Melatonina

MELATONINA - CO TO JEST?

Melatonina pochodzi z aminokwasu tryptofanu i neuroprzekaźnika serotoniny.

Melatonina ma wiele ważnych funkcji w organizmie, w tym:

Wpływa na rytm dobowy
Wspomaga układ odpornościowy
Pomaga funkcji oka
Zmniejsza stres oksydacyjny
Promuje sen
Kontroluje wiele zdarzeń komórkowych, w tym syntezę ważnych cząsteczek
Chroni przed promieniowaniem
Szyszynka, która jest zagnieżdżona w mózgu, wytwarza melatoninę. Ilość melatoniny we krwi zależy od pory dnia. W nocy jest 10 do 15 razy więcej melatoniny we krwi niż w ciągu dnia, co pomaga ludziom spać.

Melatonina jest wytwarzana również przez wiele innych narządów w ciele, zwłaszcza w żołądku.

Jeśli sen zostanie przerwany przez ekspozycję na niebieskie światło w nocy, poziom melatoniny drastycznie spada. Ponadto poziomy melatoniny również spadają wraz z wiekiem. Jednak ciemność nie stymuluje produkcji melatoniny. Po prostu pozwala na produkcję melatoniny.

RECEPTORY MELATONINY

Melatonina działa poprzez interakcję z dwoma białkami receptorowymi, MT1 i MT2.

Receptory MT1 i MT2 kontrolują różne etapy snu: MT1 kontroluje głęboki sen lub sen REM, a MT2 kontroluje etapy snu poprzedzające sen.

Receptory te są obecne w różnych narządach i komórkach odpornościowych, co sugeruje, że melatonina kontroluje również funkcję układu odpornościowego i innych układów w całym ciele.

SEN I RYTM OKOŁODOBOWY

Rytm dobowy jest jak zegar ciała. Jest to wbudowana funkcja, która kontroluje procesy biologiczne w około 24-godzinnym cyklu.

Centralny zegar znajduje się w SCN przedniego podwzgórza w mózgu. Kontroluje rytm dobowy organizmu. Rytm okołodobowy pomaga kontrolować cykl snu i czuwania, temperaturę ciała i produkcję hormonów.

Światło z otoczenia wpływa na sygnały wysyłane z SCN.

Pod kontrolą rytmu dobowego szyszynka wytwarza i wydziela melatoninę. W normalnych warunkach melatonina jest wydzielana w nocy. Podczas dnia we krwi są niewykrywalne ilości

Podczas gdy większość naukowców uważa, że ​​melatonina może przesunąć fazę rytmu okołodobowego i porywać rytm okołodobowy, ta właściwość melatoniny jest kontrowersyjna.

U mutantów danio pręgowanego, którym brakuje melatoniny, ryba śpi mniej, ale nadal ma normalny rytm okołodobowy (w oparciu o produkcję per1B). To samo badanie wykazało, że sen indukowany melatoniną poprzez zwiększenie sygnalizacji adenozyny w mózgu ryby. Te zmutowane ryby były równie łatwe do przebudzenia i spały tak głęboko, jak ryby kontrolne.

MECHANIZM ANTYOKSYDACYJNY

Kilka korzyści zdrowotnych melatoniny wynika z jej silnych właściwości przeciwutleniających, zarówno bezpośrednio, jak i pośrednio.

Podawanie melatoniny zwiększa komórkową produkcję enzymów przeciwutleniających (dysmutaza ponadtlenkowa, peroksydaza glutationowa i syntaza γ-glutamylocysteiny), które mogą zwiększać przeciwutleniacze, takie jak glutation. Enzymy te pomagają oczyścić komórki, mitochondria i krew z szkodliwych reaktywnych form tlenu.

Ponadto sama cząsteczka melatoniny może wiązać się z reaktywnymi formami tlenu (ROS) i reaktywnymi formami azotu (RNS), czyniąc je mniej szkodliwymi. Dzięki temu melatonina chroni kilka tkanek i układów narządów przed uszkodzeniem oksydacyjnym. Tkanki, które wytwarzają melatoninę i do tego celu wykorzystują melatoninę, obejmują jelita, jajniki, jądra, soczewki, szpik kostny i mózg.

