PL EN


Preferences help
enabled [disable] Abstract
Number of results
Journal
2014 | 63 | 2 | 223-231
Article title

Melatonina: hormon snu czy hormon ciemności?

Content
Title variants
EN
Melatonin: the hormone of sleep or darkness?
Languages of publication
PL EN
Abstracts
PL
Funkcjonowanie organizmów zamieszkujących kulę ziemską odbywa się pod dyktando zmian warunków zewnętrznych, wynikających z ruchu obrotowego naszej planety (dzień i noc) oraz jej obiegu wokół Słońca (pory roku). Większość, a może wszystkie procesy fizjologiczne przebiegają ze zmiennym nasileniem w ciągu doby, kształtując w ten sposób rytmy dobowe, zsynchronizowane ze zmianami zachodzącymi w otoczeniu. Rytmy generuje zegar endogenny, z głównym oscylatorem okołodobowym zlokalizowanym u ssaków w jądrach nadskrzyżowaniowych podwzgórza (SCN), natomiast synchronizacja jego pracy z warunkami środowiskowymi wymaga czytelnych dla zegara sygnałów zewnętrznych, tłumaczonych następnie na język zrozumiały dla komórek, tkanek i narządów. Najsilniejszym "dawcą czasu" jest światło, a strukturą odbierającą informację o świetle i ciemności jest szyszynka, gruczoł neuroendokrynowy kręgowców, w którym syntetyzowana jest melatonina, stanowiąca "biochemiczny substrat ciemności". Szyszynkowa synteza melatoniny przebiega rytmicznie w ciągu doby, z nasileniem w nocy i tylko śladowymi ilościami powstającymi w dzień. Melatonina pełni funkcję zegara i kalendarza, bowiem czas jej syntezy zależy od sezonowo zmieniającej się długości nocy, a niesiona przez nią informacja jest odbierana nie tylko zwrotnie przez SCN, ale również przez większość narządów, w których moduluje przebieg procesów. Wszystkie warunki, które zaburzają nocną syntezę melatoniny (np. loty transkontynentalne, praca zmianowa, niebiesko-fioletowe światła LED generowane przez towarzyszące człowiekowi różne urządzenia elektroniczne) prowadzą do zaburzenia rytmów fizjologicznych ludzi, co wydaje się być przyczyną wielu chorób tzw. cywilizacyjnych. Należą do nich także zaburzenia snu, z których pewne mogą być korygowane przez egzogenną melatoninę lub jej pochodne, choć przy ich stosowaniu trzeba uwzględniać ogólnoustrojową obecność receptorów melatoniny, wpływającej tą drogą modulująco na funkcjonowanie większości tkanek i narządów.
EN
Terrestrial organisms are influenced by the cyclical nature of geophysical variations in the solar daylength and seasonal changes of the environmental day/night cycle. Adaptation to these changes includes regulation of the intensity of majority (all?) physiological processes generated by an endogenous mechanism known as the biological clock. In mammals, main biological (master) clock, is located in the suprachiasmatic nucleus (SCN) of the hypothalamus, and its periodicity is synchronized to 24 hs by the external cues, called time givers. Main synchronizing external factor is light/dark cycle, and in particular length of darkness, which is a period of elevated synthesis of melatonin, a neurohormone produced in the pineal gland, existing in all vertebrate species. As the duration of night vary according to the season, melatonin being a biochemical substrate of darkness acts within the body as "a clock and a calendar". Melatonin released to the circulation adjusts activity of SCN to the external lighting conditions and also modulates diurnal rhythmicity of several physiological processes. Various environmental conditions perturbing nocturnal rise of melatonin synthesis (e.g. transmeridian flights, shift work, blue-violet light emitted by several electronic devices equipped with LED) lead to the desynchronization of these circadian rhythms giving increased frequency of different illness appearing in the modern societies, including sleep disorders. Correction of this kind of disorders seems to be possible, at least partly, by the evening treatment with exogenous melatonin or its analogs. It is, however, necessary to keep in mind that melatonin action within the body is much more extended as its receptors are present in majority of organs and modulatory influence of melatonin on several physiological processes must be taken into consideration.
Keywords
Journal
Year
Volume
63
Issue
2
Pages
223-231
Physical description
Dates
published
2014
References
  • Arendt J., 2003. Importance and relevance of melatonin to human biological rhythms. J. Neuroendrocrinol. 15, 427-431.
  • Aube M., Roby J., Kocifaj M., 2013. Evaluating potential spectral impacts of various artificial lights on melatonin suppression, photosynthesis, and star visibility. Plos ONE 8, e67798. doi 10.1371/journalpone.0067798
  • Balsalobre A., 2002. Clock genes in mammalian peripheral tissues. Cell Tissue Res. 309, 193-199.
  • Bell-Pedersen D., Cassone V. M., Earnest D. J., Golden S. S., Hardin P. E., Thomas T. L., Zoran M. J., 2005. Circadian rhythms from multiple oscillators: lesson from diverse organisms. Nature Rev. Genet. 6, 544-556.
