что такое мелатонин в легких
Мелатонин: гормон сна и долгой жизни
Мелатонин – это естественный гормон, который мозг выделяет в ответ на изменение освещения. Он помогает регулировать внутренние часы организма, сигнализируя о том, что пора ложиться спать.
Согласно растущему количеству исследований, гормон сна также может помочь в борьбе с симптомами менопаузы, облегчить боль и укрепить здоровье сердца и иммунитет.
Что такое мелатонин: функции гормона
Мелатонин вырабатывается организмом естественным образом, но на него могут негативно влиять алкоголь, кофеин и курение, а также работа в ночную смену.
Уровни мелатонина повышаются и понижаются в течение дня и ночи, достигая максимальных значений вечером и падая до минимальных значений утром. Этот суточный биоритм мелатонина тесно связан с 24-часовым циклом света и темноты. Это ключевая причина того, почему источники света ночью могут нарушить сон и в результате навредить здоровью.
Как работает мелатонин?
Производство мелатонина в организме запускается темнотой и подавляется светом. Мозг получает сигналы через сетчатку глаза, которые затем передаются по зрительному нерву на главные биочасы мозга, суперхиазматическое ядро (SCN). Эти биочасы контролируют поток мелатонина и других гормонов, а также множество других физиологических процессов.
В темноте SCN дает разрешение шишковидной железе увеличить выработку мелатонина. Как правило, уровень мелатонина начинает значительно повышаться около 21:00 и достигает пика в ночные часы, прежде чем упасть до очень низкого уровня незадолго до рассвета. Мелатонин остается низким в дневное время, когда другие гормоны повышаются, чтобы помочь сохранить концентрацию, энергию и бдительность в течение дня.
Продолжительность производства мелатонина меняется в течение года: более короткие дневные периоды производства мелатонина летом, когда дни длиннее, и более длительные периоды зимой, когда ночи длиннее.
Производство мелатонина снижается с возрастом, что может способствовать увеличению проблем со сном, а также приводит к общему старению и уязвимости к болезням.
Как мелатонин действует на организм: польза для здоровья
На сегодняшний день известны и доказаны как минимум несколько полезных эффектов гормона сна для здоровья.
Устранение проблем со сном. Безусловно, это самое известное применение мелатонина, поскольку он благотворно влияет на циркадные ритмы организма. Ради избавления от бессонницы его часто назначают в виде препаратов, которые являются альтернативой более мощным фармацевтическим снотворным, вызывающим нежелательные побочные эффекты и зависимость. Это особенно полезно для тех, чьи биоритмы нарушены. Например, для вахтовых рабочих или часто летающих самолетами путешественников.
Облегчение менопаузы. Добавки мелатонина помогают улучшить сон у женщин в период менопаузы, а также могут помочь облегчить некоторые другие общие симптомы климакса. В исследовании, опубликованном в 2001 году, женщины в менопаузе в возрасте от 42 до 62 получали добавки мелатонина ежедневно. В течение 6 месяцев у большинства женщин улучшилось настроение, и а признаки депрессии наблюдались у минимального количества.
Предупреждение онкологии. Согласно различным исследованиям, низкий уровень мелатонина может быть связан с повышенным риском рака груди. Исследования, проведенные на животных и in vitro с человеческими клетками, показали, что мелатонин может подавлять производство и рост клеток рака груди. В исследовании, опубликованном в 2014 году, сделан вывод о том, что мелатонин имеет потенциал для лечения рака груди.
Кроме того, исследования показали, что у мужчин, страдающих раком простаты, уровень мелатонина ниже, чем у здоровых мужчин. В 2001 году были опубликованы данные, которые продемонстрировали, что мелатонин может значительно подавлять рост и пролиферацию раковых клеток.
