Мелатонин — гормон эпифиза¶
Мелатонин — биологически активное вещество (нейромедиатор и гормон), относящееся к классу индоламинов; синтезируется в основном эпифизом (шишковидной железой) головного мозга и регулирует циркадные ритмы организма. Химическая формула — C₁₃H₁₆N₂O₂, молярная масса 232,28 г/моль. Мелатонин выполняет роль «гормона темноты»: его секреция усиливается в тёмное время суток и подавляется светом. Вещество обладает антиоксидантными свойствами и участвует в адаптации организма к смене дня и ночи.
¶Открытие и история изучения
Мелатонин был открыт в 1958 году американским дерматологом Аароном Лернером из Йельского университета. Он выделил вещество из шишковидной железы коровы и назвал его мелатонином (от греч. μέλας — «тёмный» и τόνος — «тон, цвет»), поскольку вещество вызывало побледнение кожи лягушек за счёт сжатия меланоцитов.
До конца XX века мелатонин рассматривали преимущественно как гормон, контролирующий сезонные ритмы у животных. В 1980-х годах появились работы, показавшие его связь с суточными биоритмами человека, а в 1990-х — исследования антиоксидантных и иммуномодулирующих свойств. В России изучением мелатонина и его роли в биоритмологии занимались сотрудники Института биологии развития РАН и других научных центров.
¶Биосинтез
Мелатонин синтезируется из аминокислоты триптофана по следующей схеме:
- Триптофан гидроксилируется ферментом триптофангидроксилазой в 5-гидрокситриптофан.
- 5-гидрокситриптофан декарбоксилируется до серотонина.
- Серотонин N-ацетилируется ферментом ацетилтрансферазой серотонина.
- N-ацетилсеротонин метилируется под действием гидроксииндол-O-метилтрансферазы (HIOMT) с образованием мелатонина.
Основной источник мелатонина в организме — эпифиз, однако вещество также продуцируют сетчатка глаза, желудочно-кишечный тракт, лейкоциты и другие ткани. Секреция эпифиза регулируется супрахиазматическим ядром гипоталамуса через симпатическую нервную систему: в темноте активность симпатических волокон возрастает, и мелатонин выделяется в кровь.
¶Регуляция секреции
Уровень мелатонина в крови имеет выраженный суточный ритм. Максимум концентрации приходится на 2–4 часа ночи (у большинства людей — в интервале с 2 до 4 часов), минимум — на дневные часы. Свет, особенно синего спектра (длина волны около 460–480 нм), подавляет секрецию мелатонина через специальные клетки сетчатки, содержащие меланопсин.
С возрастом выработка мелатонина постепенно снижается: у пожилых людей его концентрация в ночное время может быть в 2–5 раз ниже, чем у молодых. На секрецию влияют также яркость светового режима, время засыпания, приём пищи и ряд лекарственных средств (бета-блокаторы, нестероидные противовоспалительные препараты, некоторые антидепрессанты).
¶Физиологические функции
- Регуляция циркадных ритмов. Мелатонин — ключевой сигнал «биологической ночи», обеспечивающий синхронизацию внутренних часов организма с астрономическим циклом.
- Антиоксидантная активность. Мелатонин нейтрализует свободные радикалы и активирует антиоксидантные ферменты (глутатионпероксидазу, супероксиддисмутазу).
- Иммуномодуляция. Вещество влияет на активность Т-лимфоцитов, натуральных киллеров и цитокинов.
- Влияние на сон. Мелатонин снижает латентность засыпания и улучшает структуру сна, хотя не обладает седативным действием в классическом смысле.
- Регуляция артериального давления и температуры тела. Ночное снижение артериального давления и температуры частично опосредовано мелатонином.
¶Мелатонин и биоритмы
Мелатонин — один из важнейших факторов синхронизации «периферических часов» в тканях и органах с центральным «мастер-часами» в гипоталамусе. Нарушение его секреции наблюдается при сменной работе, дальних перелётах (джетлаг), слепоте, а также при ряде нейродегенеративных заболеваний.
¶Применение
¶Медицинское применение
Мелатонин и его синтетические аналоги (агомелатин, рамелтеон) используются при:
- нарушениях сна, особенно при инсомнии у пожилых людей;
- синдроме задержки фазы сна;
- синдроме смены часовых поясов;
- сезонном аффективном расстройстве.
В России мелатонин входит в состав ряда лекарственных препаратов и биологически активных добавок. Препарат «Мелаксен» (мелатонин 3 мг) зарегистрирован как лекарственное средство. С 2024 года в России действует запрет на свободную продажу мелатонина без рецепта — вещество включено в перечень сильнодействующих и ядовитых веществ.
¶В спорте и нутрициологии
Мелатонин изучается как адаптоген и антиоксидант, применяемый в спортивной нутрициологии. Клинические данные о его эффективности для повышения спортивных результатов противоречивы.
¶Дефицит и избыток
Дефицит мелатонина связан с нарушениями сна, повышенной утомляемостью и, по ряду исследований, с повышенным риском онкологических заболеваний. Избыточное поступление экзогенного мелатонина у взрослых обычно переносится хорошо; токсичность препарата крайне низка — летальная доза для человека не установлена. У детей приём мелатонина без назначения врача не рекомендуется.
¶Интересные факты
- Мелатонин содержится во многих растениях, включая томаты, орехи, вишню, рис и пшеницу, однако его концентрация в пище настолько мала, что не влияет на уровень гормона в крови.
- У птиц и млекопитающих мелатонин участвует в регуляции сезонной репродукции — «длина ночи» через уровень гормона «сообщает» организму о времени года.
- Мелатонин впервые был синтезирован химически в 1958 году, практически одновременно с его выделением из ткани.
¶Источники
- Лернер А. Б. и соавт. «Melatonin», 1959.
- Карпенков С. В. «Физиология человека», учебник.
- Reiter R. J. «Melatonin: the chemical expression of darkness», 1991.
- ВОЗ. Доклады о безопасности мелатонина как пищевой добавки.
- Государственный реестр лекарственных средств РФ.