維基百科關於褪黑激素的重點說明整理
褪黑激素(或稱褪黑素、松果體素或美拉托寧,英語:melatonin,縮寫為MT),化學名為N-乙醯基-5-甲氧基色胺,是一種生命必需的小分子吲哚胺類物質,在動物、植物、真菌和細菌中皆有發現。在動物體內,褪黑激素功效上主要是用來調節生物鐘,而其作用在其他生物體內可能不同,同樣,褪黑激素在動物體內的合成過程也不同於其他物種。
褪黑激素也是一種在松果體合成和釋放的神經激素,這種神經激素在改善睡眠障礙、情緒障礙以及增強學習和記憶等方面發揮積極作用。其可以口服也可以通過噴霧或透皮貼劑的方式給藥。褪黑激素在美國和加拿大是非處方藥,在中國大陸為保健食品(如腦白金的主要成分)。
在高等動物中,褪黑激素是由松果體中的松果體細胞將色氨酸在四種酶的作用下經四步連續酶促反應轉化而成。松果體產生的褪黑素是內分泌激素,會進入血液;視網膜和胃腸道則產生旁泌性激素。下視丘的視交叉上核會由視網膜接收每日光暗的規律,從而影響褪黑激素的製造。即使是微弱燈光下褪黑激素的生成都會受一定程度影響,在強光下的影響就更大。缺乏褪黑激素很可能使夜班工作者得癌病,而現代於晚間亮燈的習慣亦可能使發達國家越來越多人得癌症。
截止目前為止,已經有800多名學者報導褪黑激素在減少氧化應激方面有顯著效果。褪黑激素可以通過清除各種活性氧和氮物種包括羥基自由基,過氧化氫,單線態氧,一氧化氮和過氧亞硝酸鹽陰離子以發揮抗氧化、抗應激的作用。褪黑激素除了直接清除活性氧物種和活性氮物種外,還可以間接刺激抗氧化酶並抑制促氧化酶的活性以減少氧化應激。有文獻報導,褪黑激素可以通過拮抗金屬離子對粒線體的毒性作用,以提高粒線體抵抗氧化應激的能力。褪黑激素及其受體受多種氧化酶代謝進行調控,包括穀胱甘肽過氧化酶、6-磷酸葡萄糖脫氫酶、超氧化物岐化酶、過氧化氫酶等,從而間接的起到發揮神經保護劑重建粒線體的功能。據TAN D X等人的研究報導,與經典抗氧化劑維生素C和維生素E相比,褪黑激素在保護組織免受氧化損傷方面通常比維生素C和E強數倍。
褪黑激素功效 – 幫助睡眠外還能減緩細胞凋亡及炎症
在動物中,褪黑激素參與同步晝夜節律,包括睡眠-覺醒時間、血壓調節和季節性繁殖。它的大部分作用是激活褪黑激素受體,而另一部分則是它作為抗氧化劑的作用。褪黑激素在治療睡眠障礙患者過程中具有良好的治療效果,且藥效安全耐受性好,提前使用2 mg或5 mg褪黑激素治療的患者主觀睡眠質量得到明顯的改善。
褪黑激素作為一種脂溶性的自由基清除劑,它可以穿過所有的生物屏障,有實驗報導它可以通過降低LPS引起的gp91phox高表達來保護LPS引起的血腦屏障損傷,對中樞神經起到保護作用。在未來的研究中,人們的可以更多的集中在使用褪黑激素治療自由基相關疾病的臨床試驗中,例如帕金森,中風等。
褪黑激素抗凋亡作用
粒線體是人體重要的能量代謝結構,一旦粒線體發生功能障礙和氧化應激,就會立即啟動多種細胞凋亡機制,包括破壞電子傳遞鏈和能量代謝,降低粒線體膜電位,促進和激活凋亡蛋白產生,最終導致細胞能量衰竭而凋亡。據報導,褪黑激素可以通過提高粒線體–電子傳遞鏈複合酶I和複合IV的活性來增加粒線體膜電位(MPT)的釋放,同時抑制caspas-3和其他凋亡相關因子的表達抑制來阻止細胞凋亡。L. Cui 等發現褪黑激素通過與褪黑激素1受體結合,阻遏了半胱天冬酶-3酶原(procaspase-3)的釋放和下調了Bax / Bcl2比率抑制了hESCs細胞的凋亡,研究還發現褪黑激素1還通過JNK/P38信號通路促進hESCs細胞的增殖活性,並通過JNK信號通路抑制hESCs細胞的凋亡。