Роль мелатонина в регуляции метаболизма

Мелатонин представляет собой гормон белковой природы, вырабатывающийся в эпифизе и секретирующийся в кровь и спинномозговую жидкость. Довольно давно в научном мире известно о значении гормона шишковидной железы на циркадные ритмы. Однако мелатонин способен оказывать большое число плейотропных эффектов: антиоксидантный и противовоспалительный эффекты, иммунорегуляторные свойства, антигипертензивное и нейропротективное действия, влияние на развитие плаценты и плода, беременность, а также углеводный и липидный обмены. Нельзя забывать и про огромное влияние гормона на систему мать - плацента - плод. Растет интерес в изучении действия мелатонина на системные и тканевые воспалительные реакции, являющиеся одной из причин развития гипертонической болезни и ожирения. Прогрессирующее поражение органов-мишеней, включающее избыточную выработку медиаторов воспаления, делает противовоспалительные стратегии терапии неэффективными. Доказано, что мелатонин способствует снижению артериального давления, массы тела и воспаления. Механизмы действия этой древней молекулы защиты включают несколько уровней, от субклеточного до межклеточного. Митохондрии клетки являются ключевым элементом, способствующим развитию воспалительной реакции в сосудистой и жировой ткани и, соответственно, потенциальной фармакологической мишенью. Мелатонин, в свою очередь, защищает от митохондриальной дисфункции. В данной статье будут рассмотрены основные механизмы влияния гормона на метаболизм, его роль в предотвращении развития системного воспаления.

1. Owino S., Sánchez-Bretaño A., Tchio C. et al. Nocturnal activation of melatonin receptor type 1 signaling modulates diurnal insulin sensitivity via regulation of PI3K activity. J Pineal Res. 2018;64(3). doi: 10.1111/jpi.12462.

2. Orozalieva A. Je., Solomaha A. Ju., Polunina A.V., Novikova V.P. [Biological role, properties and clinical significance of melatonin in SARS-COV-2 virus infection]. University Therapeutic Journal. 2021;3(4):53-60. (In Russ.)@@ Орозалиева А.Э., Соломаха А.Ю., Полунина А.В., Новикова В.П. Биологическая роль, свойства и клиническое значение мелатонина при инфекции, вызванной вирусом SARS-COV-2. University Therapeutic Journal. 2021;3(4):53-60.

3. Pfeffer M., Korf H.W., Wicht H. Synchronizing effects of melatonin on diurnal and circadian rhythms. Gen Comp Endocrinol. 2018 Mar 1;258:215-221. doi: 10.1016/j.ygcen.2017.05.013.

4. Evsjukova I.I., Kvetnoj I.M. [Melatonin and circadian rhythms in the system mother-placenta-fetus]. Molekuljarnaja medicina. 2018;16(6):9-13. (in Russ.) doi: 10.29296/24999490-2018-06-02.@@ Евсюкова И.И., Кветной И.М. Мелатонин и циркадианные ритмы в системе мать - плацента - плод. Молекулярная медицина. 2018. Т. 16. № 6. С. 9-13. doi: 10.29296/24999490-2018-06-02.

5. Hsu C.N., Huang L.T., Tain Y.L. Perinatal use of melatonin for offspring health: Focus on cardiovascular and neurological diseases.Int. J. Mol. Sci. 2019. 13;20(22):5681. doi: 10.3390/ijms2022568.

6. Ajlamazjan Je.K., Evsjukova I.I., Jarmolinskaja M.I. [The role of melatonin in development of gestational diabetes mellitus]. Zhurnal akusherstva i zhenskih boleznej. 2018;67(1):85-91. (in Russ.) doi: 10.17816/JOWD67185-91.@@ Айламазян Э.К., Евсюкова И.И., Ярмолинская М.И. Роль мелатонина в развитии гестационного сахарного диабета. Журнал акушерства и женских болезней. 2018;67(1):85-91. doi: 10.17816/JOWD67185-91.

7. Solomaha A. Ju., Petrova N.A., Bezhenar’ V.F., Ivanov D.O. [Obstructive sleep apnea syndrome during pregnancy]. Akusherstvo i ginekologiya. Akusherstvo i ginekologija. 2021;(2):27-31. (in Russ.) doi.org/10.18565/aig.2021.2.27-31.@@ Соломаха А.Ю., Петрова Н.А., Беженарь В.Ф., Иванов Д.О. Синдром обструктивного апноэ сна во время беременности. Акушерство и гинекология. 2021. № 2. С. 27-31. doi.org/10.18565/aig.2021.2.27-31

8. Stenvers D.G., Scheer FAJL, Schrauwen P. et al. Circadian clocks and insulin resistance. Nat Rev Endocrinol. 2019;15(2):75-89. doi: 10.1038/s41574-018-0122-1.

