X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

ВВЕДЕНИЕ

Одним из наиболее важных природных явлений на нашей планете является смена дня и ночи. Земля вращается вокруг своей оси, а также Солнца, из-за чего происходит смена сезонов, суток, а человеческая жизнь стремительно бежит словно родниковая вода. Известно, что «биологические часы» в организме идут согласованно и образуют единый механизм. «Часы» отдельных клеток управляются «часами» органов, которые управляются «часами» ЦНС. Но главными биологическими часами является эндокринная железа эпифиз. История развития представлений о значении и функциях эпифиза - один из ярких примеров взлетов и падений на трудном пути познания. Интерес к этому небольшому образованию появился еще в глубокой древности. Ему была приписана роль «центра души». Древнеиндийские философы считали его органом ясновидения и органом размышлений о перевоплощениях души. В Древней Греции предполагали, что эпифиз является клапаном, регулирующим количество души, необходимое для психического равновесия, гармонии. В современном мире мелатонин сравнивают маятником, который обеспечивает ход биологических часов.

История открытия мелатонина

В 1953 году мелатонин был открыт английским врачом А.Лернером. У ученого из Йельского университета была цель выявить, какие факторы отвечают за пигментацию кожи и разрушение пигментов. Осуществляя научный поиск, Лернер наткнулся на научную статью 1917 года. В ней сообщалось о том, что измельченные эпифизы коров, которые помещались в банку с головастиками, в течение получаса обесцвечивали их кожный покров, тем самым делая возможным наблюдение за работой сердца и кишечника амфибий.

В 1953 г. ему удалось выделить из бычьих эпифизов экстракт, из-за которого кожа лягушки становилась светлее. Было переработано около двух сотен тысяч эпифизов, чтобы получить главный компонент, который был идентифицирован как N-ацетил -5 -метокситриптамин.

Первооткрывателем было дано более романтичное имя новому гормону - «мелатонин» (от греческих слов melas — черный и tosos — труд). В 1958 г. в Journal of American Chemical Society была опубликована статья размером в одну страницу о новом открытии.

О гормоне

Гормон мелатонин, секретируемый эпифизом в темное время суток, играет важнейшую роль в реализации противоопухолевого иммунитета.

Эпифиз — нейроэндокринный орган, который способен передавать информацию о световом режиме окружающей среды во внутреннюю среду организма. Он обнаружен у всех позвоночных.

Важно отметить, что в организме присутствует и экстрапинеальный мелатонин, т.е. мелатонин, который синтезируется вне эпифиза. Открытие последнего связано с именами российских ученых Н.Т. Райхлина и И. М. Кветного, которые в 1974 г. установили, что клетки червеобразного отростка кишечника также способны синтезировать мелатонин. Стало ясно, что мелатонин образуется и в других отделах ЖКТ, а также в печени, почках, желчном пузыре, яичниках, в клетках крови и т.д. В рамках суточного ритма организма мелатонин поддерживает цикл сна-бодрствования организма, а также суточные изменения.

Свет угнетает синтез и секрецию мелатонина, поэтому его уровень достигает максимума в крови и эпифизе в ночные часы, а минимума — в утренние и дневные. Наибольшая концентрация его в крови наблюдается за пару часов до пробуждения, так как в это время сон человека наиболее глубокий, а температура тела минимальна.

Световое загрязнение и мелатонин

Уже более ста лет человек не может представить свою жизнь без электричества. Наряду с преимуществами появление электричества, а именно дополнительного света, кардинально изменило световой режим. Воздействие света на человека в ночное время, которое часто мы называем световым загрязнением, стало неотъемлемой частью современного образа жизни, который характеризуется множеством серьезных расстройств психического и физического плана, включая заболевания со стороны сердечно-сосудистой системы и онкологические заболевания. Согласно гипотезе циркадианной деструкции, длительное использование дополнительного освещения нарушает внутренний суточный ритм, подавляет ночную секрецию мелатонина, снижая его уровень в крови.

Ночной охранник

Известно, что 100 лк белого света может значительно подавить синтез мелатонина эпифизом. В течение двух недель добровольцы были подвержены воздействию света ночью. В итоге было замечено серьезное снижение уровня этого гормона в их крови.

