Melatonin - Melatonin
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| Klinische Daten | |
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| Aussprache |
/ ˌ m ɛ l ə t oʊ n ɪ n / ( hören ) |
| Namen austauschen | Circadin, Slenyto, andere |
| Andere Namen | N- Acetyl-5-methoxytryptamin |
| AHFS / Drugs.com | Informationen zu Arzneimitteln für Verbraucher |
| Lizenzdaten | |
| Wege Verwaltung |
Durch den Mund , sublingual , transdermal |
| ATC-Code | |
| Physiologische Daten | |
| Quelle Gewebe | Zirbeldrüse |
| Zielgewebe | weit verbreitet, einschließlich Gehirn , Netzhaut und Kreislaufsystem |
| Rezeptoren | Melatonin-Rezeptor |
| Vorläufer | N-Acetylserotonin |
| Stoffwechsel | Leber über CYP1A2- vermittelte 6-Hydroxylierung |
| Rechtsstellung | |
| Rechtsstellung | |
| Pharmakokinetische Daten | |
| Bioverfügbarkeit | 30–50% |
| Stoffwechsel | Leber über CYP1A2- vermittelte 6-Hydroxylierung |
| Metaboliten | 6-Hydroxymelatonin, N-Acetyl-5-Hydroxytryptamin, 5-Methoxytryptamin |
| Beseitigung Halbwertszeit | 30–50 Minuten |
| Ausscheidung | Niere |
| Bezeichner | |
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| CAS-Nummer | |
| PubChem- CID | |
| IUPHAR/BPS | |
| Arzneimittelbank | |
| ChemSpider | |
| UNII | |
| KEGG | |
| ChEBI | |
| ChEMBL | |
| CompTox-Dashboard ( EPA ) | |
| ECHA-Infokarte |
100.000,725 
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| Chemische und physikalische Daten | |
| Formel | C 13 H 16 N 2 O 2 |
| Molmasse | 232,283 g·mol -1 |
| 3D-Modell ( JSmol ) | |
| Schmelzpunkt | 117 °C (243 °F) |
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| (verifizieren) | |
Melatonin ist ein Hormon, das hauptsächlich nachts von der Zirbeldrüse ausgeschüttet wird und seit langem mit der Kontrolle des Schlaf-Wach-Rhythmus in Verbindung gebracht wird . Als Nahrungsergänzungsmittel wird es häufig zur kurzfristigen Behandlung von Schlaflosigkeit , etwa durch Jetlag oder Schichtarbeit , eingesetzt und in der Regel oral eingenommen. Der Beweis für seinen Nutzen für diese Verwendung ist jedoch nicht stark. Eine Überprüfung aus dem Jahr 2017 ergab, dass der Schlafbeginn bei Gebrauch sechs Minuten schneller auftrat, aber keine Änderung der Gesamtschlafzeit festgestellt wurde. Das Melatonin-Rezeptor-Agonisten- Medikament Ramelteon kann bei einigen Schlafbedingungen genauso gut wirken wie Melatonin-Ergänzungen, zu höheren Kosten, aber mit unterschiedlichen Nebenwirkungen.
Nebenwirkungen von Melatonin-Ergänzungen sind bei niedrigen Dosen für kurze Zeit minimal. Sie können Somnolenz (Schläfrigkeit), Kopfschmerzen, Übelkeit , Durchfall , anormale Träume, Reizbarkeit, Nervosität, Ruhelosigkeit, Schlaflosigkeit, Angst, Migräne , Lethargie, psychomotorische Hyperaktivität , Schwindel, Bluthochdruck , Bauchschmerzen, Sodbrennen , Mundgeschwüre , Mundtrockenheit, Hyperbilirubinämie umfassen , Dermatitis , Nachtschweiß , Pruritus , Hautausschlag, trockene Haut, Schmerzen in den Extremitäten, Symptome der Menopause , Brustschmerzen, Glykosurie (Zucker im Urin), Proteinurie (Protein im Urin), abnormale Leberfunktionstests, Gewichtszunahme, Müdigkeit , Stimmungsschwankungen, Aggression und Katergefühl . Die Anwendung während der Schwangerschaft oder Stillzeit oder bei Personen mit Lebererkrankungen wird nicht empfohlen .
Bei Wirbeltieren ist Melatonin an der Synchronisierung zirkadianer Rhythmen , einschließlich Schlaf-Wach-Timing und Blutdruckregulation , sowie an der Kontrolle der jahreszeitlichen Rhythmik einschließlich Fortpflanzung, Mast, Mauser und Winterschlaf beteiligt. Viele seiner Wirkungen beruhen auf der Aktivierung der Melatoninrezeptoren , während andere auf seine Rolle als Antioxidans zurückzuführen sind . In Pflanzen dient es der Abwehr von oxidativem Stress . Es ist auch in verschiedenen Lebensmitteln enthalten.
