Що таке мелатонін?

Мелатонін — це гормон, що виділяється шишкоподібною залозою у відповідь на темряву. Шишкоподібна залоза, яка розташована в середній лінії мозку, аналізує поточний стан навколишнього світло-темного циклу та регулює вироблення та секрецію мелатоніну.  Вплив світла на шишкоподібну залозу пригнічує вироблення мелатоніну.

Каскад ферментативних реакцій відбувається під час синтезу мелатоніну. Першим кроком є перетворення триптофану в серотонін, з подальшим перетворенням серотоніну в N-ацетилсеротонін ферментом арилалкіламіну N ацетилтрансферази та подальшим перетворенням N-ацетилсеротоніну в мелатонін ферментом гідроксил-індол-O-метилтрансферазою.

Хоча ця залоза є частиною мозку, шишкоподібна залоза розташована за межами гематоенцефалічного бар'єру і отримує сигнали через симпатичну іннервацію. Залоза виробляє мелатонін і виділяє його в кров, не зберігаючи його. Мелатонін може легко проникати в усі тканини тіла і перетинати гематоенцефалічний бар'єр для виконання своїх функцій.

Мелатонін у регуляції сну

Сон — це добре синхронізований нейрохімічний процес, пов'язаний з багатьма важливими фізіологічними функціями, включаючи відновлення енергії мозку, консолідацію та вимирання пам'яті та кліренс метаболіту мозку. Ці функції важливі для розвитку мозку, фізичного та психічного благополуччя та когнітивного функціонування.

Сон має дві різні фази: швидкий рух очей (REM) і не швидкий рух очей (NREM). Ці дві фази періодично чергуються протягом ночі. NREM, який також називають повільним хвильовим сном або глибоким сном, є показником інтенсивності сну.

Основною функцією мелатоніну є регулювання циркадної годинникової системи та циклу сну. Супрахіазматичне ядро (SCN), розташоване в гіпоталамусі, діє як центральний кардіостимулятор циркадної системи. SCN синхронізує більшість циркадних ритмів в організмі, включаючи сон і неспання, температуру, годування та нейроендокринні та вегетативні функції, з 24-годинним екологічним циклом день-ніч.

Світло діє як основний стимул для налаштування ритму SCN із зовнішнім середовищем. Нейронний вихідний сигнал, що генерується SCN, спонукає шишкоподібну залозу синтезувати та виділяти мелатонін вночі. Окрім налаштування SCN, світло пригнічує синтез мелатоніну. Вплив світлово-темного циклу навколишнього середовища на шишкоподібну залозу відповідає за низький рівень мелатоніну в плазмі вдень і високий рівень мелатоніну в плазмі вночі.

Найбільш очевидним циркадним ритмом є цикл сну-неспання. Мелатонін відіграє вирішальну роль у регулюванні сну у людей. Схильність до сну (здатність переходити від неспання до сну) різко зростає вночі через дві години після початку синтезу мелатоніну в шишкоподібній залозі.

Мелатонін також передає інформацію про тривалість ночі до мозку та інших органів, включаючи SCN, для підтримки циклу сну.  Тісний зв'язок між циркадним ритмом мелатоніну та ритмом сну залишається присутнім як у нормальних, так і у людей з відсутністю можливості бачити.

Мелатонін діє на SCN, щоб зменшити сигнал, що сприяє пробудженню, циркадного годинника.

Дія мелатоніну в SCN спеціально опосередкована двома рецепторами мелатоніну MT1 і MT2. Дослідження на мишах рецепторів мелатоніну показали, що рецептори MT1 та MT2 пов'язані з епізодами швидкого сну та епізодами сну NREM відповідно. Мелатонін регулює сон NREM через свою дію на рецептори MT2, присутні в ретикулярних таламових нейронах.

Лікування мелатоніном при розладах сну

Мелатонінова терапія є ефективним втручанням при ряді розладів сну. Значна частина людей, які живуть з повною сліпотою, розвивають не-24-годинний розлад сну-неспання, оскільки вони не можуть синхронізуватися з екологічним циклом день-ніч. Введення негайного вивільнення, а також модифікованих препаратів мелатоніну для вивільнення, показали значну ефективність при лікуванні цього розладу.

Клінічно схвалений агоніст рецепторів мелатоніну тасімелтеон показав високу ефективність у лікуванні розладу сну та неспання.

Мелатонін показав високу ефективність у покращенні часу початку та неспання сну до більш ранніх годин та покращення пильності та когнітивних функцій у людей з синдромом затримки фази сну, який є розладом сну циркадного ритму, що характеризується безсонням на початку сну та труднощами пробудження в бажаний час. 

Безсоння — це поширене порушення сну, яке в основному спостерігається у літніх людей, особливо через зниження вироблення та секреції мелатоніну. Терапія заміщення мелатоніну була розроблена для поповнення дефіциту ендогенного мелатоніну та лікування таких розладів.

Клінічні випробування за участю пацієнтів з безсонням у віці 55 років і старше показали, що препарати мелатоніну з пролонгованим вивільненням можуть ефективно зменшити затримку початку сну та покращити якість сну, ранкову пильність та загальну якість життя.

Діти з розладом аутистичного спектру та іншими нейрогенетичними розладами нейророзвитку також відчувають порушення сну. Останні дані вказують на те, що терапія на основі мелатоніну, поведінкові втручання та освіта батьків є найефективнішими підходами для пом'якшення порушень сну у цих дітей.

Безсоння має двонаправлений зв'язок з нічною гіпертензією, що може ще більше збільшити ризик серцево-судинних захворювань та ішемічної хвороби серця. Погана якість сну через дефіцит мелатоніну вважається потенційним фактором нічної гіпертензії.

Препарати мелатоніну з тривалим вивільненням довели свою ефективність у зниженні систолічного артеріального тиску вночі у пацієнтів з нічною гіпертензією. Мелатонін також має значну ефективність у поліпшенні якості та кількості сну у гіпертоніків з розладами сну.

Безсоння значно пов'язана з хворобою Альцгеймера (АД) та легкими когнітивними порушеннями (ЛКП). На додаток до збільшення швидкості зниження когнітивних функцій у пацієнтів з АД, безсоння може зменшити функцію глімфатичної системи, що призводить до зниження кліренсу та подальшого накопичення патогенних білків, пов'язаних з АД, таких як амілоїд-бета.

Препарати мелатоніну з повільним вивільненням показали ефективність у поліпшенні якості сну у пацієнтів з АД.  Пацієнтів з АД, які отримували мелатонін із тривалим вивільненням, показали значне поліпшення когнітивного функціонування, такого як пам'ять та увага.

Висновки

Екзогенно введений мелатонін потенційно може покращити не відновлювальний сон та амплітуди циркадного ритму та їх зміщення, зменшуючи активацію DMN. Цей спосіб дії мелатоніну являє собою перспективний досліджуваний шлях раннього втручання для сприяння здоровому фізичному та психічному старінню.

ДЖЕРЕЛО: News Medical

На платформі Accemedin багато цікавого! Аби не пропустити — підписуйтесь на наші сторінки! Facebook. Telegram. Viber. Instagram.