У грызунов даже небольшое увеличение продолжительности светового периода в течение суток (примерно на 3-4 часа) приводит к удлинению или даже нарушению эстрального цикла (циклически повторяющиеся морфологические изменения в половой системе самок, связанные с созреванием гамет и их выходом в брюшную полость в процессе овуляции).При увеличении до 24 часов наблюдается развитие синдрома постоянного эструса (течки). В норме этот синдром должен развиваться в более позднем возрасте и переходить в анэструс, который схож с климаксом у женщин.

Измерения концентрации мелатонина у мужчин показало, что с возрастом синтез этого гормона эпифизом уменьшается.

Также существуют свидетельства о том, что дополнительное освещение в ночное время приводит к укорочению цикла менструаций у женщин. Было проведено обследование мед.сестер, которые часто работали в ночную смену. Выяснилось, что 70 % обследованных жаловались на частое отсутствие менструаций (дисменорею).

Использование постоянного освещения приводит к увеличению порога чувствительности гипоталамуса к блокирующему действию эстрогенов, которые участвуют в процессе старения репродуктивной системы у женщин и самок крыс.

Таким образом, мы можем сделать вывод о том, что дополнительный свет ночью способен ускорять угасание женской репродуктивной системы.

Ночная работа и рак

Известно, что высокий риск онкологии характерен для женщин, работающих в ночную смену, в том числе стюардесс, диспетчеров и тд. Также риск развития рака молочных желез был отмечен среди медсестер, имеющих стаж около 30 лет и работающих по сменам, что сопровождалось снижением уровня мелатонина и повышением концентрации эстрогенов в их крови.В 1964 г. В.Йохле обнаружил, что опухоль молочной железы и последующая смерть наблюдались чаще у мышей, которые находились в помещении с круглосуточным освещением, нежели у грызунов, находившихся в помещении с обычным световым режимом.Спустя 2 года в 1966 году сотрудницей Онкологического научного центра столицы было обнаружено, что у большинства самок крыс через 7 месяцев постоянного воздействия света развивается мастопатия и гиперпластические процессы.По данным И.А.Виноградовой при постоянном освещении до 18-месячного возраста доживает чуть более 50 % крыс, а при содержании в условиях обычного освещения около 90%. Но при этом у 30 % крыс группы 1 были обнаружены спонтанные опухоли, тогда как в группе 2 опухоли были обнаружены лишь у 16 %.

В 1965 г. И. К. Хаецким из Института проблем онкологии (Киев) впервые было сообщено о стимулирующем влиянии постоянного освещения на химически вызванное зарождение и развитие опухоли молочных желез у крыс.

Далее было доказано, что при этом совершенно необязательно, чтоб влияние круглосуточного освещения было постоянно. Стало известно, что даже кратковременное воздействие постоянного освещения на грызунов способствовало в будущем развитию у них опухолей нервной системы и почек при введении канцерогена.

Лекарство против времени?

Таким образом, в результате проведения исследований ученые установили, что экологические и генетические факторы, которые повреждают системный и/или местный циркадианный ритм, могут ставить под угрозу временное регулирование деления клеток и усиливать рост опухолей. Но этим их негативное действие на организм не ограничивается.

Стоит отметить то, что уровень мелатонина может меняться в зависимости как от внешней среды, так и от возраста человека. Например, у людей в возрастной группе 60—74 года большинство физиологических показателей претерпевает положительный фазовый сдвиг околосуточного ритма примерно на 1,5—2 часа вперед. У лиц старше 75 лет нередко возникает десинхронизация секреции многих гормонов, температуры тела, сна и некоторых поведенческих ритмов. Почему так происходит? При старении угнетаются, в том числе, и функции шишковидной железы, что проявляется, прежде всего, в нарушении ритма производства мелатонина и в снижении уровня его выделения.

Если эпифиз — солнечные часы организма, то очевидно, что любые изменения длительности светового дня должны существенным образом сказываться на его функциях и, в конечном счете, на скорости старения. И действительно: в ряде работ было показано, что нарушение фотопериодичности может приводить к существенному уменьшению продолжительности жизни.В многочисленных исследованиях показано, что введение мелатонина способно замедлять процессы старения и увеличивать продолжительность жизни лабораторных животных. Кроме того, имеются публикации о способности мелатонина повышать устойчивость организма к окислительному стрессу и ослаблять проявления у людей таких заболеваний, как макулодистрофия сетчатки, болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера, гипертоническая болезнь, сахарный диабет, связанных с преклонным возрастом.Все вышеперечисленное наделяет оптимизмом по поводу того, что этот гормон может быть использован в медицинской практике. Но для начала нужно провести множество клинических испытаний, которые, в конечном счете, должны расширишь область его применения в профилактике возрастных заболеваний.

