Мелатонин: бессоница, джет-лаг и нарушения режима
Мелатонин - гормон третьего глаза, эпифиза (пинеальной железы).
У тех, животных, которые сохранили (или открыли) третий/теменной глаз (см. рис. 1), информация об уровне освещенности передается непосредственно с него на эпифиз и регулирует выработку мелатонина. У птиц, как и у нас, нет теменного глаза, но их эпифиз может воспринимать свет непосредственно через кости черепа. Нам приходится выкручиваться. В сетчатке вашего глаза есть специальные клетки с меланопсиновыми рецепторами, которые передают информацию об освещенности сначала в Супрахиазмальное Ядро (СХЯ) гипоталамуса, центр регуляции циркадных ритмов (ретиногипоталамический тракт), затем, перепрыгнув на пару других ядер, оттуда начинается длинный путь, который аж выходит из головы и достигает верхнего симпатического узла в ШЕЕ (!!!), а оттуда снова поднимает наверх, проходит через отверстия в черепе и достигает эпифиза (см. рис. 2)! Довольно не маленький крюк, не удивительно, что некоторые млекопитающие, такие как муравьеды, броненосцы, киты и дельфины, вовсе отказались от эпифиза.
Синтез
Яркий свет активирует клетки СХЯ, и они подавляют симпатические влияния на эпифиз. Ночью, в темноте, когда большинство нейронов СХЯ бездействует, эти нервные окончания выделяют норадреналин, активирующий в клетках эпифиза (пинеалоцитах) синтез ферментов, образующих мелатонин. Эпифиз здорового взрослого человека, имеющий массу немногим более 100 мг, еженощно выделяет в кровь около 30 мкг мелатонина. Яркий свет мгновенно блокирует его синтез, в то время как в постоянной темноте суточный ритм выброса, поддерживаемый периодической активностью СХЯ, сохраняется. Мелатонин синтезируется из незаменимой аминокислоты триптофана, которая превращается в мелатонин в несколько стадий, через этап образования серотонина. Синтезируемое вещество не накапливается в эпифизе, а немедленно выбрасывается в кровяное русло и спинномозговую жидкость (ликвор). Чем ближе к эпифизу, тем выше концентрация мелатонина в биологических жидкостях. Например, ночью в ликворе боковых желудочков его в семь, а в ликворе третьего желудочка — в 20 (!) раз больше, чем в плазме крови. Днём концентрация мелатонина ничтожно маленькая (1-3 пг/мл), но начинает возрастать примерно за два часа до отхода ко сну. После выключения света в спальне концентрация мелатонина быстро увеличивается (до 100-300 пг/мл). В предутренние часы обычно начинается спад, который завершается после пробуждения (см. рис. 3). Интересно, что у каждого из нас мелатониновые кривые практически также уникальны и стабильны, как отпечатки пальцев. Яркий свет или депривация сна в ночные часы нарушает нормальную секрецию мелатонина: может наблюдаться снижение его секреции, или инверсия кривой.Кроме того, мелатонин секретируется и вне головного мозга, во многих других внутренних органах, но в меньшем количестве.
Колебания секреции
Существуют сезонные изменения секреции мелатонина, например, у овец максимальные значения концентрации отмечаются в осеннее время, что может быть связано с подстраиванием периода размножения под максимальную продолжительность темного времени суток. В сельском хозяйстве часто дополнительно вводят животным мелатонин, чтобы повысить плодовитость овец и яйценоскость кур. Мелатонин не секретируется внутриутробно и у новорожденных, ребенок получает мелатонин от матери, сначала через плаценту, затем с грудным молоком. К половому созреванию секреция возрастает, достигает пика около 15 лет, а затем постепенно убывает. Этот феномен, а также нарушения полового созревания у детей с опухолями эпифиза, которые продуцируют много мелатонина, привел некоторых исследователей к мысли, что мелатонин может мягко притормаживвать половую систему, чтобы сделать процесс входа в пубертат более плавным.
