Мелатонин

Об этом веществе пишут очень много. Вот высказывание, приведенное в (1): “Как один известный граф из Трансильвании, мелатонин приходит только ночью. Но в отличие от Дракулы, он проникает в кровоток спокойно и без разрушений, а затем принимает участие во множестве биологических процессов”. Утверждают, что мелатонин может сглаживать сбой биоритмов, лечить рак и депрессию, а также, возможно, задерживать старение.
Насколько такие утверждения соответствуют истине? Мы попробуем рассмотреть биохимию мелатонина и все, что известно о его действии. Что это такое?
Мелатонин (N-ацетил-5-метокситриптамин) – производное серотонина, который в свою очередь синтезируется организмом из аминокислоты триптофана. Когда мы потребляем триптофан из пищи, организм превращает значительную часть его в серотонин. Однако ферменты, заведующие превращением серотонина в мелатонин, подавляются освещением. Вот почему производство этого гормона происходит по ночам.

Мелатонин выделяется меланоцитами, клетками шишковидной железы, под воздействием пептидного гормона меланотропина, секретируемого гипофизом. У существ типа рыб, лягушек и ящериц шишковидная железа представляет собой светочувствительный орган, работающий как “третий глаз” и регулирующий половое поведение этих животных путем изменения производства половых гормонов. У человека до недавнего времени назначение этого органа представляло загадку. Сейчас ее рассматривают как один из основных центров синтеза гормонов. У низших животных мелатонин осветляет окраску кожи. Изучая этот эффект, дерматолог из Йельского университета Аарон Лернер в 1958 году выделил из бычьих шишковидных желез вещество, названное “мелатонин” за способность стимулировать рост пигментных клеток (меланофоров). Дальнейшие исследования выявили, что шишковидная железа выделяет этот гормон в ответ на сигнал от симпатической нервной системы. Особенно интересно, что в процессе выделения мелатонина напрямую участвуют два основных нейротрансмиттера – норэфедрин и серотонин. Мелатонин стимулирует участки нервной системы, в которых выделяется норэфедрин. В свою очередь, норэфедрин воздействует на шишковидную железу.
Существуют некоторые разногласия в отношении биологической роли меланотропного гормона и мелатонина. Не исключено, что их функции в значительной степени пересекаются.

Размножение и зрелость

По-видимому, мелатонин регулирует наступление сезона размножения у животных, чтобы потомство рождалось в благоприятное время, когда природные условия способствуют его выживанию. Этот гормон часто используется учеными для искусственного смещения периода половой активности у лабораторных животных. Но человек – не животное: мы можем совокупляться в любое время и в любом месте… У взрослых людей мелатонин не контролирует уровень половых гормонов, но он играет важную роль в наступлении зрелости. Вот пример. При исследовании детей в возрасте от 7 до 18 лет, ученые обнаружили, что у ребят младшего возраста ночной уровень мелатонина выше дневного примерно в 40 раз, а после наступления зрелости разница составляет примерно 10 раз. Выдвинута теория, что механизм созревания запускается снижением ночной секреции мелатонина. У маленьких детей этот гормон выполняет две функции: увеличивает продолжительность сна и подавляет секрецию половых гормонов.