Изучайте тонкости антивозрастной медицины из любой точки мира. Для удобства врачей мы создали обучающую онлайн-платформу Anti-Age Expert: Здесь последовательно выкладываются лекции наших образовательных программ, к которым открыт доступ 24/7. Врачи могут изучать материалы необходимое количество раз, задавать вопросы и обсуждать интересные клинические случаи с коллегами в специальных чатах
Сохранение здоровья сердца. Наблюдения ученых показывают, что в отношении здоровья сердечно-сосудистой системы мелатонин обладает как антиоксидантным, так и противовоспалительным действием. В частности, он может помочь снизить уровень холестерина и артериальное давление, которые являются основными факторами риска сердечных заболеваний.
Укрепление иммунной системы. Поскольку мелатонин обладает мощным антиоксидантным действием, он действительно может помочь укрепить иммунную систему организма и защитить его от болезней. В исследовании, опубликованном в 2013 году, мелатонин назван «иммунным буфером» из-за того, как он стимулирует иммунную систему. Исследователи также обнаружили, что он может снимать воспаление, вызванное интенсивным иммунным ответом.
Облегчение боли при фибромиалгии. Согласно исследованиям, мелатонин также может облегчить болезненные симптомы фибромиалгии, которые включают широко распространенную и длительную боль в мышцах и тканях. Кроме того, этот гормон снижает проявление мигрени и хронической головной боли.
Применение при проблемах развития у детей. Мелатонин также может помочь в лечении детей с различными нарушениями развития, включая расстройства аутистического спектра и синдром дефицита внимания.
В обзоре, опубликованном в 2011 году, были проанализированы результаты 35 исследований, касающихся влияния мелатонина на расстройства аутистического спектра, включая синдром Аспергера и синдром Ретта. Как выяснилось, добавление мелатонина было связано с улучшением сна и коррекцией поведения.
Защита мозга. Считается, что мелатонин может играть важную роль в защите от когнитивных нарушений и нейродегенеративных заболеваний, которые возникают с возрастом. Как антиоксидант, мелатонин может защищать клетки от окислительного повреждения, которое считается основным фактором возрастных когнитивных проблем и нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и другие. Мелатонин действует как мощный антиоксидант в мозге, а также может оказывать защитное действие на нервные клетки, помогая отсрочить или предотвратить когнитивные нарушения и потерю памяти.
Наше понимание мелатонина быстро расширяется, поскольку исследователи продолжают изучать, как гормон работает в организме, как он способствует здоровью и защите от болезней и как может использоваться в качестве терапевтического лечения.
Влияние мелатонина на процессы старения
Старение связано со снижением иммунной функции (иммуностарением), что, как известно, коррелирует с увеличением заболеваемости раком, инфекционными и дегенеративными заболеваниями.
Циркуляция мелатонина уменьшается с возрастом, и в последние годы большое внимание уделяется его иммуномодулирующему эффекту. Предположительно, мелатонин регулирует иммунную функцию, воздействуя на иммунно-опиоидную сеть и регулируя уровни внутриклеточного глутатиона.
Мелатонин имеет потенциальную терапевтическую ценность для усиления иммунной функции у пожилых людей и пациентов с ослабленным иммунитетом.
Получайте знания, основанные на доказательной медицине из первых уст ведущих мировых специалистов. В рамках Модульной Школы Anti-Age Expert каждый месяц проходят очные двухдневные семинары, где раскрываются тонкости anti-age медицины для врачей более 25 специальностей
Краткие выводы
“Гормон сна” также может помочь в борьбе с симптомами менопаузы, эффективен он и в укреплении здоровья сердца и иммунитета.
Производство мелатонина снижается с возрастом, что может способствовать увеличению проблем со сном, а также приводит к общему старению и уязвимости к болезням.
Мелатонин имеет потенциальную терапевтическую ценность для усиления иммунной функции у пожилых людей и пациентов с ослабленным иммунитетом.
