معلومة

ما هي الآلية التي تمنع إفراز الميلاتونين في البشر؟

ما هي الآلية التي تمنع إفراز الميلاتونين في البشر؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أنا أنظر إلى الميلانوبسين ، صبغة فوتوغرافية في العين البشرية. أحد أفعاله هو تحفيز النوى فوق التصالبية لقمع إفراز الميلاتونين. أنا مهتم بمعرفة الآلية الدقيقة التي تمنع إطلاق الميلاتونين. هل هو هرمون آخر أم طريقة ما لتعديل وظيفة الغدة الصنوبرية؟


من Kalsbeek et al 1999 علم الأعصاب (الرابط 1 ، الرابط 2)

"التنشيط الضوئي بوساطة شبكية العين للخلايا العصبية للنواة فوق التصالبية يحث على إطلاق GABA من نهايات العصب فوق التصالب ، مما يؤدي إلى تثبيط إفراز الميلاتونين بواسطة الغدة الصنوبرية."

لذلك يبدو أن GABA هو المفتاح. عندما يتم تحفيز الشبكية بالضوء ، ينتج عن ذلك تنشيط الخلايا العصبية داخل SCN والتي تطلق GABA بعد ذلك. هناك الكثير من التفاصيل داخل المقالة وهذا ليس مجال تخصصي ، لذا قد تحصل على المزيد من قراءة ذلك بدلاً من محاولاتي التلخيصية.


ألق نظرة على هذا (خاصة الصفحة 938): تنسيق التوقيت اليومي في الثدييات بقلم ستيفن إم ريبيرت وديفيد آر ويفر نيتشر 418 ، 935-941 (29 أغسطس 2002) | دوى: 10.1038 / nature00965

توفر إمكانات العمل المعتمدة على الصوديوم الوسيلة الأساسية التي تنقل من خلالها SCN النواتج اليومية إلى مناطق الدماغ الأخرى وهي ضرورية لدورها كجهاز تنظيم ضربات القلب 1.

تشتمل جزيئات التأشير من مؤثرات SCN على الناقلات العصبية و العوامل المفرزة. يأتي دور الإخراج للعوامل المفرزة من نتائج دراسات زرع SCN التي تشير إلى أن النشاط المتناوب للعوامل "المثبطة" و "التنشيط" المشتقة من SCN تدفع إيقاعات النشاط الحركي (وبالتالي الراحة / النشاط ودورات النوم / الاستيقاظ) في القوارض

كان هناك أيضًا ذكر للتعبير الجيني لكل / بكاء.


ما هي الآلية التي تمنع إفراز الميلاتونين في البشر؟ - مادة الاحياء

تم التحقيق في الميلاتونين في الغالب لدوره في النوم وتنظيم الساعة البيولوجية. الاكتشاف الأخير لـ MTNR1B باعتباره جين خطر T2D جديد أثار اهتمامًا كبيرًا بدور الميلاتونين في السيطرة على الجلوكوز بين أطباء السكري والباحثين الأساسيين على حد سواء.

على الرغم من البحث المكثف ، يبدو أن هناك بيانات متضاربة فيما يتعلق بتأثيرات الميلاتونين و MTNR1B النمط الجيني للتحكم في الجلوكوز ، والاختلاف حول ما إذا كان الميلاتونين قد يزيد أو ينقص الجلوكوز الصائم وتحمل الجلوكوز ومخاطر T2D.

إن توافق تركيزات الميلاتونين المرتفعة مع تناول الطعام لدى الإنسان يقلل من تحمل الجلوكوز ، في حين أن ارتفاع الميلاتونين أثناء الصيام قد يسهل استعادة الخلايا β.

يتأثر عمال الورديات ، الذين يتناولون الطعام ليلاً ، ومستخدمو الميلاتونين بالتأثيرات الضارة الناجمة عن تناول الطعام مع مستويات عالية من الميلاتونين.

شهد العقد الماضي انتعاشًا في الاهتمام بهرمون الميلاتونين ، والذي يُعزى جزئيًا إلى اكتشاف الاختلاف الجيني في MTNR1B - جين مستقبل الميلاتونين - هو عامل خطر لضعف الجلوكوز الصائم ومرض السكري من النوع 2 (T2D). على الرغم من التحقيق المكثف ، هناك ارتباك كبير وبيانات متضاربة على ما يبدو حول التأثيرات الأيضية للميلاتونين و MTNR1B الاختلاف ، والاختلاف حول ما إذا كان الميلاتونين مفيدًا أو ضارًا من الناحية الأيضية ، وهي قضية حاسمة لتطوير عقار ناهض / مضاد الميلاتونين ووقت الجرعات. نحن نقدم إطارًا مفاهيميًا - مرتكزًا على بُعد & # x27time & # x27 - للتوفيق بين النتائج المتناقضة في الأدبيات. نقترح أن التوقيت النسبي بين تركيزات الميلاتونين المرتفعة وتحدي نسبة السكر في الدم يجب أن يؤخذ في الاعتبار من أجل فهم أفضل للآليات والفرص العلاجية لإشارات الميلاتونين في صحة ومرض نسبة السكر في الدم.