  • Berson D. M., Dunn F. A., Takao M., 2002. Phototransduction by retinal ganglion cells that set the circadian clock. Science 295, 1070-1073.
  • Bębas P., 2010. O złożoności zegara biologicznego owadów, czyli jak narządy odmierzają czas. Kosmos 59, 497-511.
  • Blask D. E., 2009. Melatonin, sleep disturbance and cancer risk. Sleep Med. Rev. 13, 257-264.
  • Bracci M., Manzella N., Copertaro A., Staffolani S., Strafella E., Barbaresi M., Copertaro B., Rapisarda V., Valentino M., Santarelli L., 2014. Rotating-shift nurses after a day off: peripheral clock gene expression, urinary melatonin, and serum 17-β-estradiol levels. Scand. J. Work Environ. Health. doi: 10.5271/sjweh.3414.
  • Challet E., 2007. Minireview: Entrainment of the suprachiasmatic clockwork in diurnal and nocturnal mammals. Endocrinology 148, 5645-5655.
  • Chellappa S. L., Steiner R., Blattner P., Oelhafen P., Gotz T., Cajochen C., 2011. Non-visual effects of light on melatonin, alertness and cognitive performance: can blue-enriched light keep us alert? PLoS ONE 6, e16429. doi: 10.1371/journalpone.0016429.
  • Chellappa S. L., Viola A. U., Schmidt C., Bachmann V., Gabel V., Maire M., Reichert C. F., Valomon A., Gotz T., Landolt H.-P., Cajochen C., 2012. Human melatonin and alerting response to blue-enriched light depend on a polymorphism in the clock gene per3. J. Clin. Endocrinol. Metab. 97, E433-E437.
  • Claustrat B., Brun J., Chazot G., 2005. The basic physiology and pathophysiology of melatonin. Sleep Med. Rev. 9, 11-24.
  • Erren T. C., Reiter R. J., 2009. 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. 73, 537-541.
  • Grivas T. B., Savvidou O. D., 2007. Melatonin the 'light of night' in human biology and adolescent idiopathic scoliosis. Scoliosis 2. doi:10.1186/1748-7161-2-6.
  • Hardeland R., 2009, New approaches in the management of insomnia: weighing the advantages of prolonged-release melatonin and synthetic melatoninergic agonists. Neuropsychiat. Dis. Treat 5, 341-354.
  • Klein D. C., 2007. Arylalkylamine N-acetyltransferase: 'the timezyme'. J. Biol. Chem. 282, 4233-4237.
  • Krzeptowski W. D., 2012. Molekularny mechanizm zegara okołodobowego czyli jak organizmy mierzą czas. Kosmos 61, 305-318.
  • Lerner A. B., Case J. D., Takahashi Y., Lee T. H., Mori W., 1958. Isolation of melatonin, the pineal gland factor that lightens melanocytes. J. Am. Chem. Soc. 80, 2587.
  • Lopez-Munoz F., Rubio G., Molina J. D., Alamo C., 2012. The pineal gland as physical tool of the soul faculties: A persistent historical connection. Neurologia 27, 161-168.
  • Paakkonen T., Makinen T. M., Leppaluoto J., Vakkuri O., Rintamaki H., Palinkas L. A., Hassi J., 2006. Urinary melatonin: a noninvasive method to follow human pineal function as studied in three experimental conditions. J. Pineal Res. 40, 110-115.
  • Pandi-Perumal S. R., Trakht I., Srinivasan V., Spence D. W., Meastroni G. J. M., Zisapel N., Cardinali D. P., 2008. Physiological effects of melatonin: Role of melatonin receptors and signal transduction pathways. Prog. Neurobiol. 85, 335-353.
  • Pevet P., Bothorel B., Slotten H., Saboureau M., 2002. The chronobiotic properties of melatonin. Cell Tissue Res. 309, 183-191.
  • Reiter R. J., 1993. The melatonin rhythm: both a clock and a calendar. Experientia 49, 654-664.
  • Sanchez-Barcelo E. J., Cos S., Mediavilla D., Martinez-Campa C., Gonzalez A., Alonso-Gonzalez C., 2005. Melatonin-estrogen interactions in breast cancer. J. Pineal Res. 38, 217-222.
  • Sato M., Matsuo T., Atmore H., Akashi M., 2014. Possible contribution of chronobiology to cardiovascular health. Front. Physiol. doi: 10.3389/fphys.2013.00409.
  • Skwarło-Sońta K., Majewski P., 2010. Melatonina, wielofunkcyjna cząsteczka sygnałowa w organizmie ssaka: miejsca biosyntezy, funkcje, mechanizmy działania. Folia Med. Lodziensia 37, 1-41.
  • Stevens R. G., Blask D. E., Brainard G. C., Hansen J., Lockley S. W., Provencio I., Rea M. S., Reinlib L., 2007. Meeting report: The role of environmental lighting and circadian disruption in cancer and other diseases. Environ. Health Perspect. 115, 1357-1362.
  • Wood B., Rea M. S., Plitnick B., Figueiro M. G., 2012. Light level and duration of exposure determine the impact of self-luminous tablets on melatonin suppression. Appl. Ergonom. http://dx.doi.org/10.1016/j.apergo.2012.07.008
  • Zawilska J. B., Skene D. J., Arendt J., 2009. Review: Physiology and pharmacology of melatonin in relation to biological rhythms. Pharmacol. Rep. 61, 383-410.
Document Type
Publication order reference
YADDA identifier
bwmeta1.element.bwnjournal-article-ksv63p223kz
Identifiers
JavaScript is turned off in your web browser. Turn it on to take full advantage of this site, then refresh the page.