Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт фундаментальной биологии и биотехнологии

Кафедра биотехнологии

РЕФЕРАТ

Применение нейрогормона мелатонина в медицинских целях

по дисциплине математические методы и компьютерные технологии в биологии

Преподаватель
		подпись,дата
Студент
		подпись,дата

Красноярск 2018

Содержание

Введение: 2

1.История открытия: 2

Основная часть: 3

2.Систематическое название: 3

3.Фармакокинетические данные: 4

4.Химические данные: 4

5.Биосинтез мелатонина: 4

6.Регулирование в течении дня: 5

7.Мелатонин у животных: 6

8.Мелатонин у растений: 7

9.Содержание мелатонина в различных продуктах: 7

10.Функции мелатонина: 7

10.1.Суточный биоритм: 7

10.2.Антиоксидант: 8

10.3.Иммунная система: 8

11.Экзогенный мелатонин: 9

11.1.Диетическая добавка: 9

11.2.Продукты питания: 9

11.4.Бессонница: 10

11.5.Стимуляторы: 11

11.6.Головные боли: 11

11.7.Раковые опухоли: 11

11.8.Желчные камни: 11

11.9.Сны: 11

11.10.Аутизм: 12

12.Побочные эффекты мелатонина: 12

13.Опасное положение дел: 13

Вывод: 14

Список литературы: 15

Введение:

1. История открытия:

Мелатонин впервые был открыт благодаря опытам по способностям амфибий и рептилий менять цвет своей кожи¹. В 1917 году профессор Кэри Прэтт Маккорд и Флойд Аллен выяснили, что применение экстракта пинеальных желез коров осветляло цвет кожного покрова головастиков. Далее в 1958 году дерматолог Аарон Лернер вместе со своими коллегами выделил гормон из бычьей пинеальной железы и назвал его мелатонин, в надежде, что полученное вещество, поможет в лечении болезней кожи. В середине 70-ых доктор Линч и соавт. доказали, что мелатонин влияет на суточный биоритм человека. Принадлежность мелатонина к антиоксидантам была выявлена много позже, в 1993 году². Первый патент на использование мелатонина в качестве вспомогательного средства для улучшения сна принадлежит американскому врачу Ричарду Вуртману и датируется 1995 годом. Примерно в это же время мелатонину начинают приписывать способность к лечению многих болезней. В 2000 году медицинский журнал Новой Англии писал: «Гипотезы и беспочвенные заявления о том, что мелатонин является чудодейственным средством, значительно тормозили процесс выявления действительной важности мелатонина для здоровья человека. На сегодняшний день, благодаря скрупулёзным наблюдениям за незрячими, потенциал мелатонина как никогда ясен, равно как и важность временных рамок при лечении. Наше общество, находящееся в движении 24 часа в сутки и не видящее света божьего? теперь знает, благодаря чему могут ощущать течение времени»³.

Рис.1. Схема расположения эпифиза (шишковидной железы)

Основная часть:

2. Систематическое название:

N-[2-(5-метокси-1H-индол-3-yl) этил] ацетамид

Рис.2. Структурная формула мелатонина

3. Фармакокинетические данные:

Биодоступность препарата: 30-50%

Метаболизм: разлагается в печени

Период полувыведения: 35-50 минут

Выведение: выводится вместе с мочой

4. Химические данные:

Формула: C13H16N2O2

Молекулярная масса: 232,278 г/моль

Мелатонин (хим. название N-ацетил-5-метокси триптамин) имеется у животных, в растениях, грибах и бактериях. У большинства из описанных организмов, за исключением животных, он задействуется непостоянно. У животных данный гормон помогает определять наступление темноты. У животных мелатонин выполняет множество функций: участвует в формировании суточного ритма и физиологических функций, таких как время сна, регулирование кровяного давление, сезонное спаривание и репродукция и прочих. Большинство биологических эффектов мелатонина у животных обеспечиваются специальными мелатониновыми рецепторами, другие же эффекты основаны на том, что мелатонин является мощным антиоксидантом и также принимает участие в защите ядерной и митохондриальной ДНК⁴.

5. Биосинтез мелатонина:

Биосинтез мелатонина у людей и некоторых организмов проходит четыре стадии и берет свое начало в незаменимой аминокислоте триптофане, затем следует синтез путем серотонина. В ходе первых двух стадий, L-триптофан сначала преобразуется в 5-гидрокси-L-триптофан (5-ГТФ) под действием энзима – триптофан 5-гидроксилазы. 5-ГТФ затем декарбоксилируется (удаляется молекула CO2) под действием 5-гидрокситриптофан декарбоксилазы и вырабатывает серотонин. Дальнейшие реакции происходят под воздействием внешних факторов (света). В темноте активируется важнейший энзим, аралкиламин N-ацетилтрансфераза (ААNАТ), и преобразует серотонин в N-ацетил серотонин, который, в свою очередь, преобразуется в мелатонин под действием ацетилсеротонин O-метилтрансферазы. Данный процесс является основным регулятором синтеза мелатонина из триптофана.

Рис.3. Структурная формула L-триптофана

6. Регулирование в течении дня:

Выработка мелатонина начинается вечером под воздействием света определенного спектра. Данный свет, по сути, является голубым, с длинной волны 460-480нм, что позволяет сдерживать мелатонин пропорционально интенсивности и длины воздействия. До настоящего времени, люди, проживавшие в умеренном климатическом поясе, зимой подвергались (голубому) дневному свету на протяжении нескольких часов. Лампы накаливания, широко используемые в двадцатом веке, производили относительно небольшое количество голубого света. Учёный Каюмов с соавт. доказали, что только свет, длина которого больше 530нм, не способен подавить мелатонин в светлом помещении⁵. Если носить очки, блокирующие голубой свет за несколько часов до сна, можно снизить потерю мелатонина. Данный совет особенно полезен тем, кому нужно засыпать раньше обычного, поскольку мелатонин имеет свойство вызывать сонливость⁶.

Рис.4. Длинна волн видимого светового спектра

7. Мелатонин у животных:

У животных, мелатонин вырабатывается в темное время суток, в основном, ночью. Его вырабатывает пинеальная железа, малая железа внутренней секреции, расположенная в центральной части мозга[1].

Мелатонин может снижать либидо путем секреции ЛСГ гормона и ФСГ гормона из передней доли гипофиза, особенно у млекопитающих, у которых период спаривания обычно приходится на дневное время суток. Таким образом, мелатонин позволяет контролировать избыточность потомства у зверей, которые спариваются в дневное время суток в период длинного светового дня, и стимулировать репродуктивные функции в период короткого светового дня. В течение ночи мелатонин регулирует уровень лептина, снижая его.

Рис.5. Трёхмерная структура Лептина

8. Мелатонин у растений:

Мелатонин входит в состав некоторых растений в очень малом количестве, включая, зверобой, рис, кукурузу, томаты, виноград. Физиологическая роль мелатонина в растениях заключается в регуляции их отклика на фотопериод, защите от суровых условий мест роста, а также антиоксидантное действие. Мелатонин также регулирует рост растений, поскольку замедляет процесс роста корня, ускоряя рост наружной части растения⁷.

9. Содержание мелатонина в различных продуктах:

Продукт	Количество мелатонина (в нанограммах на 100 грамм)
Вишневый сок (концентрированный)	17.5
Грецкие орехи	270
Кукуруза	188
Рис	150
Овсяные хлопья	79
Черный чай	40.5
Клубника	21
Брюссельская капуста	16.9
Зеленый чай	9.2
Маслины	8.96
Огурец	6
Семечки подсолнуха	4.3
Красный виноград	1.7
Красное вино	1