НОВЫЙ ВЗГЛЯД НА ПРОТЕКТИВНУЮ РОЛЬ МЕЛАТОНИНА ПРИ ПОЛИМОРБИДНОЙ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ ПАТОЛОГИИ
Аннотация
В прошедшие годы пристальное внимание мирового научного сообщества было направлено на основной гормон шишковидной железы — мелатонин. В ходе множества проведенных исследований были обнаружены протективные свойства данного гормона при различных патологических состояниях. Так, при хроническом воспалительном процессе мелатонин стимулирует продукцию противовоспалительных и подавляет активность провоспалительных цитокинов, нейрональных NO-синтаз и циклооксигеназы-2, участвует в удалении активных форм кислорода из клетки, а также оптимизирует митохондриальную функцию посредством митофузина-2. Антигипертензивную функцию мелатонин осуществляет за счет регуляции ренин-ангиотензиновой системы, подавления экспрессии эндотелина, усиления продукции нитрозил-радикала и эндотелиальной синтазы оксида азота и, кроме этого, благодаря взаимодействию с центральной нервной системой посредством модулирования активности мелатонина за счет ГАМК-эргической передачи сигналов в нейронах от супрахиазматического ядра к различным частям центральной нервной системы, в том числе и к вентролатеральной части продолговатого мозга. Кроме того, он моделирует путь SIRT1/митофузина-2 путем снижения продукции активных форм кислорода, деактивирует индуцированный липопротеинами низкой плотности (ЛПНП) пироптоз в эндотелиальных клетках через ось MEG3/miR-223/NLRP3 и ингибирует абсорбцию и биосинтез холестерина в сыворотке, благодаря чему достигается гиполипидемический эффект. Еще одной значимой функцией мелатонина является участие в регуляции уровня гликемии и контроль инсулинемии. Он снижает секрецию инсулина через рецептор мелатонина-1, ингибируя путь аденилатциклазы — циклического аденозинмонофосфата, а через рецептор мелатонина-2 подавляет путь гуанилатциклазы — циклического гуанозинмонофосфата. В то же время мелатонин может также стимулировать секрецию инсулина за счет высвобождения инозитолтрифосфата — через взаимодействие с рецептором мелатонина-2. Нельзя не отметить антидепрессивное действие мелатонина, которое достигается путем модулирования нейропластических реакций в гиппокампе и стимуляции нейрогенеза, аксогенеза и дендритогенеза. Таким образом, мелатонин является важным защитным фактором при полиморбидной сердечно-сосудистой патологии за счет положительного влияния на липидный обмен, ожирение и инсулинорезистентность, коррекции артериальной гипертензии, гликемии, а также антидепрессивного действия.
Литература
Антюхин М.А., Парцерняк А.С. Изучение роли мелатонина и хронического воспаления в развитии и прогрессировании метаболического синдрома у лиц молодого возраста. Известия Российской Военно-медицинской академии. 2020; 39(1-1): 9–12.
Крюков Е.В., Потехин Н.П., Фурсов А.Н. и др. Гипертонический криз: современный взгляд на проблему и оптимизация лечебно-диагностических подходов. Клиническая медицина. 2016; 94(1): 52–6.
Парцерняк А.С., Крюков Е.В., Цыган В.Н. и др. Метаболический синдром и атеросклероз у молодых мужчин. Лечение и профилактика. 2021; 4: 5–11.
Acuna-Castroviejo D., Noguiera-Navarro M.T., Reiter R.J. Melatonin actions in the heart: more than a hormone. Melatonin Res. 2018; 1(1): 21–6.
Agil A., Navarro-Alarcon M., Ruiz R. et al. Beneficial effects of melatonin on obesity and lipid profile in young Zucker diabetic fatty rats. J Pineal Res. 2011; 50(2): 207–12.
Bai Y., Tang L., Li L. et al. The roles of ADIPOQ rs266729 and
MTNR1B rs10830963 polymorphisms in patients with gestational diabetes mellitus: A meta-analysis. Gene. 2020.
Baltatu O.C., Amaral F.G., Campos L.A. et al. Melatonin, mitochondria and hypertension. Cell Mol Life Sci. 2017; 74(21): 395–64.
Bass J., Lazar M.A. Circadian time signatures of fitness and disease. Science. 2016; 354(6315): 994–9.
Boden M.J., Varcoe T.J., Kennaway D.J. Circadian regulation of reproduction: From gamete to offspring. Progress in Biophysics and Molecular Biology. 2013; 113(3): 387–97.
