Где еще есть мелатонин?

Последующие исследования, проведенные в нашей лаборатории, показали, что мелатонинпродуцирующие клетки есть и в других органах: печени, почках, поджелудочной железе, надпочечниках, вилочковой железе, симпатических ганглиях и т. п. Интересные данные были получены В. Гуляевым и Р. Манохиной. Они установили присутствие мелатонина и некоторых других гормонов (серотонина, гистамина, инсулина, катехоламинов) в эндотелиальных клетках сосудов. Обнаружение мелатонина и других химически активных веществ в стенке сосудов является отражением существования местного механизма непосредственного изменения концентрации гормонов в кровеносном русле конкретного органа. Такой механизм физиологически оправдан. Посредством его обеспечивается необходимое биологическое действие гормонов в кратчайший срок именно на те функциональные звенья, включение которых необходимо в определенной сложившейся ситуации. Особое значение имеет исследование физиологической роли гормонов, синтезирующихся в клетках сосудов в условиях воздействия ионизирующей радиации и развития в организме опухолей. И в том и в другом случаях сосуды являются тем звеном, которое играет далеко не последнюю роль и в реализации лучевого воздействия, и в развитии опухолевого процесса. Раджи биологам и онкологам хорошо известно, что именно нарушение сосудистой проницаемости значительно отягощает течение лучевой болезни, а распространение клеток первичной опухоли по сосудам вместе с током крови (метастазирование) приводит к смертельному исходу у значительной части онкологических больных. Проведенная нашими сотрудниками оценка поведения эндотелиальных клеток, вырабатывающих мелатонин и другие гормоны при лучевом поражении и опухолевом росте, дает основы для разработки возможных способов повышения эффективности лучевой и химиотерапии злокачественных новообразований.

Использование современных методов исследования позволило установить еще ряд положений, интересных с позиций дальнейшего изучения их в онкологий и радиологии. Так, В. Южаков установил присутствие мелатонина в так называемых тучных клетках. Эти клетки известны давно. Они были названы П. Эрлихом по их внешнему виду, поскольку очень похожи на набухшие шары. Электронная микроскопия показала, что их форма обусловлена большим количеством секреторных гранул, изнутри распирающих клетку. Тучные клетки определяются практически в каждом органе. В содержащихся в них гранулах находят разнообразные химические вещества. После описанных исследований теперь известно, что в них синтезируется и мелатонин. Дальнейшие эксперименты показали: введенные извне серотонин и мелатонин очень быстро накапливаются именно в тучных клетках, которые в дальнейшем разносят их по организму. Таким образом, роль тучных клеток заключается в захвате гормонов и других биологически активных веществ из окружающей ткани для последующего транспорта к месту назначения в зависимости от сложившейся конкретной ситуации. Учитывая, что серотонин и мелатонин обладают радиозащитными свойствами, дальнейшее изучение гормональной функции тучных клеток открывает определенные перспективы для оценки возможности целенаправленного управления радиочувствительностью органов через эти клеточные элементы.

Уже упоминавшийся нами канадский ученый Г. Бубеник не только подтвердил наши данные о синтезе мелатонина в желудочно-кишечном тракте, но и провел серию тонких экспериментов, которые позволили ему впервые определить наличие мелатонина в сетчатке глаза. Эти данные представляют довольно большой интерес, потому что ритм образования мелатонина неодинаков ночью и днем и зависит от освещенности. Ночью и в условиях искусственной темноты его синтезируется гораздо больше, чем днем и на свету. Кроме того, оказывается, если в сетчатке мелатонин не вырабатывается, глаз не способен различать цвета. Работы Бубеника подтвердили наличие функциональных связей между сетчаткой глаза и эпифизом.

Это тем более значимо и интересно, если учесть, что аминокислота триптофан, служащая сырьем для образования серотонина и мелатонина, при расщеплении у насекомых образует полуфабрикаты для синтеза пигментов глаза. Кроме того, палеонтологические и сравнительно-биологические исследования доказали, что эпифиз аналогичен непарному теменному глазу, присутствующему и сейчас у некоторых круглоротых и пресмыкающихся. Ученые установили, что первоначально на ранних этапах эволюции теменные глаза появились тоже парой, как и обычные боковые. В дальнейшем по мере изменения условий существования и возникновения у млекопитающих более сложных движений, боковое расположение глаз становилось более удобным, и примитивные теменные глаза, оказавшись лишними, видоизменились. Один из них и превратился в эпифиз, который и поныне является обязательной частью организма высших млекопитающих и человека. Возможно, способность теменного глаза (то есть эпифиза) к синтезу триптофана, из которого в одном случае образуется мелатонин, а в другом пигменты зрения, лежит в основе происхождения, эволюции и функции эпифиза (в определенных случаях как органа свето- и цветоощущения, в других - как гормональной железы).

Неожиданное подтверждение роли мелатонина, вырабатываемого сетчаткой глаза, в формировании цветоощущения принесли исследования канадского ученого Г. Вохлфарта. Он установил, что цвет и освещение одинаково действуют как на зрячих, так и на слепых (!) людей. Красный цвет возбуждает, голубой успокаивает. Это действие проявляется у тех и других однотипными изменениями кровяного давления и частоты дыхания. В одной из школ в Эдмонтоне по просьбе Вохлфарта перекрасили стены из оранжевого в голубой цвет и заменили люминесцентное освещение обычными лампами накаливания. Спустя некоторое время и у зрячих, и у слепых учащихся кровяное давление снизилось на 17 процентов. Опыты на крысах показали, что электромагнитная энергия света через мелатонин сетчатки глаза действует на синтез нейропептидов в головном мозге, усиливая выработку веществ, снижающих артериальное давление.

Исследования Вохлфарта уже повлекли за собой практические мероприятия: лондонский мост Блэк Фриар, печально знаменитый как "мост самоубийц", перекрасили в голубой цвет, в США в красный цвет окрашивают спортивные арены, автострады, интерьеры ресторанов, в голубой - стены помещений, в которых проходят политические митинги и дискуссии.

Мелатонин является универсальным регулятором биологических ритмов

Журнал "Ньюсуик" в 1985 году опубликовал интересную статью об эпифизе как о своеобразных биологических часах, пружиной которых служит чередование света и темноты. В ней рассказывается об исследованиях американских ученых. Так, Дж. Брейнард считает, что причиной воздействия света на психическое состояние является расстройство деятельности мелатонина. Брейнард и его коллеги из медицинского колледжа имени Т. Джефферсона в Филадельфии показали, что увеличение продукции мелатонина осенью и зимой, когда день намного короче ночи, вызывает у людей апатию, легкую депрессию, упадок сил, снижение внимательности, замедление реакций. А. Леви рекомендует больным, страдающим депрессией, для уменьшения синтеза мелатонина проводить некоторое время по утрам при ярком свете. Н. Розенталь вылечивал депрессию, помещая больных на несколько часов утром и вечером перед лампами, свет которых по спектру близок к солнечному.

Мелатонин, по-видимому, действительно является универсальным регулятором биологических ритмов. Английские ученые создали лекарство на основе вещества, полученного из мелатонина, предотвращающее нарушения биоритмов, возникающие у 78 процентов летчиков и пассажиров при перелете через 3 часовых пояса из Нью-Йорка в Лондон. Это лекарство оказывает лечебный эффект и при уже происшедших нарушениях биоритмов.