الميلاتونين: التأثيرات الفسيولوجية في البشر

الميلاتونين عبارة عن ميثوكسي إندول يتم تصنيعه وإفرازه بشكل أساسي بواسطة الغدة الصنوبرية في الليل في ظل ظروف الضوء / الظلام العادي. يتم إنشاء إيقاع الإفراز الداخلي من خلال نوى suprachiasmatic وينحصر في دورة الضوء / الظلام. الضوء قادر على إما قمع أو مزامنة إنتاج الميلاتونين وفقًا لجدول الضوء. يمكن تقييم الإيقاع الكيميائي لهذا الهرمون عن طريق القياس المتكرر للبلازما أو اللعاب الميلاتونين أو البول سلفاتوكسيميلاتونين ، المستقلب الكبدي الرئيسي. تتمثل الوظيفة الفسيولوجية الأساسية للميلاتونين ، الذي يتكيف إفرازه مع طول الليل ، في نقل المعلومات المتعلقة بالدورة اليومية للضوء والظلام إلى هياكل الجسم. تُستخدم هذه المعلومات لتنظيم الوظائف ، التي تستجيب للتغيرات في الفترة الضوئية مثل الإيقاعات الموسمية. لا يزال الإيقاع الموسمي للوظائف الفسيولوجية في البشر المتعلقة بالتغيير المحتمل لرسالة الميلاتونين ، مع ذلك ، من الأدلة المحدودة في المناطق المعتدلة في ظل الظروف الميدانية. أيضًا ، يمكن استخدام إفراز الميلاتونين اليومي ، وهو إشارة كيميائية حيوية قوية جدًا في الليل ، لتنظيم إيقاعات الساعة البيولوجية. على الرغم من أن وظائف هذا الهرمون في البشر تستند أساسًا إلى الارتباطات بين الملاحظات السريرية وإفراز الميلاتونين ، إلا أن هناك بعض الأدلة على أن الميلاتونين يستقر ويقوي اقتران إيقاعات الساعة البيولوجية ، خاصةً درجة الحرارة الأساسية وإيقاعات النوم والاستيقاظ. يعتمد التنظيم اليومي للوظائف الفسيولوجية الأخرى أيضًا على إشارة الميلاتونين ، على سبيل المثال الدفاعات المناعية ومضادات الأكسدة والتخثر وتنظيم الجلوكوز. الفرق بين التأثيرات الفسيولوجية والدوائية للميلاتونين ليس واضحًا دائمًا ولكنه يعتمد على مراعاة الجرعة وليس مدة الرسالة الهرمونية. من المسلم به أن الجرعة "الفسيولوجية" توفر مستويات الميلاتونين في البلازما بنفس الترتيب من حيث الحجم مثل الذروة الليلية. نظرًا لأن النظام المنظم لإفراز الميلاتونين معقد ، يتبع المسارات المركزية والمستقلة ، فهناك العديد من المواقف الفيزيولوجية المرضية التي يمكن أن يضطرب فيها إفراز الميلاتونين. يمكن أن يؤدي التغيير الناتج إلى زيادة الاستعداد للمرض ، أو زيادة حدة الأعراض أو تعديل مسار الاضطراب ونتائجه. نظرًا لأن مستقبلات الميلاتونين تعرض توزيعًا واسعًا جدًا في الجسم ، فإن المؤشرات العلاجية المفترضة لهذا المركب متعددة. يمكن تحقيق تقدم كبير في هذا المجال من خلال تطوير تجارب متعددة المراكز في سلسلة كبيرة من المرضى ، من أجل إثبات فعالية الميلاتونين وعدم وجود سمية طويلة الأجل.

الكلمات الدالة: الإيقاعات اليومية.


مراجعة منهجية لتأثير التعرض للضوء على إيقاع الساعة البيولوجية البشرية

الضوء ضروري للحياة ، والضوء الاصطناعي يحسن الأداء البصري والسلامة ، ولكن هناك قلق متزايد من الآثار الصحية والبيئية المحتملة للضوء. تشير نتائج عدد من الدراسات إلى أن التعرض الخاطئ للضوء يعطل إيقاع الساعة البيولوجية لدى البشر ، مما قد يتسبب في مزيد من الآثار الصحية. ومع ذلك ، تم تطبيق مجموعة متنوعة من الأساليب في الدراسات التجريبية الفردية للتأثيرات اليومية التي يسببها الضوء ، بما في ذلك تعريف التعرض للضوء والنتائج. وبالتالي ، هناك حاجة إلى مراجعة منهجية لتجميع النتائج. بالإضافة إلى ذلك ، هناك حاجة إلى مراجعة الأدلة العلمية حول تأثيرات الضوء على إيقاع الساعة البيولوجية لتطوير طريقة تقييم للتلوث الضوئي ، أي الآثار السلبية للضوء الاصطناعي ، في تقييم دورة الحياة (LCA). لا تحتوي ممارسة LCA الحالية على طريقة لتقييم التلوث الضوئي ، لا من حيث صحة الإنسان أو الآثار البيئية. تم إجراء مسح الأدب المنهجي من خلال البحث عن مفهومين: الضوء وإيقاع الساعة البيولوجية. تم البحث عن إيقاع الساعة البيولوجية بمصطلحات إضافية عن الميلاتونين ونوم حركة العين السريعة (REM). نتج عن البحث في الأدب 128 مقالاً تم جمعها وتحليلها. تمت دراسة إفراز الميلاتونين في 122 مقالاً والنوم الريمي في 13 مقالة. تم تقسيم التقارير المتعلقة بإفراز الميلاتونين إلى دراسات مع التعرض المحدد للضوء (101 تقريرًا) ، عادةً في بيئة معملية خاضعة للرقابة ، ودراسات عن ظروف الإضاءة السائدة النموذجية في المنزل أو بيئات العمل (21 دراسة). أجريت الدراسات بشكل عام على البالغين في العشرينات أو الثلاثينيات من العمر ، ولكن القليل جدًا من الدراسات أجريت على الأطفال وكبار السن. من المثير للدهشة أن العديد من الدراسات أجريت على عينة صغيرة الحجم: أجريت 39 من أصل 128 دراسة على 10 أشخاص أو أقل. كانت معايير الجودة للدراسات الخاصة بالتركيب الأكثر عمقًا هي الحد الأدنى لحجم العينة البالغ 20 شخصًا وتقديم تفاصيل عن التعرض للضوء (إضاءة الطيف أو الطول الموجي أو الإشعاع أو كثافة الفوتون). نتج عن ذلك 13 دراسة مؤهلة على الميلاتونين ودراستين عن نوم حركة العين السريعة. أشار تحليل إضافي لهذه التقارير الخمسة عشر إلى أن التعرض للضوء الأزرق لمدة ساعتين (460 نانومتر) في المساء يثبط الميلاتونين ، ويتم تحقيق أقصى تأثير لقمع الميلاتونين عند أقصر أطوال موجية (424 نانومتر ، بنفسجي). تعافى تركيز الميلاتونين بسرعة إلى حد ما ، في غضون 15 دقيقة من التوقف عن التعرض ، مما يشير إلى تأثير قصير المدى أو متزامن للتعرض للضوء على إفراز الميلاتونين. تم تقليل إفراز الميلاتونين وقمعه مع تقدم العمر ، ولكن التقدم في المرحلة اليومية الناجم عن الضوء لم يتأثر مع تقدم العمر. أثر التعرض للضوء في المساء والليل وفي الصباح على المرحلة البيولوجية لمستويات الميلاتونين. بالإضافة إلى ذلك ، حتى الأطول الموجية (631 نانومتر ، أحمر) والتعرضات الضوئية المتقطعة تسببت في استجابات إعادة ضبط الساعة البيولوجية ، والتعرض لمستويات الإضاءة المنخفضة (5-10 لوكس) في الليل عند النوم بأعين مغلقة تسبب في استجابة يومية. تتيح المراجعة مزيدًا من التطوير لطريقة تقييم التلوث الضوئي في تقييم دورة الحياة فيما يتعلق بالتأثيرات التي يسببها الضوء على النظام اليومي للإنسان.

الكلمات الدالة: ضوء الريم النوم إيقاع الساعة البيولوجية صحة الإنسان الميلاتونين.


