- מאפייני מלטונין
- ביוסינתזה ומטבוליזם
- מלטונין, בלוטת האצטרובל ואור
- וריאציות פיזיולוגיות
- גורמים שמווסתים הפרשת מלטונין
- גורמים סביבתיים
- גורמים אנדוגניים
- לשחרר דפוסי
- פרמקוקינטיקה
- מאפיינים
- זיכרון ולמידה
- מערכת חיסונית
- פיתוח פתולוגיות
- שימוש רפואי
- מחקר על מלטונין
- הפניות
מלטונין הוא הורמון מתנה בבני אדם, חיות, צמחים, פטריות, חיידקים ואפילו בכמה אצות. שמו המדעי הוא N-cetyl-5-methoxytryptamine והוא מסונתז מחומצת אמינו חיונית, טריפטופן.
מלטונין נחשב כיום לנוירוהורמון המיוצר על ידי אנאליציטים (סוג של תא) של בלוטת האצטרובל, מבנה מוחי שנמצא בדינספלון. התפקיד החשוב ביותר שלו הוא ויסות מחזור השינה היומי, וזו הסיבה שהוא משמש במקרים מסוימים כטיפול בהפרעות שינה.
מולקולת מלטונין עם נוסחה כימית
בלוטת האצטרובל מייצרת מלטונין בהשפעת הגרעין העל-מוחי, אזור בהיפותלמוס המקבל מידע מהרשתית אודות דפוסי יום-יום של אור וחושך.
מאפייני מלטונין
אחד המאפיינים העיקריים של מולקולה זו טמון בביוסינתזה שלה, התלויה מאוד בשינויים בתאורת הסביבה.
אנשים חווים דור קבוע של מלטונין במוחם, אשר יורד באופן ניכר בגיל 30. באופן דומה, החל מההתבגרות בדרך כלל ההסתיידויות מתרחשות בבלוטת האצטרובל, הנקראות corpora arenacea.
הסינתזה של המלטונין נקבעת בחלקה על ידי תאורת הסביבה, בזכות הקשר שלה עם הגרעין העל-מוחי של ההיפותלמוס. כלומר, ככל שהאור גבוה יותר, ייצור המלטונין נמוך יותר ואורו נמוך יותר, כך הייצור של הורמון זה גבוה יותר.
עובדה זו מבליטה את התפקיד החשוב שממלאת המלטונין בוויסות השינה של האנשים, כמו גם את חשיבות התאורה בתהליך זה.
כעת הוכח כי למלטונין שני תפקידים עיקריים: ויסות השעון הביולוגי והפחתת חמצון. באופן דומה, מחסור במלטונין מלווה בדרך כלל בסימפטומים כמו נדודי שינה או דיכאון, ויכולים לגרום להאצה הדרגתית של הזדקנות.
למרות שמלטונין הוא חומר שמסונתז על ידי הגוף עצמו, ניתן לראות אותו גם במזונות מסוימים כמו שיבולת שועל, דובדבנים, תירס, יין אדום, עגבניות, תפוחי אדמה, אגוזי מלך או אורז.
באופן דומה, מלטונין נמכר כיום בבתי מרקחת ובפרפארקים עם מצגות שונות ומשמש כחלופה לצמחי מרפא או לתרופות מרשם כדי להילחם בעיקר בנדודי שינה.
ביוסינתזה ומטבוליזם
מלטונין הוא חומר הביוסינתז מהטריפטופן, חומצת אמינו חיונית שמגיעה מהמזון.
מבנה כימי של טריפטופן
באופן ספציפי, טריפטופן מומר ישירות למלטונין דרך האנזים טריפטופן הידרוקסילאז. בהמשך, תרכובת זו מנוגדת לקרטבוקסילציה ומייצרת סרוטונין.
חושך מפעיל את המערכת העצבית הגורמת לייצור מתח של המוליך העצבי נוראדרנלין. כאשר נוראדרנלין נקשר לאדרנצפטופולי B1 על פיניציליטים, מופעל אדניל ציקלאז.
באופן דומה, דרך תהליך זה, AMP מחזורי מוגבר ונוצרת סינתזה חדשה של אריאללקילמין N-acyltransferase (אנזים של סינתזת מלנין). לבסוף, באמצעות אנזים זה, סרוטונין הופך למלנין.
לגבי חילוף החומרים שלה, מלטונין הוא הורמון המטבוליזם במיטוכונדריה ובציטרום p בהפטוציט, ומומר במהירות ל-הידרוקסימלטונין 6. בהמשך, הוא מצורף לחומצה גלוקורונית ומופרש בשתן.
מלטונין, בלוטת האצטרובל ואור
כאשר העיניים מקבלות אור שמש, ייצור המלטונין בבלוטת האצטרובל מונע וההורמונים המיוצרים נותנים אותנו ערים. בתורו, כאשר העיניים אינן מקבלות אור, מלטונין מיוצר בבלוטת האצטרובל והאדם מתעייף. סרוה
בלוטת האצטרובל היא מבנה שנמצא במרכז המוח הקטן, מאחורי חדר המוח השלישי. מבנה זה מכיל אנאליוציטים, תאים המייצרים אינדולמינים (מלטונין) ופפטידים vasoactive.
