- خصائص الميلاتونين
- التخليق الحيوي والتمثيل الغذائي
- الميلاتونين والغدة الصنوبرية والضوء
- الاختلافات الفسيولوجية
- العوامل التي تعدل إفراز الميلاتونين
- العوامل البيئية
- عوامل داخلية
- الافراج عن الأنماط
- الدوائية
- المميزات
- الذاكرة والتعلم
- الجهاز المناعي
- تطوير الأمراض
- الاستخدام الطبي
- البحث عن الميلاتونين
- المراجع
و الميلاتونين هو هرمون موجود في البشر والحيوانات والنباتات والفطريات والبكتيريا وحتى في بعض الطحالب. اسمها العلمي هو N-cetyl-5-methoxytryptamine ويتم تصنيعه من حمض أميني أساسي ، التربتوفان.
يعتبر الميلاتونين اليوم هرمونًا عصبيًا يتم إنتاجه بواسطة الخلايا الصنوبرية (نوع من الخلايا) في الغدة الصنوبرية ، وهي بنية دماغية تقع في الدماغ البيني. وتتمثل أهم وظائفه في تنظيم دورة النوم اليومية ، ولهذا يتم استخدامه في بعض الحالات كعلاج لاضطرابات النوم.
جزيء الميلاتونين مع الصيغة الكيميائية
تولد الغدة الصنوبرية الميلاتونين تحت تأثير النواة فوق التصالبية ، وهي منطقة من منطقة ما تحت المهاد تتلقى معلومات من شبكية العين حول الأنماط اليومية للضوء والظلام.
خصائص الميلاتونين
تكمن إحدى الخصائص الرئيسية لهذا الجزيء في تركيبه الحيوي ، والذي يعتمد إلى حد كبير على التغيرات في الإضاءة المحيطة.
يعاني الناس من جيل ثابت من الميلاتونين في دماغهم ، والذي ينخفض بشكل ملحوظ مع سن الثلاثين. وبالمثل ، تحدث التكلسات في مرحلة المراهقة عادةً في الغدة الصنوبرية ، والتي تسمى corpora arenacea.
يتم تحديد تخليق الميلاتونين جزئيًا عن طريق الإضاءة المحيطة ، وذلك بفضل ارتباطه بالنواة فوق التصالبية في منطقة ما تحت المهاد. أي أنه كلما زاد الضوء ، انخفض إنتاج الميلاتونين ، وكلما انخفض الضوء ، زاد إنتاج هذا الهرمون.
تسلط هذه الحقيقة الضوء على الدور المهم الذي يلعبه الميلاتونين في تنظيم نوم الناس ، فضلاً عن أهمية الإضاءة في هذه العملية.
ثبت الآن أن الميلاتونين له وظيفتان رئيسيتان: تنظيم الساعة البيولوجية وتقليل الأكسدة. وبالمثل ، عادة ما يكون نقص الميلاتونين مصحوبًا بأعراض مثل الأرق أو الاكتئاب ، ويمكن أن يسبب تسارعًا تدريجيًا في الشيخوخة.
على الرغم من أن الميلاتونين مادة يصنعها الجسم نفسه ، إلا أنه يمكن ملاحظتها أيضًا في بعض الأطعمة مثل الشوفان والكرز والذرة والنبيذ الأحمر والطماطم والبطاطس والجوز أو الأرز.
وبالمثل ، يُباع الميلاتونين اليوم في الصيدليات وشبه الصيدليات مع عروض تقديمية مختلفة ويستخدم كبديل للنباتات الطبية أو الأدوية الموصوفة لمكافحة الأرق بشكل أساسي.
التخليق الحيوي والتمثيل الغذائي
الميلاتونين مادة يتم تصنيعها حيويًا من التربتوفان ، وهو حمض أميني أساسي يأتي من الطعام.
التركيب الكيميائي للتربتوفان
على وجه التحديد ، يتم تحويل التربتوفان مباشرة إلى الميلاتونين من خلال إنزيم التربتوفانهيدروكسيلاز. بعد ذلك ، يتم نزع الكربوكسيل عن هذا المركب ويولد السيروتونين.