Функции
Мелатонин воздействует на ткани мишени через мелатониновые рецепторы, максимальная концентрация которых на клетках СХЯ. Мелатонин мягко подавляет их активность, вместе с другими метаболитами (например, аденозином) создавая таким образом давление сна, дополнительно подстраивая наши циркадные ритмы под уровень освещенности. Идеальным условием для засыпания явлется ситуация, когда пик мелатонина попадает на ночную фазу синхронизации клеток СХЯ. Если их "желания" расходятся засыпание и качество сна нарушаются.
Кроме этого, мелатониновые рецепторы есть на многих клетках внутренних органов, воздействуя на которые, мелатонин подстраивает их собственные клеточные часы под нашу активность. Например, циркадные ритмы клеток печени. Наличие в матке рецепторов к мелатонину, вероятно, объясняет, почему роды происходят обычно в темное время суток.
Считает, что мелатонин возник 2,5 млр. лет назад у пурпурных бактерий, чтобы защитить их от токсичного воздействия кислорода. Действительно, антиоксидантные свойства мелатонина в два раза превосходят витамин Е. Антиоксидантный эффект мелатонина используют у людей во время химиотерапии, при ЭКО, чтобы защитить ооциты, а также после аорто-коронарного шунтирования, чтобы защитить клетки сердца.
Мелатонин, сон и препараты мелатонина
Мелатонин принимается в виде капсул, и из-за своей липофильности, легко рапределяется по организму, проникая в том числе, через гемато-энцефалический барьер. При этом, несмотря на то, что мы вводим большие дозы мелатонина, это не нарушает собственного эндогенно синтеза, что связано, по-видимому, с тем, что мелатонин очень быстров ыводится из организма (его период полувыведения всего 50 минут). Этим объясняется и относительная безопасность таких препаратов. При этом, всё-таки у мелатонина есть влияние на другие железы внутренней секреции, в том числе гипофиз, поэтому экзогенное введение больших доз мелатонина может в долгосрочном периоде приводить к нарушениям функции этих желез. Например, была показана связь между приёмом мелатонина и повышенным уровнем глюкозы в крови с развитием ожирения и схаарного диабета 2 типа. Это может быть связано, с угнетающим действием мелатонина на секрецию соматотропного гормона.
Приём мелатонина у человека вызывает легкий успокаивающий эффект, который, в отличие, от эффекта других снотворных (например, бензодиазепинов), легко преодалим, т.е. усыпить человека даже большими дозами не получится. Использование мелатонина при бессоннице, если и показало какой-то эффект, то только у пожилых пациентов, и то на грани клинической значимости.
Как бороться с джет-лагом
Джет-лаг, это ситуация, когда человек перемещается через часовые пояса в ту или иную сторону, в итоге его циркадные ритмы не совпадают с астрономическим временем в том месте, куда он прилетел. В целом, есть правило, согласно которому, подстраивание циркадного ритма занимает примерно столько же дней, сколько часовых поясов было пересечено. Примерно 30% людей имеют очень слабые "пейсмейкеры" в центрах сна-бородствования, поэтому очень быстро подстраиваются под новый режим (это я). Прём мелатонина перед засыпанием приводит к смещению цикла вперед (вы как будто уже в середине ночи), т.е. ускорению цикла, а приём после пробуждения, к смещению "назад", т.е. замедлению цикла.