לפיכך, ייצור והפרשת ההורמון מלטונין מגורים על ידי סיבי העצב הפוסט-גנגיוני של הרשתית. עצבים אלה עוברים דרך מערכת הרטינו-היפותלמית אל הגרעין העל-מוחי (היפותלמוס).
כאשר הם נמצאים בגרעין העל-מוחי, סיבי העצב הפוסט-גנגיונית עוברים את הגנגליון הצווארי המעולה כדי להגיע לבלוטת האצטרובל.
ברגע שהם מגיעים לבלוטת האצטרובל, הם מעוררים את הסינתזה של מלטונין, וזו הסיבה שהחושך מפעיל את ייצור המלטונין בעוד האור מעכב את הפרשת ההורמון הזה.
למרות שאור חיצוני משפיע על ייצור המלטונין, גורם זה אינו קובע את התפקוד הכללי של ההורמון. כלומר, הקצב הצירדי של הפרשת המלטונין נשלט על ידי קוצב לב אנדוגני הממוקם בגרעין העל-סופרסיכמטי עצמו, שאינו תלוי בגורמים חיצוניים.
עם זאת, לאור הסביבה יש את היכולת להגדיל או להאט את התהליך באופן תלוי מינון. מלטונין נכנס לזרם הדם על ידי דיפוזיה, שם הוא מגיע לשיא בין שתיים לארבע בבוקר.
בהמשך, כמות המלטונין בזרם הדם יורדת בהדרגה במהלך שארית התקופה החשוכה.
וריאציות פיזיולוגיות
מצד שני, מלטונין מציג גם וריאציות פיזיולוגיות בהתאם לגיל האדם. עד שלושה חודשי חיים המוח האנושי מפריש כמויות נמוכות של מלטונין.
בהמשך, סינתזת ההורמון עולה ומגיעה לריכוזים של כ- 325 pg / mL במהלך הילדות. אצל מבוגרים צעירים הריכוז הנורמלי נע בין 10 ל- 60 pg / ml ובמהלך ההזדקנות ייצור המלטונין יורד בהדרגה.
גורמים שמווסתים הפרשת מלטונין
כניסת האור ל- SCN מונעת מבלוטת האצטרובל לייצר מלטונין, ולהיפך, ייצור והפרשת המלטונין גוברים בתקופת החושך. ז'י-ג'יאנג מא, יאנג יאנג, אוהד צ'ונגקסי, ג'ינג האן, דונג'ין וואנג, שויין די, וויי הו, דונג ליו, שיאופיי לי, ראסל ג'יי רייטר, ושיאולונג יאן
נכון לעכשיו ניתן לקבץ את האלמנטים המסוגלים לשנות את הפרשת המלטונין לשתי קטגוריות שונות: גורמים סביבתיים וגורמים אנדוגניים.
גורמים סביבתיים
גורמים סביבתיים נוצרים בעיקר על ידי הפוטופרוד (עונות מחזור השמש), עונות השנה וטמפרטורת הסביבה.
גורמים אנדוגניים
ביחס לגורמים אנדוגניים נראה כי גם לחץ וגם גיל הם אלמנטים שיכולים להניע ירידה בייצור המלטונין.
לשחרר דפוסי
כמו כן, נקבעו שלוש תבניות שונות של הפרשת מלטונין: סוג אחד, סוג שני וסוג שלוש.
התבנית מסוג ההפרשה של המלטונין נראית באוגרים ומאופיינת על ידי קפיצת חדה בהפרשה.
התבנית מסוג שני אופיינית לחולדת הלבקנו, כמו גם לבני אדם. במקרה זה, ההפרשה מאופיינת בעלייה הדרגתית עד להגיע לשיא ההפרשה המרבי.
לבסוף, עצירה מסוג שלוש נצפתה אצל כבשים, היא מאופיינת גם בהצגת עלייה הדרגתית אך שונה מסוג 2 על ידי הגעה לרמת הפרשה מקסימאלית ונשארת זמן עד שהיא מתחילה לרדת.
פרמקוקינטיקה
מלטונין הוא הורמון רב-זמינים ביולוגית. לגוף אין מחסומים מורפולוגיים למולקולה זו, כך שניתן להיספג מלטונין במהירות דרך רירית האף, דרך הפה או במערכת העיכול.
באופן דומה, מלטונין הוא הורמון המופץ תוך תאית בכל האברונים. לאחר מתן הגעתם לרמה הגבוהה ביותר של פלזמה 20-30 דקות לאחר מכן. ריכוז זה נשמר כשעה וחצי ואז יורד במהירות עם אורך חיים של 40 דקות.
ברמת המוח, המלטונין מיוצר בבלוטת האצטרובל ופועל כהורמון אנדוקריני, מכיוון שהוא משתחרר לזרם הדם. אזורי הפעולה במוח של מלטונין הם ההיפוקמפוס, יותרת המוח, ההיפותלמוס ובלוטת האצטרובל.