Мелатонин и депрессия

Поскольку серотонин и норэфедрин работают как нейротрансмиттеры в нейронах мозга, недостаток одного из них или обоих сразу, вероятно, связан с развитием депрессии. Может наблюдаться либо уменьшение синтеза, либо не баланс в синтезе этих веществ. Сейчас депрессию лечат специальными лекарствами, которые увеличивают выделение нейротрансмиттеров.
Так как мелатонин связан с норэфедрином и серотонином, ученые предположили, что он также замешан в развитии некоторых умственных расстройств. Показано, что у людей, страдающих депрессией, ритм выделения мелатонина сильно нарушен. Например, пик производства этого гормона приходится на время от рассвета до полдня вместо обычных 2 часов ночи. У тех же, кто страдает еще быстрой утомляемостью, ритмы синтеза мелатонина меняются совершенно хаотично.
Обнаружена также связь пониженного уровня мелатонина с гиперактивностью при маниях. Напротив, у шизофреников содержание этого гормона часто повышено.
Интересное наблюдение сделано при изучении синдрома сезонного расстройства. Этот синдром представляет собой комплекс нарушений, проявляющихся в определенный сезон (чаще всего зимой): повышенная утомляемость, избыточный сон, депрессия, повышение аппетита, тяга к сахарам. Теоретически, он должен быть обусловлен замедлением метаболизма, так как указанные проявления способствуют сохранению энергии. Однако на практике у страдающих этим синдромом скорость метаболизма, наоборот, повышена. Лечение светом, эффективное в данном случае, замедляет метаболизм.
Предположительный механизм явления таков: повышенный уровень мелатонина стимулирует отложение особого вида жира в бурых адипозных клетках. Малая освещенность и низкая температура окружающей среды провоцируют выделение норэфедрина, регулирующего тепловыделение. Норэфедрин, в свою очередь, стимулирует активность шишковидной железы. При пониженной температуре также увеличивается аппетит, вызывая повышенную потребность в углеводах. Углеводы требуют для переработки повышения уровня инсулина, что вызывает увеличение выделения триптофана. Последний преобразуется в серотонин и затем в мелатонин, который стимулирует рост бурых адипозных тканей. Преодоление сбоя биоритмов
Способность мелатонина регулировать циркадные ритмы организма может быть использована для устранения сбоя биоритмов, или десинхроноза. Это нарушение характеризуется утомляемостью, бессонницей, снижением концентрации внимания, раздражительностью и ощущением потери ориентации. Оно возникает, когда вы перемещаетесь через несколько часовых поясов, особенно к востоку. Чем больше разница во времени между исходным и конечным пунктом, тем резче проявляется сбой, длящийся иногда до недели. Быстрое перемещение между часовыми поясами сбивает внутренние часы организма. Образно говоря, ваше тело находится в Нью-Йорке, но оно продолжает жить по московскому времени! Так как мелатонин играет ключевую роль в регуляции суточной активности, ученые предложили так называемые “временные пилюли”. В одной работе 20 человек в возрасте 28-68 лет летели из Новой Зеландии в Англию (26 часов; разница во времени 12 часов), а затем через три недели вернулись. Члены этой группы выборочно получали либо пилюлю с 5 мг мелатонина, либо плацебо (пустышку) ежедневно в течение трех дней до путешествия и в течение трех дней после. На обратном пути группы поменялись местами. Сбой биоритмов определялся различными методами. Субъекты, принимавшие мелатонин, ощущали сбой в меньшей степени и восстановили нормальный сон быстрее. Роджер Шорт, физиолог из Университета Монаш (Мельбурн), изучавший связь между мелатонином и сбоем биоритмов, считает, что при пересечении часовых поясов следует в течение двух дней по прибытии принимать мелатонин. Это поддерживает нормальный уровень данного гормона и способствует ресинхронизации ритмов организма.
Однако многие специалисты заявляют, что использование мелатонина носит экспериментальный характер, и не следует его применять в широких масштабах, пока не выяснены возможные побочные эффекты.
Возможно, оптимальным решением будет сочетание приема мелатонина с облучением солнечным светом, которое также способствует ресинхронизации циркадных ритмов. Так что, прибыв на новое место, не заваливайтесь спать, а прогуляйтесь. Есть указания, что физическая нагрузка ускоряет перестройку внутренних часов организма.
Индийские йоги советуют другой способ снабжения организма мелатонином. Во время процедуры, называемой “амароли”, они пьют собственную мочу, собранную рано утром (там содержится много мелатонина). Это приводит к замедлению ритмов мозга и повышению ясности зрения, как бы сигнализируя мозгу, что он достаточно поспал и можно работать. Конечно, такой способ пригоден не для всех.

На сон грядущий…

Аминокислота триптофан долго использовалась как средство для улучшения сна, пока Администрация по пищевым и медицинским продуктам США не исключила ее из продажи. Причиной явилось обнаружение в некоторых партиях продукта (ввозимых из Японии) примеси, вызывающей так называемую эозинофильную миалгию.
Считалось, что способность триптофана ускорять засыпание связана с превращением его в серотонин. Так как мелатонин – производное серотонина, ученые решили определить, можно ли использовать его как снотворное.
Когда в возрасте после 50 лет производство мелатонина снижается, начинают проявляться бессонница и другие проблемы со сном. Исследования на людях в возрасте 60-80 лет обнаружили, что чем ниже уровень мелатонина, тем сильнее нарушения сна.
Затем испытуемым давали 2-5 мг мелатонина за несколько часов до сна. Контрольная группа получала пустышки. Те, кто получал мелатонин, засыпали вдвое быстрее. Единственный побочный эффект – небольшая остаточная усталость после сна.
В другой работе показана эффективность введения ежедневно 5 мг мелатонина в течение месяца для лечения затяжной сонливости. При этом не наблюдалось остаточной вялости, характерной для снотворных средств, которые влияют на так называемую быструю фазу. Только у одного испытуемого наблюдался побочный эффект: головная боль. Замечено также, что через час после приема повышалось систолическое давление, а снотворный эффект проявлялся через 3-4 часа.
В недавно проведенном исследовании, выполненном специалистами Массачусеттского технологического института, показано, что мелатонин так же эффективно ускоряет засыпание и у молодых людей. 20 молодых мужчин получали различные дозы мелатонина или плацебо, затем их помещали в темную комнату и просили закрыть глаза на 30 минут. Тем, кто получал плацебо, требовалось 25 минут для засыпания в середине дня, а получавшим мелатонин – 5-6 минут. Последние также спали в среднем вдвое дольше первых.
Следует учесть, что во всех указанных случаях мы имеем дело с мягкой формой расстройств сна. Эффективность мелатонина при серьезных нарушениях нервной деятельности не доказана.

