Хронометр жизни
В.Н.Анисимов, доктор медицинских наук «Природа» №7, 2007
Об авторе
Владимир Николаевич Анисимов, доктор медицинских наук, профессор, руководитель отдела канцерогенеза и онкогеронтологии НИИ онкологии им.Н.Н.Петрова (Санкт-Петербург). Президент Геронтологического общества РАН, член совета Международной ассоциации геронтологии и гериатрии, главный редактор журнала «Успехи геронтологии». Основные научные интересы связаны с изучением взаимосвязи возникновения злокачественных опухолей и старения, разработкой мер их профилактики. Автор 19 монографий.
Световой режим, мелатонин и регуляция суточных биоритмов
Репродуктивная функция
Сменная работа и здоровье
Воздействие света и канцерогенез
Антистрессорные эффекты мелатонина
Мелатонин, старение и развитие опухолей
Литература
С утра до ночи — целый день
Часы считает палки тень.
Но если ночью Солнце спит,
То время, может быть, стоит?
Всю историю идей и концепций в геронтологии можно вкратце охарактеризовать как историю поисков «часов» старения.
В разное время в качестве таких «часов» побывали все эндокринные железы — гонады, надпочечники, щитовидная железа, гипофиз.
А известный отечественный геронтолог В.М. Дильман полагал, что время жизни отсчитывает главный «дирижер» эндокринного оркестра, расположенный в основании головного мозга, — гипоталамус[1].
Вместе с тем в природе существует естественный механизм, определяющий все ритмы живых организмов, — это смена дня и ночи, света и темноты.
Вращение нашей планеты вокруг своей оси и одновременно вокруг Солнца отмеряет календарные сутки, сезоны и годы, с которыми сверяют продолжительность жизни ее обитатели.
Природа снабдила живые организмы устройством, способным воспринимать световую информацию и преобразовывать ее в сигналы, управляющие ритмами организма. Центральная часть этого устройства — верхний придаток головного мозга, эпифиз.
Древние анатомы назвали его шишковидной (пинеальной) железой за сходство с сосновой шишкой.
Основная функция эпифиза — передача информации о световом режиме окружающей среды во внутреннюю среду организма.
Так в организме поддерживаются физиологические ритмы, обеспечивающие адаптацию к условиям внешней среды.
У рыб, земноводных, рептилий и птиц свет проходит через тонкий череп, а эпифиз обладает способностью непосредственного восприятия световых сигналов (возможно, поэтому его и называют «третьим глазом»).
Рис.1. Структурная формула мелатонина (изображение: «Природа»)
[1] Подробнее см.: Дильман В.М. Большие биологические часы. М., 1986.
У млекопитающих световая информация, воспринимаемая особыми клетками сетчатки глаз, передается в эпифиз по нейронам супрахиазматического ядра (СХЯ) гипоталамуса через ствол верхней грудной части спинного мозга и симпатические нейроны верхнего шейного ганглия.
В темноте сигналы от СХЯ усиливают синтез и высвобождение норадреналина из симпатических окончаний.
В свою очередь этот нейромедиатор возбуждает рецепторы, расположенные на мембране клеток эпифиза (пинеалоцитов), стимулируя синтез мелатонина (рис.1).
Этот основной гормон эпифиза — производное биогенного амина, серотонина, образующегося из поступающей с пищей аминокислоты триптофана.
Активность ферментов, участвующих в превращении серотонина в мелатонин, подавляется освещением.
Вот почему этот гормон синтезируется в темное время суток, когда его уровень в крови максимален, а в утренние и дневные часы — минимален (рис.2).
Рис.2. Биосинтез и суточный ритм мелатонина (изображение: «Природа»)
В организме присутствует и экстрапинеальный (образующийся вне эпифиза) мелатонин.
Это открытие принадлежит российским исследователям Н.Т.Райхлину и И.М.Кветному: в 1974г. они обнаружили, что в клетках червеобразного отростка кишечника синтезируется мелатонин.
Затем выяснилось, что этот гормон образуется и в других отделах желудочно-кишечного тракта, во многих других органах — печени, почках, надпочечниках, желчном пузыре, яичниках, эндометрии, плаценте, тимусе, а также в лейкоцитах, тромбоцитах и в эндотелии.
Биологическое действие экстрапинеального мелатонина реализуется непосредственно там, где он образуется.
Синтез гормонов негормональными клетками подтверждает гипотезу эволюционной древности гормонов, которые, видимо, появились еще до обособления эндокринных желез.
Вопрос о том, является ли этот путь синтеза гормона фотонезависимым, до сих пор окончательно не решен.
