Выработка мелатонина: Гормон сна: когда вырабатывается мелатонин, как повысить, польза и вред

Содержание

«Мы спим, чтобы жить»

«Мы спим, чтобы жить»
Елена Касьянова
ИА «ПОИСК»

30.06.2021
​​​​​​​

Около 30% россиян испытывают проблемы со сном. По мнению специалистов, в основном страдают жители Москвы, Санкт-Петербурга, Екатеринбурга и других городов-миллионников. Бессонница – налог на жизнь в мегаполисе.

Чаще люди жалуются на трудности с засыпанием. В норме человеку, чтобы заснуть, надо от 5 до 20 минут. Однако, для многих это процесс затягивается на несколько часов. Результат – разбитость, вялость и головная боль после пробуждения.

Что мешает нам погрузиться в сон, какую роль в засыпании играет мелатонин и стоит ли потратиться на модное утяжеленное одеяло для крепкого сна?

Об этом ПОИСК поговорил с сомнологом, доктором биологических наук, главным научным сотрудником Южного научного центра РАН, профессором Евгением Васильевичем Вербицким.

В последние годы, как подсчитали аналитики фармрынка, в России резко вырос спрос на мелатонин – за 5 лет в 3 раза. Его активно рекламируют в СМИ как мягкое снотворное, успокоительное, антидепрессант и даже как вещество против старения. А исследователи из Канады и Аргентины выяснили, что мелатонин в некоторых случаях предотвращает развитие тяжелой формы COVID-19, а также может стать препаратом, поддерживающим действие вакцины.

Что это за волшебное средство такое? И почему мелатонин часто называют «гормоном сна и молодости»?

ЕВГЕНИЙ ВЕРБИЦКИЙ: Мелатонин – самый древний регулятор циркадных, то есть суточных, ритмов всего живого на Земле. Молекула мелатонина появилась очень давно, даже страшно представить – около трех с половиной миллиардов лет назад, когда на планете еще не было ни одной живой клеточки. Сейчас известно, что это вещество вырабатывают все: и одноклеточные водоросли, и растения, и грибы, млекопитающие. Одна из первых и основных функций мелатонина – антиоксидантная. То есть он может бороться с активными формами кислорода, способными повреждать клетки.

Благодаря этой своей способности, мелатонин около 2,5 млрд лет назад спас на Земле жизнь. Тогда концентрация кислорода в атмосфере стала повышаться, а бактериальная жизнь – угасать (этот период называют «кислородной катастрофой»). Выжили только те бактерии, которые, благодаря мелатонину, могли сопротивляться разрушительному действию кислорода.

Примерно в это же время мелатонин приобрел свою вторую важную функцию – регуляцию суточного ритма у всего живого – от простейших до человека.

Кроме того, мелатонин может использоваться как онкопротектор, который способствует торможению роста злокачественных образований. Он также замедляет темпы старения и может увеличивать продолжительность жизни. Вот такой гормон гормонов.

Действительно, волшебное вещество. А как и когда он вырабатывается?

ЕВГЕНИЙ ВЕРБИЦКИЙ: Выработка мелатонина усиливается с заходом Солнца. Примерно за два часа до времени привычного засыпания, что способствует отходу ко сну. Свет мешает синтезу мелатонина. Вот поэтому в полярный день, в период белых ночей, да даже просто летом так трудно заснуть без плотных штор.

То есть, когда уровень мелатонина в организме повышается, хочется спать, так?

ЕВГЕНИЙ ВЕРБИЦКИЙ: Да, возникает чувство сонливости. Мелатонин можно сравнить с тормозом, останавливающим движение автомобиля. Только он притормаживает жизненные процессы.

Зачем? Зачем вообще организму нужны остановки, почему бы не ехать по жизни без тормозов?

 ЕВГЕНИЙ ВЕРБИЦКИЙ: Зачем – до конца пока неизвестно. Одни говорят, сон необходим для выработки физической энергии, чтобы вывести продукты метаболизма и подготовить организм к бодрствованию. Другие считают, что сон – самое благоприятное время для синтеза белка. В это время основные потребители белка отключаются, «засыпают», и организм может спокойно синтезировать эти вещества. Например, наша кровь состоит из белков более, чем на 50%. Процесс их восстановления идет каждую ночь. Не поспите хотя бы одну ночь, какие-то из белков крови, белков нервной системы не успеют восстановиться, поэтому утром вы почувствуете себя хуже, будете жаловаться на разбитость, головную боль, сонливость. Симптомы, знакомые каждому. Так что, да, мы не знаем точно, зачем человеку сон. Но в любом случае, сон – витальная, то есть жизненная потребность организма. Человек, да и другое живое существо, лишенное сна, погибает.

У всех людей примерно одинаковое количества мелатонина?

 ЕВГЕНИЙ ВЕРБИЦКИЙ: Это зависит от возраста. Самый высокий уровень мелатонина у детей. Он нужен, чтобы тормозить их активность. Своего максимума мелатонин достигает у подростков в период полового созревания. Если бы не он, их юношеская энергия была бы вообще неуправляема. С возрастом количество мелатонина становится все меньше, так как скорость обмена веществ тоже снижается в 5, а то и 10 раз. Тормоз взрослым людям не нужен. И здесь я должен сказать, что, к сожалению, эффективность мелатонина как снотворного для возрастных пациентов, людей старше 45 лет, тоже невысока.

Наверное, поэтому, в интернете много отрицательных отзывов об этом препарате. «Пью, пью, а сон не налаживается». Может, дело в дозировке?

ЕВГЕНИЙ ВЕРБИЦКИЙ: В России мелатонин используется в малой дозировке – 3 мг в сутки. Считается, что в таких дозах он эффективен при лечении сезонных депрессий и проблем с засыпанием, особенно в северных широтах – Мурманске, Норильске, других городах за Полярным кругом. А вот в США предлагаются большие дозировки мелатонина – и 12, и 30 мг в сутки. Я считаю, что такие вопросы надо решать с врачом. Только он может сопоставить все данные о вас – возраст, пол, тип питания, образ жизни, заболевания, нагрузки – и решить, нужен ли вам мелатонин дополнительно или нет. Мелатонин же очень мощный регулятор совершенно разных функций. Например, у животных количество мелатонина меньше всего весной. Именно в этот период у них начинается пора любви. Человек – тоже животное. Когда у него снижен мелатонин, он тоже открывается для любви. Вот с врачом надо решить, как сделать так, чтобы и сон был отлажен, и были силы для желаний.

Существуют ли какие-то критерии нормального сна?

ЕВГЕНИЙ ВЕРБИЦКИЙ: Объективно качество сна мы можем оценить с помощью специальных приборов в лаборатории. Вне лаборатории критерий такой: если вы ложитесь в одно и то же время, засыпаете за 5-15 минут и просыпаетесь за 10-15 минут до будильника, ваш сон – нормальный. Самостоятельное пробуждение говорит о том, что вы не только выбираете количество сна, но ваш сон еще и качественный. Если вы просыпаетесь по будильнику, значит, сна вам маловато и надо думать, как его добавить.

Например, выспаться в выходные?

ЕВГЕНИЙ ВЕРБИЦКИЙ: Физиология наша такова, что нельзя на всю жизнь наесться, напиться, налюбиться и наспаться.

Все нужно делать в свое время. И если вы не выспались одну ночь, то биохимические последствия этого бессонной ночи могут прослеживаться в организме до 2 недель.

Может, тогда досыпать днем, если не высыпаешься ночью? Или это неправильно, не физиологично?

ЕВГЕНИЙ ВЕРБИЦКИЙ:  Наш сегодняшний режим сна и бодрствования тоже не очень физиологичный. Знаете, есть на Земли племена, далекие от цивилизации. Они спят ближе к природе. Их ночной сон сокращен, они просыпаются практически каждый час-полтора, чтобы подбросить дрова в костер или оценить обстановку: например, не подкрадывается ли ночной хищник. Кроме прерывистого ночного сна, у них еще есть два периода дневного сна. Один – около полудня. Второй – после 15-16 часов. И, таким образом, они имеют 3 периода сна, а по сумме часов спят столько же, сколько и мы – 7-10 часов и счастливы. Физиологично? Для них – да. Можем ли перенять? Нет. У нас работа, встречи, дети в школе, магазины и другие дела.

В нашей цивилизации нам удобнее спать одним куском ночью. И стараться решить проблемы, которые мешают нам заснуть.

Не так давно на рынке появились утяжеленные одеяла. Производители утверждают, что тяжелые одеяла помогают лучше заснуть и вообще снимают стресс. Могут ли они помочь решить проблемы со сном?

ЕВГЕНИЙ ВЕРБИЦКИЙ: Веселый вопрос. Я вам расскажу одну историю из жизни. Со слов моей мамы, когда я был младенцем, то засыпал исключительно тогда, когда ее рука лежала на моем одеяльце. И вот эта тяжесть и тепло маминой руки помогали мне заснуть и крепко спать. Но моей маме, как любому врачу после тяжелых дежурств, тоже хотелось спать. И она вынуждена была идти на хитрость: она клала мне на одеяльце учебник по педиатрии. Здоровенная книга. И вот под тяжестью «Педиатрии» я засыпал великолепно. Так что в этом есть определенный смысл. Знаете, кто еще может оценить значение давления одеяла на тело во время сна? Космонавты. На МКС они спят в подобие спальных мешков с эластичными ремнями.

Эти ремни имитируют давление земного одеяла. Без него заснуть тяжело. И еще проблема: если высунуть руки из мешка, как мы бы сделали на Земле, то они всплывают. И висят под углом 45 градусов к телу. И если космонавт делает поворот на бок, то руки могут что-то задеть, и это спровоцирует пробуждение. Приходится прижимать еще и руки. Внутри космического корабля шумно, так что космонавтам нужны специальные затычки для ушей. А чтобы каждые полтора часа их не будило Солнце, на лицо приходится надевать маску. Так что для нормального сна, и в космосе, и на Земле, надо много: и хорошее одеяло, и качественная подушка, и темнота, и тишина.

Фото http://www.ssc-ras.ru/uploads/content/VerbitckiyEV_85_385.JPG

Елена Касьянова


Что есть, чтобы спать | SIMA-LAND.RU

12.05.2020

Мелатонин — гормон сна. Именно он переключает организм в режим отдыха и определяет, насколько тот будет качественным и продолжительным. Если вы столкнулись с бессонницей и другими нарушениями сна, значит, мелатонина вырабатывается недостаточно. Восполнить дефицит естественным путём поможет еда. Какая именно — рассказываем в статье.


Норма выработки мелатонина для взрослого человека составляет 30–35 мкг (30 000 – 35 000 нг) в сутки. Не удивляйтесь, что в продуктах его гораздо меньше. Их следует употреблять не для восполнения нехватки гормона, а как помощь организму в выработке собственного мелатонина.


Вишня

Количество мелатонина: 1 300 нг на 100 г.


Вишня — абсолютный рекордсмен по содержанию мелатонина. Благодаря этому она очень полезна: борется с бессонницей, нормализует циркадные циклы, укрепляет иммунитет, снижает тревожность. Этот список можно долго продолжать, т. к. гормон сна представляет собой не только седативное средство, но и мощный антиоксидант. А значит, влияет на процессы обновления в организме и продлевает молодость.

Если хотите крепко спать и хорошо выглядеть — включите в рацион вишню. Из неё получаются восхитительные десерты. Особенно пудинги.


Вишнёвый пудинг


Как готовить

1. Смажьте сливочным маслом форму для выпекания и выложите в неё ягоды.

2. Взбейте яйца. В отдельной миске просейте муку и сахарную пудру, затем влейте к ним яичную смесь. Смешайте до однородности.

3. Добавьте молоко и ликёр. Снова смешайте.

4. Залейте вишню получившимся тестом и поставьте в разогретую до 180 °С духовку на 40 минут.

5. Когда пудинг станет золотисто-коричневым, достаньте десерт и дайте ему остыть 15–25 минут. Затем украсьте щепоткой сахарной пудры и подавайте с ромашковым чаем — такой дуэт порадует вкусом и настроит на крепкий сон.



Грецкие орехи

Количество мелатонина: 270 нг на 100 г.


В орехах мелатонина меньше, чем в вишне, но они также помогут организму выработать гормон и справиться с его нехваткой. А ещё сделают ваши перекусы полезнее. Если регулярно есть грецкие орехи, они снабдят организм целым комплексом витаминов, аминокислот и микроэлементов, необходимых для хорошего самочувствия. Это улучшит работу мозга, ЖКТ и положительно скажется на печени.


Печенье с грецким орехом


Как готовить

1. Выложите в миску сметану и всыпьте к ней сахар. Мешайте, пока он не растворится.

2. Добавьте яйцо, соду и ванилин. Перемешайте.

3. Влейте растопленное сливочное масло и вмешайте муку. Замесите тесто. Если нужно, добавьте чуть-чуть муки — масса не должна липнуть к пальцам.

4. Сделайте начинку: измельчите орехи (можно в блендере или ножом) и смешайте их с мёдом. Добавляйте его понемногу — используйте ровно столько, чтобы он скрепил орехи и не вытекал.

5. Раскатайте тесто и разделите на кусочки. Круглую лепёшку можно разрезать по принципу пиццы, прямоугольную — полосками.

6. Выложите его на противень и выпекайте 20 минут при 180 °С. Десерт получится нежным и ароматным. Если хотите усилить этот эффект — посыпьте сверху немного корицы.



Кукуруза

Количество мелатонина: 270 нг на 100 г.


Царица полей идеально вписывается в летнее меню. Блюда из неё выходят лёгкими и вкусными — в жару самое то. Ещё кукуруза низкокалорийная: можно и сон нормализовать, и фигуру в порядок привести.


Кукурузный суп-пюре


Как готовить

1. Очистите и нарежьте лук. Растопите в кастрюле 30 г сливочного масла и доведите в нём лук до прозрачности.

2. Нарежьте чеснок и перец. Если не любите острую пищу, используйте 1 перчик. Добавьте к луку и готовьте 5 минут.

3. В сковороде растопите оставшееся сливочное масло и смешайте с оливковым. Дождитесь, пока смесь раскалится, и добавьте обсушенные гребешки (или креветки). Обжарьте их до золотистого цвета, поливая маслом, в котором они готовятся.

4. Достаньте гребешки, а оставшееся после них масло вылейте к луку и перцу. Туда же выложите кукурузу и всё перемешайте.

5. Влейте 1,5 л кипятка. Кукуруза должна полностью оказаться под водой.

6. Добавьте сливки и перемешайте. Накройте кастрюлю крышкой и варите суп 25 минут на малом огне.

7. Пюрируйте смесь блендером и добавьте гребешки. Вкусный лёгкий суп готов!



Что ещё поможет крепко спать

  • Горчица, рис, имбирь, арахис — в них содержится от 110 до 220 нг мелатонина на 100 г продукта.
  • Режим сна. Постарайтесь ложиться и вставать в одно и то же время. Вы привыкнете к распорядку, и заснуть будет проще.
  • Режим питания. Не ешьте позже, чем за 3 часа до сна. В противном случае организм будет занят обработкой пищи и не сможет настроиться на отдых.
  • Темнота. От отсутствия света напрямую зависит выработка мелатонина. Яркие лампы, излучение от телефонов и телевизоров служат для мозга визуальным сигналом, и он не переключается в спящий режим. Поэтому вечером от них лучше отказаться.

Желаем вам крепкого сна и добрых сновидений!

Биоритмы человека в вопросах и ответах

1. Почему люди делятся на «жаворонков» и «сов»?

У «жаворонков» и «сов» в разное время суток начинается выработка гормонов сна (мелатонин) и пробуждения (кортизон). У «жаворонков» выработка мелатонина стартует в 19.00 и достигает своего пика к 21.00. В это время они уже могут ложиться спать. У «сов» эти цифры смещены к 21.00 (начало) и 00.00 (максимум).

Однако после полуночи врачи настойчиво рекомендуют укладываться в постель обеим «птичкам», ведь ночные бдения одинаково разрушительны для здоровья и сов, и жаворонков. К четырем часам утра в организме «жаворонка» вырабатывается кортизон, и к шести человек уже готов встретить новый день. «Сова» же готовится к пробуждению не раньше восьми-девяти утра (начало производства кортизона 6.30 — 8.30).

2. Чем вредна работа по ночам?

Ночные вахты, смены, дежурства переключают биологические часы на новое время, при этом исчерпываются внутренние резервы организма. Потеря веса – характерная черта регулярного недосыпания, даже если на завтрак, обед и ужин человек употребляет самые калорийные продукты. Напрасно требовать от «совы» остроты ума и быстрой реакции в первой половине дня. Активность в течение дня обеспечивают катехоламины – гормоны бодрости, стресса, агрессии. Однако возможности надпочечников – фабрики по их производству – ограничены, и если организм «совы» для поддержания трудоспособности вырабатывал катехоламины целую ночь, то в течение дня их будет произведено значительно меньше. Отсюда – сонливость, заторможенность. Регулярные ночные бодрствования угрожают появлением новых и восстановлением старых болезней, ведь катехоламины принадлежат к очень полезным адаптационным гормонам, которые защищают здоровье в стрессовых ситуациях.

3. Что делать, если рабочий график не согласовывается с биоритмами человека?

Наилучшее тонизирующее средство – положительные эмоции. Например, «сове» вечером очень полезно представить и поверить в то, что утром ее ждет много приятных событий и встреч. Однако в идеале человек должен дать волю собственным биоритмам: «жаворонок» – лечь спать сразу после заката солнца, «сова» – хорошо выспаться утром. Биоритмы обязательно нужно учитывать перед визитом в кабинет диагностики. «Жаворонку» не следует посещать его после 18.00, когда функциональная активность органов и систем снижена. Соответственно, «сову» нет смысла обследовать с самого утра.

4. С какой ритмичностью функционируют внутренние органы в течение дня?

По мудрому замыслу природы внутренние системы человека в разное время работают с разной интенсивностью. Например, максимальная активность толстого кишечника – с 5 до 7 часов утра. Идеальное время для завтрака (7.00 — 9.00) совпадает с наивысшей активностью желудка. В следующие два часа (9.00 — 11.00) в работу включается поджелудочная железа, которая выделяет ферменты для расщепления пищи. С 11.00 до 13.00 удваивает силу сердечная мышца. Параллельно с 9.00 к 12.00 наступает период максимальной трудоспособности (кстати, второй удачный отрезок времени для умственного труда – с 18. 00 до 21.00). Впрочем, оптимальные часы интеллектуальной работы у «жаворонка» могут сдвинуться на два часа назад, а у «совы» – на два часа вперед.
С 13.00 до 15.00 и с 15.00 до 17.00 активно работают тонкий кишечник и мочевой пузырь. Это время физической активности, всасывания питательных веществ, вывода из организма лишнего балласта.

5. Совпадает ли время максимальной активности органов с возможными сбоями в их работе?

Конечно. К примеру, вызовы по поводу почечных колик на станцию скорой помощи чаще всего поступают в промежутке с 17.00 до 19.00 – это время функциональной активности почек. Выезды к больным бронхиальной астмой, как правило, случаются с трех до пяти утра – во время активной работы легких. Болезни, связанные с появлением гиперфункции (усиленной деятельностью органа), как правило, обостряются в период максимальной активности, а болезни с признаками гипофункции (недостаточной работы) – в период покоя конкретного органа. Применяя эти знания, врач может предотвратить возможный приступ болезни у пациента, посоветовав ему употреблять препарат за полтора часа до возможного обострения.

6. Какие процессы активизируются в темное время суток?

Ночной период называют «царством вагуса» – главного нерва вегетативной нервной системы, который тормозит все процессы в организме. В это время понижается тонус сосудов и артериальное давление, замедляются сердечные сокращения. Эпифиз уменьшает выработку гормона бодрости серотонина, зато возрастают ставки гормона сна мелатонина. С 23.00 до 1.00 желчный пузырь активно вырабатывает желчь и именно в это время в нем чаще всего образовываются камни, поэтому диетологи рекомендуют съесть вечером порцию салата из свежей капусты или небольшой кусочек сала. Дальше эстафета переходит к печени, которая интенсивно выполняет свою миссию фильтрования с 1 до 3 часов ночи.

7. Как влияет на самочувствие смена времен года?

Из-за изменения продолжительности дня и ночи, количества солнечной энергии и действия гравитации Земли, Солнца и Луны в разные поры года активизируются и наоборот, «берут отпуск» разные органы и системы. Летом интенсивнее работает сердце, зимой – почки, весной – печень, в осеннюю пору – легкие. Желудок и поджелудочная железа включают дополнительные мощности в период межсезонья. В периоды сезонной активности органов лечение, очищение и восстановление дают наилучшие результаты. Но профилактику заболеваний следует проводить накануне опасного сезона. Например, сердце поддерживают весной, почки – осенью, печень – зимой, легкие – летом.

Как свет и тьма управляют нашими биологическими ритмами — Российская газета

Домашние коты почему-то просят есть с раннего утра, а у офисных работников голод просыпается после полудня. Совы добывают еду по ночам, а многие жители Питера недолюбливают белые ночи из-за бессонницы. В каждом из нас тикают биологические часы, но какие именно процессы скрываются за движением их стрелок?

Где спрятаны часы

Биологические часы — одна из систем организма, как иммунная или сердечно-сосудистая. Эти часы нужны всем живым существам, чтобы синхронизироваться с ритмами природы — подстраиваться под смену дня и ночи или смену времен года. Биологическим часам подчиняются многие функции организма, в том числе теплорегуляция, артериальное давление, выработка гормонов.

Часы, управляющие нашим организмом, работают на трех уровнях. Первый — крошечный часовой механизм, спрятанный в каждой клетке. За его обнаружение американские исследователи Джеффри Холл, Майкл Росбаш и Майкл Янг получили в 2017 году Нобелевскую премию в области физиологии и медицины.

Главную роль в нем играют специальные сlock-белки, которые синтезируются во всех клетках, имеющих ядро, — и у животных, и у растений, и у грибов. Часть сlock-белков образуется утром, активируя обмен веществ в клетке, другая — вечером, тормозя метаболизм. Так и задается суточный, или циркадный (от латинского circa — около и dies — день), ритм работы отдельной клетки. А если какой-то из генов, синтезирующих сlock-белки, мутирует, могут нарушиться различные ритмы организма: сна и бодрствования, двигательной активности, пищеварения. Все эти ритмы связаны — если человек не спит по ночам, это может привести не только к бессоннице или депрессии, но и к диабету, даже к онкологическим заболеваниям.

Часы нужны не только каждой клетке, но и организму в целом. Синхронизирует ритмы всех клеток особая гормональная железа мозга под названием эпифиз, или шишковидная железа, которая вырабатывает мелатонин и серотонин — гормоны, регулирующие наш сон и бодрствование, а также аппетит и настроение. В светлое время суток шишковидная железа производит «гормон счастья» серотонин, а в темное серотонин преобразуется в «гормон сна» мелатонин — он делает сон более глубоким и полноценным.

В достаточном количестве мелатонин вырабатывается только в темноте, даже тусклый свет сокращает его выработку — выключайте все лампы и занавешивайте окна! А серотонину, наоборот, нужен свет: чем больше света, тем лучше настроение и выше работоспособность.

Теперь перейдем на третий уровень. Высший центр управления всеми ритмическими функциями организма — это супрахиазматические ядра гипоталамуса. Именно в эту группу нервных клеток поступает прямой сигнал от сетчатки глаза, который подсказывает часам, что сейчас на улице: день или ночь. Эта небольшая область в промежуточном мозге — главный генератор суточных ритмов, ее нейроны подстраиваются под внешние световые сигналы и управляют эпифизом.

Всему свое время

02:00 — Самый глубокий сон

03:00 — Самое низкое артериальное давление

04:30 — Самая низкая температура тела

06:45 — Самое резкое повышение артериального давления

07:30 — Прекращается секреция мелатонина

08:30 — Возможны позывы к дефекации

10:00 — Самая высокая готовность к активным действиям

14:30 — Максимальная координация

15:30 — Самое быстрое время реакции

17:00 — Наиболее активное кровообращение и максимальная мышечная сила

18:30 — Самое высокое артериальное давление

19:00 — Самая высокая температура тела

21:00 — Начинается секреция мелатонина

22:30 — Подавляется перистальтика кишечника

Источник этого «расписания» — книга «Биохакинг. Руководство по полному раскрытию потенциала организма» финских исследователей Совиярви Олли, Теэму Арина и Халметоя Яакко. Но время тут указано ориентировочно — не расстраивайтесь, если у вас «самая высокая готовность к активным действиям» наступает гораздо позже десяти утра!

Как не сломать часы

А что же совы и жаворонки — у них часы настроены по-разному? На самом деле мы не знаем. Может быть, есть еще и «голуби» — люди, активные днем, но сонные утром и вечером. Зато точно известно, что, какой бы птицей ты ни был, спать нужно ночью, а бодрствовать днем. Так мы запрограммированы генетически, жить иначе — значит укорачивать жизнь.

Особенно вредно постоянно менять свой распорядок. Например, ученые из Мичиганского университета изучили базу данных проекта Nurses Health Study — многолетнего исследования здоровья более 120 тысяч американских медсестер — и выяснили, что сменная работа (то в день, то в ночь) повышает риск ишемического инсульта на 4% каждые пять лет. Другие исследования, основанные на этих же данных, показали, что работа в ночную смену не менее трех ночей в месяц в течение 15 и более лет может повысить риск развития колоректального рака, а также рака груди.

Причина — десинхроноз, то есть рассогласование биологических ритмов, которое является фактором риска развития сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний. Десинхроноз сопровождается длительной повышенной усталостью, снижением работоспособности и нарушениями сна.

Однократный десинхроноз известен каждому, кто испытывал джетлаг — синдром, возникающий при резкой смене часового пояса, когда человек пересекает больше трех-четырех временных зон. После него наступает этап ресинхронизации — когда биологические ритмы организма подстраиваются под новые условия. Интересно, что, если перелет был с востока на запад, средняя скорость восстановления составит 92 минуты в сутки, а если с запада на восток — она будет в полтора раза ниже, 57 минут в сутки. Получается, адаптироваться при перелете на восток труднее.

Рассинхронизацию наш организм чувствует и когда мы коротаем время со смартфоном. Именно голубая, коротковолновая часть цветового спектра подавляет выработку мелатонина. На голубой свет реагирует фотопигмент меланопсин в клетках сетчатки глаза — именно от него зависит мнение мозга о том, ночь сейчас или день. При красном свете мозг не понимает, что на улице день. Но экраны гаджетов как раз излучают яркий и холодный голубой свет, понапрасну подбадривая мозг среди ночи.

Биохакерам: мобильные приложения для заботы о циркадных ритмах

Как называется: My circadian clock

На чем работает: Android и IOS

Что умеет: помогает нормализовать ритмы сна, еды и физической активности

Как работает. Ход биологических часов зависит не только от света, но и от времени тренировок и приема пищи. Причем чем более предсказуемым будет распорядок дня, тем успешнее биоритмы будут регулировать важные процессы в организме: пищеварение, иммунный ответ, сон и многое другое. Увидеть свое расписание в виде графиков, получить рекомендации, а также помочь ученым из Института биологических исследований Солка в США больше узнать о циркадных ритмах разных людей можно с помощью мобильного приложения. Первые две недели оно будет тщательно собирать информацию об испытуемом, а потом начнет прививать полезные привычки — например, не пропускать обед на работе и вовремя ложиться спать.

Как называется: Twilight

На чем работает: Android

Что умеет: не дает гаджетам портить сон

Как работает. С медицинской точки зрения жизнь в розовых очках может оказаться довольно полезной. Но еще лучше соорудить между глазами и экранами гаджетов красный или оранжевый фильтр. Такой режим полезно соблюдать по вечерам, чтобы голубой спектр лишний раз не приводил к выработке меланопсина, сигнализирующего биологическим часам, что сейчас день — время бодрствовать. Уменьшить вредное влияние голубых экранов поможет мобильное приложение, которое с наступлением вечера будет делать цвета дисплея более теплыми. Кстати, во многих современных смартфонах эта функция входит в стандартные настройки.

Как называется: Lux Light Meter Free

На чем работает: Android

Что умеет: измеряет уровень освещенности

Как работает. Если отправиться на сафари в какую-нибудь африканскую страну, то сетчатка глаза будет каждый день получать не меньше 1000 люкс (это единицы, в которых измеряют уровень освещенности). А вот в офисном помещении при включенном свете показатели окажутся совсем другими — около 500 люкс, если сотрудник сидит недалеко от окна без штор. И поскольку от количества света зависит не только режим сна и бодрствования, но и наше настроение, было бы неплохо знать, насколько хорошо освещены помещения, в которых мы проводим много времени. Самый точный результат даст прибор люксметр, но можно воспользоваться и мобильным устройством с датчиком освещенности и соответствующим приложением. Главное правило — стараться получать люксы утром и днем, но избегать яркого света вечером и ночью.

Секрет красоты с гормоном сна / Всё о нашей коже Teana Labs

Ты, конечно, отлично знаешь, к чему приводит недостаток сна? Темные круги под глазами, отеки, «уставшая» кожа… Только ведь существуют еще и глубинные, невидимые глазу процессы.


Ночной гормон

Как только наступает ночь, просыпается мелатонин – гормон отдыха и молодости, который вырабатывается в темное время суток. Маленькая железа в головном мозге— эпифиз —синтезирует чудодейственный нейропептид (иными словами, гормон) мелатонин, который приносит столько пользы!

Мелатонин не любит свет. Как только наш организм улавливает световое воздействие, синтез мелатонина мгновенно останавливается. Поэтому так важно спать, когда темно. По своей структуре этот гормон похож на серотонин – гормон радости – который вырабатывается из аминокислоты триптофана. А источник триптофана – это пища. Поэтому каждый из нас может закрыть «мелатониновые бреши», стоит только выспаться и питаться правильными продуктами.

Для чего нужен мелатонин?

Кроме ответственности за биоритмы, гормон сна мелатонин — мощный антиоксидант и иммуномодулятор. Он также оказывает влияние на режим сна, общее самочувствие, настроение, старение и сопротивляемость стрессам. 

Большое количество мелатонина становится лекарством и профилактикой многих недугов:

  • Мелатонин связывает свободные радикалы, которые провоцируют активное старение организма. Он проникает туда, куда другие добраться не могут – в самое ядро и митохондрии клеток, и улучшает антиоксидантную защиту организма.
  • В биологически-активных добавках он тоже популярен – активация выработки гормона посредством приема препаратов с мелатонином и восстановления режима сна увеличивала количество цитокинов и Т-лимфоцитов в крови.
  • Достаточная выработка мелатонина снижает уровень холестерина в крови, нормализует артериальное давление и является профилактикой злокачественных образований и сахарного диабета.

Интересно: тем, кто часто путешествует и знает о таком понятии как джетлаг (синдром смена часовых поясов), мелатонин, как хорошее снотворное, помогает в коррекции и профилактике расстройства биоритмов. Но это уже медицинская история, которая требует обязательной консультации врача.

Лайфхаки по приручению своего мелатонина

Целые и здоровые клетки без повреждений – залог красивой кожи. Ночь не зря считается временем красоты, ведь в темное время суток кожа восстанавливается именно благодаря мелатонину. Как ей помочь?