Рекомендации по коррекции джет-лага с помошью мелатонина разные, но вот, что вы можете попробовать:
- не имеет смысла принимать мелатонин при перелете менее трёх часовых поясов
- при пересечении 3—6 поясов в восточном направлении
У тех, животных, которые сохранили (или открыли) третий/теменной глаз (см. рис. 1), информация об уровне освещенности передается непосредственно с него на эпифиз и регулирует выработку мелатонина. У птиц, как и у нас, нет теменного глаза, но их эпифиз может воспринимать свет непосредственно через кости черепа. Нам приходится выкручиваться. В сетчатке вашего глаза есть специальные клетки с меланопсиновыми рецепторами, которые передают информацию об освещенности сначала в Супрахиазмальное Ядро (СХЯ) гипоталамуса, центр регуляции циркадных ритмов (ретиногипоталамический тракт), затем, перепрыгнув на пару других ядер, оттуда начинается длинный путь, который аж выходит из головы и достигает верхнего симпатического узла в ШЕЕ (!!!), а оттуда снова поднимает наверх, проходит через отверстия в черепе и достигает эпифиза (см. рис. 2)! Довольно не маленький крюк, не удивительно, что некоторые млекопитающие, такие как муравьеды, броненосцы, киты и дельфины, вовсе отказались от эпифиза.
Синтез
Яркий свет активирует клетки СХЯ, и они подавляют симпатические влияния на эпифиз. Ночью, в темноте, когда большинство нейронов СХЯ бездействует, эти нервные окончания выделяют норадреналин, активирующий в клетках эпифиза (пинеалоцитах) синтез ферментов, образующих мелатонин. Эпифиз здорового взрослого человека, имеющий массу немногим более 100 мг, еженощно выделяет в кровь около 30 мкг мелатонина. Яркий свет мгновенно блокирует его синтез, в то время как в постоянной темноте суточный ритм выброса, поддерживаемый периодической активностью СХЯ, сохраняется. Мелатонин синтезируется из незаменимой аминокислоты триптофана, которая превращается в мелатонин в несколько стадий, через этап образования серотонина. Синтезируемое вещество не накапливается в эпифизе, а немедленно выбрасывается в кровяное русло и спинномозговую жидкость (ликвор). Чем ближе к эпифизу, тем выше концентрация мелатонина в биологических жидкостях. Например, ночью в ликворе боковых желудочков его в семь, а в ликворе третьего желудочка — в 20 (!) раз больше, чем в плазме крови. Днём концентрация мелатонина ничтожно маленькая (1-3 пг/мл), но начинает возрастать примерно за два часа до отхода ко сну. После выключения света в спальне концентрация мелатонина быстро увеличивается (до 100-300 пг/мл). В предутренние часы обычно начинается спад, который завершается после пробуждения (см. рис. 3). Интересно, что у каждого из нас мелатониновые кривые практически также уникальны и стабильны, как отпечатки пальцев. Яркий свет или депривация сна в ночные часы нарушает нормальную секрецию мелатонина: может наблюдаться снижение его секреции, или инверсия кривой.Кроме того, мелатонин секретируется и вне головного мозга, во многих других внутренних органах, но в меньшем количестве.
Колебания секреции
Существуют сезонные изменения секреции мелатонина, например, у овец максимальные значения концентрации отмечаются в осеннее время, что может быть связано с подстраиванием периода размножения под максимальную продолжительность темного времени суток. В сельском хозяйстве часто дополнительно вводят животным мелатонин, чтобы повысить плодовитость овец и яйценоскость кур. Мелатонин не секретируется внутриутробно и у новорожденных, ребенок получает мелатонин от матери, сначала через плаценту, затем с грудным молоком. К половому созреванию секреция возрастает, достигает пика около 15 лет, а затем постепенно убывает. Этот феномен, а также нарушения полового созревания у детей с опухолями эпифиза, которые продуцируют много мелатонина, привел некоторых исследователей к мысли, что мелатонин может мягко притормаживвать половую систему, чтобы сделать процесс входа в пубертат более плавным.
Функции
Мелатонин воздействует на ткани мишени через мелатониновые рецепторы, максимальная концентрация которых на клетках СХЯ. Мелатонин мягко подавляет их активность, вместе с другими метаболитами (например, аденозином) создавая таким образом давление сна, дополнительно подстраивая наши циркадные ритмы под уровень освещенности. Идеальным условием для засыпания явлется ситуация, когда пик мелатонина попадает на ночную фазу синхронизации клеток СХЯ. Если их "желания" расходятся засыпание и качество сна нарушаются.