Список использованной литературы
Мелатонин в лекарственном лечении больных различными злокачественными опухолями
В последнее время активно изучается противоопухолевая активность гормона эпифиза мелатонина. Этой теме посвящены многочисленные опыты in vitro/in vivo, в которых показана способность мелатонина тормозить злокачественный рост и потенцировать действие цитостатиков [1–6]. Механизм противоопухолевого действия мелатонина до конца не изучен (рис.1). Известны некоторые возможные аспекты торможения опухолевого роста мелатонином – активация Т-хелперов 1 типа и увеличение продукции ряда цитокинов (IL-2, IFN-γ, интерлейкина-6)[7,8], снижение экспрессии VEGF рецептора [9], активацией апоптоза в опухолевых клетках 12, уменьшение активности теломеразы [14]. Все большее внимание также уделяется применению мелатонина в клинических исследованиях с целью повышения эффективности лекарственного лечения у пациентов с различными злокачественными опухолями, в том числе посредством подавления метаболической иммуносупрессии. [15]
Рисунок 1. Противоопухолевый механизм действия мелатонина в клетках рака молочной железы [Nooshinfar E., 2016].
В обзорной статье в журнале «Злокачественные опухоли» представлены данные о применении мелатонина в лечении 3177 пациентов с различными солидными опухолями. Авторами был проведен анализ 17–ти оригинальных исследований, в 14–ти из которых была проведена оценка эффективности лечения (табл.1). Большинство из исследований включенных в анализ являлись проспективными и рандомизированными, в которых пациенты были распределены на группы, получающие стандартное лечение с добавлением мелатонина или без него. Мелатонин применялся как в монотерапии, так и в комбинации с различными методами лекарственного лечения: гормонотерапией, иммунотерапией или химиотерапией. Согласно результатам исследований применение мелатонина приводило к увеличению объективных ответов и/или общей выживаемости пациентов, а также сопровождалось к снижением частоты побочных эффектов лекарственной противоопухолевой терапии. [15]
Таблица 1 – Метаанализ эффективности мелатонина в лечении различных злокачественных опухолей (n=3177) [15].
Влияние мелатонина на иммунную систему
Механизмы участия мелатонина в иммунорегуляции.
Взаимодействие между нейроэндокринной системой и иммунной заслуживает большое внимание вследствие выявления все большего количества аутоиммунных патологий. Серии экспериментов показали тесную связь между регуляцией иммунитета и гормонами, такими как мелатонин, кортизол, половые гормоны. В частности, при удалении эпифиза или химическом подавлении синтеза и секреции мелатонина в шишковидной железе наблюдалась выраженная иммуносупрессия. Иммуносупрессивный статус при этом был обратим при назначении мелатонина. (Carrillo-Vico et al. 2006) Выявлено, что рецепторы этого гормона экспрессируются в том числе и на поверхности CD4 T и CD8 T клеток, а также В-лимфоцитов.( Lissoni et al. 2008). При этом опытным путем in vivo установлено, что в условиях увеличения концентрации мелатонина увеличивается пролиферация Т-лимфоцитов, продукция NK-клеток (natural killer) и моноцитов в костном мозге мышей. У людей возможно увеличение концентрации цитокинов в периферическом кровотоке при увеличении количества рецепторов мелатонина. В противоположность этому, при лечении мелатонином отмечалось снижение экспрессии интерлейкина-2, интерферона-гамма, однако отмечалась активация Т-хелперов 2 типа, выделение ими цитокинов, таких как интерлейкин-4 и интерлейкин-10. Также этот гормон даже в небольших концентрациях способен снижать эффект от приема глюкокортикоидов. Множество исследований, большинство из которых все-таки выполнялось на мышах, продемонстрировали его протективный эффект в отношении вирусного энцефалита, септического шока, бактериальных инфекций, (Raghavendra et al.2010). Обсуждается применение мелатонина для стимуляции ответа у лиц со снижением иммунитета при бактериальных и вирусных инфекциях.
Применение мелатонина при аутоиммунных заболеваниях.
Таким образом, на сегодня действие мелатонина на иммунную систему окончательно не установлено, в последних работах по этой проблеме (Gu-Jiun Lin et al. 2013) отмечено, мелатонин вероятнее всего имеет дихотомический эффект на иммунную систему, одновременно активируя и подавляя определенные ее звенья. Требуются дальнейшие исследования для введения в терапию мелатонина в качестве активатора иммунитета во избежание серьезных побочных эффектов от такой терапии.
