Роль мелатоніну при порушеннях циркадіанних ритмів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Роль мелатоніну при порушеннях циркадіанних ритмів

Штробля А.Л., канд. фарм. наук,

доцент кафедри фармацевтичних дисциплін

Серединська Н.М., доктор мед. наук, завідувачка відділу фармакології

ДУ ”Інститут фармакології та токсикології' НАМН України”

Циркадіанний ритм людини - один із обов'язкових складових в життєздатності організму. Фізіологічні ритми важливі для стабільності внутрішнього стану організму, так як забезпечують нормальну функцію органів у зв'язку з періодичними змінами навколишнього середовища і, таким чином, створюють умови адаптації організму. Яскравим прикладом цьому є систематичний ритм сну та неспання, який пов'язаний з циркадіанними ритмами [1]. Основними регуляторами циркадіанних ритмів органів та систем організму є гіпоталамус і епіфіз через їх рецепторний зв'язок з мелатоніном [2]. У людей центральним водієм ритму циркадіанної системи є супрахіазматичні ядра (СХЯ) гіпоталамуса. Таким чином, основна роль в координації циклічних процесів в організмі належить циркадіанним коливанням функціональної активності нервової системи.

Будь-яка форма патології нервової системи супроводжується дезорганізацією біологічних ритмів. Це відноситься до порушення функцій центральної і периферичної нервової системи, а також когнітивним розладам. Проблема хронопатології нервової системи має два аспекта: хронобіологічний дефект може виникнути внаслідок початкової органічної і функціональної патології мозку або порушення нервової діяльності можуть бути і другорядними: результат первинної дезорганізації всіх біоритмів організму[3].

Так, хронопатологічному дефекту, що лежить в основі депресії, крім розладів функції епіфізу і СХЯ, сприяє мелатоніновий дефіцит, але також можуть бути порушення в роботі інших процесів, які беруть участь в регуляції діяльності вищої нервової діяльності і емоційно-мотиваційної поведінки, що також залучені в організацію біоритмів організму. Зокрема, серед ритмів, які знаходяться під контролем СХЯ є циркадіанний ритм синтезу і секреції гормону шишкоподібної залози мелатоніну [4]. Даний гормон (N -ацетил-5- метокситриптамін) вперше був виявлений шість десятиліть тому і являє собою багатофункціональну речовину, що в основному виробляється шишкоподібною залозою у відповідь на темряву [5].

Мелатонін регулює циркадіанні ритми, такі як ритм сну-неспання, нейроендокринні ритми та цикли температури тіла, за допомогою своєї дії на МТ1 та МТ2. МТ1 широко поширені у туберальній частині передньої частки гіпофіза та гіпоталамуса, які є анатомічною ділянкою циркадіанного годиника, а також у корі, таламусі, чорній субстанції, гіпокампі, мозочку та рогівці [6]. Рівень мелатоніну знижується у людей похилого віку, що може сприяти розвитку нейродегенеративних захворювань [7]. Відомо, що останні мають загальні патофізіологічні ознаки: порушення циркадіанного ритму, підвищений окисний стрес, нейрозапалення, втрату нейронів, мітохондріальну дисфункцію [8].

Сьогодні нейродегенеративні захворювання є другою за частотою причин смерті та характеризуються прогресуючими порушеннями рухових чи психічних функцій у центральній та периферичній нервовій системі [9]. Тому профілактика та лікування даних захворювань є важливою проблемою охорони здоров'я. Враховуючи, що мелатонін виконує різні фізіологічні функції в ЦНС, у тому числі регулює циркадіанні ритми, інгібує перекисне окиснення ліпідів, що пригнічує запалення нейронів, і таким чином, регулює патофізіологічні механізми організму через широкий спектр нейропротекторних функцій нервової системи [10]. Більше того, відомо, що рівень мелатоніну знижується у пацієнтів із нейродегенеративними захворюваннями [11]. Перерахована інформація дозволяє краще зрозуміти терапевтичні можливості мелатоніну для лікування різних нейродегенеративних захворювань.

