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褪黑激素的保健功能(综述)

来源:中国食品卫生杂志 作者:佚名 2004-9-30
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摘要: 褪黑激素(Melatonin)主要是由哺乳动物和人类的松果体产生的一种吲哚类激素。也有报导[1~3]哺乳动物的视网膜和副泪腺也能产生少量的褪黑激素。某些变温动物的眼睛、脑部和皮肤(如青蛙)以及某些藻类也能合成褪黑激素。褪黑激素的分子式为C13N2H16O2,分子量232。...


  褪黑激素(Melatonin)主要是由哺乳动物和人类的松果体产生的一种吲哚类激素。人的松果体是附着于第三脑室后壁的、豆粒状大小的组织。也有报导[1~3]哺乳动物的视网膜和副泪腺也能产生少量的褪黑激素;某些变温动物的眼睛、脑部和皮肤(如青蛙)以及某些藻类也能合成褪黑激素。褪黑激素的分子式为C13N2H16O2,分子量232.27,熔点116℃~118℃,化学名称为N-乙酰基-5-甲氧基色胺(N-acetyl-5-methoxytryptamine)。

  Lerner(1960)[4]首次在松果体中分离出一种激素,由于这种激素能够使一种产生黑色素(melanin)的细胞发亮,故取其字首Mela;同时由于它从5-羟色胺(serotonin)衍生而来,故取其后缀tonin,因此,这种松果体激素取名为Melatonin(褪黑激素)。褪黑激素在体内含量极小,以pg(1×10-12 g)水平存在。近年来,国内外对褪黑激素的生物学功能,尤其是作为膳食补充剂的保健功能进行了广泛的研究,表明其具有促进睡眠、调节时差、抗衰老、调节免疫、抗肿瘤等多项生理功能。

  1 褪黑激素的生物合成

  褪黑激素的生物合成受光周期的制约。[5,6]松果体在光神经的控制下,由色氨酸转化成5-羟色氨酸,进一步转化成5-羟色胺,在N-乙酰基转移酶的作用下,再转化成N-乙酰基-5-羟色胺,最后合成褪黑激素,[7]从而使体内的含量呈昼夜性的节律改变。夜间褪黑激素分泌量比白天多5~10倍,[8]清晨2:00到3:00达到峰值。[9]Hakola等对夜班工人唾液中褪黑激素含量的研究结果,也证实了这种昼夜节律性变化。[10]褪黑激素生物合成还与年龄有很大关系,它可由胎盘进入胎儿体内,也可经哺乳授予新生儿。因此,在刚出生的婴儿体内也能检出很少量的褪黑激素,直到三月龄时分泌量才增加,并呈现较明显的昼夜节律现象,3~5岁幼儿的夜间褪黑激素分泌量最高,青春期分泌量略有下降,以后随着年龄增大而逐渐下降,到青春期末反而低于幼儿期,到老年时昼夜节律渐趋平缓甚至消失。[11]

  2 褪黑激素对睡眠的影响

  Holmes研究了褪黑激素的催眠作用和对神经化学的影响,大鼠给予10 mg/kg BW褪黑激素后,用EEG检测入睡时间,与服药前相比,缩短一半,觉醒时间也明显缩短,慢波睡眠、异相睡眠明显延长而且容易唤醒;给予2.5 mg/kg BW,得到程度略低的、类似的催眠效果。任何剂量的褪黑激素都不会改变标准EEC模型和干扰正常的睡眠规律。[3]腹膜给予小鼠褪黑激素25 mg/kg BW的催眠作用与 100 mg/kg BW(腹膜)环己烯巴比妥(催眠药)的作用相似。[12]Dollins等(1994)[13]用低剂量褪黑激素对20名年青健康志愿者进行催眠效果的研究,志愿者在上午11:45口服0.1~10 mg褪黑激素后,其血清浓度达到正常人夜晚平均浓度水平;0.1、0.3、1.0和10.0等各剂量组均使受试者口腔温度下降、入睡时间明显缩短、睡眠持续时间明显延长、精力下降、疲劳感增加、情绪低下、对Wilkinson听觉觉醒试验反应正确率下降。Waldhauser等(1990)[14]也对20名年轻健康志愿者进行口服80 mg褪黑激素催眠效果的研究。观察到服药1 h后血清药物浓度达到峰值(平均为25 817 pg/mL),显著高于正常人血清浓度,睡前醒觉时间、入睡时间缩短,睡眠质量改善,睡眠中觉醒次数明显减少,而且睡眠结构调整,浅睡阶段缩短,深睡阶段延长,次日早晨唤醒阈值下降。Irina等(1995)[15]在18、20、21时给予志愿者口服0.3 mg和1.0 mg褪黑激素,能使入睡和进入睡眠第二阶段时间缩短,但未影响REM(Rapid eye movements,快速眼动)期,表明褪黑激素有助于改善失眠症。因此,褪黑激素作为一种新型催眠药物,其独特的优点为:

  (1)小剂量(0.1~0.3 mg)就有较为理想的催眠效果;[15]

  (2)是一种内源性物质,通过对内分泌系统的调节而起作用,对机体来说并非异物,在体内有其自身的代谢途径,不会造成药物及其代谢物在体内蓄积;

  (3)生物半衰期短,口服几小时后即降至正常人的生理水平;

  (4)毒性极小。

  此外,褪黑激素还有较强的调节时差功能。[16]

  3 褪黑激素的抗衰老作用

  机体内酶促反应和非酶促反应时可能产生自由基,自由基与衰老有着密切的联系。正常机体内自由基的产生与消除处于动态平衡,一旦这种平衡被打破,自由基便会引起生物大分子如脂质、蛋白质、核酸的损伤,导致细胞结构的破坏和机体的衰老。[17]褪黑激素通过清除自由基,抗氧化和抑制脂质的过氧化反应保护细胞结构、防止DNA损伤、降低体内过氧化物的含量。Russel等人的研究发现,褪黑激素对黄樟素(一种通过释放自由基而损伤DNA的致癌物)引起DNA损伤的保护作用可达到99%,且呈剂量—反应关系。[18]褪黑激素对外源性毒物(如百草枯)引起的过氧化以及产生的自由基所造成的组织损伤有明显的拮抗作用。[19]褪黑激素还能降低脑中LPO的含量,其作用在脑的不同区域如大脑皮层、小脑、海马、下丘脑、纹状体等处,基本上是相同的,且均呈剂量依赖关系。但不同品系大鼠如Sprague-Dawlay和Wistar大鼠对褪黑激素的敏感性不同。[17]

  4 褪黑激素的调节免疫作用

  Maestron发现,[20]功能性或药物性抑制褪黑激素的生物合成,均可导致小鼠体液和细胞免疫效应受抑。褪黑激素能拮抗由精神因素(急性焦虑)所诱发的小鼠应激性免疫抑制效应,以及防止由感染因素(亚致死剂量脑心肌病毒)诱致急性应激而产生的瘫痪和死亡。[20]晏建军等[21]研究了褪黑激素对H22肝癌小鼠免疫的调节作用,发现能提高荷瘤小鼠CD4+CD8+值,协同IL-2提高外周血淋巴细胞及嗜酸性粒细胞数量,增强脾细胞NK和LAK活性,促进IL-2的诱生;还研究了褪黑激素对


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