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褪黑素研究概况

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摘要:随着人们对MEL和松果体研究的深入,MEL在疾病中的作用越来越被人们所重视。全世界的科学家和临床医生在不断的研究和开发褪黑素具体的作用机制以及在临床上的应用。本文就国内外学者、专家对褪黑素的发现、生物合成、毒性、催眠、抗癌等相关研究的成果做一下梳理和综述,以期引起更多学者对此领域的关注。

关键词:褪黑素

中图分类号:A715 文献标识码:B 文章编号:1009-9166(2009)05(c)-0088-02

褪黑素(MELatonin,MEL)化学名称为:N一乙酸基一5-甲氧基色胺。它是一种存在于从藻类到人类的多种生物中的吲哚胺类激素。对哺乳动物和人类而言,它主要是由松果体(PG)合成分泌,另外在胃肠道、视网膜还有少量分泌。其作用相当广泛,其分泌量也有明显的昼夜节律。MEL对人的主要作用是维持生理节奏的昼夜节律,有助于睡眠,具有增加人体免疫功能和抗衰老作用,抑制肿瘤细胞的生长,还能对中枢神经系统有抑制作用。是一种比维生素E更有效的过氧化基清除剂,对生长发育、和许多器官起调节作用。MEL还能减少癫痫病的发作,预防老年性疾病阿尔茨海默病(Alzheimer's disease)和帕金森(Parkinson'sdisease)。MEL可调节胆固醇水平,防止血小板凝聚所诱发的心脏病。另外MEL还具有抗应激作用,对物理应激及精神应激引起的免疫力低下均有显著的对

抗作用,MEL还能对某些精神病如抑郁症、精神分裂和丛集性头痛产生影响。

一、MEL的发现

对于PG的认识人们经历了一个漫长的历程。由于实验条件的限制,PG曾一度被认为是退化的器官。1896年Hubner注意到一个因肿瘤破坏了PG的男孩出现性早熟,才首次认识到PG可能的生理作用。到1917年PG褪黑素的生物活性第一次被揭示,当时Mecord和Allen只是发现牛PG的提取物能使一种小州蚌(Rana pipens tadpole)的皮肤颜色变浅。1958年,皮肤病学家Lerner根据PG提取物的这一生物活性,对其分离确定了这种物质的结构并命名为褪黑素(MELatonin),成为PG研究史上的重大事件,揭开了PG研究的序幕。随后Reiter等在叙利亚仓鼠的研究中,首次证实了PG至少是与生殖生理功能有关的内分泌器官。此后一系列研究证明,松果体和它的重要激素MEL对机体的生殖系统、内分泌系统和生物节律都具有明显的调节作用,而且与睡眠、镇痛、镇静相关。

二、生物合成

MEL的生物合成主要在PG细胞内进行,这不只受环境中光线的影响,还受许多外部因素,特别是交感神经的影响。在哺乳动物中,光感信息被视网膜光感受体吸收后,随即发生化学转化,环境的光能转换为电脉冲信号,被传递到颈神经节(SCG)。再由此发出肾上腺素能节后纤维,最终到达松果体在这一过程中,当信号到达SGG上的肾上腺素能节后纤维时,交感末梢即释放去甲肾上腺素(NE),NE作用于PG上的β-肾上腺素受体,激活腺苷环化酶,促使cAMP生物合成增加,进一步激活N-乙酰转移酶,使5-HT生成5-羟基-N-乙酰色胺,再经羟基吲哚-0-甲基转移酶(HIOMEL)催化5位甲基化为MEL。

PG受昼夜节律影响,主要是在晚上分泌,因此晚上MEL的水平较高。PG内MEL含量因不同动物而异。如人的PG约含MEL0.05-0.4μg/g,估计每克人PG组织每小时夜间能合成200pgMEL。生物合成的MEL主要通过血流迅速被各器官摄取。约70%的MEL与蛋白结合。给人静注MEL,血浆MEL浓度迅速下降,其半衰期在开始的几分钟较短,然后进入一段较长的滞留期。

三、MEL的毒性研究概况

关于MEL的毒性一般认为极小,由于受在水中溶解度的限制不能精确测定但当服用3-6g/d,持续一个月,有一些受试者会有腹痛的表现。曾有报道妇女连续4个月服用300mg/d,有抑制排卵的副作用。还有人大剂量给药6.6g/d连续35天,除发生轻度的头痛和急性腹痛外,无其他副作用,还有少数人服用后出现多梦,这可能因为MEL使快波睡眠(REM)延长,而人做梦的时间主要在REM相,据此认为MEL是一无毒性的物质。

