- ลักษณะของเมลาโทนิน
- การสังเคราะห์ทางชีวภาพและการเผาผลาญ
- เมลาโทนินต่อมไพเนียลและแสง
- การเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยา
- ปัจจัยที่ปรับการหลั่งเมลาโทนิน
- ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม
- ปัจจัยภายนอก
- รูปแบบการเปิดตัว
- เภสัชจลนศาสตร์
- คุณสมบัติ
- ความจำและการเรียนรู้
- ระบบภูมิคุ้มกัน
- การพัฒนาพยาธิสภาพ
- ใช้ในทางการแพทย์
- การวิจัยเกี่ยวกับเมลาโทนิน
- อ้างอิง
เมลาโทนิเป็นปัจจุบันฮอร์โมนในมนุษย์สัตว์พืชเชื้อราแบคทีเรียและแม้กระทั่งในสาหร่ายบาง ชื่อทางวิทยาศาสตร์คือ N-cetyl-5-methoxytryptamine และสังเคราะห์จากกรดอะมิโนที่จำเป็นทริปโตเฟน
ปัจจุบันเมลาโทนิถือเป็นฮอร์โมนประสาทที่ผลิตโดย pinealocytes (เซลล์ชนิดหนึ่ง) ของต่อมไพเนียลซึ่งเป็นโครงสร้างของสมองที่อยู่ใน diencephalon หน้าที่ที่สำคัญที่สุดคือการควบคุมวงจรการนอนหลับทุกวันซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงใช้ในบางกรณีเพื่อรักษาความผิดปกติของการนอนหลับ
โมเลกุลของเมลาโทนินด้วยสูตรเคมี
ต่อมไพเนียลสร้างเมลาโทนินภายใต้อิทธิพลของนิวเคลียสซูปราเคียสมาติกซึ่งเป็นบริเวณของไฮโปทาลามัสที่รับข้อมูลจากเรตินาเกี่ยวกับรูปแบบของแสงและความมืดในแต่ละวัน
ลักษณะของเมลาโทนิน
ลักษณะสำคัญประการหนึ่งของโมเลกุลนี้อยู่ที่การสังเคราะห์ทางชีวภาพซึ่งขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของแสงโดยรอบ
ผู้คนมีประสบการณ์การสร้างเมลาโทนินในสมองอย่างต่อเนื่องซึ่งจะลดลงอย่างมากเมื่ออายุ 30 ปี ในทำนองเดียวกันจากการกลายเป็นปูนในวัยรุ่นมักเกิดขึ้นในต่อมไพเนียลซึ่งเรียกว่า corpora arenacea
การสังเคราะห์เมลาโทนินส่วนหนึ่งถูกกำหนดโดยแสงโดยรอบเนื่องจากการเชื่อมต่อกับนิวเคลียส suprachiasmatic ของไฮโปทาลามัส นั่นคือยิ่งแสงสูงขึ้นการผลิตเมลาโทนินก็จะลดลงและการฉายแสงก็จะยิ่งลดลงการผลิตฮอร์โมนนี้ก็จะสูงขึ้น
ข้อเท็จจริงนี้ชี้ให้เห็นถึงบทบาทสำคัญของเมลาโทนินในการควบคุมการนอนหลับของผู้คนตลอดจนความสำคัญของแสงในกระบวนการนี้
ปัจจุบันเมลาโทนินมีหน้าที่หลัก 2 ประการคือควบคุมนาฬิกาชีวภาพและลดการเกิดออกซิเดชัน ในทำนองเดียวกันการขาดสารเมลาโทนินมักจะมาพร้อมกับอาการต่างๆเช่นการนอนไม่หลับหรือภาวะซึมเศร้าและอาจทำให้อายุที่มากขึ้นทีละน้อย
แม้ว่าเมลาโทนินจะเป็นสารที่ร่างกายสังเคราะห์ขึ้นเอง แต่ก็สามารถพบได้ในอาหารบางชนิดเช่นข้าวโอ๊ตเชอร์รี่ข้าวโพดไวน์แดงมะเขือเทศมันฝรั่งวอลนัทหรือข้าว
