Гормональное расписание: оказывается, у гормонов тоже есть режим
Вы когда-нибудь задумывались, почему организм посылает нам те или иные импульсы? Почему ночью нам хочется спать? Почему, когда мы нервничаем, мы много едим, тем самым аккумулируя тепло и энергию?
Оказывается, за все эти посылы отвечают гормоны, и у них есть свой режим работы.
Так, например, если у человека правильный режим дня, и он встаёт, ложится, ведет прием пищи и работает в одно и то же время, у него вырабатывается так называемая правильная гармоничная жизнь.
Фото из открытого источника
Проснувшись утром, у людей начинает вырабатываться серотонин, или «гормон счастья». Его время определяется в промежутке с 4.00 до 6.00 часов утра.
После 6.00 часов поднимается уровень кортизола, гормона бодрствования. Он готовит наш организм к активным действиям. А если в это время ещё выпить стакан воды, то живительная влага вымоет из нашего организма все гормоны стресса. А зарядка придаст сил.
В 7.00 утра прекращается выработка мелатонина, и продолжение сна становится бесполезным. Поэтому, если хочется больше успеть в жизни — вставайте до 7 утра.
Ближе к 8.00 начинают просыпаться половые гормоны (стероиды), образующие наш мышечный каркас. Это время прекрасно подойдет для занятий спортом (зарядка, гимнастика, легкая пробежка).
В период с 10.00 до 14.00 вырабатываются нейрогормоны. Это самое удачное время для умственной деятельности, для работы.
Во временной период с 14.00 и до 16.00 на смену приходит гормон роста, поэтому в это время очень хочется спать. И если у вас имеется такая возможность, то обязательно используйте её и поспите всего минут 20, а затем немного разомнитесь. Это придаст новых сил, энергию, а также продлит вашу красоту и молодость.
Время снижения кортизола начинается после 17.00 часов. Снижается уровень сохранения энергии в организме. В это время лучше не принимать никаких серьезных решений и не заниматься спортом (так как питание клеток не происходит).
Мелатонин, или «гормон сна» начинает свою производительность в 21.00. В это время начинает снижаться температура тела, тем самым увеличивая продолжительность молодости. В это время нам уже хочется в уютную постель. Организм готовится ко сну.
В 22.00 начинают вырабатываться эндорфины. В это время особенно важно лечь спать. Так как именно в период с 10.00 до 4.00 происходит полная «перезагрузка» организма и ценность сна наиболее максимальна.
Фото из открытого источника
В 2.00 часа ночи просыпается гормон роста. Именно в этот период дети особенно активно растут, а у взрослых крепнет мускулатура и обновляется кожа. Вот такой вот получился «режим работы гормонов».
Поэтому, если вдруг вы почувствовали, что в течение дня ваше самочувствие ухудшилось и не соответствует «режиму гормонов», то следует обратиться с врачу-эндокринологу. Он назначит полное обследование и поможет устранить проблему.
Мелатонин: польза и вред
Постоянные стрессы и хроническая усталость нередко вызывают такое неприятное состояние, как бессонница. Ее появление лишает человека возможности продуктивно работать и ухудшает эмоциональный фон. Для борьбы с бессонницей сегодня нет недостатка в лекарственных средствах и в популярных препаратах, главным компонентом выступает искусственный мелатонин – Вито-мелатонин, Мелаксен, Мелатонин.
Средства являются диетической добавкой, не вызывают привыкания и для их приобретения не нужен рецепт. Но, несмотря на высокий профиль безопасности, у некоторых специалистов их использование вызывает опасения. Главным образом они связаны с тем, что долгосрочные последствия приема пока еще не изучены. Мелатонин не имеет большого количества противопоказаний, но безопасность и целесообразность его приема пока остается под вопросом.
Что такое мелатонин
Это один из основных гормонов эпифиза. Он был открыт в 1958 г. и сразу получил название «гормона сна», так как его концентрация резко увеличивается в момент засыпания. Поэтому мелатонин посчитали веществом, отвечающим за качество сна и его глубину. Однако его функции намного шире.