Melatonin wurde 1958 entdeckt. Es wird in Kanada und den Vereinigten Staaten rezeptfrei verkauft ; im Vereinigten Königreich ist es ein verschreibungspflichtiges Medikament. Es ist nicht von der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) für medizinische Zwecke zugelassen. In Australien und der Europäischen Union ist es bei Schlafstörungen bei Personen über 54 Jahren indiziert. In der Europäischen Union ist es zur Behandlung von Schlaflosigkeit bei Kindern und Jugendlichen indiziert. Es wurde 2007 in der Europäischen Union für medizinische Zwecke zugelassen.
Medizinische Anwendungen
In der Europäischen Union ist es indiziert zur Behandlung von Schlaflosigkeit bei Kindern und Jugendlichen im Alter von 2–18 Jahren mit Autismus-Spektrum-Störung ( ASS ) und/oder Smith-Magenis-Syndrom , bei denen die Schlafhygienemaßnahmen unzureichend waren, und zur kurzfristigen Monotherapie Behandlung von primärer Schlaflosigkeit, die durch eine schlechte Schlafqualität gekennzeichnet ist, bei Menschen ab 55 Jahren.
Schlafstörungen
Die Positionen zu den Vorteilen von Melatonin bei Schlaflosigkeit sind gemischt. Eine Überprüfung der Agentur für Forschung und Qualität im Gesundheitswesen (AHRQ) aus dem Jahr 2015 ergab, dass der Beleg für einen Nutzen in der Allgemeinbevölkerung unklar war. Eine Überprüfung aus dem Jahr 2017 ergab einen bescheidenen Effekt auf die Zeit bis zum Einschlafen. Eine andere Überprüfung aus dem Jahr 2017 stellte diese Abnahme auf sechs Minuten bis zum Einschlafen fest, fand jedoch keinen Unterschied in der Gesamtschlafzeit. Melatonin kann auch beim verzögerten Schlafphasensyndrom nützlich sein . Melatonin scheint genauso gut zu wirken wie Ramelteon , kostet aber weniger.
Melatonin ist eine sicherere Alternative als Clonazepam bei der Behandlung von REM-Schlafverhaltensstörungen – einer Erkrankung, die mit Synukleinopathien wie Parkinson und Demenz mit Lewy-Körpern verbunden ist . In Europa wird es zur kurzfristigen Behandlung von Schlaflosigkeit bei Menschen ab 55 Jahren eingesetzt. Es gilt als First-Line-Agent in dieser Gruppe.
Melatonin verkürzt die Zeit bis zum Einschlafen und verlängert die Schlafdauer bei Kindern mit neurologischen Entwicklungsstörungen .
In der psychiatrischen Forschung ist Melatonin nicht nur bei Schlaflosigkeit von Interesse, sondern auch im Rahmen von Strategien zur Wiederverwendung von Medikamenten zur Behandlung schwerer psychischer Störungen wie der bipolaren Störung .
Demenz
Ein Cochrane-Review aus dem Jahr 2020 ergab keine Hinweise darauf, dass Melatonin bei Menschen mit mittelschwerer bis schwerer Demenz aufgrund der Alzheimer-Krankheit bei Schlafproblemen half . Eine Überprüfung aus dem Jahr 2019 ergab, dass Melatonin zwar den Schlaf bei minimaler kognitiver Beeinträchtigung verbessern kann, nach dem Einsetzen von Alzheimer jedoch wenig bis gar keine Wirkung hat. Melatonin kann jedoch beim Sonnenuntergang helfen .
Jetlag und Schichtarbeit
Melatonin ist dafür bekannt, den Jetlag zu reduzieren , insbesondere bei Reisen nach Osten. Wenn die benötigte Zeit jedoch nicht korrekt ist, kann dies stattdessen die Anpassung verzögern.
Melatonin scheint bei Schlafproblemen von Menschen, die im Schichtdienst arbeiten , nur einen begrenzten Nutzen zu haben . Vorläufige Beweise deuten darauf hin, dass es die Zeitdauer erhöht, in der Menschen schlafen können.
Nebenwirkungen
Melatonin scheint kurzfristig, bis zu drei Monate, in niedrigen Dosen nur sehr wenige Nebenwirkungen zu verursachen . Zwei systematische Übersichtsarbeiten fanden in mehreren klinischen Studien keine Nebenwirkungen von exogenem Melatonin, und Vergleichsstudien fanden heraus, dass die Nebenwirkungen Kopfschmerzen, Schwindel, Übelkeit und Benommenheit sowohl für Melatonin als auch für Placebo etwa gleich hoch waren . Retardiertes Melatonin ist bei einer Langzeitanwendung von bis zu 12 Monaten sicher. Obwohl für eine darüber hinausgehende Langzeitanwendung nicht empfohlen, ist Melatonin in niedriger Dosierung im Allgemeinen sicherer und eine bessere Alternative als viele verschreibungspflichtige und rezeptfreie Schlafmittel, wenn ein Schlafmittel über einen längeren Zeitraum eingenommen werden muss. Niedrige Melatonindosen reichen normalerweise aus, um bei den meisten Menschen eine hypnotische Wirkung zu erzielen. Höhere Dosen scheinen nicht zu einer stärkeren Wirkung zu führen, sondern scheinen stattdessen über einen längeren Zeitraum Schläfrigkeit zu verursachen.