  1. Так как мелатонин активно вырабатывается в полной темноте, ограничивай применение гаджетов перед сном! Учись засыпать без телефона — будешь спокойнее, а кожа красивее.
  2. Многие задаются вопросом, в каких продуктах в большом количестве содержится мелатонин. Это работает так — ряд продуктов содержат триптофан. При поступлении в организм, эта аминокислота преобразуется в мелатонин. Содержится в бобовых, кедровых орехи и арахисе, а также молочных продуктах и рыбе. Посмотри, что из этого тебе по вкусу.
  3. Пользуйся специальной косметикой с так называемыми хронопептидами — например, Chronocyclin®. Это внутренний часовщик для кожи, который предотвращает преждевременное старение, вызванное нарушением суточных ритмов. Настроить «часы красоты» и придать коже отдохнувший вид сможет молекулярный микрофлюид для ресинхронизации биоритмов кожи SYN-CHRO.

Сон – не просто отдых, но и глобальная работа по восстановлению ресурсов организма. Все, что нужно тебе для красоты, у тебя уже есть от природы. Профессиональную поддержку для кожи мы берем на себя, а ты — отдыхай и высыпайся!

Итоги и перспективы изучения физиологических, патогенетических и фармакологических эффектов мелатонина

Из истории открытия и изучения мелатонина

История изучения мелатонина насчитывает более 50 лет, но интерес к нему не уменьшается, а возрастает в связи с тем, что с каждым годом появляются все новые данные о многогранности его влияния на человеческий организм. Получены убедительные данные о том, что мелатонин участвует практически во всех процессах жизнедеятельности, контролирует многие функции организма: сон, деятельность сердечно-сосудистой, эндокринной и иммунной систем. За рубежом организован и работает «Мелатониновый клуб», в США регулярно выходит Journal of Pineal Research , издаются Advances in Pineal Research , European Pineal Society News .

Мелатонин — одно из древнейших биохимических веществ, регулирующее биоритмы живых организмов. Он присутствует уже у одноклеточных организмов и растений. В организме позвоночных животных главный источник мелатонина — эпифиз, или шишковидная (пинеальная) железа.

Считают, что шишковидная железа была известна еще за 2000 лет до н.э. в Древней Индии. Древнеиндийские философы и врачи считали ее органом ясновидения и размышлений о перевоплощении души. В Древней Греции эпифизу отводили роль клапана, регулирующего опять-таки количество души и участвующего в контроле за психическим равновесием.

Эпифиз впервые описал александрийский врач Герофил за 300 лет до н.э., а свое название он получил от великого врача Древнего Рима Клавдия Галена (II век н.э.), которому форма железы напомнила сосновую шишку (пинию). Позднее другой выдающийся врач и анатом эпохи Возрождения Андреас Везалий представил первое топографически точное описание расположения эпифиза в человеческом мозге, локализовав его между буграми четверохолмия. В 1632 г . Рене Декартом был написан классический «Трактат о человеке». Декарт описал эпифиз как непарный орган с очень важными задачами. По его мнению, железа обеспечивала синтез информации от обеих половин тела через парные органы чувств (глаза, уши, ноздри), где она сливалась воедино. Декарт рассматривал эпифиз в качестве особого клапанного механизма, который регулирует движение животных «духов» из одного желудочка мозга в другой, определяя таким образом «количество души». Тем самым повторялось стремление древних локализовать душу не где-нибудь, а именно в эпифизе. Кроме того, Декарт связывал с нарушениями эпифизарной деятельности происхождение психических болезней, а также связывал функции эпифиза со зрением, что весьма интересно в свете современных знаний. На протяжении XVIII–XIX вв. эпифиз рассматривали лишь как рудиментарный придаток мозга. Только в самом конце XIX в. немецкий педиатр О. Хюбнер описал мальчика, отличавшегося преждевременным половым созреванием, у которого при посмертном вскрытии обнаружили опухоль эпифиза. Как теперь очевидно, она препятствовала выработке мелатонина. В истории эндокринологии эпифиз является первым органом, описанным и изученным как эндокринная железа.

В начале XX в. невролог О. Марбург предположил, что эпифиз — верхний придаток мозга-выделяет какое-то вещество, угнетающее функции гипоталамуса и, как следствие, развитие репродуктивной системы. Примерно тогда же установили, что эпифиз содержит субстанцию, вызывающую депигментацию (побледнение) кожи головастиков. Через 40 лет этот факт сыграл решающую роль в открытии мелатонина.

Мелатонин был открыт американским дерматологом Аароном Лернером более полувека назад. Сама история его открытия была довольно драматична. Лернер, ученый из Йельского университета, занимавшийся изучением природы витилиго, задался целью выявить факторы (химические субстанции), отвечающие за формирование пигментации кожи и разрушение пигментов. Ему принадлежит честь открытия меланоцитостимулирующего гормона. В ходе литературного поиска Лернер обнаружил статью, датированную 1917 годом, в которой сообщалось о том, что измельченные эпифизы коров, помещенные в банку с головастиками, в течение 30 минут вызывают обесцвечивание их кожи, которая просто становилась прозрачной, и можно было наблюдать за работой сердца и кишечника. Других публикаций на эту тему с тех пор не было.

В 1953 году Лернеру удалось выделить из бычьих эпифизов экстракт, осветляющий кожу лягушки. С этого времени вся работа была направлена на поиски ключевого компонента. Неутомимым исследователем и его коллегами была проделана поистине титаническая работа: они переработали 250 тысяч эпифизов, однако выделенной активной субстанции было катастрофически мало. Лернер понимал, что имеет дело со сверхактивным гормоном, ведь его способность обесцвечивать кожу превышала таковую способность адреналина в тысячи раз! Тем не менее было принято решение закрыть затянувшийся эксперимент. Однако за 4 недели, отведенные на завершение работ, все же удалось идентифицировать структуру основного действующего вещества. Им оказался N-ацетил-5-метокситриптамин, которому первооткрыватель дал более романтичное название «мелатонин» (от гр. melas — черный и tosos — труд). Свое открытие Лернер представил на суд общественности в одностраничной статье, опубликованной в 1958 году в Journal of American Chemical.

Биосинтез мелатонина

Одна из причин того, что о мелатонине очень долго практически ничего не было известно, состоит в том, что уровень биохимических исследований просто не позволял обнаруживать такое небольшое содержание вещества в кровотоке. Только в середине 70-х годов XX в. с развитием техники радиоиммунологического анализа появилась возможность обнаружения мелатонина в крови.

Мелатонин является основным гормоном, продуцируемым пинеалоцитами в эпифизе, расположенном в центре мозга, позади третьего желудочка.

Эта эндокринная железа состоит из клеток двух видов: пинеалоцитов (которые доминируют и продуцируют индоламины, главным образом мелатонин, и пептиды, такие как аргининвазотоцин) и нейроглиальных клеток. В эпифизе информация от нейронов, модифицированная условиями освещения, превращается в химические сигналы. Получая информацию о состоянии внешнего фотопериодизма, эпифиз трансформирует ее в эндокринный ответ, вырабатывая мелатонин.

У человека световой цикл воспринимается сетчаткой глаза. Затем нервный сигнал по ретиногипоталамическому тракту поступает в супрахиазматические ядра гипоталамуса, а далее в верхний шейный ганглий [29].Из верхнего шейного ганглия информация об освещенности поступает в эпифиз: она опосредуется норадреналином, который выделяется нервными окончаниями непосредственно в паренхиму (пинеалоциты) эпифиза, что в конечном итоге приводит к запуску синтеза мелатонина [13]. По своей химической структуре он является биогенным амином, относящимся к классу индолов. Начальным звеном является аминокислота триптофан. Затем происходят следующие превращения: 5-гидрокситриптофан ® 5-гидрокситриптамин (серотонин) ® N-ацетилсеротонин ® мелатонин (при участии ферментов N-ацетилтрансферазы и гидроксииндол-О-метилтрансферазы).

Биосинтез, секреция и деградация мелатонина

Основные этапы биосинтеза мелатонина и временная динамика его образования сегодня хорошо изучены. Эпифизом продуцируется около 80 % циркулирующего в крови мелатонина, который не накапливается в эпифизе, а сразу путем пассивной диффузии поступает из пинеалоцитов в кровоток. Его источником служит триптофан, который поступает в пинеалоциты из сосудистого русла и через 5-окситриптофан превращается в серотонин. Лимитирующим фактором в синтезе гормона служит активность фермента арилалкиламин-N-ацетилтрансферазы (NАТ), контролирующего образование предшественника — N-ацетилсеротонина, в дальнейшем при участии гидроксииндол-О-метилтрансферазы, превращающегося непосредственно в мелатонин.

Принципиально важным является факт циркадианной (околосуточной) периодичности выработки в пинеалоцитах биологически активных соединений. Синтез мелатонина эффективно происходит только с наступлением темноты и снижается в светлую фазу суток. Достаточно короткого светового импульса силой 0,1–1 lux, чтобы подавить этот процесс. Дневной ритм продукции мелатонина зависит от активности NАТ в сетчатке, которая, в свою очередь, зависит от ионов кальция, дофамина и гамма-аминомасляной кислоты. Сетчатка является независимым и важным местом продукции мелатонина, по содержанию которого она стоит на втором месте после эпифиза. По-видимому, сетчатка играет определенную роль в поддержании уровня плазменного мелатонина в случае ослабления эпифизарной активности. Важно отметить, что в организме присутствует и экстрапинеальный мелатонин, т.е. синтезируемый вне эпифиза. После получения специфических антител к индолалкиламинам оказалось возможным найти экстрапинеальные источники синтеза мелатонина. Ими оказались энтерохромаффинные клетки желудочно-кишечного тракта (ЕС-клетки), основные клетки-депо серотонина (содержат до 95 % всего эндогенного серотонина) — предшественника мелатонина. Количество этих клеток в желудочно-кишечном тракте значительно больше, чем пинеалоцитов. Честь открытия этого явления принадлежит российским ученым Н.Т. Райхлину и И.М. Кветному.В 1974 году ими было установлено, что способностью синтезировать мелатонин обладают клетки черве­образного отростка кишечника — аппендикса. Далее выяснилось, что мелатонин синтезируется не только в них. Синтез этого гормона выявлен и в большом количестве нейроэндокринных клеток воздухоносных путей, легких, под печеночной капсулой, в корковом слое почек и вдоль границы между корковым и мозговым слоем надпочечников, в параганглиях, желчном пузыре, яичниках, эндометрии, предстательной железе, плаценте и внутреннем ухе. В последние годы обнаружили синтез мелатонина и в неэндокринных клетках: в тимусе, поджелудочной железе, мозжечке, сетчатке глаза, в клетках крови — тучных клетках, лимфоцитах, естественных киллерах, тромбоцитах, эозинофильных лейкоцитах, а также в некоторых эндотелиальных клетках. Биологическое действие экстрапинеального мелатонина реализуется непосредственно там, где он синтезируется. Вопрос о том, является ли этот путь синтеза гормона фотонезависимым, до сих пор окончательно не решен.

Функционально все клетки, продуцирующие мелатонин, относятся к так называемой диффузной нейроэндокринной системе, универсальной системе адаптации и поддержания гомеостаза организма. Выдвигается также предположение, что экстрапинеальный мелатонин может играть ключевую роль в качестве паракринной сигнальной молекулы взаимодействия клеток и локальной координации клеточных функций, однако полностью роль его до сих пор не ясна и исследования в этом направлении идут очень интенсивно.

Транспортной формой для мелатонина является сывороточный альбумин. Высокая плотность связывающих мелатонин участков была выявлена на молекуле гемоглобина, что может свидетельствовать о роли гемоглобина как переносчика мелатонина в кровотоке до органов-мишеней [37]. Высокая липофильность данного гормона обеспечивает его быстрое проникновение через мембраны клеток в другие биологические среды. После освобождения из связанного с альбумином состояния мелатонин взаимодействует со специфическими мембранными и ядерными рецепторами. Мелатонин имеет короткий период полураспада (около 30 минут) и быстро устраняется из кровотока. Он поступает в печень, где гидроксилируется и конъюгируется с серной (на 70–80 %) или глюкуроновой (5 %) кислотой и в виде сульфатов и глюкуронидов экскретируется с мочой. Основной метаболит мелатонина в моче — 6-гидроксимелатонин-сульфат, по концентрации которого можно судить о продукции мелатонина эпифизом [39].

Механизм действия мелатонина на клеточном уровне

Взаимодействие мелатонина с клетками происходит двумя путями.

Он опосредует свои эффекты в результате воздействия на собственные рецепторы, расположенные как на мембране клеток, так и на ядре. В последние годы были идентифицированы рецепторы к мелатонину у многих видов позвоночных, включая человека.

Группа мембранных рецепторов мелатонина, сопряженных с G-белками, включает в себя следующие подтипы — MT 1 , MT 2 , которые принадлежат к четко определенным фармакологическим и кинетическим группам: MT 1 (высокоаффинный наномолекулярный сайт) и MT 2 (низкоаффинный наномолекулярный сайт) [34, 35]. Кроме того, ранее были выделены также рецепторы MT 3 , но позже было установлено, что на самом деле они являются ферментом хинонредуктаза-2.

Учеными лаборатории терапевтической химии университета г. Лилль (Франция) совместно с российскими коллегами были созданы структуры моделей рецепторов MT 1 и MT 2 с наложенной структурой шаблона — зрительного родопсина, а также структуры сайтов связывания в комплексе с молекулой мелатонина.

Они обладают высоким сродством к своему лиганду и обнаружены в супрахиазматическом ядре, гипоталамусе, гиппокампе, коре больших полушарий и мозжечке [51]. Взаимодействие мелатонина с данным типом рецепторов приводит к активации различных сигнальных систем клетки и синтезу вторичных посредников — цАМФ, изменению концентрации ионов кальция. Связываясь с цитозольным кальмодулином, гормон может непосредственно влиять на кальциевые сигналы путем взаимодействия с ферментами, такими как аденилатциклаза и фосфодиэстераза, а также со структурными белками [52].

Ядерные рецепторы к мелатонину обнаружены в различных ядрах гипоталамуса, сетчатке глаза и других тканях. Они относятся к новому подклассу семейства так называемых орфановых ядерных ретиноидных рецепторов ROR/RZR [27]. Данное семейство включает продукты экспрессии генов альфа-ROR, бета-ROR и гамма-ROR. Члены подсемейства связываются с ДНК в форме мономеров и «узнают» гормоночувствительные элементы (RORE). Результатом такого взаимодействия является изменение уровня экспрессии генов специфических факторов транскрипции и эффекторных белков, что является общим для липофильных гормонов. Важно отметить, что ядерные рецепторы обнаружены в трех органах млекопитающих, определяющих суточные ритмы организма: в супрахиазматическом ядре, сетчатке глаза и эпифизе.

Авторадиография и радиоиммунный анализ показали присутствие мелатониновых рецепторов в разных структурах мозга человека, кишечнике [42], яичниках [62] и кровеносных сосудах [34]. Рецепторы в супрахиазматических ядрах гипоталамуса, очевидно, регулируют циркадианный ритм. Рецепторы, которые находятся в эпителиальных тканях (например, в эндотелии артерий), регулируют кардиоваскулярную функцию [34]. Известно, что мелатонин оказывает релаксирующее влияние на гладкую мускулатуру сосудов, улучшая тем самым микроциркуляцию.

Таким образом, биологическое действие мелатонина как гормона реализуется благодаря наличию специфических рецепторов различной локализации и различных систем передачи сигнала в живой клетке.

Биологические ритмы секреции

Ритм продукции мелатонина эпифизом носит циркадианный характер.

В аспекте циркадианного ритма организма данный гормон поддерживает цикл «сон — бодрствование» (сам по себе он обладает снотворным действием), суточные изменения локомоторной активности и температуры тела.

Повышение концентрации мелатонина в крови с наступлением темноты снижает у человека температуру тела, уменьшает эмоциональную напряженность, индуцирует сон, а также незначительно угнетает функцию половых желез, что выражается в задержке пролиферации опухолевых клеток молочной и предстательной желез. Мелатонин участвует в гормональном обеспечении околосуточного и сезонного периодизма поведенческой активности.

Синтез и выделение мелатонина стимулируются темнотой и ингибируются светом [4]. В течение светового периода фоторецепторные клетки сетчатки глаза гиперполяризованы, нервный сигнал не поступает в супрахиазматические ядра, и это тормозит выделение адреналина [29]. В это время система «ретиногипоталамус — эпифиз» находится в покое, секретируется мало мелатонина. С наступлением темноты гиперполяризация фоторецепторов исчезает, нервный сигнал освобождает норадреналин, активируя, таким образом, систему «ретиногипоталамус — эпифиз»; количество a 1- и b 1-адренорецепторов в эпифизе увеличивается. Растет активность ферментов, которые регулируют синтез мелатонина, инициируя его выделение. У диурнальных (дневных) животных (в том числе у человека) секреция мелатонина эпифизом совпадает с привычными часами сна. Концентрация его в крови нарастает с наступлением темноты и достигает своего максимума за 1–2 ч до пробуждения. В это время сон человека наиболее глубокий, а температура тела достигает своего минимума.

Кроме суточного существует и сезонный ритм мелатонина. Поздней осенью и зимой в связи с уменьшением освещенности уровень гормона в организме повышается. Весной и летом, наоборот, концентрация мелатонина в организме снижается [48]. Однако при этом сохраняется суточная ритмика образования мелатонина. Эти изменения обусловлены флуктуацией ферментативной активности ключевых ферментов синтеза мелатонина — N-ацетилтрансферазы и гидроксииндол-О-метилтрансферазы, что превращает эпифиз в своеобразные биологические часы, имеющие прямое отношение к регуляции циркадных и циркадианных ритмов в организме. Концентрация мелатонина в плазме существенно изменяется в зависимости от возраста. Циркадианный ритм синтеза мелатонина появляется сразу после рождения плода и у доношенных младенцев устанавливается к 9–12 нед. жизни, на 2–3 нед. позже — у недоношенных детей.

Наиболее высокая пиковая ночная концентрация мелатонина (около 325 пг/мл или 1400 пмоль/л) наблюдается в возрасте 1–3 лет, после чего она постепенно снижается [45]. У молодых людей среднее количество мелатонина днем и пик в середине ночи составляет 10 и 60 пг/мл (40 и 260 пмоль/л) соответственно. Максимальная продукция данного гормона приходится на возраст от 10 до 40 лет. После этого происходит снижение продукции мелатонина, уменьшается амплитуда суточного ритма его секреции эпифизом.

Показано, что мелатониновый паттерн у каждого человека на удивление стабилен от ночи к ночи, в то время как паттерны разных людей одного пола и возраста в деталях настолько различны, что есть основание говорить об индивидуальном паттерне, характеризующем данную личность.

Ранее считалось, что снижение содержания мелатонина при старении вызвано кальцификацией эпифиза. Однако исследования с использованием электронной микроскопии показали развитие в эпифизе при старении морфофункциональных изменений, свидетельствующих о снижении его активности [38] вследствие уменьшения адренергической иннервации и количества b 1-адренергических рецепторов на поверхности пинеалоцитов [41].

Сегодня ученые могут сказать, что изменения в образовании мелатонина в течение жизни не являются простым совпадением со стадиями развития организма. Они органически связаны с ними и оказывают непосредственное влияние на физиологические процессы. К сожалению, информация о всех важнейших открытиях фрагментарно публикуется лишь в некоторых научных журналах.

Основные физиологические функции мелатонина

В последние годы получены новые данные о механизмах, обеспечивающих комплексное взаимодействие нервной, иммунной и эндокринной систем. Предполагается, что интегратором этого взаимодействия является эпифиз, а его основной гормон — мелатонин участвует в регуляции деятельности центральной и вегетативной нервной систем, эндокринных органов и иммунной системы.

Проведенные исследования показали, что мелатонин обладает чрезвычайно широким спектром физиологических функций [3]. Основными физиологическими функциями мелатонина являются:
— биоритмологическая функция;
— терморегуляция и индукция сна;
— антиоксидантный эффект;
— иммуномодулирующее действие;
— антистрессорное действие;
— регуляция полового развития.

Биоритмологическая функция

Способность организма адекватно реагировать на различные стимулы путем перестройки биоритмов обеспечивает стабильность и здоровье человеческого организма. Поэтому способность мелатонина осуществлять коррекцию эндогенных ритмов относительно экзогенных ритмов окружающей среды является наиболее важной физиологической функцией этого гормона [54]. Эпифиз выступает в качестве своеобразных биологических часов. Биоритмологическая функция обеспечивается непосредственным воздействием мелатонина и модулирующим влиянием на секрецию других гормонов и биологически активных веществ, концентрация которых изменяется в зависимости от времени суток. Мелатонин опосредует по существу все наиболее важные функции эпифиза, связанные с контролем деятельности периферических эндокринных желез и центральной нервной системы. В норме функциональная активность эпифиза находится в противофазе с деятельностью гипофиза. Так, если гипофиз за счет тропных гормонов активирует эндокринную функцию, то шишковидное тело, наоборот, ее тормозит. Такое чередование деятельности этих двух нейроэндокринных образований мозга обеспечивает циркадианное ритмичное функционирование не только желез внутренней секреции, но и организма в целом [17]. Существуют отдельные наблюдения, касающиеся взаимодействия эпифиза и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси. Показано, что гиперсекреция кортизола и сниженная реакция его при подавлении дексаметазоном сочетается со сниженной секрецией мелатонина. Непосредственно воздействуя на клетки и модулируя секрецию других гормонов и биологически активных веществ, концентрация которых изменяется в зависимости от времени суток, мелатонин выполняет биоритмологическую функцию. Показано, что мелатонин ингибирует выброс адренокортикотропного гормона, уменьшая таким образом концентрацию кортизола [15, 33], снижает продукцию норадреналина [32]. Ингибирование мелатонином тиреоидной паренхимы наблюдается на всех этапах ее функциональной активности. В сезонных перестройках организма основополагающую роль играют связанные с фотопериодизмом изменения продукции мелатонина [54].

Терморегуляция и индукция сна

Мелатонин играет основную роль в регуляции циркадианных ритмов и сна [29]. Он поддерживает цикл «сон — бодрствование», суточные изменения локомоторной активности и температуры тела. Так, показано, что циркадианные ритмы температуры у человека [32] характеризуются максимальными показателями днем и минимальными ночью и ассоциированы с особенностями биоэлектрической активности мозга. Повышение секреции мелатонина в темное время суток обусловливает более 40 % амплитуды суточного ритма температуры тела. В связи с этим предложен косвенный метод оценки выработки мелатонина по измерению суточной динамики температуры тела: размах суточной температуры менее 0,5 °С может свидетельствовать о снижении продукции мелатонина.

Мелатонин называют гормоном ночи, так как пик его синтеза приходится на темное время суток [3]. У человека циркадианный ритм секреции мелатонина эпифизом тесно синхронизирован с типичными часами сна. Мелатонин может модифицировать уровень моноаминовых нейротрансмиттеров в мозге, инициируя каскад реакций, которые при достижении кульминации активируют механизмы сна [13]. Функциональная активность шишковидного тела, как правило, увеличивается с нарастанием темноты и достигает максимума к полуночи (пик продукции мелатонина в молодом возрасте отмечается между 2 и 3 часами ночи). К утру функциональная активность этого органа резко падает, достигая минимума к полудню [1].

Антиоксидантный эффект

Механизм антиоксидантного действия мелатонина связан прежде всего с его способностью связывать образующиеся при перикисном окислении липидов наиболее токсичные гидроксильные радикалы, а также пероксинитрит, оксид азота, синглетный кислород и пероксильный радикал [55]. Являясь активным донором электронов и эффективным перехватчиком активных форм кислорода, особенно гидроксильного радикала ОН, он также уничтожает радикал оксида азота (NО). Наряду с прямым антиоксидантным эффектом гормон действует как вторичный антиоксидант. Он стимулирует активность глутатион-пероксидазы, которая переводит перекись водорода в воду, активизирует супероксиддисмутазу, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназу, а также угнетает активность прооксидантного фермента NO-синтазы. Кроме этого, гормон обладает способностью непосредственно связывать ионы металлов с переменной валентностью (Fe 2+ , Cu 2+ , Mn 2+ ) которые проявляют в организме прооксидантное действие. Антиоксидантные эффекты мелатонина не связаны с его воздействием на рецепторы клеточных мембран, а обусловлены проникновением гормона в клетки и его взаимодействием практически со всеми субклеточными структурами, включая ядро. Поэтому мелатонин может воздействовать на свободнорадикальные процессы в любой клетке человеческого организма, а не только в клетках, которые имеют рецепторы к мелатонину. Антиоксидантный эффект мелатонина обеспечивает защиту ДНК, липидов и белков от свободнорадикального повреждения [56]. Таким образом, мелатонин может быть главной молекулой в системе защиты организма от окислительного стресса благодаря нейтрализации перекиси водорода и уничтожению гидроксильных радикалов.

Иммуномодулирующее действие

Мелатонин принимает участие в регуляции функции иммунной системы. Иммунологи обнаружили, что увеличение активности Т- и В-иммунных клеток в течение суток происходит параллельно с возрастанием концентрации мелатонина. Было выяснено, что мелатонин участвует в регуляции функции тимуса и щитовидной железы, повышает активность Т-клеток и фагоцитов. Об этом свидетельствует присутствие рецепторов к мелатонину на иммунокомпетентных клетках вилочковой железы и селезенки, периферических иммунокомпетентных клетках (лимфоциты, нейтрофилы), активирующий эффект мелатонина в отношении выработки этими клетками цитокинов [44]. В отношении иммунной функции установлено, что у взрослых и старых мышей под действием пептидного препарата эпифиза стимулируется Т- и В-клеточный иммунитет, в сыворотке растут титр тимического сывороточного фактора, титр тимозиновых компонентов, а также колониестимулирующая активность спленоцитов у пинеалэктомированных крыс.

Одной из причин ухудшения функционирования иммунной системы считается ослабление деятельности тимуса. Экзогенное введение мелатонина восстанавливает массу тимуса, улучшает активность клеток, что усиливает дифференцировку Т-лимфоцитов и восстанавливает чувствительность кожи к аллергенам, что может означать восстановление памяти Т-клеток (увеличивается способность к идентификации антигенов). Но функцией иммунной системы является не только непосредственная защита организма от вирусов и бактерий. Не менее важна ее способность отличить «свои» клетки от «чужих». Нарушение такой способности приводит к аутоиммунным заболеваниям.

Иммуномодулирующая активность гормона наиболее полно продемонстрирована в работах I. Maestroni [50] и P. Lissoni [46]. Данный гормон стимулирует иммунный ответ как по В-, так и по Т-системе, но это зависит от исходного состояния иммунокомпетентных органов. Между количеством лимфоцитов и уровнем мелатонина определяется обратная взаимосвязь, то есть прослеживается определенная адаптивная направленность в воздействии мелатонина на иммунитет [16]. Путем увеличения продукции цитокинов, которые вырабатываются Т-хелперами, мелатонин усиливает иммунный ответ. В эксперименте in vitro с помощью анти-ИЛ-4-моноклональных антител показана нейтрализация колониестимулирующей активности и вызванной мелатонином защиты гемопоэза. Показано снижение уровня ИЛ-6 в лимфоцитах-хелперах Т 1 , которые определяют клеточный ответ. Мелатонин повышает уровень ИЛ-2 и g -интерферона в лимфоцитах-хелперах Т 1 , [36] и ИЛ-4 в лимфоцитах-хелперах Т 2 [49, 53], а у моноцитов катализирует выделение интерлейкина-1 (ИЛ-1) и фактора некроза опухоли альфа (ФНО- a ). Только в одной работе продемонстрировано снижение под влиянием гормона природной киллерной активности лимфоцитов [43].

Допускается его действие через секрецию лимфокинов, опиоидов или же через другие эндокринные изменения, в частности возможно прямое действие мелатонина на лимфоидную ткань [17]. В пользу тесной взаимосвязи мелатонина и иммунной системы говорит факт стимуляции g -интерфероном продукции мелатонина эпифизом, свидетельствующий о существовании регуляции секреции мелатонина со стороны иммунной системы [61]. В исследовании Н.А. Деденкова, Н.Т. Райхлена и соавт. была показана возможность синтеза пептидных гормонов и биогенных аминов, таких как серотонин, мелатонин и b -эндорфин в гранулах естественных киллеров, что может быть связано с механизмами цитотоксического действия данных клеток [5].

Еще одним свидетельством взаимосвязи иммунной системы и мелатонина в организме человека являются циркадианные изменения количества нейтрофилов, Т- и В-лимфоцитов в кровотоке с максимумом в темное время суток. Таким образом, мелатонин принимает участие в регуляции как клеточного, так и гуморального звена иммунитета.

Антистрессорный эффект

Мелатонин играет существенную роль в нормализации послестрессового состояния организма, которая обусловлена его влиянием на нейромедиаторные системы, воздействием на синхронизацию циркадианной ритмики. Воздействуя одновременно на нейроэндокринную и иммунную системы, мелатонин оптимизирует гомеостаз и осуществляет защиту от стресса [50].

В механизме противострессорной активности мелатонина существенную роль играет уменьшение активности тонуса симпатической нервной системы и активности гипофизарно-надпочечниковой системы, снижение уровня кортикостероидов, влияющих на кардиоваскулярную систему. В процессе реализации стресса на иммунологические реакции участвуют опиоидные пептиды, которые модулируют иммунологические функции, влияя на активность Т-клеток — натуральных киллеров, и макрофагов. Наибольшей активностью и продолжительностью действия отличается b -эндорфин, который является не только трансмиттером, но и гормоном. На основании экспериментальных исследований установлена важнейшая роль b -эндорфина в развитии стресс-синдрома, что проявляется увеличением концентрации данного пептида в крови при различных видах стресса. Наряду со снижением уровня кортизола мелатонин стимулирует выделение эндорфинов [59].

Новая страница в изучении развития нейроэндокринных и биохимических механизмов (в эксперименте на животных с синдромом перинатального стресса) открыта исследованиями С.С. Ткачук и отражена в докторской диссертации «Нейроэндокринные и биохимические механизмы нарушений стресс-реализующей и стресс-лимитирующей систем мозга крыс с синдромом перинатального стресса». При использовании доз мелатонина, близких к физиологическим, в условиях эмоционального стресса отмечали четкое стимулирующее влияние гормона на уровень пролактина в плазме крови, что дало возможность считать этот механизм одним из коррелятов участия мелатонина в стресс-реакции. У животных, подвергшихся стрессу пренатально, мелатонин не влиял на стресс-индуцированный уровень суммарных глюкокортикоидов и пролактина, что свидетельствует об утрате способности мелатонина моделировать активированные стрессом эндокринные механизмы. Высказано предположение о возможных нарушениях функции эпифиза или же десенситизации мелатониновых рецепторов гипоталамуса и гипофиза с потерей антистрессового влияния [24].

Регуляция полового развития

Существует достаточно доказательств влияния эпифиза на половое развитие и репродукцию. Он проявляет четко выраженное антигонадотропное действие [29, 13].