Bonmati-Carrion M.A., Arguelles-Prieto R., Martinez-Madrid M.J. et al. Protecting the melatonin rhythm through circadian healthy light exposure. International Journal of Molecular Sciences. 2014; 15(12): 23448–500.
Chen C., Fichna J., Bashashati M. et al. Distribution, function and physiological role of melatonin in the lower gut. World Journal of Gastroenterology. 2011; 17(34): 3888–98.
Claustrat B., Leston J. Melatonin: Physiological effects in humans. Neurochirurgie. 2015; 61(2-3): 77–84.
Dominguez-Rodriguez A., Abreu-Gonzalez P., Garcia-Gonzalez M. et al. Elevated levels of oxidized low-density lipoprotein and impaired nocturnal synthesis of melatonin in patients with myocardial infarction. Atherosclerosis. 2005; 180 (1): 101–5.
Dos Santos R.M., Marani F., Chiba F.Y. et al. Melatonin promotes reduction in TNF levels and improves the lipid profile and insulin sensitivity in pinealectomized rats with periodontal disease. Life Sciences. 2018; 213: 32–9.
Garaulet M., Qian J., Florez J.C. et al. Melatonin Effects on Glucose Metabolism: Time To Unlock the Controversy. Trends Endocrinol Metab. 2020; 31 (3): 192–204.
Guan Q., Wang Z., Cao J. et al. Mechanisms of Melatonin in Obesity: A Review. nternational Journal of Molecular Sciences. 2022; 23 (1): 218.
Hardeland R., Pandi-Perumal S.R., Cardinali Melatonin D.P. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology. 2006; 38(3): 313–6.
Hardeland R. Melatonin and inflammation-story of a double-edged blade. J Pineal Res. 2018; 65 (4).
Holmes S.W., Sugden D. Proceedings: The effect of melatonin on pinealectomy-induced hypertension in the rat. British Journal of Pharmacology. 1976; 56 (3): 360–1.
Huang B., Wang Y., Qin L. et al. A functional polymorphism rs10830963 in melatonin receptor 1B associated with the risk of gestational diabetes mellitus. Bioscience Reports. 2019; 39(12).
Hussain S. Effect of melatonin on cholesterol absorption in rats. J Pineal Res. 2007; 42 (3): 267–71.
Jia G., Gao Y., Li C. et al. Effects of MTNR1B Genetic Variants on Individual Susceptibility to Gestational Diabetes Mellitus: A Meta-Analysis. American Journal of Perinatology. 2020; 37(6): 607–12.
Kvetnoy I., Ivanov D., Mironova E. et al. Melatonin as the Cornerstone of Neuroimmunoendocrinology. International Journal of Molecular Sciences. 2022; 23(3): 1835.
Liu Z., Gan L., Xu Y. et al. Melatonin alleviates inflammasome-induced pyroptosis through inhibiting NF-κB/GSDMD signal in mice adipose tissue. J. Pineal Res. 2017; 63 (1).
Markus R.P., Fernandes P.A., Kinker G.S. et al. Immune-pineal axis — acute inflammatory responses coordinate melatonin synthesis by pinealocytes and phagocytes. British Journal of Pharmacology. 2018; 175 (16): 3239–50.
McMullan C.J., Schernhammer E.S., Rimm E.B. et al. Melatonin secretion and the incidence of type 2 diabetes. Journal of the American Medical Association. 2013; 309(13): 1388–96.
Mulder H. Melatonin signalling and type 2 diabetes risk: too little, too much or just right? Diabetologia. 2017; 60 (5): 826–9.
Nikolaev G., Robeva R., Konakchieva R. Membrane Melatonin Receptors Activated Cell Signaling in Physiology and Disease. International Journal of Molecular Sciences. 2022; 23 (1): 471.
Otamas A., Grant P.J., Ajjan R.A. Diabetes and atherothrombosis: The circadian rhythm and role of melatonin in vascular protection. Diab Vasc Dis Res. 2020; 13(3).
Pandi-Peruumal S.R., Cardinali D.P. Melatonin: Biological Basis of its Function in Health and Disease. CRC Press. 2005.
Pechanova O., Paulis L., Simko F. Peripheral and central effects of melatonin on blood pressure regulation. Int J Mol Sci. 2014; 15(10): 17920–37.
