Влияние мелатонина на метаболические процессы в миокарде.

Введение
В последние годы все большее внимание исследователей привлекают сведения о важной роли эпифиза и его основного гормона мелатонина в регуляции различных физиологических функциях организма. Ключевая роль мелатонина в организме определяется тем обстоятельством, что все эндогенные ритмы организма подчинены ритмам его продукции.
Мелатонин – гормон, присутствующий практически во всех населяющих планету организмах. Он известен, как один из самых эволюционно консервативных веществ-регуляторов.
На современно этапе, опираясь на результаты многолетних исследований роли мелатонина в организме человека и его использование при состояниях, связанных с рассогласованием биологических ритмов организма, можно более оптимистично подходить к решению проблемы дезадаптации и патологических состояний, возникающих на ее фоне. Мелатонин обладает также уникальными анти- и прооксидантными свойствами, определяющими его протективные возможности при свободно-радикальном повреждении ДНК, белков и липидов [2, 18].
В настоящее время имеются данные, демонстрирующие изменения продукции мелатонина у больных с сердечно-сосудистой патологией. Однако, однозначного ответа на вопрос, что первично: генетически обусловленные нарушения продукции мелатонина, приводящие к формированию патологии сердечно-сосудистой системы, или истощение при патологии сердца резервных возможностей ферментных систем, участвующих в его синтезе, с последующим снижением его ночной секреции эпифизом. Решение этой проблемы, возможно, послужит одним из перспективных направлений в борьбе с сердечно-сосудистыми заболеваниями.
Целью работы является изучение влияния мелатонина на сердечно-сосудистую систему.
Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:
• изучить структуру, свойства, синтез мелатонина;
• выявить влияние мелатонина на сердечно-сосудистую систему.
Объект исследования: мелатонин.
Предмет исследования: влияние мелатонина на сердечно-сосудистую систему.



Глава 1. Характеристика мелатонина
1.1. Структура и свойства мелатонина
По своей химической структуре мелатонин является индолом, продуцируемым из триптофана. Являясь активным антиоксидантом мелатонин оказывает влияние на клетки центральной и вегетативной нервной системы, на периферические ткани через обнаруженные в эндотелии сосудов, головном мозге, сердце, почках и т.д. селективных рецепторов. Метаболизм экзо- и эндогенного мелатонина осуществляется в печени, а элиминируется почками [2, 3, 18].
Мелатонин является примером гормона, имеющего как мембранные, так и ядерные рецепторы. У млекопитающих имеется два мембранных рецептора мелатонина – MTNR1A (MT1), который экспрессируется в основном на клетках передней доли гипофиза и супрахиазменных ядер гипоталамуса, но также присутствующий во многих периферических органах, и MTNR1B (MT2), который экспрессируется в некоторых других участках мозга, в сетчатке и в лёгких.
У птиц, амфибий и рыб имеется третий рецептор MTNR1С (MT3), который пока не клонирован у млекопитающих. Рецепторы мелатонина относятся к семейству рецепторов, связанных с G-белками, и действуют через Gαi-белок, снижая уровень циклического аденозинмонофосфата (цАМФ).
Недавно открытые ядерные рецепторы мелатонина относятся к подсемейству RZR/ROR ретиноидных рецепторов. Видимо, через них опосредуются многие иммуностимулирующие и противоопухолевые эффекты мелатонина [2].
Имеющиеся в литературе сведения о фармакологическом действии мелатонина свидетельствуют о его модуляторном влиянии на основные гомеостатические системы, все уровни иерархии человеческого организма, демонстрируя высокий терапевтический потенциал при различных заболеваниях (Э.Б.Арушанян, 2005; Э.Б.Арушанян, Э.В.Бейер, 2019).
В естественных условиях мелатонин, очевидно, способен обеспечить стабилизацию работы сердца у здоровых животных и людей, преимущественно за счёт ослабления симпатических влияний на миокард, о чем свидетельствует возрастание симпатической активности при понижении его плазменного уровня.
Основные функции мелатонина:
• регуляция деятельности эндокринной системы, кровяное давление, периодичность сна;
• регуляция сезонной ритмики у многих животных;
• замедление процессов старения;
• усиление эффективности функционирования иммунной системы
• обладает антиоксидантными свойствами
• влияние на процессы адаптации при смене часовых поясов
Кроме того, мелатонин участвует в регуляции функций пищеварительного тракта, работы клеток головного мозга.