ในทำนองเดียวกันปัจจุบันเมลาโทนินมีจำหน่ายในร้านขายยาและเภสัชภัณฑ์ที่มีการนำเสนอที่แตกต่างกันและใช้เป็นทางเลือกสำหรับพืชสมุนไพรหรือยาที่ต้องสั่งโดยแพทย์เพื่อต่อสู้กับอาการนอนไม่หลับ
การสังเคราะห์ทางชีวภาพและการเผาผลาญ
เมลาโทนินเป็นสารที่สังเคราะห์จากทริปโตเฟนซึ่งเป็นกรดอะมิโนที่จำเป็นซึ่งมาจากอาหาร
โครงสร้างทางเคมีของทริปโตเฟน
โดยเฉพาะทริปโตเฟนจะถูกเปลี่ยนเป็นเมลาโทนินโดยตรงผ่านเอนไซม์ทริปโตเฟนไฮดรอกซิเลส ต่อจากนั้นสารประกอบนี้จะถูก decarboxylated และสร้างเซโรโทนิน
ความมืดกระตุ้นระบบประสาททำให้เกิดการหลั่งสารสื่อประสาท norepinephrine เมื่อ norepinephrine จับกับ b1 adrenoceptors บน pinealocytes adenyl cyclase จะทำงาน
ในทำนองเดียวกันด้วยกระบวนการนี้วงจร AMP จะเพิ่มขึ้นและเกิดการสังเคราะห์ใหม่ของ arylalkylamine N-acyltransferase (เอนไซม์ของการสังเคราะห์เมลานิน) ในที่สุดเซโรโทนินจะถูกเปลี่ยนเป็นเมลานินผ่านเอนไซม์นี้
เกี่ยวกับการเผาผลาญอาหารเมลาโทนินเป็นฮอร์โมนที่ถูกเผาผลาญในไมโทคอนเดรียและไซโตรโครมพีในเซลล์ตับและจะถูกเปลี่ยนเป็น 6-hydroxymelatonin อย่างรวดเร็ว ต่อมาจะถูกรวมเข้ากับกรดกลูคูโรนิกและถูกขับออกทางปัสสาวะ
เมลาโทนินต่อมไพเนียลและแสง
เมื่อดวงตาได้รับแสงแดดการผลิตเมลาโทนินในต่อมไพเนียลจะถูกยับยั้งและฮอร์โมนที่ผลิตจะทำให้เราตื่นตัว ในทางกลับกันเมื่อดวงตาไม่ได้รับแสงเมลาโทนินจะถูกผลิตขึ้นในต่อมไพเนียลและมนุษย์จะเหนื่อยล้า Srruhh
ต่อมไพเนียลเป็นโครงสร้างที่พบในใจกลางของซีรีเบลลัมหลังช่องสมองที่สาม โครงสร้างนี้ประกอบด้วยไพเนียโลไซท์เซลล์ที่สร้างอินโดลามีน (เมลาโทนิน) และวาโซแอคทีฟเปปไทด์
ดังนั้นการผลิตและการหลั่งของฮอร์โมนเมลาโทนินจึงถูกกระตุ้นโดยเส้นใยของเส้นประสาท postganglionic ของเรตินา เส้นประสาทเหล่านี้เดินทางผ่าน retinohypothalamic tract ไปยัง suprachiasmatic nucleus (hypothalamus)
เมื่อพบในนิวเคลียส suprachiasmatic เส้นใยประสาท postganglionic เคลื่อนผ่านปมประสาทปากมดลูกที่เหนือกว่าไปถึงต่อมไพเนียล
เมื่อไปถึงต่อมไพเนียลแล้วจะกระตุ้นการสังเคราะห์เมลาโทนินซึ่งเป็นสาเหตุที่ความมืดกระตุ้นการผลิตเมลาโทนินในขณะที่แสงยับยั้งการหลั่งของฮอร์โมนนี้