Es gibt immer mehr Hinweise darauf, dass der Zeitpunkt der Einnahme von exogenem Melatonin in Bezug auf die Nahrung ebenfalls ein wichtiger Faktor ist. Insbesondere die Einnahme von exogenem Melatonin kurz nach einer Mahlzeit korreliert mit einer beeinträchtigten Glukosetoleranz. Daher empfehlen Rubio-Sastre und Kollegen, nach der letzten Mahlzeit mindestens 2 Stunden zu warten, bevor sie ein Melatonin-Präparat einnehmen.
Melatonin kann Übelkeit , Benommenheit am nächsten Tag und Reizbarkeit verursachen. Bei älteren Menschen kann es zu verminderter Durchblutung und Hypothermie kommen . Bei Autoimmunerkrankungen ist die Evidenz widersprüchlich, ob eine Melatonin-Supplementierung die Symptome aufgrund der Immunmodulation verbessern oder verschlimmern kann .
Melatonin kann den follikelstimulierenden Hormonspiegel senken. Die Auswirkungen von Melatonin auf die menschliche Fortpflanzung sind noch unklar.
Bei Patienten , die Warfarin einnehmen , deuten einige Hinweise darauf hin, dass eine potenzierende Arzneimittelwechselwirkung bestehen kann , die die gerinnungshemmende Wirkung von Warfarin und das Blutungsrisiko erhöht .
Funktionen
Zirkadianer Rhythmus
Bei Tieren spielt Melatonin eine wichtige Rolle bei der Regulierung des Schlaf-Wach-Rhythmus . Der Melatoninspiegel menschlicher Säuglinge wird ungefähr im dritten Monat nach der Geburt normal, wobei die höchsten Werte zwischen Mitternacht und 8:00 Uhr gemessen werden. Die Melatoninproduktion des Menschen nimmt mit zunehmendem Alter ab. Wenn Kinder Teenager werden, verzögert sich auch der nächtliche Zeitplan der Melatoninfreisetzung, was zu späteren Schlaf- und Wachzeiten führt .
Antioxidans
Melatonin wurde erstmals 1993 als wirksames Antioxidans und Radikalfänger beschrieben. In vitro wirkt Melatonin als direkter Fänger von Sauerstoffradikalen und reaktiven Stickstoffspezies, einschließlich OH • , O 2 − • und NO • . In Pflanzen arbeitet Melatonin mit anderen Antioxidantien zusammen, um die Gesamtwirksamkeit jedes Antioxidans zu verbessern. Melatonin ist nachweislich doppelt so aktiv wie Vitamin E, das als das wirksamste lipophile Antioxidans gilt. Über die Signalübertragung durch Melatoninrezeptoren fördert Melatonin die Expression antioxidativer Enzyme wie Superoxiddismutase , Glutathionperoxidase , Glutathionreduktase und Katalase .
Melatonin kommt in hohen Konzentrationen in der mitochondrialen Flüssigkeit vor, die die Plasmakonzentration von Melatonin bei weitem übersteigen . Aufgrund seiner Fähigkeit zum Einfangen freier Radikale, indirekter Effekte auf die Expression antioxidativer Enzyme und seiner signifikanten Konzentrationen in den Mitochondrien haben eine Reihe von Autoren darauf hingewiesen, dass Melatonin eine wichtige physiologische Funktion als mitochondriales Antioxidans hat.
Die durch die Reaktion von Melatonin mit reaktiven Sauerstoffspezies oder reaktiven Stickstoffspezies produzierten Melatonin-Metaboliten reagieren ebenfalls mit freien Radikalen und reduzieren diese. Melatonin-Metaboliten, die aus Redoxreaktionen erzeugt werden, umfassen zyklisches 3-Hydroxymelatonin , N1-Acetyl-N2-formyl-5-methoxykynuramin (AFMK) und N1-Acetyl-5-methoxykynuramin (AMK).
Immunsystem
Obwohl bekannt ist, dass Melatonin mit dem Immunsystem interagiert, sind die Details dieser Wechselwirkungen unklar. Eine entzündungshemmende Wirkung scheint am relevantesten zu sein. Es gibt nur wenige Studien, die entwickelt wurden, um die Wirksamkeit von Melatonin bei der Behandlung von Krankheiten zu beurteilen. Die meisten vorhandenen Daten basieren auf kleinen, unvollständigen Studien. Es wird angenommen, dass jeder positive immunologische Effekt das Ergebnis der Wirkung von Melatonin auf hochaffine Rezeptoren (MT1 und MT2) ist, die in immunkompetenten Zellen exprimiert werden. In präklinischen Studien kann Melatonin die Zytokinproduktion steigern und dadurch erworbenen Immunschwächen entgegenwirken . Einige Studien deuten auch darauf hin, dass Melatonin bei der Bekämpfung von Infektionskrankheiten einschließlich viraler Infektionen wie HIV und bakteriellen Infektionen und möglicherweise bei der Behandlung von Krebs nützlich sein könnte .
