Melatonin
Melatonin, također poznat i kao N-acetil-5-methoksitriptamin je hormon kojeg prvenstveno luči epifiza, a regulira ciklus spavanja-budnosti.[2] Kao dodatak prehrani, često se koristi za kratkotrajno liječenje nesanice, a uobičajeno se uzima oralno.[3][4] Dokazi o njegovoj koristi za ovu upotrebu, međutim, nisu jaki.[5] Pregledom iz 2017. utvrđeno je da je početak spavanja nastupio šest minuta brže uz upotrebu, ali nije našao promjenu ukupnog vremena spavanja.[4] Lijek melatoninski receptor ramelteon može djelovati isto kao i dodaci melatoninu.[4]
| Melatonin | |
|---|---|
  | |
| Općenito | |
| Hemijski spoj | Melatonin |
| Druga imena | Circadin, Slenyto[1] IUPAC ime: N-[2-(5-Metoksi-1H-indol-3-il)etil]acetamid |
| Molekularna formula | C13H16N2O2 |
| InChI | 1S/C13H16N2O2/c1-9(16)14-6-5-10-8-15-13-4-3-11(17-2)7-12(10)13/h3-4,7-8,15H,5-6H2,1-2H3,(H,14,16) |
| Osobine1 | |
| Molarna masa | 232,278 g/mol |
| Tačka topljenja | 117 |
| 1 Gdje god je moguće korištene su SI jedinice. Ako nije drugačije naznačeno, dati podaci vrijede pri standardnim uslovima. | |
Melatonin je normalno pronađen kod većine životinja, uključujući i ljude, i nekih drugih živih organizama, kao što su alge. Razine u cirkulaciji variraju tokom dnevnog ciklusa, a melatononin je važan za regulaciju cirkadijskih ritmova nekoloiko bioloških funkcija. Mnogi biološki efekti melatonina idu preko aktivacije melatoninskih receptora, dok je za druge odgovorna njegova uloga prodirućeg i moćnog antioksidansa sa posebnom ulogom u zaštiti mitohondrijske i jedarne DNK.
Biosinteza
Kod viših životinja, uključujući ljude, melatonin se proizvodi u pineocitima u epifizi (koja se nalazi u mozgu, ali izvan krvno-moždane barijere) i takođe u mrežnjači, sočivima, GI traktu i drugim tkivima. Koža je, međutim, najveći organ koji ga proizvodi. U ćelijama kože nađeni su sve srukture za sintezu melatonina, kao i sam melatonin i njegov bioprodukt AFMK. Obje molekule se normalno stvaraju iz aminokiseline triptofana (preko sinteze serotonina). Serotonin se pretvara u melatonin katalizom enzima N-acetiltransferaza i 5-hidroksiindol-O-metiltransferaza.[6][7]
Proizvodnja melatonina u epifizi je pod uticajem suprahijazmatskkih jezdara (SCN) hipotalamusa, koja iz mrežnjače primaju informacije o dnevnim obrascima svjetla i tame. SCN ritmičnost i produkcija melatonina su pod uticajem informacija o svjetlosti koje putuju preko nedavno otkrivenog retinohipotalamskog trakta (RHT).
Informacije o svjetlosti i tami dolazi do SCN preko fotosenzitivnih ganglijskih ćelija mrežnjače, unutrašnjih fotosenzitivnih fotoreceptornih ćelija, koje se razlikuju od onih koji učestvuju u formiranju slike (što znači da su ove svjetlosno osjetljive ćelije treći tip ćelija u rmrežnjaći, pored čepića i štapića). One čine oko 2% mrežnjačinih ganglijskih ćelija kod ljudi i imaju fotosenzitivni pigment melanopsin. Osetljivost melanopsina odgovara onoj kod fotopigmenta zasnovanog na vitaminu A, sa maksimumom osetljivošću od oko 484 nm (plavi dio spektra). Ovi signalni fotoperiodi ulaze u cirkadijski ritam, i rezultirajuća proizvodnja specifičnih “tamom” i “svetlošću” induciranih nervnih i endokrinih signala regulira ritmove ponašanja i psihološke cirkadijske ritmove.
Melatonin može proizvoditi i niz drugih perifernih ćelija, kao što su one u koštane srži, limfociti i epitelne ćelije. Obično je koncentracija melatonina u ovim ćelijama mnogo viša nego u krvi, ali izgleda da nije regulirana fotoperiodizmom.