ماذا يحدث إذا كان لدي الكثير من الميلاتونين؟

هناك اختلافات كبيرة في كمية الميلاتونين التي ينتجها الأفراد ولا ترتبط بأي مشاكل صحية. تتمثل العواقب الرئيسية لابتلاع كميات كبيرة من الميلاتونين في النعاس وانخفاض درجة حرارة الجسم الأساسية. الجرعات الكبيرة جدًا لها تأثيرات على أداء الجهاز التناسلي البشري. هناك أيضًا دليل على أن التركيزات العالية جدًا من الميلاتونين لها تأثير مضاد للأكسدة ، على الرغم من أن الغرض من ذلك لم يتم تحديده بعد.


تكنولوجيا الهاتف المحمول والضوء الأزرق # 039 s لا يزال يقمع هرمون النوم الميلاتونين ، مما يؤثر على علم الأحياء البشري

لا يزال الاستخدام المتزايد للهواتف الذكية والأجهزة اللوحية وأجهزة القراءة الإلكترونية مصدر قلق بين الخبراء العلميين. في عام 2014 ، وجد مركز بيو للأبحاث أن 90 في المائة من الأمريكيين يمتلكون هاتفًا خلويًا ، و 58 في المائة يمتلكون هاتفًا ذكيًا ، و 32 في المائة يمتلكون قارئًا إلكترونيًا و 42 في المائة يمتلكون جهاز كمبيوتر لوحي - كل ذلك ربما دون معرفة الخسائر التي تلحق ببيولوجيا الإنسان.

ريتشارد ستيفنز ، عالم الأوبئة الذي يعمل في المركز الصحي بجامعة كونيتيكت ، كان يدرس تأثيرات الضوء الأزرق لتكنولوجيا الهاتف المحمول لمدة ثلاثة عقود. بينما وجد هو أيضًا أن الضوء الأزرق المنبعث من هذه الأجهزة يثبط النوم وأداء العمل ، فقد وجد مؤخرًا أنه قد تكون هناك فرصة لتصحيح الموقف. وهذا يعني أنه يمكن تحسين الإضاءة النموذجية التي تؤثر على علم الأحياء البشري.

قال ستيفنز في بيان صحفي: "نحن نتعلم أن الإضاءة الأفضل يمكن أن تقلل من هذه التأثيرات الفسيولوجية". ونعني بذلك أطوال موجات أكثر خفوتًا وأطول في المساء ، وتجنب اللون الأزرق الساطع لأجهزة القراءة الإلكترونية والأجهزة اللوحية والهواتف الذكية.

قد لا يبدو الأمر كذلك ، ولكن عند استخدام تكنولوجيا الهاتف المحمول في الليل ، ينبعث ما يكفي من الضوء الأزرق لقمع هرمون النوم الميلاتونين. في المقابل ، يؤدي هذا إلى عدم انتظام الساعة البيولوجية للجسم ، وهي الآلية البيولوجية المسؤولة عن النوم المريح. أظهر بحث منفصل أن الإيقاع اليومي يمكن أن يحدد السرعة لقلب ووزن صحيين ، بالإضافة إلى كبد صحي. لذلك قد يكون من الأفضل الوصول ، على سبيل المثال ، إلى كتاب ورقي بدلاً من قارئ إلكتروني عند محاولة النوم.

"تم" إثبات "التأثيرات الفسيولوجية للضوء في الليل واضطراب النوم بمعنى أن هناك قبولًا عامًا في المجتمع العلمي لحقيقته. ... ما لم يتم "إثباته" هو أن الضوء الكهربائي في الليل يزيد بشكل سببي من خطر الإصابة بالسرطان والسمنة والسكري و / أو الاكتئاب "، كتب ستيفنز ومؤلفه المشارك في بحثهم الأخير.

ومع ذلك ، لا يُلام الضوء الأزرق وحده على العبث بساعة الجسم الداخلية. وأضاف المؤلفون أن هناك أيضًا "ضوء غير كافٍ أثناء النهار داخل المباني لإعادة ضبط قوية للإيقاع اليومي الداخلي للإنسان." على مدار الخمسين عامًا الماضية ، نما استخدام الضوء الكهربائي في العمل والحياة المنزلية بشكل كبير ، مما قلل من مقدار الوقت الذي يقضيه الأشخاص في ضوء الشمس الطبيعي الغني بفيتامين د.

أجريت إحدى الدراسات الصغيرة في عام 2013 على ثمانية أشخاص ذوي أنماط زمنية متنوعة - فكر في طيور الصباح وبوم الليل - وأرسلتهم للتخييم في كولورادو (حيث كانوا يعيشون). على الرغم من النطاق الأولي لأوقات النوم للمشاركين ، وجد الباحثون أن هناك تباينًا أقل بكثير بينهم في نهاية الدراسة.

إنها حقيقة أننا أقل تعرضًا للضوء الطبيعي أثناء النهار وتعرضنا بشكل مفرط للضوء الأزرق في الليل هو ما يؤثر على علم الأحياء لدينا. وجد الباحثون أن موازنة ذلك "قد تساعد في تقليل العواقب الفسيولوجية والمعرفية والصحية لاضطراب الساعة البيولوجية". مرة أخرى ، قد يعني هذا كتابًا ورقيًا بدلاً من قارئ إلكتروني في الليل ومصابيح متوهجة أثناء النهار. قال ستيفنز إن هذه المصابيح باهتة ومناسبة أكثر للساعة اليومية.


تخليق الميلاتونين والأيض

توليف الميلاتونين

يتم تصنيع الميلاتونين (N-acetyl-5-hydroxytryptamine) داخل الخلايا الصنوبرية من التربتوفان ، والذي يحدث غالبًا خلال المرحلة المظلمة من اليوم ، عندما يكون هناك زيادة كبيرة في نشاط سيروتونين-ن-أسيتيل ترانسفيراز (أريل ألكيلامين إن-أسيتيل ترانسفيراز ، AA -NAT) ، المسؤول عن تحول 5-هيدروكسي تريبتامين (5HT ، سيروتونين) إلى N-acetylserotonin (NAS) (الشكل 1). أخيرًا ، يتم تحويل N-acetylserotonin إلى الميلاتونين بواسطة acetylserotonin O-methyltransferase. يبدو أن الانخفاض السريع في التوليف مع العلاج بالضوء في الليل يعتمد على تحلل البروتين البروتيني (6). يلعب كل من توافر AA-NAT والسيروتونين دورًا في الحد من إنتاج الميلاتونين. يتم التعبير عن AA-NAT mRNA بشكل رئيسي في الغدة الصنوبرية وشبكية العين وبدرجة أقل في بعض مناطق الدماغ الأخرى والغدة النخامية والخصية. يتم تشغيل تنشيط AA-NAT عن طريق تنشيط مستقبلات الأدرينالية & # x003b21 و & # x003b11b بواسطة NE (6). NE هو المرسل الرئيسي عبر & # x003b2-1 adrenoceptors مع التحفيز & # x003b1-1. تكون مستويات NE أعلى في الليل ، تقريبًا 180 درجة خارج الطور مع إيقاع السيروتونين. كل من توافر NE والسيروتونين يحفزان تخليق الميلاتونين. إزالة التعصيب الودي الباثولوجي أو الرضحي من الغدة الصنوبرية أو إعطاء مضادات الأدرينالية & # x003b2 يلغي التوليف الإيقاعي للميلاتونين والتحكم في إنتاجه من الضوء والظلام.