Pita M.L., Hoyos M., Martin-Lacave I. et al. Long-term melatonin administration increases polyunsaturated fatty acid percentage in plasma lipids of hypercholesterolemic rats. J Pineal Res. 2002; 32 (3): 179–86.
Posadzki P.P., Bajpai R., Kyaw B.M. et al. Melatonin and health: an umbrella review of health outcomes and biological mechanisms of action. BMC Medicine. 2018; 16 (1).
Qiu J., Liu D., Li P. et al. NADPH Oxidase Mediates Oxidative Stress and Ventricular Remodeling through SIRT3/FOXO3a Pathway in Diabetic Mice. Antioxidants. 2022; 11 (9): 1745.
Ramracheya R.D., Muller D.S., Squires P.E. et al. Function and expression of melatonin receptors on human pancreatic islets. J Pineal Res. 2008; 44 (3): 273–9.
Schlafer O., Wenzel V., Hogl B. Sleep disorders among physicians on shift work. Anaesthetist. 2014; 63 (11): 844–51.
Shao G., Zhang S., Nie J. et al. Effects of melatonin on mechanisms involved in hypertension using human umbilical vein endothelial cells. Journal of Toxicology and Environmental Health. 2017; 80 (23–24): 1342–8.
Shavali S.S., Haldar C. Effects of continuous light, continuous darkness and pinealectomy on pineal-thyroid-gonadal axis of the female Indian palm squirrel, Funambulus pennant. Journal of Neural Transmission. 1998; 105 (4–5): 407–13.
Simko F., Baka T., Krajcirovicova K. et al. Effect of Melatonin on the Renin-Angiotensin-Aldosterone System in l-NAME-Induced Hypertension. Molecules. 2018; 23 (2): 265.
Simko F., Pechanova O., Pelouch V. et al. Effect of melatonin, captopril, spironolactone and simvastatin on blood pressure and left ventricular remodelling in spontaneously hypertensive rats. J Hypertens Suppl. 2009; 27(6): 5–10.
Stacchiotti A., Favero G., Giugno L. et al. Mitochondrial and metabolic dysfunction in renal convoluted tubules of obese mice: protective role of melatonin. PLOS One. 2014; 9 (10).
Stefulj J., Hortner M., Ghosh M. et al. Gene expression of the key enzymes of melatonin synthesis in extrapineal tissues of the rat. Journal of Pineal Research. 2001; 30(4): 243–7.
Sundberg I., Ramklint M., Stridsberg M. et al. Salivary Melatonin in Relation to Depressive Symptom Severity in Young Adults. PLOS One. 2016; 11(4).
Tan D., Zheng X., Kong J. et al. Fundamental issues related to the origin of melatonin and melatonin isomers during evolution: relation to their biological functions. International Journal of Molecular Sciences. 2014; 15(9): 15858–90.
Tan D.X., Hardeland R., Manchester L.C. et al. Functional roles of melatonin in plants, and perspectives in nutritional and agricultural science. Journal of Experimental Botany. 2012; 63(2): 577–97.
Thor P.J., Krolczyk G., Gil K. et al. Melatonin and serotonin effects on gastrointestinal motility. Journal of Physiology and Pharmacology. 2007; 58: 97–103.
Tung Y., Chiang P., Chen Y. et al. Effects of Melatonin on Lipid Metabolism and Circulating Irisin in Sprague-Dawley Rats with Diet-Induced Obesity. Molecules. 2020; 25(15): 3329.
Valdes-Tovar M., Estrada-Reyes R., Solis-Chagoyan H. et al. Circadian modulation of neuroplasticity by melatonin: a target in the treatment of depression. British Journal of Pharmacology. 2018; 175 (16): 3200–8.
Venegas C., Garcia J.A., Escames G. et al. Extrapineal melatonin: analysis of its subcellular distribution and daily fluctuations. Journal of Pineal Research. 2012; 52(2): 217–27.
Won E., Na K., Kim Y. Associations between Melatonin, Neuroinflammation, and Brain Alterations in Depression. International Journal of Molecular Sciences. 2022; 23 (1): 305.
Zhang R., Ni L., Di X. et al. Potential Role of Melatonin as an Adjuvant for Atherosclerotic Carotid Arterial Stenosis. Molecules. 2021; 26 (4).
Zhang Y., Liu X., Bai X. et al. Melatonin prevents endothelial cell pyroptosis via regulation of long noncoding RNA MEG3/miR-223/NLRP3 axis. J Pineal Res. 2018; 64 (2).
Copyright (c) 2023 Russian Biomedical Research
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
