Биологические ритмы секреции

Ритм продукции мелатонина эпифизом носит циркадианный характер.

В аспекте циркадианного ритма организма данный гормон поддерживает цикл «сон — бодрствование» (сам по себе он обладает снотворным действием), суточные изменения локомоторной активности и температуры тела.

Повышение концентрации мелатонина в крови с наступлением темноты снижает у человека температуру тела, уменьшает эмоциональную напряженность, индуцирует сон, а также незначительно угнетает функцию половых желез, что выражается в задержке пролиферации опухолевых клеток молочной и предстательной желез. Мелатонин участвует в гормональном обеспечении околосуточного и сезонного периодизма поведенческой активности.

Синтез и выделение мелатонина стимулируются темнотой и ингибируются светом [4]. В течение светового периода фоторецепторные клетки сетчатки глаза гиперполяризованы, нервный сигнал не поступает в супрахиазматические ядра, и это тормозит выделение адреналина [29]. В это время система «ретиногипоталамус — эпифиз» находится в покое, секретируется мало мелатонина. С наступлением темноты гиперполяризация фоторецепторов исчезает, нервный сигнал освобождает норадреналин, активируя, таким образом, систему «ретиногипоталамус — эпифиз»; количество a 1- и b 1-адренорецепторов в эпифизе увеличивается. Растет активность ферментов, которые регулируют синтез мелатонина, инициируя его выделение. У диурнальных (дневных) животных (в том числе у человека) секреция мелатонина эпифизом совпадает с привычными часами сна. Концентрация его в крови нарастает с наступлением темноты и достигает своего максимума за 1–2 ч до пробуждения. В это время сон человека наиболее глубокий, а температура тела достигает своего минимума.

Кроме суточного существует и сезонный ритм мелатонина. Поздней осенью и зимой в связи с уменьшением освещенности уровень гормона в организме повышается. Весной и летом, наоборот, концентрация мелатонина в организме снижается [48]. Однако при этом сохраняется суточная ритмика образования мелатонина. Эти изменения обусловлены флуктуацией ферментативной активности ключевых ферментов синтеза мелатонина — N-ацетилтрансферазы и гидроксииндол-О-метилтрансферазы, что превращает эпифиз в своеобразные биологические часы, имеющие прямое отношение к регуляции циркадных и циркадианных ритмов в организме. Концентрация мелатонина в плазме существенно изменяется в зависимости от возраста. Циркадианный ритм синтеза мелатонина появляется сразу после рождения плода и у доношенных младенцев устанавливается к 9–12 нед. жизни, на 2–3 нед. позже — у недоношенных детей.

Наиболее высокая пиковая ночная концентрация мелатонина (около 325 пг/мл или 1400 пмоль/л) наблюдается в возрасте 1–3 лет, после чего она постепенно снижается [45]. У молодых людей среднее количество мелатонина днем и пик в середине ночи составляет 10 и 60 пг/мл (40 и 260 пмоль/л) соответственно. Максимальная продукция данного гормона приходится на возраст от 10 до 40 лет. После этого происходит снижение продукции мелатонина, уменьшается амплитуда суточного ритма его секреции эпифизом.

Показано, что мелатониновый паттерн у каждого человека на удивление стабилен от ночи к ночи, в то время как паттерны разных людей одного пола и возраста в деталях настолько различны, что есть основание говорить об индивидуальном паттерне, характеризующем данную личность.

Ранее считалось, что снижение содержания мелатонина при старении вызвано кальцификацией эпифиза. Однако исследования с использованием электронной микроскопии показали развитие в эпифизе при старении морфофункциональных изменений, свидетельствующих о снижении его активности [38] вследствие уменьшения адренергической иннервации и количества b 1-адренергических рецепторов на поверхности пинеалоцитов [41].

Сегодня ученые могут сказать, что изменения в образовании мелатонина в течение жизни не являются простым совпадением со стадиями развития организма. Они органически связаны с ними и оказывают непосредственное влияние на физиологические процессы. К сожалению, информация о всех важнейших открытиях фрагментарно публикуется лишь в некоторых научных журналах.