แม้ว่าแสงภายนอกจะมีอิทธิพลต่อการผลิตเมลาโทนิน แต่ปัจจัยนี้ไม่ได้เป็นตัวกำหนดการทำงานโดยรวมของฮอร์โมน นั่นคือจังหวะ circadian ของการหลั่งเมลาโทนินถูกควบคุมโดยเครื่องกระตุ้นหัวใจภายนอกที่อยู่ในนิวเคลียส suprachiasmatic ซึ่งไม่ขึ้นอยู่กับปัจจัยภายนอก
อย่างไรก็ตามแสงโดยรอบมีความสามารถในการเพิ่มหรือชะลอกระบวนการในลักษณะที่ขึ้นอยู่กับขนาดยา เมลาโทนินเข้าสู่กระแสเลือดโดยการแพร่กระจายซึ่งจะถึงจุดสูงสุดระหว่างสองถึงสี่ในตอนเช้า
ต่อจากนั้นปริมาณของเมลาโทนินในกระแสเลือดจะค่อยๆลดลงในช่วงเวลาที่เหลือของช่วงมืด
การเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยา
ในทางกลับกันเมลาโทนินยังนำเสนอรูปแบบทางสรีรวิทยาขึ้นอยู่กับอายุของบุคคล ถึงสามเดือนของชีวิตสมองของมนุษย์จะหลั่งเมลาโทนินในปริมาณต่ำ
ต่อจากนั้นการสังเคราะห์ฮอร์โมนจะเพิ่มขึ้นโดยมีความเข้มข้นประมาณ 325 pg / mL ในช่วงวัยเด็ก ในวัยหนุ่มสาวความเข้มข้นปกติอยู่ระหว่าง 10 ถึง 60 pg / mL และในช่วงอายุมากขึ้นการผลิตเมลาโทนินจะลดลงเรื่อย ๆ
ปัจจัยที่ปรับการหลั่งเมลาโทนิน
การเข้าสู่ SCN จะป้องกันไม่ให้ต่อมไพเนียลผลิตเมลาโทนินและในทางกลับกันการผลิตและการหลั่งของเมลาโทนินจะเพิ่มขึ้นในช่วงเวลาแห่งความมืด Zhiqiang Ma, Yang Yang, Chongxi Fan, Jing Han, Dongjin Wang, Shouyin Di, Wei Hu, Dong Liu, Xiaofei Li, Russel J. Reiter และ Xiaolong Yan
ปัจจุบันองค์ประกอบที่สามารถปรับเปลี่ยนการหลั่งเมลาโทนินสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท ได้แก่ ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมและปัจจัยภายนอก
ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม
ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมส่วนใหญ่เกิดจากช่วงแสง (ฤดูกาลของวัฏจักรสุริยะ) ฤดูกาลของปีและอุณหภูมิโดยรอบ
ปัจจัยภายนอก
สำหรับปัจจัยภายนอกทั้งความเครียดและอายุดูเหมือนจะเป็นองค์ประกอบที่สามารถกระตุ้นให้ลดการผลิตเมลาโทนินได้
รูปแบบการเปิดตัว
ในทำนองเดียวกันมีการกำหนดรูปแบบการหลั่งเมลาโทนินที่แตกต่างกันสามแบบ ได้แก่ ประเภทที่หนึ่งประเภทที่สองและประเภทที่สาม
รูปแบบการหลั่งเมลาโทนินประเภทหนึ่งมีให้เห็นในหนูแฮมสเตอร์และมีลักษณะการหลั่งที่แหลมคม
รูปแบบที่สองเป็นเรื่องปกติของหนูเผือกเช่นเดียวกับมนุษย์ ในกรณีนี้การหลั่งจะมีลักษณะเพิ่มขึ้นทีละน้อยจนกระทั่งถึงจุดสูงสุดของการหลั่ง
ในที่สุดก็มีการสังเกตการหยุดประเภทที่สามในแกะนอกจากนี้ยังมีลักษณะเด่นด้วยการนำเสนอการเพิ่มขึ้นทีละน้อย แต่แตกต่างจากประเภทที่สองโดยการเข้าถึงระดับสูงสุดของการหลั่งและอยู่เป็นเวลาจนกว่าจะเริ่มลดลง
