เมลาโทนินสรีรวิทยาหน้าที่และการใช้งานทางการแพทย์

เมลาโทนิ มันเป็นฮอร์โมนที่มีอยู่ในมนุษย์สัตว์พืชเชื้อราแบคทีเรียและแม้แต่สาหร่ายบางชนิด ชื่อทางวิทยาศาสตร์ของมันคือ N-cetyl-5-methoxytryptamine และสังเคราะห์จากกรดอะมิโนที่จำเป็นทริปโตเฟน.

ในมนุษย์และสัตว์เมลาโทนินส่วนใหญ่จะผลิตในต่อมไพเนียลและเป็นสารพื้นฐานสำหรับกระบวนการเซลล์, neuroendocrine และ neurophysiological ที่หลากหลาย.

ฟังก์ชั่นที่สำคัญที่สุดของเมลาโทนิอยู่ในระเบียบของวงจรการนอนหลับทุกวันซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมมันถูกใช้ในบางกรณีเป็นการรักษาความผิดปกติของการนอนหลับ.

หนึ่งในคุณสมบัติหลักของโมเลกุลนี้คือการสังเคราะห์ทางชีวภาพซึ่งขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของแสงรอบข้างขนาดใหญ่.

ลักษณะของเมลาโทนิน

เมลาโทนินเป็นฮอร์โมนที่หลั่งจากต่อมไพเนียลซึ่งค้นพบได้ก่อตั้งขึ้นในปี 2460 โดยเฉพาะการตรวจพบการดำรงอยู่ของมันผ่านการตรวจสอบว่าลูกอ๊อดถูกเลี้ยงด้วยสารสกัดจากต่อมไพเนียล.

เมื่อใช้สารสกัดจากต่อมไพเนียลจะสังเกตเห็นจุดด่างดำบนผิวหนังของสัตว์เนื่องจากการหดตัวของmeláoforos.

สารนี้เรียกว่าเมลาโทนินและถูกแยกออกเป็นครั้งแรกเมื่อสี่สิบเอ็ดปีหลังจากการค้นพบในปี 2501 ประมาณสิบปีต่อมาธรรมชาติของการหลั่งของวงจรและความสามารถในการชักนำให้หลับ.

เมลาโทนินตอนนี้ถือว่าเป็น neurohormone ที่ผลิตโดย pinealocytes (ชนิดเซลล์) ของต่อมไพเนียลซึ่งเป็นโครงสร้างสมองที่อยู่ใน diencephalon.

ต่อมไพเนียลสร้างเมลาโทนินภายใต้อิทธิพลของนิวเคลียส suprachiasmatic ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของมลรัฐที่ได้รับข้อมูลจากเรตินาเกี่ยวกับรูปแบบของแสงและความมืดทุกวัน.

ผู้คนมีประสบการณ์กับการสร้างเมลาโทนินอย่างต่อเนื่องในสมองซึ่งลดลงอย่างเห็นได้ชัดเมื่ออายุ 30 ปี ในทำนองเดียวกันจากการกลายเป็นปูนของวัยรุ่นในต่อมไพเนียลมักจะเกิดขึ้นซึ่งเรียกว่า corpora arenacea.

การสังเคราะห์เมลาโทนินส่วนหนึ่งถูกกำหนดโดยแสงโดยรอบเนื่องจากการเชื่อมต่อกับนิวเคลียส suprachiasmatic ของ hypothalamus นั่นคือยิ่งการให้แสงสว่างมากขึ้นเท่าไรการผลิตเมลาโทนินก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น.

ความจริงเรื่องนี้เน้นบทบาทสำคัญของเมลาโทนินในการควบคุมการนอนหลับของผู้คนรวมถึงความสำคัญของแสงในกระบวนการนี้.

ในปัจจุบันมันได้แสดงให้เห็นว่าเมลาโทนิมีหน้าที่หลักสองประการ: ควบคุมนาฬิกาชีวภาพและลดการเกิดออกซิเดชัน ในทำนองเดียวกันการขาดดุลของเมลาโทนินมักจะมาพร้อมกับอาการเช่นโรคนอนไม่หลับหรือภาวะซึมเศร้าและอาจกระตุ้นให้เกิดการเร่งอายุ.