Снижение содержания мелатонина в крови стимулирует выделение гипофизом половых гормонов — лютеинезирующего и фолликулостимулирующего (пролактина и окситоцина). Начало полового созревания у людей связано с уменьшением секреции мелатонина. Снижение уровня мелатонина ускоряет половое созревание. У подростков с более высоким содержанием мелатонина в крови чаще наблюдается задержка полового развития. В работе Е.И. Плеховой и соавт. изложены результаты исследования уровня мелатонина у здоровых мальчиков-подростков в процессе полового созревания. Были сформированы 4 группы (количество человек в каждой группе от 6 до 10), в которые вошли пациенты различных возрастных периодов: 10–12 лет, 13, 14 и 15 лет, а также группа здоровых мужчин 32–35 лет. Представленные в работе данные свидетельствуют о достоверно более низких значениях эпифизарного гормона у мальчиков, находящихся на ранних этапах полового развития. В процессе полового созревания на фоне общего увеличения уровня мелатонина в моче происходит уменьшение его экскреции в ночное время. Данные наблюдения позволяют предположить, что отсутствие выраженного подъема мелатонина в ночное время в период полового созревания создает условия для формирования принципиально иных взаимоотношений эпифиза и гипоталамо-гипофизарно-гонадного комплекса, сопровождающихся усилением гормонопродуцирующей активности гонад [19]. Однако у девочек такие изменения отмечены не были [22]. Кривая ночного содержания мелатонина в сыворотке крови в разные периоды жизни людей имеет обратный вид по отношению к кривой гонадотропина — лютеинизирующего гормона. Утренние концентрации мелатонина с возрастом не изменяются и являются низкими во всех возрастных группах.

Патогенетическое значение мелатонина

Нарушение ритма и количественной продукции мелатонина является пусковым моментом, приводящим на начальных этапах к возникновению десинхроноза, за которым следует органическая патология. Любые изменения продукции мелатонина, выходящие за рамки нормальных физиологических колебаний, ведут к рассогласованию как собственно биологических ритмов организма между собой (внутренний десинхроноз), так и ритмов организма с ритмами окружающей среды (внешний десинхроноз) [57]. С биоритмологических позиций сезонные обострения хронических болезней внутренних органов представляют собой клиническую реализацию дезадаптации организма в условиях, требующих повышенной активности адаптивной системы организма при изменении условий окружающей среды [15]. Следовательно, даже сам факт нарушения ритма продукции мелатонина может стать причиной различных заболеваний.

Показана роль эпифиза в развитии депрессии [60]. Выявлены нарушение циркадианных ритмов мелатонина при нарушениях сна, снижение содержания мелатонина в крови и отсутствие суточного ритма его секреции при псориазе, при гипертонической болезни [21]. Отмечена патогенетическая роль мелатонина при рассеянном склерозе (РС). Первые проявления заболевания часто приходятся на период окончания полового созревания, сопровождающийся критическим снижением секреции мелатонина, нарушением его нейроиммуномодулирующего действия. «Мелатониновая» гипотеза может объяснять эпидемиологический феномен РС: низкую его частоту в «черных» африканской и американской популяциях [58].

Установлено, что раннее половое созревание или его задержка могут быть ассоциированы с измененным плазменным уровнем мелатонина. В большинстве случаев функциональная гипоталамическая аменорея связана с гиперпродукцией мелатонина, поэтому в лечении данной патологии эффективно назначение антагониста мелатонина — налтрексона. Установлено повышение продукции мелатонина на ранних стадиях колоректального рака [11].

Отдельными авторами установлено, что нарушения синтеза мелатонина или обратного захвата серотонина могут быть ответственными за возникновение ведущих клинических и внеорганных проявлений функциональных заболеваний желудочно-кишечного тракта (ФЗ ЖКТ) [1, 12, 25].

Более того, в ряде исследований показано, что лечение препаратами мелатонина уменьшает выраженность абдоминальной боли функционального генеза и способствует купированию симптомов ФЗ ЖКТ [14, 18]. Внимание ученых привлекли возможные цитокинопосредованные механизмы развития синдрома раздраженного кишечника (СРК), так как именно медиаторы межклеточного взаимодействия осуществляют связь между иммунной и серотонин-мелатониновой системами [10]. В исследованиях отдельных авторов у больных СРК, преимущественно с постинфекционной формой заболевания, выявлена увеличенная продукция провоспалительных цитокинов (ФНО- a , ИЛ-1, ИЛ-6), а при исследовании биоптатов слизистой оболочки толстой кишки у таких пациентов обнаружена их повышенная продукция. Установлено снижение секреции отдельных антивоспалительных цитокинов (ИЛ-10, ИЛ-12) у больных СРК по сравнению со здоровыми лицами [47].

В исследовании С.В. Коляденко, М.А. Станиславчук установлено, что у больных с фибромиалгией в плазме крови уровень мелатонина значительно снижается в 4.00, тогда как в 8.00 отмечали только тенденцию к снижению мелатонина. У больных с фибромиалгией зарегистрировано повышение на 10 % содержания в крови провоспалительного цитокина ИЛ-8 и снижение на 8 % противовоспалительного цитокина ИЛ-10, при этом коэффициент ИЛ-8/ИЛ-10 повышается на 21 %. Установлено, что низкий уровень мелатонина в ночное время ассоциируется с такими клиническими проявлениями фибромиалгии, как нарушения сна, а уровень ИЛ-8 имеет значительную положительную корреляционную связь с выраженностью болевого синдрома.

Широкий спектр биологической активности мелатонина не ограничивается изолированным влиянием на нервную и эндокринную системы, воздействие его носит интегративный и иммуномодулирующий характер.

С точки зрения хронобиологии бронхиальная астма (БА) — это синдром обратимой бронхиальной обструкции, возникающей у большинства больных в ночные и утренние часы, что является отражением суточных ритмов с ночным максимумом (концентрация мелатонина и гистамина в сыворотке, чувствительность бронхов к гистамину и ацетилхолину, повышение тонуса парасимпатической нервной системы) или минимумом (концентрация кортизола и катехоламинов в сыворотке крови, температура тела, показатели вентиляции легких). При астме, обструктивных процессах в легких отмечаются значительные смещения ритмов изменения легочных показателей, что может быть связано с нарушением обмена мелатонина. Е.В. Евсюковой, изучавшей у 17 взрослых пациентов с БА и у 6 здоровых людей влияние мелатонина на функции тромбоцитов, было обнаружено, что мелатонин непосредственно воздействует на функциональную активность тромбоцитов как у здоровых людей, так и у больных бронхиальной астмой, включая реакции агрегации, синтез метаболитов арахидоновой кислоты и транспорт серотонина. Тромбоциты играют существенную роль в патогенезе аллергических реакций и заболеваний, в частности БА. Наряду с тучными клетками, базофилами и эозинофилами они входят в систему «быстрого реагирования», осуществляющую местную регуляцию проходимости бронхов и гемодинамики легких. В эксперименте показано, что мелатонин вызывает бронхоконстрикторный эффект, а также вазодилатацию легочных артерий и вен. Возможно, подобная ситуация имеет место у больных БА в связи с высоким содержанием мелатонина не только ночью, но и днем [6].

В нашем исследовании, включавшем 119 детей, страдающих БА (различной степени тяжести, как в периоде обострения, так и ремиссии), были получены результаты, свидетельствующие о нарушении количественной продукции и циркадианного ритма секреции мелатонина. У данной категории пациентов была обнаружена инверсия суточного ритма мелатонина (с высокими дневными и низкими ночными значениями уровня данного гормона). Выявлена обратная зависимость между дневным уровнем мелатонина и степенью тяжести заболевания (от дневной (r = –0,547, р < 0,05) и ночной концентрации мелатонина (r = –0,705, р < 0,001)). Показано антистрессорное модулирующее действие мелатонина, направленное на ограничение активности гипофизарно-надпочечниковой оси (за счет изменения дневного содержания данного гормона) и активности симпатического отдела ВНС, а также возможность его участия в иммунорегуляции.

При обострении БА изменения гормонального статуса (повышение содержания АКТГ и дневного уровня мелатонина) отражались на состоянии гуморального звена иммунитета (увеличение IgЕ и снижение IgА), а в фазе ремиссии снижение активности парасимпатического отдела ВНС и низкий дневной уровень мелатонина были сопряжены с уменьшением относительного количества СД8, ИРИ и уровня IgЕ (что подтверждает участие эпифиза, ЦНС, ВНС и гормонального статуса в формировании иммунных нарушений при БА) [8, 9, 23].

Фармакологические эффекты мелатонина

Наиболее изучен снотворный эффект мелатонина, который принципиально отличается от механизма действия традиционных снотворных препаратов. Он вызывает сон, воздействуя на терморегуляторные процессы [30]. Уменьшая температуру тела, он увеличивает потребность в сне и снижает мотивацию к бодрствованию. Наиболее выраженный снотворный эффект отмечается у тех больных, у которых бессонница обусловлена недостаточным снижением температуры тела вследствие пониженного уровня мелатонина в плазме [63]. Его преимуществом является то, что он восстанавливает и сохраняет естественную структуру сна.

Мелатонин может использоваться для коррекции биологических ритмов, когда циклическая смена света и темноты ускоряется или замедляется и циркадианная система организма медленно адаптируется к новому положению фаз. В процессе адаптации эндогенные ритмы не совпадают по фазе с внешней средой и друг с другом. Возникающий десинхроноз нарушает функциональное состояние организма и может способствовать формированию патологических состояний и заболеваний. Мелатонин способствует перестройке биологических ритмов организма в соответствии с новым режимом дня [40].

Хотя влияние мелатонина на иммунную систему еще до конца не изучено, однако уже сегодня иммунологи предполагают, что его можно использовать для ускорения заживления ран, для поддержания сопротивляемости организма простудным и инфекционным заболеваниям. Возможно, в недалеком будущем страдающие онкологическими заболеваниями получат надежду облегчить свое состояние и смягчить негативные последствия курса химиотерапии и облучения, поддержать свой иммунный статус.

Предпосылками использования мелатонина в онкологии явились экспериментальные исследования, которые продемонстрировали способность этого гормона в физиологических дозах тормозить рост некоторых линий опухолевых клеток [28]. Данный эффект обусловлен онкостатическим и иммуномодулирующим действием. Установлено, что введение низкой дозы ИЛ-2 и мелатонина [26], потенцирующего положительный эффект и нейтрализующего негативное влияние ИЛ-2, является второй линией лечения метастатических колоректальных карцином. Показана эффективность нейроиммунотерапии в виде 2 циклов мелатонина и ИЛ-2 в качестве первой линии терапии у больных с метастатическим раком легкого [47]. Мелатонин оказывает влияние на количество и активность рецепторов к эстрогенам и таким образом может останавливать рост клеток рака молочной железы [28].

Помимо онкологических заболеваний еще одним из перспективных внедрений мелатонина в практику являются заболевания сердечно-сосудистой системы. В последние годы эти болезни значительно «помолодели». Какова бы ни была причина их развития (неправильное питание, образ жизни и т.д.), мелатонин можно использовать для предупреждения заболеваний сердечно-сосудистой системы, а может быть, и при их лечении. В эксперименте мелатонин препятствовал повышению уровня холестерина и образованию атеросклеротических бляшек на внутренней стенке артерий. Мелатонин уменьшал уровень общего холестерина и концентрацию в крови атерогенных липопротеинов низкой плотности [56]. Регулярный прием мелатонина способствует снижению артериального давления у больных артериальной гипертензией [7].

В Институте ревматологии РАМН (г. Москва) проведено 3-недельное рандомизированное исследование влияния мелатонина в дозе 3 мг/сут (на ночь) у больных ревматоидным артритом (РА), имевших нарушения сна. Было выявлено достоверное снижение частоты таких симптомов инсомии, как чувство неудовлетворенности ночным сном, сохранение усталости после сна и неприятных ощущений во время сна. Общий результат лечения мелатонином оценен пациентом и врачом как улучшение или значительное улучшение в 47,4–63, 2 % случаев. На фоне лечения мелатонином отмечено также достоверное снижение длительности утренней скованности, числа припухших и болезненных суставов, интенсивности боли. Показано влияние мелатонина на эндокринный статус больных РА: снижение уровня кортизола в сыворотке крови и достоверное повышение уровня 6-СОМТ в моче [20].

В нашем исследовании у детей, страдающих бронхиальной астмой, было показано положительное влияние метода биорезонансной вибростимуляции на нормализацию циркадианного ритма секреции и суточную продукцию мелатонина [23].

Таким образом, результаты экспериментальных и клинических исследований свидетельствуют о том, что мелатонин является адаптационным гормоном, который участвует в координации и синхронизации нейроиммунофизиологических процессов. Действие мелатонина проявляется в обеспечении нормальной биоэлектрической активности мозга, циркадианных ритмов, в регуляции активности гипоталамо-гипофизарной области и иммунной системы и антистрессорной защите организма. Нарушение продукции и рецепции мелатонина может быть одним из звеньев патогенеза большого круга заболеваний, сопровождающихся нейроиммунологическими нарушениями.

Данные литературы свидетельствуют, что мелатонин может использоваться в различных областях профилактической и клинической медицины. Однако при его назначении необходимо учитывать эндогенные ритмы функционального состояния эпифиза.

Избавляемся от привычки есть по ночам

  1. Главная
  2. О центре
  3. Новости

Привычка перекусывать по ночам — одна из самых распространенных проблем, которая вредит здоровому режиму приема пищи. И, само собой, необходимо находить способы, которые помогут от нее избавиться. Конечно, можно повесить на холодильник замок, но перед тем, как прибегать к таким радикальным мерам, стоит выявить источники этого недуга. Это и станет ключом к избавлению.

Пристрастие питаться именно по ночам — это расстройство пищевого режима. Большинство людей считает, что природа данной вредной привычки — это просто слабоволие, неспособность себя сдерживать. Однако врачи опровергли эту гипотезу. Их исследования показали, что причина — это гормональный сбой. Мелатонин и лептин — это так называемые гормоны сна и сытости. Их уровень к вечеру должен повышаться. Но если человек начинает перекусывать по ночам и делает это все чаще, то все сбивается и получается наоборот.

Этим же объясняется и то, что люди, которые едят по ночам, предпочитают сладкие мучные изделия. С их употреблением вырабатывается серотонин (гормон радости), а он может подействовать как своеобразное снотворное.

Но нарушение гормонального фона — это не единственная причина. Также этой причиной может являться стресс. Всем известно, что некоторые люди посредством приема пищи снимают нервное напряжение и усталость. Однако, такой метод может привести к пагубным последствиям — ожирению и всем вытекающим из этого заболеваниям.

Если причина ночных походов к холодильнику — это гормональный сбой, то выход — выработка мелатонина и лептина. Делается это при помощи диеты. Завтрак должен стать самым главным в приеме пищи, продукты должны быть с высоким содержанием белка. Но питаться необходимо небольшими порциями, так называемое дробное питание, а вот отказывать себе в чем-то вкусненьком не стоит, поэтому десерт из рациона убирать не нужно. Необходимо употреблять за день как можно больше жидкости.

К естественным способам выработки мелатонина относятся физические упражнения. Так что стоит записаться на фитнес или просто чаще прогуливаться на свежем воздухе, ведь это поможет еще и улучшить настроение, а, значит, повлияет благотворно.


Пищевые факторы и колебания уровня мелатонина

Food Nutr Res. 2012 г.; 56: 10.3402/fnr.v56i0.17252.

Институт биомедицины, фармакологии, лечебной физиологии питания, Хельсинкский университет, Хельсинки, Финляндия Box 63, 00014 Университет Хельсинки, Финляндия. Тел.: +3589166. Электронная почта: if.iknisleh@irukhuep.irtak

Поступила в редакцию 23 января 2012 г.; Пересмотрено 3 мая 2012 г. ; Принято 12 июня 2012 г.

Это статья с открытым доступом, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution-Noncommercial 3.0 Unported License, разрешающей любое некоммерческое использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии надлежащего цитирования оригинальной работы.

Эта статья была процитирована другими статьями в PMC.

Abstract

Мелатонин секретируется главным образом шишковидной железой и преимущественно в ночное время. Основная физиологическая функция состоит в том, чтобы передавать телу информацию о дневном цикле света и темноты.Кроме того, он может выполнять и другие функции, связанные со здоровьем. Мелатонин синтезируется из триптофана, незаменимой диетической аминокислоты. Было продемонстрировано, что некоторые пищевые факторы, такие как потребление овощей, кофеина и некоторых витаминов и минералов, могут изменять выработку мелатонина, но с меньшей интенсивностью, чем свет, являющийся наиболее доминирующим синхронизатором выработки мелатонина. В этом обзоре основное внимание будет уделено факторам питания, помимо потребления триптофана, которые влияют на уровень мелатонина у людей.В целом, продукты, содержащие мелатонин или способствующие его синтезу путем воздействия на доступность триптофана, а также продукты, содержащие витамины и минералы, необходимые в качестве кофакторов и активаторов синтеза мелатонина, могут модулировать уровни мелатонина. Несмотря на это, влияние дневной диеты на синтез ночного мелатонина ограничено, однако влияние диеты кажется более очевидным на дневных уровнях.

Ключевые слова: мелатонин, 6-сульфатоксимелатонин, диета, овощи, алкоголь, витамины группы В

Многие нормальные физиологические функции происходят в определенное время суток.Эти биологические ритмы, называемые циркадными ритмами, контролируются эндогенной системой хронометража, колеблющейся приблизительно с 24-часовым циклом при постоянных условиях (1, 2). Главный осциллятор, реагирующий на внутренние и внешние сигналы, расположен в супрахиазматическом ядре (СХЯ) переднего гипоталамуса головного мозга. Наиболее мощным кардиостимулятором является экологический цикл свет-темнота. Нейроны СХЯ передают эту ритмичную информацию о свете и темноте в другие области мозга и периферические органы, которые контролируют многие аспекты физиологии и поведения, включая циклы сна и бодрствования, сердечно-сосудистую деятельность, эндокринную систему, диетическое поведение и энергетический обмен.Эти сигналы распространяются по двум основным путям: прямому пути, который использует вегетативную нервную систему, и косвенному пути, который действует через гормональные сигналы, контролируемые СХЯ, такие как ночная пиковая секреция мелатонина шишковидной железы или ежедневное увеличение глюкокортикоидов надпочечников. (3).

Нарушение циркадного ритма и циклов сна-бодрствования считаются факторами риска различных проблем со здоровьем, включая ожирение и сердечно-сосудистые заболевания (3, 4). Несколько доклинических исследований выявили, что пищевые компоненты, такие как глюкоза (5, 6), натрий (7), этанол (8) или кофеин (9), способны смещать фазы циркадных ритмов путем модификации экспрессии генетических компонентов биологического организма. часы, т.е. гены часов. Изменения в циркадном цикле модифицируют метаболизм, но, кроме того, изменения в метаболизме также способны смещать физиологические часы, приводя к изменениям ритмов, как описано ранее (1, 4).

Одним из возможных механизмов влияния диеты на циркадные ритмы является изменение секреции мелатонина. Мелатонин представляет собой циркулирующий нейрогормон, секретируемый преимущественно ночью. Это важно для передачи ежедневного цикла света и темноты в тело, тем самым регулируя циркадные ритмы и помогая нам засыпать и спать.В дополнение к своей регулирующей роли мелатонин обладает антиоксидантной способностью, иммуномодулирующей активностью, а также, по-видимому, защищает от различных видов рака, особенно рака молочной железы, хотя данные в основном основаны на обсервационных исследованиях и моделях на животных (10–12). Экзогенный мелатонин использовался для лечения нарушений сна циркадного происхождения, таких как синдром смены часовых поясов и задержки фазы сна, а также в качестве дополнения к другим терапевтическим препаратам для лечения многочисленных заболеваний, включая глаукому, заболевания раздраженного кишечника и некоторые виды рака, в основном для либо усиливать терапевтический эффект традиционной лекарственной терапии, либо снижать их токсичность, уменьшая тем самым побочные эффекты (13–18). Отрицательные побочные эффекты экзогенного мелатонина в вышеупомянутых клинических испытаниях встречаются редко.

Система регуляции секреции мелатонина сложна. Свет является наиболее влиятельным фактором окружающей среды. Кроме того, синтез мелатонина зависит от наличия его предшественника, триптофана (TRP), который является незаменимой аминокислотой и, таким образом, является важным компонентом диеты. Если потребление ТРП сильно ограничено, у человека значительно снижается синтез мелатонина (19). В нескольких исследованиях изучалось влияние других диетических факторов на колебания уровня мелатонина, например, потребление определенных продуктов питания или наличие питательных веществ.В этом описательном обзоре основное внимание будет уделено факторам питания, помимо потребления ТРП, которые влияют на уровень мелатонина у людей. Мы использовали электронную библиографическую базу данных PubMed до апреля 2012 г. (без каких-либо методологических ограничений) для выявления исследований по следующим ключевым словам: мелатонин, 6-сульфатоксимелатонин, диета, овощи, алкоголь и витамины группы В. Кроме того, мы рассмотрели ссылки на выявленные исследования и отдельные описательные обзорные статьи.

Синтез мелатонина

Синтез и физиологическая функция мелатонина были недавно точно описаны в нескольких обзорных статьях и здесь лишь очень кратко изложены (10, 20–25).

Мелатонин является нейротрансмиттером, секретируемым преимущественно шишковидной железой. Существуют внешишковидные участки производства мелатонина, такие как сетчатка и кишечник. Даже если синтез мелатонина в этих внешишковидных участках способствует общей концентрации мелатонина, физиологическое значение этих участков остается неопределенным.

Мелатонин синтезируется из его предшественника, незаменимой аминокислоты TRP (). Скорость образования мелатонина зависит от активности ферментов – арилалкиламин-N-ацетилтрансферазы (ААНАТ) и в меньшей степени триптофангидроксилазы (ТФГ).AANAT представлен в основном в шишковидной железе, где его активность контролируется SCN. Активность ТПН шишковидной железы колеблется в соответствии с циркадным ритмом, который достигает своего пика в ночное время.

Синтетический путь и метаболизм мелатонина и возможные места влияния некоторых нутриентов на синтез. Ферменты выделены подчеркнутыми заглавными буквами курсивом. ТРП, триптофан; TPH, триптофангидроксилаза; TDO, триптофандиоксигеназа; AADC, декарбоксилаза ароматических аминокислот; AANAT, арилалкиламон-N-ацетилтрансфераза; HIOMT, гидроксииндол-О-метилтрансфераза; 6-СМТ, 6-сульфатоксимелатонин; SAMe, S-аденозилметионин.

Синтез мелатонина контролируется как эндогенными суточными часами, так и светом окружающей среды. Свет является доминирующим фактором окружающей среды, который контролирует его синтез. Уровень мелатонина в шишковидной железе начинает повышаться поздним вечером, достигая максимума в ранние часы между 2:00 и 4:00, после чего следует медленное снижение до более низких дневных уровней. Дневные уровни мелатонина едва обнаруживаются. В дополнение к солнечному свету искусственное внутреннее освещение может быть достаточно ярким, чтобы предотвратить ночное выделение мелатонина.

Нормальная выработка мелатонина может значительно различаться у разных людей. В целом выработка мелатонина снижается с возрастом. Среди других факторов, которые наиболее последовательно связаны с измененным уровнем мелатонина, — нарушение циклов свет-темнота, работа в ночное время и избыточный вес. Кроме того, было продемонстрировано, что некоторые пищевые факторы также могут изменять выработку мелатонина, хотя и менее интенсивно. Погодные диетические факторы влияют только на выработку мелатонина шишковидной железой или также вне эпифиза, например, в желудочно-кишечном тракте, неизвестно.

После синтеза мелатонин не накапливается в продуцирующих клетках, а быстро высвобождается в кровь и начинает циркулировать. Таким образом, концентрация в плазме достоверно отражает секрецию пинеальной железы. Кроме того, концентрацию мелатонина можно измерить в других жидкостях организма, таких как слюна и моча. Уровень в слюне составляет около 40% от уровня в плазме. По оценкам, эндогенная ночная продукция мелатонина составляет около 10–80 мкг за ночь, а дневная продукция значительно меньше.

Метаболизм мелатонина быстрый, и его период полураспада у человека после экзогенного введения колеблется от 10 до 60 минут.Деактивируется в основном печенью и выводится с мочой. Мочевой метаболит, 6-сульфатоксимелатонин (6-СМТ), отражает профиль мелатонина в плазме и может использоваться для оценки статуса мелатонина. В моче 50–80% 6-СМТ появляется в образце, полученном в течение ночи.

Диетические соединения

Существует несколько исследований, указывающих на влияние пищи на синтез или концентрацию мелатонина.

Ограничение энергии

Сильное влияние пищи на синтез мелатонина обнаружено в исследованиях субъектов, проходящих периоды голодания.Ограничение энергии снижает ночную секрецию мелатонина, хотя число исследований на людях, доказывающих это, ограничено. Кратковременное добровольное голодание путем полного отказа от пищи или с очень ограниченным потреблением энергии (<300 ккал в день) от 2 до 7 дней снижает концентрацию мелатонина в крови примерно на 20% (26–28). Однако в этих исследованиях не было замечено никаких изменений в экскретируемых метаболитах мелатонина с мочой. Добавление глюкозы во время кратковременного голодания возвращает сниженную концентрацию мелатонина к норме, что позволяет предположить, что пинеалоциты человека или другие продуцирующие клетки нуждаются в определенном минимальном количестве доставки глюкозы для нормального функционирования (27, 28).

Съедобные растения и продукты на их основе

Некоторые пищевые продукты, особенно съедобные растения, также содержат мелатонин и его предшественник TRP. На самом деле мелатонин присутствует в растениях повсеместно, хотя и с широким диапазоном концентраций от пикограммов до микрограммов на грамм растительной ткани (29). Мелатонин был обнаружен в заметных количествах, например, в томатах, оливках, ячмене, рисе и грецких орехах (29–40). Недавние исследования показали, что концентрации мелатонина различаются не только среди видов растений, но и среди разновидностей одного и того же вида. В винограде, например, сорта Неббиоло и Кроатина имеют очень высокий уровень мелатонина, около 0,8–0,9 нг/г, тогда как Каберне Фран содержит только 0,005 нг/г. Так, в бокале вина концентрация мелатонина может значительно варьироваться от пикограммов до многих нанограммов на миллилитр (41, 42).

Таблица 1

Таблица 1

Некоторые примеры содержания мелатонина в растениях и продуктах питания, измеренные иммунологическими и хроматографическими технологиями

901 48
Melatonin
Tomato 3-114 нг / г 32, 37
Walnuts 3-4 NG / G 30
хлопья (рис, ячмень) 300-1000 PG / G 39
Клубника 1 -11 NG / G 32
Оливковое масло 53-119 PG / мл 34
Wine 50-230 PG / ML 32, 36
Beer 52-170 pg / ml 43 43
Коровье молоко (необработанные) 3-25 PG / мл 38, 40 38, 40
ночное молоко 10-40 Z / мл 62

Биодоступность растительного мелатонина была продемонстрирована в основном на животных, но также и на людях (30, 35, 43). Он был измерен как повышенная концентрация в крови или повышенное количество экскретируемого с мочой 6-СМТ после употребления продуктов, содержащих мелатонин, таких как овощи или пиво на основе ячменя (43, 44). Была замечена даже некоторая зависимость от дозы: среднее значение 6-SMT в моче было на 16% выше у японских женщин в пределах самого высокого квартиля потребления овощей по сравнению с женщинами с самым низким потреблением (45). Однако овощи и зерновые продукты содержат большое количество витаминов и минералов. Таким образом, даже если в этих исследованиях было замечено повышение уровня мелатонина, нельзя исключать, что это увеличение связано с усиленным синтезом эндогенного мелатонина за счет возможного стимулирующего эффекта продуктов приема внутрь, а не только мелатонина, всасываемого из пищи.

Помимо вина, чрезвычайно высокие концентрации мелатонина были обнаружены в кофейных зернах, как было указано ранее (29, 35). Хотя чашка кофе, по оценкам, содержит до 40 мкг мелатонина, что соответствует ночной эндогенной выработке, общий эффект на концентрацию циркулирующего мелатонина может отличаться, поскольку кофе содержит кофеин, который может снижать эндогенный ночной уровень мелатонина. Результаты клинических исследований противоречивы. В двух краткосрочных исследованиях однократная доза 200 мг капсул с кофеином снижала секрецию мелатонина в ночное время, тогда как в другом исследовании наблюдалось значительное увеличение на 32% (46–48).В еще одном исследовании испытуемым вводили повторные дозы 400 мг кофеина в капсулах с интервалом в 1 неделю. Анализ показал небольшую тенденцию к снижению уровня мелатонина в ночное время на 7% у здоровых молодых людей (49). Когда испытуемым вводили кофеин вместе с кофе, в другом небольшом исследовании было обнаружено снижение более чем на 50% ночной экскреции 6-SMT по сравнению с кофе без кофеина (50).

Кофеин оказывает как стимулирующее, так и тормозящее действие на уровень мелатонина.Какие из них преобладают у нормальных здоровых субъектов, неясно, поскольку гипотезы о механизмах были проверены в основном 90–155 in vitro 90–156 и с использованием моделей на животных. Кофеин может изменять уровень экспрессии часовых генов, повышая или понижая амплитуду часовых генов (51, 52). Кофеин действует как антагонист аденозиновых рецепторов. Аденозин повышает уровень внутриклеточного цАМФ через аденозиновый рецептор, что увеличивает выработку AANAT, фермента, ограничивающего скорость синтеза мелатонина (53).Таким образом, поскольку рецепторы адеозина блокируются кофеином, синтез мелатонина снижается. Кроме того, кофеин также может уменьшить расщепление мелатонина. Кофеин и мелатонин конкурируют за одни и те же метаболизирующие ферменты цитохрома Р450 печени, что приводит к повышению уровня мелатонина в сыворотке крови после приема больших доз кофеина (48, 54).

Существуют значительные различия между ранее упомянутыми исследованиями в их дизайне, сроках и дозировке кофеина, а также отборе проб и анализе мелатонина и его метаболита.Кроме того, испытуемые были либо лишены сна, либо нет, что сильно изменяет синтез мелатонина и может, по крайней мере, частично объяснить различия. Если в число субъектов исследования входят как мужчины, так и женщины, это также может повлиять на результаты, поскольку сообщалось, что менструация изменяет эти уровни, в то время как оральные контрацептивы повышают уровень мелатонина в ночное время из-за ингибирования катализирующих ферментов в печени (55). –58).

Молоко на ночь

Мелатонин — это природное соединение, содержащееся в молоке.Концентрация мелатонина имеет выраженный дневной ритм с повышением концентрации в молоке, вырабатываемом ночью (40, 59). Это явление кажется универсальным среди млекопитающих.

Поскольку молоко является основным компонентом рациона младенца, а ночная лактация подтверждает адекватность питательных веществ, содержание мелатонина в ночном молоке может иметь дополнительное физиологическое значение. Эта теория может выиграть от дальнейшего изучения, но кажется вероятным, что материнский мелатонин может проникать через молоко к младенцу, что приводит к улучшению ночного сна, хотя это основано на очень ограниченном количестве наблюдений (59).Кроме того, при подаче на ночь коммерческих молочных смесей для младенцев, обогащенных TRP, наблюдались улучшения параметров сна и увеличение количества метаболитов серотонина в моче, что позволяет предположить повышенное использование серотонина для выработки мелатонина (60, 61).