После открытия, мелатонин сразу получил название «гормона сна».
Гормон является своеобразным регулятором и стабилизатором всех важных процессов и помогает организму функционировать в едином ритме. Он отвечает за наши суточные биоритмы.
Также вещество помогает регулировать:
Недостаток гормона вызывает нарушения сна: снижает его продолжительность и ухудшает качество. Помочь решить проблему должна биодобавка мелатонина.
Однако у препарата есть четкие показания к применению и его использование в качестве таблеток для сна целесообразно только после всестороннего обследования.
Показания к применению
Как снотворное мелатонин рекомендован лишь при определенных видах расстройства сна. Препарат регулирует фазы сна, однако, он практически не влияет на процесс засыпания. Чаще всего его используют для коррекции нарушений ритма сон-бодрствование при смене часовых поясов.
Мелатонин рекомендован лишь при определенных видах расстройства сна.
Противопоказания и побочные эффекты
Противопоказаниями к приему мелатонина служат:
Пока еще не до конца изучено влияние гормона на детей. Поэтому специалисты не рекомендуют использовать препарат беременным, в период кормления грудью и детям до 18 лет. Также средство следует принимать с осторожностью, если пациенту назначены другие снотворные препараты или антикоагулянты.
Во время приема нельзя употреблять спиртные напитки, так как алкоголь снижает эффективность мелатонина.
Биодобавка считается безопасной, при проведении исследований никаких серьезных побочных эффектов выявлено не было. У некоторых людей препарат может вызывать дневную сонливость. Возможно, такое состояние связано с индивидуальным снижением скорости его выведения из организма.
Биодобавка считается безопасной, но есть ограничения в использовании.
Правила приема
Несмотря на высокий уровень безопасности, при использовании средства нужно соблюдать рекомендации по его применению. Как принимать препарат, чтобы не навредить здоровью?
Поскольку не все добавки одинаковы, перед приемом конкретного средства обязательно изучите инструкцию по его использованию.
Как долго можно принимать мелатонин
Специалисты предупреждают, что максимальный период приема препарата не должен превышать 1 месяца. Особенно, если точно не установлено, что бессонница вызвана нарушением синтеза мелатонина. Его передозировка может вызвать сужение сосудов, заторможенность и другие нежелательные последствия.
Передозировка мелатонина может вызвать сужение сосудов, заторможенность и другие нежелательные последствия.
Также не стоит забывать, что мелатонин является гормоном. И, следовательно, его длительный прием влияет на всю эндокринную систему в целом, вызывая гормональный дисбаланс.
Другие снотворные средства
Список снотворных препаратов, продающихся без рецепта, довольно ограничен. Чаще всего в аптеках могут предложить:
Препараты нельзя считать аналогами мелатонина, но они обладают седативным и отчасти снотворным эффектом. И могут использоваться при легкой форме бессонницы.
Чудо или миф? (Исследование мелатонина)
Полный текст:
Аннотация
Сегодня о мелатонине говорят, пожалуй, больше, чем о любом другом гормоне. Его считают чуть ли не панацеей от всех болезней, источником молодости; по объему продаж в США он в настоящее время конкурирует с витамином С и аспирином. К сожалению, роль мелатонина чрезмерно преувеличена, и претензии в значительной степени необоснованы или подкрепляются лишь данными, полученными в опытах на животных [1, 2]. Для уточнения механизма действия этого гормона и его взаимосвязи с физиологической хронобиологией необходимо провести гораздо больше исследований. В частности, еще предстоит определить наиболее оптимальные время назначения и дозировку мелатонина для людей, позволяющие добиться максимального воздействия этого препарата на циркадный ритм человека и на множество функций, зависимых от него.
