Биологические функции мелатонина - Некоторые эффекты биологического действия мелатонина
Свет угнетает продукцию и секрецию пинеального гормона, поэтому его максимальный уровень (100-300 пг/мл) в крови у человека и животных наблюдается в ночные часы, а минимальный (1-3 пг/мл) - в утренние и дневные. Рядом исследователей 11,21 было выявлено, что подавление ночного пика мелатонина, вызванное учащением ночной бессонницы, увеличением уровня ночного освещения, работой в ночную смену, способствует риску возникновения злокачественных новообразований различной локализации (молочной железы, шейки матки, кожи, легких, печени и др.). Низкая продукция мелатонина и сдвиг фазы его секреции приводят к рассогласованию циркадных ритмов 4. У млекопитающих, включая человека, выброс эпифизарного гормона контролируется супрахиазматическими ядрами (СХЯ) гипоталамуса. Эпифиз и СХЯ гипоталамуса являются биологическими часами в организме и находятся во взаимотормозящих отношениях. Яркий свет стимулирует нейроны СХЯ, но тормозит выработку мелатонина эпифизом. В то же время, мелатонин, из-за высокой насыщенности рецепторов к СХЯ, способен блокировать активность СХЯ гипоталамуса 9,16. Можно условно выделить два основных механизма воздействия мелатонина на настроение и поведение человека. Первый - регуляция сезонных и циркадных ритмов организма. Второй - ингибирование гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы в условиях ее гиперактивности. Нарушения в этих механизмах могут стать причиной патологических изменений в эмоциональной и поведенческой сферах. Однако свои функции центрального синхронизатора мелатонин осуществляет, вероятно, не только через прямые каналы (рецепторный аппарат иммунокомпетентных клеток), но и опосредованно, модулируя функции других нейроэндокринных систем 22.
Мелатонин является важным модулятором транскрипционной активности генов. Мелатонин влияет на активность генов в центральной нервной системе (ЦНС) и, прежде всего, в СХЯ гипоталамуса, в parstuberalis гипофиза и некоторых периферических тканях. Взаимодействие эпифизарного гормона с так называемыми "часовыми" генами (Per, Clock, Bmal, Cry и др.) определяет фотопериодический контроль циркадных и сезонных изменений физиологических функций организма. Таким образом, мелатонин участвует в регуляции суточных, годовых биоритмов, приводя их в соответствие с биоритмами других физиологических функций организма 15.
В отличие от биоритмологических эффектов, антиоксидантные свойства мелатонина не опосредованы через его рецепторы. Молекула гормона может подавлять свободнорадикальные процессы в любой клетке человеческого организма, включая ядерную ДНК. Мелатонин выступает в качестве эффективной "ловушки" (поглотителя) свободных радикалов, в результате чего, в отдельных ситуациях превосходит по активности многие известные антиоксиданты - глутатион, токоферол, аскорбиновую кислоту 24. Экспериментально установлено 23, что использование солей тяжелых металлов, радиоактивного облучения, наряду с гемолизом и образованием дегенеративных клеточных элементов - все это активирует перекисное окисление липидов и повышает уровень малонового диальдегида в плазме крови крыс. Хроническое введение животным мелатонина в дозах от 0,2 до 10 мг/кг снижает содержание малонового диальдегида, существенно повышая при этом ферментативную активность супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы, каталазы.
В коже находится значительное количество мелатониновых рецепторов, в связи с чем, ее рассматривают как типичный орган-мишень для эпифизарного гормона. При этом и сама кожа способна синтезировать мелатонин. Установлено, что как искусственная подсветка, так и подкожное введение мелатонина ускоряют созревание зимнего волосяного покрова норок на 5-6 недель. В настоящее время разработана имплантируемая лекарственная форма на основе биодеструктивных полимеров (мелакрил-мелатонин), обеспечивающая равномерное рассасывание всего имплантанта в определенный период времени и дозированное поступление препарата в организм животных. Выявлено, что препарат способствует ускорению роста и созревания зимнего волосяного покрова, увеличению густоты опушения, при гистологическом исследовании установлен стимулирующий эффект этого препарата на рост и развитие волосяных фолликулов 12.