Исследований, показывающих влияние содержания мелатонина в коровьем молоке на колебания уровня мелатонина у взрослых, еще меньше. В двойном слепом исследовании у пожилых людей, находящихся в специализированных учреждениях, коммерческое молоко было заменено на ночное молоко, богатое мелатонином (62).Общее количество 10–20 нг мелатонина, поступающего с ночным молоком, представляет собой, однако, такую ​​маленькую дозу, разделенную на несколько приемов пищи, что ее физиологическое значение трудно понять. Однако утренняя активность испытуемых была значительно повышена, что указывает на некоторую разницу между обычным коммерческим молоком и ночным молоком, из которых наиболее очевидно содержание мелатонина.

Алкоголь

Выводы о влиянии алкоголя на уровень мелатонина оказались противоречивыми.Как острое, так и хроническое потребление алкоголя на уровне, соответствующем «социальному пьянству» (10–100 г этанола в день), снижает уровень мелатонина в крови и слюне в трех небольших исследованиях на здоровых добровольцах (63–65), но не в четвертом исследовании (66). Помимо абсолютного количества этанола, на общий эффект могут влиять и другие свойства алкогольных напитков. Как упоминалось выше, вино и пиво содержат мелатонин и, следовательно, могут оказывать дополнительное влияние на обнаруживаемый уровень мелатонина в организме.При исследовании крепкого пива (содержание алкоголя 7,2%), через 45 мин после однократного приема 330 мл для женщин и 660 мл для мужчин, соответствующих дозам 24–48 г этанола, уровень мелатонина в сыворотке достоверно повышался в небольшое исследование с семью здоровыми субъектами (43). Это увеличение исследователи объяснили содержанием мелатонина в пиве.

Однако влияние алкоголя на метаболиты мелатонина в моче противоречит этим выводам. Даже если однократная или повторная доза алкоголя вечером снижает ночную секрецию мелатонина в кровь в зависимости от дозы, соответствующих изменений в 9-12-часовой экскреции метаболитов мелатонина с мочой не наблюдалось (63, 64, 67).В этих исследованиях здоровые участники — мужчины и женщины — получали дозы этанола в диапазоне от 15 до 120 г в день либо в виде однократной, либо многократной суточной дозы. Однако в крупном исследовании с участием более 200 здоровых женщин в возрасте от 20 до 74 лет было обнаружено, что ночная концентрация 6-СМТ в моче снижалась в зависимости от дозы при увеличении потребления алкогольных напитков в предшествующие 24 часа. 68). Категориальный анализ не выявил эффекта от одной порции (более 70% наблюдаемых дней), но снижение на 9% при двух порциях, на 15% — при трех порциях и на 17% — при четырех и более порциях (только при 2 порциях). % наблюдаемых дней).Это было показано также после учета влияния возраста, количества часов темноты в день, использования лекарств, влияющих на уровень мелатонина и индекс массы тела.

Таким образом, потребление алкоголя, по-видимому, снижает концентрацию мелатонина в крови, но неясно, существует ли связь между метаболитами мелатонина в моче и алкоголем, возможно, из-за различных напитков и используемых доз, а также различий в методах сбора мочи. как метаболические различия на основе этанола.Было выдвинуто несколько гипотез, объясняющих, как этанол ингибирует секрецию мелатонина. Гипотезы варьируются от нарушений режима сна и потери дневного ритма, вызванных употреблением алкоголя, до снижения активности TPH, фазовой задержки экспрессии и активности гена AANAT до нарушений этапов синтеза или экскреции мелатонина (64, 69). Кроме того, этанол снижает уровень ТРП в плазме, что приводит к кратковременному снижению доступности ТРП. Небольшое количество глюкозы необходимо для синтеза мелатонина.Поскольку этанол обладает свойствами, снижающими уровень глюкозы в крови, было высказано предположение, что недостаточное количество глюкозы в пинеалоцитах может объяснить снижение уровня мелатонина. Механизмы, лежащие в их основе, еще предстоит изучить.

Наличие нутриентов

Доказательства влияния нутриентов на синтез мелатонина могут быть разными. Есть некоторые исследования, основанные в основном на животных, которые доказывают важность витаминов группы В, магния, цинка и полиненасыщенных жирных кислот.

Дефицит фолиевой кислоты, магния и цинка был связан с более низким уровнем мелатонина у грызунов, а в одном исследовании на грызунах витамин B6, отдельно или в сочетании с цинком, повышал уровень мелатонина в плазме (70–73). Предполагается, что фолиевая кислота и витамин B6 стимулируют образование серотонина из TRP в качестве коферментов. Вместо этого предполагается, что цинк и магний усиливают образование мелатонина из серотонина путем связывания с ферментом AANAT, тем самым активируя его и увеличивая сродство серотонина к связыванию с AANAT (74, 75).В связи с этим роль этих витаминов и минералов у человека менее изучена.

В большом исследовании с участием почти 300 японских женщин потребление фолиевой кислоты не было связано с экскрецией 6-СМТ с мочой (45). Однако 6-СМТ в моче явно положительно связан с потреблением всех овощей, особенно зеленых и желтых овощей. В исследовании здоровья медсестер, в котором приняли участие около 1000 женщин в США, не было обнаружено связи между высоким потреблением различных питательных веществ, таких как фолиевая кислота, витамин B6 и цинк, и повышенной экскрецией мелатонина с мочой (76).Помимо незначительной положительной связи между потреблением апельсинового сока, помидоров и молочных сливок и 6-СМТ в моче, только потребление мяса было значимо и обратно пропорционально связано с 6-СМТ в моче в этом крупном исследовании. Однако ни в одном из этих исследований не сообщалось о витаминном статусе испытуемых, а сообщалось только об их расчетном потреблении с пищей.

В небольшом исследовании с участием 12 здоровых мужчин пероральный прием пиридоксина (один из витаминов витамина B6) в дозе 100 мг в вечерние часы не оказывал влияния на ночные уровни мелатонина в крови (77).Однако ночной уровень мелатонина в крови удвоился более чем у 100 маленьких детей в возрасте от 18 месяцев до 8 лет, когда пиридоксин вводили внутривенно на ночь в дозе 3 мг/кг (78). О возможном дефиците пиридоксина у этих госпитализированных детей не сообщалось.

Надежных клинических данных об усилении секреции мелатонина после приема внутрь катионов магния или цинка пока не существует. В исследовании с участием 10 здоровых мужчин было обнаружено, что однократное внутривенное введение сульфата магния не влияет на высвобождение мелатонина (79).Однако корреляции между уровнями магния и мелатонина в сыворотке крови у пациентов с грыжей межпозвонкового диска обнаружено не было. Вместо этого была обнаружена четкая положительная корреляция между уровнем цинка в сыворотке и уровнем мелатонина (80).

Шишковидная железа содержит большое количество n-6 и n-3 полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК), особенно арахидоновой и докозагексаеновой кислот (ДГК) (81). Есть некоторые доказательства того, что статус жирных кислот может влиять на синтез мелатонина. У грызунов диета с дефицитом n-3 снижает ночную секрецию мелатонина, которая возвращается к норме при добавлении ДГК (82, 83).Основываясь на экспериментах на животных, ритм активности AANAT может быть изменен статусом n-3 и соотношением n-3/n-6, а также они могут изменять активность мембраносвязанных белков, включая ферменты, рецепторы и транспортные белки (81). ).

Мы не нашли подобных исследований ПНЖК на людях. Единственным клиническим исследованием, в котором измеряется влияние диетических ПНЖК на уровень мелатонина у людей, является исследование пациентов с бессонницей (84). Субъекты ежедневно в течение месяца непосредственно перед сном принимали пищевые добавки в форме капсул, содержащие соевое масло, масло каде, экстракт гумулюса волчаночного и соевый лецитин. Ни эта добавка, ни капсулы плацебо, содержащие оливковое масло, не влияли на экскрецию 6-СМТ с мочой (84).

Клиническая значимость и выводы

Секреция мелатонина тесно связана с продолжительностью темноты. Его наиболее определенная физиологическая роль заключается в передаче организму информации о продолжительности дня для различных физиологических функций. В дополнение к роли мелатонина как эндогенного синхронизатора, все больше данных свидетельствует о его антиоксидантной активности, а также о его роли в модуляции иммунных ответов.В настоящее время растущий интерес сосредоточен на обоснованности противоопухолевых механизмов мелатонина.

Для синтеза мелатонина требуется триптофан в качестве предшественника, а также гладко функционирующий каскад нескольких ферментативных реакций, сначала для синтеза серотонина, а затем мелатонина. Некоторые витамины и минералы действуют как кофакторы и активаторы этих процессов, поэтому явный дефицит необходимых питательных веществ может ограничивать синтез. Однако серьезные дефициты редко встречаются в западных странах, за исключением некоторых подгрупп.Кроме того, колебания уровня мелатонина можно повысить, употребляя продукты, содержащие мелатонин. Биодоступность растительного мелатонина очевидна, по крайней мере, у грызунов, и может объяснить некоторую пользу для здоровья овощей, фруктов и зерновых продуктов.

Диета и питательные вещества модулируют колебания уровня мелатонина, но это влияние незначительно по сравнению с силой цикла свет-темнота. Другие факторы образа жизни, связанные со здоровьем, такие как масса тела, которая связана с диетой, могут оказывать такое же влияние на уровень мелатонина, как и выбор диеты.Таким образом, польза для здоровья от повышения содержания мелатонина на диете, по-видимому, не является продуктом какого-либо одного продукта или питательных веществ, присутствующих в рационе. В целом, диеты, богатые овощами, фруктами и зерновыми продуктами, содержат значительное количество диетического мелатонина. Витамины и минералы способствуют синтезу эндогенного мелатонина, пока организм активен. Несмотря на это, влияние дневной диеты на синтез ночного мелатонина очень ограничено, однако влияние диеты на дневные уровни мелатонина кажется более очевидным.

Конфликт интересов и финансирование

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении этого обзора. Никакого финансирования или льгот от промышленности они не получали, но К.П. и Н.С. получить поддержку от Исследовательской программы SalWe для разума и тела (Tekes — грант Финского агентства по финансированию технологий и инноваций 1104/10).

Ссылки

27. Röjdmark S, Rössner S, Wetterberg L. Влияние кратковременного голодания на ночную секрецию мелатонина при ожирении. Метаб Клин Эксп.1992;41:1106–9. [PubMed] [Google Scholar] 28. Ройдмарк С., Веттерберг Л. Кратковременное голодание подавляет ночную секрецию мелатонина у здорового человека. Clin Endocrinol (Oxf) 1989;30:451–7. [PubMed] [Google Scholar] 29. Tan DX, Hardeland R, Manchester LC, Korkmaz A, Ma S, Rosales-Corral S. Функциональная роль мелатонина в растениях и перспективы в области питания и сельскохозяйственных наук. J Опытный бот. 2011. стр. e1–21. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22016420 [по состоянию на 20 декабря 2011 г.] [PubMed]31. Мерколини Л., Мандриоли Р., Рагги М.А.Содержание мелатонина и других антиоксидантов в продуктах питания, связанных с виноградом: измерение методом MEPS-HPLC-F. J Шишковидная рез. 2011. [Epub перед печатью]. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22017461 [по состоянию на 20 декабря 2011 г.] [PubMed]34. де ла Пуэрта С., Карраскоса-Салморал М.П., ​​Гарсия-Луна П.П., Лардоне П.Дж., Эррера Х.Л., Фернандес-Монтесинос Р. и др. Мелатонин является фитохимическим веществом в оливковом масле. Пищевая хим. 2007; 104: 609–12. [Google Академия] 35. Reiter RJ, Tan DX, Manchester LC, Simopoulos AP, Maldonado MD, Flores LJ и др.Мелатонин в съедобных растениях (фитомелатонин): идентификация, концентрации, биодоступность и предполагаемые функции. Мировая диета Rev Nutr. 2007; 97: 211–30. [PubMed] [Google Scholar] 39. Хаттори А., Мигитака Х., Ииго М., Ито М., Ямамото К., Отани-Канеко Р. и др. Идентификация мелатонина в растениях и его влияние на уровень мелатонина в плазме и связывание с рецепторами мелатонина у позвоночных. Биохим Мол Биол Инт. 1995; 35: 627–34. [PubMed] [Google Scholar]40. Кастро Н., Шпенглер М., Лолливье В., Вельниц О., Мейер Х.Д., Брукмайер Р.М.Суточная картина мелатонина в крови и молоке молочных коров. Milchwiss-Milk Sci Int. 2011;66:352–3. [Google Академия] 41. Ирити М., Фаоро Ф. Биоактивность химикатов винограда для здоровья человека. Нац Прод коммун. 2009; 4: 611–34. [PubMed] [Google Scholar]46. Бабкофф Х., Френч Дж., Уитмор Дж., Сазерлин Р. Однократная доза яркого света и/или кофеина влияет на ночную активность. Aviat Space Environ Med. 2002; 73: 341–50. [PubMed] [Google Scholar]48. Ursing C, Wikner J, Brismar K, Röjdmark S. Кофеин повышает уровень мелатонина в сыворотке у здоровых людей: указание на метаболизм мелатонина цитохромом P450 (CYP) 1A2. Дж Эндокринол Инвест. 2003; 26: 403–6. [PubMed] [Google Scholar]56. Webley GE, Leidenberger F. Циркадный характер мелатонина и его положительная связь с прогестероном у женщин. J Clin Endocrinol Metab. 1986; 63: 323–8. [PubMed] [Google Scholar]57. Брун Дж., Клаустрат Б., Дэвид М. Мочевой мелатонин, ЛГ, эстрадиол, экскреция эстрадиола, прогестерона во время менструального цикла или у женщин, принимающих оральные контрацептивы. Акта Эндокринол. 1987; 116: 145–9. [PubMed] [Google Scholar]58. Хилли Дж., Корхонен Т., Турпейнен М., Хокканен Дж., Маттила С., Лайне К.Влияние оральных контрацептивов на фармакокинетику мелатонина у здоровых лиц с полиморфизмом CYP1A2 g.-163C>A. Дж. Клин Фармакол. 2008; 48: 986–94. http://jcp.sagepub.com/content/48/8/986.long [цитировано 12 января 2012 г.] [PubMed] [Google Scholar]60. Апарисио С., Гарау С., Эстебан С., Николау М.С., Риверо М., Риал Р.В. Хронопитание: использование диссоциированных дневных/ночных молочных смесей для улучшения развития ритмов бодрствования и сна. Эффекты триптофана. Нутр Невроски. 2007; 10: 137–43. [PubMed] [Google Scholar]61.Куберо Дж., Нарцисо Д., Апарисио С., Гарау С., Валеро В., Риверо М. и др. Улучшение циркадного цикла сна-бодрствования у младенцев, получающих дневную/ночную диссоциированную молочную смесь. Нейро Эндокринол Летт. 2006; 27: 373–80. [PubMed] [Google Scholar]63. Ekman AC, Leppäluoto J, Huttunen P, Aranko K, Vakkuri O. Этанол ингибирует секрецию мелатонина у здоровых добровольцев в дозозависимом рандомизированном двойном слепом перекрестном исследовании. J Clin Endocrinol Metab. 1993; 77: 780–3. [PubMed] [Google Scholar]68. Стивенс Р.Г., Дэвис С., Мирик Д.К., Хейфец Л., Кауне В.Потребление алкоголя и концентрация 6-сульфатоксимелатонина в моче у здоровых женщин. Эпидемиология. 2000; 11: 660–5. [PubMed] [Google Scholar]74. Мортон ДЖ. Возможные механизмы ингибирования и активации крысиной N-ацетилтрансферазы (КФ 2.3.1.5.) катионами. J Neural Transm. 1989; 75: 51–64. [PubMed] [Google Scholar]75. Мортон Д.Дж., Джеймс М. Ф. Влияние ионов магния на активность N-ацетилтрансферазы шишковидной железы крысы (EC 2.3.1.5). J Шишковидная рез. 1985; 2: 387–91. [PubMed] [Google Scholar]77. Любошицкий Р., Офир У., Нав Р., Эпштейн Р., Шен-Орр З., Херер П.Влияние введения пиридоксина на секрецию мелатонина у здоровых мужчин. Нейро Эндокринол Летт. 2002; 23: 213–7. [PubMed] [Google Scholar]78. Муньос-Ойос А., Аморос-Родригес И., Молина-Карбальо А., Уберос-Фернандес Дж., Акунья-Кастровьехо Д. Реакция шишковидной железы после теста на пиридоксин у детей. J Neural Transm. 1996; 103: 833–42. [PubMed] [Google Scholar]80. Тургут М., Енисей С., Акюз О., Озсунар Й., Эркус М., Бичакчи Т. Корреляция уровней микроэлементов и мелатонина в сыворотке с радиологической, биохимической и гистологической оценкой дегенерации у пациентов с грыжей межпозвонкового диска.Биол Трейс Элем Рез. 2006; 109: 123–34. [PubMed] [Google Scholar]82. Lavialle M, Champeil-Potokar G, Alessandri JM, Balasse L, Guesnet P, Papillon C. Диета с дефицитом (n-3) полиненасыщенных жирных кислот нарушает повседневную двигательную активность, ритм мелатонина и дофамин в полосатом теле у сирийских хомяков. Дж Нутр. 2008; 138:1719–24. http://jn.nutrition.org/content/138/9/1719.long [цитировано 5 января 2012 г.] [PubMed] [Google Scholar]83. Zaouali-Ajina M, Gharib A, Durand G, Gazzah N, Claustrat B, Gharib C. Пищевые фосфолипиды, обогащенные докозагексаеновой кислотой, нормализуют экскрецию мелатонина с мочой у взрослых (n-3) крыс с дефицитом полиненасыщенных жирных кислот.Дж Нутр. 1999;129:2074–80. http://jn.nutrition.org/content/129/11/2074.long [цитировано 5 января 2012 г.] [PubMed] [Google Scholar]

Диетические факторы и колебания уровня мелатонина

Food Nutr Res. 2012 г.; 56: 10.3402/fnr.v56i0.17252.

Институт биомедицины, фармакологии, лечебной физиологии питания, Хельсинкский университет, Хельсинки, Финляндия Box 63, 00014 Университет Хельсинки, Финляндия.Тел.: +3589166. Электронная почта: if.iknisleh@irukhuep.irtak

Поступила в редакцию 23 января 2012 г.; Пересмотрено 3 мая 2012 г.; Принято 12 июня 2012 г.

Это статья с открытым доступом, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution-Noncommercial 3. 0 Unported, разрешающей любое некоммерческое использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии правильного цитирования оригинальной работы. .

Эта статья была процитирована другими статьями в PMC.

Abstract

Мелатонин секретируется главным образом шишковидной железой и преимущественно в ночное время.Основная физиологическая функция состоит в том, чтобы передавать телу информацию о дневном цикле света и темноты. Кроме того, он может выполнять и другие функции, связанные со здоровьем. Мелатонин синтезируется из триптофана, незаменимой диетической аминокислоты. Было продемонстрировано, что некоторые пищевые факторы, такие как потребление овощей, кофеина и некоторых витаминов и минералов, могут изменять выработку мелатонина, но с меньшей интенсивностью, чем свет, являющийся наиболее доминирующим синхронизатором выработки мелатонина. В этом обзоре основное внимание будет уделено факторам питания, помимо потребления триптофана, которые влияют на уровень мелатонина у людей. В целом, продукты, содержащие мелатонин или способствующие его синтезу путем воздействия на доступность триптофана, а также продукты, содержащие витамины и минералы, необходимые в качестве кофакторов и активаторов синтеза мелатонина, могут модулировать уровни мелатонина. Несмотря на это, влияние дневной диеты на синтез ночного мелатонина ограничено, однако влияние диеты кажется более очевидным на дневных уровнях.

Ключевые слова: мелатонин, 6-сульфатоксимелатонин, диета, овощи, алкоголь, витамины группы В

Многие нормальные физиологические функции происходят в определенное время суток.Эти биологические ритмы, называемые циркадными ритмами, контролируются эндогенной системой хронометража, колеблющейся приблизительно с 24-часовым циклом при постоянных условиях (1, 2). Главный осциллятор, реагирующий на внутренние и внешние сигналы, расположен в супрахиазматическом ядре (СХЯ) переднего гипоталамуса головного мозга. Наиболее мощным кардиостимулятором является экологический цикл свет-темнота. Нейроны СХЯ передают эту ритмичную информацию о свете и темноте в другие области мозга и периферические органы, которые контролируют многие аспекты физиологии и поведения, включая циклы сна и бодрствования, сердечно-сосудистую деятельность, эндокринную систему, диетическое поведение и энергетический обмен.Эти сигналы распространяются по двум основным путям: прямому пути, который использует вегетативную нервную систему, и косвенному пути, который действует через гормональные сигналы, контролируемые СХЯ, такие как ночная пиковая секреция мелатонина шишковидной железы или ежедневное увеличение глюкокортикоидов надпочечников. (3).

Нарушение циркадного ритма и циклов сна-бодрствования считаются факторами риска различных проблем со здоровьем, включая ожирение и сердечно-сосудистые заболевания (3, 4). Несколько доклинических исследований выявили, что пищевые компоненты, такие как глюкоза (5, 6), натрий (7), этанол (8) или кофеин (9), способны смещать фазы циркадных ритмов путем модификации экспрессии генетических компонентов биологического организма. часы, т.е. гены часов. Изменения в циркадном цикле модифицируют метаболизм, но, кроме того, изменения в метаболизме также способны смещать физиологические часы, приводя к изменениям ритмов, как описано ранее (1, 4).

Одним из возможных механизмов влияния диеты на циркадные ритмы является изменение секреции мелатонина. Мелатонин представляет собой циркулирующий нейрогормон, секретируемый преимущественно ночью. Это важно для передачи ежедневного цикла света и темноты в тело, тем самым регулируя циркадные ритмы и помогая нам засыпать и спать.В дополнение к своей регулирующей роли мелатонин обладает антиоксидантной способностью, иммуномодулирующей активностью, а также, по-видимому, защищает от различных видов рака, особенно рака молочной железы, хотя данные в основном основаны на обсервационных исследованиях и моделях на животных (10–12). Экзогенный мелатонин использовался для лечения нарушений сна циркадного происхождения, таких как синдром смены часовых поясов и задержки фазы сна, а также в качестве дополнения к другим терапевтическим препаратам для лечения многочисленных заболеваний, включая глаукому, заболевания раздраженного кишечника и некоторые виды рака, в основном для либо усиливать терапевтический эффект традиционной лекарственной терапии, либо снижать их токсичность, уменьшая тем самым побочные эффекты (13–18). Отрицательные побочные эффекты экзогенного мелатонина в вышеупомянутых клинических испытаниях встречаются редко.

Система регуляции секреции мелатонина сложна. Свет является наиболее влиятельным фактором окружающей среды. Кроме того, синтез мелатонина зависит от наличия его предшественника, триптофана (TRP), который является незаменимой аминокислотой и, таким образом, является важным компонентом диеты. Если потребление ТРП сильно ограничено, у человека значительно снижается синтез мелатонина (19). В нескольких исследованиях изучалось влияние других диетических факторов на колебания уровня мелатонина, например, потребление определенных продуктов питания или наличие питательных веществ.В этом описательном обзоре основное внимание будет уделено факторам питания, помимо потребления ТРП, которые влияют на уровень мелатонина у людей. Мы использовали электронную библиографическую базу данных PubMed до апреля 2012 г. (без каких-либо методологических ограничений) для выявления исследований по следующим ключевым словам: мелатонин, 6-сульфатоксимелатонин, диета, овощи, алкоголь и витамины группы В. Кроме того, мы рассмотрели ссылки на выявленные исследования и отдельные описательные обзорные статьи.

Синтез мелатонина

Синтез и физиологическая функция мелатонина были недавно точно описаны в нескольких обзорных статьях и здесь лишь очень кратко изложены (10, 20–25).

Мелатонин является нейротрансмиттером, секретируемым преимущественно шишковидной железой. Существуют внешишковидные участки производства мелатонина, такие как сетчатка и кишечник. Даже если синтез мелатонина в этих внешишковидных участках способствует общей концентрации мелатонина, физиологическое значение этих участков остается неопределенным.

Мелатонин синтезируется из его предшественника, незаменимой аминокислоты TRP (). Скорость образования мелатонина зависит от активности ферментов – арилалкиламин-N-ацетилтрансферазы (ААНАТ) и в меньшей степени триптофангидроксилазы (ТФГ).AANAT представлен в основном в шишковидной железе, где его активность контролируется SCN. Активность ТПН шишковидной железы колеблется в соответствии с циркадным ритмом, который достигает своего пика в ночное время.

Синтетический путь и метаболизм мелатонина и возможные места влияния некоторых нутриентов на синтез. Ферменты выделены подчеркнутыми заглавными буквами курсивом. ТРП, триптофан; TPH, триптофангидроксилаза; TDO, триптофандиоксигеназа; AADC, декарбоксилаза ароматических аминокислот; AANAT, арилалкиламон-N-ацетилтрансфераза; HIOMT, гидроксииндол-О-метилтрансфераза; 6-СМТ, 6-сульфатоксимелатонин; SAMe, S-аденозилметионин.

Синтез мелатонина контролируется как эндогенными суточными часами, так и светом окружающей среды. Свет является доминирующим фактором окружающей среды, который контролирует его синтез. Уровень мелатонина в шишковидной железе начинает повышаться поздним вечером, достигая максимума в ранние часы между 2:00 и 4:00, после чего следует медленное снижение до более низких дневных уровней. Дневные уровни мелатонина едва обнаруживаются. В дополнение к солнечному свету искусственное внутреннее освещение может быть достаточно ярким, чтобы предотвратить ночное выделение мелатонина.

Нормальная выработка мелатонина может значительно различаться у разных людей. В целом выработка мелатонина снижается с возрастом. Среди других факторов, которые наиболее последовательно связаны с измененным уровнем мелатонина, — нарушение циклов свет-темнота, работа в ночное время и избыточный вес. Кроме того, было продемонстрировано, что некоторые пищевые факторы также могут изменять выработку мелатонина, хотя и менее интенсивно. Погодные диетические факторы влияют только на выработку мелатонина шишковидной железой или также вне эпифиза, например, в желудочно-кишечном тракте, неизвестно.

После синтеза мелатонин не накапливается в продуцирующих клетках, а быстро высвобождается в кровь и начинает циркулировать. Таким образом, концентрация в плазме достоверно отражает секрецию пинеальной железы. Кроме того, концентрацию мелатонина можно измерить в других жидкостях организма, таких как слюна и моча. Уровень в слюне составляет около 40% от уровня в плазме. По оценкам, эндогенная ночная продукция мелатонина составляет около 10–80 мкг за ночь, а дневная продукция значительно меньше.

Метаболизм мелатонина быстрый, и его период полураспада у человека после экзогенного введения колеблется от 10 до 60 минут.Деактивируется в основном печенью и выводится с мочой. Мочевой метаболит, 6-сульфатоксимелатонин (6-СМТ), отражает профиль мелатонина в плазме и может использоваться для оценки статуса мелатонина. В моче 50–80% 6-СМТ появляется в образце, полученном в течение ночи.

Диетические соединения

Существует несколько исследований, указывающих на влияние пищи на синтез или концентрацию мелатонина.

Ограничение энергии

Сильное влияние пищи на синтез мелатонина обнаружено в исследованиях субъектов, проходящих периоды голодания.Ограничение энергии снижает ночную секрецию мелатонина, хотя число исследований на людях, доказывающих это, ограничено. Кратковременное добровольное голодание путем полного отказа от пищи или с очень ограниченным потреблением энергии (<300 ккал в день) от 2 до 7 дней снижает концентрацию мелатонина в крови примерно на 20% (26–28). Однако в этих исследованиях не было замечено никаких изменений в экскретируемых метаболитах мелатонина с мочой. Добавление глюкозы во время кратковременного голодания возвращает сниженную концентрацию мелатонина к норме, что позволяет предположить, что пинеалоциты человека или другие продуцирующие клетки нуждаются в определенном минимальном количестве доставки глюкозы для нормального функционирования (27, 28).

Съедобные растения и продукты на их основе

Некоторые пищевые продукты, особенно съедобные растения, также содержат мелатонин и его предшественник TRP. На самом деле мелатонин присутствует в растениях повсеместно, хотя и с широким диапазоном концентраций от пикограммов до микрограммов на грамм растительной ткани (29). Мелатонин был обнаружен в заметных количествах, например, в томатах, оливках, ячмене, рисе и грецких орехах (29–40). Недавние исследования показали, что концентрации мелатонина различаются не только среди видов растений, но и среди разновидностей одного и того же вида. В винограде, например, сорта Неббиоло и Кроатина имеют очень высокий уровень мелатонина, около 0,8–0,9 нг/г, тогда как Каберне Фран содержит только 0,005 нг/г. Так, в бокале вина концентрация мелатонина может значительно варьироваться от пикограммов до многих нанограммов на миллилитр (41, 42).

Таблица 1

Таблица 1

Некоторые примеры содержания мелатонина в растениях и продуктах питания, измеренные иммунологическими и хроматографическими технологиями

901 48
Melatonin
Tomato 3-114 нг / г 32, 37
Walnuts 3-4 NG / G 30
хлопья (рис, ячмень) 300-1000 PG / G 39
Клубника 1 -11 NG / G 32
Оливковое масло 53-119 PG / мл 34
Wine 50-230 PG / ML 32, 36
Beer 52-170 pg / ml 43 43
Коровье молоко (необработанные) 3-25 PG / мл 38, 40 38, 40
ночное молоко 10-40 Z / мл 62

Биодоступность растительного мелатонина была продемонстрирована в основном на животных, но также и на людях (30, 35, 43). Он был измерен как повышенная концентрация в крови или повышенное количество экскретируемого с мочой 6-СМТ после употребления продуктов, содержащих мелатонин, таких как овощи или пиво на основе ячменя (43, 44). Была замечена даже некоторая зависимость от дозы: среднее значение 6-SMT в моче было на 16% выше у японских женщин в пределах самого высокого квартиля потребления овощей по сравнению с женщинами с самым низким потреблением (45). Однако овощи и зерновые продукты содержат большое количество витаминов и минералов. Таким образом, даже если в этих исследованиях было замечено повышение уровня мелатонина, нельзя исключать, что это увеличение связано с усиленным синтезом эндогенного мелатонина за счет возможного стимулирующего эффекта продуктов приема внутрь, а не только мелатонина, всасываемого из пищи.

Помимо вина, чрезвычайно высокие концентрации мелатонина были обнаружены в кофейных зернах, как было указано ранее (29, 35). Хотя чашка кофе, по оценкам, содержит до 40 мкг мелатонина, что соответствует ночной эндогенной выработке, общий эффект на концентрацию циркулирующего мелатонина может отличаться, поскольку кофе содержит кофеин, который может снижать эндогенный ночной уровень мелатонина. Результаты клинических исследований противоречивы. В двух краткосрочных исследованиях однократная доза 200 мг капсул с кофеином снижала секрецию мелатонина в ночное время, тогда как в другом исследовании наблюдалось значительное увеличение на 32% (46–48).В еще одном исследовании испытуемым вводили повторные дозы 400 мг кофеина в капсулах с интервалом в 1 неделю. Анализ показал небольшую тенденцию к снижению уровня мелатонина в ночное время на 7% у здоровых молодых людей (49). Когда испытуемым вводили кофеин вместе с кофе, в другом небольшом исследовании было обнаружено снижение более чем на 50% ночной экскреции 6-SMT по сравнению с кофе без кофеина (50).