เภสัชจลนศาสตร์
เมลาโทนินเป็นฮอร์โมนที่สามารถดูดซึมได้อย่างกว้างขวาง ร่างกายไม่มีสิ่งกีดขวางทางสัณฐานวิทยาสำหรับโมเลกุลนี้ดังนั้นเมลาโทนินจึงสามารถดูดซึมได้อย่างรวดเร็วผ่านทางเยื่อบุจมูกช่องปากหรือทางเดินอาหาร
ในทำนองเดียวกันเมลาโทนินเป็นฮอร์โมนที่กระจายอยู่ภายในเซลล์ในออร์แกเนลล์ทั้งหมด เมื่อให้ยาแล้วระดับพลาสม่าสูงสุดจะถึง 20-30 นาทีต่อมา ความเข้มข้นนี้จะคงอยู่ประมาณหนึ่งชั่วโมงครึ่งจากนั้นจะลดลงอย่างรวดเร็วโดยมีครึ่งชีวิต 40 นาที
ในระดับสมองเมลาโทนินผลิตในต่อมไพเนียลและทำหน้าที่เป็นฮอร์โมนต่อมไร้ท่อเนื่องจากจะถูกปล่อยเข้าสู่กระแสเลือด บริเวณสมองที่ทำหน้าที่ของเมลาโทนิน ได้แก่ ฮิปโปแคมปัสต่อมใต้สมองไฮโปทาลามัสและต่อมไพเนียล
ต่อมไพเนียล. nephron
ในทางกลับกันเมลาโทนินยังผลิตในเรตินาและในระบบทางเดินอาหารซึ่งทำหน้าที่เป็นฮอร์โมนพาราครีน ในทำนองเดียวกันเมลาโทนินจะกระจายไปตามบริเวณที่ไม่ใช่ประสาทเช่นอวัยวะสืบพันธุ์ลำไส้หลอดเลือดและเซลล์ภูมิคุ้มกัน
คุณสมบัติ
หน้าที่หลักของฮอร์โมนนี้อยู่ในการควบคุมนาฬิกาชีวภาพ
ความจำและการเรียนรู้
ตัวรับเมลาโทนินมีความสำคัญต่อกลไกการเรียนรู้และความจำของหนู ฮอร์โมนนี้สามารถเปลี่ยนแปลงกระบวนการทางไฟฟ้ากายภาพที่เกี่ยวข้องกับความจำเช่นการเพิ่มประสิทธิภาพในระยะยาว
ระบบภูมิคุ้มกัน
ในทางกลับกันเมลาโทนินมีอิทธิพลต่อระบบภูมิคุ้มกันและเกี่ยวข้องกับสภาวะต่างๆเช่นโรคเอดส์มะเร็งอายุโรคหัวใจและหลอดเลือดการเปลี่ยนแปลงจังหวะการนอนหลับและโรคทางจิตเวชบางอย่าง
การพัฒนาพยาธิสภาพ
การศึกษาทางคลินิกบางอย่างระบุว่าเมลาโทนินอาจมีส่วนสำคัญในการพัฒนาพยาธิสภาพเช่นไมเกรนและอาการปวดหัวเนื่องจากฮอร์โมนนี้เป็นตัวเลือกในการรักษาที่ดีในการต่อสู้กับพวกมัน
ในทางกลับกันเมลาโทนินได้รับการแสดงเพื่อลดความเสียหายของเนื้อเยื่อที่เกิดจากภาวะขาดเลือดทั้งในสมองและในหัวใจ
ใช้ในทางการแพทย์
ผลกระทบหลายประการที่เมลาโทนินทำให้เกิดการทำงานของร่างกายและสมองของคนเช่นเดียวกับความสามารถในการสกัดสารนี้จากอาหารบางชนิดได้กระตุ้นให้เกิดการวิจัยในระดับสูงเกี่ยวกับการใช้ทางการแพทย์
อย่างไรก็ตามเมลาโทนินได้รับการรับรองให้เป็นยาสำหรับการรักษาอาการนอนไม่หลับระยะสั้นในผู้ที่มีอายุมากกว่า 55 ปีเท่านั้น ในแง่นี้การศึกษาล่าสุดแสดงให้เห็นว่าเมลาโทนินเพิ่มเวลานอนหลับโดยรวมอย่างมีนัยสำคัญในผู้ที่อดนอน
