內(nèi)源性和外源性褪黑素對睡眠功能的影響機制

概述

內(nèi)源性褪黑素（Melatonin，MT）是一種由哺乳動物松果體分泌的高親脂性神經(jīng)內(nèi)分泌激素，由色氨酸通過5-羥色胺（5-HT）合成。褪黑素的生物信號強度及相關(guān)因素在維持健康方面的證據(jù)已經(jīng)大量累積。MT作為內(nèi)源性自由基清除劑而廣為人知，對人體具有廣泛的生理活性作用，參與免疫、調(diào)節(jié)睡眠、抗抑郁和延緩衰老等的廣泛生理作用，其中對睡眠的調(diào)節(jié)作用尤為顯著，因此又被稱為生理性催眠劑。從牛松果體提取到MT后，國內(nèi)外對它生物學(xué)功能的研究越來越深入，并且對其作為膳食補充劑的保健功能進(jìn)行了廣泛的探索。

一、褪黑素生物節(jié)律

MT的分泌量在兒童時期可達(dá)高峰，青春期后隨年齡增長而下降，45歲便降至幼兒期的50%，老年降至極低水平，晝夜分泌節(jié)律逐漸消失。MT的合成與分泌具有敏感的晝夜節(jié)律性，其在體內(nèi)的含量變化與環(huán)境光照信號的周期性改變同步。MT分泌周期為24h，具有顯著的夜峰晝谷節(jié)律特點。光照會抑制褪黑素的分泌，因此白天褪黑素分泌減少且在血中濃度極低；黑夜降臨，褪黑素的分泌立即增高，午夜可達(dá)分泌高峰。

二、褪黑素與睡眠障礙

人一生中大概要耗費1/3的時間在睡眠中度過。睡眠障礙是目前常見的疾病，對身心危害極大、治療困難。當(dāng)今，睡眠障礙患者愈來愈多，主要有入睡困難、失眠和早醒、慢波睡眠減少和快速眼動睡眠密度增加等癥狀。MT是一種與睡眠質(zhì)量密切相關(guān)的內(nèi)源性激素，能夠縮短淺睡時間，延長深睡時間，降低次日早晨的喚醒閾值，具有較強的調(diào)整時差的功能。環(huán)境的光信息經(jīng)視網(wǎng)膜傳遞到體內(nèi)生物鐘起搏點--間腦視交叉上核（SCN），SCN調(diào)控松果體褪黑素的分泌，通過受體介導(dǎo)調(diào)控睡眠覺醒的生物節(jié)律與外界晝夜節(jié)律一致。同樣，MT受體功能也存在晝夜節(jié)律。人體的MT受體分為MT1，MT2，MT3三個亞型，MT1集中在神經(jīng)系統(tǒng)的SCN、丘腦神經(jīng)核等部分，作用是調(diào)節(jié)睡眠；MT2則涉及晝夜節(jié)律調(diào)控；MT3作用尚未明確。研究發(fā)現(xiàn)MT分泌的振幅和節(jié)律異常與季節(jié)性睡眠障礙、睡眠覺醒周期障礙有相關(guān)性。下丘腦的SCN是哺乳動物調(diào)控生物節(jié)律的“司令部”，MT可能是通過影響腦內(nèi)去甲腎上腺素（NE）、乙酰膽堿（Ach）、5-HT的含量，同時作用于SCN，從而影響慢波睡眠和快速動眼睡眠的頻率。

