Melatonin a časový systém lidského organismu

1. Melatonin a časový systém lidského organismu Helena Illnerová Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.

2. Čas v organismu • Čas lineární • Čas cyklický: rytmy ultradiánní • cirkadiánní • infradiánní

3. Rytmy cirkadiánní • ve spánku a bdění • v tělesné teplotě • ve výkonu • v tvorbě a uvolňování hormonů • v aktivitách enzymů • ve složení tělních tekutin • v zapínání a vypínání genů

5. Subjektivní den-subjektivní noc • Na počátku subjektivní noci: • vzrůstá ospalost • vzrůstá tvorba a uvolňování melatoninu • klesá tělesná teplota • Před koncem subjektivní noci: • vzrůstá tvorba a uvolňování kortisolu • klesá tvorba a uvolňování melatoninu • vzrůstá tělesná teplota

6. Synchronizace (nastavení) cirkadiánních rytmů • Synchronizátory: světlo • melatonin • fyzická aktivita

7. Synchronizace světlem • Světlo v první polovině noci zpožďuje fázi cirkadiánních rytmů. • Světlo ve druhé polovině noci způsobuje předběhnutí fáze cirkadiánních rytmů. • Světlo během subjektivního dne nemění fázi rytmů.

10. Působení světla Vidění Tyčinky, čípky Rhodopsin Optické dráhy Zraková kůra Cirkadiánní synchronizace Gangliové buňky s melanopsinem Retinohypothalamický trakt SCN, jiná místa v mozku

11. Molekulový hodinový stroj • Hodinové geny savců: • Per1, Per2, Cry1, Cry2, Bmal1, Clock, CK1E, • Rev-erb alpha, Rora • Geny hodinami řízené: • stovky; např. AVP, dbp, apod. • Systém positivních a negativních transkripčně-translačních smyček

12. Geneticky podmíněné chronotypy • Skřivánci • Sovy • Rozmezí mezi skřivánky a sovami

13. Hierarchie cirkadiánního systému S C N Světlo Melatonin NPY játra plíce ledviny srdce pankreas Omezený příjem potravy Glukokortikoidy

14. Cirkadiánní hodiny a tělesné funkce Cirkadiánní hodiny ovlivňují buněčné dělení: slabý časový systém je rizikem pro nádorová bujení. Cirkadiánní hodiny ovlivňují metabolismus :zeslabení časového systému je rizikem pro vznik metabolických poruch a obezity. Cirkadiánní hodiny řídí rytmus spánku a bdění: slabý časový systém vede ke smazávání rozdílu mezi subjektivním dnem a nocí a k poruchám spánku.

15. THE PINEAL GLAND: SEROTONIN N-ACETYLTRANSFERASE N-ACETYLSEROTONIN HYDROXYINDOL-O-METHYL TRANSFERASE MELATONIN

16. Receptory melatoninu • MT 1 : 50 - 200 pM • MT 2 : 160-300 pM • Části mozku: SCN v hypothalamu, mozková kůra, mozeček, mezimozek • Periferní orgány: sítnice, slezina, varlata, artérie, střevo, hladký sval

17. Působení melatoninu • Udává denní čas. • Udává roční dobu. • Nastavuje hodiny v SCN. • Posiluje časový systém. • Zlepšuje kvalitu spánku. • Krátí dobu latence před usnutím. • Roztahuje cévky na končetinách • Potlačuje invazivnost nádorových buněk mamy

18. Doporučení pro podávání melatoninu • Při poruchách spánku: podávat melatonin jednu hodinu před ulehnutím. • Při plné ztrátě vnímání světla: podávat melatonin jednou za 24 hodin ve večerních hodinách. • Při letu na východ: při letu přes více časových pásem podávat melatonin na začátku nové noci.

19. Doporučení pro životní styl • Posilovat časový systém jasným oddělením dne a noci. Vystavovat se intensivnímu dennímu osvětlení. • Dodržovat pravidelnou životosprávu. Konat jednotlivé činnosti v době, kdy je na ně vnitřní časový systém a tudíž i celý organismus připraven.

20. Shrnutí • Biologické hodiny uložené v SCN v hypothalamu řídí denní časový program organismu a koordinují chod periferních hodin. • Hodiny v SCN jsou nastavovány světlem. Hodiny periferní jsou nastavovány z SCN a případně dalšími faktory, např. příjmem potravy. • Silný vnitřní časový systém chrání před spánkovými, onkologickými a metabolickými poruchami.

21. Otázky ?~ Odpovědi !