9. Reiter R.J., Tan D.-X., Korkmaz A., Ma S. Obesity and metabolic syndrome: association with chronodisruption, sleep deprivation, and melatonin suppression. Ann Med. 2019;44(6):564-577. doi: 10.3109/07853890.2011.586365.

10. Arora T., Chen M.Z., Cooper A.R. et al. The Impact of Sleep Debt on Excess Adiposity and Insulin Sensitivity in Patients with Early Type 2 Diabetes Mellitus. J Clin Sleep Med. 2016 May 15;12(5):673-80. doi: 10.5664/jcsm.5792.

11. De Souza C.A., Gallo C.C., de Camargo L.S. et al. Melatonin multiple effects on brown adipose tissue molecular machinery. J Pineal Res. 2019;66(2): e12549. doi: 10.1111/ jpi.12549.

12. Cipolla-Neto J., Amaral F.G. Melatonin as a hormone: new physiological and clinical insights. Endocr Rev. 2018;39(6):990-1028. doi:10.20945/2359-3997000000066.

13. Lahera V., de las Heras N., López-Farré A., Manucha W., Ferder L. Role of mitochondrial dysfunction in hypertension and obesity. Curr Hypertens Rep. 2017 Feb;19(2):11. doi: 10.1007/s11906-017-0710-9.

14. Cardinali D.P., Cano P., Jiménez-Ortega V., Esquifino A.I. Melatonin and the metabolic syndrome: physiopathologic and therapeutical implications. Neuroendocrinology. 2011;93(3):133-42. doi: 10.1159/000324699.

15. de Farias Tda S., de Oliveira A.C., Andreotti S.et al. Pinealectomy interferes with the circadian clock genes expression in white adipose tissue. J Pineal Res. 2015 Apr;58(3):251-61. doi: 10.1111/jpi.12211.

16. Cardinali D.P., Cano P., Jiménez-Ortega V., Esquifino A.I. Melatonin and the metabolic syndrome: physiopathologic and therapeutical implications. Neuroendocrinology. 2011;93(3):133-42. doi: 10.1159/000324699.

17. Jiménez-Aranda A., Fernández-Vázquez G., Campos D., Tassi M., Velasco-Perez L., Tan D-X. et al. Melatonin induces browning of inguinal white adipose tissue in Zucker diabetic fatty rats. J Pineal Res. 2013;55(4):416-23. doi: 10.1111/jpi.12089.

18. Cipolla-Neto J., Amaral F.G., Afeche S.C. et al. Melatonin, energy metabolism, and obesity: a review. J Pineal Res. 2019;56 (4):371-381. doi: 10.1111/jpi.12137.

19. Nogueira T.C., Lellis-Santos C., Jesus D.S. et al. Absence of melatonin induces night-time hepatic insulin resistance and increased gluconeogenesis due to stimulation of nocturnal unfolded protein response. Endocrinology. 2020;152(4):1253-1263. doi: 10.1210/en.2010-1088.

20. Xia Y., Chen S., Zeng S. et al. Ren Melatonin in macrophage biology: Current understanding and future perspectives. J Pineal Res. 2019;66(2): e12547. doi: 10.1111/jpi.12547.

21. Olcese J.M. Melatonin and Female Reproduction: An Expanding Universe. Front. Endocrinol. 2020;11:85. doi: 10.3389/fendo.2020.00085.

22. Chen C.Q., Fichna J., Bashashati M. et al. Distribution, function and physiological role of melatonin in the lower gut. World J. Gastroenterol. 2020; 17 (34): 3888-98. doi: 10.3748/wjg.v17. i34.3888.

23. Kara H., Cevik A., Konar V., Dayangac A., Servi K. Effects of selenium with vitamin E and melatonin on cadmium-induced oxidative damage in rat liver and kidneys. Biol Trace Elem Res. 2008 Dec;125(3):236-44. doi: 10.1007/s12011-008-8168-x.

24. Cao Z.W., Fang Y.L., Lu Y.H. et al. Melatonin alleviates cadmium-induced liver injury by inhibiting the TXNIP-NLRP3 inflammasome. J. Pineal Res. 2017. doi: 10.1111/jpi.12389.

25. Romero A., Ramos E., de Los Rios C., Egea J., del Pino J., Reiter R.J. A review of metal-catalyzed molecular damage: Protection by melatonin. J Pineal Res. 2014 May;56(4):343-70. doi: 10.1111/jpi.12132.

26. Hu S., Yin S., Jiang X., Huang D., Shen G. Melatonin protects against alcoholic liver injury by attenuating oxidative stress, inflammatory response, and apoptosis. Eur J Pharmacol. 2009 Aug 15;616(1-3):287-92. doi: 10.1016/j.ejphar.2009.06.044.