四、褪黑素的镇静催眠研究概况

自从MEL结构被鉴定后,有关MEL的生理、病理和药理作用的研究迅速发展。近年来,有许多报道表明MEL有利于动物和人类的睡眠。美国马萨诸赛州脑与认识科学研究所的Dollins等人对20名男性自愿者口服小剂量的MEL(0.1-l0mg),所有剂量均显著增加睡眠时间,缩短入睡潜伏期,降低口温,对Wilkinson听觉失眠测定的纠正反应数减少。这些资料表明MEL有很强的催眠作用。另一组老年失眠症的治疗方案是,第一星期,每晚睡前2小时服用MEL2mg,以后每晚服lmg,连续2月,这种替代疗法对MEL缺乏性老年失眠症的病人,有利于其入睡和睡眠的持续,可以有效地改善老年人的睡眠质量。

五、褪黑素的抗肿瘤作用研究概况

1、MEL对癌症的预防作用。MEL对人类生长激素的分泌有重要意义。当人体老化时PG开始退化,MEL分泌衰减,连带使免疫系统因衰退而造成疾病的侵入。人活得愈久,发生癌症的可能性愈高。目前认为维持MEL的正常节律性和分泌水平有可能延长寿命,这与其肿瘤发生和免疫增强作用密切相关。

Tan等发现MEL能减轻化学致癌物黄樟素(safrole)对大鼠的损害,黄樟素氧化肝细胞,深度损害DNA。提前服用MEL,结果发现MEL(0.2mg/kg)可以使黄樟素对大鼠的损害减少41%:若将MEL的剂量提高1倍(0.4mg/kg)可使黄樟素对大鼠的损害降低到1%。Pioli等报道,MEL(口服1Omg/kg)能促进小鼠脾巨噬细胞产生白细胞介素-1(IL-1),α一肿瘤坏死因子(TNFα),触发T细胞增殖。Siz等发现腹腔注射MEL的小鼠脾细胞的培养上清液能明显刺激小鼠肥大细胞产生亚硝酸盐,同时发现小鼠脾细胞的培养上清液对小鼠肥大细胞瘤P815产生明显的抑制作用。进一步研究表明MEL能诱导小鼠脾细胞产生巨噬细胞激活因子,高浓度的白细胞介素一2(IL-2)和干扰素(IFN-α),而IFN-α被认为在免疫调节中起重要作用。

2、MEL对癌细胞的直接抑制作用。Molis等研究表明MEL能够抑制MCF-7人乳腺癌细胞的生长。MEL( mol/L能够快速地升高生长刺激因子的mRNA水平,α转化生长子(TGF-α)、c-myc.相反MEL能够降低被雌激素调节的其它因子的表达,如孕酮受体,但MEL对乳腺癌细胞的抑制作用需进一步研究。Cos等通过在培养液中加入MEL来研究不同密度下MCF-7人乳腺癌细胞的倍增时间。实验表明MEL( mol/L)仅仅能够抑制MCF-7人乳腺癌细胞中快速增长的肿瘤细胞,延长该细胞的倍增时间,但不能有效地改变培养液中低增长率的肿瘤细胞的倍增时间。这些资料表明MEL对MCF-7人乳肿瘤细胞的抑制作用与细胞的生长状态有直接关系。Crespo等用形态学方法研究了MEL与MCF-7细胞中雌二醇的关系,结果表明,MEL对MCF-7细胞有直接抑制作用。他认为其机理可能是MEL阻断了细胞有丝分裂中雌二醇和表皮生长因子的刺激作用,导致细胞分裂中Go/G1阶段的推迟进行。Cini等通过体外细胞培养和体内荷瘤动物实验发现,MEL能够抑制动物体内肿瘤,延长动物存活时间。

3、MEL的协同抗肿瘤作用。MEL除对癌症有预防作用和对癌细胞直接抑制作用外,更主要的作用是与常用抗癌药联合,增强常用抗癌药的疗效且降低其副作用。还能增强麻醉剂或镇静剂的作用,以减轻晚期癌症患者的疼痛之苦。

人们发现白细胞介素-2(IL-2)对癌细胞有选择性杀伤作用。80年代IL-2被认为是治疗癌症的一大突破。但人工制造IL-2患者服用后会出现发热、头晕、钠水贮留、血压下降、肝肾功能异常、毛细血管渗漏综合症等副作用。Lissoni等根据IL-2和MEL的作用特征,将两者联合,治疗肾癌和黑色素瘤。将80例晚期癌症患者分为两组,第1组(39例)单独注射IL-2,于晚上8点注射,每周注射6天,连续4周。第2组(41例)患者注射IL-2和口服MEL,于第1次注射IL-2从第7天开始每晚8点口服MEL,每天40mg,连续I周。第二组患者药物副作用都很温和,其中3例完全缓解,而单独应用IL-2的39例患者中无一例完全缓解;第2组患者中部分缓解8例,而第1组仅1例。第2组患者的肿瘤抑制率明显高于第1组(P

作者单位:山东师范大学生命科学院

作者简介:刘存存(1986年-),女,山东师范大学生命科学院05级在读本科生。

参考文献:

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