Większość cząsteczek (metabolitów), w które przekształca się melatonina, zachowuje również zdolność wiązania szkodliwych form tlenu i azotu, co czyni melatoninę i jej produkty wysoce skuteczną ochroną.

Pojedyncza cząsteczka melatoniny może neutralizować do 10 cząsteczek ROS i RNS.

Blokuje również enzym zwany syntazą tlenku azotu, który wytwarza reaktywne formy azotu i powoduje stan zapalny.

MITOCHONDRIA I APOPTOZA

Mitochondria to część komórki, która wytwarza energię. Mają własne DNA. Jako fabryki energii mają kluczowe znaczenie dla przetrwania. Jądro i mitochondria to obszary, które mają najwięcej melatoniny.

Produkcja energii przez mitochondria prowadzi do powstania reaktywnych form tlenu (ROS) i reaktywnych form azotu (RNS) [4]. ROS i RNS uszkadzają mitochondrialny DNA i białka, uniemożliwiając im wytwarzanie energii. Uszkodzenie to może również powodować wyciek mitochondriów, co może prowadzić do śmierci komórki (apoptozy).

Melatonina pomaga zatem w narządach najbardziej zależnych od mitochondriów, w tym w układzie nerwowym i sercu.

TOKSYNY MITOCHONDRIALNE

Kilka toksyn zakłócających funkcję mitochondriów może prowadzić do objawów chorób neurodegeneracyjnych, a zwierzęta laboratoryjne zatrute przez te toksyny są wykorzystywane jako modele do badania takich chorób.

Melatonina chroni przed uszkodzeniem oksydacyjnym przez te toksyny i pomaga przywrócić normalne funkcje komórkowe, w tym:

Rotenon, toksyna stosowana do naśladowania choroby Parkinsona u szczurów.
MPTP (1-metylo-4-fenylo-1,2,3,6-tetrahydropirydyna), kolejna toksyna stosowana do naśladowania choroby Parkinsona. U myszy melatonina zapobiega uszkodzeniom cząsteczek tłuszczu i DNA w wielu regionach mózgu po wstrzyknięciu MPTP. Powoduje również, że wiele ważnych białek powraca do normalnego stanu.
3-NPA, która jest toksyną grzybów infekujących trzcinę cukrową. Zdarzały się przypadki dzieci, które zjadły skażoną trzcinę cukrową, rozwijając stan podobny do choroby Huntingtona. U szczurów dotkniętych tą trucizną melatonina zapobiega utracie komórek nerwowych, koryguje szkodliwe zachowanie, zapobiega uszkodzeniom cząsteczek białka i tłuszczu oraz przywraca poziom dopaminy.
Cyjanek, bardzo śmiertelna trucizna, która powoduje masową śmierć komórek nerwowych i drgawki, ostatecznie prowadząc do śmierci. Uszkadza również mitochondria komórek nerwowych. U myszy, które otrzymały zastrzyki z cyjankiem, wcześniejsze leczenie melatoniną zmniejszało nasilenie napadów wywołanych przez truciznę. Melatonina chroni również uszkodzenie mitochondrialnego DNA spowodowane cyjankiem potasu u myszy i w hodowli.

STANY ZAPALNE I FUNKCJA ODPORNOŚCIOWA

Receptory melatoniny są obecne w wielu różnych komórkach odpornościowych. Jest immunomodulujący, co oznacza, że zmniejsza nadmierną funkcję immunologiczną w stanach zapalnych i wzmacnia funkcję immunologiczną u osób z obniżoną odpornością.

Melatonina może zmniejszać produkcję cytokin zapalnych, w tym IL-6, IL-8 i TNF-alfa.

Ponadto, redukując wolne rodniki w mikrogleju (komórki odpornościowe specyficzne dla mózgu), melatonina może zmniejszyć stan zapalny mózgu poprzez zmniejszenie NF-kB.

U ludzi i gryzoni melatonina może promować zdrowe odpowiedzi immunologiczne i odwracać supresję układu odpornościowego z powodu starzenia się, leków steroidowych, ołowiu i ekspozycji chemicznych.