T. Y. Feng 等通過對山羊精子幹細胞(SSC)的研究中發現褪黑激素可以增加SSC的抗氧化能力,提高SSC的MPT釋放,同時顯著抑制了促凋亡蛋白(Bax)的表達,並增加了抗凋亡蛋白(Bcl-2和Bcl-XL)的表達,最終抑制了SSC細胞的凋亡。此外,在一項研究中報導,褪黑激素降低了百草枯誘導的小鼠PD中P-p53、Bax和caspase9的表達,並提高了p53的水平從而阻止了PD大鼠DA神經元的死亡 。這些結果顯示了褪黑激素對細胞凋亡的調控作用,為PD患者DA神經元的凋亡提供了一種潛在的治療靶點。
褪黑激素抗炎症作用
PD神經炎症主要是由於MPTP誘導小膠質細胞和星形膠質細胞的反覆激活,最終通過旁分泌誘導DA神經元損傷。目前對於星形膠質細胞的作用機制尚不清楚,但過度激活的小膠質細胞可以誘發多種炎症因子釋放 ,包括白血球介素-1β (interleukin-1β, IL-1β)、IL-6、腫瘤壞死因子-α (tumor necrosis factor-α, TNF-α)、NO等,釋放的炎症因子最終可以誘發神經元發生損傷。至今為止,褪黑激素對MPTP誘導的神經炎症的影響仍尚不清楚。R. Niranjan等人研究發現MPTP可以通過激活核因子kappa-B (NF-kB)來調節促炎細胞因子基因的mRNA表達,而褪黑激素可以逆轉這一過程。在R. Hardeland 的研究中發現,褪黑激素可以通過抑制促炎小體NLRP3的表達和NF-κB的激活,同時上調轉錄因子NF-E2相關因子2 (Nrf2)的表達起到抗炎作用。而在Bilici, D等人研究中發現,褪黑激素是可以使NO和MDA表達水平顯著降低,而這兩種化合物都與炎症密切相關。褪黑激素作為一種抗炎物質已經被大量研究和實驗證實,其可通過減少粘附分子和促炎細胞因子抑制炎症發展,由於其良好的安全性,在未來可能會被廣泛使用,特別是合併失眠的老年人群體。
文章擷取自維基百科
最新的幾項關於褪黑激素的研究
在當前期刊中,有兩項研究探討了褪黑激素生合成在遠親物種中的潛在調控機制。其中一個是關於動物(大鼠)松果體中的研究,另一個是關於植物(辣椒)果實中的研究。顯然它們利用不同的調控途徑,但都以環境光線作為線索,以調整與昼夜節律相關的轉錄活動,可能也與褪黑激素的生產有關。這表明CREB1參與了夜間褪黑激素合成,這種合成會節律性地調控生物體的生理和行為。在植物中,特別是在辣椒植物中不同的光照條件下,包括有無光照和光線強度對昼夜節律的褪黑激素生合成的調控機制非常一致。植物中褪黑激素生合成的調控機制比動物更加複雜。這些機制如何從複雜演化到簡單,從低級生命形式演化到高級生物,目前尚不清楚,但隨著對這一研究的熱情持續吸引科學家進入這一領域,這個問題肯定會得到解決。
長期使用褪黑激素治療慢性失眠的兒童和青少年的影響研究
在丹麥有一項評估研究,關注了長期治療慢性失眠的兒童和青少年中使用褪黑激素治療時出現不良事件以及對青春期發育的影響。 在經過2-4年的治療後,研究報告顯示對青春期發育的影響很小或沒有,且並無不良事件。不過由於樣本及時間長度的局限性,這些結果需要進一步評估。關於此研究有興趣的可以到我們整理的內容: 兒童可以吃褪黑激素嗎?2023年褪黑激素對兒童及青少年的影響研究中觀看。
參考資料:
Vol 6 No 3 (2023): Melatonin Research
The short-term and long-term adverse effects of melatonin treatment in children and adolescents