Biosynthese
Bei Tieren erfolgt die Biosynthese von Melatonin durch Hydroxylierung , Decarboxylierung , Acetylierung und eine Methylierung ausgehend von L- Tryptophan . L- Tryptophan wird im Shikimat-Weg aus Chorismat gebildet oder durch Proteinkatabolismus erworben . Zuerst wird L- Tryptophan am Indolring durch Tryptophan-Hydroxylase hydroxyliert , um 5-Hydroxytryptophan zu produzieren . Dieses Zwischenprodukt (5-HTP) wird durch Pyridoxalphosphat und 5-Hydroxytryptophan-Decarboxylase decarboxyliert , um Serotonin zu produzieren .
Serotonin ist selbst ein wichtiger Neurotransmitter , wird aber auch durch die Serotonin- N- Acetyltransferase mit Acetyl-CoA in N- Acetylserotonin umgewandelt . Hydroxyindol- O- Methyltransferase und S- Adenosylmethionin wandeln N- Acetylserotonin durch Methylierung der Hydroxylgruppe in Melatonin um.
In Bakterien, Protisten, Pilzen und Pflanzen wird Melatonin indirekt mit Tryptophan als Zwischenprodukt des Shikimatwegs synthetisiert. In diesen Zellen beginnt die Synthese mit D- Erythrose-4-Phosphat und Phosphoenolpyruvat und in photosynthetischen Zellen mit Kohlendioxid. Der Rest der Synthesereaktionen ist ähnlich, jedoch mit leichten Abweichungen bei den letzten beiden Enzymen.
Es wurde vermutet, dass Melatonin in den Mitochondrien und Chloroplasten gebildet wird.
Mechanismus
Um L-Tryptophan zu hydroxylieren, muss der Cofaktor Tetrahydrobiopterin (THB) zunächst mit Sauerstoff und dem Eisen des aktiven Zentrums der Tryptophan-Hydroxylase reagieren. Dieser Mechanismus ist nicht gut verstanden, aber es wurden zwei Mechanismen vorgeschlagen:
1. Eine langsame Übertragung eines Elektrons von THB auf O 2 könnte ein Superoxid erzeugen, das mit dem THB- Radikal zu 4a-Peroxypterin rekombinieren könnte. 4a-Peroxypterin könnte dann mit dem Eisen des aktiven Zentrums (II) reagieren, um ein Eisen-Peroxypterin-Zwischenprodukt zu bilden oder direkt ein Sauerstoffatom auf das Eisen zu übertragen.
2. O 2 könnte zuerst mit dem Eisen (II) des aktiven Zentrums reagieren, wodurch Eisen (III)-Superoxid erzeugt wird, das dann mit dem THB reagieren könnte, um ein Eisen-Peroxypterin-Zwischenprodukt zu bilden.
Eisen(IV)oxid aus der Eisen-Peroxypterin-Zwischenstufe wird selektiv von einer Doppelbindung angegriffen, um ein Carbokation an der C5-Position des Indolrings zu ergeben. Eine 1,2-Verschiebung des Wasserstoffs und dann ein Verlust eines der beiden Wasserstoffatome an C5 stellt die Aromatizität wieder her und liefert 5-Hydroxy-L-tryptophan.
Eine Decarboxylase mit dem Cofaktor Pyridoxalphosphat (PLP) entfernt CO 2 aus 5-Hydroxy-L-tryptophan, um 5-Hydroxytryptamin herzustellen. PLP bildet mit dem Aminosäurederivat ein Imin . Das Amin am Pyridin ist protoniert und fungiert als Elektronensenke, die das Aufbrechen der CC-Bindung und die Freisetzung von CO 2 ermöglicht . Die Protonierung des Amins aus Tryptophan stellt die Aromatizität des Pyridinrings wieder her und dann wird Imin hydrolysiert, um 5-Hydroxytryptamin und PLP zu erzeugen.
Es wurde vorgeschlagen, dass der Histidinrest His122 der Serotonin-N-Acetyltransferase der katalytische Rest ist, der das primäre Amin von 5-Hydroxytryptamin deprotoniert , wodurch das freie Elektronenpaar des Amins Acetyl-CoA angreifen kann, wodurch ein tetraedrisches Zwischenprodukt gebildet wird. Das Thiol von Coenzym A dient als gute Abgangsgruppe, wenn es von einer allgemeinen Base angegriffen wird, um N-Acetylserotonin zu ergeben.
N-Acetylserotonin wird an der Hydroxylposition durch S-Adenosylmethionin (SAM) methyliert, um S-Adenosylhomocystein (SAH) und Melatonin zu produzieren.
Verordnung
Bei Wirbeltieren wird die Melatoninsekretion durch die Aktivierung des beta-1-adrenergen Rezeptors durch Noradrenalin reguliert . Norepinephrin erhöht die intrazelluläre cAMP- Konzentration über beta-adrenerge Rezeptoren und aktiviert die cAMP-abhängige Proteinkinase A (PKA). PKA phosphoryliert das vorletzte Enzym, die Arylalkylamin-N-Acetyltransferase (AANAT). Bei (Tages-)Lichteinwirkung stoppt die noradrenerge Stimulation und das Protein wird sofort durch proteasomale Proteolyse zerstört . Die Produktion von Melatonin wird am Abend wieder an dem Punkt gestartet, der als schwacher Melatonin-Einsatz bezeichnet wird .