Кофеин оказывает как стимулирующее, так и тормозящее действие на уровень мелатонина.Какие из них преобладают у нормальных здоровых субъектов, неясно, поскольку гипотезы о механизмах были проверены в основном 90–155 in vitro 90–156 и с использованием моделей на животных. Кофеин может изменять уровень экспрессии часовых генов, повышая или понижая амплитуду часовых генов (51, 52). Кофеин действует как антагонист аденозиновых рецепторов. Аденозин повышает уровень внутриклеточного цАМФ через аденозиновый рецептор, что увеличивает выработку AANAT, фермента, ограничивающего скорость синтеза мелатонина (53).Таким образом, поскольку рецепторы адеозина блокируются кофеином, синтез мелатонина снижается. Кроме того, кофеин также может уменьшить расщепление мелатонина. Кофеин и мелатонин конкурируют за одни и те же метаболизирующие ферменты цитохрома Р450 печени, что приводит к повышению уровня мелатонина в сыворотке крови после приема больших доз кофеина (48, 54).

Существуют значительные различия между ранее упомянутыми исследованиями в их дизайне, сроках и дозировке кофеина, а также отборе проб и анализе мелатонина и его метаболита.Кроме того, испытуемые были либо лишены сна, либо нет, что сильно изменяет синтез мелатонина и может, по крайней мере, частично объяснить различия. Если в число субъектов исследования входят как мужчины, так и женщины, это также может повлиять на результаты, поскольку сообщалось, что менструация изменяет эти уровни, в то время как оральные контрацептивы повышают уровень мелатонина в ночное время из-за ингибирования катализирующих ферментов в печени (55). –58).

Молоко на ночь

Мелатонин — это природное соединение, содержащееся в молоке.Концентрация мелатонина имеет выраженный дневной ритм с повышением концентрации в молоке, вырабатываемом ночью (40, 59). Это явление кажется универсальным среди млекопитающих.

Поскольку молоко является основным компонентом рациона младенца, а ночная лактация подтверждает адекватность питательных веществ, содержание мелатонина в ночном молоке может иметь дополнительное физиологическое значение. Эта теория может выиграть от дальнейшего изучения, но кажется вероятным, что материнский мелатонин может проникать через молоко к младенцу, что приводит к улучшению ночного сна, хотя это основано на очень ограниченном количестве наблюдений (59).Кроме того, при подаче на ночь коммерческих молочных смесей для младенцев, обогащенных TRP, наблюдались улучшения параметров сна и увеличение количества метаболитов серотонина в моче, что позволяет предположить повышенное использование серотонина для выработки мелатонина (60, 61).

Исследований, показывающих влияние содержания мелатонина в коровьем молоке на колебания уровня мелатонина у взрослых, еще меньше. В двойном слепом исследовании у пожилых людей, находящихся в специализированных учреждениях, коммерческое молоко было заменено на ночное молоко, богатое мелатонином (62).Общее количество 10–20 нг мелатонина, поступающего с ночным молоком, представляет собой, однако, такую ​​маленькую дозу, разделенную на несколько приемов пищи, что ее физиологическое значение трудно понять. Однако утренняя активность испытуемых была значительно повышена, что указывает на некоторую разницу между обычным коммерческим молоком и ночным молоком, из которых наиболее очевидно содержание мелатонина.

Алкоголь

Выводы о влиянии алкоголя на уровень мелатонина оказались противоречивыми.Как острое, так и хроническое потребление алкоголя на уровне, соответствующем «социальному пьянству» (10–100 г этанола в день), снижает уровень мелатонина в крови и слюне в трех небольших исследованиях на здоровых добровольцах (63–65), но не в четвертом исследовании (66). Помимо абсолютного количества этанола, на общий эффект могут влиять и другие свойства алкогольных напитков. Как упоминалось выше, вино и пиво содержат мелатонин и, следовательно, могут оказывать дополнительное влияние на обнаруживаемый уровень мелатонина в организме.При исследовании крепкого пива (содержание алкоголя 7,2%), через 45 мин после однократного приема 330 мл для женщин и 660 мл для мужчин, соответствующих дозам 24–48 г этанола, уровень мелатонина в сыворотке достоверно повышался в небольшое исследование с семью здоровыми субъектами (43). Это увеличение исследователи объяснили содержанием мелатонина в пиве.

Однако влияние алкоголя на метаболиты мелатонина в моче противоречит этим выводам. Даже если однократная или повторная доза алкоголя вечером снижает ночную секрецию мелатонина в кровь в зависимости от дозы, соответствующих изменений в 9-12-часовой экскреции метаболитов мелатонина с мочой не наблюдалось (63, 64, 67).В этих исследованиях здоровые участники — мужчины и женщины — получали дозы этанола в диапазоне от 15 до 120 г в день либо в виде однократной, либо многократной суточной дозы. Однако в крупном исследовании с участием более 200 здоровых женщин в возрасте от 20 до 74 лет было обнаружено, что ночная концентрация 6-СМТ в моче снижалась в зависимости от дозы при увеличении потребления алкогольных напитков в предшествующие 24 часа. 68). Категориальный анализ не выявил эффекта от одной порции (более 70% наблюдаемых дней), но снижение на 9% при двух порциях, на 15% — при трех порциях и на 17% — при четырех и более порциях (только при 2 порциях). % наблюдаемых дней).Это было показано также после учета влияния возраста, количества часов темноты в день, использования лекарств, влияющих на уровень мелатонина и индекс массы тела.

Таким образом, потребление алкоголя, по-видимому, снижает концентрацию мелатонина в крови, но неясно, существует ли связь между метаболитами мелатонина в моче и алкоголем, возможно, из-за различных напитков и используемых доз, а также различий в методах сбора мочи. как метаболические различия на основе этанола.Было выдвинуто несколько гипотез, объясняющих, как этанол ингибирует секрецию мелатонина. Гипотезы варьируются от нарушений режима сна и потери дневного ритма, вызванных употреблением алкоголя, до снижения активности TPH, фазовой задержки экспрессии и активности гена AANAT до нарушений этапов синтеза или экскреции мелатонина (64, 69). Кроме того, этанол снижает уровень ТРП в плазме, что приводит к кратковременному снижению доступности ТРП. Небольшое количество глюкозы необходимо для синтеза мелатонина.Поскольку этанол обладает свойствами, снижающими уровень глюкозы в крови, было высказано предположение, что недостаточное количество глюкозы в пинеалоцитах может объяснить снижение уровня мелатонина. Механизмы, лежащие в их основе, еще предстоит изучить.

Наличие нутриентов

Доказательства влияния нутриентов на синтез мелатонина могут быть разными. Есть некоторые исследования, основанные в основном на животных, которые доказывают важность витаминов группы В, магния, цинка и полиненасыщенных жирных кислот.

Дефицит фолиевой кислоты, магния и цинка был связан с более низким уровнем мелатонина у грызунов, а в одном исследовании на грызунах витамин B6, отдельно или в сочетании с цинком, повышал уровень мелатонина в плазме (70–73). Предполагается, что фолиевая кислота и витамин B6 стимулируют образование серотонина из TRP в качестве коферментов. Вместо этого предполагается, что цинк и магний усиливают образование мелатонина из серотонина путем связывания с ферментом AANAT, тем самым активируя его и увеличивая сродство серотонина к связыванию с AANAT (74, 75).В связи с этим роль этих витаминов и минералов у человека менее изучена.

В большом исследовании с участием почти 300 японских женщин потребление фолиевой кислоты не было связано с экскрецией 6-СМТ с мочой (45). Однако 6-СМТ в моче явно положительно связан с потреблением всех овощей, особенно зеленых и желтых овощей. В исследовании здоровья медсестер, в котором приняли участие около 1000 женщин в США, не было обнаружено связи между высоким потреблением различных питательных веществ, таких как фолиевая кислота, витамин B6 и цинк, и повышенной экскрецией мелатонина с мочой (76).Помимо незначительной положительной связи между потреблением апельсинового сока, помидоров и молочных сливок и 6-СМТ в моче, только потребление мяса было значимо и обратно пропорционально связано с 6-СМТ в моче в этом крупном исследовании. Однако ни в одном из этих исследований не сообщалось о витаминном статусе испытуемых, а сообщалось только об их расчетном потреблении с пищей.

В небольшом исследовании с участием 12 здоровых мужчин пероральный прием пиридоксина (один из витаминов витамина B6) в дозе 100 мг в вечерние часы не оказывал влияния на ночные уровни мелатонина в крови (77).Однако ночной уровень мелатонина в крови удвоился более чем у 100 маленьких детей в возрасте от 18 месяцев до 8 лет, когда пиридоксин вводили внутривенно на ночь в дозе 3 мг/кг (78). О возможном дефиците пиридоксина у этих госпитализированных детей не сообщалось.

Надежных клинических данных об усилении секреции мелатонина после приема внутрь катионов магния или цинка пока не существует. В исследовании с участием 10 здоровых мужчин было обнаружено, что однократное внутривенное введение сульфата магния не влияет на высвобождение мелатонина (79).Однако корреляции между уровнями магния и мелатонина в сыворотке крови у пациентов с грыжей межпозвонкового диска обнаружено не было. Вместо этого была обнаружена четкая положительная корреляция между уровнем цинка в сыворотке и уровнем мелатонина (80).

Шишковидная железа содержит большое количество n-6 и n-3 полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК), особенно арахидоновой и докозагексаеновой кислот (ДГК) (81). Есть некоторые доказательства того, что статус жирных кислот может влиять на синтез мелатонина. У грызунов диета с дефицитом n-3 снижает ночную секрецию мелатонина, которая возвращается к норме при добавлении ДГК (82, 83).Основываясь на экспериментах на животных, ритм активности AANAT может быть изменен статусом n-3 и соотношением n-3/n-6, а также они могут изменять активность мембраносвязанных белков, включая ферменты, рецепторы и транспортные белки (81). ).

Мы не нашли подобных исследований ПНЖК на людях. Единственным клиническим исследованием, в котором измеряется влияние диетических ПНЖК на уровень мелатонина у людей, является исследование пациентов с бессонницей (84). Субъекты ежедневно в течение месяца непосредственно перед сном принимали пищевые добавки в форме капсул, содержащие соевое масло, масло каде, экстракт гумулюса волчаночного и соевый лецитин. Ни эта добавка, ни капсулы плацебо, содержащие оливковое масло, не влияли на экскрецию 6-СМТ с мочой (84).

Клиническая значимость и выводы

Секреция мелатонина тесно связана с продолжительностью темноты. Его наиболее определенная физиологическая роль заключается в передаче организму информации о продолжительности дня для различных физиологических функций. В дополнение к роли мелатонина как эндогенного синхронизатора, все больше данных свидетельствует о его антиоксидантной активности, а также о его роли в модуляции иммунных ответов.В настоящее время растущий интерес сосредоточен на обоснованности противоопухолевых механизмов мелатонина.

Для синтеза мелатонина требуется триптофан в качестве предшественника, а также гладко функционирующий каскад нескольких ферментативных реакций, сначала для синтеза серотонина, а затем мелатонина. Некоторые витамины и минералы действуют как кофакторы и активаторы этих процессов, поэтому явный дефицит необходимых питательных веществ может ограничивать синтез. Однако серьезные дефициты редко встречаются в западных странах, за исключением некоторых подгрупп.Кроме того, колебания уровня мелатонина можно повысить, употребляя продукты, содержащие мелатонин. Биодоступность растительного мелатонина очевидна, по крайней мере, у грызунов, и может объяснить некоторую пользу для здоровья овощей, фруктов и зерновых продуктов.

Диета и питательные вещества модулируют колебания уровня мелатонина, но это влияние незначительно по сравнению с силой цикла свет-темнота. Другие факторы образа жизни, связанные со здоровьем, такие как масса тела, которая связана с диетой, могут оказывать такое же влияние на уровень мелатонина, как и выбор диеты.Таким образом, польза для здоровья от повышения содержания мелатонина на диете, по-видимому, не является продуктом какого-либо одного продукта или питательных веществ, присутствующих в рационе. В целом, диеты, богатые овощами, фруктами и зерновыми продуктами, содержат значительное количество диетического мелатонина. Витамины и минералы способствуют синтезу эндогенного мелатонина, пока организм активен. Несмотря на это, влияние дневной диеты на синтез ночного мелатонина очень ограничено, однако влияние диеты на дневные уровни мелатонина кажется более очевидным.

Конфликт интересов и финансирование

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении этого обзора. Никакого финансирования или льгот от промышленности они не получали, но К.П. и Н.С. получить поддержку от Исследовательской программы SalWe для разума и тела (Tekes — грант Финского агентства по финансированию технологий и инноваций 1104/10).

Ссылки

27. Röjdmark S, Rössner S, Wetterberg L. Влияние кратковременного голодания на ночную секрецию мелатонина при ожирении. Метаб Клин Эксп.1992;41:1106–9. [PubMed] [Google Scholar] 28. Ройдмарк С., Веттерберг Л. Кратковременное голодание подавляет ночную секрецию мелатонина у здорового человека. Clin Endocrinol (Oxf) 1989;30:451–7. [PubMed] [Google Scholar] 29. Tan DX, Hardeland R, Manchester LC, Korkmaz A, Ma S, Rosales-Corral S. Функциональная роль мелатонина в растениях и перспективы в области питания и сельскохозяйственных наук. J Опытный бот. 2011. стр. e1–21. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22016420 [по состоянию на 20 декабря 2011 г.] [PubMed]31. Мерколини Л., Мандриоли Р., Рагги М.А.Содержание мелатонина и других антиоксидантов в продуктах питания, связанных с виноградом: измерение методом MEPS-HPLC-F. J Шишковидная рез. 2011. [Epub перед печатью]. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22017461 [по состоянию на 20 декабря 2011 г.] [PubMed]34. де ла Пуэрта С., Карраскоса-Салморал М.П., ​​Гарсия-Луна П.П., Лардоне П.Дж., Эррера Х.Л., Фернандес-Монтесинос Р. и др. Мелатонин является фитохимическим веществом в оливковом масле. Пищевая хим. 2007; 104: 609–12. [Google Академия] 35. Reiter RJ, Tan DX, Manchester LC, Simopoulos AP, Maldonado MD, Flores LJ и др.Мелатонин в съедобных растениях (фитомелатонин): идентификация, концентрации, биодоступность и предполагаемые функции. Мировая диета Rev Nutr. 2007; 97: 211–30. [PubMed] [Google Scholar] 39. Хаттори А., Мигитака Х., Ииго М., Ито М., Ямамото К., Отани-Канеко Р. и др. Идентификация мелатонина в растениях и его влияние на уровень мелатонина в плазме и связывание с рецепторами мелатонина у позвоночных. Биохим Мол Биол Инт. 1995; 35: 627–34. [PubMed] [Google Scholar]40. Кастро Н., Шпенглер М., Лолливье В., Вельниц О., Мейер Х.Д., Брукмайер Р.М.Суточная картина мелатонина в крови и молоке молочных коров. Milchwiss-Milk Sci Int. 2011;66:352–3. [Google Академия] 41. Ирити М., Фаоро Ф. Биоактивность химикатов винограда для здоровья человека. Нац Прод коммун. 2009; 4: 611–34. [PubMed] [Google Scholar]46. Бабкофф Х., Френч Дж., Уитмор Дж., Сазерлин Р. Однократная доза яркого света и/или кофеина влияет на ночную активность. Aviat Space Environ Med. 2002; 73: 341–50. [PubMed] [Google Scholar]48. Ursing C, Wikner J, Brismar K, Röjdmark S. Кофеин повышает уровень мелатонина в сыворотке у здоровых людей: указание на метаболизм мелатонина цитохромом P450 (CYP) 1A2. Дж Эндокринол Инвест. 2003; 26: 403–6. [PubMed] [Google Scholar]56. Webley GE, Leidenberger F. Циркадный характер мелатонина и его положительная связь с прогестероном у женщин. J Clin Endocrinol Metab. 1986; 63: 323–8. [PubMed] [Google Scholar]57. Брун Дж., Клаустрат Б., Дэвид М. Мочевой мелатонин, ЛГ, эстрадиол, экскреция эстрадиола, прогестерона во время менструального цикла или у женщин, принимающих оральные контрацептивы. Акта Эндокринол. 1987; 116: 145–9. [PubMed] [Google Scholar]58. Хилли Дж., Корхонен Т., Турпейнен М., Хокканен Дж., Маттила С., Лайне К.Влияние оральных контрацептивов на фармакокинетику мелатонина у здоровых лиц с полиморфизмом CYP1A2 g.-163C>A. Дж. Клин Фармакол. 2008; 48: 986–94. http://jcp.sagepub.com/content/48/8/986.long [цитировано 12 января 2012 г.] [PubMed] [Google Scholar]60. Апарисио С., Гарау С., Эстебан С., Николау М.С., Риверо М., Риал Р.В. Хронопитание: использование диссоциированных дневных/ночных молочных смесей для улучшения развития ритмов бодрствования и сна. Эффекты триптофана. Нутр Невроски. 2007; 10: 137–43. [PubMed] [Google Scholar]61.Куберо Дж., Нарцисо Д., Апарисио С., Гарау С., Валеро В., Риверо М. и др. Улучшение циркадного цикла сна-бодрствования у младенцев, получающих дневную/ночную диссоциированную молочную смесь. Нейро Эндокринол Летт. 2006; 27: 373–80. [PubMed] [Google Scholar]63. Ekman AC, Leppäluoto J, Huttunen P, Aranko K, Vakkuri O. Этанол ингибирует секрецию мелатонина у здоровых добровольцев в дозозависимом рандомизированном двойном слепом перекрестном исследовании. J Clin Endocrinol Metab. 1993; 77: 780–3. [PubMed] [Google Scholar]68. Стивенс Р.Г., Дэвис С., Мирик Д.К., Хейфец Л., Кауне В.Потребление алкоголя и концентрация 6-сульфатоксимелатонина в моче у здоровых женщин. Эпидемиология. 2000; 11: 660–5. [PubMed] [Google Scholar]74. Мортон ДЖ. Возможные механизмы ингибирования и активации крысиной N-ацетилтрансферазы (КФ 2.3.1.5.) катионами. J Neural Transm. 1989; 75: 51–64. [PubMed] [Google Scholar]75. Мортон Д.Дж., Джеймс М. Ф. Влияние ионов магния на активность N-ацетилтрансферазы шишковидной железы крысы (EC 2.3.1.5). J Шишковидная рез. 1985; 2: 387–91. [PubMed] [Google Scholar]77. Любошицкий Р., Офир У., Нав Р., Эпштейн Р., Шен-Орр З., Херер П.Влияние введения пиридоксина на секрецию мелатонина у здоровых мужчин. Нейро Эндокринол Летт. 2002; 23: 213–7. [PubMed] [Google Scholar]78. Муньос-Ойос А., Аморос-Родригес И., Молина-Карбальо А., Уберос-Фернандес Дж., Акунья-Кастровьехо Д. Реакция шишковидной железы после теста на пиридоксин у детей. J Neural Transm. 1996; 103: 833–42. [PubMed] [Google Scholar]80. Тургут М., Енисей С., Акюз О., Озсунар Й., Эркус М., Бичакчи Т. Корреляция уровней микроэлементов и мелатонина в сыворотке с радиологической, биохимической и гистологической оценкой дегенерации у пациентов с грыжей межпозвонкового диска.Биол Трейс Элем Рез. 2006; 109: 123–34. [PubMed] [Google Scholar]82. Lavialle M, Champeil-Potokar G, Alessandri JM, Balasse L, Guesnet P, Papillon C. Диета с дефицитом (n-3) полиненасыщенных жирных кислот нарушает повседневную двигательную активность, ритм мелатонина и дофамин в полосатом теле у сирийских хомяков. Дж Нутр. 2008; 138:1719–24. http://jn.nutrition.org/content/138/9/1719.long [цитировано 5 января 2012 г.] [PubMed] [Google Scholar]83. Zaouali-Ajina M, Gharib A, Durand G, Gazzah N, Claustrat B, Gharib C. Пищевые фосфолипиды, обогащенные докозагексаеновой кислотой, нормализуют экскрецию мелатонина с мочой у взрослых (n-3) крыс с дефицитом полиненасыщенных жирных кислот.Дж Нутр. 1999;129:2074–80. http://jn.nutrition.org/content/129/11/2074.long [цитировано 5 января 2012 г.] [PubMed] [Google Scholar]

Диетические факторы и колебания уровня мелатонина

Food Nutr Res. 2012 г.; 56: 10.3402/fnr.v56i0.17252.

Институт биомедицины, фармакологии, лечебной физиологии питания, Хельсинкский университет, Хельсинки, Финляндия Box 63, 00014 Университет Хельсинки, Финляндия.Тел.: +3589166. Электронная почта: if.iknisleh@irukhuep.irtak

Поступила в редакцию 23 января 2012 г.; Пересмотрено 3 мая 2012 г.; Принято 12 июня 2012 г.

Это статья с открытым доступом, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution-Noncommercial 3. 0 Unported, разрешающей любое некоммерческое использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии правильного цитирования оригинальной работы. .

Эта статья была процитирована другими статьями в PMC.

Abstract

Мелатонин секретируется главным образом шишковидной железой и преимущественно в ночное время.Основная физиологическая функция состоит в том, чтобы передавать телу информацию о дневном цикле света и темноты. Кроме того, он может выполнять и другие функции, связанные со здоровьем. Мелатонин синтезируется из триптофана, незаменимой диетической аминокислоты. Было продемонстрировано, что некоторые пищевые факторы, такие как потребление овощей, кофеина и некоторых витаминов и минералов, могут изменять выработку мелатонина, но с меньшей интенсивностью, чем свет, являющийся наиболее доминирующим синхронизатором выработки мелатонина. В этом обзоре основное внимание будет уделено факторам питания, помимо потребления триптофана, которые влияют на уровень мелатонина у людей. В целом, продукты, содержащие мелатонин или способствующие его синтезу путем воздействия на доступность триптофана, а также продукты, содержащие витамины и минералы, необходимые в качестве кофакторов и активаторов синтеза мелатонина, могут модулировать уровни мелатонина. Несмотря на это, влияние дневной диеты на синтез ночного мелатонина ограничено, однако влияние диеты кажется более очевидным на дневных уровнях.

Ключевые слова: мелатонин, 6-сульфатоксимелатонин, диета, овощи, алкоголь, витамины группы В

Многие нормальные физиологические функции происходят в определенное время суток.Эти биологические ритмы, называемые циркадными ритмами, контролируются эндогенной системой хронометража, колеблющейся приблизительно с 24-часовым циклом при постоянных условиях (1, 2). Главный осциллятор, реагирующий на внутренние и внешние сигналы, расположен в супрахиазматическом ядре (СХЯ) переднего гипоталамуса головного мозга. Наиболее мощным кардиостимулятором является экологический цикл свет-темнота. Нейроны СХЯ передают эту ритмичную информацию о свете и темноте в другие области мозга и периферические органы, которые контролируют многие аспекты физиологии и поведения, включая циклы сна и бодрствования, сердечно-сосудистую деятельность, эндокринную систему, диетическое поведение и энергетический обмен.Эти сигналы распространяются по двум основным путям: прямому пути, который использует вегетативную нервную систему, и косвенному пути, который действует через гормональные сигналы, контролируемые СХЯ, такие как ночная пиковая секреция мелатонина шишковидной железы или ежедневное увеличение глюкокортикоидов надпочечников. (3).

Нарушение циркадного ритма и циклов сна-бодрствования считаются факторами риска различных проблем со здоровьем, включая ожирение и сердечно-сосудистые заболевания (3, 4). Несколько доклинических исследований выявили, что пищевые компоненты, такие как глюкоза (5, 6), натрий (7), этанол (8) или кофеин (9), способны смещать фазы циркадных ритмов путем модификации экспрессии генетических компонентов биологического организма. часы, т.е. гены часов. Изменения в циркадном цикле модифицируют метаболизм, но, кроме того, изменения в метаболизме также способны смещать физиологические часы, приводя к изменениям ритмов, как описано ранее (1, 4).

Одним из возможных механизмов влияния диеты на циркадные ритмы является изменение секреции мелатонина. Мелатонин представляет собой циркулирующий нейрогормон, секретируемый преимущественно ночью. Это важно для передачи ежедневного цикла света и темноты в тело, тем самым регулируя циркадные ритмы и помогая нам засыпать и спать.В дополнение к своей регулирующей роли мелатонин обладает антиоксидантной способностью, иммуномодулирующей активностью, а также, по-видимому, защищает от различных видов рака, особенно рака молочной железы, хотя данные в основном основаны на обсервационных исследованиях и моделях на животных (10–12). Экзогенный мелатонин использовался для лечения нарушений сна циркадного происхождения, таких как синдром смены часовых поясов и задержки фазы сна, а также в качестве дополнения к другим терапевтическим препаратам для лечения многочисленных заболеваний, включая глаукому, заболевания раздраженного кишечника и некоторые виды рака, в основном для либо усиливать терапевтический эффект традиционной лекарственной терапии, либо снижать их токсичность, уменьшая тем самым побочные эффекты (13–18). Отрицательные побочные эффекты экзогенного мелатонина в вышеупомянутых клинических испытаниях встречаются редко.

Система регуляции секреции мелатонина сложна. Свет является наиболее влиятельным фактором окружающей среды. Кроме того, синтез мелатонина зависит от наличия его предшественника, триптофана (TRP), который является незаменимой аминокислотой и, таким образом, является важным компонентом диеты. Если потребление ТРП сильно ограничено, у человека значительно снижается синтез мелатонина (19). В нескольких исследованиях изучалось влияние других диетических факторов на колебания уровня мелатонина, например, потребление определенных продуктов питания или наличие питательных веществ.В этом описательном обзоре основное внимание будет уделено факторам питания, помимо потребления ТРП, которые влияют на уровень мелатонина у людей. Мы использовали электронную библиографическую базу данных PubMed до апреля 2012 г. (без каких-либо методологических ограничений) для выявления исследований по следующим ключевым словам: мелатонин, 6-сульфатоксимелатонин, диета, овощи, алкоголь и витамины группы В. Кроме того, мы рассмотрели ссылки на выявленные исследования и отдельные описательные обзорные статьи.

Синтез мелатонина

Синтез и физиологическая функция мелатонина были недавно точно описаны в нескольких обзорных статьях и здесь лишь очень кратко изложены (10, 20–25).

Мелатонин является нейротрансмиттером, секретируемым преимущественно шишковидной железой. Существуют внешишковидные участки производства мелатонина, такие как сетчатка и кишечник. Даже если синтез мелатонина в этих внешишковидных участках способствует общей концентрации мелатонина, физиологическое значение этих участков остается неопределенным.

Мелатонин синтезируется из его предшественника, незаменимой аминокислоты TRP (). Скорость образования мелатонина зависит от активности ферментов – арилалкиламин-N-ацетилтрансферазы (ААНАТ) и в меньшей степени триптофангидроксилазы (ТФГ).AANAT представлен в основном в шишковидной железе, где его активность контролируется SCN. Активность ТПН шишковидной железы колеблется в соответствии с циркадным ритмом, который достигает своего пика в ночное время.

Синтетический путь и метаболизм мелатонина и возможные места влияния некоторых нутриентов на синтез. Ферменты выделены подчеркнутыми заглавными буквами курсивом. ТРП, триптофан; TPH, триптофангидроксилаза; TDO, триптофандиоксигеназа; AADC, декарбоксилаза ароматических аминокислот; AANAT, арилалкиламон-N-ацетилтрансфераза; HIOMT, гидроксииндол-О-метилтрансфераза; 6-СМТ, 6-сульфатоксимелатонин; SAMe, S-аденозилметионин.

Синтез мелатонина контролируется как эндогенными суточными часами, так и светом окружающей среды. Свет является доминирующим фактором окружающей среды, который контролирует его синтез. Уровень мелатонина в шишковидной железе начинает повышаться поздним вечером, достигая максимума в ранние часы между 2:00 и 4:00, после чего следует медленное снижение до более низких дневных уровней. Дневные уровни мелатонина едва обнаруживаются. В дополнение к солнечному свету искусственное внутреннее освещение может быть достаточно ярким, чтобы предотвратить ночное выделение мелатонина.

Нормальная выработка мелатонина может значительно различаться у разных людей. В целом выработка мелатонина снижается с возрастом. Среди других факторов, которые наиболее последовательно связаны с измененным уровнем мелатонина, — нарушение циклов свет-темнота, работа в ночное время и избыточный вес. Кроме того, было продемонстрировано, что некоторые пищевые факторы также могут изменять выработку мелатонина, хотя и менее интенсивно. Погодные диетические факторы влияют только на выработку мелатонина шишковидной железой или также вне эпифиза, например, в желудочно-кишечном тракте, неизвестно.

После синтеза мелатонин не накапливается в продуцирующих клетках, а быстро высвобождается в кровь и начинает циркулировать. Таким образом, концентрация в плазме достоверно отражает секрецию пинеальной железы. Кроме того, концентрацию мелатонина можно измерить в других жидкостях организма, таких как слюна и моча. Уровень в слюне составляет около 40% от уровня в плазме. По оценкам, эндогенная ночная продукция мелатонина составляет около 10–80 мкг за ночь, а дневная продукция значительно меньше.

Метаболизм мелатонина быстрый, и его период полураспада у человека после экзогенного введения колеблется от 10 до 60 минут.Деактивируется в основном печенью и выводится с мочой. Мочевой метаболит, 6-сульфатоксимелатонин (6-СМТ), отражает профиль мелатонина в плазме и может использоваться для оценки статуса мелатонина. В моче 50–80% 6-СМТ появляется в образце, полученном в течение ночи.

Диетические соединения

Существует несколько исследований, указывающих на влияние пищи на синтез или концентрацию мелатонина.

Ограничение энергии

Сильное влияние пищи на синтез мелатонина обнаружено в исследованиях субъектов, проходящих периоды голодания.Ограничение энергии снижает ночную секрецию мелатонина, хотя число исследований на людях, доказывающих это, ограничено. Кратковременное добровольное голодание путем полного отказа от пищи или с очень ограниченным потреблением энергии (<300 ккал в день) от 2 до 7 дней снижает концентрацию мелатонина в крови примерно на 20% (26–28). Однако в этих исследованиях не было замечено никаких изменений в экскретируемых метаболитах мелатонина с мочой. Добавление глюкозы во время кратковременного голодания возвращает сниженную концентрацию мелатонина к норме, что позволяет предположить, что пинеалоциты человека или другие продуцирующие клетки нуждаются в определенном минимальном количестве доставки глюкозы для нормального функционирования (27, 28).

Съедобные растения и продукты на их основе

Некоторые пищевые продукты, особенно съедобные растения, также содержат мелатонин и его предшественник TRP. На самом деле мелатонин присутствует в растениях повсеместно, хотя и с широким диапазоном концентраций от пикограммов до микрограммов на грамм растительной ткани (29). Мелатонин был обнаружен в заметных количествах, например, в томатах, оливках, ячмене, рисе и грецких орехах (29–40). Недавние исследования показали, что концентрации мелатонина различаются не только среди видов растений, но и среди разновидностей одного и того же вида.В винограде, например, сорта Неббиоло и Кроатина имеют очень высокий уровень мелатонина, около 0,8–0,9 нг/г, тогда как Каберне Фран содержит только 0,005 нг/г. Так, в бокале вина концентрация мелатонина может значительно варьироваться от пикограммов до многих нанограммов на миллилитр (41, 42).