Forrest C. et al. Inflammatory status and kynurenine metabolism in rheumatoid arthritis treated with melatonin. Br J Clin Pharmacol. 2007
Gu-Jiun Lin et al. Modulation by Melatonin of the Pathogenesis of Inflammatory Autoimmune Diseases. Int J Mol Sci. 2013 June
Что такое мелатонин в легких
Мелатонин – вездесущий Дракула гуморальной системы. Биологические часы присутствуют в каждой клетке нашего организма. Однако для гармоничного и сбалансированного протекания всего многообразия ритмических процессов жизнедеятельности требуется своего рода дирижер. В противном случае физиологические, биохимические и поведенческие функции приходят в состояние внешнего, либо внутреннего фазового рассогласования, сопровождающего развитие десинхроноза [43, 47]. Эволюционно древнейшим химическим веществом, несущим миссию часовых дел мастера, является мелатонин – ключевое вещество адаптации к смене дня и ночи. Продукция мелатонина, как у дневных, так и у ночных видов животных неразрывно связана с темновой фазой и призвана обеспечить комплексную защиту от повреждающих факторов, сопровождающих световую фазу суточного цикла, а также сезонный фотопериодизм.
Поисковик Google выдает более 11 млн. ссылок по запросу «melatonin», из них свыше 450 тыс. по базе данных PubMed и около 663 тыс. по результатам русскоязычного поиска термина «мелатонин». Один из корифеев исследований этого интригующего индоламина техасский ученый Russel J. Reiter, посвятивший изучению его биологических эффектов более 50 лет, по данным Scopus имеет один из самых высоких показателей индекса Хирша в мире, на момент подготовки настоящей статьи 130, что превышает показатели подавляющего большинства нобелевских лауреатов. Причиной неутихающего интереса к мелатонину во многом является его вездесущность, исключительное многообразие действия и, в то же время, сложность изучения его молекулярных и системных физиологических механизмов, основные из которых приведены в табл. 1. Эволюционная древность, вездесущность и многообразие биологических свойств обусловливает также важнейшую особенность изучения результатов исследований по сохранению суточной динамики и применению экзогенного мелатонина – наиболее ценные его свойства могут быть подвергнуты количественной оценке, прежде всего, в долгосрочной перспективе. Тем не менее, именно изучение биологических эффектов в комплексе помогает понять, каким образом мелатонин может способствовать увеличению продолжительности жизни животных и долголетию человека [30, 37-39].
Клеточные механизмы опосредованы, в частности, специфическими мелатониновыми мембранными рецепторами MT1, MT2, а также внутриклеточными МТ3. Кроме того, обладающий липофильностью и малыми размерами мелатонин, способен проникать в клетку и ее органоиды и задействовать передачу информации без помощи рецепторов [обзор в 47]. Локальные эффекты мелатонина на клеточном уровне крайне разнообразны и включают в себя фосфорилирование и дефосфорилирование аденозина; ингибирование аденилатциклазы, регуляцию работы калиевых каналов; участие в Ca2+-зависимых процессах; регуляцию активности протеинкиназы C и метаболизм арахидоновой кислоты [обзор в 47].
Мелатонин – наиболее эффективный антиоксидант? Мелатонин рассматривают как наиболее эффективный антиоксидант [24, 30, 38, 39]. Он обладает как прямой антиоксидантной активностью, так и непрямой, стимулируя другие антиоксидантные системы, причем мелатонин эффективен там, где неэффективны другие – в ядре и митохондриях, по существу защищая ДНК на последнем рубеже. Мелатонин напрямую связывает гидроксил, супероксид-анион, пероксид водорода, синглетный кислород, периоксинитрит и оксид азота. Мелатонин также стимулирует активность каскада ферментов, в частотности, активность внутриклеточной супероксид дисмутазы, глютатион пероксидазы и каталазы [30]. Любопытно, что направленность отдельных эффектов экзогенного мелатонина и их характер критически зависит от двух факторов: дозировки и фазы суточного цикла. Так, in vitro высокие дозы мелатонина усиливают антиоксидантные эффекты, но основная их точка приложения может меняться в зависимости от концентрации. В то же время, низкие дозировки мелатонина обусловливают хронозависимый стимулирующий эффект на активность митохондриальной NO синтазы, достигаемый через 8 часов с момента инкубации и нивелируемый в течение последующих 6 часов. За пределами этого короткого «циркадианного окна» эффект не выражен. Вероятно, подобным образом эндогенный мелатонин способен модулировать уровень NO в митохондриях и, соответственно, циркадианный ритм окислительного фосфорилирования и гликолиза in vivo [33]. Известна также разнонаправленность действия мелатонина на процесс апоптоза и активность теломеразы в здоровых и опухолевых клетках [37].
