Мелатонин — гормон сна¶
Мелатонин — гормон эпифиза (шишковидной железы), регулирующий циркадные ритмы организма и отвечающий за засыпание. По химической структуре относится к индолам; синтезируется из аминокислоты триптофана. Мелатонин часто называют «гормоном сна», хотя его функции шире — он участвует в адаптации к смене дня и ночи, сезонных колебаниях светового режима и ряде других процессов.
¶Структура и биосинтез
Мелатонин (5-метокси-N-ацетилтриптамин) был открыт в 1958 году американским дерматологом Аароном Лернером. Молекула синтезируется в шишковидной железе — небольшом эндокринном органе диаметром около 5–8 мм, расположённом в центре мозга. Биосинтез идёт в несколько стадий:
- Аминокислота триптофан проникает в шишковидную железу.
- Под действием фермента триптофангидроксилазы триптофан превращается в 5-гидрокситриптофан.
- Декарбоксилирование даёт серотонин.
- Серотонин N-ацетилируется ферментом арилалкиламин-N-ацетилтрансферазой (AANAT) — это ключевая, лимитирующая стадия.
- Продукт метилируется и превращается в мелатонин.
Процесс активизируется в темноте: сигнал от сетчатки глаза походит через надхiasmaticное ядро гипоталамуса и симпатические нервы к эпифизу. На свету синтез мелатонина резко подавляется — синтезируют его преимущественно в тёмное время суток, пик концентрации приходится на 2–4 часа ночи.
¶Физиологические функции
Основная роль мелатонина — сигнализировать организму о наступлении ночи. Гормон связывается с рецепторами MT1 и MT2, локализованными в надхiasmaticном ядре гипоталамуса, и сдвигает циркадный ритм. Мелатонин:
- ускоряет засыпание и улучшает структуру сна;
- участвует в адаптации при смене часовых поясов (джетлаге);
- обладает антиоксидантной активностью;
- влияет на иммунную систему;
- участвует в регуляции артериального давления и температуры тела;
- может модулировать секрецию гормонов репродуктивной системы.
У детей мелатонин играет роль в половом созревании: раннее наступление секреции связывают с более поздним началом пубертата.
¶Мелатонин и свет
Свет — главный внешний фактор, управляющий выработкой мелатонина. Синяя часть спектра (длина волны около 460–480 нм) подавляет синтез сильнее всего. Это объясняет, почему использование смартфонов, планшетов и ярких экранов перед сном затрудняет засыпание. Рекомендации по гигиене сна включают ограничение яркого света за 1–2 часа до отхода ко сну.
¶Медицинское применение
Мелатонин применяется как лекарственное средство и биологически активная добавка. Показания включают:
- нарушения сна, связанные с задержкой фазы сна;
- бессонницу у пожилых людей (снижение естественной выработки гормона с возрастом);
- синдром задержки фазы сна у подростков;
- адаптацию при смене часовых поясов.
В России мелатонин зарегистрирован в качестве лекарственного средства (например, препарат «Мелаксен») и продаётся без рецепта. В США и Европе он доступен как пищевая добавка. Обычные дозировки составляют 0,5–5 мг за 30–60 минут до сна. Мелатонин считается относительно безопасным, но официальные рекомендации Американской академии сна не одобряют его для лечения хронической бессонницы без консультации врача.
¶Мелатонин в продуктах питания
Небольшое количество мелатонина содержится в некоторых продуктах: вишня (особенно кислая), грецкие орехи, бананы, овсянка, рис, томаты, молоко. Концентрации невелики и, как правило, недостаточны для выраженного снотворного эффекта.
¶Исследования и перспективы
С 1990-х годов изучаются возможные противоопухолевые свойства мелатонина: в ряде исследований показано торможение роста некоторых клеточных линий in vitro. Клинические данные остаются противоречивыми, и мелатонин не применяется как самостоятельное противоопухолевое средство. Изучаются также его нейропротекторные свойства и роль в метаболизме глюкозы.
¶Интересные факты
- Шишковидная железа в Средневековье получила название «третьего глаза» — у некоторых позвоночных (например, амфибий) эпифиз имеет светочувствительную функцию.
- Мелатонин синтезируют не только позвоночные, но и растения, бактерии, грибы и водоросли.
- В 2017 году Нобелевская премия по физиологии и медицине была присуждена за открытие молекулярных механизмов циркадных ритмов, в которых мелатонин играет центральную регуляторную роль.
Источники:
- Лернер А. Б. и др. Melatonin, the pineal gland hormone and man. — Science, 1958.
- Reiter R. J. Pineal melatonin: cell biology of its synthesis and of its physiological interactions. — Physiological Reviews, 1991.
- Brzezinski A. et al. Effects of exogenous melatonin on sleep: a meta (организация признана экстремистской, деятельность запрещена в РФ)-analysis. — Sleep Medicine Reviews, 2005.
- ВОЗ. Мелатонин и циркадные ритмы человека. Материалы экспертных докладов.
- МКБ-11 и справочники по эндокринологии: шишковидная железа и её гормоны.