แม้ว่าเมลาโทนินเป็นสารที่ร่างกายสังเคราะห์เอง แต่ก็สามารถสังเกตได้ในอาหารบางชนิดเช่นข้าวโอ๊ตเชอร์รี่ข้าวโพดไวน์แดงมะเขือเทศมันฝรั่งมันฝรั่งถั่วหรือข้าว.

ในทำนองเดียวกันเมลาโทนินก็มีขายในร้านขายยาและ parapharmacies ด้วยการนำเสนอที่แตกต่างกันและใช้เป็นทางเลือกแทนพืชสมุนไพรหรือยาตามใบสั่งแพทย์เพื่อต่อสู้กับโรคนอนไม่หลับส่วนใหญ่.

สรีรวิทยา

ต่อมไพเนียลเป็นโครงสร้างที่ตั้งอยู่ในใจกลางของสมองน้อยด้านหลังโพรงสมองส่วนที่สาม โครงสร้างนี้ประกอบด้วย Pinealocytes เซลล์ที่สร้างอินโดลามีน (เมลาโทนิน) และเปปไทด์ vasoactive.

ดังนั้นการผลิตและการหลั่งของเมลาโทนินฮอร์โมนจะถูกกระตุ้นโดยเส้นใยของเส้นประสาท postganglionic ของจอประสาทตา เส้นประสาทเหล่านี้เดินทางผ่านทางเดินเรติโนโลฟิโตเมียไปยังนิวเคลียส suprachiasmatic (มลรัฐ).

เมื่อพวกเขาอยู่ในนิวเคลียส suprachiasmatic เส้นใยของเส้นประสาท postganglionic ผ่านปมประสาทปากมดลูกที่เหนือกว่าจนกว่าจะถึงต่อมไพเนียล.

เมื่อพวกเขาไปถึงต่อมไพเนียลพวกเขากระตุ้นการสังเคราะห์เมลาโทนินเหตุผลที่ความมืดเปิดการผลิตเมลาโทนินในขณะที่แสงยับยั้งการหลั่งฮอร์โมนนี้.

แม้ว่าแสงจากภายนอกจะมีผลต่อการผลิตเมลาโทนิน แต่ปัจจัยนี้ไม่ได้กำหนดการทำงานโดยรวมของฮอร์โมน.

นั่นคือจังหวะ circadian ของการหลั่งเมลาโทนิถูกควบคุมโดยเครื่องกระตุ้นหัวใจภายนอกตั้งอยู่ในนิวเคลียส suprachiasmatic ตัวเองซึ่งเป็นอิสระจากปัจจัยภายนอก.

อย่างไรก็ตามแสงโดยรอบมีความสามารถในการเพิ่มหรือทำให้แรงขึ้นอีกกระบวนการในลักษณะขึ้นอยู่กับปริมาณ เมลาโทนินเข้าสู่กระแสเลือดโดยมีความเข้มข้นสูงสุดระหว่างสองถึงสี่โมงเช้า.

จากนั้นปริมาณของเมลาโทนินในกระแสเลือดจะค่อยๆลดลงในช่วงที่เหลือของความมืด.

ในทางตรงกันข้ามเมลาโทนินยังมีการเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาขึ้นอยู่กับอายุของบุคคล สมองของมนุษย์จะหลั่งเมลาโทนินในปริมาณไม่เกินสามเดือน.

ต่อจากนั้นการสังเคราะห์ฮอร์โมนจะเพิ่มขึ้นจนถึงระดับความเข้มข้นประมาณ 325 pg / mL ในวัยเด็ก ในผู้ใหญ่วัยหนุ่มสาวความเข้มข้นปกติอยู่ระหว่าง 10 และ 60 pg / mL และในระหว่างอายุการผลิตเมลาโทนิลดลงค่อยๆ.

การสังเคราะห์และการเผาผลาญ

เมลาโทนินเป็นสารที่มี biosynthesized จากทริปโตเฟนกรดอะมิโนที่จำเป็นที่มาจากอาหาร.