ينشط الظلام الجهاز العصبي مما يتسبب في إنتاج طفرة في الناقل العصبي نورإبينفرين. عندما يرتبط norepinephrine بمستقبلات الأدرينالية b1 على الخلايا الصنوبرية ، يتم تنشيط adenyl cyclase.
وبالمثل ، من خلال هذه العملية ، يتم زيادة AMP الدوري وتنتج توليفة جديدة من أريل ألكيلامين N-acyltransferase (إنزيم تخليق الميلانين). أخيرًا ، من خلال هذا الإنزيم ، يتحول السيروتونين إلى الميلانين.
فيما يتعلق بعملية التمثيل الغذائي ، الميلاتونين هو هرمون يتم استقلابه في الميتوكوندريا والسيتكروم ع في خلية الكبد ، ويتم تحويله بسرعة إلى 6 هيدروكسيميلاتونين. في وقت لاحق ، يترافق مع حمض الجلوكورونيك ويتم إفرازه في البول.
الميلاتونين والغدة الصنوبرية والضوء
عندما تتلقى العيون ضوء الشمس ، يتم إعاقة إنتاج الميلاتونين في الغدة الصنوبرية وتبقينا الهرمونات التي يتم إنتاجها مستيقظين. في المقابل ، عندما لا تتلقى العيون الضوء ، يتم إنتاج الميلاتونين في الغدة الصنوبرية ويتعب الإنسان. صروحه
الغدة الصنوبرية هي بنية موجودة في وسط المخيخ خلف البطين الدماغي الثالث. يحتوي هذا الهيكل على الخلايا الصنوبرية ، والخلايا التي تولد الإندولامين (الميلاتونين) والببتيدات النشطة في الأوعية.
وبالتالي ، يتم تحفيز إنتاج وإفراز هرمون الميلاتونين بواسطة ألياف العصب ما بعد العقدة في شبكية العين. تنتقل هذه الأعصاب عبر السبيل الشبكي المهاد إلى النواة فوق التصالبية (الوطاء).
عند العثور عليها في النواة فوق التصالبية ، تعبر الألياف العصبية التالية للعقدة العقدة العنقية العلوية للوصول إلى الغدة الصنوبرية.
بمجرد وصولهم إلى الغدة الصنوبرية ، فإنهم يحفزون تخليق الميلاتونين ، وهذا هو السبب في أن الظلام ينشط إنتاج الميلاتونين بينما يمنع الضوء إفراز هذا الهرمون.
على الرغم من أن الضوء الخارجي يؤثر على إنتاج الميلاتونين ، إلا أن هذا العامل لا يحدد الوظيفة العامة للهرمون. وهذا يعني أن الإيقاع اليومي لإفراز الميلاتونين يتم التحكم فيه بواسطة منظم ضربات القلب الداخلي الموجود في النواة فوق التصالبية نفسها ، والتي تكون مستقلة عن العوامل الخارجية.
ومع ذلك ، فإن الضوء المحيط لديه القدرة على زيادة أو إبطاء العملية بطريقة تعتمد على الجرعة. يدخل الميلاتونين إلى مجرى الدم عن طريق الانتشار ، حيث يصل ذروته بين الساعة الثانية والرابعة صباحًا.
بعد ذلك ، تقل كمية الميلاتونين في مجرى الدم تدريجيًا خلال الفترة المتبقية من الفترة المظلمة.
الاختلافات الفسيولوجية
من ناحية أخرى ، يقدم الميلاتونين أيضًا اختلافات فسيولوجية اعتمادًا على عمر الشخص. حتى ثلاثة أشهر من العمر ، يفرز دماغ الإنسان كميات قليلة من الميلاتونين.
بعد ذلك ، يزداد تخليق الهرمون ، ليصل إلى تركيزات تبلغ حوالي 325 بيكوغرام / مل أثناء الطفولة. يتراوح التركيز الطبيعي في البالغين بين 10 و 60 بيكوغرام / مل وأثناء الشيخوخة يتناقص إنتاج الميلاتونين تدريجياً.