Таблица 1

Таблица 1

Некоторые примеры содержания мелатонина в растениях и продуктах питания, измеренные иммунологическими и хроматографическими технологиями

901 48
Melatonin
Tomato 3-114 нг / г 32, 37
Walnuts 3-4 NG / G 30
хлопья (рис, ячмень) 300-1000 PG / G 39
Клубника 1 -11 NG / G 32
Оливковое масло 53-119 PG / мл 34
Wine 50-230 PG / ML 32, 36
Beer 52-170 pg / ml 43 43
Коровье молоко (необработанные) 3-25 PG / мл 38, 40 38, 40
ночное молоко 10-40 Z / мл 62

Биодоступность растительного мелатонина была продемонстрирована в основном на животных, но также и на людях (30, 35, 43).Он был измерен как повышенная концентрация в крови или повышенное количество экскретируемого с мочой 6-СМТ после употребления продуктов, содержащих мелатонин, таких как овощи или пиво на основе ячменя (43, 44). Была замечена даже некоторая зависимость от дозы: среднее значение 6-SMT в моче было на 16% выше у японских женщин в пределах самого высокого квартиля потребления овощей по сравнению с женщинами с самым низким потреблением (45). Однако овощи и зерновые продукты содержат большое количество витаминов и минералов. Таким образом, даже если в этих исследованиях было замечено повышение уровня мелатонина, нельзя исключать, что это увеличение связано с усиленным синтезом эндогенного мелатонина за счет возможного стимулирующего эффекта продуктов приема внутрь, а не только мелатонина, всасываемого из пищи.

Помимо вина, чрезвычайно высокие концентрации мелатонина были обнаружены в кофейных зернах, как было указано ранее (29, 35). Хотя чашка кофе, по оценкам, содержит до 40 мкг мелатонина, что соответствует ночной эндогенной выработке, общий эффект на концентрацию циркулирующего мелатонина может отличаться, поскольку кофе содержит кофеин, который может снижать эндогенный ночной уровень мелатонина. Результаты клинических исследований противоречивы. В двух краткосрочных исследованиях однократная доза 200 мг капсул с кофеином снижала секрецию мелатонина в ночное время, тогда как в другом исследовании наблюдалось значительное увеличение на 32% (46–48).В еще одном исследовании испытуемым вводили повторные дозы 400 мг кофеина в капсулах с интервалом в 1 неделю. Анализ показал небольшую тенденцию к снижению уровня мелатонина в ночное время на 7% у здоровых молодых людей (49). Когда испытуемым вводили кофеин вместе с кофе, в другом небольшом исследовании было обнаружено снижение более чем на 50% ночной экскреции 6-SMT по сравнению с кофе без кофеина (50).

Кофеин оказывает как стимулирующее, так и тормозящее действие на уровень мелатонина.Какие из них преобладают у нормальных здоровых субъектов, неясно, поскольку гипотезы о механизмах были проверены в основном 90–155 in vitro 90–156 и с использованием моделей на животных. Кофеин может изменять уровень экспрессии часовых генов, повышая или понижая амплитуду часовых генов (51, 52). Кофеин действует как антагонист аденозиновых рецепторов. Аденозин повышает уровень внутриклеточного цАМФ через аденозиновый рецептор, что увеличивает выработку AANAT, фермента, ограничивающего скорость синтеза мелатонина (53).Таким образом, поскольку рецепторы адеозина блокируются кофеином, синтез мелатонина снижается. Кроме того, кофеин также может уменьшить расщепление мелатонина. Кофеин и мелатонин конкурируют за одни и те же метаболизирующие ферменты цитохрома Р450 печени, что приводит к повышению уровня мелатонина в сыворотке крови после приема больших доз кофеина (48, 54).

Существуют значительные различия между ранее упомянутыми исследованиями в их дизайне, сроках и дозировке кофеина, а также отборе проб и анализе мелатонина и его метаболита.Кроме того, испытуемые были либо лишены сна, либо нет, что сильно изменяет синтез мелатонина и может, по крайней мере, частично объяснить различия. Если в число субъектов исследования входят как мужчины, так и женщины, это также может повлиять на результаты, поскольку сообщалось, что менструация изменяет эти уровни, в то время как оральные контрацептивы повышают уровень мелатонина в ночное время из-за ингибирования катализирующих ферментов в печени (55). –58).

Молоко на ночь

Мелатонин — это природное соединение, содержащееся в молоке.Концентрация мелатонина имеет выраженный дневной ритм с повышением концентрации в молоке, вырабатываемом ночью (40, 59). Это явление кажется универсальным среди млекопитающих.

Поскольку молоко является основным компонентом рациона младенца, а ночная лактация подтверждает адекватность питательных веществ, содержание мелатонина в ночном молоке может иметь дополнительное физиологическое значение. Эта теория может выиграть от дальнейшего изучения, но кажется вероятным, что материнский мелатонин может проникать через молоко к младенцу, что приводит к улучшению ночного сна, хотя это основано на очень ограниченном количестве наблюдений (59).Кроме того, при подаче на ночь коммерческих молочных смесей для младенцев, обогащенных TRP, наблюдались улучшения параметров сна и увеличение количества метаболитов серотонина в моче, что позволяет предположить повышенное использование серотонина для выработки мелатонина (60, 61).

Исследований, показывающих влияние содержания мелатонина в коровьем молоке на колебания уровня мелатонина у взрослых, еще меньше. В двойном слепом исследовании у пожилых людей, находящихся в специализированных учреждениях, коммерческое молоко было заменено на ночное молоко, богатое мелатонином (62).Общее количество 10–20 нг мелатонина, поступающего с ночным молоком, представляет собой, однако, такую ​​маленькую дозу, разделенную на несколько приемов пищи, что ее физиологическое значение трудно понять. Однако утренняя активность испытуемых была значительно повышена, что указывает на некоторую разницу между обычным коммерческим молоком и ночным молоком, из которых наиболее очевидно содержание мелатонина.

Алкоголь

Выводы о влиянии алкоголя на уровень мелатонина оказались противоречивыми.Как острое, так и хроническое потребление алкоголя на уровне, соответствующем «социальному пьянству» (10–100 г этанола в день), снижает уровень мелатонина в крови и слюне в трех небольших исследованиях на здоровых добровольцах (63–65), но не в четвертом исследовании (66). Помимо абсолютного количества этанола, на общий эффект могут влиять и другие свойства алкогольных напитков. Как упоминалось выше, вино и пиво содержат мелатонин и, следовательно, могут оказывать дополнительное влияние на обнаруживаемый уровень мелатонина в организме.При исследовании крепкого пива (содержание алкоголя 7,2%), через 45 мин после однократного приема 330 мл для женщин и 660 мл для мужчин, соответствующих дозам 24–48 г этанола, уровень мелатонина в сыворотке достоверно повышался в небольшое исследование с семью здоровыми субъектами (43). Это увеличение исследователи объяснили содержанием мелатонина в пиве.

Однако влияние алкоголя на метаболиты мелатонина в моче противоречит этим выводам. Даже если однократная или повторная доза алкоголя вечером снижает ночную секрецию мелатонина в кровь в зависимости от дозы, соответствующих изменений в 9-12-часовой экскреции метаболитов мелатонина с мочой не наблюдалось (63, 64, 67).В этих исследованиях здоровые участники — мужчины и женщины — получали дозы этанола в диапазоне от 15 до 120 г в день либо в виде однократной, либо многократной суточной дозы. Однако в крупном исследовании с участием более 200 здоровых женщин в возрасте от 20 до 74 лет было обнаружено, что ночная концентрация 6-СМТ в моче снижалась в зависимости от дозы при увеличении потребления алкогольных напитков в предшествующие 24 часа. 68). Категориальный анализ не выявил эффекта от одной порции (более 70% наблюдаемых дней), но снижение на 9% при двух порциях, на 15% — при трех порциях и на 17% — при четырех и более порциях (только при 2 порциях). % наблюдаемых дней).Это было показано также после учета влияния возраста, количества часов темноты в день, использования лекарств, влияющих на уровень мелатонина и индекс массы тела.

Таким образом, потребление алкоголя, по-видимому, снижает концентрацию мелатонина в крови, но неясно, существует ли связь между метаболитами мелатонина в моче и алкоголем, возможно, из-за различных напитков и используемых доз, а также различий в методах сбора мочи. как метаболические различия на основе этанола.Было выдвинуто несколько гипотез, объясняющих, как этанол ингибирует секрецию мелатонина. Гипотезы варьируются от нарушений режима сна и потери дневного ритма, вызванных употреблением алкоголя, до снижения активности TPH, фазовой задержки экспрессии и активности гена AANAT до нарушений этапов синтеза или экскреции мелатонина (64, 69). Кроме того, этанол снижает уровень ТРП в плазме, что приводит к кратковременному снижению доступности ТРП. Небольшое количество глюкозы необходимо для синтеза мелатонина.Поскольку этанол обладает свойствами, снижающими уровень глюкозы в крови, было высказано предположение, что недостаточное количество глюкозы в пинеалоцитах может объяснить снижение уровня мелатонина. Механизмы, лежащие в их основе, еще предстоит изучить.

Наличие нутриентов

Доказательства влияния нутриентов на синтез мелатонина могут быть разными. Есть некоторые исследования, основанные в основном на животных, которые доказывают важность витаминов группы В, магния, цинка и полиненасыщенных жирных кислот.

Дефицит фолиевой кислоты, магния и цинка был связан с более низким уровнем мелатонина у грызунов, а в одном исследовании на грызунах витамин B6, отдельно или в сочетании с цинком, повышал уровень мелатонина в плазме (70–73). Предполагается, что фолиевая кислота и витамин B6 стимулируют образование серотонина из TRP в качестве коферментов. Вместо этого предполагается, что цинк и магний усиливают образование мелатонина из серотонина путем связывания с ферментом AANAT, тем самым активируя его и увеличивая сродство серотонина к связыванию с AANAT (74, 75).В связи с этим роль этих витаминов и минералов у человека менее изучена.

В большом исследовании с участием почти 300 японских женщин потребление фолиевой кислоты не было связано с экскрецией 6-СМТ с мочой (45). Однако 6-СМТ в моче явно положительно связан с потреблением всех овощей, особенно зеленых и желтых овощей. В исследовании здоровья медсестер, в котором приняли участие около 1000 женщин в США, не было обнаружено связи между высоким потреблением различных питательных веществ, таких как фолиевая кислота, витамин B6 и цинк, и повышенной экскрецией мелатонина с мочой (76).Помимо незначительной положительной связи между потреблением апельсинового сока, помидоров и молочных сливок и 6-СМТ в моче, только потребление мяса было значимо и обратно пропорционально связано с 6-СМТ в моче в этом крупном исследовании. Однако ни в одном из этих исследований не сообщалось о витаминном статусе испытуемых, а сообщалось только об их расчетном потреблении с пищей.

В небольшом исследовании с участием 12 здоровых мужчин пероральный прием пиридоксина (один из витаминов витамина B6) в дозе 100 мг в вечерние часы не оказывал влияния на ночные уровни мелатонина в крови (77).Однако ночной уровень мелатонина в крови удвоился более чем у 100 маленьких детей в возрасте от 18 месяцев до 8 лет, когда пиридоксин вводили внутривенно на ночь в дозе 3 мг/кг (78). О возможном дефиците пиридоксина у этих госпитализированных детей не сообщалось.

Надежных клинических данных об усилении секреции мелатонина после приема внутрь катионов магния или цинка пока не существует. В исследовании с участием 10 здоровых мужчин было обнаружено, что однократное внутривенное введение сульфата магния не влияет на высвобождение мелатонина (79).Однако корреляции между уровнями магния и мелатонина в сыворотке крови у пациентов с грыжей межпозвонкового диска обнаружено не было. Вместо этого была обнаружена четкая положительная корреляция между уровнем цинка в сыворотке и уровнем мелатонина (80).

Шишковидная железа содержит большое количество n-6 и n-3 полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК), особенно арахидоновой и докозагексаеновой кислот (ДГК) (81). Есть некоторые доказательства того, что статус жирных кислот может влиять на синтез мелатонина. У грызунов диета с дефицитом n-3 снижает ночную секрецию мелатонина, которая возвращается к норме при добавлении ДГК (82, 83).Основываясь на экспериментах на животных, ритм активности AANAT может быть изменен статусом n-3 и соотношением n-3/n-6, а также они могут изменять активность мембраносвязанных белков, включая ферменты, рецепторы и транспортные белки (81). ).

Мы не нашли подобных исследований ПНЖК на людях. Единственным клиническим исследованием, в котором измеряется влияние диетических ПНЖК на уровень мелатонина у людей, является исследование пациентов с бессонницей (84). Субъекты ежедневно в течение месяца непосредственно перед сном принимали пищевые добавки в форме капсул, содержащие соевое масло, масло каде, экстракт гумулюса волчаночного и соевый лецитин.Ни эта добавка, ни капсулы плацебо, содержащие оливковое масло, не влияли на экскрецию 6-СМТ с мочой (84).

Клиническая значимость и выводы

Секреция мелатонина тесно связана с продолжительностью темноты. Его наиболее определенная физиологическая роль заключается в передаче организму информации о продолжительности дня для различных физиологических функций. В дополнение к роли мелатонина как эндогенного синхронизатора, все больше данных свидетельствует о его антиоксидантной активности, а также о его роли в модуляции иммунных ответов.В настоящее время растущий интерес сосредоточен на обоснованности противоопухолевых механизмов мелатонина.

Для синтеза мелатонина требуется триптофан в качестве предшественника, а также гладко функционирующий каскад нескольких ферментативных реакций, сначала для синтеза серотонина, а затем мелатонина. Некоторые витамины и минералы действуют как кофакторы и активаторы этих процессов, поэтому явный дефицит необходимых питательных веществ может ограничивать синтез. Однако серьезные дефициты редко встречаются в западных странах, за исключением некоторых подгрупп.Кроме того, колебания уровня мелатонина можно повысить, употребляя продукты, содержащие мелатонин. Биодоступность растительного мелатонина очевидна, по крайней мере, у грызунов, и может объяснить некоторую пользу для здоровья овощей, фруктов и зерновых продуктов.

Диета и питательные вещества модулируют колебания уровня мелатонина, но это влияние незначительно по сравнению с силой цикла свет-темнота. Другие факторы образа жизни, связанные со здоровьем, такие как масса тела, которая связана с диетой, могут оказывать такое же влияние на уровень мелатонина, как и выбор диеты.Таким образом, польза для здоровья от повышения содержания мелатонина на диете, по-видимому, не является продуктом какого-либо одного продукта или питательных веществ, присутствующих в рационе. В целом, диеты, богатые овощами, фруктами и зерновыми продуктами, содержат значительное количество диетического мелатонина. Витамины и минералы способствуют синтезу эндогенного мелатонина, пока организм активен. Несмотря на это, влияние дневной диеты на синтез ночного мелатонина очень ограничено, однако влияние диеты на дневные уровни мелатонина кажется более очевидным.

Конфликт интересов и финансирование

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении этого обзора. Никакого финансирования или льгот от промышленности они не получали, но К.П. и Н.С. получить поддержку от Исследовательской программы SalWe для разума и тела (Tekes — грант Финского агентства по финансированию технологий и инноваций 1104/10).

Ссылки

27. Röjdmark S, Rössner S, Wetterberg L. Влияние кратковременного голодания на ночную секрецию мелатонина при ожирении. Метаб Клин Эксп.1992;41:1106–9. [PubMed] [Google Scholar] 28. Ройдмарк С., Веттерберг Л. Кратковременное голодание подавляет ночную секрецию мелатонина у здорового человека. Clin Endocrinol (Oxf) 1989;30:451–7. [PubMed] [Google Scholar] 29. Tan DX, Hardeland R, Manchester LC, Korkmaz A, Ma S, Rosales-Corral S. Функциональная роль мелатонина в растениях и перспективы в области питания и сельскохозяйственных наук. J Опытный бот. 2011. стр. e1–21. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22016420 [по состоянию на 20 декабря 2011 г.] [PubMed]31. Мерколини Л., Мандриоли Р., Рагги М.А.Содержание мелатонина и других антиоксидантов в продуктах питания, связанных с виноградом: измерение методом MEPS-HPLC-F. J Шишковидная рез. 2011. [Epub перед печатью]. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22017461 [по состоянию на 20 декабря 2011 г.] [PubMed]34. де ла Пуэрта С., Карраскоса-Салморал М.П., ​​Гарсия-Луна П.П., Лардоне П.Дж., Эррера Х.Л., Фернандес-Монтесинос Р. и др. Мелатонин является фитохимическим веществом в оливковом масле. Пищевая хим. 2007; 104: 609–12. [Google Академия] 35. Reiter RJ, Tan DX, Manchester LC, Simopoulos AP, Maldonado MD, Flores LJ и др.Мелатонин в съедобных растениях (фитомелатонин): идентификация, концентрации, биодоступность и предполагаемые функции. Мировая диета Rev Nutr. 2007; 97: 211–30. [PubMed] [Google Scholar] 39. Хаттори А., Мигитака Х., Ииго М., Ито М., Ямамото К., Отани-Канеко Р. и др. Идентификация мелатонина в растениях и его влияние на уровень мелатонина в плазме и связывание с рецепторами мелатонина у позвоночных. Биохим Мол Биол Инт. 1995; 35: 627–34. [PubMed] [Google Scholar]40. Кастро Н., Шпенглер М., Лолливье В., Вельниц О., Мейер Х.Д., Брукмайер Р.М.Суточная картина мелатонина в крови и молоке молочных коров. Milchwiss-Milk Sci Int. 2011;66:352–3. [Google Академия] 41. Ирити М., Фаоро Ф. Биоактивность химикатов винограда для здоровья человека. Нац Прод коммун. 2009; 4: 611–34. [PubMed] [Google Scholar]46. Бабкофф Х., Френч Дж., Уитмор Дж., Сазерлин Р. Однократная доза яркого света и/или кофеина влияет на ночную активность. Aviat Space Environ Med. 2002; 73: 341–50. [PubMed] [Google Scholar]48. Ursing C, Wikner J, Brismar K, Röjdmark S. Кофеин повышает уровень мелатонина в сыворотке у здоровых людей: указание на метаболизм мелатонина цитохромом P450 (CYP) 1A2.Дж Эндокринол Инвест. 2003; 26: 403–6. [PubMed] [Google Scholar]56. Webley GE, Leidenberger F. Циркадный характер мелатонина и его положительная связь с прогестероном у женщин. J Clin Endocrinol Metab. 1986; 63: 323–8. [PubMed] [Google Scholar]57. Брун Дж., Клаустрат Б., Дэвид М. Мочевой мелатонин, ЛГ, эстрадиол, экскреция эстрадиола, прогестерона во время менструального цикла или у женщин, принимающих оральные контрацептивы. Акта Эндокринол. 1987; 116: 145–9. [PubMed] [Google Scholar]58. Хилли Дж., Корхонен Т., Турпейнен М., Хокканен Дж., Маттила С., Лайне К.Влияние оральных контрацептивов на фармакокинетику мелатонина у здоровых лиц с полиморфизмом CYP1A2 g.-163C>A. Дж. Клин Фармакол. 2008; 48: 986–94. http://jcp.sagepub.com/content/48/8/986.long [цитировано 12 января 2012 г.] [PubMed] [Google Scholar]60. Апарисио С., Гарау С., Эстебан С., Николау М.С., Риверо М., Риал Р.В. Хронопитание: использование диссоциированных дневных/ночных молочных смесей для улучшения развития ритмов бодрствования и сна. Эффекты триптофана. Нутр Невроски. 2007; 10: 137–43. [PubMed] [Google Scholar]61.Куберо Дж., Нарцисо Д., Апарисио С., Гарау С., Валеро В., Риверо М. и др. Улучшение циркадного цикла сна-бодрствования у младенцев, получающих дневную/ночную диссоциированную молочную смесь. Нейро Эндокринол Летт. 2006; 27: 373–80. [PubMed] [Google Scholar]63. Ekman AC, Leppäluoto J, Huttunen P, Aranko K, Vakkuri O. Этанол ингибирует секрецию мелатонина у здоровых добровольцев в дозозависимом рандомизированном двойном слепом перекрестном исследовании. J Clin Endocrinol Metab. 1993; 77: 780–3. [PubMed] [Google Scholar]68. Стивенс Р.Г., Дэвис С., Мирик Д.К., Хейфец Л., Кауне В.Потребление алкоголя и концентрация 6-сульфатоксимелатонина в моче у здоровых женщин. Эпидемиология. 2000; 11: 660–5. [PubMed] [Google Scholar]74. Мортон ДЖ. Возможные механизмы ингибирования и активации крысиной N-ацетилтрансферазы (КФ 2.3.1.5.) катионами. J Neural Transm. 1989; 75: 51–64. [PubMed] [Google Scholar]75. Мортон Д.Дж., Джеймс М.Ф. Влияние ионов магния на активность N-ацетилтрансферазы шишковидной железы крысы (EC 2.3.1.5). J Шишковидная рез. 1985; 2: 387–91. [PubMed] [Google Scholar]77. Любошицкий Р., Офир У., Нав Р., Эпштейн Р., Шен-Орр З., Херер П.Влияние введения пиридоксина на секрецию мелатонина у здоровых мужчин. Нейро Эндокринол Летт. 2002; 23: 213–7. [PubMed] [Google Scholar]78. Муньос-Ойос А., Аморос-Родригес И., Молина-Карбальо А., Уберос-Фернандес Дж., Акунья-Кастровьехо Д. Реакция шишковидной железы после теста на пиридоксин у детей. J Neural Transm. 1996; 103: 833–42. [PubMed] [Google Scholar]80. Тургут М., Енисей С., Акюз О., Озсунар Й., Эркус М., Бичакчи Т. Корреляция уровней микроэлементов и мелатонина в сыворотке с радиологической, биохимической и гистологической оценкой дегенерации у пациентов с грыжей межпозвонкового диска.Биол Трейс Элем Рез. 2006; 109: 123–34. [PubMed] [Google Scholar]82. Lavialle M, Champeil-Potokar G, Alessandri JM, Balasse L, Guesnet P, Papillon C. Диета с дефицитом (n-3) полиненасыщенных жирных кислот нарушает повседневную двигательную активность, ритм мелатонина и дофамин в полосатом теле у сирийских хомяков. Дж Нутр. 2008; 138:1719–24. http://jn.nutrition.org/content/138/9/1719.long [цитировано 5 января 2012 г.] [PubMed] [Google Scholar]83. Zaouali-Ajina M, Gharib A, Durand G, Gazzah N, Claustrat B, Gharib C. Пищевые фосфолипиды, обогащенные докозагексаеновой кислотой, нормализуют экскрецию мелатонина с мочой у взрослых (n-3) крыс с дефицитом полиненасыщенных жирных кислот.Дж Нутр. 1999;129:2074–80. http://jn.nutrition.org/content/129/11/2074.long [цитировано 5 января 2012 г.] [PubMed] [Google Scholar]

Диетические факторы и колебания уровня мелатонина

Food Nutr Res. 2012 г.; 56: 10.3402/fnr.v56i0.17252.

Институт биомедицины, фармакологии, лечебной физиологии питания, Хельсинкский университет, Хельсинки, Финляндия Box 63, 00014 Университет Хельсинки, Финляндия.Тел.: +3589166. Электронная почта: if.iknisleh@irukhuep.irtak

Поступила в редакцию 23 января 2012 г.; Пересмотрено 3 мая 2012 г.; Принято 12 июня 2012 г.

Это статья с открытым доступом, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution-Noncommercial 3.0 Unported, разрешающей любое некоммерческое использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии правильного цитирования оригинальной работы. .

Эта статья была процитирована другими статьями в PMC.

Abstract

Мелатонин секретируется главным образом шишковидной железой и преимущественно в ночное время.Основная физиологическая функция состоит в том, чтобы передавать телу информацию о дневном цикле света и темноты. Кроме того, он может выполнять и другие функции, связанные со здоровьем. Мелатонин синтезируется из триптофана, незаменимой диетической аминокислоты. Было продемонстрировано, что некоторые пищевые факторы, такие как потребление овощей, кофеина и некоторых витаминов и минералов, могут изменять выработку мелатонина, но с меньшей интенсивностью, чем свет, являющийся наиболее доминирующим синхронизатором выработки мелатонина. В этом обзоре основное внимание будет уделено факторам питания, помимо потребления триптофана, которые влияют на уровень мелатонина у людей.В целом, продукты, содержащие мелатонин или способствующие его синтезу путем воздействия на доступность триптофана, а также продукты, содержащие витамины и минералы, необходимые в качестве кофакторов и активаторов синтеза мелатонина, могут модулировать уровни мелатонина. Несмотря на это, влияние дневной диеты на синтез ночного мелатонина ограничено, однако влияние диеты кажется более очевидным на дневных уровнях.

Ключевые слова: мелатонин, 6-сульфатоксимелатонин, диета, овощи, алкоголь, витамины группы В

Многие нормальные физиологические функции происходят в определенное время суток.Эти биологические ритмы, называемые циркадными ритмами, контролируются эндогенной системой хронометража, колеблющейся приблизительно с 24-часовым циклом при постоянных условиях (1, 2). Главный осциллятор, реагирующий на внутренние и внешние сигналы, расположен в супрахиазматическом ядре (СХЯ) переднего гипоталамуса головного мозга. Наиболее мощным кардиостимулятором является экологический цикл свет-темнота. Нейроны СХЯ передают эту ритмичную информацию о свете и темноте в другие области мозга и периферические органы, которые контролируют многие аспекты физиологии и поведения, включая циклы сна и бодрствования, сердечно-сосудистую деятельность, эндокринную систему, диетическое поведение и энергетический обмен.Эти сигналы распространяются по двум основным путям: прямому пути, который использует вегетативную нервную систему, и косвенному пути, который действует через гормональные сигналы, контролируемые СХЯ, такие как ночная пиковая секреция мелатонина шишковидной железы или ежедневное увеличение глюкокортикоидов надпочечников. (3).

Нарушение циркадного ритма и циклов сна-бодрствования считаются факторами риска различных проблем со здоровьем, включая ожирение и сердечно-сосудистые заболевания (3, 4). Несколько доклинических исследований выявили, что пищевые компоненты, такие как глюкоза (5, 6), натрий (7), этанол (8) или кофеин (9), способны смещать фазы циркадных ритмов путем модификации экспрессии генетических компонентов биологического организма. часы, т.е. гены часов. Изменения в циркадном цикле модифицируют метаболизм, но, кроме того, изменения в метаболизме также способны смещать физиологические часы, приводя к изменениям ритмов, как описано ранее (1, 4).

Одним из возможных механизмов влияния диеты на циркадные ритмы является изменение секреции мелатонина. Мелатонин представляет собой циркулирующий нейрогормон, секретируемый преимущественно ночью. Это важно для передачи ежедневного цикла света и темноты в тело, тем самым регулируя циркадные ритмы и помогая нам засыпать и спать.В дополнение к своей регулирующей роли мелатонин обладает антиоксидантной способностью, иммуномодулирующей активностью, а также, по-видимому, защищает от различных видов рака, особенно рака молочной железы, хотя данные в основном основаны на обсервационных исследованиях и моделях на животных (10–12). Экзогенный мелатонин использовался для лечения нарушений сна циркадного происхождения, таких как синдром смены часовых поясов и задержки фазы сна, а также в качестве дополнения к другим терапевтическим препаратам для лечения многочисленных заболеваний, включая глаукому, заболевания раздраженного кишечника и некоторые виды рака, в основном для либо усиливать терапевтический эффект традиционной лекарственной терапии, либо снижать их токсичность, уменьшая тем самым побочные эффекты (13–18).Отрицательные побочные эффекты экзогенного мелатонина в вышеупомянутых клинических испытаниях встречаются редко.

Система регуляции секреции мелатонина сложна. Свет является наиболее влиятельным фактором окружающей среды. Кроме того, синтез мелатонина зависит от наличия его предшественника, триптофана (TRP), который является незаменимой аминокислотой и, таким образом, является важным компонентом диеты. Если потребление ТРП сильно ограничено, у человека значительно снижается синтез мелатонина (19). В нескольких исследованиях изучалось влияние других диетических факторов на колебания уровня мелатонина, например, потребление определенных продуктов питания или наличие питательных веществ.В этом описательном обзоре основное внимание будет уделено факторам питания, помимо потребления ТРП, которые влияют на уровень мелатонина у людей. Мы использовали электронную библиографическую базу данных PubMed до апреля 2012 г. (без каких-либо методологических ограничений) для выявления исследований по следующим ключевым словам: мелатонин, 6-сульфатоксимелатонин, диета, овощи, алкоголь и витамины группы В. Кроме того, мы рассмотрели ссылки на выявленные исследования и отдельные описательные обзорные статьи.

Синтез мелатонина

Синтез и физиологическая функция мелатонина были недавно точно описаны в нескольких обзорных статьях и здесь лишь очень кратко изложены (10, 20–25).

Мелатонин является нейротрансмиттером, секретируемым преимущественно шишковидной железой. Существуют внешишковидные участки производства мелатонина, такие как сетчатка и кишечник. Даже если синтез мелатонина в этих внешишковидных участках способствует общей концентрации мелатонина, физиологическое значение этих участков остается неопределенным.

Мелатонин синтезируется из его предшественника, незаменимой аминокислоты TRP (). Скорость образования мелатонина зависит от активности ферментов – арилалкиламин-N-ацетилтрансферазы (ААНАТ) и в меньшей степени триптофангидроксилазы (ТФГ).AANAT представлен в основном в шишковидной железе, где его активность контролируется SCN. Активность ТПН шишковидной железы колеблется в соответствии с циркадным ритмом, который достигает своего пика в ночное время.

Синтетический путь и метаболизм мелатонина и возможные места влияния некоторых нутриентов на синтез. Ферменты выделены подчеркнутыми заглавными буквами курсивом. ТРП, триптофан; TPH, триптофангидроксилаза; TDO, триптофандиоксигеназа; AADC, декарбоксилаза ароматических аминокислот; AANAT, арилалкиламон-N-ацетилтрансфераза; HIOMT, гидроксииндол-О-метилтрансфераза; 6-СМТ, 6-сульфатоксимелатонин; SAMe, S-аденозилметионин.

Синтез мелатонина контролируется как эндогенными суточными часами, так и светом окружающей среды. Свет является доминирующим фактором окружающей среды, который контролирует его синтез. Уровень мелатонина в шишковидной железе начинает повышаться поздним вечером, достигая максимума в ранние часы между 2:00 и 4:00, после чего следует медленное снижение до более низких дневных уровней. Дневные уровни мелатонина едва обнаруживаются. В дополнение к солнечному свету искусственное внутреннее освещение может быть достаточно ярким, чтобы предотвратить ночное выделение мелатонина.

Нормальная выработка мелатонина может значительно различаться у разных людей. В целом выработка мелатонина снижается с возрастом. Среди других факторов, которые наиболее последовательно связаны с измененным уровнем мелатонина, — нарушение циклов свет-темнота, работа в ночное время и избыточный вес. Кроме того, было продемонстрировано, что некоторые пищевые факторы также могут изменять выработку мелатонина, хотя и менее интенсивно. Погодные диетические факторы влияют только на выработку мелатонина шишковидной железой или также вне эпифиза, например, в желудочно-кишечном тракте, неизвестно.