โดยเฉพาะทริปโตเฟนจะถูกเปลี่ยนเป็นเมลาโทนินโดยตรงผ่านเอนไซม์ทริปโตเฟนไฮดรอกซีเอนไซม์ ต่อจากนั้นสารประกอบนี้จะถูกแยกและสร้างเซโรโทนิน.

ความมืดเปิดใช้งานระบบประสาทและกระตุ้นการผลิตสารสื่อประสาท norepinephrine เมื่อ norepinephrine ผูกกับตัวรับ adrenergic b1 ของ pineallocytes, adenyl cyclase จะถูกเปิดใช้งาน.

ในทำนองเดียวกันวงจรแอมป์จะเพิ่มขึ้นโดยกระบวนการนี้และการสังเคราะห์ใหม่ของ arylalkylamine N-acyltransferase (เอนไซม์ของการสังเคราะห์เมลานิน) เป็นแรงจูงใจ ในที่สุดผ่านเอนไซม์นี้เซโรโทนินจะถูกเปลี่ยนเป็นเมลานิน.

เมลาโทนินเป็นฮอร์โมนที่ถูกเมแทบอลิซึมในไมโตคอนเดรียและ p-hepatocyte citro- โครเมียมและเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วเป็น 6-hydroxymelatonin ต่อจากนั้นมันจะผสมกับกรดกลูโครอนิกและขับออกทางปัสสาวะ.

ปัจจัยที่มีผลต่อการหลั่งเมลาโทนิน

ปัจจุบันองค์ประกอบที่สามารถแก้ไขการหลั่งเมลาโทนินสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทที่แตกต่างกัน: ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมและปัจจัยภายนอก.

ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมส่วนใหญ่เกิดจากช่วงแสง (ฤดูกาลของวัฏจักรสุริยะ) ฤดูกาลของปีและอุณหภูมิสิ่งแวดล้อม.

เกี่ยวกับปัจจัยภายนอกความเครียดและอายุดูเหมือนจะเป็นองค์ประกอบที่สามารถกระตุ้นการลดการผลิตเมลาโทนิน.

เช่นเดียวกันมีการสร้างเมลาโทนิน 3 รูปแบบที่แตกต่างกัน ได้แก่ ชนิดที่หนึ่งประเภทที่สองและประเภทที่สาม.

รูปแบบการหลั่งเมลาโทนินชนิดที่ 1 นั้นถูกพบในแฮมสเตอร์และมีลักษณะของการหลั่งอย่างฉับพลัน.

รูปแบบที่สองเป็นแบบอย่างของหนูเผือกเช่นเดียวกับมนุษย์ ในกรณีนี้การหลั่งจะมีลักษณะเพิ่มขึ้นทีละน้อยจนกว่าจะถึงยอดการหลั่งสูงสุด.

ในที่สุดแกะชนิดที่สามนั้นถูกพบในแกะมันก็มีลักษณะเพิ่มขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไป แต่มันก็แตกต่างจากประเภทที่สองเพื่อไปถึงระดับการหลั่งสูงสุดและพักสักครู่จนกว่ามันจะเริ่ม.

เภสัชจลนศาสตร์

เมลาโทนินเป็นฮอร์โมนที่มีประโยชน์ทางชีวภาพอย่างกว้างขวาง สิ่งมีชีวิตไม่ได้มีอุปสรรคทางสัณฐานวิทยาสำหรับโมเลกุลนี้ดังนั้นเมลาโทนินสามารถดูดซึมได้อย่างรวดเร็วผ่านทางเยื่อบุจมูกปากหรือทางเดินอาหาร.

ในทำนองเดียวกันเมลาโทนินเป็นฮอร์โมนที่มีการกระจายภายในเซลล์ในทุกอวัยวะ เมื่อให้ยาแล้วระดับสูงสุดในพลาสมาจะถึง 20 ถึง 30 นาทีในภายหลัง ความเข้มข้นนี้จะคงอยู่ประมาณหนึ่งชั่วโมงครึ่งแล้วลดลงอย่างรวดเร็วด้วยครึ่งชีวิต 40 นาที.

