Pielęgniarstwo i Zdrowie Publiczne

Piel. Zdr. Publ.
Index Copernicus (ICV) – 69,56
Ogólny współczynnik odrzuceń – 24,41%
ISSN 2082-9876 (print)
ISSN 2451-1870 (online)
Periodyczność – kwartalnik

Pobierz oryginał (PL)

Pielęgniarstwo i Zdrowie Publiczne Nursing and Public Health

2018, tom 8, nr 2, kwiecień-czerwiec, str. 135–139

doi: 10.17219/pzp/77041

Typ publikacji: praca poglądowa

Język publikacji: polski

Pobierz cytowania:

  • BIBTEX (JabRef, Mendeley)
  • RIS (Papers, Reference Manager, RefWorks, Zotero)

Creative Commons BY-NC-ND 3.0 Open Access

Melatonina – metabolizm i rola hormonu szyszynki

Melatonin – metabolism and the role of pineal hormone

Paweł B. Szewczyk1,A,B,D, Angelika M. Dziuba2,A,B,D, Elżbieta Poniewierka3,E,F

1 Wydział Nauk o Zdrowiu, Państwowa Medyczna Wyższa Szkoła Zawodowa w Opolu, Opole

2 Studenckie Koło Naukowe przy Katedrze Gastroenterologii i Hepatologii, Uniwersytet Medyczny im. Piastów Śląskich we Wrocławiu, Wrocław

3 Katedra Gastroenterologii i Hepatologii, Uniwersytet Medyczny im. Piastów Śląskich we Wrocławiu, Wrocław

Streszczenie

Melatonina to hormon wydzielany głównie przez szyszynkę, a odpowiadający przede wszystkim za regulację rytmu okołodobowego ludzi. Powstaje z endogennego tryptofanu, a jej przemiany obejmują 4 etapy, w przebiegu których tworzy się m.in. serotonina. Stężenie melatoniny zależne jest od wieku i warunków oświetlenia – światło niebieskie działa supresyjnie na jej produkcję. U dzieci i osób starszych stężenie melatoniny nie osiąga maksymalnych wartości. U osób dorosłych maksymalne wartości melatoniny stwierdza się pomiędzy północą a godziną 3 nad ranem. Melatonina katabolizowana jest głównie w wątrobie, wydalana wraz z moczem i kałem, a także utlenia się pod wpływem wolnych rodników tlenowych. Biodostępność związku przyjmowanego drogą przewodu pokarmowego to ok. 15%. Wraz z wiekiem wydzielanie endogennej melatoniny spada, głównie za sprawą postępującego wapnienia struktur szyszynki. Do podobnych zaburzeń dochodzi także w przypadku pracy zmianowej. Rozchwianie cyklu okołodobowego może prowadzić do wielu schorzeń, w tym cukrzycy, otyłości i chorób nowotworowych, a za jeden z powodów tego stanu podaje się zaburzenia syntezy i sekrecji melatoniny, co jest przedmiotem badań naukowych.

Abstract

Melatonin is a hormone mostly produced in the pineal gland. Its essential role is to regulate human circadian rhythm. Endogenous tryptophan is converted into melatonin. The transformation consists of 4 stages during which the serotonin is produced. The concentration of melatonin depends on age and lighting conditions – blue light suppresses a production of the hormone. In children and the elderly melatonin level never reaches maximum concentration while in adults it is reached between midnight and 3 am. Melatonin is mainly catabolised in a liver and eliminated with urine and faeces. It is also oxidized by free radicals. Bioavailability is about 15% if taken orally. With age, the production of endogenous melatonin decreases, mainly due to the progressive calcification of the pineal gland. Similar disorder is observed in the shift workers. The circadian rhythms disruptions can lead to diabetes mellitus, obesity, and neoplastic diseases. One of the reasons of that is disturbed synthesis and secretion of melatonin, which is a subject of scientific studies.