Ключевые слова
Для цитирования:
Арендт Д. Чудо или миф? (Исследование мелатонина). Проблемы Эндокринологии. 1999;45(3):33-35. https://doi.org/10.14341/probl11768
For citation:
Arendt J. Miracle or myth? (Melatonin research). Problems of Endocrinology. 1999;45(3):33-35. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/probl11768
Сегодня о мелатонине говорят, пожалуй, больше, чем о любом другом гормоне. Его считают чуть ли не панацеей от всех болезней, источником молодости; по объему продаж в США он в настоящее время конкурирует с витамином С и аспирином. К сожалению, роль мелатонина чрезмерно преувеличена, и претензии в значительной степени необоснованы или подкрепляются лишь данными, полученными в опытах на животных [1, 2]. Для уточнения механизма действия этого гормона и его взаимосвязи с физиологической хронобиологией необходимо провести гораздо больше исследований. В частности, еще предстоит определить наиболее оптимальные время назначения и дозировку мелатонина для людей, позволяющие добиться максимального воздействия этого препарата на циркадный ритм человека и на множество функций, зависимых от него.
Мелатонин (ТЧ-ацетил-5-метокситриптамин) был открыт Ароном Лернером с сотрудниками в 1958 г. В то время группа Лернера была занята поисками в шишковидной железе фактора, осветляющего кожу [3]. Для получения нескольких микрограммов чистого материала было обработано много тысяч желез. Мелатонин оказался самым мощным из факторов, когда-либо исследованных на культурах клеток пигментированной кожи лягушек. Во избежание неправильного понимания хотелось бы пояснить, что, хотя меланофоры низших позвоночных чувствительны к мелатонину, они отличаются от пигментных клеток млекопитающих, и практически нет доказательств какой-либо осветляющей кожу активности у людей.
Мелатонин является основным гормоном, секретируемым шишковидной железой — крошечным органом, расположенным в промежуточном мозге и соединенным со светочувствительной системой у млекопитающих. У всех исследованных к настоящему времени видов мелатонин в норме синтезируется и высвобождается во время темной фазы суток. Таким образом, имеется очевидная связь со сном у видов, ведущих дневной образ жизни, таких, какими являются люди. Однако у ночных грызунов самые высокие уровни мелатонина наблюдаются в период их активности.
Поскольку мелатонин вырабатывается в темное время суток, его содержание отражает продолжительность ночи (а следовательно, и продолжительность дня). Его первичной физиологической функцией является доведение информации, касающейся суточного прохождения времени, до уровня жизнедеятельности организма. Длительная продолжительность секреции мелатонина свидетельствует о длинных ночах, а короткая — о коротких. Суточный ритм освещения (фотопериод) и меняющаяся продолжительность дня являются нашими самыми точными ориентирами времени, связанными с окружающей средой. Они лежат в основе организации физиологических и поведенческих функций, которые реагируют на изменения сезонных и циркадных (т. е. суточных) ритмов, таких как сон, бодрствование и внутренняя температура. У человека функции, на которые влияет продолжительность дня и интенсивность света, скорее всего изменяются под воздействием мелатонина. Именно потому, что мелатонин влияет на множество систем организма, можно говорить о потенциальной опасности недифференцированного применения гормона в качестве универсальной панацеи.
Ритм секреции мелатонина генерируется эндогенно
Мелатонин синтезируется из триптофана посредством ацетилирования и последующего О-метилирования серотонина. В организме человека практически весь циркулирующий мелатонин выделяется из шишковидной железы. Небольшое его количество синтезируется в других участках, таких как сетчатка, которая в последнее время привлекает все большее внимание ученых. С другой стороны, секрецию мелатонина можно подавить с помощью p-адренергических антагонистов.
Ежедневный ритм секреции генерируется в головном мозге и в отсутствие ориентиров времени сохраняет свою периодичность в диапазоне около 24 ч, что характерно для истинного циркадного ритма. Достаточно яркий свет синхронизирует ритм до 24 ч и в то же время подавляет выработку мелатонина ночью, устанавливая таким образом специфическую продолжительность его секреции в соответствии с продолжительностью дня [3]. На основе этого наблюдения была сделана попытка лечить ярким светом зимнюю депрессию, хотя, как ни странно, нет убедительных доказательств, свидетельствующих о причастности мелатонина к возникновению этого расстройства.
