуса. Информация о свете от сетчатки глаза передается к СХЯ через ретиногипоталамический путь, являющийся частью зрительного тракта, который заканчивается в середине СХЯ.
Молекулярный часовой механизм в СХЯ составлен из взаимодействующих положительной и отрицательной обратных связей регулирующих петель нескольких (по крайней мере, их девять) основных циркадианных "часовых" генов (Per1, Per2, PerЗ, Cry-1, Cry-2, Clock, Bmal1/Мор3, Tim и др.). Показано, что свет напрямую воздействует на экспрессию некоторых "часовых" генов, обеспечивающих циркадианный ритм. Эти гены регулируют функции клеток, контролирующих экспрессию генов ключевого клеточного цикла деления и генов апоптоза. Мутации в некоторых часовых генах драматически сказываются на многих функциях организма и приводят к развитию различных патологических процессов (таблица. 3).
Таблица 3. Мутации в часовых генах: основные эффекты
Per2-/- | уменьшение продолжительности жизни, преждевременные нарушения репродуктивной функции, увеличение частоты опухолей; |
Clock/Clock: | ожирение, метаболический синдром, преждевременные нарушения репродуктивной функции; |
Bmal1- / - | уменьшение продолжительности жизни, увеличение ПОЛ, катаракта, саркопения; |
Cry1- / -Cry2- / - | не влияет на продолжительность жизни и развитие опухолей; |
Воздействие света на функции эпифиза у человека имеет несколько особенностей, которые оказывают влияние на состояние здоровья:
- воздействие яркого света ночью (~ 2500 лк) полностью подавляет продукцию мелатонина;
- некоторые люди более чувствительны к действию освещения ночью (~200 лк), чем другие;
- сине-зеленый свет ночью угнетает продукцию мелатонина в максимальной степени;
- вероятно, действие света ночью зависит от его интенсивности;
- качество света в течение дня также, вероятно, влияет на ночное производство мелатонина;
- женщины являются более чувствительными к подавляющим эффектам ночного света на продукцию мелатонина, чем мужчины.
Свет ночью и репродуктивная функция
Искусственное увеличение продолжительности светового периода в течение дня (на 2-4 часа) приводит у грызунов к увеличению продолжительности эстрального цикла и в некоторых случаях к его нарушению. Если воздействие света увеличить до 24 ч. в сутки, у большинства мышей и крыс в короткие сроки развивается синдром персистирующего эструса. В физиологических условиях этот синдром развивается в более позднем возрасте (у крыс - обычно между 15 и 18 мес. жизни) и затем переходит в анэструс, который является физиологическим эквивалентом климактерического синдрома у женщин. В яичниках у крыс с персистирующим эструсом обнаруживают фолликулярные кисты и гиперплазию тека-ткани яичника, в них отсутствуют желтые тела. Вместо циклической продукции гонадотропинов, пролактина, эстрогенов и прогестерона, характеризующей нормальный репродуктивный период, эти гормоны секретируются ациклически, что приводит к гиперпластическим процессам в молочных железах и матке.
Имеются данные, что воздействие света ночью укорачивает продолжительность менструального цикла у женщин с длинным (более 33 дней) циклом. 60% медицинских сестер с регулярным менструальным циклом и частой работой в ночную смену имели менструальный цикл короче 25 дней. Около 70% обследованных медицинских сестер жаловались на редкие или частые дисменореи.
У крыс с персистирующим эструсом обнаруживается снижение толерантности к глюкозе и чувствительности к инсулину. Установлено, что постоянное освещение приводит к увеличению порога чувствительности гипоталамуса к ингибирующему действию эстрогенов у самок крыс. Этот механизм является ключевым в старении репродуктивной системы, как у самок крыс, так и у женщин. Итак, влияние света ночью приводит к ановуляции и ускорению, связанного с возрастом, выключения репродуктивной функции у грызунов и к дисменорее у женщин. Воздействие постоянного света увеличивает перекисное окисление липидов (ПОЛ) в тканях животных и уменьшает общую антиокислительную и супероксиддисмутазную активности, тогда как применение мелатонина вызывает снижение активности ПОЛ, особенно в головном мозге.
Мелатонин и сезонные ритмы у животных и человека
Мелатонин принимает активное участие в сезонных перестройках жизнедеятельности организмов животных. Зимняя спячка, брачные игры, сезонные перелеты, миграции и линька - все это происходит с участием эпифиза. По-видимому, мелатонин регулирует наступление сезона размножения для того, чтобы потомство рождалось в благоприятное время, когда природные условия способствуют его выживанию. Этот гормон часто используется учеными для искусственного смещения периода половой активности у лабораторных животных.
Зимняя спячка - еще один важный биологический феномен, обеспечивающий выживание в неблагоприятных условиях. В это время все системы жизнедеятельности работают в замедленном "энергосберегающем" режиме: падает температура тела, урежается ритм сердечных сокращений и дыхания. Мелатонин регулирует интенсивность расходования, запасенной в виде бурого жира, энергии. Активное "сжигание" жира начинается как раз перед весенним пробуждением.
Фотопериодичные животные с помощью оценки отклонения внутреннего циркадианного (суточного) ритма от внешнего изменения освещенности могут определять, насколько меняется долгота местности при их перемещении. Возможно, это один из механизмов навигации при птичьих перелетах.
Люди, создав себе особую среду обитания, в некоторой степени освободились от жесткого диктата внешней среды. Однако древние биологические механизмы диктуют свои законы. Продукция мелатонина у человека также имеет сезонозависимый характер и, при нарушении сезонной ритмичности, повышается риск обострения многих хронических заболеваний. Примером этого могут служить учащение депрессий и алкоголизма при перемещении на работу из средних широт в регионы крайнего Севера. У многих пациентов со злокачественными новообразованиями вообще отсутствуют сезонные ритмы биосинтеза мелатонина.
Исследования, посвященные сезонным изменениям рождаемости детей в странах северного полушария, показали, что имеется два выраженных пика - в конце декабря-начале января и в середине зимы. А это значит, что зачаты дети были именно весной, когда дневная температура поднимается до 5-7° С и солнце светит все дольше. В это время мы начинаем жить по законам природы, а не цивилизации, прибегая все меньше и меньше к искусственному свету. Именно в это время у людей повышается фертильность и любовный пыл. Зимой у женщин продукция мелатонина возрастает, а летом, при удлинении светового дня, несколько падает, что и приводит к повышению фертильности.
Виртуальные консультации
Обратите внимание! Диагностика и лечение виртуально не проводятся! Обсуждаются только возможные пути сохранения вашего здоровья.
Подробнее см. Правила форума
Реальные консультации
Реальный консультативный прием ограничен.
Ранее обращавшиеся пациенты могут найти меня по известным им реквизитам.
Заметки на полях
Нажми на картинку -
узнай подробности!
Новости сайта
Уважаемые пользователи!
Просьба сообщать о неработающих ссылках на внешние страницы, включая ссылки, не выводящие прямо на нужный материал,
запрашивающие оплату, требующие личные данные и т.д. Для оперативности вы можете сделать это через форму отзыва, размещенную на каждой странице.
Ссылки будут заменены на рабочие или удалены.
Остался неоцифрованным 3-й том МКБ. Желающие оказать помощь могут заявить об этом на нашем форуме
В настоящее время на сайте готовится полная HTML-версия МКБ-10 - Международной классификации болезней, 10-я редакция.
Желающие принять участие могут заявить об этом на нашем форуме
25.04.08
Уведомления об изменениях на сайте можно получить через
раздел форума "Компас здоровья" - Библиотека сайта "Островок здоровья"