Литература

1.Анисимов В.Н. Физиологические функции эпифиза (геронтологический аспект) // РФЖ. — 1997. — Т. 83. — №8. -С. 1-13.

2.Анисимов В.Н. Мелатонин и его место в современной медицине//ШЖ. -2006. - Т. 14. -№4.- С. 269-273.

3.Анисимов В. Н.,Айламазян Э. К, Батурин Д. А., Забежин -ский М.А., Алимова И.Н., Попович И.Г., Бениашвили Д.Ш., Мэнтон К. Р., Провинциали М., Франчески К. Световой режим, ановуляция и риск злокачественных новообразова ний женской репродуктивной системы: механизмы связи и профилактика //Журнал акушерских и женских болезней. -2003. -T.52.-Nq2.-C.47-58.

4.Анисимов В.Н., Виноградова И. А. Световой режим, мелатонин и риск развития рака //Вопросы онкологии. — 2006. -Т. 53.- №5. -С. 491-498.

5.Анисимов В.Н., Забежинский М.А., Попович И. Г. Мелатонин угнетает канцерогенез толстой кишки, индуцируемый 1,2 -диметилгидразином у крыс: эффекты и возможные механизмы //Вопросы онкологии. — 2000. — Т. 46. — №2. — С. 136-148.

6.Анисимов В.Н., Кветной И.М., Комаров Ф.И., Малиновская Н.К., Рапопорт С.И. Мелатонин в физиологии и патологии желудочно-кишечного тракта. — М., 2000.

7.Арушанян Э.Б. Хр оно фармакология на рубеже веков. — Ставрополь, 2005.

8.Комаров Ф.И., Рапопорт С.И., Малиновская Н.К., Анисимов В.Н. Мелатонин в норме и патологии. — М.,

9.Виноградова И.А. Влияние различных световых режимов на показатели биологического возраста и развитие возрастной патологии у крыс // Мед. академ. журнал. – 2005. –Т. 5, №2. – Прилож. 6. – С. 16-18.

10.Влияние световых режимов на показатели биологического возраста и возрастную патологию / И.А. Виноградова, А.И. Шевченко // Мед. академ. журнал. – 2005. – Т. 5, №3. – Прилож. 7. – С. 18-20.

11.Влияние световых режимов, гормонов эпифиза и возраста на антиоксидантную систему крыс/В.А. Илюха, И.А. Виноградова, А.С. Федорова, А.Н. Вельб //Мед. академ. журнал. – 2005. – Т. 5, №3. – Прилож. 7. – С. 29-31.

12.Влияние световых режимов и гормонов эпифиза на изоферментные спектры лактатдегидрогеназы гомогенатов органов 18-месячных крыс / А.Р. Унжаков, В.А. Илюха, Е.А. Хижкин, И.А. Виноградова //Мед. академ. журнал. – 2005. – Т. 5, №3. – Прилож. 7. – С. 38-40.

13.Рендаков Н.Л. Влияние возраста, различных режимов освещения, мелатонина и эпиталона на активность лизосомальных протеиназ в печени и почках крыс / Н.Л. Рендаков, Н.Н. Тютюнник, И.А. Виноградова // Успехи геронтологии. – 2006. – Вып. 19. – С. 72-78.

14.Влияние мелатонина и эпиталона на антиоксидантную систему крыс зависит от светового режима / И.А. Виноградова, В.А. Илюха, Т.Н. Ильина, Л.Б. Узенбаева, А.С. Федорова//Патол. физиол. и эксперим. терапия. – 2006. – №3. – С. 22-26.

15.Виноградова И.А. Влияние светового режима на возрастную динамику эстральной функции и уровня пролактина в сыворотке крови у крыс / И.А. Виноградова, И.В. Чернова //Успехи геронтологии. – 2006. –Вып. 19. – С. 60-65.

Код для цитирования: Скопировать