Противораковый агент?

В конце 50-х годов было обнаружено, что при некоторых формах рака нарушен метаболизм триптофана (2). Кроме того, ряд опухолей выделяет продукты, химически сходные с меланинами. Это привело исследователей к изучению воздействия мелатонина на опухоли. Результаты оказались обнадеживающими, хотя и неоднозначными.
Показано, что мелатонин совместно с гормонами щитовидки стимулирует производство Т-хелперов, клеток иммунной системы, защищающих организм от различных заболеваний (в том числе рака). Клетки рака груди, богатые рецепторами эстрогенов, похоже, особенно чувствительны к этому гормону. У женщин с указанной формой рака также понижен уровень мелатонина. Когда исследователи из Туланского медицинского колледжа добавили мелатонин к лабораторной культуре раковых клеток, эстроген-зависимые клетки выросли только на четверть по сравнению с контролем. Этот гормон не воздействует на клетки, не имеющие рецепторов к эстрогенам. По некоторым данным, мелатонин уменьшает количество рецепторов.
Мелатонин также усиливает противораковый эффект эстроген-блокирующих средств, например Нолвадекса (цитрат тамоксифена). Это очень полезно, так как сам тамоксифен в больших дозах провоцирует развитие рака матки и печени. Комбинация его с промотером (веществом, усиливающим эффект) позволяет снизить дозу и избежать нежелательных побочных явлений.
Имеются данные, что мелатонин замедляет рост рака кожи (меланомы) у животных, но справедливо ли подобное для людей, неизвестно. У мужчин с раком простаты обнаружено снижение уровня мелатонина.

Мелатонин и гормоны

Введение мелатонина взрослым людям в течение нескольких недель мало влияет на воспроизводящую и эндокринную функции. Другие исследования подтверждают это. Например, у 6 мужчин, получавших ежедневно по 2 мг мелатонина в течение 2 месяцев, не было обнаружено изменения уровня основных гормонов, в том числе лютеинизирующего гормона и самого тестостерона.
Даже высокие дозы мелатонина сравнительно мало воздействуют на на секрецию гормонов при кратковременном применении. У 25 человек, получавших по 50 мг гормона ежедневно в течение недели, не было обнаружено никаких изменений секреции других гормонов.
Однако при длительном приеме мелатонин может потенцировать эффект тестостерона через воздействие на секрецию лютеинизирующего гормона. При этом секреция тестостерона снижается. У женщин подобный эффект усиливается при низкокалорийной диете. Дозы мелатонина около 10 мг могут мягко стимулировать выделение гормона роста через ингибирование синтеза соматостатина. Но стимуляция выброса гормона роста другими путями угнетает секрецию мелатонина.

Тренировки и мелатонин

Некоторые исследования показывают, что интенсивные тренировки после полудня увеличивают ночной выброс мелатонина. Полагают, что это явление может обуславливать нарушение менструального цикла у женщин-спортсменок. Наблюдалось также резкое снижение уровня мелатонина у мужчин, занимающихся поздно вечером, возможно из-за повышенной активности печени. Предположительно, повышение температуры тела в ходе тренировок может как замедлять засыпание, так и снижать выброс мелатонина.
Стресс, вызванный тренировками, снижает уровень лютеинизирующего гормона, который регулирует производство тестостерона. Однако сразу после тренировки уровень мелатонина не падает, что исключает связь между этими явлениями.

Мелатонин против старости

Показано, что добавление мелатонина в питьевую воду для мышей увеличивает их время жизни на 20 процентов. К тому же известно, что этот гормон снижает содержание холестерина в крови крыс.
Обнаружено также, что мелатонин – весьма эффективный приемник свободных радикалов. У животных, получавших его, процент повреждений ДНК свободными радикалами снижался на 41-99 процентов. Известно, что эти частицы образуются при метаболизме и ответственны за широкий спектр нарушений, от рака до болезней сердца. Доктор Рейтер считает, что с возрастом мы становимся более чувствительными к свободным радикалам из-за снижения выбросов мелатонина.
Пациенты, страдающие болезнью Альцгеймера, имеют низкий уровень мелатонина и повышенное содержание свободных радикалов, что может приводить к разрушению нервных клеток, характерному для данной болезни. Прямые доказательства отсутствуют, однако предположительно, мелатонин способен замедлять старение. Многие исследователи пришли к выводу, что дополнительное введение этого гормона может быть полезно только людям престарелого возраста.