Мелатонин и биологические часы. Одним из ключевых свойств мелатонина является его хронобиотическая способность, реализуемая многоуровневой синхронизацией биологических процессов. Мелатонин обладает способностью координировать экспрессию ряда генов, в т.ч. – ключевых генов клеточных биологических часов (БЧ). Мелатонин модулирует экспрессию ключевых генов БЧ как в центральном осцилляторе – супрахиазматических ядрах гипоталамуса (СХЯ), так и в периферических тканях. Однако эти эффекты не являются «острыми» и, как правило, требуют более 24 часов. Добавление мелатонина в питьевую воду крысам, подвергнутым удалению эпифиза, полностью компенсирует признаки внутреннего десинхроноз экспрессии генов Per1 и Per2, развившиеся в течение 3-месячного периода после удаления [1]. В то же время мелатонин оказывает острое влияние на электрическую активность нейронов СХЯ и фазу ее циркадианного ритма, что, по-видимому, опосредовано активацией рецепторов МТ2 и протеинкиназы C [28]. Этот же механизм используется мелатонином для регуляции продукции гонадолиберина.
Знаменательно, что мелатонин способен как потенцировать, так и ингибировать активность протеинкиназы C в зависимости от фазы циркадианного ритма [31]. Такой хронозависимый эффект имеет место как в нейронах СХЯ, так и в клетках периферических тканей. Протеинкиназа С, в свою очередь, также способна к инактивации рецепторов МТ. Тем самым создается контур обратной связи, что может помочь объяснить, почему многие физиологические эффекты мелатонина зависят от времени суток (фазы циркадианного ритма). Мелатонин способен также подстраивать и синхронизировать суточные ритмы генной экспрессии в периферических клетках, прежде всего, модулируя экспрессию Bmal1 и Per2 [обзор в 47].
Интересной особенностью мелатонина является зависимость многих его эффектов от уже существующих проявлений десинхроноза, либо выраженности других нарушений, для коррекции которых мелатонин был использован [обзор в 20, 22, 47]. Таким образом, ведущая роль мелатонина в аранжировке циркадианных ритмов в периферических тканях и органах является несомненной. Учитывая ключевую роль мелатонина в циркадианной системе, он нашел применение в коррекции и профилактике внешнего десинхроноза и симптомов джет-лаг, связанных с пересечением часовых поясов, либо при переходе на летнее/зимнее время [46]. Также представляется интересным развитие хронофармакологических и хронотерапевтических стратегий применения мелатонина с учетом хронотипов человека [50].
Мелатонин и его враг – световое загрязнение. С другой стороны, факторы, нарушающие эндогенную продукцию мелатонина, выступают как триггеры для развития тех или иных форм десинхроноза. В частности, искусственное освещение, воздействующее в темную фазу суток, в том числе с экрана телевизора и смартфона подавляет выработку эндогенного мелатонина [13]. Свет, действующий в ночные часы, подавляет выработку мелатонина, прежде всего эпифизом и сетчаткой, что влечет за собой существенные изменения гормонального баланса, развитие десинхроноза и многообразие его пагубных последствий [обзор в 14, 47].
Существует взаимосвязь между избыточным воздействием источников искусственного света в вечерние и ночные часы, ростом среднесуточного уровня орексина, интенсификацией окислительного повреждения нейронов и прогрессированием нейродегенеративных процессов [40], в т.ч. накоплением амилоидных бляшек [8].