Отдельно следует остановиться на влиянии мелатонина на репаративные процессы в тканях. Установлено [10], что эффект гормона как у здоровых людей, так и у больных склеродермой, в значительной степени зависит от дозы: мелатонин в концентрации 6 мкг/мл стимулирует дифференцировку фибробластов, в то время как в дозе 100-400 мкг/мл снижает степень пролиферации фибробластов более чем на 80%. Местное применение мелатонина в дозах 1,5 и 15 мг/мл оказывает выраженное тормозящее действие на заживление кожных ран, что свидетельствует о прямом угнетающем действии мелатонина на рост фибробластов в клеточной культуре. Полагают, что замедление репаративных процессов под действием пинеального гормона связано с изменением спектра водорастворимых белков, фракционного состава гликозаминогликанов (ГАГ), липидов в грануляционно-фиброзной ткани крыс [1]. По данным J. Drobnic [7], мелатонин, инъецированный крысам в дозе 300 мг/кг веса, подавлял накопление тканями коллагена и замедлял сокращение раневой поверхности кожи. Длительное пребывание в темноте также тормозило процесс заживления полнослойной раны кожи подопытных животных. Исследование K. Pugazhenthi [19] показало, что подкожное введение мелатонина в дозе 1,2 мг/кг способствовало ускорению заживления ран у крыс, вызывая увеличение образования коллагеновых волокон, кровеносных сосудов.
В настоящее время отсутствует достаточный объем сведений, необходимых для полного раскрытия механизмов влияния мелатонина на развитие грануляционной ткани при раневом процессе. Высказано несколько предположений о возможных механизмах. Согласно одному из них, мелатонин непосредственно влияет на пролиферацию клеток в ране или метаболизм коллагена, либо оказывает непрямое действие на репаративные процессы в ране через эндокринную или иммунную системы. В то же время можно предположить, что влияние гормона на репаративные процессы может быть связано и с антиоксидантными его свойствами [5]. Свободно-радикальное окисление, в частности, перекисное окисление липидов возникает в тканях при повреждении на этапе воспаления, что может приводить к изменению внутриклеточного окислительно-восстановительного баланса и сдвиге его в сторону окисления. Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что умеренный сдвиг окислительно-восстановительного баланса в сторону окисления оказывает стимулирующее влияние на протеинкиназу С печени, пролиферацию фибробластов кожи человека. Подавляя процесс перекисного окисления липидов и снижая уровень его промежуточных и конечных продуктов, антиоксиданты препятствуют процессам коллагенообразования.
В осуществлении процесса регенерации важное значение приобретают различные классы липидов. Они влияют на местные процессы, протекающие в ране, играют регуляторную, структурную роли, обеспечивают энергетические потребности процессов заживления ран. Полученные нами в эксперименте данные свидетельствуют о том, что местное применение мелатонина в низких концентрациях (1,5 мг/мл) в грануляционно-фиброзной ткани крыс на 8 день регенерации оказывает модулирующее влияние на общие липиды и их фракции, вызывая триацилглицерол-липазный эффект. В более высоких концентрациях (15 мг/мл) гормон вызывает аналогичную реакцию уже на 5 и далее на 8 дни регенерации, при этом характер метаболических перестроек смещается в сторону трансацилазных механизмов. Однако местное применение мелатонина приводит к существенному замедлению заживления кожных ран, изменению морфологической картины образующейся грануляционно-фиброзной ткани, однако не влияет на активность маркерных ферментов лизосом.
В отдельной серии экспериментов мы исследовали влияние длительного подкожного введения мелатонина в дозах (0,3; 1 и 4 мг/кг) на липиды грануляционно-фиброзной ткани крыс. Известно, что мелатонин является одним из компонентов стресспротекторных систем организма [8], поэтому, длительное подкожное введение животным гормона, на фоне развившегося у них эмоционального стресса, оказывает влияние на результаты биохимического исследования грануляционно-фиброзной ткани. Полученные результаты в данном модельном эксперименте отличаются от таковых при местном применении гормона и свидетельствуют о нормализующем воздействии мелатонина на липидный состав грануляционно-фиброзной ткани крыс. При совместном действии стресса и мелатонина наблюдалось снижение содержания суммарных липидов до исходных значений. При сопоставлении этих данных с результатами, полученными при местном использовании мелатонина, видно, что определяемые значения приближаются к норме. В динамике протекающих в коже изменений липидов наибольшую лабильность проявляли триглицериды, фосфолипиды, свободные жирные кислоты, холестерин.
Полученные данные позволили установить, что мелатонин неоднозначно влияет на характер изменений липидов раневого поля кожи крыс в ходе регенерации. Эффект гормона зависит от дозы, длительности (однократные или многодневные) и способов (подкожное или местное) введения и определяется морфо-фукциональными особенностями исследуемых тканей (грануляционно-фиброзной, рубцовой, струпом, прираневыми участками кожи). Результаты исследований вносят вклад в понимание роли липидов в процессе заживления кожных ран и дают возможность более полного понимания особенностей влияния мелатонина на липидный состав грануляционно-фиброзной, рубцовой тканей, струпа и прираневых участков кожи крыс. Наряду с этим, вопросы регуляции липидного обмена в исследуемых тканях в динамике регенерации, открывают возможность поиска новых путей предупреждения негативных последствий применения мелатонина в восстановление повреждений кожи, выполнение ею разнообразных функций. Однако, роль мелатонина еще во многом остается неясной. Требуются дальнейшие исследования данного гормона для выяснения перспективы его использования в практике гастроэнтерологии, дерматологии, косметологии и других областях медицины.