Когда циклическая смена света/темноты и других ориентиров времени ускоряется или замедляется (например, после перелета через временные пояса или при сменной работе), циркадная система медленно адаптируется к новому положению фаз. В процессе адаптации эндогенные ритмы не совпадают по фазе с внешней окружающей средой и иногда — друг с другом. Считается, что это вызывает многие заболевания и функциональные расстройства у сменных рабочих и путешественников, перелетающих через временные пояса. Кроме того, нарушение циркадных ритмов характерно для слепых, лиц пожилого возраста и некоторых психически больных.
Физиологические количества мелатонина оказывают воздействие на синхронизацию репродуктивных функций у видов, зависимых от дневного света [3]. Например, у зародышей и новорожденных млекопитающих этот гормон помогает запрограммировать циркадную систему и определяет время начала и окончания стадий развития организма, особенно полового созревания. С другой стороны, хотя у европейцев действительно наблюдается колебание частоты зачатий (наивысшее увеличение весной и небольшой всплеск осенью), его зависимость от уровня содержания мелатонина не выяснена. Мелатонин оказывает в основном подавляющее воздействие на репродуктивную функцию человека, и путем введения достаточно высокой дозы (80—300 мг в день) можно частично подавить пик лютеинизирующего гормона. Мелатонин был исследован в качестве противозачаточного средства в комбинации с минитаблеткой прогестина [4]. Однако если учесть, что гораздо более низкие дозы (< 10 мг) оказывают сильное влияние на ритмические функции организма, использование этих больших количеств потенциально опасно.
Было доказано, что мелатонин и шишковидная железа не играют существенной роли в поддержании циркадных ритмов у млекопитающих в нормальной окружающей среде, однако введение мелатонина в определенное время действительно сдвигает циркадные ритмы [3]. Первым человеком, испытавшим на себе действие нового гормона, был сам Арон Лернер. В 1960-е годы некоторые пациенты участвовали в исследовании последствий приема больших доз мелатонина (до 1,5 г), которые вызвали у них сонливость и спазмы мышц живота [3].
Мелатонин в низких дозах оказывает на человека внезапное легкое ’’снотворное” воздействие и вызывает изменения электроэнцефалограммы, аналогичные, но не идентичные изменениям, вызываемые бензодиазепинами [5, 6]. Предполагалось, что очень низкие, «физиологические” дозы мелатонина (0,3 мг) благотворно влияют на сон, но поступавшие сообщения были противоречивы, и в некоторых случаях отмечалось нарушение сна [7].
При приеме в спокойной обстановке, в затемненном помещении мелатонин в дозе 1 — 10 мг быстро снимает напряжение, вызывает сонливость, затормаживает некоторые функции и снижает температуру тела в зависимости от дозы [8]. Вечерний прием провоцирует фазовое ускорение циркадных ритмов, а утренний может вызвать фазовое замедление [3]. Яркий свет и мелатонин оказывают сильное, но противоположно направленное воздействие на внутреннюю температуру тела. На основе этих, а также ряда других наблюдений была создана теория, согласно которой вызываемый мелатонином циркадный фазовый сдвиг и сонливость опосредованы изменениями внутренней темпратуры.
Представляется, что благодаря этим свойствам мелатонин, вводимый в подходящем режиме, является перспективным способом лечения нарушений циркадных ритмов. Можно будет также оказывать помощь при таких состояниях, как бессонница пожилых людей (возможно, связанная со снижающейся выработкой мелатонина), затрудненное засыпание и раннее пробуждение. У многих горожан нередко отсутствуют четкие временные ориентиры, а среди людей, проживающих в умеренной и полярной зонах, наблюдается сильная тенденция к замедлению ритма циркадной системы зимой (в условиях недостаточного освещения). Мелатонин может широко использоваться для ’’синхронизации” желаемого времени сна с внешней циркадной фазой. Факты коррекции фазового замедления в зимнее время могут служить объяснением всех разрозненных сообщений об «улучшении самочувствия и сна при лечении мелатонином”.