هناك أدلة على أن الميلاتونين يمكن تصنيعه في مواقع أخرى من الجسم (الجلد ، والجهاز الهضمي ، وشبكية العين ، ونخاع العظام ، والمشيمة) يعمل بطريقة أوتوكرين أو باراكرين (7). ومع ذلك ، باستثناء الغدة الصنوبرية ، تساهم هذه الهياكل قليلاً في تركيزات الدورة الدموية في الثدييات ، لأنه بعد استئصال الصنوبر ، تظل مستويات الميلاتونين غير قابلة للاكتشاف (8). أهم العوامل الأخرى ، ملخصة في الجدول 1 ، قد ارتبطت بإفراز وإنتاج الميلاتونين (9 ، 10).

الجدول 1.

العوامل التي تؤثر على إفراز الميلاتونين البشري وإنتاجه (9 ، 10)

عاملتأثير (ق) على الميلاتونينتعليق
ضوءإخماد& # x0003e30 لوكس أبيض 460-480 نانومتر الأكثر فعالية
ضوءمرحلة التحول / التزامنالأطوال الموجية القصيرة هي الأكثر فعالية
توقيت النوممرحلة التحولجزئيًا ثانوي للتعرض للضوء
وضع& # x02191 واقفًا (ليلاً)
يمارس& # x02191 تحولات المرحلةتمرين شاق
& # x000df-adrenoceptor-A& # x02193 التوليفمضادات ارتفاع ضغط الدم
5HT واجهة المستخدم& # x02191 فلوفوكسامينتأثير التمثيل الغذائي
NE UI& # x02191 تغيير في التوقيتمضادات الاكتئاب
MAOA أنا& # x02191 قد تتغير المرحلةمضادات الاكتئاب
& # x003b1-adrenoceptor-A& # x02193 alpha-1 ، & # x02191 alpha-2
البنزوديازيبيناتمتغير & # x02193 ديازيبام ، ألبرازولامآليات GABA
التستوستيرون& # x02193علاج او معاملة
OC& # x02191
استراديول& # x02193؟ غير واضح
الدورة الشهريةتتعارض& # x02191 انقطاع الطمث
التدخينالتغييرات المحتملة & # x02191 & # x02193؟
كحول& # x02193تعتمد على الجرعة
مادة الكافيين& # x02191تأخير التخليص (خارجي)
الأسبرين ، ايبوبروفين& # x02193
كلوربرومازين& # x02191تأثير التمثيل الغذائي
بنسيرازيدالتغيير المحتمل في المرحلة ، مرضى باركنسونديكاربوكسيلاز الأحماض الأمينية العطرية

الاختصارات: A: antagonist، U: uptake، I: inhibitor، MAO: monoamine oxidase، OC: حبوب منع الحمل، 5HT: 5-hydroxytryptamine.

السيطرة على تخليق الميلاتونين: هرمون الظلام

يتم إنشاء إيقاع إنتاج الميلاتونين داخليًا والتحكم فيه من خلال تفاعل شبكات جينات الساعة في SCN الثنائي (11). يؤدي الضرر الذي يلحق بـ SCN إلى فقدان غالبية إيقاعات الساعة البيولوجية. تتم مزامنة إيقاع SCN مع 24 ساعة بشكل أساسي من خلال دورة الضوء والظلام التي تعمل عبر شبكية العين وإسقاط الشبكية الوهمي إلى SCN ، وكلما طالت مدة الليل كلما طالت مدة الإفراز ، ويعمل ضوء العين على مزامنة الإيقاع مع 24 ساعة و لقمع الإفراز في نهاية المرحلة المظلمة ، كما هو موضح أعلاه. يعتبر التعرض للضوء من أهم العوامل المرتبطة بوظيفة الغدة الصنوبرية وإفراز الميلاتونين. نبضة ضوء يومية واحدة ذات شدة ومدة مناسبة في ظلمة ثابتة تكون كافية لتغيير الطور ومزامنة إيقاع الميلاتونين إلى 24 ساعة (12). كمية الضوء المطلوبة في الليل لقمع إفراز الميلاتونين تختلف باختلاف الأنواع. في البشر ، يلزم شدة 2500 لوكس من ضوء الطيف الكامل (الضوء المحلي حوالي 100 إلى 500 لوكس) أو الضوء المفضل في النطاق الأزرق (460 إلى 480 نانومتر) لقمع الميلاتونين تمامًا في الليل وتحويل الإيقاع ، ولكن شدة أقل & # x0003c 200 لوكس قد يمنع الإفراز (13-15). علاوة على ذلك ، ترتبط درجة إدراك الضوء بين الأفراد بحدوث عدم التزامن اليومي على طول هذه الخطوط ، والمكفوفون الذين يعانون من إدراك الضوء اللاواعي يظهرون الميلاتونين المتزامن بشكل غير طبيعي وإيقاعات الساعة البيولوجية الأخرى (12 ، 16 ، 17). يحتفظ بعض الأشخاص المكفوفين بجهاز الشبكية الوهمي السليم وبالتالي استجابة الميلاتونين الطبيعية على الرغم من نقص إدراك الضوء الواعي (18 ، 19). يبدو من الواضح أن الغدة الصنوبرية السليمة المعصبة ضرورية لإكمال تغيير فترة الضوء (20). يعمل الميلاتونين كإشارة paracrine داخل شبكية العين ، فهو يعزز وظيفة الشبكية في ضوء منخفض الكثافة عن طريق إحداث تغييرات ميكانيكية ضوئية ويوفر حلقة مغلقة لنظام الصنوبرية الشبكية SCN. جميعهم معًا ، هم الهياكل الأساسية لإدراك وتحويل التأثيرات غير المرئية للضوء ، ولتوليد إيقاع الميلاتونين من خلال ردود فعل سلبية مغلقة الحلقة (ساعة، & # x0201cCircadian دورات الإخراج الحركية kaput & # x0201d و بمال ، & # x0201c الدماغ والعضلات تشبه ARNT & # x0201d الجينات) ، عناصر تحفيز إيجابية (لكل، & # x0201cperiod& # x0201d و بكاء، & # x0201cCryptochrome & # x0201d الجينات) والعناصر السلبية (CCG ، الجينات التي تسيطر عليها الساعة) للتعبير الجيني على مدار الساعة في SCN (الشكل 2).