Blaues Licht, hauptsächlich um 460–480 nm , unterdrückt die Melatonin-Biosynthese, proportional zur Lichtintensität und Expositionsdauer. Bis in die jüngere Geschichte waren die Menschen in gemäßigten Klimazonen im Winter einigen Stunden (blauem) Tageslicht ausgesetzt; ihre Feuer gaben überwiegend gelbes Licht. Die im 20. Jahrhundert weit verbreitete Glühbirne erzeugte relativ wenig blaues Licht. Licht, das nur Wellenlängen von mehr als 530 nm enthält, unterdrückt Melatonin bei hellen Lichtverhältnissen nicht. Das Tragen einer Brille, die blaues Licht in den Stunden vor dem Zubettgehen blockiert, kann den Melatoninverlust verringern. Die Verwendung einer Blaublockierbrille in den letzten Stunden vor dem Schlafengehen wird auch für Menschen empfohlen, die sich an eine frühere Schlafenszeit gewöhnen müssen, da Melatonin die Schläfrigkeit fördert.
Pharmakologie
Pharmakodynamik
Beim Menschen ist Melatonin ein vollständiger Agonist von Melatoninrezeptor 1 ( pikomolare Bindungsaffinität ) und Melatoninrezeptor 2 (nanomolare Bindungsaffinität), die beide zur Klasse der G-Protein-gekoppelten Rezeptoren (GPCRs) gehören. Melatoninrezeptoren 1 und 2 sind beide G i/o- gekoppelte GPCRs, obwohl Melatoninrezeptor 1 auch G q -gekoppelt ist . Melatonin fungiert auch als hochkapazitiver Radikalfänger innerhalb der Mitochondrien, der auch die Expression von antioxidativen Enzymen wie Superoxiddismutase , Glutathionperoxidase , Glutathionreduktase und Katalase über die Signalübertragung durch Melatoninrezeptoren fördert .
Pharmakokinetik
Bei Einnahme mehrere Stunden vor dem Schlafengehen entsprechend der Phasen-Antwort-Kurve für Melatonin beim Menschen, verschieben kleine Mengen (0,3 mg) Melatonin die zirkadiane Uhr früher und fördern so ein früheres Einschlafen und das morgendliche Erwachen. Melatonin wird schnell resorbiert und verteilt, erreicht nach 60 Minuten Einnahme maximale Plasmakonzentrationen und wird dann ausgeschieden. Melatonin hat eine Halbwertszeit von 35–50 Minuten. Beim Menschen werden 90 % des oral verabreichten exogenen Melatonins in einer einzigen Passage durch die Leber eliminiert, eine kleine Menge wird mit dem Urin ausgeschieden und eine kleine Menge wird im Speichel gefunden. Die Bioverfügbarkeit von Melatonin liegt zwischen 10 und 50 %.
Melatonin wird in der Leber durch das Cytochrom-P450-Enzym CYP1A2 zu 6-Hydroxymelatonin metabolisiert. Metaboliten werden mit Schwefelsäure oder Glucuronsäure zur Ausscheidung über den Urin konjugiert. 5 % des Melatonins werden unverändert mit dem Urin ausgeschieden.
Einige der Metaboliten, die durch die Reaktion von Melatonin mit einem freien Radikal gebildet werden, umfassen zyklisches 3-Hydroxymelatonin , N1-Acetyl-N2-Formyl-5-Methoxykynuramin (AFMK) und N1-Acetyl-5-Methoxykynuramin (AMK).
Die Membrantransportproteine , die Melatonin durch eine Membran bewegen, umfassen, sind aber nicht beschränkt auf Glucosetransporter , einschließlich GLUT1 und die protonengetriebenen Oligopeptidtransporter PEPT1 und PEPT2 .
Sowohl für Forschungszwecke als auch für klinische Zwecke kann die Melatoninkonzentration beim Menschen entweder im Speichel oder im Blutplasma gemessen werden.
Geschichte
Melatonin wurde erstmals im Zusammenhang mit dem Mechanismus entdeckt, durch den einige Amphibien und Reptilien ihre Hautfarbe ändern. Bereits 1917 entdeckten Carey Pratt McCord und Floyd P. Allen , dass die Fütterung von Extrakten aus der Zirbeldrüse von Kühen die Haut der Kaulquappen durch Kontraktion der dunklen epidermalen Melanophoren aufhellte .
Im Jahr 1958 Dermatologie Professor Aaron B. Lerner und Kollegen an der Yale University , in der Hoffnung , dass ein Stoff aus der Zirbeldrüse nützlich sein könnte bei der Behandlung von Hautkrankheiten , isolierten das Hormon aus Rindern Zirbeldrüse Extrakten und nannten es Melatonin. Mitte der 70er Jahre wurden Lynch et al. zeigten, dass die Produktion von Melatonin in der menschlichen Zirbeldrüse einen zirkadianen Rhythmus aufweist.
