Биологическая роль мелатонина как адаптогена

Черезова А.В.

ФГБОУ ВО Вятская ГСХА, г. Киров, Россия

В настоящее время понимание биологической роли мелатонина и изучение механизмов его воздействия на функциональную активность внутренних органов привлекает множество исследователей [2, 3, 5, 7]. Возможность применения гормона при различных патофизиологических состояниях обусловлена его способностью проникать во многие клетки, ткани и органы организма и влиять на метаболизм.

Основным гормоном шишковидной железы или эпифиза является мелатонин, который был выделен в 1958 г. Аароном Лернером. В это же время им было расшифровано химическое строение и осуществлён его синтез. Действующим веществом в структуре мелатонина был определён N-ацетил-5-метокситриптамин. В синтезе мелатонина субстратом служит аминокислота L-триптофан, поступающая через сосудистую сеть из желудочно-кишечного тракта (ЖКТ). Предшественником мелатонина и промежуточным продуктом при его образовании является нейромедиатор серотонин.

Основным местом продукции мелатонина является пинеальная (шишковидная) железа или эпифиз, который выполняет эндокринную функцию. Мелатонин является одним из центральных регуляторов циркадного ритма. Так, в дневное время синтезируется серотонин, а в ночное – мелатонин [4].

Секреторные клетки эпифиза - пинеалоциты - синтезируют мелатонин, но не накапливают его. Путём пассивной диффузии гормон попадает из пинеалоцитов в кровеносное русло, переносится сывороточными альбуминами и распределяется по всему организму. У животных и людей мелатонин обнаружен в разных участках головного мозга: мозжечке, таламусе и паравентрикулярных ядрах гипоталамуса. В центральную нервную систему (ЦНС) мелатонин проникает через ликвор. В экспериментах на крысах было обнаружено, что при цереброспинальном введении мелатонина концентрация гормона в сто раз выше, чем при его введении в кровеносное русло [5, 7].

В отличие от серотонина мелатонин способен проникать через гематоэнцефалический барьер благодаря амфифильным свойствам. Он обнаружен в слюне, моче, амниотической жидкости, лимфе. Большая часть мелатонина плазмы крови (около 70%) связана с альбумином. Биохимические эффекты экзогенного мелатонина определяются запуском секреции эндогенного гормона либо других эпифизарных факторов через мелатониновые рецепторы, которые в достаточном количестве присутствуют на мембране пинеалоцитов.

Экстрапинеальный синтез мелатонина возможен благодаря специфическим мембранным и ядерным рецепторам. Гормон обнаруживается в периферических нервных окончаниях, в сетчатке глаза, внутреннем ухе, энтерохромаффинных клетках ЖКТ, печени, желчном пузыре, лёгких, почках и надпочечниках, яичниках и эндометрии, плаценте, бета-клетках поджелудочной железы, тимусе. На мелатонинпродуцирующие клетки, расположенные на периферии в различных органах, влияют изменения концентрации мелатонина в крови [4].

Мелатонин вносит существенный вклад в антиоксидантную защиту различных тканей, минуя специфические рецепторы. Защита клеток от повреждений и окислительного стресса осуществляется путём связывания гидроксильных и пероксильных радикалов при перекисном окислении липидов [1, 6].

Защитное действие мелатонина на клеточном уровне не ограничивается антиоксидантным эффектом. ВЦНС и на периферии гормон проявляет четкую противовоспалительную активность, нарушая выработку противовоспалительных цитокинов и повышая прочность соединительной ткани [1].

На первых стадиях роста опухолей (таких как рак лёгких, желудка, прямой кишки, молочной железы) выражены гиперплазия мелатонинпродуцирующих клеток и снижение их числа на поздних стадиях развития опухоли, что говорит об онкостатическом действии мелатонина, который можно изучать в качестве модификатора канцерогенеза [4].

Одной из функций эпифиза является регуляция биологических ритмов в организме. Они жизненно необходимы для адаптации организма к окружающей среде и влияют на все его функции от клеточных структур до регуляции сложных поведенческих реакций организма. При стрессе происходит выброс кортизола и норадреналина. Мелатонин способен снижать их концентрацию, уменьшая синтез адренокортикотропного гормона. Он одновременно воздействует на иммунную и нейроэндокринную системы, улучшая гомеостаз и осуществляя защиту от стресса [3, 4, 6].

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 [6].

