Tuyến tùng và Sinh lý học Melatonin

Tuyến tùng là một cấu trúc nhỏ nằm ở đường giữa trong não, có chức năng tổng hợp và tiết melatonin, một hormone có sự giải phóng tuân theo nhịp điệu hàng ngày: cao vào ban đêm và thấp vào ban ngày. Thông qua mô hình điều hòa bởi ánh sáng này, melatonin truyền tải thông tin về thời gian trong ngày và độ dài của đêm đến các bộ phận khác của cơ thể, liên kết tuyến tùng với việc điều hòa sinh lý theo nhịp sinh học ngày đêm và theo mùa.

Definition

Melatonin (N-acetyl-5-methoxytryptamine) là một hormone indoleamine được tổng hợp chủ yếu bởi tuyến tùng từ serotonin và được tiết ra theo nhịp sinh học ngày đêm, với mức độ cao vào ban đêm và bị ức chế bởi ánh sáng, đóng vai trò như một tín hiệu thời gian nội bộ.

Scope

Mục này bao gồm quá trình tổng hợp melatonin từ serotonin, đường dẫn thần kinh liên kết ánh sáng môi trường với sự tiết của tuyến tùng, nhịp sinh học của hormone, và vai trò của nó như một tín hiệu thời gian. Nó xem xét melatonin như một chủ đề trong sinh lý học nội tiết và nhịp sinh học ngày đêm và không cung cấp hướng dẫn về liều lượng hoặc điều trị.

Core questions

• Ánh sáng môi trường kiểm soát sự tiết melatonin như thế nào?
• Đường dẫn sinh hóa từ serotonin đến melatonin là gì?
• Tín hiệu melatonin vào ban đêm truyền tải thời gian theo nhịp sinh học ngày đêm và theo mùa như thế nào?

Key concepts

• Tuyến tùng (epiphysis cerebri)
• Tổng hợp melatonin từ serotonin
• Điều hòa theo chu kỳ sáng-tối
• Nhân trên chéo (đồng hồ sinh học)
• Nhịp sinh học ngày đêm và theo mùa
• Tín hiệu định thời gian điều hòa nhịp sinh học (chronobiotic timing signal)

Mechanisms

Ánh sáng được võng mạc phát hiện được truyền qua đường võng mạc-dưới đồi đến nhân trên chéo (suprachiasmatic nucleus), đồng hồ sinh học chủ, sau đó điều khiển tuyến tùng thông qua một đường dẫn giao cảm đa khớp thần kinh. Vào ban đêm, khi không có sự ức chế của ánh sáng, các tế bào tuyến tùng chuyển đổi serotonin thành melatonin thông qua hoạt động tuần tự của arylalkylamine N-acetyltransferase và một methyltransferase, giải phóng melatonin vào máu và dịch não tủy. Đỉnh melatonin vào ban đêm này tác động lên các thụ thể melatonin để báo hiệu bóng tối, và thời gian tiết ra mã hóa độ dài của đêm, hỗ trợ cả việc định thời gian hàng ngày và theo mùa. Melatonin cũng được sản xuất ở các vị trí ngoài tuyến tùng, nơi các chức năng bổ sung đã được đề xuất.

Clinical relevance

Sinh lý học melatonin là trọng tâm để hiểu về nhịp sinh học ngày đêm, thời gian ngủ, lệch múi giờ và sinh học theo mùa, và hormone tuyến tùng được nghiên cứu rộng rãi như một chỉ dấu của pha sinh học ngày đêm. Mục này nhằm mục đích định hướng giáo dục và không đưa ra hướng dẫn về việc sử dụng melatonin hoặc chẩn đoán hay điều trị các rối loạn giấc ngủ hoặc nhịp sinh học ngày đêm.

Evidence & guidelines

Melatonin đã được Lerner và các cộng sự phân lập và xác định về mặt hóa học từ tuyến tùng vào năm 1958. Các nghiên cứu sinh lý học sau đó đã mô tả đặc điểm nhịp điệu được điều hòa bởi ánh sáng và vai trò của nó như một chất điều hòa nhịp sinh học (chronobiotic), trong khi các bài đánh giá đã xem xét các nguồn ngoài tuyến tùng và các đặc tính chống oxy hóa. Chủ đề này dựa trên các tài liệu nghiên cứu chính và tổng quan này hơn là dựa trên một hướng dẫn lâm sàng duy nhất.

History

Aaron Lerner và các cộng sự đã phân lập melatonin từ tuyến tùng bò vào năm 1958 khi tìm kiếm một yếu tố làm sáng da lưỡng cư, đặt tên cho hormone này. Các công trình sau đó đã thiết lập đường dẫn võng mạc-dưới đồi-tuyến tùng và nhịp điệu cao vào ban đêm, bị ức chế bởi ánh sáng, định hình melatonin là sản phẩm hormone chính của hệ thống nhịp sinh học ngày đêm.

Key figures

• Aaron B. Lerner
• Russel J. Reiter
• Josephine Arendt

Seminal works

• lerner-1958

Frequently asked questions

Tại sao melatonin lại cao hơn vào ban đêm?

Ánh sáng ức chế tổng hợp melatonin ở tuyến tùng thông qua đường dẫn võng mạc-dưới đồi-tuyến tùng, do đó sự tiết ra tăng lên trong bóng tối và giảm xuống khi có ánh sáng, tạo ra nhịp điệu cao vào ban đêm.

Melatonin báo hiệu điều gì cho cơ thể?

Thời gian và thời lượng của nó truyền tải thông tin về thời gian trong ngày và độ dài của đêm, hoạt động như một tín hiệu đồng hồ nội bộ giúp đồng bộ hóa sinh lý theo nhịp sinh học ngày đêm và theo mùa.