Melatonn sintetizira i niz biljaka, kao što je riža, a konzumirani melatonin se pokazao sposobnim da dođe do melatoninskih veznih mjesta u mozgu sisara i veže se za njih.
Izvori
Dodaci prehrani
Američka Uprava za hranu i lijekove (FDA) melatonin kategorizira kao dodatak prehrani, a prodaje se bez recepta u SAD i Kanadi. Propisi FDA koji se primjenjuju na lijekove nisu primjenjivi na melatonin, iako je FDA utvrdila kao lažne tvrdnje da liječi kancer. Kako melatonin može štetiti u kombinaciji s određenim lijekovima ili u slučaju određenih poremećaja, prije odluke o uzimanju melatonina potrebno je posavjetovati se s ljekarom ili farmaceutom. U mnogim je zemljama, melatonin prepoznat kao neurohormon i ne može se prodavati bez recepta..[8]
Prehrambeni proizvodi
Zabilježen je prirodni melatonin u hrani koja uključuje i višnje i trešnje do približno 0,17–13.46 ng/g,[9] banane i grožđe, rižu i žitarice, zelene biljne organe, šljive,[10] maslinovo ulje, vino[11] i pivo. Kada ptice jedu biljnu hranu koja je bogata melatoninom, poput riže, melatonin se veže za receptore za melatonin u mozgu.[12] Kada ljudi konzumiraju hranu bogatu melatoninom, poput banana, ananasa i narandže, razina melatonina u krvi značajno raste.[13]
Pića i grickalice sa melatoninom prodavali su se u trgovinama, trgovima i klubovima u maju 2011. godine.[14] FDA je razmotrila mogu li se ovi prehrambeni proizvodi i dalje prodavati s oznakom "dodaci prehrani". Tako je 13. januara 2010. godine izdato Pismo upozorenja za inovativne napitke, nekoliko pića koja se prodaju kao pića, navodeći da melatonin, iako zakonit kao dodatak prehrani, nije odobren kao aditiv hrani.[15]
Historija
Melatonin je vezan za mehanizam kojim neki vodozemci i gmizavci mijenjaju boju kože, a ta povezanost je i dovela do otkrića ove supstance.[16] McCord i Allen otkrili su 1917. da ekstrakt epifize krava osvjetljava kožu žabe.[17] Profesor dermatologije Aaron B. Lerner i suradnici sa Jelskog univerziteta, nadajući se da je ova supstanca možda korisna u liječenju bolesti kože, izolirali su je i nazvali je hormon melatonin 1958.[18] Sredinom 70-tih godina Lynch i suradnici demonstrirali su [19] da je produkcija melatonina podložna cirkadijanskom ritmu u ljudskim epifizama. Otkriće da je melatonin antioksidans slijedilo je 1993.[20] Otprilike u isto vreme, ovaj hormon je dobio mnogo publiciteta kao mogući lijek za mnoge bolesti.[21]
Mehanizam
Kod životinja (uključujući ljude), melatonin je uključen u sinhronizaciju cirkadijskog ritma, uključujući vrijeme spavanja - budnosti, krvni pritisak regulaciju i sezonsku reprodukciju.[22] Mnogi od njegovih efekata nastaju aktiviranjem melatoninskih receptora, dok su drugi zbog njegove uloge kao antioksidansa.[23][24][25] Kod biljaka, funkcionira u odbrani od oksidacijskog stresa.[26] Također ga ima i u raznim vrstama hrane.
Medicinska upotreba
U Evropskoj uniji je indiciran za liječenje nesanice u djece i adolescenata u dobi od 2 do 18 godina s poremećajem spektra autizma (ASD) i / ili kod Smith-Magenis sindroma, gdje mjere higijene spavanja nisu bile dovoljne i za monoterapiju za kratkotrajno liječenje primarne nesanice koju karakterizira loš kvalitet spavanja kod ljudi starijih od 55 godina.