ที่ระดับสมองเมลาโทนินจะผลิตในต่อมไพเนียลและทำหน้าที่เป็นฮอร์โมนต่อมไร้ท่อเนื่องจากมันถูกปล่อยเข้าสู่กระแสเลือด บริเวณสมองของการกระทำของเมลาโทนินคือฮิปโปแคมปัส, ต่อมใต้สมอง, มลรัฐและต่อมไพเนียล.

ในทางกลับกันเมลาโทนินจะถูกผลิตในเรตินาและในทางเดินอาหารซึ่งเป็นที่ที่ทำหน้าที่เป็นฮอร์โมนพาราไซริน ในทำนองเดียวกันเมลาโทนิมีการกระจายในภูมิภาคที่ไม่ใช่ระบบประสาทเช่นอวัยวะสืบพันธุ์, ลำไส้, หลอดเลือดและเซลล์ภูมิคุ้มกัน.

ฟังก์ชั่น

เมลาโทนินมีตัวรับเฉพาะ saturable และ reverseable และไซต์ดำเนินการของมันส่วนใหญ่มีผลต่อจังหวะ circadian ในทางตรงกันข้ามตัวรับเมลาโทนินที่ไม่เกี่ยวกับประสาทส่งผลกระทบต่อการทำงานของระบบสืบพันธุ์และอุปกรณ์ต่อพ่วงมีหน้าที่หลากหลาย.

ตัวรับเมลาโทนินมีความสำคัญในกลไกของการเรียนรู้และความทรงจำของหนูและมันถูกตั้งสมมติฐานว่าฮอร์โมนนี้สามารถเปลี่ยนแปลงกระบวนการทางไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องกับความจำเช่น potentiation ระยะยาว.

ในทางตรงกันข้ามเมลาโทนินมีอิทธิพลต่อระบบภูมิคุ้มกันและเกี่ยวข้องกับเงื่อนไขต่าง ๆ เช่นเอดส์มะเร็งอายุโรคหลอดเลือดหัวใจการเปลี่ยนแปลงทุกวันในจังหวะการนอนหลับและความผิดปกติทางจิตเวชบางอย่าง.

การศึกษาทางคลินิกบางอย่างระบุว่าเมลาโทนินอาจมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาของโรคเช่นไมเกรนและปวดหัวเนื่องจากฮอร์โมนนี้เป็นตัวเลือกการรักษาที่ดีในการต่อสู้กับพวกเขา.

ในทางตรงกันข้ามมันได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเมลาโทนิช่วยลดความเสียหายของเนื้อเยื่อที่เกิดจากการขาดเลือดทั้งในสมองและในหัวใจ.

ในที่สุดก็เป็นที่รู้จักกันว่าเมลาโทนิทำหน้าที่ในระบบภูมิคุ้มกันแม้ว่ารายละเอียดเกี่ยวกับผลกระทบของมันจะค่อนข้างสับสน ในแง่นี้ดูเหมือนว่าเมลาโทนินจะก่อให้เกิดการผลิตอิมมูโนโกลบูลินและการกระตุ้นของ phagocytes.

ดังนั้นการทำงานของเมลาโทนินมีมากมายและหลากหลายทำหน้าที่ทั้งในระดับสมองและระดับร่างกาย อย่างไรก็ตามหน้าที่หลักของฮอร์โมนนี้อยู่ในการควบคุมของนาฬิกาชีวภาพ.

ใช้ในทางการแพทย์

ผลกระทบหลายอย่างที่เมลาโทนินเป็นสาเหตุต่อการทำงานของร่างกายและสมองของผู้คนรวมถึงความสามารถในการแยกสารนี้ออกจากอาหารบางชนิดได้กระตุ้นให้มีงานวิจัยระดับสูงเกี่ยวกับการใช้ในทางการแพทย์.

อย่างไรก็ตามเมลาโทนินได้รับการอนุมัติให้ใช้เป็นยาสำหรับรักษาอาการนอนไม่หลับระยะแรกในผู้ที่มีอายุ 55 ปีขึ้นไปเท่านั้น ในแง่นี้การศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้แสดงให้เห็นว่าเมลาโทนินเพิ่มเวลาการนอนหลับโดยรวมในคนที่ทุกข์ทรมานจากการอดนอน.