Таким образом, физиологическая роль мелатонина еще во многом остается неясной. Результаты некоторых исследований нередко противоречат друг другу. Это требует дальнейших исследований данного гормона для выяснения перспективы его использования.
Суммируя вышеизложенные сведения, можно сделать заключение, что спектр эффектов мелатонина в организме чрезвычайно широк. В отличие от многих гормонов, действие мелатонина на клеточные структуры зависит как от его концентрации в кровотоке или в околоклеточном пространстве, так и от исходного состояния клетки, на которую осуществляется воздействие. Эти факты позволяют считать мелатонин универсальным эндогенным адаптогеном, поддерживающим баланс организма на определенном уровне и коррегирующим изменения в гомеостазе в соответствии с изменениями окружающей среды и локальными воздействиями на организм.
Похожие статьи
-
Аннотация - Некоторые эффекты биологического действия мелатонина
В обзоре суммированы литературные и собственные данные о мелатонине - уникальном соединении, обладающим широким спектром жизненно важных эффектов, часть...
-
С 1950-х годов в криминалистике при розыске преступников, скрывающихся от органов дознания, следствия и суда или отклоняющихся от отбытия наказания,...
-
Введение, Понятие "Биологическая мембрана" - Функции биологических мембран. Ионные каналы мембран
Тема моего сегодняшнего реферата "Функции биологических мембран. Ионные каналы мембран". Тема очень увлекательная и в то же время познавательная. Ведь,...
-
Ритмы секреции Гормоны поступают во внутреннюю среду с определенным биоритмом и организуют ритмы физиологических функций в цикле сон--бодрствование, в...
-
Функции биологических мембран - Функции биологических мембран. Ионные каналы мембран
Функции биологических мембран следующие: 1. Отграничивают содержимое клетки от внешней среды и содержимое органелл от цитоплазмы. 2. Обеспечивают...
-
Механизм действия, Эффекты кокаина - Кокаин и особенности его действия. Кокаиновая зависимость
Кокаин стимулятор психика зависимость медицина Кокаин и другие стимуляторы ЦНС повышают уровни дофамина, норадреналина и серотонина в синаптической щели...
-
Плазматическая мембрана., Функции плазмалеммы. - Строение клетки. Биологические мембраны
Плазматическая мембрана занимает особое положение, так как ограничивает клетку снаружи и непосредственно связана с внеклеточной средой. Она имеет толщину...
-
Механизмы действия гормонов на клетки - Гуморальная регуляция физиологических функций организма
Существуют 2 основных механизма действия гормонов на уровне клетки: реализация эффекта с наружной поверхности клеточной мембраны ("быстрые" эффекты) и...
-
Биологические ритмы или биоритмы - это более или менее регулярные изменения характера и интенсивности биологических процессов. Способность к таким...
-
Основные функции биосферы - Особенности биосферы
В связи с тем, что жизнь опосредует все другие планетарные процессы, необходимо уяснить, чем же живые организмы отличаются от остальных природных тел и...
-
Гормоны могут влиять на поведение, воздействуя на сенсорно-перцептивные механизмы, на активность нервной системы и на эффекторные механизмы, необходимые...
-
Действие на организм и токсичность - Метаболизм этилового спирта в организме
Этиловый спирт может поступать в организм несколькими путями: при приеме внутрь, при внутривенном введении, а также через легкие в виде паров с вдыхаемым...
-
Заключение, Список использованных источников - Экзогенные и эндогенные процессы биологических ритмов
Биологические ритмы живых организмов, в том числе и человека, проявляются во всех жизненных процессах. Без них невозможна была бы жизнь. Поэтому при...
-
Кровь. Функции крови - Кровь. Плазма. Форменные элементы крови
Кровь представляет собой жидкость (жидкая ткань мезодермального происхождения), красного цвета, слабощелочной реакции, солоноватого вкуса с удельным...
-
Выделяют три основные функции гормонов: - Гуморальная регуляция организма в онтогенезе
Обеспечение развития организма; Обеспечение приспособительных изменений в деятельности клеток, тканей, органов и организма в целом в зависимости от...
-
Влияние церулоплазмина на количественный состав и фагоцитарную функцию лейкоцитов при асептическом воспалении Воспалительные процессы различной этиологии...