Переизбыток света в течение суточного цикла также увеличивает канцерогенез и снижает продолжительность жизни [42]. Сопутствующие нарушения качества сна, а также дефицит сна, на фоне развития циркадианного десинхроноза ускоряют и усугубляют развитие возрастных нейродегенеративных изменений [8]. Таким образом, искусственный свет и депривация сна, по-видимому, способствуют развитию болезни Альцгеймера (БА).
Мелатонин и возраст. Для большинства людей характерно снижение продукции мелатонина в процессе старения, что служит одним из факторов формирования возрастного десинхроноза [15, 20, 43, 48, 49]. Однако, при развитии нейродегенеративных заболеваний, в частности БА, эти изменения наиболее выражены. Сниженный уровень мелатонина также ассоциирован с развитием ряда хронических неинфекционных заболеваний: сахарного диабетом 2 типа, метаболического синдрома, ишемической болезни сердца, артериальной гипертензией [обзор в 6]. На фоне БА снижение уровня мелатонина в биологических жидкостях является одним из ранних, доклинических признаков [36]. Падение ночной продукции мелатонина при БА сопровождается не только низкой величиной циркадианной амплитуды, но также ростом нерегулярной динамики в целом [6]. Среди причин выраженного десинхроноза на фоне развития БА является уменьшение количества функционально активных нейронов СХЯ и снижение плотности рецепторов МТ1.
Мелатонин в профилактике и терапии нейродегенеративных заболеваний. Существование возрастного дефицита продукции мелатонина лишь увеличивает эффективность большинства его биологических свойств [19, 21, 41]. Мелатонин обладает необычайно широким спектром геропротекторных и нейропротекторных эффектов имеющих потенциально благотворное действие на качество и продолжительность жизни [20, 21, 37-39, 44, 48, 49]. Кроме хорошо известных антиоксидантного и хронобиотического эффектов, ряд других свойств мелатонина только недавно описаны и в настоящее время активно изучаются, табл. 1. Перспективными выглядят исследования роли мелатонина в защите нервной ткани в свете его участия в защите митохондрий, в частности, в клетках нервной ткани и органа зрения [2]. Примечательно, что в отличие от других антиоксидантов, мелатонин избирательно захватывается мембранами митохондрий [30].
В настоящее время стоит вопрос об использование препаратов мелатонина не только в физиологических дозировках, но и многократно превышающих их с целью эффективной коррекции нейродегенеративных заболеваниях 6. Однако, следует помнить, что высокие дозировки экзогенного мелатонина могут вызывать десенсибилизацию МТ рецепторов в течение более чем 24 часов [12], что может повлечь за собой, в частности, утрату хронобиотических свойств. В то же время, мелатонин даже в физиологических дозировках способен противодействовать как развитию проявлений десинхроноза [19, 21], так и образованию сенильных амилоидных бляшек [27]. Причем мелатонин способен не только противостоять образованию амилоидных бляшек, но и связывать уже имеющиеся амилоидные структуры. Более того, мелатонин, вероятно, препятствует и образованию тау-протеина [7].
Также мелатонин широко известен как средство нормализации сна [8, 41]. Мелатонин значительно улучшает качество сна, снижая латентность ко сну, и слегка увеличивая продолжительность сна [11]. Хотя, по сравнению с другими снотворными препаратами, его эффективность скромнее, она со временем практически не снижается, а побочные эффекты несопоставимо ниже. Улучшая качество сна, мелатонин снижает выраженность синдрома захода солнца, а также замедляет прогрессию когнитивных нарушений при БА [обзор в 7]. На рано стареющих крысах линии OXYS, служащей моделью спорадической формы БА был выявлен комплексный нейпротекторный эффект мелатонина в дозировке 0,04 мг/кг, сопровождающийся также замедлением развития когнитивных нарушений и уровня тревожности, характерных для БА [32].
Основные физиологические эффекты мелатонина
Отсутствие токсичности в дозировках от 1 до 300 мг