Słowa kluczowe

melatonina, szyszynka, sen, rytm dobowy, praca zmianowa

Key words

melatonin, pineal gland, sleep, circadian rhythm, shift work

Piśmiennictwo (42)

  1. Popławski P, Derlacz R. Jak działa melatonina? Post Bioch. 2003;49(1):13–21.
  2. Brzęczek M, Słonka K, Hyla-Klekot L. Melatonina – hormon o plejotropowym działaniu. Pediatr Med Rodz. 2016;12(2):127–133. doi:10.15557/PiMR.2016.0011.
  3. Zawilska J, Nowak J. Rytmika okołodobowa i zegar biologiczny. Sen. 2002;2(4):127–136.
  4. Skwarło-Sońta K, Majewski P. Melatonina, wielofunkcyjna cząsteczka sygnałowa w organizmie ssaka – miejsca biosyntezy, funkcje, mechanizmy działania. Fol Med Lodz. 2010;37(1):15–55.
  5. Chowdhury I, Sengupta A, Maitra S. Melatonin: Fifty years of scientific journey from the discovery in bovine pineal gland to delineation of functions in human. Indian J Biochem Biophys. 2008;45(5):289–304.
  6. Karasek M. Szyszynka i melatonina. Warszawa: PWN; 1997.
  7. McArthur A, Hunt A, Gillette M. Melatonin action and signal transduction in the rat suprachiasmatic circadian clock: Activation of protein kinase C at dusk and dawn. Endocrinology. 1997;138(2):627–634.
  8. Skinner D, Malpaux B. High melatonin concentrations in third ventricular cerebrospinal fluid are not due to galen vein blood recirculating through the choroid plexus. Endocrinology. 1999;140(10):4399–4405.
  9. Tan D, Manchester L, Reiter R, Qi W, Hanes M, Farley N. High physiological levels of melatonin in the bile of mammals. Life Sci. 1999;65(23):2523–2529.
  10. Conti A, Conconi S, Hertens E, Skwarlo-Sonta K, Markowska M, Maestroni J. Evidence for melatonin synthesis in mouse and human bone marrow cells. J Pineal Res. 2000;28(4):193–202.
  11. Benarroch E. Suprachiasmatic nucleus and melatonin: Reciprocal interactions and clinical correlations. Neurology. 2008;71(8):594–598.
  12. European Medicines Agency. Assesment report fir Circadin. Evaluation of Medicines for Human Use. http://www.ema.europa.eu/docs/en_GB/document_library/EPAR_-_Scientific_Discussion/human/000695/WC500026808.pdf. Zaktualizowano 2007. Dostęp 12.07.2017.
  13. Paakkonen T, Makinen T, Leppaluoto J, et al. Urinary melatonin: A noninvasive method to follow human pineal function as studied in three experimental conditions. J Pineal Res. 2006;40(2):110–115.
  14. Pandi-Perumal S, Srinivasan V, Maestroni G, Cardinali D, Poeggeler B, Hardeland R. Melatonin: Nature’s most versatile biological signal? FEBS J. 2006;273(13):2813–2838.
  15. Aube M, Roby J, Kocifaj M. Evaluating potential spectral impacts of various artificial lights on melatonin suppression, photosynthesis, and star visibility. Plos ONE. 2013;8:e67798. doi:10.1371/journalpone.0067798.
  16. Bracci M, Manzella N, Copertaro A, et al. Rotating-shift nurses after a day off: Peripheral clock gene expression, urinary melatonin, and serum 17-β-estradiol levels. Scand J Work Environ Health. 2014;40(3):295–304. doi:10.5271/sjweh.3414.
  17. Erren T, Reiter R. Light Hygiene: Time to make preventive use of insights – old and new – into the nexus of the drug light, melatonin, clocks, chronodisruption and public health. Med Hypoth. 2009;73(4):537–541. doi:10.1016/j.mehy.2009.06.003.
  18. Scheer F, Hilton M, Mantzoros C, Shea S. Adverse metabolic and cardiovascular consequences of circadian misalignment. Proc Natl Acad Sci USA. 2009;106(11):4453–4458. doi:10.1073/pnas.0808180106.
  19. Cagnacci A, Arangino S, Angiolucci M, Maschio E, Melis GB. Influences of melatonin administration on the circulation of women. Am J Physiol. 1998;274(2 Pt 2):335–338.
  20. Arangino S, Cagnacci A, Angiolucci M, et al. Effects of melatonin on vascular reactivity, catecholamine levels, and blood pressure in healthy men. Am J Cardiol. 1999;83(9):1417– 1419.