-
При лейкоцитозе в ответ на введение пирогенала нами отмечено изменение функциональной активности лейкоцитов. В контрольной группе, по данным ХЛ -...
-
Определение биоритмов и их классификация - Экзогенные и эндогенные процессы биологических ритмов
Биологические ритмы или биоритмы - это более или менее регулярные изменения характера и интенсивности биологических процессов. Способность к таким...
-
Введение - Экзогенные и эндогенные процессы биологических ритмов
Все живое на нашей планете несет отпечаток ритмического рисунка событий, характерного для нашей Земли. В сложной системе биоритмов, от коротких - на...
-
В настоящее время проблема адаптации спортсмена к физическим нагрузкам является одной из актуальных проблем. Проблематика заключается в раскрытии...
-
Гормональная регуляция, Функции гормонов - Гуморальная регуляция физиологических функций организма
Гормоны (греч. hormaino -- приводить в движение, побуждать) -- химические вещества, образуемые и выделяемые специальными эндокринными клетками, тканями...
-
ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ГРЯЗИ - Лечение на курортах
Лечебные грязи влияют на организм, оказывая температурное, механическое и химическое раздражение. Физические свойства грязи позволяют пользоваться при...
-
Оздоровительная и лечебная гимнастика оказывают на организм тонизирующее (стимулирующее), трофическое, компенсаторное и нормализующее действие. 1....
-
Фунгицидные эффекты лекарственного растения Chelidonium majus по отношению к патогенному грибу Fusarium оxysporum Результаты прорастания семян пшеницы...
-
Заключение - Функции биологических мембран. Ионные каналы мембран
Плазматический мембрана клеточный Клеточная мембрана (также цитолемма, плазмолемма, или плазматическая мембрана) - эластическая молекулярная структура,...
-
Местная гуморальная саморегуляция - Гуморальная регуляция физиологических функций организма
Местная саморегуляция обеспечивается передачей химических сигналов в пределах одной ткани или органа с помощью простейших метаболитов и более сложных...
-
Функции кожного покрова - Анатомия и физиология собак
Кожа выполняет защитные, терморегулирующие, рецепторные, выделительные, дыхательные и всасывающие функции, являющиеся разновидностями ответных реакций...
-
Человеческий организм представляет собой единое целое, в котором все отдельные системы и органы развиваются и функционируют во взаимной зависимости и...
-
Функции белков в организме - Питательные вещества
Функции белков в организме разнообразны. Они в значительной мере обусловлены сложностью и разнообразием форм и состава самих белков. Белки - незаменимый...
-
Цитогенетические исследования в 20--30-х гг. 20 в. свидетельствовали о том, что передача и хранение наследственных признаков связаны с хромосомами,...
-
Обмен белков в организме человека - Строение, функции и значение белков
Важный критерий пищевой ценности белков - доступность аминокислот. Аминокислоты большинства животных белков полностью высвобождаются в процессе...
-
Ионизирующее излучение объединяет в себе радиоактивные излучения ( б, в, г - лучи), жесткое рентгеновское излучение, а также поток протонов и нейтронов....
-
На следующем этапе исследования у нас возник вопрос о возможности влияния Цп на изменение функциональной активности лейкоцитов при воспалении на...
-
Резорбтивное действие местных анестетиков - Местные анестетики
А) Влияние на нервную систему Местные анестетики (кроме кокаина) уменьшают возбудимость нейронов ЦНС, при этом угнетение тормозящих нейронов происходит в...
-
Первой группе интактных животных Цп вводили внутрибрюшинно однократно в дозе 30 мг/кг. 30 мг/кг - доза, составляющая 75% от физиологической концентрации...
-
Вазопрессин (антидиуретичексий гормон - АДГ) - нанопептид (у большинства млекопитающих синтезируется аргининовый вазопрессин, тогда как у гипопотамов и...
-
Клинические проявления Причина Лечебные мероприятия и профилактика 1. Кровотечение из места вкола иглы - после резцовой, небной, подглазничной и др....
-
Нарушение основных функции почек - Особенности функционирования почек человека
Нарушение клубочковой фильтрации. Сущность процесса фильтрации состоит с переходе части воды со всеми растворенными в ней неорганическими и органическими...
-
Применение в медицине нашли первые же открытые простагландины E2 и F2 , даже при их непомерной стоимости. Их стали применять для стимуляции родовой...
-
Интракавернозные инъекции - Особенности образования и действия простагландинов
Интракавернозные инъекции являются сравнительно молодым методом лечения эректильной дисфункции (импотенции). Основоположником этого метода лечения...
Биологические функции мелатонина - Некоторые эффекты биологического действия мелатонина