Кроме этого, мелатониновые рецепторы есть на многих клетках внутренних органов, воздействуя на которые, мелатонин подстраивает их собственные клеточные часы под нашу активность. Например, циркадные ритмы клеток печени. Наличие в матке рецепторов к мелатонину, вероятно, объясняет, почему роды происходят обычно в темное время суток.
Считает, что мелатонин возник 2,5 млр. лет назад у пурпурных бактерий, чтобы защитить их от токсичного воздействия кислорода. Действительно, антиоксидантные свойства мелатонина в два раза превосходят витамин Е. Антиоксидантный эффект мелатонина используют у людей во время химиотерапии, при ЭКО, чтобы защитить ооциты, а также после аорто-коронарного шунтирования, чтобы защитить клетки сердца.
Мелатонин, сон и препараты мелатонина
Мелатонин принимается в виде капсул, и из-за своей липофильности, легко рапределяется по организму, проникая в том числе, через гемато-энцефалический барьер. При этом, несмотря на то, что мы вводим большие дозы мелатонина, это не нарушает собственного эндогенно синтеза, что связано, по-видимому, с тем, что мелатонин очень быстров ыводится из организма (его период полувыведения всего 50 минут). Этим объясняется и относительная безопасность таких препаратов. При этом, всё-таки у мелатонина есть влияние на другие железы внутренней секреции, в том числе гипофиз, поэтому экзогенное введение больших доз мелатонина может в долгосрочном периоде приводить к нарушениям функции этих желез. Например, была показана связь между приёмом мелатонина и повышенным уровнем глюкозы в крови с развитием ожирения и схаарного диабета 2 типа. Это может быть связано, с угнетающим действием мелатонина на секрецию соматотропного гормона.
Приём мелатонина у человека вызывает легкий успокаивающий эффект, который, в отличие, от эффекта других снотворных (например, бензодиазепинов), легко преодалим, т.е. усыпить человека даже большими дозами не получится. Использование мелатонина при бессоннице, если и показало какой-то эффект, то только у пожилых пациентов, и то на грани клинической значимости.
Как бороться с джет-лагом
Джет-лаг, это ситуация, когда человек перемещается через часовые пояса в ту или иную сторону, в итоге его циркадные ритмы не совпадают с астрономическим временем в том месте, куда он прилетел. В целом, есть правило, согласно которому, подстраивание циркадного ритма занимает примерно столько же дней, сколько часовых поясов было пересечено. Примерно 30% людей имеют очень слабые "пейсмейкеры" в центрах сна-бородствования, поэтому очень быстро подстраиваются под новый режим (это я). Прём мелатонина перед засыпанием приводит к смещению цикла вперед (вы как будто уже в середине ночи), т.е. ускорению цикла, а приём после пробуждения, к смещению "назад", т.е. замедлению цикла.
Рекомендации по коррекции джет-лага с помошью мелатонина разные, но вот, что вы можете попробовать:
- не имеет смысла принимать мелатонин при перелете менее трёх часовых поясов
- при пересечении 3—6 поясов в восточном направлении
принимать 0.2 мг мелатонина при отходе ко сну по местному
времени для сдвига фазы суточного ритма «вперед»
- при таком же расстоянии в западном направлении принимать 0.1 мг мелатонина сразу после полуночи по местному времени, если человек в это время не спит, или же при спонтанном пробуждении в ранние утренние часы, характерном при таких перелетах, для сдвига суточной фазы «назад»
- при пересечении 7—12 поясов в любом направлении мелатонин противопоказан, поскольку может усилить дизритмию — так называемый внутренний десинхроноз — и ухудшить субъективное состояние человека
- при таком же расстоянии в западном направлении принимать 0.1 мг мелатонина сразу после полуночи по местному времени, если человек в это время не спит, или же при спонтанном пробуждении в ранние утренние часы, характерном при таких перелетах, для сдвига суточной фазы «назад»
- при пересечении 7—12 поясов в любом направлении мелатонин противопоказан, поскольку может усилить дизритмию — так называемый внутренний десинхроноз — и ухудшить субъективное состояние человека
Кроме мелатонина, может помочь яркий свет. Когда вы должны проснуться по местному времени, необходимо выйти, погулять на солнышке, либо выключить яркую лампу, это поможет остановить выработку мелатонина. Не стоит забывать и о физической активности. Так, физическая активность за пару часов до сна помогает засыпанию, а непосредственно перед засыпанием откладывает сон.