三、褪黑素與特殊人群的睡眠障礙

1.MT的分泌與兒童睡眠

兒童期，高質(zhì)量的睡眠能夠促進(jìn)腦功能健康的發(fā)育發(fā)展、鞏固記憶、保證次日大腦的最佳狀態(tài)、增強免疫力，因此其睡眠周期應(yīng)該更長，睡眠對健康的影響較成人更為重要。褪黑素通過抑制下丘腦-垂體-腎上腺軸（HPA軸）的過度激活來調(diào)節(jié)HPA軸功能，從而對腦的發(fā)育發(fā)揮保護(hù)作用。褪黑素對生殖器官的生理學(xué)作用尚不清楚，但它可能對生殖器官的激素水平有影響，尤其可以推遲青春期的到來并抑制生殖功能。正常兒童的MT分泌水平較高，因此為了保證兒童的正常發(fā)育應(yīng)該按時熄燈就寢。MT被批準(zhǔn)可用于特定成年人睡眠障礙的治療，雖然越來越多的睡眠障礙兒童被使用褪黑素治療，但這種做法未被驗證并且存在風(fēng)險。因此對于睡眠紊亂的兒童，應(yīng)該及時診斷和防治，治療手段應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)代藥物治療、心理學(xué)、教育學(xué)多方面。

2.MT的分泌與老年失眠

睡眠缺乏現(xiàn)象在當(dāng)今社會越來越普遍，尤其老年人的睡眠狀況與生活質(zhì)量密切相關(guān)。機體衰老的開始起于松果體，松果體被稱為調(diào)控晝夜節(jié)律的主生物鐘，隨年齡增長而萎縮鈣化，表現(xiàn)為生物鐘的紊亂和節(jié)律性的減弱、消失，MT分泌的下降，導(dǎo)致睡眠紊亂以及一系列功能失調(diào)。睡眠缺乏現(xiàn)象在當(dāng)今社會越來越普遍，尤其老年人的睡眠狀況與生活質(zhì)量密切相關(guān)。研究證明：MT能夠提高老年小鼠腦神經(jīng)營養(yǎng)因子的表達(dá)水平，延緩腦細(xì)胞的衰老、組織腦結(jié)構(gòu)萎縮及保護(hù)CNS神經(jīng)元。睡眠障礙的老年患者由于腦細(xì)胞得不到充足休息而影響能量代謝和自由基的清除，加速衰老。實驗發(fā)現(xiàn)，對老年大鼠體內(nèi)注射適量褪黑素與未注射褪黑素相比，注射褪黑素的老年動物的生物節(jié)律紊亂的情況得到改善。

3.MT的分泌與抑郁癥患者睡眠

抑郁癥等腦神經(jīng)性疾病是目前國內(nèi)外研究的熱點，與其發(fā)病密切相關(guān)的5-HT、去甲腎上腺素（NE）、多巴胺（DA）等這些特定的神經(jīng)遞質(zhì)表現(xiàn)為含量過低和受體功能低下。睡眠節(jié)律紊亂是抑郁癥常見的癥狀，其中早醒最具特征。有研究對人體血漿MT進(jìn)行測定，發(fā)現(xiàn)存在睡眠障礙的抑郁癥患者血漿MT水平明顯低于常人，且睡眠節(jié)律紊亂的嚴(yán)重程度與血漿MT含量呈負(fù)相關(guān)。睡眠障礙給抑郁患者帶來精神上和軀體上的不適，而失眠可能是抑郁癥患者自殺的重要誘因。

四、補充劑

褪黑素具有水溶性和脂溶性、小劑量、低毒性、無依賴性等特點，其區(qū)別于安眠藥最大的特點是無成癮性，無明顯毒副作用。針對性地補充外源性褪黑素，可以一定程度調(diào)整和修復(fù)晝夜節(jié)律，增強睡眠質(zhì)量，改善身體機能狀態(tài)，延緩衰老。褪黑素因具有調(diào)節(jié)機體晝夜節(jié)律的作用，目前已用于催眠、抗癌、抗抑郁、抗衰老等領(lǐng)域，而對其藥理作用及機制的闡述和探索仍有豐富的空間。

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作者簡介：

呂瑩盈（1995—），女，漢族，四川遂寧市人，學(xué)生，碩士研究生，單位：成都體育學(xué)院運動醫(yī)學(xué)與健康學(xué)院運動人體科學(xué)專業(yè)，研究方向：運動與健康促進(jìn)的理論及應(yīng)用。

（作者單位：成都體育學(xué)院）