  21. Scheer FA, Van Montfrans GA, van Someren EJ. Mairuhu G, Buijs RM. Daily nighttime melatonin reduces blood pressure in male patients with essential hypertension. Hypertension. 2004;43(2):192–197.
  22. Girouard H, Chulak C, Lejossec M, Lamontagne D, de Champlain J. Vasorelaxant effects of the chronic treatment with melatonin on mesenteric artery and aorta of spontaneously hypertensive rats. J Hypertens. 2001;19(8):1369–1377.
  23. Anwar MM, Meki AR, Abu Rahma HH. Inhibitory effects of melatonin on vascular reactivity: Possible role of vasoactive mediators. Comp Biochem Physiol (Part C). 2001;130(3):357–367.
  24. Simko F, Paulis L. Melatonin as a potential antihypertensive treatment. J Pineal Res. 2007;42(4):319-322. doi:10.1111/j.1600-079X.2007.00436.x.
  25. Karlsson B, Knutsson A, Lindahl B. Is there an association between shift work and having a metabolic syndrome? Results from a population based study of 27 485 people. Occup Environ Med. 2001;58(11):747–752.
  26. Antunes L, Levandovski R, Dantas G, Caumo W, Hidalgo M. Obesity and shift work: Chronobiological aspects. Nutr Res Rev. 2010;23(1):155–168.
  27. Buxton OM, Cain SW, O’Connor SP, et al. Adverse metabolic consequences in humans of prolonged sleep restriction combined with circadian disruption. Sci Transl Med. 2012;4(129):129–143. doi: 10.1126/scitranslmed.3003200.
  28. Knutson K, Ryden A, Mander B, van Cauter E. Role of sleep duration and quality in the risk and severity of type 2 diabetes mellitus. Arch Intern Med. 2006;166(16):1768–1774.
  29. Grandner M, Jackson N, Gerstner J, Knutson K. Dietary nutrients associated with short and long sleep duration. Data from a nationally representative sample. Appetite. 2013;64:71–80.
  30. Zawilska J. Melatonina – hormon o działaniu pronasennym. Bromat Chem Toksykol. 2008;41:224–228.
  31. Mikołajczyk M.: Rola melatoniny w cukrzycy typu 2. Diabetol Klin. 2013;2(4):136–143.
  32. Murray R, Granner D, Rodwell V. Biochemia Harpera ilustrowana. Warszawa: PZWL; 2008.
  33. Grivas T, Savvidou O. Melatonin the “light of night” in human biology and adolescent idiopathic scoliosis. Scoliosis. 2007;2(6). doi: 10.1186/1748-7161-2-6.
  34. Zawilska J, Skene D, Arendt J. Review: Physiology and pharmacology of melatonin in relation to biological rhythms. Pharmacol Rep. 2009;61(3):383–410.
  35. McCord C, Allen F. Evidence associating pineal gland function with alterations in pigmentation. J Exp Zool. 1917;23(1):207–224.
  36. Lerner A, Case J, Takahashi Y, Lee T, Mori W. Isolation of melatonin, the pineal gland factor that lightens melanocytes. J Am Chem Soc. 1958;80(10):2587. doi:10.1021/ja01543a060.
  37. Juszczak M, Michalska M. Wpływ melatoniny na syntezę i wydzielanie prolaktyny, hormonu luteinizującego (LH) i folikulotropowego (FSH). Postepy Hig Med Dosw (online). 2006;60:431–438.
  38. Espino J, Pariente J, Rodriguez A. Role of melatonin on diabetes-related metabolic disorders. World J Diabetes. 2011;2(6):82–91.
  39. Garfinkel D, Zorin M, Wainstein J, Matas Z, Laudon M, Zisapel N. Efficacy and safety of prolonged-release melatonin in insomnia patients with diabetes: A randomized, double-blind, crossover study. Diabetes Metab Syndr Obes. 2011;4:307–313.
  40. Carrillo-Vico A, Guerrero J, Lardone P, Reiter R. A review of the multiple actions of melatonin on the immune system. Endocrine. 2005;27(2):189–200.
  41. Radogna F, Diederich M, Ghibelli L. Melatonin: A pleiotropic molecule regulating inflammation. Biochem Pharmacol. 2010;80(12):1844–1852.
  42. Reiter R, Tan D, Osuna C, Gitto E. Actions of melatonin in the reduction of oxidative stress: A review. J Biomed Sci. 2000;7(6):444–458.
© Uniwersytet Medyczny im. Piastów Śląskich we Wrocławiu