Die Entdeckung , dass Melatonin ist ein Antioxidans im Jahr 1993. Das erste hergestellt wurde Patent für seine Verwendung als niedrig dosierte Schlafmittel gewährt wurde Richard Wurtman am MIT im Jahr 1995. Etwa zur gleichen Zeit, bekam das Hormon eine Menge Presse als möglich Behandlung vieler Krankheiten. Das New England Journal of Medicine schrieb im Jahr 2000: "Mit diesen jüngsten sorgfältigen und präzisen Beobachtungen bei Blinden wird das wahre Potenzial von Melatonin offensichtlich und die Bedeutung des Zeitpunkts der Behandlung wird deutlich."
Es wurde 2007 in der Europäischen Union für medizinische Zwecke zugelassen.
Bei anderen Arten
Andere Tiere
Bei Wirbeltieren wird Melatonin in der Dunkelheit, also normalerweise nachts, von der Zirbeldrüse produziert , einer kleinen endokrinen Drüse, die sich im Zentrum des Gehirns, aber außerhalb der Blut-Hirn-Schranke befindet. Hell-Dunkel-Informationen erreichen die suprachiasmatischen Kerne von retinalen lichtempfindlichen Ganglienzellen des Auges und nicht das Melatonin-Signal (wie einst postuliert wurde). Bekannt als "das Hormon der Dunkelheit", fördert das Einsetzen von Melatonin in der Abenddämmerung die Aktivität bei nachtaktiven (nachtaktiven) Tieren und den Schlaf bei tagaktiven Tieren, einschließlich des Menschen.
Viele Tiere verwenden die tägliche Veränderung der Dauer der Melatoninproduktion als saisonale Uhr. Bei Tieren einschließlich des Menschen wird das Profil der Melatoninsynthese und -sekretion durch die unterschiedliche Nachtdauer im Sommer im Vergleich zum Winter beeinflusst. Die Veränderung der Dauer der Sekretion dient somit als ein biologisches Signal für die Organisation der Tageslänge abhängig ( photoperiodic ) saisonaler Funktionen wie Wiedergabe, Verhalten, coat Wachstum und Tarnung Färbung in saisonalen Tieren. Bei saisonalen Züchtern, die keine langen Trächtigkeitszeiten haben und sich während längerer Tageslichtstunden paaren, steuert das Melatonin-Signal die jahreszeitliche Variation in ihrer sexuellen Physiologie, und ähnliche physiologische Wirkungen können durch exogenes Melatonin bei Tieren einschließlich Mynah-Vögeln und Hamstern induziert werden. Melatonin kann die Libido unterdrücken, indem es die Sekretion des luteinisierenden Hormons und des follikelstimulierenden Hormons aus dem Hypophysenvorderlappen hemmt , insbesondere bei Säugetieren, die eine Brutzeit mit langen Tageslichtstunden haben. Die Fortpflanzung von Langtagbrütern wird durch Melatonin unterdrückt und die Fortpflanzung von Kurztagbrütern wird durch Melatonin stimuliert.
In der Nacht reguliert Melatonin Leptin und senkt dessen Spiegel.
Wale haben alle Gene für die Melatoninsynthese sowie die für Melatoninrezeptoren verloren. Es wird angenommen, dass dies mit ihrem unihemisphärischen Schlafmuster (jeweils eine Gehirnhälfte) zusammenhängt. Ähnliche Trends wurden bei Sirenen gefunden .
Pflanzen
Bis zu seiner Identifizierung in Pflanzen im Jahr 1987 galt Melatonin jahrzehntelang in erster Linie als tierisches Neurohormon. Als Melatonin in den 1970er Jahren in Kaffeeextrakten identifiziert wurde, wurde angenommen, dass es ein Nebenprodukt des Extraktionsprozesses ist. Später wurde jedoch in allen untersuchten Pflanzen Melatonin nachgewiesen. Es ist in allen verschiedenen Pflanzenteilen, einschließlich Blättern, Stängeln, Wurzeln, Früchten und Samen, in unterschiedlichen Anteilen vorhanden. Die Melatoninkonzentrationen unterscheiden sich nicht nur zwischen Pflanzenarten, sondern auch zwischen Sorten derselben Art in Abhängigkeit von den agronomischen Wachstumsbedingungen und variieren von Pikogramm bis zu mehreren Mikrogramm pro Gramm. Bemerkenswert hohe Melatoninkonzentrationen wurden in beliebten Getränken wie Kaffee, Tee, Wein und Bier sowie in Getreide wie Mais, Reis, Weizen, Gerste und Hafer gemessen. In einigen gängigen Nahrungsmitteln und Getränken, einschließlich Kaffee und Walnüssen, wurde die Melatoninkonzentration als ausreichend hoch geschätzt oder gemessen, um den Melatoninspiegel im Blut über die Ausgangswerte am Tag zu erhöhen.
Obwohl die Rolle von Melatonin als Pflanzenhormon nicht eindeutig nachgewiesen wurde, ist seine Beteiligung an Prozessen wie Wachstum und Photosynthese gut bekannt. Bei einigen Pflanzenarten wurden nur begrenzte Hinweise auf endogene zirkadiane Rhythmen des Melatoninspiegels nachgewiesen, und es wurden keine membrangebundenen Rezeptoren beschrieben, die den bei Tieren bekannten analog sind. Vielmehr spielt Melatonin in Pflanzen eine wichtige Rolle als Wachstumsregulator sowie als Schutz vor Umweltstress. Es wird in Pflanzen synthetisiert, wenn sie sowohl biologischen Belastungen, beispielsweise Pilzinfektionen, als auch nichtbiologischen Belastungen wie extremen Temperaturen, Toxinen, erhöhtem Bodensalzgehalt , Trockenheit usw. ausgesetzt sind .