Источники:
1) "Основы сомнологии", Ковальзон В.
2) "Загадки сна", Полуэктов М.
3) "Расстройства сна. Диагностика и лечение", Полуэктов М.
4) Wang L, Pan Y, Ye C, Guo L, Luo S, Dai S, Chen N, Wang E. A network meta-analysis of the long- and short-term efficacy of sleep medicines in adults and older adults. Neurosci Biobehav Rev. 2021 Dec;131:489-496. doi: 10.1016/j.neubiorev.2021.09.035.
5) Fatemeh G, Sajjad M, Niloufar R, Neda S, Leila S, Khadijeh M. Effect of melatonin supplementation on sleep quality: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. J Neurol. 2022 Jan;269(1):205-216.
6) Boutin JA, Kennaway DJ, Jockers R. Melatonin: Facts, Extrapolations and Clinical Trials. Biomolecules. 2023 Jun 5;13(6):943. doi: 10.3390/biom13060943.
7) McHill AW, Phillips AJ, Czeisler CA, Keating L, Yee K, Barger LK, Garaulet M, Scheer FA, Klerman EB. Later circadian timing of food intake is associated with increased body fat. Am J Clin Nutr. 2017 Nov;106(5):1213-1219. doi: 10.3945/ajcn.117.161588.
Источники:
1) "Основы сомнологии", Ковальзон В.
2) "Загадки сна", Полуэктов М.
3) "Расстройства сна. Диагностика и лечение", Полуэктов М.
4) Wang L, Pan Y, Ye C, Guo L, Luo S, Dai S, Chen N, Wang E. A network meta-analysis of the long- and short-term efficacy of sleep medicines in adults and older adults. Neurosci Biobehav Rev. 2021 Dec;131:489-496. doi: 10.1016/j.neubiorev.2021.09.035.
5) Fatemeh G, Sajjad M, Niloufar R, Neda S, Leila S, Khadijeh M. Effect of melatonin supplementation on sleep quality: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. J Neurol. 2022 Jan;269(1):205-216.
6) Boutin JA, Kennaway DJ, Jockers R. Melatonin: Facts, Extrapolations and Clinical Trials. Biomolecules. 2023 Jun 5;13(6):943. doi: 10.3390/biom13060943.
7) McHill AW, Phillips AJ, Czeisler CA, Keating L, Yee K, Barger LK, Garaulet M, Scheer FA, Klerman EB. Later circadian timing of food intake is associated with increased body fat. Am J Clin Nutr. 2017 Nov;106(5):1213-1219. doi: 10.3945/ajcn.117.161588.
Антон Стрельников
почему прием мелатонина после сна замедляет цикл, то есть тебе позже захочется спать?
Dysphorra
Потому что мелатонин будет посылать сообщение в СХЯ типа "сейчас ещё ночь, не спеши делать вид, что уже день".
Артём
Dysphorra, в разделе функции, в последнем абзаце ошибка в начале. "Считается", вероятно будет правильным вариантом
Артём
Dysphorra, в разделе, как бороться с Джет лагом в 1 абзаце не "прём" скорее всего, а прием
