內源性和外源性褪黑素對睡眠功能的影響機制

概述

內源性褪黑素（Melatonin，MT）是一種由哺乳動物松果體分泌的高親脂性神經內分泌激素，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因素在維持健康方面的證據已經大量累積。MT作為內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、調節睡眠、抗抑郁和延緩衰老等的廣泛生理作用，其中對睡眠的調節作用尤為顯著，因此又被稱為生理性催眠劑。從牛松果體提取到MT后，國內外對它生物學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行了廣泛的探索。

一、褪黑素生物節律

MT的分泌量在兒童時期可達高峰，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，晝夜分泌節律逐漸消失。MT的合成與分泌具有敏感的晝夜節律性，其在體內的含量變化與環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是一種與睡眠質量密切相關的內源性激素，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，具有較強的調整時差的功能。環境的光信息經視網膜傳遞到體內生物鐘起搏點--間腦視交叉上核（SCN），SCN調控松果體褪黑素的分泌，通過受體介導調控睡眠覺醒的生物節律與外界晝夜節律一致。同樣，MT受體功能也存在晝夜節律。人體的MT受體分為MT1，MT2，MT3三個亞型，MT1集中在神經系統的SCN、丘腦神經核等部分，作用是調節睡眠；MT2則涉及晝夜節律調控；MT3作用尚未明確。研究發現MT分泌的振幅和節律異常與季節性睡眠障礙、睡眠覺醒周期障礙有相關性。下丘腦的SCN是哺乳動物調控生物節律的“司令部”，MT可能是通過影響腦內去甲腎上腺素（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，高質量的睡眠能夠促進腦功能健康的發育發展、鞏固記憶、保證次日大腦的最佳狀態、增強免疫力，因此其睡眠周期應該更長，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）的過度激活來調節HPA軸功能，從而對腦的發育發揮保護作用。褪黑素對生殖器官的生理學作用尚不清楚，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育應該按時熄燈就寢。MT被批準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險。因此對于睡眠紊亂的兒童，應該及時診斷和防治，治療手段應該結合現代藥物治療、心理學、教育學多方面。

2.MT的分泌與老年失眠

睡眠缺乏現象在當今社會越來越普遍，尤其老年人的睡眠狀況與生活質量密切相關。機體衰老的開始起于松果體，松果體被稱為調控晝夜節律的主生物鐘，隨年齡增長而萎縮鈣化，表現為生物鐘的紊亂和節律性的減弱、消失，MT分泌的下降，導致睡眠紊亂以及一系列功能失調。睡眠缺乏現象在當今社會越來越普遍，尤其老年人的睡眠狀況與生活質量密切相關。研究證明：MT能夠提高老年小鼠腦神經營養因子的表達水平，延緩腦細胞的衰老、組織腦結構萎縮及保護CNS神經元。睡眠障礙的老年患者由于腦細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。實驗發現，對老年大鼠體內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

抑郁癥等腦神經性疾病是目前國內外研究的熱點，與其發病密切相關的5-HT、去甲腎上腺素（NE）、多巴胺（DA）等這些特定的神經遞質表現為含量過低和受體功能低下。睡眠節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進行測定，發現存在睡眠障礙的抑郁癥患者血漿MT水平明顯低于常人，且睡眠節律紊亂的嚴重程度與血漿MT含量呈負相關。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，可以一定程度調整和修復晝夜節律，增強睡眠質量，改善身體機能狀態，延緩衰老。褪黑素因具有調節機體晝夜節律的作用，目前已用于催眠、抗癌、抗抑郁、抗衰老等領域，而對其藥理作用及機制的闡述和探索仍有豐富的空間。

參考文獻

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作者簡介：

呂瑩盈（1995—），女，漢族，四川遂寧市人，學生，碩士研究生，單位：成都體育學院運動醫學與健康學院運動人體科學專業，研究方向：運動與健康促進的理論及應用。

（作者單位：成都體育學院）