Herbizid -induzierte oxidativen Stress wurde experimentell gemildert in vivo in einem Hoch Melatonin transgenen Reis .
Eine weitere Rolle spielt die Resistenz gegen Pilzkrankheiten. Zugesetztes Melatonin erhöht die Resistenz von Malus prunifolia gegen Diplocarpon mali . Wirkt auch als Wachstumshemmer bei Pilzpathogenen, einschließlich Alternaria , Botrytis und Fusarium spp. Verringert die Infektionsgeschwindigkeit. Als Saatgutbehandlung schützt Lupinus albus vor Pilzen. Verlangsamt drastisch die Pseudomonas syringae Tomate DC3000 , die Arabidopsis thaliana infiziert und Nicotiana benthamiana infiziert .
Pilze
Es wurde beobachtet, dass Melatonin die Stresstoleranz von Phytophthora infestans in Pflanzen-Erreger-Systemen reduziert .
Auftreten
Nahrungsergänzungsmittel
Melatonin wird von der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) als Nahrungsergänzungsmittel eingestuft und sowohl in den USA als auch in Kanada rezeptfrei verkauft. Die FDA-Bestimmungen für Medikamente gelten nicht für Melatonin, obwohl die FDA falsche Behauptungen gefunden hat, dass es Krebs heilt. Da Melatonin in Kombination mit bestimmten Medikamenten oder bei bestimmten Erkrankungen Schaden anrichten kann, sollte vor einer Entscheidung zur Einnahme von Melatonin ein Arzt oder Apotheker konsultiert werden. In vielen Ländern ist Melatonin als Neurohormon anerkannt und kann nicht rezeptfrei verkauft werden. Laut Harriet Hall ist Vorsicht geboten, da die Qualitätskontrolle ein dokumentiertes Problem ist. 71 % der Produkte enthielten nicht innerhalb von 10 % der angegebenen Melatoninmenge, mit Variationen von -83% bis +478%, die Variabilität von Charge zu Charge betrug 465 %, und die Abweichungen korrelierten nicht mit irgendwelchen Hersteller oder Produkttyp. Erschwerend kommt hinzu, dass 8 von 31 Produkten mit dem Neurotransmitter Serotonin belastet waren.
Lebensmittel
Natürlich vorkommendes Melatonin wurde in Lebensmitteln wie Sauerkirschen mit etwa 0,17–13,46 ng/g, Bananen, Pflaumen, Weintrauben, Reis, Getreide, Kräutern, Olivenöl, Wein und Bier berichtet. Der Verzehr von Milch und Sauerkirschen kann die Schlafqualität verbessern. Wenn Vögel melatoninreiches Pflanzenfutter wie Reis aufnehmen, bindet das Melatonin an Melatoninrezeptoren in ihren Gehirnen. Wenn Menschen melatoninreiche Lebensmittel wie Bananen, Ananas und Orangen zu sich nehmen, steigt der Melatoninspiegel im Blut deutlich an.
Melatoninhaltige Getränke und Snacks wurden im Mai 2011 in Lebensmittelgeschäften, Convenience Stores und Clubs verkauft. Die FDA prüfte, ob diese Lebensmittel weiterhin mit dem Label „Nahrungsergänzungsmittel“ verkauft werden könnten. Am 13. Januar 2010 gab es einen Warning Letter an Innovative Beverage, Hersteller mehrerer Getränke, die als Getränke vermarktet werden, heraus, in der es heißt, dass Melatonin, obwohl es als Nahrungsergänzungsmittel legal ist, nicht als Lebensmittelzusatzstoff zugelassen ist . Ein anderes Unternehmen, das ein melatoninhaltiges Getränk verkaufte, erhielt 2015 eine Abmahnung.
Kommerzielle Verfügbarkeit
Melatonin mit sofortiger Freisetzung ist in Ländern, in denen es als rezeptfreies Medikament erhältlich ist, nicht streng reguliert. Es ist in Dosen von 0,3 mg bis 10 mg oder mehr erhältlich, es ist möglich, rohes Melatoninpulver pro Pfund zu kaufen. Formulierungen mit sofortiger Freisetzung bewirken, dass der Melatoninspiegel im Blut in etwa einer Stunde seinen Höhepunkt erreicht. Das Hormon kann oral, als Kapseln, Gummis, Tabletten oder Flüssigkeiten verabreicht werden. Es ist auch zur sublingualen Anwendung oder als transdermales Pflaster erhältlich.
Früher wurde Melatonin aus tierischem Zirbeldrüsengewebe wie Rinder gewonnen. Es ist jetzt synthetisch, was das Risiko einer Kontamination oder die Übertragung von infektiösem Material begrenzt.