После синтеза мелатонин не накапливается в продуцирующих клетках, а быстро высвобождается в кровь и начинает циркулировать. Таким образом, концентрация в плазме достоверно отражает секрецию пинеальной железы. Кроме того, концентрацию мелатонина можно измерить в других жидкостях организма, таких как слюна и моча. Уровень в слюне составляет около 40% от уровня в плазме. По оценкам, эндогенная ночная продукция мелатонина составляет около 10–80 мкг за ночь, а дневная продукция значительно меньше.

Метаболизм мелатонина быстрый, и его период полураспада у человека после экзогенного введения колеблется от 10 до 60 минут.Деактивируется в основном печенью и выводится с мочой. Мочевой метаболит, 6-сульфатоксимелатонин (6-СМТ), отражает профиль мелатонина в плазме и может использоваться для оценки статуса мелатонина. В моче 50–80% 6-СМТ появляется в образце, полученном в течение ночи.

Диетические соединения

Существует несколько исследований, указывающих на влияние пищи на синтез или концентрацию мелатонина.

Ограничение энергии

Сильное влияние пищи на синтез мелатонина обнаружено в исследованиях субъектов, проходящих периоды голодания.Ограничение энергии снижает ночную секрецию мелатонина, хотя число исследований на людях, доказывающих это, ограничено. Кратковременное добровольное голодание путем полного отказа от пищи или с очень ограниченным потреблением энергии (<300 ккал в день) от 2 до 7 дней снижает концентрацию мелатонина в крови примерно на 20% (26–28). Однако в этих исследованиях не было замечено никаких изменений в экскретируемых метаболитах мелатонина с мочой. Добавление глюкозы во время кратковременного голодания возвращает сниженную концентрацию мелатонина к норме, что позволяет предположить, что пинеалоциты человека или другие продуцирующие клетки нуждаются в определенном минимальном количестве доставки глюкозы для нормального функционирования (27, 28).

Съедобные растения и продукты на их основе

Некоторые пищевые продукты, особенно съедобные растения, также содержат мелатонин и его предшественник TRP. На самом деле мелатонин присутствует в растениях повсеместно, хотя и с широким диапазоном концентраций от пикограммов до микрограммов на грамм растительной ткани (29). Мелатонин был обнаружен в заметных количествах, например, в томатах, оливках, ячмене, рисе и грецких орехах (29–40). Недавние исследования показали, что концентрации мелатонина различаются не только среди видов растений, но и среди разновидностей одного и того же вида.В винограде, например, сорта Неббиоло и Кроатина имеют очень высокий уровень мелатонина, около 0,8–0,9 нг/г, тогда как Каберне Фран содержит только 0,005 нг/г. Так, в бокале вина концентрация мелатонина может значительно варьироваться от пикограммов до многих нанограммов на миллилитр (41, 42).

Таблица 1

Таблица 1

Некоторые примеры содержания мелатонина в растениях и продуктах питания, измеренные иммунологическими и хроматографическими технологиями

901 48
Melatonin
Tomato 3-114 нг / г 32, 37
Walnuts 3-4 NG / G 30
хлопья (рис, ячмень) 300-1000 PG / G 39
Клубника 1 -11 NG / G 32
Оливковое масло 53-119 PG / мл 34
Wine 50-230 PG / ML 32, 36
Beer 52-170 pg / ml 43 43
Коровье молоко (необработанные) 3-25 PG / мл 38, 40 38, 40
ночное молоко 10-40 Z / мл 62

Биодоступность растительного мелатонина была продемонстрирована в основном на животных, но также и на людях (30, 35, 43).Он был измерен как повышенная концентрация в крови или повышенное количество экскретируемого с мочой 6-СМТ после употребления продуктов, содержащих мелатонин, таких как овощи или пиво на основе ячменя (43, 44). Была замечена даже некоторая зависимость от дозы: среднее значение 6-SMT в моче было на 16% выше у японских женщин в пределах самого высокого квартиля потребления овощей по сравнению с женщинами с самым низким потреблением (45). Однако овощи и зерновые продукты содержат большое количество витаминов и минералов. Таким образом, даже если в этих исследованиях было замечено повышение уровня мелатонина, нельзя исключать, что это увеличение связано с усиленным синтезом эндогенного мелатонина за счет возможного стимулирующего эффекта продуктов приема внутрь, а не только мелатонина, всасываемого из пищи.

Помимо вина, чрезвычайно высокие концентрации мелатонина были обнаружены в кофейных зернах, как было указано ранее (29, 35). Хотя чашка кофе, по оценкам, содержит до 40 мкг мелатонина, что соответствует ночной эндогенной выработке, общий эффект на концентрацию циркулирующего мелатонина может отличаться, поскольку кофе содержит кофеин, который может снижать эндогенный ночной уровень мелатонина. Результаты клинических исследований противоречивы. В двух краткосрочных исследованиях однократная доза 200 мг капсул с кофеином снижала секрецию мелатонина в ночное время, тогда как в другом исследовании наблюдалось значительное увеличение на 32% (46–48).В еще одном исследовании испытуемым вводили повторные дозы 400 мг кофеина в капсулах с интервалом в 1 неделю. Анализ показал небольшую тенденцию к снижению уровня мелатонина в ночное время на 7% у здоровых молодых людей (49). Когда испытуемым вводили кофеин вместе с кофе, в другом небольшом исследовании было обнаружено снижение более чем на 50% ночной экскреции 6-SMT по сравнению с кофе без кофеина (50).

Кофеин оказывает как стимулирующее, так и тормозящее действие на уровень мелатонина.Какие из них преобладают у нормальных здоровых субъектов, неясно, поскольку гипотезы о механизмах были проверены в основном 90–155 in vitro 90–156 и с использованием моделей на животных. Кофеин может изменять уровень экспрессии часовых генов, повышая или понижая амплитуду часовых генов (51, 52). Кофеин действует как антагонист аденозиновых рецепторов. Аденозин повышает уровень внутриклеточного цАМФ через аденозиновый рецептор, что увеличивает выработку AANAT, фермента, ограничивающего скорость синтеза мелатонина (53).Таким образом, поскольку рецепторы адеозина блокируются кофеином, синтез мелатонина снижается. Кроме того, кофеин также может уменьшить расщепление мелатонина. Кофеин и мелатонин конкурируют за одни и те же метаболизирующие ферменты цитохрома Р450 печени, что приводит к повышению уровня мелатонина в сыворотке крови после приема больших доз кофеина (48, 54).

Существуют значительные различия между ранее упомянутыми исследованиями в их дизайне, сроках и дозировке кофеина, а также отборе проб и анализе мелатонина и его метаболита.Кроме того, испытуемые были либо лишены сна, либо нет, что сильно изменяет синтез мелатонина и может, по крайней мере, частично объяснить различия. Если в число субъектов исследования входят как мужчины, так и женщины, это также может повлиять на результаты, поскольку сообщалось, что менструация изменяет эти уровни, в то время как оральные контрацептивы повышают уровень мелатонина в ночное время из-за ингибирования катализирующих ферментов в печени (55). –58).

Молоко на ночь

Мелатонин — это природное соединение, содержащееся в молоке.Концентрация мелатонина имеет выраженный дневной ритм с повышением концентрации в молоке, вырабатываемом ночью (40, 59). Это явление кажется универсальным среди млекопитающих.

Поскольку молоко является основным компонентом рациона младенца, а ночная лактация подтверждает адекватность питательных веществ, содержание мелатонина в ночном молоке может иметь дополнительное физиологическое значение. Эта теория может выиграть от дальнейшего изучения, но кажется вероятным, что материнский мелатонин может проникать через молоко к младенцу, что приводит к улучшению ночного сна, хотя это основано на очень ограниченном количестве наблюдений (59).Кроме того, при подаче на ночь коммерческих молочных смесей для младенцев, обогащенных TRP, наблюдались улучшения параметров сна и увеличение количества метаболитов серотонина в моче, что позволяет предположить повышенное использование серотонина для выработки мелатонина (60, 61).

Исследований, показывающих влияние содержания мелатонина в коровьем молоке на колебания уровня мелатонина у взрослых, еще меньше. В двойном слепом исследовании у пожилых людей, находящихся в специализированных учреждениях, коммерческое молоко было заменено на ночное молоко, богатое мелатонином (62).Общее количество 10–20 нг мелатонина, поступающего с ночным молоком, представляет собой, однако, такую ​​маленькую дозу, разделенную на несколько приемов пищи, что ее физиологическое значение трудно понять. Однако утренняя активность испытуемых была значительно повышена, что указывает на некоторую разницу между обычным коммерческим молоком и ночным молоком, из которых наиболее очевидно содержание мелатонина.

Алкоголь

Выводы о влиянии алкоголя на уровень мелатонина оказались противоречивыми.Как острое, так и хроническое потребление алкоголя на уровне, соответствующем «социальному пьянству» (10–100 г этанола в день), снижает уровень мелатонина в крови и слюне в трех небольших исследованиях на здоровых добровольцах (63–65), но не в четвертом исследовании (66). Помимо абсолютного количества этанола, на общий эффект могут влиять и другие свойства алкогольных напитков. Как упоминалось выше, вино и пиво содержат мелатонин и, следовательно, могут оказывать дополнительное влияние на обнаруживаемый уровень мелатонина в организме.При исследовании крепкого пива (содержание алкоголя 7,2%), через 45 мин после однократного приема 330 мл для женщин и 660 мл для мужчин, соответствующих дозам 24–48 г этанола, уровень мелатонина в сыворотке достоверно повышался в небольшое исследование с семью здоровыми субъектами (43). Это увеличение исследователи объяснили содержанием мелатонина в пиве.

Однако влияние алкоголя на метаболиты мелатонина в моче противоречит этим выводам. Даже если однократная или повторная доза алкоголя вечером снижает ночную секрецию мелатонина в кровь в зависимости от дозы, соответствующих изменений в 9-12-часовой экскреции метаболитов мелатонина с мочой не наблюдалось (63, 64, 67).В этих исследованиях здоровые участники — мужчины и женщины — получали дозы этанола в диапазоне от 15 до 120 г в день либо в виде однократной, либо многократной суточной дозы. Однако в крупном исследовании с участием более 200 здоровых женщин в возрасте от 20 до 74 лет было обнаружено, что ночная концентрация 6-СМТ в моче снижалась в зависимости от дозы при увеличении потребления алкогольных напитков в предшествующие 24 часа. 68). Категориальный анализ не выявил эффекта от одной порции (более 70% наблюдаемых дней), но снижение на 9% при двух порциях, на 15% — при трех порциях и на 17% — при четырех и более порциях (только при 2 порциях). % наблюдаемых дней).Это было показано также после учета влияния возраста, количества часов темноты в день, использования лекарств, влияющих на уровень мелатонина и индекс массы тела.

Таким образом, потребление алкоголя, по-видимому, снижает концентрацию мелатонина в крови, но неясно, существует ли связь между метаболитами мелатонина в моче и алкоголем, возможно, из-за различных напитков и используемых доз, а также различий в методах сбора мочи. как метаболические различия на основе этанола.Было выдвинуто несколько гипотез, объясняющих, как этанол ингибирует секрецию мелатонина. Гипотезы варьируются от нарушений режима сна и потери дневного ритма, вызванных употреблением алкоголя, до снижения активности TPH, фазовой задержки экспрессии и активности гена AANAT до нарушений этапов синтеза или экскреции мелатонина (64, 69). Кроме того, этанол снижает уровень ТРП в плазме, что приводит к кратковременному снижению доступности ТРП. Небольшое количество глюкозы необходимо для синтеза мелатонина.Поскольку этанол обладает свойствами, снижающими уровень глюкозы в крови, было высказано предположение, что недостаточное количество глюкозы в пинеалоцитах может объяснить снижение уровня мелатонина. Механизмы, лежащие в их основе, еще предстоит изучить.

Наличие нутриентов

Доказательства влияния нутриентов на синтез мелатонина могут быть разными. Есть некоторые исследования, основанные в основном на животных, которые доказывают важность витаминов группы В, магния, цинка и полиненасыщенных жирных кислот.

Дефицит фолиевой кислоты, магния и цинка был связан с более низким уровнем мелатонина у грызунов, а в одном исследовании на грызунах витамин B6, отдельно или в сочетании с цинком, повышал уровень мелатонина в плазме (70–73). Предполагается, что фолиевая кислота и витамин B6 стимулируют образование серотонина из TRP в качестве коферментов. Вместо этого предполагается, что цинк и магний усиливают образование мелатонина из серотонина путем связывания с ферментом AANAT, тем самым активируя его и увеличивая сродство серотонина к связыванию с AANAT (74, 75).В связи с этим роль этих витаминов и минералов у человека менее изучена.

В большом исследовании с участием почти 300 японских женщин потребление фолиевой кислоты не было связано с экскрецией 6-СМТ с мочой (45). Однако 6-СМТ в моче явно положительно связан с потреблением всех овощей, особенно зеленых и желтых овощей. В исследовании здоровья медсестер, в котором приняли участие около 1000 женщин в США, не было обнаружено связи между высоким потреблением различных питательных веществ, таких как фолиевая кислота, витамин B6 и цинк, и повышенной экскрецией мелатонина с мочой (76).Помимо незначительной положительной связи между потреблением апельсинового сока, помидоров и молочных сливок и 6-СМТ в моче, только потребление мяса было значимо и обратно пропорционально связано с 6-СМТ в моче в этом крупном исследовании. Однако ни в одном из этих исследований не сообщалось о витаминном статусе испытуемых, а сообщалось только об их расчетном потреблении с пищей.

В небольшом исследовании с участием 12 здоровых мужчин пероральный прием пиридоксина (один из витаминов витамина B6) в дозе 100 мг в вечерние часы не оказывал влияния на ночные уровни мелатонина в крови (77).Однако ночной уровень мелатонина в крови удвоился более чем у 100 маленьких детей в возрасте от 18 месяцев до 8 лет, когда пиридоксин вводили внутривенно на ночь в дозе 3 мг/кг (78). О возможном дефиците пиридоксина у этих госпитализированных детей не сообщалось.

Надежных клинических данных об усилении секреции мелатонина после приема внутрь катионов магния или цинка пока не существует. В исследовании с участием 10 здоровых мужчин было обнаружено, что однократное внутривенное введение сульфата магния не влияет на высвобождение мелатонина (79).Однако корреляции между уровнями магния и мелатонина в сыворотке крови у пациентов с грыжей межпозвонкового диска обнаружено не было. Вместо этого была обнаружена четкая положительная корреляция между уровнем цинка в сыворотке и уровнем мелатонина (80).

Шишковидная железа содержит большое количество n-6 и n-3 полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК), особенно арахидоновой и докозагексаеновой кислот (ДГК) (81). Есть некоторые доказательства того, что статус жирных кислот может влиять на синтез мелатонина. У грызунов диета с дефицитом n-3 снижает ночную секрецию мелатонина, которая возвращается к норме при добавлении ДГК (82, 83).Основываясь на экспериментах на животных, ритм активности AANAT может быть изменен статусом n-3 и соотношением n-3/n-6, а также они могут изменять активность мембраносвязанных белков, включая ферменты, рецепторы и транспортные белки (81). ).

Мы не нашли подобных исследований ПНЖК на людях. Единственным клиническим исследованием, в котором измеряется влияние диетических ПНЖК на уровень мелатонина у людей, является исследование пациентов с бессонницей (84). Субъекты ежедневно в течение месяца непосредственно перед сном принимали пищевые добавки в форме капсул, содержащие соевое масло, масло каде, экстракт гумулюса волчаночного и соевый лецитин.Ни эта добавка, ни капсулы плацебо, содержащие оливковое масло, не влияли на экскрецию 6-СМТ с мочой (84).

Клиническая значимость и выводы

Секреция мелатонина тесно связана с продолжительностью темноты. Его наиболее определенная физиологическая роль заключается в передаче организму информации о продолжительности дня для различных физиологических функций. В дополнение к роли мелатонина как эндогенного синхронизатора, все больше данных свидетельствует о его антиоксидантной активности, а также о его роли в модуляции иммунных ответов.В настоящее время растущий интерес сосредоточен на обоснованности противоопухолевых механизмов мелатонина.

Для синтеза мелатонина требуется триптофан в качестве предшественника, а также гладко функционирующий каскад нескольких ферментативных реакций, сначала для синтеза серотонина, а затем мелатонина. Некоторые витамины и минералы действуют как кофакторы и активаторы этих процессов, поэтому явный дефицит необходимых питательных веществ может ограничивать синтез. Однако серьезные дефициты редко встречаются в западных странах, за исключением некоторых подгрупп.Кроме того, колебания уровня мелатонина можно повысить, употребляя продукты, содержащие мелатонин. Биодоступность растительного мелатонина очевидна, по крайней мере, у грызунов, и может объяснить некоторую пользу для здоровья овощей, фруктов и зерновых продуктов.

Диета и питательные вещества модулируют колебания уровня мелатонина, но это влияние незначительно по сравнению с силой цикла свет-темнота. Другие факторы образа жизни, связанные со здоровьем, такие как масса тела, которая связана с диетой, могут оказывать такое же влияние на уровень мелатонина, как и выбор диеты.Таким образом, польза для здоровья от повышения содержания мелатонина на диете, по-видимому, не является продуктом какого-либо одного продукта или питательных веществ, присутствующих в рационе. В целом, диеты, богатые овощами, фруктами и зерновыми продуктами, содержат значительное количество диетического мелатонина. Витамины и минералы способствуют синтезу эндогенного мелатонина, пока организм активен. Несмотря на это, влияние дневной диеты на синтез ночного мелатонина очень ограничено, однако влияние диеты на дневные уровни мелатонина кажется более очевидным.

Конфликт интересов и финансирование

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении этого обзора. Никакого финансирования или льгот от промышленности они не получали, но К.П. и Н.С. получить поддержку от Исследовательской программы SalWe для разума и тела (Tekes — грант Финского агентства по финансированию технологий и инноваций 1104/10).

Ссылки

27. Röjdmark S, Rössner S, Wetterberg L. Влияние кратковременного голодания на ночную секрецию мелатонина при ожирении. Метаб Клин Эксп.1992;41:1106–9. [PubMed] [Google Scholar] 28. Ройдмарк С., Веттерберг Л. Кратковременное голодание подавляет ночную секрецию мелатонина у здорового человека. Clin Endocrinol (Oxf) 1989;30:451–7. [PubMed] [Google Scholar] 29. Tan DX, Hardeland R, Manchester LC, Korkmaz A, Ma S, Rosales-Corral S. Функциональная роль мелатонина в растениях и перспективы в области питания и сельскохозяйственных наук. J Опытный бот. 2011. стр. e1–21. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22016420 [по состоянию на 20 декабря 2011 г.] [PubMed]31. Мерколини Л., Мандриоли Р., Рагги М.А.Содержание мелатонина и других антиоксидантов в продуктах питания, связанных с виноградом: измерение методом MEPS-HPLC-F. J Шишковидная рез. 2011. [Epub перед печатью]. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22017461 [по состоянию на 20 декабря 2011 г.] [PubMed]34. де ла Пуэрта С., Карраскоса-Салморал М.П., ​​Гарсия-Луна П.П., Лардоне П.Дж., Эррера Х.Л., Фернандес-Монтесинос Р. и др. Мелатонин является фитохимическим веществом в оливковом масле. Пищевая хим. 2007; 104: 609–12. [Google Академия] 35. Reiter RJ, Tan DX, Manchester LC, Simopoulos AP, Maldonado MD, Flores LJ и др.Мелатонин в съедобных растениях (фитомелатонин): идентификация, концентрации, биодоступность и предполагаемые функции. Мировая диета Rev Nutr. 2007; 97: 211–30. [PubMed] [Google Scholar] 39. Хаттори А., Мигитака Х., Ииго М., Ито М., Ямамото К., Отани-Канеко Р. и др. Идентификация мелатонина в растениях и его влияние на уровень мелатонина в плазме и связывание с рецепторами мелатонина у позвоночных. Биохим Мол Биол Инт. 1995; 35: 627–34. [PubMed] [Google Scholar]40. Кастро Н., Шпенглер М., Лолливье В., Вельниц О., Мейер Х.Д., Брукмайер Р.М.Суточная картина мелатонина в крови и молоке молочных коров. Milchwiss-Milk Sci Int. 2011;66:352–3. [Google Академия] 41. Ирити М., Фаоро Ф. Биоактивность химикатов винограда для здоровья человека. Нац Прод коммун. 2009; 4: 611–34. [PubMed] [Google Scholar]46. Бабкофф Х., Френч Дж., Уитмор Дж., Сазерлин Р. Однократная доза яркого света и/или кофеина влияет на ночную активность. Aviat Space Environ Med. 2002; 73: 341–50. [PubMed] [Google Scholar]48. Ursing C, Wikner J, Brismar K, Röjdmark S. Кофеин повышает уровень мелатонина в сыворотке у здоровых людей: указание на метаболизм мелатонина цитохромом P450 (CYP) 1A2.Дж Эндокринол Инвест. 2003; 26: 403–6. [PubMed] [Google Scholar]56. Webley GE, Leidenberger F. Циркадный характер мелатонина и его положительная связь с прогестероном у женщин. J Clin Endocrinol Metab. 1986; 63: 323–8. [PubMed] [Google Scholar]57. Брун Дж., Клаустрат Б., Дэвид М. Мочевой мелатонин, ЛГ, эстрадиол, экскреция эстрадиола, прогестерона во время менструального цикла или у женщин, принимающих оральные контрацептивы. Акта Эндокринол. 1987; 116: 145–9. [PubMed] [Google Scholar]58. Хилли Дж., Корхонен Т., Турпейнен М., Хокканен Дж., Маттила С., Лайне К.Влияние оральных контрацептивов на фармакокинетику мелатонина у здоровых лиц с полиморфизмом CYP1A2 g.-163C>A. Дж. Клин Фармакол. 2008; 48: 986–94. http://jcp.sagepub.com/content/48/8/986.long [цитировано 12 января 2012 г.] [PubMed] [Google Scholar]60. Апарисио С., Гарау С., Эстебан С., Николау М.С., Риверо М., Риал Р.В. Хронопитание: использование диссоциированных дневных/ночных молочных смесей для улучшения развития ритмов бодрствования и сна. Эффекты триптофана. Нутр Невроски. 2007; 10: 137–43. [PubMed] [Google Scholar]61.Куберо Дж., Нарцисо Д., Апарисио С., Гарау С., Валеро В., Риверо М. и др. Улучшение циркадного цикла сна-бодрствования у младенцев, получающих дневную/ночную диссоциированную молочную смесь. Нейро Эндокринол Летт. 2006; 27: 373–80. [PubMed] [Google Scholar]63. Ekman AC, Leppäluoto J, Huttunen P, Aranko K, Vakkuri O. Этанол ингибирует секрецию мелатонина у здоровых добровольцев в дозозависимом рандомизированном двойном слепом перекрестном исследовании. J Clin Endocrinol Metab. 1993; 77: 780–3. [PubMed] [Google Scholar]68. Стивенс Р.Г., Дэвис С., Мирик Д.К., Хейфец Л., Кауне В.Потребление алкоголя и концентрация 6-сульфатоксимелатонина в моче у здоровых женщин. Эпидемиология. 2000; 11: 660–5. [PubMed] [Google Scholar]74. Мортон ДЖ. Возможные механизмы ингибирования и активации крысиной N-ацетилтрансферазы (КФ 2.3.1.5.) катионами. J Neural Transm. 1989; 75: 51–64. [PubMed] [Google Scholar]75. Мортон Д.Дж., Джеймс М.Ф. Влияние ионов магния на активность N-ацетилтрансферазы шишковидной железы крысы (EC 2.3.1.5). J Шишковидная рез. 1985; 2: 387–91. [PubMed] [Google Scholar]77. Любошицкий Р., Офир У., Нав Р., Эпштейн Р., Шен-Орр З., Херер П.Влияние введения пиридоксина на секрецию мелатонина у здоровых мужчин. Нейро Эндокринол Летт. 2002; 23: 213–7. [PubMed] [Google Scholar]78. Муньос-Ойос А., Аморос-Родригес И., Молина-Карбальо А., Уберос-Фернандес Дж., Акунья-Кастровьехо Д. Реакция шишковидной железы после теста на пиридоксин у детей. J Neural Transm. 1996; 103: 833–42. [PubMed] [Google Scholar]80. Тургут М., Енисей С., Акюз О., Озсунар Й., Эркус М., Бичакчи Т. Корреляция уровней микроэлементов и мелатонина в сыворотке с радиологической, биохимической и гистологической оценкой дегенерации у пациентов с грыжей межпозвонкового диска.Биол Трейс Элем Рез. 2006; 109: 123–34. [PubMed] [Google Scholar]82. Lavialle M, Champeil-Potokar G, Alessandri JM, Balasse L, Guesnet P, Papillon C. Диета с дефицитом (n-3) полиненасыщенных жирных кислот нарушает повседневную двигательную активность, ритм мелатонина и дофамин в полосатом теле у сирийских хомяков. Дж Нутр. 2008; 138:1719–24. http://jn.nutrition.org/content/138/9/1719.long [цитировано 5 января 2012 г.] [PubMed] [Google Scholar]83. Zaouali-Ajina M, Gharib A, Durand G, Gazzah N, Claustrat B, Gharib C. Пищевые фосфолипиды, обогащенные докозагексаеновой кислотой, нормализуют экскрецию мелатонина с мочой у взрослых (n-3) крыс с дефицитом полиненасыщенных жирных кислот.Дж Нутр. 1999;129:2074–80. http://jn.nutrition.org/content/129/11/2074.long [цитировано 5 января 2012 г.] [PubMed] [Google Scholar]

6 продуктов с высоким содержанием мелатонина и почему он вам нужен

Мелатонин необходим для хорошего здоровья спать. Этот уникальный гормон вырабатывается шишковидной железой, расположенной в середине мозга, и функционирует в соответствии с солнечными ритмами. Когда солнце садится, вырабатывается больше мелатонина, а когда восходит — меньше. Исследователи говорят, что добавление мелатонина в рацион может улучшить сон.

Прием добавок мелатонина — популярный способ увеличить естественные запасы вашего тела. Как правило, они безопасны и не вызывают привыкания, но могут мешать действию некоторых рецептурных препаратов и вызывать побочные эффекты, такие как головная боль, тошнота, сонливость и головокружение.

Однако добавки могут не потребоваться. Исследователи обнаружили, что продукты с высоким содержанием мелатонина повышают уровень мелатонина в крови.

Зачем нужен мелатонин

Недостаток сна негативно влияет на ваше здоровье.Это препятствует обучению и повышает резистентность к инсулину, что может привести к диабету. Это также может нарушить выработку гормонов голода, а это означает, что вы можете съесть больше, чем обычно.

Ученые все еще изучают важность мелатонина. Хотя мелатонин наиболее известен как снотворное, он обладает рядом других потенциальных преимуществ для здоровья:

Восстановление сна

Существует мало доказательств того, что мелатонин эффективен против хронической бессонницы. Но если вы испытываете смену часовых поясов, это может помочь вам вернуться к нормальному режиму сна.Это также может помочь пациентам уснуть перед операцией.

Улучшение сна у взрослых

Люди с отсроченным расстройством фазы сна-бодрствования часто бодрствуют до раннего утра и спят до полудня. Мелатонин может помочь им поддерживать более нормальный режим сна.

Улучшение сна у детей

Мелатонин также может помочь детям с определенными состояниями, нарушающими сон. К ним относятся астма, дерматит, синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ) и расстройство аутистического спектра (РАС).Поскольку мелатонин является гормоном, детям не следует принимать его без разрешения врача.

Здоровье мозга у пожилых людей

Уровень мелатонина естественным образом снижается с возрастом. Повышение их может помочь предотвратить расстройства головного мозга в более позднем возрасте. Исследования как на животных, так и на людях обнаружили, что мелатонин может снизить риск нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона.

Здоровье глаз

Мелатонин выполняет несколько важных функций в человеческом глазу.Дополнение показало преимущества для людей с возрастной дегенерацией желтого пятна. Исследователи считают, что более низкий уровень мелатонина у пожилых людей может способствовать этому расстройству.

Продукты, содержащие мелатонин

Для мелатонина не установлена ​​рекомендуемая норма потребления (RDA). Когда дело доходит до добавок мелатонина, некоторые эксперты рекомендуют дозировку от 0,5 до 3 миллиграммов при проблемах со сном. Более высокие дозы могут вызвать дневную сонливость.

В большинстве баз данных о продуктах питания не указывается количество мелатонина в продуктах, но, согласно имеющимся исследованиям, эти шесть продуктов являются хорошими источниками мелатонина: .Исследователи обнаружили, что он повышает уровень мелатонина в организме и улучшает сон. Имейте в виду, что вишневый сок содержит много сахара. Употребление его на ночь может значительно увеличить потребление калорий. Употребление вишни вместо того, чтобы пить ее сок, является более здоровым способом получения мелатонина.

  • Ягоды годжи
    Произведенные из растения, произрастающего в Китае, ягоды годжи рекламируются за их антивозрастной эффект. Они также богаты мелатонином и могут улучшить сон.
  • Яйца
    Среди продуктов животного происхождения яйца являются одним из лучших источников мелатонина.Яйца также очень питательны, они содержат белок и железо, а также другие необходимые питательные вещества.
  • Молоко
    Теплое молоко — традиционное средство от бессонницы, поэтому неудивительно, что в нем много мелатонина. Это может быть хорошим вариантом, если вы переносите молочные продукты.
  • Рыба
    Рыба является лучшим источником мелатонина, чем другие виды мяса. Лучшими вариантами являются жирная рыба, такая как лосось и сардины, которые также содержат ценные жирные кислоты омега-3.
  • Орехи
    Большинство орехов содержат большое количество мелатонина.Фисташки и миндаль являются одними из самых высоких. Орехи также являются отличным источником многих антиоксидантов, полезных жиров омега-3 и минералов.
  • Свет, темнота и мелатонин: новые данные о важности мелатонина в физиологии глаза

  • 1

    Lerner AB, Case JD, Takahashi Y, Lee TH, Wataru M . Выделение мелатонина, фактора эпифиза, осветляющего меланоциты. J Am Chem Soc 1958; 80 : 2587.

    КАС Google Scholar

  • 2

    Manchester LC, Poeggeler B, Alvares FL, Ogden GB, Reiter RJ .Иммунореактивность мелатонина у фотосинтезирующих прокариот Rhodospirillum rubrum : последствия для древней антиоксидантной системы. Cell Mol Biol Res 1995; 41 : 391–395.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 3

    Liu C, Weaver DR, Jin X, Shearman LP, Pieschl RL, Gribkoff VK и др. . Молекулярный анализ двух различных действий мелатонина на супрахиазматические циркадные часы. Нейрон 1997; 19 : 91–102.