בלוטת האצטרובל. נפרון
מצד שני, המלטונין מיוצר גם ברשתית העין ובדרכי העיכול, מקומות בהם הוא פועל כהורמון פרצרין. באופן דומה, המלטונין מופץ על ידי אזורים לא עצביים כמו הגונדות, המעי, כלי הדם ותאי החיסון.
מאפיינים
תפקידו העיקרי של הורמון זה טמון בוויסות השעון הביולוגי.
זיכרון ולמידה
נראה כי קולטני מלטונין חשובים במנגנוני הלמידה והזיכרון של עכברים; הורמון זה יכול לשנות תהליכים אלקטרופיזיולוגיים הקשורים לזיכרון, כגון שיפור לטווח הארוך.
מערכת חיסונית
לעומת זאת, המלטונין משפיע על מערכת החיסון וקשור במצבים כמו איידס, סרטן, הזדקנות, מחלות לב וכלי דם, שינויים בקצב יומיומי, שינה והפרעות פסיכיאטריות מסוימות.
פיתוח פתולוגיות
מחקרים קליניים מסוימים מצביעים על כך שמלטונין יכול גם לשחק תפקיד חשוב בהתפתחות פתולוגיות כמו מיגרנות וכאבי ראש, מאחר והורמון זה מהווה אפשרות טיפולית טובה להילחם בהם.
לעומת זאת, מלטונין הוכח כמפחית נזק לרקמות הנגרמת כתוצאה מאיסכמיה, הן במוח והן בלב.
שימוש רפואי
ההשפעות המרובות שגורמות המלטונין על תפקודן הגופני והמוחי של אנשים, כמו גם היכולת לחלץ חומר זה ממזונות מסוימים הניעו דרגה גבוהה של מחקר לשימושו הרפואי.
עם זאת, מלטונין אושר רק כתרופה לטיפול לטווח קצר בנדודי שינה ראשוניים אצל אנשים מעל גיל 55. במובן זה, מחקר שנערך לאחרונה הראה כי מלטונין הגדיל משמעותית את זמן השינה הכולל בקרב אנשים שסבלו ממחסור בשינה.
מחקר על מלטונין
למרות שהשימוש הרפואי המאושר היחיד במלטונין הוא בטיפול לטווח הקצר בנדודי שינה ראשוניים, בימים אלה מתבצעות בדיקות מרובות על ההשפעות הטיפוליות של חומר זה.
באופן ספציפי, נבדק תפקידו של המלטונין ככלי טיפולי למחלות ניווניות כמו מחלת אלצהיימר, דלקת השוריא של הנטינגטון, מחלת פרקינסון או טרשת עורקים אמיוטרופית.
הורמון זה יכול להוות תרופה שבעתיד תהיה יעילה למאבק בפתולוגיות אלה, אולם כיום כמעט ולא קיימות עבודות המספקות עדויות מדעיות לגבי שימושיותה הטיפולית.
מצד שני, כמה מחברים חוקרים את המלטונין כחומר טוב למאבק באשליות אצל חולים קשישים. בחלק מהמקרים, הוכח כי השימוש הטיפולי הזה יעיל.
לבסוף מלטונין מציג דרכי מחקר אחרות שנחקרו מעט פחות אך עם סיכויי עתיד טובים. אחד המקרים הפופולריים ביותר כיום הוא תפקיד הורמון זה כחומר מגרה. מחקרים הראו כי מתן מלטונין לנבדקים עם הפרעות קשב וריכוז מקטין את הזמן שנדרש להירדם.
תחומי טיפולים אחרים במחקר הם כאבי ראש, הפרעות במצב הרוח (שם הוכח כי יעיל לטיפול בהפרעה רגשית עונתית), סרטן, מרה, השמנת יתר, הגנה מפני קרינה וטינטון.
הפניות
- DP Cardinali, Brusco LI, Liberczuk C et al. השימוש במלטונין במחלת אלצהיימר. Neuro Endocrinol Lett 2002; 23: 20-23.
- Conti A, Conconi S, Hertens E, Skwarlo-Sonta K, Markowska M, Maestroni JM. עדויות לסינתזה של מלטונין בתאי מח עצם של עכברים ואדם. J Pineal Re. 2000; 28 (4): 193-202.
- Poeggeler B, Balzer I, Hardeland R, Lerchl A. הורמון האצטרובל מלטונין מתנדנד גם ב- dinoflagellate Gonyaulax polyedra. Naturwissenschaften. 1991; 78, 268-9.
- רייטר RJ, פאבלוס מישיגן, אגפיטו TT ואח '. מלטונין בהקשר של תורת הרדיקלים החופשיים להזדקנות. Ann NY Acad Sci 1996; 786: 362-378.
- ואן קוורדן א ', מוקל ג'יי, לורן א. נוירו-אנדוקרינימרית וישנים אצל גברים מזדקנים. Am J Physiol. 1991; 260: E651-E661.
- Zhadanova IV, Wurtman RJ, Regan MM et al. טיפול במלטונין לנדודי שינה הקשורים לגיל. J Clin Endocrinol Metab 2001; 86: 4727-4730.