Нарушение циркадного ритма при перелете через временные пояса и сменной работе
Когда вы летите в восточном направлении, вам необходимо ускорить циркадные ритмы, а путешествуя на запад — замедлить их. Однако индивидуальное время начала лечения, предназначенного для ускорения или замедления хода биологических часов, может быть определено только тогда, когда известно положение циркадной фазы человека. По этой причине очень трудно лечить пилотов сверхдальних рейсов, которые постоянно пересекают временные пояса. Обычные путешественники с успехом используют мелатонин для облегчения состояния, вызванного нарушением циркадных ритмов при перелете через временные пояса. Исследования показывают, что самостоятельная оценка в баллах действительных нарушений циркадных ритмов при перелете через временные пояса может быть снижена в среднем на 50%. В то же время в имитационных исследованиях наблюдалось субъективное улучшение сна, активности, настроения и работоспособности (сообщения о воздействии на сон были довольно противоречивыми) [3, 8].
Имеется очень мало опубликованных работ об использовании мелатонина сменными рабочими. Любые воздействия этого препарата на работоспособность человека требуют тщательного изучения. Например, не всегда желательна адаптация циркадной системы при быстром чередовании смен, поскольку нарушаются сон и активность в дни отдыха. В этих случаях острые эффекты мелатонина могут быть более полезны, чем его способность сдвигать циркадные фазы. В двух отчетах о полевых исследованиях сообщалось об улучшении сна и некоторой адаптации циркадных ритмов [8].
Нарушения сна
Некоторые слепые люди, ведущие в целом нормальную жизнь, страдают от нарушения ритма сна и бодрствования. В недавно проведенном исследовании 58% обследованных жаловались на расстройство сна [9]. Когда их биологические часы не совпадают по фазе с окружающей средой, у них периодически возникают нарушения, в частности они испытывают сонливость и снижение работоспособности в дневное время и плохо спят ночью. Многие переносят это состояние очень тяжело. До настоящего времени обследовано лишь небольшое число лиц, но на большинство из них введение мелатонина оказало некоторое благоприятное воздействие, которое заключалось главным образом в стабилизации засыпания. Кроме того, хорошие результаты дало лечение мелатонином детей с множественными расстройствами, преимущественно старадающих нарушениями зрения, поведения и сна [3, 8].
Вечерний прием мелатонина (5 мг) ускоряет время наступления сна у пациентов с синдромом задержки фазы сна, которые не могут заснуть до раннего утра [3]. В ряде предварительных сообщений описаны случаи улучшения сна у лиц пожилого возраста, что было отнесено на счет влияния замещения низкоамплитудного мелатонина его более ’’юношескими” концентрациями [10]. Представляется, что это, по крайней мере частично, можно объяснить оптимизацией циркадных зависимостей путем усиления стимулов во время пробуждения. Небезуспешными были попытки применения высоких фармакологических доз мелатонина при лечении ’’хронической бессонницы”.
Иммунная функция, «тушение» свободных радикалов и рак
Шумиха, поднятая в последнее время вокруг мелатонина, была связана с его возможностями в плане предотвращения рака и старения [1—3]. Сообщалось, что этот гормон подавляет рост ряда экспериментально вызванных опухолей и клеточных линий in vitro. Однако далеко не во всех исследованиях были получены положительные результаты; например, в определенные фотопериоды мелатонин стимулировал рост меланомы у хомяков. Фармакологические дозы мелатонина могут оказывать стимулирующее воздействие на некоторые элементы иммунной системы. Некоторый оптимизм внушают предварительные результаты комбинированного применения мелатонина и тамоксифена или интерлейкина. Полностью отсутствуют данные о возможном использовании мелатонина при лечении СПИДа.
В ряде работ сообщалось об антиоксидантной функции мелатонина [1—3]. Утверждалось, что он представляет собой самый мощный известный нейтрализатор гидроксильных ионов, который защищает ДНК и другие системы от окислительного повреждения. На сегодняшний день известно, что большие дозы мелатонина оказывают некоторое воздействие на животных, но данных о воздействии на людей нет. Более того, имеются серьезные доказательства того, что мелатонин (опятьтаки в больших дозах) может усиливать вызванное светом поражение сетчатки у крыс, предположительно вследствие прооксидантного воздействия.