    КАС Google Scholar

  • 4

    Бартнесс Т.Дж., Пауэрс Дж.Б., Гастингс М.Х., Биттман Э.Л., Голдман Б.Д. Парадигма дозированной инфузии для доставки мелатонина: чему она научила нас в отношении сигнала мелатонина, его приема и фотопериодического контроля сезонных реакций? J Pineal Res 1993; 15 : 161–190.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 5

    Хьюз Р.Дж., Бадия П.Стимулирующие сон и гипотермические эффекты дневного введения мелатонина у людей. Сон 1997; 20 : 124–131.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 6

    Бешарсе Дж.К., Дунис Д.А. Метоксииндолы и метаболизм фоторецепторов: активация отщепления палочек. Наука 1983; 219 : 1341–1343.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 7

    Хаттори А., Мигитака Х., Ииго М., Ито М., Ямамото К., Отани-Канеко Р. и др. .Идентификация мелатонина в растениях и его влияние на уровень мелатонина в плазме и связывание с рецепторами мелатонина у позвоночных. Biochem Mol Biol Int 1995; 35 : 627–634.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 8

    Ю Х.С., Панг С.Ф., Тан П.Л. Повышение уровня ретинального мелатонина и сохранение его суточного ритма у крыс после пинеалэктомии. J Эндокринол 1981; 91 : 477–481.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 9

    Tan DX, Manchester LC, Hardeland R, Lopez-Burillo S, Mayo JC, Sainz RM и др. . Мелатонин: гормон, тканевой фактор, аутокоид, паракоид и витамин-антиоксидант. J Шишковидная Резьба 2003; 34 : 75–78.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 10

    Роде Б.Х., Маклафлин М.А., Чиу Л.И.Существование и роль эндогенного глазного мелатонина. J Ocul Pharmacol 1985; 1 : 235–243.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 11

    Mhatre MC, van Jaarsveld AS, Reiter RJ . Мелатонин в слезной железе: первая демонстрация и экспериментальная манипуляция. Biochem Biophys Res Commun 1988; 153 : 1186–1192.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 12

    Сломински А., Писарчик А., Семак И., Суитман Т., Вортсман Дж., Щесневский А. и др. .Серотонинергическая и мелатонинергическая системы в полной мере выражены в коже человека. FASEB J 2002; 16 : 896–898.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 13

    Бубеник Г.А. Локализация, физиологическое значение и возможное клиническое значение желудочно-кишечного мелатонина. Biol Signals Recept 2001; 10 : 350–366.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 14

    Ян Дж. Э., Фримен Р. Д., Фаст Д. К. .Лечение мелатонином нарушений цикла сна-бодрствования у детей и подростков. Dev Med Child Neurol 1999; 41 : 491–500.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 15

    Ардура Х., Гутьеррес Р., Андрес Х., Агапито Т. . Возникновение и эволюция циркадного ритма мелатонина у детей. Хорм Рез 2003; 59 : 66–72.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 16

    Вальдхаузер Ф., Эрхарт Б., Форстер Э. .Клинические аспекты действия мелатонина: влияние на развитие, старение и половое созревание, участие мелатонина в психических заболеваниях и значение нейроиммуноэндокринных взаимодействий. Опыт 1993; 49 : 671–681.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 17

    Грифан Б., Броде П., Блашкевич М., Ремер Т. . Производство мелатонина в детстве и подростковом возрасте: продольное исследование экскреции сульфата 6-гидроксимелатонина с мочой. J Шишковидная Резьба 2003; 34 : 26–31.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 18

    Игуити Х., Като К.И., Ибаяси Х. Возрастное снижение концентрации мелатонина в сыворотке крови у здоровых людей. J Clin Endocrinol Metab 1982; 55 : 27–29.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 19

    Czeisler CA, Shanahan TL, Klerman EB, Martens H, Brotman DJ, Emens JS и др. .Подавление секреции мелатонина у некоторых слепых пациентов при воздействии яркого света. N Engl J Med 1995; 332 : 6–11.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 20

    Лукас Р.Дж., Фридман М.С., Муньос М., Гарсия-Фернандес Х.М., Фостер Р.Г. Регуляция шишковидной железы млекопитающих с помощью нестержневых, неколбочковых фоторецепторов глаза. Наука 1999; 284 : 505–507.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 21

    Brainard GC, Hanifin JP, Greeson JM, Byrne B, Glickman G, Gerner E et al .Спектр действия для регуляции мелатонина у людей: свидетельство нового циркадного фоторецептора. J Neurosci 2001; 21 : 6405–6412.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 22

    Хаттар С., Ляо Х.В., Такао М., Берсон Д.М., Яу К.В. Меланопсин-содержащие ганглиозные клетки сетчатки: архитектура, проекции и внутренняя светочувствительность. Наука 2002; 295 : 1065–1070.

    КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  • 23

    Дейси Д.М., Ляо Х.В., Петерсон Б.Б., Робинсон Ф.Р., Смит В.К., Покорный Дж. и др. .Ганглиозные клетки, экспрессирующие меланопсин, в сетчатке приматов сигнализируют о цвете и освещенности и проецируются на LGN. Природа 2005; 433 : 749–754.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 24

    Берсон Д.М., Данн Ф.А., Такао М. . Фототрансдукция ганглиозными клетками сетчатки, устанавливающими циркадные часы. Наука 2002; 295 : 1070–1073.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 25

    Виссер Э.К., Беерсма Д.Г., Даан С.Подавление мелатонина светом у человека максимально при освещении носовой части сетчатки. J Biol Rhythms 1999; 14 : 116–121.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 26

    Секаран С., Лупи Д., Джонс С.Л., Шили С.Дж., Хаттар С., Яу К.В. и др. . Зависимая от меланопсина фоторецепция обеспечивает самое раннее обнаружение света в сетчатке млекопитающих. Карр Биол 2005; 15 : 1099–1107.

    КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  • 27

    Thompson CL, Selby CP, Partch CL, Plante DT, Thresher RJ, Araujo F и др. . Дополнительные доказательства роли криптохромов в ретино-гипоталамической фоторецепции/фототрансдукции. Brain Res Mol Brain Res 2004; 122 : 158–166.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 28

    Партч С.Л., Кларксон М.В., Озгур С., Ли А.Л., Санкар А. .Роль структурной пластичности в передаче сигнала криптохромным фоторецептором синего света. Биохимия 2005; 44 : 3795–3805.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 29

    Коэн Р.А., Альберс Х.Е. Нарушение циркадной и когнитивной регуляции человека после дискретного поражения гипоталамуса: тематическое исследование. Неврология 1991; 41 : 726–729.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 30

    Гастингс М.Х., Герцог Э.Д.Часовые гены, осцилляторы и клеточные сети в супрахиазматических ядрах. J Biol Rhythms 2004; 19 : 400–413.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 31

    Эчегарай Дж. П., Ли К., Уэйд П.А., Репперт С.М. Ритмическое ацетилирование гистонов лежит в основе транскрипции циркадных часов млекопитающих. Природа 2003; 421 : 177–182.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 32

    Пангерл Б., Пангерл А., Райтер Р.Дж.Циркадные вариации адренергических рецепторов в шишковидной железе млекопитающих: обзор. J Neural Transm Gen Sect 1990; 81 : 17–29.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 33

    Кнейсли Л.В., Московиц М.А., Линч Х.Г. Поражения шейного отдела спинного мозга нарушают ритм выделения мелатонина у человека. J Neural Transm 1978; 13 (дополнение): 311–323.

    Google Scholar

  • 34

    О’Брайен И.А., Левин И.Г., О’Хара Дж.П., Арендт Дж., Корралл Р.Дж.Аномальный циркадный ритм мелатонина при диабетической автономной невропатии. Клин Эндокринол 1986; 24 : 359–364.

    Google Scholar

  • 35

    Коста Э.Дж., Лопес Р.Х., Лами-Фройнд М.Т. Проницаемость чистых липидных бислоев для мелатонина. J Pineal Res 1995; 19 : 123–126.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 36

    Шида К.С., Каструччи А.М., Лами-Фройнд М.Т.Высокая растворимость мелатонина в водной среде. J Pineal Res 1994; 16 : 198–201.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 37

    Чанг Д.С., Репперт С.М. Циркадные ритмы мышей и людей. Нейрон 2001; 29 : 555–558.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 38

    Леви А.Дж., Ньюсом Д.А. Различные типы циркадных секреторных ритмов мелатонина у некоторых слепых. J Clin Endocrinol Metab 1983; 56 : 1103–1107.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 39

    Ян Дж. Э., Тай Дж., Хан Г., Ротштейн Р. Р. . Заместительная терапия мелатонином у ребенка с опухолью шишковидной железы. J Детский Нейрол 2001; 16 : 139–140.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 40

    Эциони А., Любошицки Р., Тиозано Д., Бен-Харуш М., Голдшер Д., Лави П. и др. .Заместительная терапия мелатонином корректирует нарушения сна у ребенка с опухолью шишковидной железы. Неврология 1996; 46 : 261–263.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 41

    Леви А.Дж., Вер Т.А., Гудвин Ф.К., Ньюсом Д.А., Марки С.П. Свет подавляет секрецию мелатонина у человека. Наука 1980; 210 : 1267–1269.

    КАС Google Scholar

  • 42

    Репперт С.М., Уивер Д.Р., Ривкес С.А., Стопа Э.Г.Предполагаемые рецепторы мелатонина в биологических часах человека. Наука 1988; 242 : 78–81.

    КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  • 43

    Лубкин В., Бейзай П., Садун А.А. Глаз как метроном тела. Сурв Офтальмол 2002; 47 : 17–26.

    ПабМед Google Scholar

  • 44

    Андервуд Х., Сиопес Т., Барретт Р.К.Живут ли биологические часы в глазу перепела? J Biol Rhythms 1988; 3 : 323–331.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 45

    Ваккури О., Ринтамаки Х., Леппалуото Дж. Концентрация мелатонина в плазме и тканях после воздействия полуночного света и пинеалэктомии у голубя. J Эндокринол 1985; 105 : 263–268.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 46

    Менендес-Пелаес А., Поеггелер Б., Рейтер Р.Дж., Барлоу-Уолден Л., Паблос М.И., Тан Д.С. и др. .Ядерная локализация мелатонина в различных тканях млекопитающих: данные иммуноцитохимического и радиоиммунологического анализа. J Cell Biochem 1993; 53 : 373–382.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 47

    Ян Дж.Э., Фриман Р.Д. Терапия мелатонином нарушений циркадного ритма сна у детей с множественными нарушениями: чему мы научились за последнее десятилетие? Dev Med Child Neurol 2004; 46 : 776–782.

    ПабМед Google Scholar

  • 48

    Даль Р.Э., Левин Д.С. Пути к здоровой регуляции сна и поведения подростков. J Adolesc Health 2002; 31 : 175–184.

    ПабМед Google Scholar

  • 49

    Герген Э.М., Багай Л.А., Рем К., Бентон Д.Л., Белтц Б.С. Циркадный контроль нейрогенеза. J Нейробиол 2002; 53 : 90–95.

    ПабМед Google Scholar

  • 50

    Эспезель Х., Ян Дж. Э., О’Доннелл М. Е., Милнер Р. . Применение мелатонина для лечения нарушений ритма сна и бодрствования у детей с нарушениями зрения. Жалюзи J Vis Impair 1996; 90 : 34–50.

    Google Scholar

  • 51

    Херксхаймер А., Уотерхаус Дж. Профилактика и лечение смены часовых поясов. БМЖ 2003; 326 : 296–297.

    ПабМед ПабМед Центральный Google Scholar

  • 52

    Тосини Г., Дойл С., Менакер М. . Синтез мелатонина в сетчатке крысы: клеточная локализация и циркадная регуляция. Invest Ophthalmol Vis Sci 1998; 39 : S236.

    Google Scholar

  • 53

    Нэш М.С., Осборн Н.Н. Рецепторы мелатонина, чувствительные к коклюшному токсину, отрицательно связаны с аденилатциклазой, ассоциированной с культивируемыми клетками пигментного эпителия сетчатки человека и крысы. Invest Ophthalmol Vis Sci 1995; 36 : 95–102.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 54

    Wiechmann AF, Wirsig-Wiechmann CR . Экспрессия мРНК рецептора мелатонина и белка в непигментированных клетках цилиарного эпителия Xenopus laevis . Exp Eye Res 2001; 73 : 617–623.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 55

    Панг С.Ф., Ю Д.Т.Агрегация пигмента мелатонином в пигментном эпителии сетчатки и сосудистой оболочке морских свинок, Cavia porcellus . Опыт 1979; 35 : 231–233.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 56

    Pierce ME, Besharse JC . Мелатонин и ритмический метаболизм фоторецепторов: индуцированное мелатонином удлинение колбочек блокируется при высокой интенсивности света. Мозг Res 1987; 405 : 400–404.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 57

    Осборн Н.Н., Нэш М.С., Вуд Дж.П. Мелатонин противодействует индуцированному ишемией апоптозу в клетках пигментного эпителия сетчатки человека. Invest Ophthalmol Vis Sci 1998; 39 : 2374–2383.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 58

    Эмсер В., Дешу Р., Вейланд М., Вирц-Джастис А. . Мелатонин уменьшает амплитуду b-волны электроретинограммы человека. Опыт 1993; 49 : 686–687.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 59

    Кэхилл GM, Грейс М.С., Бешарс Дж.К. Ритмическая регуляция мелатонина сетчатки: метаболические пути, нейрохимические механизмы и глазные циркадные часы. Cell Mol Neurobiol 1991; 11 : 529–560.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 60

    Дубокович М.Л.Фармакология и функция рецепторов мелатонина. FASEB J 1988; 2 : 2765–2773.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 61

    Завильска Я., Ювоне П.М. Катехоламиновые рецепторы, регулирующие активность серотонина N -ацетилтрансферазы и содержание мелатонина в сетчатке и шишковидной железе цыплят: D2-дофаминовые рецепторы в сетчатке и альфа-2-адренорецепторы в шишковидной железе. J Pharmacol Exp Ther 1989; 250 : 86–92.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 62

    Осборн Н.Н. Серотонин и мелатонин в радужных/цилиарных отростках и их влияние на внутриглазное давление. Acta Neurobiol Exp 1994; 54 (дополнение): 57–64.

    Google Scholar

  • 63

    Chiou GC, Aimoto T, Chiou LY . Мелатонинергическое участие в суточных изменениях внутриглазного давления в глазах кроликов. Офтальмологические препараты 1985; 17 : 373–378.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 64

    Пинтор Дж., Мартин Л., Пелаес Т., Хойл К.Х., Перал А. . Участие рецепторов мелатонина МТ(3) в регуляции внутриглазного давления у кроликов. Евро J Pharmacol 2001; 416 : 251–254.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 65

    Роде Б.Х., Ли Б.Х., Чиу Г.К.Влияние мелатонина и галоперидола, вводимых через вихревую вену, на внутриглазное давление. Офтальмологические препараты 1993 г.; 25 : 10–15.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 66

    Серле Дж. Б., Ван Р. Ф., Петерсон В. М., Плурде Р., Йеркса Б. Р. . Влияние 5-MCA-NAT, предполагаемого агониста рецептора мелатонина MT3, на внутриглазное давление в глазах обезьян с глаукомой. J Глаукома 2004; 13 : 385–388.

    ПабМед Google Scholar

  • 67

    Образцы Дж. Р., Краузе Г., Леви А. Дж. .Влияние мелатонина на внутриглазное давление. Curr Eye Res 1988; 7 : 649–653.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 68

    Бардак Ю., Озертюрк Ю., Озгунер Ф., Дурмус М., Делибас Н. . Эффект мелатонина против окислительного стресса в хрусталике крысы, подвергшейся воздействию ультрафиолета-В. Curr Eye Res 2000; 20 : 225–230.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 69

    Абе М., Райтер Р.Дж., Орхий П.Б., Хара М., Поггелер Б.Ингибирующее действие мелатонина на образование катаракты у новорожденных крыс: свидетельство антиоксидантной роли мелатонина. J Pineal Res 1994; 17 : 94–100.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 70

    Tan D, Reiter RJ, Chen LD, Poeggeler B, Manchester LC, Barlow-Walden LR и др. . Как физиологические, так и фармакологические уровни мелатонина снижают образование аддуктов ДНК, вызванное канцерогеном сафролом. Канцерогенез 1994; 15 : 215–218.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 71

    Райтер Р.Дж. Роль нейрогормона мелатонина в качестве буфера против макромолекулярного окислительного повреждения. Нейрохим Инт 1995; 27 : 453–460.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 72

    Tan DX, Chen LD, Poeggeler B, Manchester LC, Reiter RJ .Мелатонин: мощный эндогенный поглотитель гидроксильных радикалов. Endocr J 1993; 1 : 57–60.

    Google Scholar

  • 73

    Суса Н., Уэно С., Фурукава Ю., Уэда Дж., Сугияма М. . Мощный защитный эффект мелатонина в отношении одноцепочечных разрывов ДНК, индуцированных хромом (VI), цитотоксичности и перекисного окисления липидов в первичных культурах гепатоцитов крысы. Toxicol Appl Pharmacol 1997; 144 : 377–384.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 74

    Нода Ю., Мори А., Либурди Р., Пакер Л. .Мелатонин и его предшественники удаляют оксид азота. J Pineal Res 1999; 27 : 159–163.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 75

    Wiechmann AF, Rada JA . Экспрессия рецепторов мелатонина в роговице и склере. Exp Eye Res 2003; 77 : 219–225.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 76

    Ли Т., Тройло Д., Глассер А., Хоуленд Х.К.Постоянный свет вызывает сильное уплощение роговицы и дальнозоркость у кур. Vision Res 1995; 35 : 1203–1209.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 77

    Папастергиу Г.И., Шмид Г.Ф., Рива К.Е., Мендель М.Дж., Стоун Р.А., Латиес А.М. и др. . Осевая длина глаза и толщина хориоидеи у только что вылупившихся цыплят и годовалых цыплят колеблются в течение суток, на что влияют зрительный опыт и изменения внутриглазного давления. Exp Eye Res 1998; 66 : 195–205.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 78

    Сасаки М., Масуда А., Оиси Т. . Суточные ритмы митотической скорости роговицы, мелатонина сетчатки и иммунореактивных зрительных пигментов, а также влияние мелатонина на ритмы у японского перепела. J Comp Physiol A 1995; 176 : 465–471.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 79

    Гликман Г., Левин Р., Брейнард Г.К.Глазной вклад в регуляцию мелатонина человека: отношение к раку молочной железы. Neuro Endocrinol Lett 2002; 23 (Приложение 2): 17–22.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 80

    Лиссони П., Вивиани С., Баджетта Э., Буццони Р., Баррека А., Маури Р. и др. . Клиническое исследование активности эпифиза у онкологических больных. Рак 1986; 57 : 837–842.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 81

    Blask DE, Sauer LA, Dauchy RT .Мелатонин как хронобиотический/противораковый агент: клеточные, биохимические и молекулярные механизмы действия и их значение для циркадной терапии рака. Curr Top Med Chem 2002; 2 : 113–132.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 82

    Вальдхаузер Ф., Вальдхаузер М., Либерман Х.Р., Денг М.Х., Линч Х.Дж., Вуртман Р.Дж. и др. . Биодоступность перорального мелатонина у людей. Нейроэндокринология 1984; 39 : 307–313.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 83

    Лейн Э.А., Мосс Х.Б. Фармакокинетика мелатонина у человека: метаболизм первого прохождения в печени. J Clin Endocrinol Metab 1985; 61 : 1214–1216.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 84

    Лиссони П., Барни С., Криспино С., Танчини Г., Фраскини Ф. . Эндокринные и иммунные эффекты терапии мелатонином у больных метастатическим раком. Eur J Cancer Clin Oncol 1989; 25 : 789–795.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 85

    Смитс М.Г., Нагтегаал Э.Е., ван дер Хей Дж., Коенен А.М., Керкхоф Г.А. Мелатонин при хронической бессоннице у детей: рандомизированное плацебо-контролируемое исследование. J Детский Нейрол 2001; 16 : 86–92.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 86

    Каюмов Л., Жданова И.В., Шапиро С.М.Мелатонин, сон и нарушения циркадного ритма. Семин Клин Нейропсихиатрия 2000; 5 : 44–55.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 87

    Шелдон С.Х. Просудорожные эффекты перорального мелатонина у детей с неврологическими нарушениями. Ланцет 1998; 351 : 1254.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 88

    Фаутек Дж., Шмидт Х., Лерхль А., Курлеманн Г., Витковски В. .Мелатонин при эпилепсии: первые результаты заместительной терапии и первые клинические результаты. Biol Signals Recept 1999; 8 : 105–110.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 89

    Пелед Н, Шорер З, Пелед Э, Пиллар Г . Влияние мелатонина на судороги у детей с тяжелым неврологическим дефицитом. Эпилепсия 2001; 42 : 1208–1210.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 90

    Сазерленд Э.Р., Мартин Р.Дж., Эллисон М.С., Крафт М. .Иммуномодулирующие эффекты мелатонина при астме. Am J Respir Crit Care Med 2002; 166 : 1055–1061.

    ПабМед Google Scholar

  • 91

    Кампос, Флорида, да Силва-Джуниор Ф.П., де Брюин В.М., де Брюин П.Ф. Мелатонин улучшает сон при астме: рандомизированное двойное слепое плацебо-контролируемое исследование. Am J Respir Crit Care Med 2004; 170 : 947–951.

    ПабМед Google Scholar

  • 92

    Любошицкий Р., Лави П. .Взаимоотношения мелатонина и половых гормонов — обзор. J Pediatr Endocrinol Metab 1999; 12 : 355–362.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 93

    Пуч-Доминго М., Уэбб С.М., Серрано Дж., Пейнадо М.А., Коркой Р., Рускальеда Дж. и др. . Краткий отчет: гипогонадотропный гипогонадизм, связанный с мелатонином. N Engl J Med 1992; 327 : 1356–1359.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 94

    Райт Дж., Олдхаус М., Фрэни С., Инглиш Дж., Арендт Дж. .Влияние экзогенного мелатонина на эндокринную функцию человека. Clin Endocrinol (Оксфорд) 1986; 24 : 375–382.

    КАС Google Scholar

  • 95

    Nordlund JJ, Lerner AB . Влияние перорального мелатонина на цвет кожи и высвобождение гормонов гипофиза. J Clin Endocrinol Metab 1977; 45 : 768–774.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 96

    Барчас Дж., ДаКоста Ф., Спектор С. .Острая фармакология мелатонина. Природа 1967; 214 : 919–920.

    КАС пабмед Google Scholar

  • 97

    Papavasiliou PS, Cotzias GC, Duby SE, Steck AJ, Bell M, Lawrence WH и др. . Мелатонин и паркинсонизм. JAMA 1972; 221 : 88–89.

    КАС пабмед Google Scholar

  • Шишковидная железа и мелатонин

    Шишковидная железа и мелатонин

    Шишковидная железа или эпифиз синтезирует и секретирует мелатонин , структурно простой гормон, который передает информацию об окружающем освещении различным частям тела.В конечном счете, мелатонин обладает способностью увлекать биологические ритмы и оказывает важное влияние на репродуктивную функцию многих животных. Светопреобразующая способность шишковидной железы побудила некоторых назвать шишковидную железу «третьим глазом».

    Анатомия шишковидной железы

    Шишковидная железа представляет собой небольшой орган в форме сосновой шишки (отсюда и его название). Он расположен по средней линии, прикрепляется к заднему концу крыши третьего желудочка головного мозга. Шишковидная железа различается по размеру у разных видов; у людей он составляет примерно 1 см в длину, тогда как у собак он составляет всего около 1 мм.Чтобы увидеть шишковидную железу, отразите полушария головного мозга в боковом направлении и найдите небольшой сероватый бугорок перед мозжечком. На изображениях ниже показана шишковидная железа лошади по отношению к мозгу.

    Гистологически шишковидная железа состоит из «пинеалоцитов» и глиальных клеток. У старых животных шишковидная железа часто содержит отложения кальция («мозговой песок»).

    Как сетчатка передает информацию о световом и темном воздействии на шишковидную железу? Воздействие света на сетчатку сначала передается супрахиазматическому ядру гипоталамуса, области мозга, которая, как известно, координирует сигналы биологических часов.Волокна от гипоталамуса спускаются к спинному мозгу и, в конечном итоге, проецируются к верхним шейным ганглиям, от которых постганглионарные нейроны восходят обратно к шишковидной железе. Таким образом, шишковидная железа похожа на мозговое вещество надпочечников в том смысле, что она преобразует сигналы от симпатической нервной системы в гормональные сигналы.

    Мелатонин: синтез, секреция и рецепторы

    Предшественником мелатонина является серотонин, нейротрансмиттер, который сам по себе является производным аминокислоты триптофана.В шишковидной железе серотонин ацетилируется, а затем метилируется с образованием мелатонина.

    На синтез и секрецию мелатонина резко влияет воздействие света на глаза. Фундаментальная наблюдаемая закономерность заключается в том, что концентрация мелатонина в сыворотке низка в дневное время и достигает пика в темное время суток.

    Примеры циркадного ритма секреции мелатонина у людей показаны на рисунке справа (адаптировано из Vaughn, et al., J Clin Endo Metab 42:752, 1976).Темно-серые полосы обозначают ночь, а уровни мелатонина в сыворотке показаны для двух человек (желтые против светло-голубых). Обратите внимание, что уровень мелатонина в крови практически не определяется в дневное время, но резко возрастает в темноте. Очень похожие узоры наблюдаются и у других видов. Продолжительность секреции мелатонина каждый день прямо пропорциональна продолжительности ночи.

    Механизм секреции в темное время суток заключается в том, что активность ограничивающего скорость фермента в синтезе мелатонина — серотонин-N-ацетилтрансферазы (NAT) — низка при дневном свете и достигает максимума в темное время суток.У некоторых видов циркадные изменения активности NAT тесно коррелируют с транскрипцией матричной РНК NAT, в то время как у других видов ответственна посттранскрипционная регуляция активности NAT. Активность другого фермента, участвующего в синтезе мелатонина из серотонина, — метилтрансферазы — не регулируется характером воздействия света.

    Два рецептора мелатонина были идентифицированы у млекопитающих (обозначенных Mel1A и Mel1B), которые по-разному экспрессируются в разных тканях и, вероятно, участвуют в реализации различных биологических эффектов.Это рецепторы клеточной поверхности, связанные с G-белком. Наибольшая плотность рецепторов обнаружена в супрахиазматическом ядре гипоталамуса, передней доле гипофиза (преимущественно в туберальной части) и сетчатке. Рецепторы также обнаружены в некоторых других областях мозга.

    Мелатонин синтезируется не только в шишковидной железе, но и в целом ряде других тканей. Он также присутствует во всех микроорганизмах, животных и растениях, потребление которых является дополнительным источником мелатонина.

    Биологические эффекты мелатонина

    Мелатонин оказывает важное влияние на интеграцию фотопериода и влияние на циркадные ритмы. Следовательно, сообщалось, что он оказывает значительное влияние на репродуктивную функцию, циклы сна и бодрствования и другие явления, демонстрирующие циркадный ритм.

    Влияние на репродуктивную функцию

    Сезонные изменения продолжительности светового дня оказывают сильное влияние на размножение многих видов, и мелатонин играет ключевую роль в регулировании таких явлений. В умеренном климате у животных, таких как хомяки, лошади и овцы, разный сезон размножения. В период отсутствия размножения гонады становятся неактивными (например, самцы не производят сперму в любом количестве), но по мере приближения сезона размножения гонады необходимо омолаживать. Фотопериод — продолжительность дня по сравнению с ночью — является наиболее важным признаком, позволяющим животным определить, какое сейчас время года. Как вы уже, наверное, догадались, шишковидная железа способна измерять продолжительность дня и соответствующим образом регулировать секрецию мелатонина.Хомяк без шишковидной железы или с поражением, препятствующим получению фотоинформации шишковидной железой, не в состоянии подготовиться к сезону размножения.

    Воздействие мелатонина на репродуктивную систему можно резюмировать, сказав, что он является антигонадотропным. Другими словами, мелатонин ингибирует секрецию гонадотропных гормонов лютеинизирующего гормона и фолликулостимулирующего гормона из передней доли гипофиза. Большая часть этого ингибирующего эффекта, по-видимому, связана с ингибированием гонадотропин-рилизинг-гормона гипоталамуса, который необходим для секреции гормонов передней доли гипофиза.

    Одним из практических применений роли мелатонина в контроле сезонного размножения является его использование для искусственного манипулирования циклами у сезонных заводчиков. Например, овец, которые обычно размножаются только один раз в год, можно заставить иметь два сезона размножения с помощью лечения мелатонином.

    Влияние на сон и активность

    Мелатонин, вероятно, не является основным регулятором нормального режима сна, но, несомненно, оказывает некоторое влияние. Одной из тем, которая вызвала большой интерес, является использование мелатонина отдельно или в сочетании с фототерапией для лечения нарушений сна.Есть некоторые указания на то, что уровни мелатонина ниже у пожилых людей, страдающих бессонницей, по сравнению с теми, кто не страдает бессонницей того же возраста, и терапия мелатонином в таких случаях кажется умеренно полезной для устранения проблемы.

    Еще одно расстройство сна наблюдается у посменных рабочих , которым часто трудно приспособиться к работе ночью и сну днем. Полезность терапии мелатонином для облегчения этой проблемы сомнительна и, по-видимому, не так эффективна, как фототерапия.Еще одно состояние, связанное с нарушением циркадных ритмов, — это биоритм . В этом случае неоднократно было продемонстрировано, что прием мелатонина незадолго до целевого времени сна в пункте назначения может облегчить симптомы; он имеет наибольший положительный эффект, когда прогнозируется наихудшая смена часовых поясов (например, пересечение многих часовых поясов).

    Было показано, что у различных видов, включая человека, введение мелатонина снижает двигательную активность, вызывает усталость и снижает температуру тела, особенно в высоких дозах.Воздействие на температуру тела может играть значительную роль в способности мелатонина поддерживать циклы сна и бодрствования, как у пациентов с синдромом смены часовых поясов.

    Другие эффекты мелатонина

    В одном из первых экспериментов, проведенных для выяснения функции шишковидной железы, экстракты шишковидных желез крупного рогатого скота добавляли в воду, содержащую головастиков. Интересно, что головастики в ответ становились очень светлыми или почти прозрачными из-за изменений в распределении пигмента меланина.Хотя такие кожные эффекты мелатонина наблюдаются у различных «низших видов», гормон не оказывает такого действия на млекопитающих или птиц.

    Добавка мелатонина

    Мелатонин легко всасывается после употребления, и пищевые добавки, содержащие мелатонин, полезны в некоторых обстоятельствах, включая нарушения сна у взрослых и смену часовых поясов. Кроме того, появляется все больше доказательств того, что мелатонин защищает от различных сердечно-сосудистых заболеваний, и что добавки, особенно у пожилых людей, у которых снижен эндогенный синтез, могут быть полезны в качестве кардиозащитного средства.Требуется некоторая осторожность — были случаи, когда дети заболевали после употребления жевательных конфет с мелатонином.

    Ссылки и обзоры
    • Джики З., Лакур С., Ндухирабанди Ф. Польза диетического мелатонина для сердечно-сосудистой системы: миф или реальность? Фронт Физиол 2018; 9:528-45.
    • Holst SC, Valomon A, Landolt H. Фармакогенетика сна: персонализированная терапия сна-бодрствования. Энн Рев Фармакол Токсикол 2016; 56:577-603.
    • Се З., Чен Ф., Ва Л. и т. д.Обзор нарушений сна и мелатонина. Нейрол Рес 2017; 39:559-565.

    Обновлено в ноябре 2018 г.; Отправить комментарии на Richard.Bowen@colostate.edu

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *