MELATONINAS: CHEMINĖ STRUKTŪRA, FUNKCIJA IR PASKIRTIS - GEOGRAFÍA - 2025

Melatoninas yra hormonas, esančių žmonių, gyvūnų, augalų, grybų, bakterijų ir net kai kuriose dumblių. Jo mokslinis pavadinimas yra N-cetil-5-metoksitriptaminas, jis sintetinamas iš nepakeičiamos aminorūgšties, triptofano.

Šiandien melatoninas laikomas neurohormonu, kurį gamina kankorėžinės liaukos pinealocitai (tam tikros rūšies ląstelės) - smegenų struktūrą, esančią diencephalone. Svarbiausia jo funkcija yra dienos miego ciklo reguliavimas, todėl kai kuriais atvejais jis naudojamas kaip miego sutrikimų gydymas.

Melatonino molekulė, turinti cheminę formulę

Kankorėžinė liauka gamina melatoniną veikdama suprachiasmatinį branduolį - pagumburio regioną, kuris gauna iš tinklainės informaciją apie dienos šviesą ir tamsą.

Melatonino savybės

Viena pagrindinių šios molekulės savybių yra jos biosintezė, kuri labai priklauso nuo aplinkos apšvietimo pokyčių.

Žmonės patiria nuolatinę melatonino generaciją savo smegenyse, kuris labai sumažėja sulaukus 30 metų. Panašiai nuo paauglystės kalcifikacija dažniausiai atsiranda kankorėžinėje liaukoje, vadinamoje corpora arenacea.

Melatonino sintezę iš dalies lemia aplinkos apšvietimas, dėka jo ryšio su pogumburio suprachiasmatiniu branduoliu. Tai yra, kuo didesnė šviesa, tuo mažesnė melatonino gamyba ir kuo mažesnė šviesa, tuo didesnė šio hormono gamyba.

Šis faktas pabrėžia svarbų melatonino vaidmenį reguliuojant žmonių miegą, taip pat apšvietimo svarbą šiame procese.

Dabar įrodyta, kad melatoninas atlieka dvi pagrindines funkcijas: reguliuoja biologinį laikrodį ir mažina oksidaciją. Taip pat melatonino trūkumą paprastai lydi tokie simptomai kaip nemiga ar depresija ir jie gali laipsniškai pagreitinti senėjimą.

Nors melatoninas yra medžiaga, kurią sintezuoja pats organizmas, jos taip pat galima pastebėti tam tikruose maisto produktuose, tokiuose kaip avižos, vyšnios, kukurūzai, raudonasis vynas, pomidorai, bulvės, graikiniai riešutai ar ryžiai.

Taip pat melatoninas šiandien parduodamas vaistinėse ir parafarmatuose su skirtingais pavidalais ir yra naudojamas kaip vaistinių augalų ar receptinių vaistų alternatyva kovai su nemiga.

Biosintezė ir metabolizmas

Melatoninas yra medžiaga, kuri biosintetinasi iš triptofano - nepakeičiamos amino rūgšties, gaunamos iš maisto.

Cheminė triptofano struktūra

Tiksliau, triptofanas yra tiesiogiai paverčiamas melatoninu per fermentą triptofanhidroksilazę. Vėliau šis junginys dekarboksilinamas ir sukuria serotoniną.

Tamsa suaktyvina neuronų sistemą ir sukelia neurotransmiterio norepinefrino antplūdį. Kai norepinefrinas jungiasi su b1 adrenoreceptoriais ant pinealocitų, suaktyvėja adenilo ciklazė.

Taip pat per šį procesą padidėja ciklinis AMP ir sukeliama nauja arilalkilamino N-aciltransferazės (melanino sintezės fermento) sintezė. Galiausiai per šį fermentą serotoninas virsta melaninu.

Kalbant apie jo metabolizmą, melatoninas yra hormonas, kuris metabolizuojamas mitochondrijose ir citochromo p hepatocituose ir greitai virsta 6-hidroksimelatoninu. Vėliau jis konjuguojamas su gliukurono rūgštimi ir išsiskiria su šlapimu.

Melatoninas, kankorėžinė liauka ir šviesa

Kai akys gauna saulės šviesą, melatonino gamyba kankorėžinėje liaukoje yra slopinama, o gaminami hormonai mus palaiko. Savo ruožtu, kai akys negauna šviesos, kankorėžinėje liaukoje gaminasi melatoninas ir žmogus pavargsta. Srruhh

Kankorėžinė liauka yra struktūra, nustatyta smegenų centre, už trečiojo smegenų skilvelio. Šioje struktūroje yra pinealocitai, ląstelės, generuojančios indolaminus (melatoniną), ir vazoaktyvieji peptidai.

Taigi tinklainės postganglioninio nervo skaidulos skatina hormono melatonino gamybą ir sekreciją. Šie nervai keliauja per retinohipotalaminį taką iki suprachiasmatinio branduolio (pagumburio).

Kai jie randami suprachiasmatiniame branduolyje, postganglioninio nervo pluoštai kerta aukštesnįjį gimdos kaklelio ganglioną, kad pasiektų kankorėžinę liauką.

Kai jie pasiekia kankorėžinę liauką, jie stimuliuoja melatonino sintezę, todėl tamsa suaktyvina melatonino gamybą, o šviesa slopina šio hormono sekreciją.

Nors išorinė šviesa daro įtaką melatonino gamybai, šis faktorius nenustato bendros hormono funkcijos. T. y., Paros melatonino sekrecijos ritmą kontroliuoja endogeninis širdies stimuliatorius, esantis pačiame suprachiasmatiniame branduolyje, kuris nepriklauso nuo išorinių veiksnių.

Tačiau aplinkos šviesa gali padidinti arba sulėtinti procesą priklausomai nuo dozės. Melatoninas patenka į kraują difuzijos būdu, kur jis piko metu būna nuo dviejų iki keturių ryto.

Vėliau melatonino kiekis kraujyje pamažu mažėja per likusį tamsųjį laikotarpį.

Fiziologiniai pokyčiai

Kita vertus, melatoninas taip pat sukelia fiziologinius pokyčius priklausomai nuo žmogaus amžiaus. Iki trijų gyvenimo mėnesių žmogaus smegenys išskiria mažą kiekį melatonino.

Vėliau padidėja hormono sintezė, o vaikystėje jo koncentracija siekia apie 325 pg / ml. Jaunų suaugusių žmonių organizme normali koncentracija svyruoja nuo 10 iki 60 pg / ml, o senstant melatonino gamyba pamažu mažėja.

Veiksniai, moduliuojantys melatonino sekreciją

Šviesos patekimas į SCN neleidžia kankorėžinėms liaukoms gaminti melatonino, o tamsiuoju laikotarpiu melatonino gamyba ir sekrecija padidėja. Zhiqiang Ma, Yang Yang, Chongxi ventiliatorius, Jing Han, Dongjin Wang, Shouyin Di, Wei Hu, Dong Liu, Xiaofei Li, Russel J. Reiter ir Xiaolong Yan

Šiuo metu elementus, galinčius pakeisti melatonino sekreciją, galima suskirstyti į dvi skirtingas kategorijas: aplinkos veiksnius ir endogeninius veiksnius.

Aplinkos faktoriai

Aplinkos veiksnius daugiausia formuoja fotoperiodas (saulės ciklo sezonai), metų laikai ir aplinkos temperatūra.

Endogeniniai veiksniai

Kalbant apie endogeninius veiksnius, atrodo, kad tiek stresas, tiek amžius gali paskatinti sumažinti melatonino gamybą.

Išleidimo modeliai

Taip pat buvo nustatyti trys skirtingi melatonino sekrecijos būdai: pirmasis, antrasis ir trečiasis.

Pirmojo tipo melatonino sekrecija pastebima žiurkėnams ir jai būdingas aštrus sekreto smaigalys.

Antrojo tipo modelis būdingas albino žiurkėms, taip pat žmonėms. Šiuo atveju sekrecijai būdingas laipsniškas padidėjimas, kol pasiekiama maksimali sekrecijos smailė.

Galiausiai avims pastebėtas trečiojo tipo sustojimas. Jis taip pat pasižymi laipsnišku padidėjimu, tačiau skiriasi nuo antrojo tipo tuo, kad pasiekia maksimalų sekrecijos lygį ir kurį laiką būna, kol pradeda mažėti.

Farmakokinetika

Melatoninas yra plačiai biologiškai prieinamas hormonas. Kūnas šios molekulės morfologinių barjerų nepateikia, todėl melatoninas gali būti greitai absorbuojamas per nosies, burnos ar virškinimo trakto gleivinę.

Taip pat melatoninas yra hormonas, kuris tarpląsteliniu būdu pasiskirsto visuose organeliuose. Sušvirkštus, didžiausia koncentracija plazmoje pasiekiama po 20–30 minučių. Ši koncentracija palaikoma maždaug pusantros valandos, o paskui greitai mažėja, jos pusinės eliminacijos laikas yra 40 minučių.

Smegenų lygyje melatoninas gaminamas kankorėžinėje liaukoje ir veikia kaip endokrininis hormonas, nes patenka į kraują. Smegenų veikiamos melatonino sritys yra hipokampas, hipofizis, pagumburis ir kankorėžinė liauka.

Kankorėžinė liauka. Nefronas

Kita vertus, melatoninas gaminamas ir tinklainėje bei virškinimo trakte, ten, kur jis veikia kaip paracrininis hormonas. Taip pat melatoniną platina neneralinės sritys, tokios kaip lytinės liaukos, žarnynas, kraujagyslės ir imuninės ląstelės.

funkcijos

Pagrindinė šio hormono funkcija slypi biologinio laikrodžio reguliavime.