Роль мелатонина в репродуктивной системе млекопитающих и человека достаточно обширна. Мелатонин считается необходимым элементом успешного вынашивания беременности благодаря его взаимодействию с эндокринной и иммунной системами, антиоксидантной функции и цитопротективному взаимодействию материнского организма, плаценты и плода. Плацентарный мелатонин синтезируется под контролем его выработки в эпифизе матери. Возрастание и/или понижение выделения мелатонина в кровь приводит к ряду нарушений в течение беременности, таким как аборты, преэклампсия и неонатальные нейрологические расстройства [3].

На мембранах иммунных клеток человека имеются специфические рецепторы к мелатонину. Мелатонин усиливает иммунный ответ, увеличивая выработку цитокинов Т-хелперами, способен повышать активность Т-клеток и фагоцитов [6].

Количество Т- и В-лимфоцитов и нейтрофилов в кровеносном русле подчинено циркадным ритмам, их максимум достигается в тёмное время суток. Митотический индекс клеток костного мозга человека in vitro также максимален в ночное время.

Большая часть мелатонина, синтезируемого в ЖКТ, поступает в портальную вену и метаболизируется в печени. Поэтому его действие в основном местное (нейрокринное, паракринное, аутокринное). В желудочно-кишечном тракте, так же как в центральной нервной системе, имеется баланс между действием мелатонина и серотонина. Сокращение гладкой мускулатуры кровеносных сосудов ЖКТ, вызванное серотонином, сглаживает повышение уровня концентрации мелатонина. Мелатонин имеет важное значение в изменении некоторых функций ЖКТ: регулирует моторику, улучшает микроциркуляцию слизистой оболочки (регуляция пролиферации и апоптоза клеток), восстанавливает местный гормональный баланс гастроинтестинальных гормонов [3].

У взрослых крыс после введения экзогенного мелатонина активизируется функциональная активность и физиологическая регенерация паренхимы печени, увеличивается концентрация общего белка в крови, выработка гликогена усиливается, однако выделение его из гепатоцитов снижается [2].

В многочисленных исследованиях показано, что при функциональных заболеваниях и на начальных этапах развития органических заболеваний ЖКТ развивается гиперплазия клеток, продуцирующих мелатонин, что связано с адаптивными реакциями организма [1, 5, 6].

Основной гормон эпифиза – мелатонин - воздействует на строение и функциональную активность внутренних органов и систем организма. В свою очередь на состояние железы и синтез мелатонина влияют гуморальные и гормональные факторы.

Мелатонин обладает различными биологическими свойствами - иммуномодулирующим, цитопротективными, антиоксидантным, противоопухолевым и противовоспалительным действиями. Благодаря наличию указанных свойств, мелатонин можно считать адаптогеном, проявляющим неспецифическое действие на организм, что позволяет рекомендовать мелатонин в качестве патогенетического лечения.

Литература

1. Арушанян, Э.Б. Универсальные терапевтические возможности мелатонина // Клиническая медицина. - 2013. - №2. - С.4-8.

2. Березовский, В.А., Янко, Р.В., Литовка, И.Г., Волович, О.И. Реактивность паренхимы печени крыс после введения экзогенного мелатонина // Украинский морфологический альманах. - 2012. - Т. 10. № 4. - С. 178-181.

3. Беспятых, А.Ю., Бродский, В.Я., Бурлакова, О.В. и др. Мелатонин: теория и практика // Под ред. С.И. Рапопорта, В.А. Голиченкова. – М.: Медпрактика-М, 2009. – 100 с.

4. Мальцева, Л.И., Гафарова, Е.А., Гарипова, Г.Х., Фаттахова, Ф.А. Возможности применения мелатонина для коррекции различных патологических состояний (обзор литературы) // ПМ. - 2007. - №20. - С.16-19.

5. Опарин, А.А., Шаповалова, О.Е., Двояшкина, Ю.И., Ларова, Н.В. Мелатонин и заболевания желудочно-кишечного тракта // Международный медицинский журнал. – 2010. -.№ 4. - С. 68-72.

6. Свистунов, А.А., Осадчук, М.А., Осадчук, А.М. Мелатонин и перспективы применеия препаратов мелатонина в гастроэнтерологии // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии и колопроктологии. - 2016. - №26 (5). – С. 6-12.

7. ReiterR, I., TanD, X. Whatcon statute saphysiological concentration of melatonin? // JPR. - 2003.- Vol. 34. -P. 79–80.

УДК 619:616.12-073.97:636.7