Оцінка циркадіанних ритмів є корисною для діагностики та лікування пацієнтів з порушеннями нервової системи. Зміни циркадіанних ритмів свідчать про їх сильний зв'язок з нейродегенеративними захворюваннями та психічними розладами [12]. Мелатонін є природним антиоксидантом із циркадіанним характером секреції: виснаження або відсутність його однозначно призводить до пошкодження клітин, в тому числі і нейронів. Тому, порушення циркадіанного ритму з наступним окислювальним стресом та запальними процесами може бути патофізіологічною основою захворювань ЦНС [13].

Список використаних джерел

[1] Дроговоз С.М. (ред.) (2016) Хронофармакология для врача, провизора и студента Харків: ПП "ТІТУЛ"

[2] Gan, L., Cookson, M.R., Petrucelli, L., La Spada, A.R. (2018) Convergent pathways of neurodegeneration: from genetics to mechanisms. National Neurologists. 2018; 21:1300-1309. doi: 10.1038/s41593-018-0237-7.

[3] Reid KJ. (2019) Assessment of Circadian Rhythms. Neurol Clin. Aug;37(3):505-526. doi: 10.101 6/j.ncl.2019.05.001.

[4] Gunata M., Parlakpinar H., Acet H.A. (2020) Melatonin: a review of its potential functions and effects on neurological diseases. Revue Neurol. 2020; 176: 148-165. doi: 10.1016/j.neurol.2019.07.025.

[5] Acuna-Castroviejo D, Escames G, Venegas C, Dfaz-Casado ME, Lima-Cabello E, Lopez LC, Rosales-Corral S, Tan DX, Reiter RJ. (2014) Extrapineal melatonin: sources, regulation, and potential functions. Cell Mol Life Sci. 2014 Aug;71(16):2997-3025. doi: 10.1007/s00018-014-1579-2.

[6] Jockers R, Maurice P, Boutin JA, Delagrange P. (2008) Melatonin receptors, heterodimerization, signal transduction and binding sites: what's new? Br J Pharmacol. 2008 Jul;154(6):1182-95. doi: 10.1038/bjp.2008.184.

[7] Wu H, Dunnett S, Ho YS, Chang RC.(2019) The role of sleep deprivation and circadian rhythm disruption as risk factors of Alzheimer's disease. Front Neuroendocrinol. 2019 Jul;54:100764. doi: 10.1016/j.yfrne.2019.100764.

[8] Gunata M, Parlakpinar H, Acet HA. (2020) Melatonin: A review of its potential functions and effects on neurological diseases. Rev Neurol (Paris). 2020 Mar;176(3):148-165. doi: 10.1016/j.neurol.2019.07.025.

[9] Meng Y, Tao Z, Zhou S, Da W, Tao L. (2021) Research Hot Spots and Trends on Melatonin From 2000 to 2019. Front Endocrinol (Lausanne). 2021 Nov 30;12:753923. doi: 10.3389/fendo.2021.753923.

[10] Luo F, Sandhu AF, Rungratanawanich W, Williams GE, Akbar M, Zhou S, Song BJ, Wang X. (2020) Melatonin and Autophagy in Aging-Related Neurodegenerative Diseases. Int J Mol Sci. 2020 Sep 28;21 (19):7174. doi: 10.3390/ijms21197174.

[11] Wang X. (2009) The antiapoptotic activity of melatonin in neurodegenerative diseases. CNS Neurosci Ther. 2009 Winter;15(4):345-57. doi: 10.1111 /j.1755-5949.2009.00105.x.

[12] Xi Y., Wang M., Zhang W., Bai M., Du Y., Zhang Z., Li Z., Miao J. (2014) Neuronal injury, central cholinergic dysfunction, and oxidative damage correlate with cognitive deficits in rats with chronic cerebral hypoperfusion. Neurobiol. is studying Mem. 2014; 109: 7-19. doi: 10.1016/j.nlm.2013.11.016.

[13] Chen D, Zhang T, Lee TH. (2020) Cellular Mechanisms of Melatonin: Insight from Neurodegenerative Diseases. Biomolecules. 2020 Aug 7;10(8):1158. doi: 10.3390/biom10081158

Размещено на Allbest.ru