Poremećaji spavanja
Stajališta o dobrobiti melatonina za nesanicu su pomiješana. Pregled Agencije za zdravstvena istraživanja i kvalitet (AHRQ) iz 2015. godine naveo je da su dokazi o dobrobiti za opću populaciju nejasni. Pregled iz 2017., ustanovio je skroman učinak na vrijeme do početka spavanja. Još jedan pregled iz 2017. godine smanjio je početak spavanja za šest minuta, ali nije ustanovio razliku u ukupnoj dužini spavanja. Melatonin također može biti koristan u sindromu kasne faze spavanja.[27][28][29] U Evropi se koristi za kratkotrajno liječenje nesanice kod ljudi starijih od 55 godina.[30] Smatra se da je agens prve linije u ovoj grupi.[4]
Demencija
Cochraneov pregled iz 2016. godine nije našao dokaze da je melatonin riješio probleme sa spavanjem kod ljudi sa umjerenom do teškom demencijom zbog Alzheimerove bolesti.[31] Pregledom iz 2019. utvrđeno je da iako melatonin može poboljšati san u minimalnom kognitivnom oštećenju, nakon pojave Alzheimerove bolesti malo ima ikakvog efekta.[32] Melatonin može, međutim, pomoći pri zalaski sunca.[33]
Antioksidans
Melatonin je prvi put prijavljen kao snažan antioksidans i sredstvo za uklanjanje slobodnih radikala 1993.[34] In vitro, melatonin djeluje kao direktni sredstvo za uklanjanje radikala kisika i reaktivnih dušičnih vrsta, uključujući OH•, O2−• i NO•.[35][36] U biljkama melatonin djeluje s drugim antioksidansima na poboljšanju ukupne učinkovitosti svakog antioksidansa. Dokazano je da je melatonin dvostruko aktivniji od vitamina E, za koji se vjeruje da je najučinkovitiji lipofilni antioksidans[37] Preko transdukcije signala kroz melatoninski receptor, melatonin promovira ekspresiju antioksidansnih enzima, kao što su superoksid-dismutaza, glutation-peroksidaza , glutation-reduktaza i katalaza.[38][39]
Melatonin se pojavljuje u visokim koncentracijama unutar mitohondrijske tečnosti koja znatno prelazi koncentraciju melatonina plazme. Zbog njegove sposobnosti uklanjanja slobodnih radikala, indirektnih učinaka na ekspresiju antioksidacijskih enzima i njegovih značajnih koncentracija unutar mitohondrija, brojni autori su naveli da melatonin ima važnu fiziološku funkciju kao mitohondrijski antioksidans.[38][40][41][42][43]
Metaboliti melatonina koji nastaju reakcijom melatonina sa reaktivnom vrstom kisika ili reaktivnom vrstom dušika, također reagiraju i smanjuju količinu slobodnih radikala.[39][43] Melatonin metabolites generated from redox reactions include cyclic 3-hydroxymelatonin, N1-acetyl-N2-formyl-5-methoxykynuramine (AFMK), and N1-acetyl-5-methoxykynuramine (AMK).[39][43]
Imunski sistem
Iako je poznato da melatonin stupa u interakciju sa imunskim sistemom,[44][45] detalji tih interakcija nisu jasni. Čini se da je antiupalni efekat najrelevantniji. Bilo je nekoliko pokusa dizajniranih da procjenjuju efikasnost melatonina u liječenju bolesti. Većina postojećih podataka temelji se na malim, nepotpunim ispitivanjima. Smatra se da je svaki pozitivni imunski učinak rezultat melatonina koji djeluje na receptore visokog afiniteta (MT1 i MT2) izražene u imunokompetentnim ćelijama. U pretkliničkim studijama, melatonin može poboljšati proizvodnju citokina ,[46] i radeći to, suprotstaviti se stečenim imunodeficijencijama. Neka istraživanja također sugeriraju da bi melatonin mogao biti koristan u borbi protiv zaraznih bolesti[47] uključujući virusne, poput HIVa i bakterijskih infekcija, a potencijalno i u liječenju kancera.