Еще большие надежды возлагали на предполагаемую эффективность мелатонина в качестве средства против старения [1—3]. Основой этих представлений послужили опыты, проведенные с серьезными нарушениями на линиях мышей с генетической неспособностью вырабатывать мелатонин. Никаких данных о продлении молодости у людей не существует, и трудно представить, как можно провести какие-либо должным образом контролируемые испытания в этой области.
Планы на будущее и перспективы
Наряду с оптимизацией дозы, композиции и времени введения мелатонина необходима соответствующая оценка его безопасности. Такие проблемы, как продолжительность действия, взаимодействие с другими лекарственными препаратами, применение во время беременности и воздействие на половое созревание у людей, еще недостаточно изучены. При оральном введении мелатонин имеет очень короткий период полувыведения; наблюдаются также огромные индивидуальные различия его фармакокинетики [3]. Действительно, у одних людей имеются очень низкие естественные концентрации мелатонина, в то время как у других эти величины в 100 раз превышают нормальный уровень. Некоторые из уже обнаруженных противоречивых и разрушительных воздействий мелатонина могут быть обусловлены этой индивидуальной метаболической изменчивостью и(или) трудностями определения оптимального времени введения.
Существует вероятность того, что при неправильном определении времени введения мелатонина он может оказать неблагоприятное воздействие на многие системы, включая скорость неврологических процессов. Тем не менее мелатонин является одним из самых перспективных открытий последнего времени. Современные исследования включают разработку ряда аналогов, действие которых будет более стабильным. Помимо этого, было проведено клонирование рецепторов мелатонина, что открывает новые горизонты исследовательских возможностей и привлекает еще большее внимание к этому многогранному биологическому веществу.
Почему важно спать в темноте?
Автор
Редакторы
Видео на конкурс «Био/Мол/Текст»: Сон занимает ключевое место в жизни человека. Ведь во сне происходят многие процессы, необходимые для поддержания здоровья. Задумывались ли вы, что влияет на качество сна? Конфликт с начальником, стресс и даже температура в комнате играют значительную роль в процессе сна. А теперь представьте, что случайно оставленный включенный ночник или мигающая рекламная вывеска могут не только нарушить ваш сон, но и лишить его вовсе. В чем же дело? Для ответа на этот вопрос необходимо познакомиться с гормоном мелатонином, который также еще называют гормоном сна. Мелатонин синтезируется в эпифизе (шишковидной железе) и регулирует цикл сна—бодрствования. Недостаток мелатонина может привести к ожирению и развитию сердечно-сосудистых заболеваний. Вы зададите вопрос, какой же главный стимул образования мелатонина? Ответ будет довольно прост — это темнота.
Конкурс «Био/Мол/Текст»-2020/2021
Эта работа опубликована в номинации «Наглядно о ненаглядном» конкурса «Био/Мол/Текст»-2020/2021.
Генеральный партнер конкурса — ежегодная биотехнологическая конференция BiotechClub, организованная международной инновационной биотехнологической компанией BIOCAD.
Спонсор конкурса — компания SkyGen: передовой дистрибьютор продукции для life science на российском рынке.
Спонсор конкурса — компания «Диаэм»: крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.
Сон — основа здоровья каждого человека. Во время сна происходят восстановительные процессы во всем организме [1]. Например, в период сна интенсивно синтезируется белок коллаген, придающий прочность и эластичность коже. Благодаря сну активизируются дополнительные иммунные клетки T-киллеры, защищающие организм от вирусов и патогенных бактерий и способствующие быстрому выздоровлению [2].
Известно, что когда организм спит, мозг продолжает работать. В нем происходит переработка дневной информации. В процессе сна повышается количество соматотропного гормона (СТГ), или гормона роста, который отвечает за рост и обновление клеток всего организма [3].
На качество сна огромное влияние оказывают внутренние факторы. Например, стрессовые ситуации, характер работы (учебы). В научной работе Алексанина С.С. и Ремизевича Р.С. выявлено, что у обследованных военнослужащих общая продолжительность сна снижалась на 53%, а 42% не были удовлетворены сном (не высыпались). Работа в закрытом коллективе с жестко регламентированными нормами поведения вызывала тревожные расстройства и нарушения сна, приводя к социально-психологическим нарушениям (конфликтность, повышенная агрессивность, замкнутость) [4].