Atmintis ir mokymasis

Atrodo, kad melatonino receptoriai yra svarbūs mokantis ir atminti pelių mechanizmus; šis hormonas gali pakeisti su atmintimi susijusius elektrofiziologinius procesus, tokius kaip ilgalaikis pagerėjimas.

Imuninė sistema

Kita vertus, melatoninas daro įtaką imuninei sistemai ir yra susijęs su tokiomis ligomis kaip AIDS, vėžys, senėjimas, širdies ir kraujagyslių ligos, dienos ritmo pokyčiai, miegas ir tam tikri psichiniai sutrikimai.

Patologijų vystymasis

Kai kurie klinikiniai tyrimai rodo, kad melatoninas taip pat gali vaidinti svarbų vaidmenį formuojant tokias patologijas kaip migrena ir galvos skausmai, nes šis hormonas yra gera terapinė galimybė kovojant su jais.

Kita vertus, įrodyta, kad melatoninas sumažina išemijos sukeltus audinių pažeidimus tiek smegenyse, tiek širdyje.

Naudojimas medicinoje

Daugialypis melatonino poveikis žmonių fiziniam ir smegenų funkcionavimui, taip pat galimybė išgauti šią medžiagą iš tam tikrų maisto produktų paskatino atlikti didelius jo naudojimo medicinos tikslais tyrimus.

Tačiau melatoninas buvo patvirtintas tik kaip vaistas, skirtas trumpalaikiam pirminės nemigos gydymui vyresniems nei 55 metų žmonėms. Šia prasme neseniai atliktas tyrimas parodė, kad melatoninas žymiai padidino bendrą miego laiką žmonėms, kenčiantiems nuo miego trūkumo.

Melatonino tyrimai

Nors melatonino vartojimas vieninteliu metodu yra skirtas trumpalaikiam pirminės nemigos gydymui, šiuo metu atliekami keli šios medžiagos terapinio poveikio tyrimai.

Konkrečiai tiriamas melatonino, kaip terapinės priemonės, taikymas tokioms neurodegeneracinėms ligoms kaip Alzheimerio liga, Huntingtono korėja, Parkinsono liga ar amiotrofinė šoninė sklerozė.

Šis hormonas galėtų būti vaistas, kuris ateityje bus veiksmingas kovojant su šiomis patologijomis, tačiau šiandien beveik nėra darbų, kurie pateiktų mokslinį įrodymą apie jo terapinį naudingumą.

Kita vertus, keli autoriai tiria melatoniną kaip gerą medžiagą kovojant su senyvų pacientų kliedesiais. Kai kuriais atvejais jau įrodyta, kad šis terapinis naudingumas yra veiksmingas.

Galiausiai melatoninas pateikia kitas tyrimų galimybes, kurios yra šiek tiek mažiau ištirtos, tačiau turi geras ateities perspektyvas. Vienas populiariausių atvejų šiandien yra šio hormono, kaip stimuliuojančios medžiagos, vaidmuo. Tyrimai parodė, kad skiriant melatonino asmenims, sergantiems ADHD, sutrumpėja laikas, kurio reikia užmigti.

Kitos terapinės tyrimų sritys yra galvos skausmas, nuotaikos sutrikimai (kai įrodyta, kad jie veiksmingi sezoniniam afektiniam sutrikimui gydyti), vėžys, tulžis, nutukimas, apsauga nuo radiacijos ir spengimas ausyse.

Nuorodos

1. „Cardinali DP“, „Brusco LI“, „Liberczuk C“ ir kt. Melatonino vartojimas sergant Alzheimerio liga. „Neuro Endocrinol Lett 2002“; 23: 20–23.
2. „Conti A“, „Conconi S“, „Hertens E“, „Skwarlo-Sonta K“, „Markowska M“, „Maestroni JM“. Melatonino sintezės pelių ir žmogaus kaulų čiulpų ląstelėse įrodymai. J Pineal, 2000, 28 (4): 193-202.
3. „Poeggeler B“, „Balzer I“, „Hardeland R“, „Lerchl A.“ Pušies hormono melatoninas taip pat virpa Dinoflagellate Gonyaulax poliedroje. Naturwissenschaften. 1991, 78, 268-9.
4. Reiter RJ, Pablos MI, Agapito TT ir kt. Melatoninas laisvųjų radikalų senėjimo teorijos kontekste. Ann NY Acad Sci 1996; 786: 362-378.
5. Van Coevorden A, Mockel J, Laurent E. Neuroendokrininiai ritmai ir miegas senstantiems vyrams. Aš esu J Physiol. 1991; 260: E651-E661.
6. Zhadanova IV, Wurtman RJ, Regan MM et al. Melatonino gydymas nuo nemigos su amžiumi. J Clin Endocrinol Metab 2001; 86: 4727-4730.