الشكل 2.

تمثيل تخطيطي للتحكم في إنتاج ووظائف الميلاتونين ، فيما يتعلق بآليات التوقيت الموسمية واليوماوية. الاختصارات: SCN: النواة فوق التصالبية ، PVN: النواة المجاورة للبطين ، SCG: العقدة العنقية العلوية ، NA: norepinephrine (noradrenalin) ، RHT: retino-hypothalamic-tract ، CCG: الجينات التي تتحكم فيها الساعة. استنادًا إلى الرسم التخطيطي الأصلي للدكتورة إليزابيث مايوود ، مختبر MRC للبيولوجيا الجزيئية ، قسم علم الأعصاب ، هيلز رود كامبريدج ، CB2 2QH ، المملكة المتحدة.

استقلاب الميلاتونين

بمجرد تصنيعه ، يتم إطلاق الميلاتونين مباشرة في الدورة الدموية الطرفية (المرتبطة بالألبومين) وإلى السائل النخاعي دون تخزينه. في البشر ، يبلغ نصف عمر الميلاتونين في الدم حوالي 40 دقيقة ويتم استقلابه داخل الكبد ، وتحويله إلى 6 هيدروكسيميلاتونين بشكل رئيسي بواسطة CYP1A2 ومترافق مع 6-سلفاتوكسيميلاتونين (aMT6s) لإفراز البول لاحقًا. يعد قياس aMT6s البولي علامة جيدة على إفراز الميلاتونين ، لأنه يتبع نفس النمط مع إزاحة تقريبية لمدة ساعتين (21). بشكل عام ، تتمتع النساء بقيم أعلى قليلاً من الميلاتونين في البلازما في الليل من الرجال (22). في المتوسط ​​، تحدث المستويات القصوى من الميلاتونين البلازمي عند البالغين بين 02.00 و 04.00 ساعة وتتراوح بين 60 إلى 70 بيكوغرام / مل عند قياسها بمقايسات عالية الجودة. التركيزات في اللعاب ، مثل الهرمونات الأخرى ، أقل بثلاث مرات من التركيزات في البلازما. التركيزات الدنيا المكتشفة أقل من 5 بيكوغرام / مل. يرتبط إيقاع الميلاتونين في البلازما (التوقيت والسعة) ارتباطًا وثيقًا بـ aMT6s البولي. على الرغم من وجود تباين كبير في سعة الإيقاع بين الموضوعات ، إلا أن إيقاع الميلاتونين البشري الطبيعي يمكن استنساخه من يوم لآخر بشكل فردي (الشكل 3 و 4).

الشكل 3.

متوسط ​​تركيزات الميلاتونين في البلازما (أسود ، N = 133) ، اللعاب (أزرق ، N = 28) و 6-سلفاتوكسيميلاتونين (aMT6s) في البول (أحمر ، N = 88) باستخدام قياسات مناعية إشعاعية. تمثيل تخطيطي لمتوسط ​​القيم الطبيعية (الرجال والنساء الأصحاء فوق 18 عامًا) من مختبر الدكتورة أرندت & # x02019s.

الشكل 4.

ميلاتونين البلازما و aMT6s البولية في عينات كل ساعة لإظهار التأخير في إيقاع aMT6s البولية مقارنة مع الميلاتونين البلازمي (المتوسط ​​/ SEM ، N = 14).

إنتاج الميلاتونين أثناء التطوير وعبر الحياة

عند الولادة ، تكون مستويات الميلاتونين غير قابلة للاكتشاف تقريبًا ، والمصدر الجنيني الوحيد للميلاتونين يتم عبر الدورة الدموية في المشيمة. تعكس مستويات الميلاتونين في الدورة السرية للجنين الفرق بين النهار والليل كما يظهر في الدورة الدموية للأم. يرسل الميلاتونين الأمومي إشارة يومية مؤقتة إلى الجنين (تسمى & # x0201cm البرمجة التكيفية الدورية الضوئية للأم & # x0201d) ، لتجهيز الجهاز العصبي المركزي للتعامل بشكل صحيح مع التقلبات البيئية ليلا ونهارا بعد الولادة. يظهر إيقاع الميلاتونين في حوالي شهرين إلى ثلاثة أشهر من العمر (23) ، وتتزايد المستويات بشكل كبير حتى بلوغ ذروة العمر في المتوسط ​​في تركيزات الميلاتونين للأطفال قبل سن البلوغ ترتبط بمراحل تانر من سن البلوغ (24). بعد ذلك ، يحدث انخفاض مطرد يصل إلى متوسط ​​تركيزات البالغين في أواخر سن المراهقة (25 ، 26). تظل القيم مستقرة حتى 35 إلى 40 عامًا ، يليها انخفاض في سعة إيقاع الميلاتونين وانخفاض مستوياته مع تقدم العمر ، مما يؤدي إلى أنماط نوم واستيقاظ مجزأة. في الأشخاص & # x0003e90 سنة ، تكون مستويات الميلاتونين أقل من 20 ٪ من تركيزات الشباب البالغين (27). يُعزى الانخفاض في إنتاج الميلاتونين المرتبط بالعمر إلى أسباب مختلفة تكلس الغدة الصنوبرية التي تبدأ في وقت مبكر من الحياة وضعف في تعصيب النورادرينجيك للغدة أو قدرة الكشف عن الضوء (عيني العين ، إعتام عدسة العين) (1،28). ومن المثير للاهتمام أن استئصال الأناناس يسرع من عملية الشيخوخة وتشير العديد من التقارير إلى أن الميلاتونين له خصائص مضادة للشيخوخة (29).


الميلاتونين وأمراض القلب والأوعية الدموية: الخلفية الوراثية

تم إثبات ارتباط اضطرابات إيقاع الساعة البيولوجية بخطر الإصابة بأحداث القلب والأوعية الدموية [109] ، ولكن معالجة هذه المشكلات يمثل تحديًا نظرًا لأن الهرمون الرئيسي لليوماوي ، أي الميلاتونين ، يتم تعديله بواسطة عدة متغيرات بما في ذلك العوامل الوراثية والعوامل البيئية على وجه الخصوص. أظهر عدد من التحقيقات الحديثة كيف أن التغيرات في إيقاع الميلاتونين اليومي قد تكون متورطة في نتائج القلب والأوعية الدموية العكسية وربما تؤثر أيضًا على المظاهر الشائعة لاضطرابات التمثيل الغذائي [110]. قد يكون ما يصل إلى 10٪ من النسخة تحت سيطرة الساعة البيولوجية [111]. قد يساعد فهم المساهمة المحددة التي يقدمها الميلاتونين في هذا السياق على حقيقة أن تكاليف تحليل الحمض النووي قد انخفضت مؤخرًا [112 ، 113].