العوامل التي تعدل إفراز الميلاتونين
يمنع دخول الضوء إلى SCN الغدة الصنوبرية من إنتاج الميلاتونين ، وعلى العكس من ذلك ، يزيد إنتاج الميلاتونين وإفرازه خلال فترة الظلام. Zhiqiang Ma و Yang Yang و Chongxi Fan و Jing Han و Dongjin Wang و Shouyin Di و Wei Hu و Dong Liu و Xiaofei Li و Russel J. Reiter و Xiaolong Yan
حاليًا ، يمكن تصنيف العناصر القادرة على تعديل إفراز الميلاتونين في فئتين مختلفتين: العوامل البيئية والعوامل الداخلية.
العوامل البيئية
تتشكل العوامل البيئية بشكل أساسي من خلال الفترة الضوئية (مواسم الدورة الشمسية) ، وفصول السنة ودرجة الحرارة المحيطة.
عوامل داخلية
فيما يتعلق بالعوامل الذاتية ، يبدو أن كل من الإجهاد والعمر من العناصر التي يمكن أن تحفز على تقليل إنتاج الميلاتونين.
الافراج عن الأنماط
وبالمثل ، تم إنشاء ثلاثة أنماط مختلفة من إفراز الميلاتونين: النوع الأول والنوع الثاني والنوع الثالث.
يُلاحظ النمط الأول من إفراز الميلاتونين في الهامستر ويتميز بارتفاع حاد في الإفراز.
النمط من النوع الثاني هو نموذجي للفئران البيضاء ، وكذلك البشر. في هذه الحالة يتميز الإفراز بالزيادة التدريجية حتى الوصول إلى ذروة الإفراز القصوى.
أخيرًا ، لوحظ النوع الثالث من التوقف في الأغنام ، ويتميز أيضًا بتقديم زيادة تدريجية ولكنه يختلف عن النوع الثاني من خلال الوصول إلى أقصى مستوى من الإفراز والبقاء لفترة حتى يبدأ في الانخفاض.
الدوائية
الميلاتونين هو هرمون متوفر بيولوجيًا على نطاق واسع. لا يحتوي الجسم على حواجز مورفولوجية لهذا الجزيء ، لذلك يمكن امتصاص الميلاتونين بسرعة من خلال الغشاء المخاطي للأنف أو الفم أو الجهاز الهضمي.
وبالمثل ، فإن الميلاتونين هو هرمون يتم توزيعه داخل الخلايا في جميع العضيات. بمجرد تناوله ، يصل مستوى البلازما الذروة بعد 20-30 دقيقة. يتم الحفاظ على هذا التركيز لمدة ساعة ونصف تقريبًا ثم ينخفض بسرعة مع نصف عمر يبلغ 40 دقيقة.
على مستوى الدماغ ، يتم إنتاج الميلاتونين في الغدة الصنوبرية ويعمل كهرمون الغدد الصماء ، حيث يتم إطلاقه في مجرى الدم. مناطق عمل الميلاتونين في الدماغ هي الحُصين ، والغدة النخامية ، وما تحت المهاد والغدة الصنوبرية.
الغده النخاميه. نفرون
من ناحية أخرى ، يتم إنتاج الميلاتونين أيضًا في شبكية العين والجهاز الهضمي ، حيث يعمل كهرمون باراكرين. وبالمثل ، يتم توزيع الميلاتونين عن طريق المناطق غير العصبية مثل الغدد التناسلية والأمعاء والأوعية الدموية والخلايا المناعية.
المميزات
تكمن الوظيفة الرئيسية لهذا الهرمون في تنظيم الساعة البيولوجية.
الذاكرة والتعلم
يبدو أن مستقبلات الميلاتونين مهمة في آليات التعلم والذاكرة لدى الفئران. هذا الهرمون يمكن أن يغير العمليات الكهربية المرتبطة بالذاكرة ، مثل التحسين على المدى الطويل.
الجهاز المناعي
من ناحية أخرى ، يؤثر الميلاتونين على جهاز المناعة ويرتبط بحالات مثل الإيدز والسرطان والشيخوخة وأمراض القلب والأوعية الدموية وتغييرات الإيقاع اليومي والنوم وبعض الاضطرابات النفسية.
تطوير الأمراض
تشير بعض الدراسات السريرية إلى أن الميلاتونين يمكن أن يلعب أيضًا دورًا مهمًا في تطوير أمراض مثل الصداع النصفي والصداع ، لأن هذا الهرمون يعد خيارًا علاجيًا جيدًا لمكافحتها.