การวิจัยเกี่ยวกับเมลาโทนิน
แม้ว่าการใช้เมลาโทนินทางการแพทย์ที่ได้รับการอนุมัติเพียงอย่างเดียวจะเป็นการรักษาอาการนอนไม่หลับเบื้องต้นในระยะสั้น แต่การตรวจสอบหลายครั้งกำลังดำเนินการเกี่ยวกับผลการรักษาของสารนี้
โดยเฉพาะอย่างยิ่งบทบาทของเมลาโทนินในฐานะเครื่องมือในการรักษาโรคที่เกี่ยวกับระบบประสาทเช่นโรคอัลไซเมอร์, การชักกระตุกของฮันติงตัน, โรคพาร์คินสันหรือเส้นโลหิตตีบด้านข้างอะไมโอโทรฟิคกำลังได้รับการตรวจสอบ
ฮอร์โมนนี้อาจเป็นยาที่ในอนาคตจะมีประสิทธิภาพในการต่อสู้กับโรคเหล่านี้อย่างไรก็ตามในปัจจุบันแทบจะไม่มีผลงานใด ๆ ที่ให้หลักฐานทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับประโยชน์ในการรักษา
ในทางกลับกันผู้เขียนหลายคนตรวจสอบว่าเมลาโทนินเป็นสารที่ดีในการต่อสู้กับอาการหลงผิดในผู้ป่วยสูงอายุ ในบางกรณียูทิลิตี้การรักษานี้ได้แสดงให้เห็นแล้วว่ามีประสิทธิภาพ
ในที่สุดเมลาโทนินนำเสนอแนวทางการวิจัยอื่น ๆ ที่มีการศึกษาค่อนข้างน้อย แต่มีโอกาสในอนาคต หนึ่งในกรณียอดนิยมในปัจจุบันคือบทบาทของฮอร์โมนนี้ในฐานะสารกระตุ้น การวิจัยพบว่าการให้เมลาโทนินแก่ผู้ป่วยที่มีสมาธิสั้นช่วยลดเวลาในการนอนหลับ
งานวิจัยด้านการรักษาอื่น ๆ ได้แก่ อาการปวดศีรษะความผิดปกติทางอารมณ์ (ซึ่งแสดงให้เห็นว่ามีประสิทธิผลในการรักษาโรคอารมณ์ตามฤดูกาล) มะเร็งน้ำดีโรคอ้วนการป้องกันรังสีและหูอื้อ
อ้างอิง
- Cardinali DP, Brusco LI, Liberczuk C และคณะ การใช้เมลาโทนินในโรคอัลไซเมอร์ ระบบประสาท Endocrinol Lett 2002; 23: 20-23.
- Conti A, Conconi S, Hertens E, Skwarlo-Sonta K, Markowska M, Maestroni JM หลักฐานการสังเคราะห์เมลาโทนินในเซลล์ของหนูและไขกระดูกของมนุษย์ J Pineal Re.2000; 28 (4): 193-202.
- Poeggeler B, Balzer I, Hardeland R, Lerchl A. Pineal ฮอร์โมนเมลาโทนินจะสั่นในไดโนแฟลเจลเลต Gonyaulax polyedra Naturwissenschaften พ.ศ. 2534; 78, 268-9.
- ไรเตอร์ RJ, Pablos MI, Agapito TT และคณะ เมลาโทนิในบริบทของทฤษฎีอนุมูลอิสระของความชรา แอน NY Acad วิทย์ 2539; 786: 362-378
- Van Coevorden A, Mockel J, Laurent E. จังหวะของระบบประสาทและการนอนหลับในชายสูงวัย Am J Physiol 2534; 260: E651-E661
- Zhadanova IV, Wurtman RJ, Regan MM และคณะ การรักษาเมลาโทนินสำหรับโรคนอนไม่หลับที่เกี่ยวข้องกับอายุ เจ Clin Endocrinol Metab 2001; 86: 4727-4730