Melatonin ist das beliebteste rezeptfreie Schlafmittel in den USA und führte 2017 zu einem Umsatz von über 400 Millionen US-Dollar.
Forschung
Verschiedene Verwendungen und Wirkungen von Melatonin wurden untersucht. Eine Überprüfung von Studien zu Melatonin bei Tinnitus aus dem Jahr 2015 ergab, dass die Qualität der Evidenz niedrig, aber nicht ganz vielversprechend ist.
Psychiatrie
Bipolare Störung
Melatonin wurde zusammen mit Ramelteon als mögliche Zusatzbehandlung für manische Episoden bei bipolaren Störungen verwendet . Metaanalytische Evidenz ist jedoch irgendwie inkonsistent und bisher von begrenztem Interesse, obwohl die kleinen Stichproben von Studien ihre positive Wirkung nicht ausschließen lassen. In jedem Fall unterstützt die aktuelle Evidenz nicht die Anwendung zusätzlicher Melatonin-Rezeptor-Agonisten bei Manie.
Andere psychische Zustände
Melatonin kann den Schlaf bei Menschen mit Autismus verbessern . Kinder mit Autismus haben abnormale Melatoninwege und unterdurchschnittliche physiologische Melatoninspiegel. Es hat sich gezeigt, dass eine Melatonin-Supplementierung die Schlafdauer, die Einschlaflatenz und das nächtliche Aufwachen verbessert. Viele Studien zu Melatonin und Autismus stützen sich jedoch auf selbst berichtete Verbesserungsniveaus, und es sind strengere Forschungen erforderlich.
Während die Verpackung von Melatonin oft vor der Anwendung bei Personen unter 18 Jahren warnt, deuten Studien darauf hin, dass Melatonin eine wirksame und sichere Behandlung von Schlaflosigkeit bei Menschen mit ADHS , einschließlich Kindern, ist. Es sind jedoch größere und längere Studien erforderlich, um die langfristige Sicherheit und die optimale Dosierung zu ermitteln.
Melatonin ist im Vergleich zu Placebo wirksam zur Verringerung der präoperativen Angst bei Erwachsenen, wenn es als Prämedikation verabreicht wird. Es kann genauso wirksam sein wie eine Standardbehandlung mit Benzodiazepin, um die präoperative Angst zu reduzieren. Melatonin kann im Vergleich zu Placebo auch die postoperative Angst (gemessen 6 Stunden nach der Operation) reduzieren.
Einige Benutzer von ergänzendem Melatonin berichten von einer Zunahme lebhafter Träume. Extrem hohe Melatonindosen erhöhten die REM-Schlafzeit und die Traumaktivität bei Menschen mit und ohne Narkolepsie . Einige Beweise sprechen für eine antidepressive Wirkung.
Kopfschmerzen
Vorläufige Beweise zeigen, dass Melatonin dazu beitragen kann, einige Arten von Kopfschmerzen zu reduzieren, einschließlich Cluster- und hypnischen Kopfschmerzen.
Krebs
Eine Überprüfung der National Cancer Institute aus dem Jahr 2013 ergab, dass die Beweise für die Verwendung nicht schlüssig sind. Eine Überprüfung unverblinderter klinischer Studien aus dem Jahr 2005 ergab eine geringere Sterberate, dass jedoch verblindete und unabhängig durchgeführte randomisierte kontrollierte Studien erforderlich sind.
Strahlenschutz
Sowohl Tier- als auch Humanstudien haben gezeigt, dass Melatonin vor strahleninduzierten Zellschäden schützt. Melatonin und seine Metaboliten schützen Organismen vor oxidativem Stress, indem sie reaktive Sauerstoffspezies einfangen, die während der Exposition gebildet werden. Schätzungsweise 70 % der durch ionisierende Strahlung verursachten biologischen Schäden sind auf die Bildung freier Radikale zurückzuführen, insbesondere des Hydroxylradikals , das DNA, Proteine und Zellmembranen angreift. Melatonin wurde als ein allgemein schützendes, leicht verfügbares und oral selbst verabreichtes Antioxidans beschrieben, das ohne bekannte, schwerwiegende Nebenwirkungen ist.
Epilepsie
Eine Überprüfung aus dem Jahr 2016 ergab keine positive Rolle von Melatonin bei der Verringerung der Anfallshäufigkeit oder der Verbesserung der Lebensqualität bei Menschen mit Epilepsie.
Sekundäre Dysmenorrhoe
Eine Überprüfung aus dem Jahr 2016 ergab keine starken Hinweise auf Melatonin im Vergleich zu Placebo bei Dysmenorrhoe als Folge von Endometriose.
Delirium
Eine Überprüfung aus dem Jahr 2016 ergab keine eindeutigen Hinweise darauf, dass Melatonin die Inzidenz von Deliren reduziert.
Gastroösophageale Refluxkrankheit
Eine Überprüfung aus dem Jahr 2011 sagte, dass Melatonin bei der Linderung von Oberbauchschmerzen und Sodbrennen wirksam ist.
Verweise
Externe Links
- "Melatonin" . Informationsportal für Arzneimittel . US-amerikanische Nationalbibliothek für Medizin.