من ناحية أخرى ، ثبت أن الميلاتونين يقلل من تلف الأنسجة الناجم عن نقص التروية ، في كل من الدماغ والقلب.
الاستخدام الطبي
إن التأثيرات المتعددة التي يسببها الميلاتونين على الأداء البدني والدماغي للأشخاص ، وكذلك القدرة على استخلاص هذه المادة من بعض الأطعمة ، قد حفزت درجة عالية من البحث حول استخدامها الطبي.
ومع ذلك ، تمت الموافقة على الميلاتونين فقط كدواء للعلاج قصير الأمد للأرق الأولي لدى الأشخاص الذين تزيد أعمارهم عن 55 عامًا. بهذا المعنى ، أظهرت دراسة حديثة أن الميلاتونين يزيد بشكل كبير من إجمالي وقت النوم لدى الأشخاص الذين يعانون من الحرمان من النوم.
البحث عن الميلاتونين
على الرغم من أن الاستخدام الطبي الوحيد المعتمد للميلاتونين هو في العلاج قصير الأمد للأرق الأولي ، إلا أن العديد من التحقيقات جارية حاليًا حول الآثار العلاجية لهذه المادة.
على وجه التحديد ، يجري التحقيق في دور الميلاتونين كأداة علاجية للأمراض التنكسية العصبية مثل مرض الزهايمر ، رقص هنتنغتون ، مرض باركنسون أو التصلب الجانبي الضموري.
يمكن أن يشكل هذا الهرمون عقارًا سيكون فعالًا في المستقبل لمكافحة هذه الأمراض ، ومع ذلك ، لا يكاد يوجد اليوم أي أعمال تقدم أدلة علمية على فائدته العلاجية.
من ناحية أخرى ، قام العديد من المؤلفين بالتحقيق في الميلاتونين باعتباره مادة جيدة لمكافحة الأوهام لدى المرضى المسنين. في بعض الحالات ، ثبت بالفعل أن هذه الأداة العلاجية فعالة.
أخيرًا ، يقدم الميلاتونين طرقًا بحثية أخرى أقل دراسة إلى حد ما ولكن مع آفاق مستقبلية جيدة. من أكثر الحالات شيوعًا اليوم دور هذا الهرمون كمادة محفزة. أظهرت الأبحاث أن إعطاء الميلاتونين للأشخاص المصابين باضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه يقلل من الوقت الذي يستغرقه النوم.
المجالات العلاجية الأخرى للبحث هي الصداع واضطرابات المزاج (حيث ثبت أنها فعالة في علاج الاضطرابات العاطفية الموسمية) والسرطان والصفراء والسمنة والحماية من الإشعاع وطنين الأذن.
المراجع
- Cardinali DP ، Brusco LI ، Liberczuk C et al. استخدام الميلاتونين في مرض الزهايمر. عصبي إندوكرينول ليت 2002 ؛ 23: 20-23.
- كونتي أ ، كونكوني إس ، هيرتنز إي ، سكوارلو سونتا ك ، ماركوسكا إم ، مايستروني جم. دليل على تخليق الميلاتونين في خلايا نخاع العظم البشري والفأر. J بينيل ري.200 ؛ 28 (4): 193-202.
- Poeggeler B ، Balzer I ، Hardeland R ، Lerchl A. يتذبذب هرمون الميلاتونين الصنوبرية أيضًا في دينوفلاجيلات Gonyaulax polyedra. Naturwissenschaften. 1991 ؛ 78 ، 268-9.
- رايتر آر جيه ، بابلوس مي ، أغابيتو تي تي وآخرون. الميلاتونين في سياق نظرية الجذور الحرة للشيخوخة. آن نيويورك أكاد علوم 1996 ؛ 786: 362-378.
- Van Coevorden A ، Mockel J ، Laurent E. إيقاعات الغدد الصم العصبية والنوم عند الرجال المسنين. أنا J Physiol. 1991 ؛ 260: E651-E661.
- Zhadanova IV و Wurtman RJ و Regan MM et al. علاج الميلاتونين للأرق المرتبط بالعمر. J كلين اندوكرينول ميتاب 2001 ؛ 86: 4727-4730.