قد يكون التباين الملحوظ في إنتاج الميلاتونين بواسطة الغدة الصنوبرية بسبب الطفرات في الجينات التي ترميز الإنزيمات الحرجة المشاركة في التخليق الحيوي للميلاتونين [على سبيل المثال أريل ألكيل أمين إن أسيتيل ترانسفيراز (AANAT) وتريبتوفان هيدروكسيلاز 1 (TPH1)]. في حالة جين AANAT ، تم وصف أحد عشر تعدد أشكال ترميز للنيوكليوتيدات المفردة (SNPs) ، ستة منها لها وظيفة مماثلة وخمسة تمثل طفرات خطأ مع استبدال حمض أميني بآخر [114]. Hohjoh et al. [115] أظهر علاقة بين SNP rs28936679 في جين AANAT ومتلازمة مرحلة النوم المتأخرة. أيضًا ، يرتبط SNP rs10488682 الموجود في منطقة المروج لـ TPH1 بتخليق الميلاتونين [116]. قد يتسبب ضعف نضج نظام الغدد الصماء الضوئية الناجم عن غياب جيني أو طفرة في هذه الإنزيمات في حدوث خلل قاتل في التفاعلات الكيميائية بين السيروتونين والبروجسترون والكاتيكولامينات والكالسيوم داخل الخلايا. وهذا يؤكد حقيقة أن إطلاق الميلاتونين على مدار الساعة البيولوجية يمكن أن يؤدي إلى أمراض القلب والأوعية الدموية بسبب المستويات غير الطبيعية من الهرمونات الأخرى (على سبيل المثال ، تؤثر المستويات المرتفعة بشكل غير طبيعي من الألدوستيرون على ضغط الدم من خلال احتباس الماء) [117]. تم الإبلاغ عن انخفاض مستويات الميلاتونين بشكل ملحوظ في ضحايا متلازمة موت الرضع المفاجئ مقارنة مع الضوابط المطابقة للعمر مع ضحايا متلازمة موت الرضع غير المفاجئ [118]. يُفترض أن تأخر تكوين الميلاتونين يمثل تحديًا يواجه الأطفال حديثي الولادة المعرضين لخطر متلازمة موت الرضع المفاجئ بسبب الطفرات الجينية أو الاستجابات القلبية غير الناضجة [119]. قد يؤدي نقص الميلاتونين إلى زيادة عدم الاستقرار الكهربائي للقلب أثناء فترة النوم. تشير هذه الملاحظات إلى أن الفحص الجيني عند الولدان المعرضين لخطر الإصابة باضطرابات القلب قد يكون مهمًا في استراتيجيات حماية التصميم.

تم استنساخ اثنين من مستقبلات الغشاء المقترن بالبروتين G للميلاتونين وتم تحديدهما على أنهما MTNR1A (MT1) و MTNR1B (MT2) [120]. في الثدييات ، يتم التعبير عن مستقبلات الميلاتونين هذه في غالبية الأنسجة المركزية والمحيطية بما في ذلك نظام القلب والأوعية الدموية [121 ، 122]. تشترك هذه المستقبلات في درجة عالية من التماثل التسلسلي مع مستقبلات اقتران البروتين G 50 (GPR50) ، والتي تلعب دورًا محوريًا في التوسط في التأثيرات داخل الخلايا للعديد من النواقل العصبية والهرمونات ، بما في ذلك الميلاتونين [123]. هناك تسعة SNPs ترميز في جين MTNR1A (5 أخطاء و 3 مترادفة و 1 إدخال) وتسعة أخرى SNPs ترميزية في جين MTNR1B (7 أخطاء و 2 مترادفان). قد تترافق هذه النيوكلوتايد مع مستقبلات الميلاتونين الأقل فعالية وأنماط محددة من التعبير ، مما يؤكد على إمكانية وجود مسارات جديدة لمتلازمة القلب والأوعية الدموية والعلاجات الوقائية المحتملة.

تم اعتماد نهج من مرحلتين ، الارتباط على مستوى الجينوم متبوعًا بالتنميط الجيني الانتقائي للـ SNP ، كاستراتيجية فعالة لإضفاء الطابع الشخصي على الطب من خلال تحديد الأفراد المعرضين لخطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية. يتمثل أحد القيود الرئيسية في العدد المتواضع من الواسمات المتعلقة بالميلاتونين المدرجة في التحليلات المستقلة المستمرة ، خاصةً عندما تكون نسبة كبيرة من ارتباطات المرض خاصة بالسكان ، أو من المحتمل أن تكون بسبب الصدفة. إن العثور على المتغيرات الجينية لمسار الميلاتونين المرتبط بالسمنة ومقدمات السكري يرتبط ارتباطًا وثيقًا باضطرابات القلب والأوعية الدموية ، بما في ذلك ارتفاع ضغط الدم وتصلب الشرايين ، كنتيجة لتأثيرات النيوكلوتايد داخل موضع MTNR1B [124]. كشفت الدراسات الحديثة التي أجريت على الأفراد الذين يحملون الأليل G الثانوي من SNP rs10830963 في جين MTNR1B أن هذا النوع الفرعي من مستقبلات الميلاتونين يرتبط بارتفاع مستويات الجلوكوز وزيادة خطر الإصابة بمرض السكري [125-127]. من بين عدد من الاختلافات الفسيولوجية ، يقع SNP rs1562444 في المنطقة 3′ غير المترجمة من MTNR1B يمكن أن تترافق مع التهاب المفاصل الروماتويدي عن طريق تغيير التعبير المناسب أو طي RNA [128]. بالإضافة إلى ذلك ، حددت ثلاث دراسات ارتباط على مستوى الجينوم اثنين من تعدد الأشكال في MTNR1B (rs1387153 ، rs10830963) توقعت القابلية للإصابة بمرض السكري من النوع 2. [129].

قد تكون هذه أمثلة جيدة على كيف أن الأنماط الجينية المختلفة التي تؤثر على إنتاج الميلاتونين أو وظيفة مستقبلاته يمكن أن تكون مفيدة في إثارة مخاطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية بالنظر إلى الآثار المتواضعة للمتغيرات الشائعة التي تساهم في هذه الصفات المعقدة.

