Загадки сна. От бессонницы до летаргии

Существуют сезонные колебания секреции мелатонина, отражающие изменение длительности светлого периода суток в различные времена года. Репродуктивный цикл многих млекопитающих связан с определенным периодом, когда темное время занимает большую часть суток, что обеспечивает безопасность родов и выкармливания потомства. У овец, например, репродукция максимальна в осенние месяцы, когда длина светового дня составляет 10–12 часов. Поступление в организм овцы дополнительного мелатонина при использовании подкожных имплантов позволяет повысить плодовитость этих животных. То же касается и яйценоскости кур.

Кроме воздействия на биологические ритмы мелатонин обладает еще целым рядом разнообразных эффектов. Несмотря на положительное влияние на репродукцию животных, у людей он, наоборот, замедляет половое созревание. Это было обнаружено у детей с мелатонинпродуцирующими опухолями эпифиза. Факт, что секреция мелатонина у людей до периода полового созревания возрастает, а после него начинает неуклонно снижаться, породил гипотезу о том, что одной из важных функций мелатонина является обеспечение относительно ровного темпа полового созревания путем мягкого «притормаживания» репродуктивной системы. После того как созревание произошло, в данной функции гормона отпадает надобность и мелатонинпродуцирующие клетки начинают отмирать. Этим можно объяснить ускорение снижения секреции мелатонина у людей после достижения возраста 15 лет.

Кроме гормональной (гормоны – это биологически активные вещества, вырабатываемые эндокринными железами и оказывающие регулирующее влияние на обмен веществ и физиологические функции) у мелатонина есть еще ряд негормональных функций. Этот гормон вырабатывается не только шишковидной железой, но и клетками кишечника, а также в других органах. Мелатонин присутствует и в растениях, например в зверобое. В тех случаях, когда мелатонин вырабатывается не эпифизом, а также у растений он выступает не в качестве гормона, а в качестве биологического активного вещества – антиоксиданта для местного, можно так сказать, употребления.

Молекула мелатонина обладает свойствами скэвенжера (очистителя) свободных радикалов. Мелатонин в силу своей липофильности (жирорастворимости) легко проникает в любые клетки организма и охотно вступает в реакции со свободными радикалами (активными формами кислорода) – побочным продуктом неэффективных химических реакций. Одна молекула мелатонина в процессе деградации способна захватить до 10 свободных радикалов, поэтому антиоксидантное действие этого вещества очень выражено: оно, например, в два раза сильнее, чем у витамина Е (токоферола). Предполагают, что антиоксидантное действие было самой первой функцией мелатонина, появившейся в процессе эволюции. Мелатонин появился более 2,5 млрд лет назад в существующей и поныне пурпурной бактерии Rhodospirillum rubrum,

чтобы обеспечить ей защиту от перенасыщенного кислородом окружения, которое возникло в результате события, известного как «кислородная катастрофа», когда в результате активной деятельности фотосинтезирующих микроорганизмов в атмосфере резко увеличилось содержание этого элемента. Наличие мелатонина в относительно больших концентрациях в семенах растений также объясняют его антиоксидантным действием, защищающим генетический аппарат зародыша от повреждения.

У людей антиоксидантный эффект мелатонина используют для облегчения побочных эффектов химиотерапии при лечении опухолей; для повышения эффективности экстракорпорального оплодотворения, чтобы повысить выживаемость ооцитов (оплодотворенных яйцеклеток); для защиты сердечной мышцы от окислительного стресса после проведения операций аортокоронарного шунтирования.

Кроме светового воздействия и применения препаратов мелатонина для того, чтобы привести внутреннее время в соответствие с астрономическим, важную роль играет социальное взаимодействие. Каким бы ни был собственный суточный ритм человека, на работу или учебу ему приходится приходить в одно и то же время и начинать ее одновременно с другими, столь же уникальными в хронобиологическом плане личностями. Поэтому у людей сигналом, задающим время (в хронобиологии для этого используется немецкое слово zeitgeber – времязадатель), являются часы – универсальный синхронизатор жизни человеческого общества. Если стрелки часов незаметно для человека перевести, то он все равно будет подстраивать свою повседневную активность под определенное время. Американский исследователь сна Натаниэль Клейтман в своих первых исследованиях показал, что при необходимости человек может приучить себя жить и при 28-часовых сутках, причем у некоторых людей действие этого социального времязадателя позволяет изменить и суточный ритм температуры, который считается более устойчивым.