Farmakologija
Farmakodinamika
U ljudi je melatonin puni agonist melatoninkog receptora 1 (pikomolski afinitet vezanja) i melatoninski receptor 2 (nanomolarni afinitet vezanja), a oba pripadaju klasi G-protein spregnutih receptora (GPCR-a).[39][48] Melatoninski receptori 1 i 2 su Gi -povezana GPCR, mada je receptor melatonina 1 također Gq-spregnut. Melatonin deluje i kao mitohondrija velikog kapaciteta, odnosno sredstvo za uklanjanje slobodnih radikala, što također promovira ekspresiju enzimskih antioksidanasa, kao što su superoksid-dismutaza, glutation-peroksidaza, glutation-reduktaza i katalaza putem transdukcije signala kroz melatoninski receptor
Farmakokinetika
Kada se koristi nekoliko sati prije spavanja prema krivulji faznog odgovora za melatonin kod ljudi, male količine (0,3 mg[49]) melatonina mijenjaju cirkadijski sat ranije, promovirajući raniji početak sna i jutarnjeg buđenja.[7][50] Melatonin se brzo apsorbira i distribuira, dostižući maksimalne koncentracije u plazmi nakon 60 minuta primjene, a zatim se eliminira. Ima poluživot od 35–50 minuta.[51] Kod ljudi se 90% oralno primijenjenog egzogenog melatonina eliminira u jednom prolazu kroz jetru, mala količina se izluči urinom, a mala količina se nalazi u pljuvački.[3] Bioraspoloživost melatonina je između 10 i 50%.
Melatonin se metabolizira u jetri citohromom P450, enzimom CYP1A2 do 6-hidroksimelatonina. Metaboliti se konjugiraju sa sumpornom kiselinom ili glukuronskom kiselinom za izlučivanje mokraćom. Oko 5% melatonina se izlučuje u urinu kao nepromenjeni lijek.
Neki od metabolita koji nastaju reakcijom melatonina sa slobodnim radikalom uključuju ciklični 3-hidroksimelatonin, N1-acetil-N2-formil-5-metoksiknuramin (AFMK), i N1-acetil-5-metoksikunaminin (AMK) . Membranski transportni proteini koji premještaju melatonin preko membrane uključuju, ali nisu ograničeni, transporter glukoze, uključujući GLUT1 i protonski pogon oligopeptidnih transportera, PEPT1 i PEPT2.
Za istraživačke i kliničke svrhe, koncentracija melatonina kod čovjeka može se mjeriti bilo iz pljuvačke ili krvne plazme.
Kancer
Pregled nacionalnih institucija za rak 2013. utvrdio je da su dokazi neuporedivi.[52] Pregledom nepostupanja kliničkog ispitivanja iz 2005., utvrđena je smanjena stopa smrtnosti, ali potrebna su tzv slijepa kontrolna i neavisno provedena randomizirana kontrolirana.[53]
Epilepsija
Pregledom iz 2016. godine nije pronađena korisna uloga melatonina u smanjenju učestalosti napada ili poboljšanju kvalitete života kod ljudi koji imaju epilepsiju.[54]
Delirij
Pregled iz 2016. pokazao je da nema jasnih dokaza o melatoninu kao lijeku za smanjenje učestalosti delirija.[55]
Psihijatrija
Melatonin može poboljšati san kod ljudi sa spektrom autizma.[56] Djeca s autizmom imaju abnormalne melatoninske puteve i fiziološke razine melatonina ispod prosjeka.[57][58] Pokazano je da suplementacija melatoninom poboljšava trajanje sna, latenciju početka spavanja i noćna buđenja.[57][59][60] Međutim, mnoga istraživanja o melatoninu i autizmu oslanjaju se na razine poboljšanja koje su sami izvještavali i potrebno je strožije ispitivanje..
Dok pakiranje melatonina često upozorava na upotrebu kod osoba mlađih od 18 godina, studije sugeriraju da je melatonin efikasan i siguran lijek za nesanicu kod ljudi s poremećajem hiperaktivnosti i deficita pažnje (ADHD) uključujući djecu. Međutim, potrebne su veće i duže studije kako bi se uspostavila dugoročna sigurnost i optimalno doziranje.[61]
Melatonin u odnosu na placebo je djelotvoran za smanjenje prijeoperativne anksioznosti kod odraslih ako se daje kao premedikacija. Može biti podjednako efikasan kao i standardni tretman midazolamom u smanjenju preoperativne anksioznosti. Melatonin može takođe smanjiti postoperativnu anksioznost (mereno 6 sati nakon operacije) u poređenju s placebom.[62]
Neki dodatni korisnici melatonina prijavljuju porast živopisnog sanjanja. Izuzetno visoke doze melatonina povećale su vremena REM spavanja i aktivnosti snova kod ljudi sa i bez narkolepsije.[63] Neki dokazi podržavaju antidepresivni efekat.[64]
Također pogledajte
Reference
Vanjski linkovi
- "Melatonin". Drug Information Portal. U.S. National Library of Medicine.