Мелатонин нейтрализует разрушительные последствия окислительных процессов, которые являются основной причиной старения и увядания кожи. Важнейшей функцией мелатонина является антиоксидантная активность, проявляющаяся в организме повсеместно, так как мелатонин проникает во все органы и ткани.
Механизм антиоксидантного действия проявляется в том, что мелатонин обладает выраженной способностью связывать свободные радикалы, в том числе образующиеся при перекисном окислении липидов гидроксильных радикалов, и экзогенные канцерогены, также он активирует глутатионпероксидазу – фактор защиты организма от свободнорадикального повреждения. Основные функции антиоксидантного действия мелатонина направлены на защиту ДНК. В меньшей степени на защиту белков и липидов.
Мелатонин представляет собой самый сильный из известных эндогенных поглотителей свободных радикалов [2, 6].
В последние годы появились данные, что мелатонин может локализоваться не только в плазме, но и в ядрах клеток и предохранять макромолекулы ядра от оксидативного повреждения во всех субклеточных структурах.
На ранних стадиях эмбрионального развития биогенные амины, в том числе мелатонин, играют роль специализированных клеточных сигнальных молекул, которые регулируют процессы клеточного обновления. Установлено, что мелатонин может подавлять клеточную пролиферацию, при этом сила его воздействия не уступает мощному цитотоксическому агенту колхицину. В ряде исследований на лабораторных животных и в системах культур опухолевых тканей было обнаружено, что мелатонин обладает антиопухолевым, онкостатическим действием.
Механизмы воздействия мелатонина на опухолевый рост многообразны: он может влиять на синтез и секрецию гипофизарных и половых гормонов, способен модулировать иммунный ответ при наличии опухолевых клеток и оказывать прямой цитотоксический эффект.
Эксперименты и клинические наблюдения позволили сформулировать концепцию, что эпифиз и его гормон мелатонин входят в защитную систему организма от неблагоприятных воздействий. Эпифиз и мелатонин играют неспецифическую роль, но эпифизарная поддержка осуществляется на всех уровнях борьбы со стрессом [18].
В случае длительной стрессовой ситуации отмечается двухфазная реакция: первоначальный спад эпифизарной деятельности в резистентную фазу стресса с дальнейшим резким её подъёмом. В экспериментах на крысах было показано, что мелатонин способен менять отрицательное эмоциональное состояние, снижать тревожность, которая провоцируется различными стрессорами. Согласно многочисленным наблюдениям гормон стабилизирует деятельность различных эндокринных систем, дезорганизованных стрессом, в том числе ликвидируя избыточный стрессовый адреналовый гиперкортицизм.
1.2. Синтез и метаболизм мелатонина
В организме человека синтез мелатонина осуществляется из аминокислоты триптофана, которая участвует в синтезе нейромедиатора серотонина, а он, в свою очередь, под воздействием фермента N-ацетилтрансферазы превращается в мелатонин.
Показано, что мелатонин является индольным производным серотонина и синтезируется ночью ферментами N-ацетилтрансферазой и гидроксииндол-О-метилтрансферазой. У взрослого человека за сутки синтезируется около 30 мкг мелатонина, его концентрация в сыворотке крови ночью в 30 раз больше, чем днём, причём максимум концентрации в среднем по множеству наблюдений приходится приблизительно на 2 часа ночи по местному солнечному времени.
Мелатонин транспортируется сывороточным альбумином, после освобождения от альбумина связывается со специфическими рецепторами на мембране клеток-мишеней, проникает в ядро и там осуществляет своё действие. Мелатонин быстро гидролизуется в печени и экскретируется с мочой, основным метаболитом является 6-гидроксимелатонин-сульфат (6-СОМТ), содержание которого позволяет косвенно судить о продукции мелатонина эпифизом [2, 3, 4, 18].
Аминокислота L-триптофан, доставляемая током крови к пинеалоцитам, является субстратом для синтеза как мелатонина (N-ацетил-5-метокситриптамин), так и всех остальных 5-метоксииндолов (серотонин, 5-гидрокситриптонол, 5-метокситриптонол). В результате последовательного действия четырех ферментов – триптофангидроксилазы (TPOH), декарбоксилазы ароматических аминокислот (ДАА), серотонин-N-ацетилтрансферазы (AA-NAT) и гидроксииндол-О-метилтрансферазы (ГИОМТ) – в митохондриях пинеалоцитов триптофан при помощи