Как его используют?

Наиболее распространенной формой являются таблетки. Средние дозы составляют 5-20 мг в день, в зависимости от задачи. Однако в последнее время многие врачи вернулись к назначению инъекций мелатонина. Введение препарата непосредственно в кровь обеспечивает более быстрый эффект, чем прием внутрь.
Мелатонин выпускает несколько фармацевтических фирм. Он доступен и у нас в стране.

Побочные эффекты

Некоторые популярные статьи утверждают, что мелатонин неэффективен и слишком токсичен. Однако большинство исследований показывает обратное. Он может вводиться даже детям в случаях, когда нежелательно использование обычных транквилизаторов, особенно при хронической бессоннице и связанных с ней нарушениях здоровья. Побочные эффекты и признаки токсичности отсутствуют.
Очень часто мелатонин критикуют за антигонадотропный эффект, то есть способность замедлять выделение половых гормонов (в том числе тестостерона). Как указано выше, этот эффект встречается редко. Имеется случай снижения уровня тестостерона у мужчины 21 года, но у него наблюдалась гипертрофия шишковидной железы с ненормально высокой активностью. Выброс мелатонина был в 15-20 раз выше обычного днем и в 4-5 раз ночью.
В общем случае, наличие и сила побочных эффектов не исследованы. Требуются дополнительные клинические испытания, в том числе изучение взаимодействия препарата с другими медикаментами

Что же может и что не может мелатонин?

Мелатонин может:

– Продлевать сон и сглаживать сбои биоритмов за счет улучшения сна;
– Преодолевать бессонницу;
– Замедлять наступление зрелости у детей;
– Стимулировать рост бурых адипозных клеток, переводящих калории в тепло для ускорения метаболизма; – Потенцировать эффект противораковых средств, позволяя снижать дозу; – Совместно с гормонами щитовидки повышать производство Т-хелперов; – Снижать производство тестостерона у мужчин и эстрогенов – у женщин; – Стимулировать выделение гормона роста;
– Снижать уровень холестерина в крови и предотвращать повреждение ДНК свободными радикалами (у крыс).

Мелатонин не может:

– Ускорять производство половых гормонов;
– Замедлять старение у людей (не доказано);
– Предотвращать возникновение болезней сердечно-сосудистой системы и других опасных для жизни недугов;
– Лечить шизофрению или подобные психические расстройства;
– Служить средством для снижения веса;
– Использоваться как снотворное

Следовательно, не стоит рассматривать это вещество как “магическую пилюлю”. Рекламные заявления большей частью подкреплены лишь результатами исследований на животных или отдельных экспериментов на людях. Однако там, где наличие положительного эффекта подтверждено, мелатонин может быть полезен.

Словарь медицинских терминов

Альцгеймера болезнь – предстарческое расстройство, связанное с атрофией лобных и теменных долей мозга. Начинается обычно в возрасте около 55 лет. Характеризуется нарастающим ослаблением памяти и потерей ориентации.
Бурые адипозные клетки (БАТ, клетки бурого жира) – ткани, заведующие поддержанием температуры тела за счет сжигания жира. Чем выше температура тела, тем быстрее метаболизм.
Лютеинизирующий гормон – белково-углеводный гормон (гликопротеин), выделяемый передней долей поджелудочной железы. У женщин регулирует развитие желтого тела яичников и секрецию прогестерона; у мужчин – выделение тестостерона.
Нейротрансмиттер – химическое вещество, участвующее в передаче нервного импульса через нейрон между нервными клетками. Норэфедрин – один из трех основных нейротрансмиттеров в центральной нервной системе. Выделение норэфедрина в ночное время стимулирует синтез меланина.
Серотонин – один из трех основных нейротрансмиттеров. Предшественник мелатонина.
Симпатическая нервная система – часть нервной системы, ответственная за реакцию на стресс или опасность.
Триптофан – незаменимая аминокислота, широко встречающаяся в белках и превращаемая в серотонин клетками нервной системы.
Циркадные ритмы – ритмы работы биологических систем организма, характеризующиеся примерно 24-часовой периодичностью.
Шишковидная железа (эпифиз) – маленькое образование, прикрепленное к верхней части третьего отдела мозга. Основная функция у человека – производство мелатонина.
Фаза быстрого сна – фаза, в которой глазные яблоки совершают быстрые движения и человек видит сны.