الهدف من الدراسات الجارية هو تحديد تعدد الأشكال الجينية التي تمنح القابلية للالتهاب ، والتغيرات في ضغط الدم أو حتى تلك التي تؤثر على الفعالية العلاجية لأدوية معينة للقلب والأوعية الدموية [130 ، 131]. في الآونة الأخيرة ، تم تحديد اثنين من SNPs (rs10455872 و rs3798220) في موضع ترميز البروتين الدهني Lp (a) ، والذي يرتبط ارتباطًا وثيقًا بزيادة مستوى البروتين الدهني Lp (a) وارتفاع خطر الإصابة بأمراض الشريان التاجي [132]. هناك أيضًا نتائج تشير إلى أن تعدد الأشكال في جين المستقبل المرتبط بالميلاتونين (GPR50) قد يكون مرتبطًا بمستويات الدهون الثلاثية المنتشرة ومستويات البروتين الدهني عالي الكثافة [133] ، وتشير النتائج الإضافية إلى أن الميلاتونين قد يثبط نشاط ليباز البروتين الدهني [133]. 134].

أخيرًا ، يجدر التأكيد على أننا قمنا بتقييم العلاقة بين تعدد أشكال البروتين التفاعلي C ، أي 1059G و gtC و rs1800947 و MTNR1A (G166E ، rs28383653) للتأكد مما إذا كان هذان النيوكلوتايد النيكوتين مرتبطين بزيادة خطر الإصابة باحتشاء عضلة القلب الحاد. لقد أجرينا دراسة الحالات والشواهد على 300 مريض متتالي مصابين باحتشاء عضلة القلب الحاد و 250 شخصاً سليماً (معطيات غير منشورة). للتحقق من صحة هذا الارتباط ، نقوم حاليًا بفحص لوحات موضوع أكبر لمجموعة ممتدة من العلامات ، بما في ذلك العديد من المتغيرات الجينية لمسار الميلاتونين. يمكن ربط المعلومات الخاصة بـ SNPs الجديدة بعوامل الخطر القلبية الوعائية المتقدمة أو على الأقل اقتراح طرق جديدة لعلاج أحداث القلب والأوعية الدموية المرتبطة بالساعة البيولوجية. علاوة على ذلك ، فإن أهمية تعدد الأشكال المحددة لهيكل البروتين أو وظيفته ستكون مطلوبة لتقديم بعض الأفكار حول آلية المرض التي قد تدعم متلازمات القلب والأوعية الدموية المختلفة.


نتائج

يتأثر ظهور الميلاتونين ومدته بالتعرض لضوء الغرفة في المساء

في الدراسة 1 ، تمت مقارنة التغييرات في ملف تعريف الميلاتونين ضمن الأشخاص (العدد = 104) المعرضين إما لضوء الغرفة أو الضوء الخافت قبل النوم (الشكل 1). في ضوء الغرفة ، حدث ظهور الميلاتونين 23 دقيقة (معدل الذكاء ، 1 ساعة و 36 دقيقة) قبل النوم المجدول ، بينما في الضوء الخافت ، حدث ظهور الميلاتونين ساعة واحدة و 57 دقيقة (معدل الذكاء ، ساعة و 16 دقيقة) قبل موعد النوم المحدد (ص & lt 0.05 ، الشكل 2 أ والجدول 1). في المقابل ، لم يختلف توقيت تعويض الميلاتونين بشكل كبير بين ضوء الغرفة وظروف الإضاءة الخافتة. وبالتالي ، نظرًا لتأثيره على بداية الميلاتونين ، فإن التعرض لضوء الغرفة قبل النوم يقلل من مدة الميلاتونين بمقدار 1 ساعة و 32 دقيقة (معدل الذكاء ، 1 ساعة 6 دقائق) مقارنة بالتعرض للضوء الخافت (8 ساعات و 45 دقيقة) ضد. 10 ساعات و 17 دقيقة ، ص & lt 0.05 الشكل 2 ب والجدول 1).

بعد ذلك ، قمنا بفحص التغييرات في توقيت ظهور الميلاتونين وتعويضه في المشاركين الأفراد. We found that 99.0% of participants (103 of 104) exhibited an earlier melatonin onset in dim light (d 3) ضد. room light (d 2), and 78.6% of these individuals exhibited an earlier onset by more than an hour ( Fig. 2C). In contrast, only 58.6% of participants showed an earlier melatonin offset in dim light ضد. room light, indicating that melatonin offset was not affected by the difference in lighting conditions ( Table 1 and Fig. 2D). During two cycles of exposure to dim light, most participants showed a small daily delay (∼12 min) in the timing of melatonin onset and offset, 78.9 and 67.3% of individuals, respectively ( Fig. 2, E and F), which is consistent with the longer-than-24-h intrinsic period of the human circadian system reported in previous studies ( 34).

To determine the effect of room light exposure on melatonin concentration before sleep, we compared the AUC for melatonin measured on d 2 (<200 lux) ضد. d 3 (<3 lux). In dim light, the onset of nocturnal melatonin secretion occurred before scheduled sleep in 98% of participants (102 of 104). In these individuals, exposure to room light from the onset of melatonin until bedtime reduced melatonin concentration by 71.4% (IQR, 32.2%) relative to exposure to dim light 24 h later (ص < 0.001, Fig. 3). In contrast, exposure to room light after awakening did not reduce melatonin levels (ص = 0.802) in participants whose melatonin offset occurred after scheduled wake time in dim light (n = 64).

Exposure to room light suppresses melatonin during the usual hours of sleep

To test directly whether the later melatonin onset that we observed in room light was due to melatonin suppression, in study 2, we examined the melatonin rhythm under constant routine conditions in room light (n = 5, <200 lux) ( Fig. 4). Compared with the melatonin rhythm observed when participants slept in darkness, exposure to room light during the normal hours of sleep suppressed melatonin strongly in four of five individuals (percent suppression: 92.5, 90.9, 79.6, 76.9, and 29.3%). In another group of participants (n = 8) who were exposed to a slightly higher level of ambient light (∼200 lux at the level of the eyes), there was robust melatonin suppression in seven of eight individuals (percent suppression: 87.6, 87.1, 73.7, 62.7, 54.2, 53.0, 51.1, and −1.3%). Hence, in 11 of 13 trials, exposure to room light in participants who were kept awake during the usual hours of sleep suppressed melatonin by more than half the amount measured during sleep in darkness.


What mechanism suppresses melatonin release in humans? - مادة الاحياء

The pineal gland or epiphysis synthesizes and secretes melatonin , a structurally simple hormone that communicates information about environmental lighting to various parts of the body. Ultimately, melatonin has the ability to entrain biological rhythms and has important effects on reproductive function of many animals. The light-transducing ability of the pineal gland has led some to call the pineal the "third eye".

Anatomy of the Pineal Gland

The pineal gland is a small organ shaped like a pine cone (hence its name). It is located on the midline, attached to the posterior end of the roof of the third ventricle in the brain. The pineal varies in size among species in humans it is roughly 1 cm in length, whereas in dogs it is only about 1 mm long. To observe the pineal, reflect the cerebral hemispheres laterally and look for a small grayish bump in front of the cerebellum. The images below shows the pineal gland of a horse in relation to the brain.