Одним из внешних факторов, влияющих на процесс сна, является микроклимат помещения: температура, наличие кислорода, влажность и освещение. По межгосударственному стандарту (ГОСТ 30494-2011) в жилой комнате должны соблюдаться следующие показатели [5]:
Если температура в комнате выше или ниже нормы, качество сна ухудшается [ 6].
Помешает выспаться не только жара или холод, но и свет. Почему же так важно отсутствие искусственного источника света во время сна? Для этого необходимо посмотреть на мозг человека. В его глубинах скрыт эпифиз (пинеальная железа, или шишковидное тело, corpus pineale) — основная часть фотоэндокринной системы, гормоны которой регулируют функции других органов, зависящие от световых раздражений [7].
Клетки эпифиза — пинеалоциты — синтезируют около 40 биологически активных веществ (БАВ), среди которых выделяют нейроамины, серотонин и мелатонин. Для объяснения роли источника света в процессе сна нам необходим мелатонин. Мелатонин (N-ацетил-5-метокситриптамин) представляет собой соединение, образующееся не только в клетках эпифиза, но и в сетчатке глаза, железе Гардерова (железе мигательной перепонки, встречающаяся у вторично-водных позвоночных и наземных представителей, кроме приматов и человека), костном мозге, коже и в других органах. Поэтому мелатонин не является гормоном в классическом смысле — он способен синтезироваться в различных органах и не действовать на конкретный орган-мишень [8].
Мелатонин участвует в регуляции многих физиологических процессов, а именно цикла «сон—бодрствование», циркадианных ритмов, иммунологических реакций, контролирует рост новообразований, нейтрализует свободные радикалы [9]. При этом мелатонин способен одновременно активировать и подавлять функции разных клеток и органов [10]. В исследовании, опубликованном в Journal of Biological Regulators and Homeostatic Agents (1995 г.), ученые использовали в качестве лечебного препарата экзогенный (синтетический) мелатонин совместно с интерлейкином-2 (разновидность цитокинов), давая их на ночь 11 пациентам, больным СПИДом, у которых количество Т-хелперов (клеток иммунной системы) снизилось до 200 и меньше (норма — 40–60%). После трех недель терапии количество Т-хелперов увеличилось на 30%, повысилось количество других иммунных клеток (эозинофилов, Т-лимфоцитов, естественных клеток-киллеров). Ученые предположили, что добавление мелатонина может быть эффективной иммуностимулирующей терапией для пациентов со СПИДом, не реагирующих на один интерлейкин-2 (ИЛ-2) [11].
Известно, что мелатонин угнетает секрецию гонадотропинов (половых гормонов). В конце XIX в. немецкий педиатр О. Хюбнер исследовал пациента с преждевременным половым созреванием. При посмертном вскрытии врач обнаружил опухоль в эпифизе, которая препятствовала выработке мелатонина [12].
Как мелатонин зависит от света? Для этого необходимо изучить цикл сна—бодрствования. Он является примером циркадианного ритма (в пер. с лат. — «вокруг дня») — биологического ритма с периодом около 24 часов. Циркадианный ритм необходим для адаптации организма к окружающей среде [13]. Формирование циркадианных ритмов обеспечивается при участии внутренних факторов, включая работу своеобразных внутренних «часов» — циркадианных пейсмекеров. Основным циркадианным пейсмекером у млекопитающих является супрахиазматическое ядро (СХЯ), расположенное в переднем отделе гипоталамуса [14].