งานวิจัยเกี่ยวกับเมลาโทนิน

ถึงแม้ว่าการใช้เมลาโทนินทางการแพทย์ที่ได้รับอนุมัติเท่านั้นจะอยู่ในการรักษาอาการนอนไม่หลับระยะสั้น แต่การตรวจสอบผลการรักษาของสารนี้หลายครั้งยังดำเนินการอยู่.

โดยเฉพาะบทบาทของเมลาโทนินในฐานะเครื่องมือในการรักษาโรคเกี่ยวกับระบบประสาทเช่นโรคอัลไซเมอร์โรคฮันติงตันโรคพาร์คินสันหรือเส้นโลหิตตีบด้านข้างของ amyotrophic.

มันถูกตั้งสมมติฐานว่าฮอร์โมนนี้อาจเป็นยาที่ในอนาคตจะมีประสิทธิภาพในการต่อสู้กับโรคเหล่านี้อย่างไรก็ตามวันนี้แทบจะไม่มีการศึกษาใด ๆ ที่ให้หลักฐานทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับยูทิลิตี้การรักษา.

ในทางตรงกันข้ามผู้เขียนหลายคนโพสต์เมลาโทนินเป็นสารที่ดีในการต่อสู้กับอาการหลงผิดในผู้ป่วยสูงอายุ ในบางกรณียูทิลิตี้การรักษานี้ได้พิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพ.

ในที่สุดเมลาโทนินนำเสนอเส้นทางการวิจัยอื่น ๆ ที่มีการศึกษาน้อย แต่มีโอกาสในอนาคตที่ดี.

หนึ่งในกรณีที่เฟื่องฟูที่สุดในวันนี้คือบทบาทของฮอร์โมนนี้ในฐานะสารกระตุ้น งานวิจัยบางชิ้นแสดงให้เห็นว่าการจัดการเมลาโทนินกับผู้ป่วยสมาธิสั้นจะช่วยลดเวลาที่ต้องนอนหลับ.

งานวิจัยด้านการรักษาอื่น ๆ ได้แก่ อาการปวดหัว, ความผิดปกติทางอารมณ์ (ซึ่งแสดงให้เห็นว่ามีประสิทธิภาพสำหรับการรักษาโรคอารมณ์ตามฤดูกาล), มะเร็ง, น้ำดี, โรคอ้วน, การป้องกันจากรังสีและแพทย์เฉพาะทาง.

การอ้างอิง

1. Cardinali DP, Brusco LI, Liberczuk C และคณะ การใช้เมลาโทนินในโรคอัลไซเมอร์ Neuro Endocrinol Lett 2002; 23: 20-23.

2. Conti A, Conconi S, Hertens E, Skwarlo-Sonta K, Markowska M, Maestroni JM หลักฐานการสังเคราะห์เมลาโทนินในหนูและเซลล์ไขกระดูกของมนุษย์ J Pineal Re. 2000; 28 (4): 193-202.

3. Poeggeler B, Balzer I, Hardeland R, Lerchl A. เมลาโทนิฮอร์โมนไพเนียลออสซิลเลตยังอยู่ใน Goneaulax polyedra dinoflagellate Naturwissenschaften 2534; 78, 268-9.

4. Reiter RJ, Pablos MI, Agapito TT และคณะ เมลาโทนินในบริบทของทฤษฎีอนุมูลอิสระของริ้วรอย Ann N Y Acad Sci 1996; 786: 362-378.

5. Van Coevorden A, Mockel J, Laurent E. Neuroendocrine จังหวะและการนอนหลับในวัยชรา Am J Physiol 1991; 260: E651-E661.

6. Zhadanova IV, Wurtman RJ, Regan MM และคณะ การรักษาเมลาโทนินสำหรับการนอนไม่หลับที่เกี่ยวข้องกับอายุ J Clin Endocrinol Metab 2001; 86: 4727-4730.