Histologically, the pineal is composed of "pinealocytes" and glial cells. In older animals, the pineal often is contains calcium deposits ("brain sand").

How does the retina transmit information about light-dark exposure to the pineal gland? Light exposure to the retina is first relayed to the suprachiasmatic nucleus of the hypothalamus, an area of the brain well known to coordinate biological clock signals. Fibers from the hypothalamus descend to the spinal cord and ultimately project to the superior cervical ganglia, from which post-ganglionic neurons ascend back to the pineal gland. Thus, the pineal is similar to the adrenal medulla in the sense that it transduces signals from the sympathetic nervous system into a hormonal signal.

Melatonin: Synthesis, Secretion and Receptors

The precursor to melatonin is serotonin, a neurotransmitter that itself is derived from the amino acid tryptophan. Within the pineal gland, serotonin is acetylated and then methylated to yield melatonin.

Synthesis and secretion of melatonin is dramatically affected by light exposure to the eyes. The fundamental pattern observed is that serum concentrations of melatonin are low during the daylight hours, and increase to a peak during the dark.

Examples of the circadian rhythm in melatonin secretion in humans is depicted in the figure to the right (adapted from Vaughn, et al, J Clin Endo Metab 42:752, 1976). The dark gray bars represent night, and serum melatonin levels are shown for two individuals (yellow versus light blue). Note that blood levels of melatonin are essentially undetectable during daytime, but rise sharply during the dark. Very similar patterns are seen in other species. The duration of melatonin secretion each day is directly proportional to the length of the night.

The mechanism behind this pattern of secretion during the dark cycle is that activity of the rate-limiting enzyme in melatonin synthesis - serotonin N-acetyltransferase (NAT) - is low during daylight and peaks during the dark phase. In some species, circadian changes in NAT activity are tightly correlated with transcription of the NAT messenger RNA, while in other species, post-transcriptional regulation of NAT activity is responsible. Activity of the other enzyme involved in synthesis of melatonin from serotonin - the methyltransferase - does not show regulation by pattern of light exposure.

Two melatonin receptors have been identified from mammals (designated Mel1A and Mel1B) that are differentially expressed in different tissues and probably participate in implementing differing biologic effects. These are G protein-coupled cell surface receptors. The highest density of receptors has been found in the suprachiasmatic nucleus of the hypothalamus, the anterior pituitary (predominantly pars tuberalis) and the retina. Receptors are also found in several other areas of the brain.

Melatonin is synthesized not only in the pineal gland, but in a broad range of other tissues. It is also present in all microorganisms, animals and plants, consumption of which additional sources of melatonin.

Biological Effects of Melatonin

Melatonin has important effects in integrating photoperiod and affecting circadian rhythms. Consequently, it has been reported to have significant effects on reproduction, sleep-wake cycles and other phenomena showing circadian rhythm.

Effects on Reproductive Function

Seasonal changes in daylength have profound effects on reproduction in many species, and melatonin is a key player in controlling such events. In temperate climates, animals like hamsters, horses and sheep have distinct breeding season. During the non-breeding season, the gonads become inactive (e.g males fail to produce sperm in any number), but as the breeding season approaches, the gonads must be rejuvenated. Photoperiod - the length of day vs night - is the most important cue allowing animals to determine which season it is. As you've probably deduced by now, the pineal gland is able to measure daylength and adjust secretion of melatonin accordingly. A hamster without a pineal gland or with a lesion that prevents the pineal from receiving photoinformation is not able to prepare for the breeding season.

The effect of melatonin on reproductive systems can be summarized by saying that it is anti-gonadotropic. In other words, melatonin inhibits the secretion of the gonadotropic hormones luteinizing hormone and follicle stimulating hormone from the anterior pituitary. Much of this inhibitory effect seems due to inhibition of gonadotropin-releasing hormone from the hypothalamus, which is necessary for secretion of the anterior pituitary hormones.

One practical application of melatonin's role in controlling seasonal reproduction is its use to artificially manipulate cycles in seasonal breeders. For example, sheep that normally breed only once per year can be induced to have two breeding seasons by treatment with melatonin.

Effects on Sleep and Activity

Melatonin is probably not a major regulator of normal sleep patterns, but undoubtedly has some effect. One topic that has generated a large amount of interest is using melatonin alone, or in combination with phototherapy, to treat sleep disorders. There is some indication that melatonin levels are lower in elderly insomniacs relative to age matched non-insomniacs, and melatonin therapy in such cases appears modestly beneficial in correcting the problem.

Another sleep disorder is seen in shift workers , who often find it difficult to adjust to working at night and sleeping during the day. The utility of melatonin therapy to aleviate this problem is equivocal and appears not to be as effective as phototherapy. Still another condition involving disruption of circadian rhythms is jet lag . In this case, it has repeatedly been demonstrated that taking melatonin close to the target bedtime of the destination can alleviate symptoms it has the greatest beneficial effect when jet lag is predicted to be worst (e.g. crossing many time zones).

In various species, including humans, administration of melatonin has been shown to decrease motor activity, induce fatigue and lower body temperature, particularly at high doses. The effect on body temperature may play a significant role in melatonin's ability to entrain sleep-wake cycles, as in patients with jet lag.

Other Effects of Melatonin

One of the first experiments conducted to elucidate the function of the pineal, extracts of pineal glands from cattle were added to water containing tadpoles. Interestingly, the tadpoles responded by becoming very light in color or almost transparent due to alterations in melanin pigment distribution. Although such cutaneous effects of melatonin are seen in a variety of "lower species", the hormone does not have such effects in mammals or birds.

Melatonin Supplementation

Melatonin is readily absorbed after consumption and dietary supplements containing melatonin are useful in some circumstances, including adult sleep disorders and jet lag. Additionally, there is increasing evidence that melatonin protects against a variety of cardiovascular diseases and that supplementation, especially in the elderly, who have decreased endogenous synthesis, may be useful as a cardioprotective. Some caution is required - there have been instances of children becoming ill after consumption of melatonin gummies candy.

References and Reviews

  • Jiki Z, Lacour S, Nduhirabandi F. Cardiovascular benefits of dietary melatonin: A myth or a reality? Front Physiol 2018 9:528-45.
  • Holst SC, Valomon A, Landolt H. Sleep pharmacogenetics: Personalized sleep-wake therapy. Ann Rev Pharmacol Toxicol 2016 56:577-603.
  • Xie Z, Chen F, Wa L, etc. A review of sleep disorders and melatonin. Neurol Res 2017 39:559-565.


شاهد الفيديو: how flow control valves work (يوليو 2022).


تعليقات:

  1. Arnon

    برافو ، ما الكلمات ... ، فكرة رائعة

  2. Tojahn

    مماثل هل هناك شيء؟

  3. Iniss

    شيء رائع!



اكتب رسالة