Наиболее изученным внешним стимулом, получаемым супрахиазматическим ядром, являются световые импульсы. Свет воздействует на фоточувствительные клетки сетчатки глаза, через ретиногипоталамический тракт (РГТ) информация об освещенности достигает супрахиазматического ядра [15]. В темноте нейроны супрахиазматического ядра воздействуют на паравентрикулярное ядро гипоталамуса (ПВЯ), который отправляет сигналы к нейронам верхнего шейного ганглия (СКГ), а он в свою очередь воздействует на ту самую шишковидную железу (эпифиз), выделяющую мелатонин. Нейроны верхнего шейного ганглия выделяют медиатор-норадреналин, стимулирующий работу эпифиза и усиливающий выработку мелатонина. Когда светло, нейроны супрахиазматического ядра ингибируют нейроны паравентрикулярного ядра, отвечающего за регуляцию эпифиза. Таким образом, свет тормозит секрецию мелатонина, а его отсутствие — усиливает [16].
Как же происходит выработка мелатонина? У здоровых людей мелатонин начинает вырабатываться между 20:00 и 22:00, достигая пика между 00:00 и 03:00 [8]. Мелатонин синтезируется из незаменимой для человека аминокислоты триптофана. В эпифизе под действием ферментов триптофангидроксилазы и 5-окситриптофандекарбоксилазы триптофан преобразуется в серотонин. Далее из серотонина с помощью ферментов N-ацетилтрансферазы (NAT) и оксииндол-О-метилтрансферазы (HIOMT) образуется мелатонин. В низких концентрациях он поступает в кровеносное русло, в более высоких — в спинномозговую жидкость (ликвор). Через кровоток мелатонин достигает периферических клеток-мишеней, а через ликвор — поступает к рецепторам мозга. В крови мелатонин связывается с альбумином, который защищает мелатонин от быстрого распада [16], [17]. Ночью пиковые уровни мелатонина колеблются от 100 до 200 пг/мл. После этого его синтез постепенно снижается, оставаясь очень низким в течение дня — от 10 до 30 пг/мл [8]. Период полураспада мелатонина в организме составляет 30–50 мин. В печени мелатонин окисляется ферментами, связанными с белком Р-450 (группа ферментов, участвующих в окислении различных соединений), и выводится из организма [16], [17].
Как мелатонин влияет на качество сна и на организм в целом? Если засыпать с включенным светом (ночник, лампа, огни наружной рекламы), мелатонин не вырабатывается даже у молодых людей. По мере старения образование мелатонина снижается, это связано с обызвествлением (отложением солей кальция) в пинеалоцитах эпифиза. Этот процесс получил условное название «меланопауза». Уменьшение выработки мелатонина и нарушение в системе «сон—бодрствование» обычно приводит к бессоннице (инсомнии) [18]. Среди других нарушений сна выделяют опережение фазы сна, нерегулярный ритм и несинхронизированные ритмы сна—бодрствования [19].
Мелатонин обладает множественным эффектом и способен улучшать память, настроение, трудовую способность и стрессоустойчивость. Уменьшение выработки мелатонина приведет к ухудшению всех этих функций. Мелатонин снижает концентрацию глюкозы и повышает уровень инсулина в крови, а дефицит гормона приводит к ожирению и инсулинорезистентности [20]. Такое действие мелатонина объясняется тем, что он регулирует экспрессию генов белков GLUT4 (основных внутриклеточных переносчиков глюкозы) и активирует G-белковый мембранный рецептор, отвечающий за работу инсулинового рецептора [17]. Мелатонин усиливает выработку энергии в митохондриях и ускоряет процессы метаболизма, снижая риск ожирения. Мелатонин нейтрализует активные формы кислорода и приводит в норму антиоксидантный баланс в бета-клетках поджелудочной железы, защищая их от окислительного стресса и снижая частоту диабетических осложнений и сердечно-сосудистых заболеваний [21].
Совместно с тестостероном и витамином D мелатонин оказывает анаболическое действие на мышечную ткань, уменьшая вероятность развития саркопении (потери мышечной массы и силы у пожилых людей) [22].
Таким образом, мелатонин — это уникальное соединение, обладающее разносторонними метаболическими эффектами. Синтез мелатонина происходит во время сна при отсутствии источников света. Мелатонин улучшает качество сна, нормализует ритм сна—бодрствования и оказывает влияние на многие функции организма. Можно сказать, что мелатонин действует по принципу обратной связи: для сна нужен мелатонин, а для мелатонина нужен сон.
Перед сном задумайтесь о том, как важно спать в темноте.
