Мелатонин: роль в развитии хронической обструктивной болезни легких

Рост распространенности хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) главным образом связан с продолжающимся воздействием факторов риска. ХОБЛ является одной из основных и растущих глобальных проблем здравоохранения с огромным количеством расходов, поэтому существует острая необходимость изучения молекулярного механизма развития ХОБЛ и разработки новых методов лечения. В недавних исследованиях выявлены геропротекторы, обладающие новыми возможностями для лечения ХОБЛ. Так, использование мелатонина, обладающего свойством предотвращать преждевременное старение легких, может быть эффективным подходом к лечению ХОБЛ. Мелатонин – это нейрогормон, регулирующий биоритмы организма и иммунонейроэндокринные процессы. Синтез мелатонина происходит в основном в ночное время. В это же время наступает пик максимальной активности иммунной системы. Одной из важных функций мелатонина является антиоксидантная активность. Оксидативный стресс в период обострения больных бронхиальной астмой (БА) и ХОБЛ увеличивается, а уровень лейкоцитов, антиоксидантных ферментов и мелатонина снижается. Экзогенный мелатонин нормализует интенсивность окислительного стресса и уменьшает выраженность одышки при ХОБЛ, снижает уровень 8"изопростана в 1,6 раза, ингибирует фосфорилирование киназы ERK и экспрессию Sp1. Мелатонин эффективно подавляет экспрессию MUC5AC, что может быть связано с ингибированием фосфорилирования сигнального пути MAPK. Мелатонин значительно улучшает качество сна у больных ХОБЛ с сопутствующими нарушениями сна. При этом у пациентов не наблюдается дневной сонливости и нарушения функции дыхания, в то время как при воздействии обычных снотворных средств может ухудшиться гипоксемия ночью, а в тяжелых случаях и привести к дыхательной недостаточности. Очевидно, мелатонин может представлять собой потенциальное лекарственное средство в терапии хронических заболеваний дыхательных путей, таких как БА и ХОБЛ. Однако для установления рекомендаций по безопасному применению мелатонина с целью коррекции нарушения сна и дыхательной функции у больных ХОБЛ необходимы дальнейшие долгосрочные исследования с участием большего числа пациентов.

1. Атякшин Д.А., Цветикова Л.Н., Лобеева Н.В. и др. Показатели иммунного статуса при хронической обструктивной болезни легких. Успехи современного естествознания. 2015; 9 (2): 195–197.

2. Ito K., Mercado N. STOP accelerating lung aging for the treatment of COPD. Exp. Gerontol. 2014; 59: 21–27.

3. Ito K., Colley T., Mercado N. Geroprotectors as a novel therapeutic strategy for COPD, an accelerating aging disease. Int. J. Chron. Obstruct. Pulm. Dis. 2012; 7: 641–652.

4. Владимиров Ю.А. Шерстнев М.П., Азимбаев Т.К. Оценка антиокислительной и антирадикальной активности веществ и биологических объектов. Биофизика. 1992; 37: 1041–1047.

5. Абрамова Ж.И., Оксенгендлер Г.И. Человек и противоокислительные вещества. М.: Наука; 1985.

6. Кветная Т.В., Князькин И.В., Кветной И.М. Мелатонин – нейроиммуноэндокринный маркер возрастной патологии. СПб: ДЕАН; 2005.

7. Князькин И.В. Экстрапинеальный мелатонин в процессе старения. СПб: Институт биорегуляции и геронтологии СЗО РАМН. 2008.

8. Анисимов В.Н. Физиологические функции эпифиза (геронтологический аспект). Российский физиологический журнал им. И.М.Сеченова. 1998; 83: 1–10.

9. Наумов Е.В., Попова Н.К. Серотонин и мелатонин в регуляции эндокринной системы. Новосибирск: Наука; 1975.

10. Дятлов Р.В. Сравнение антиоксидантных свойств млатонина, эпиталамина и глютатиона методом люминолзависимой хемилюминесценции in vitro. Доклады РАН. 1997; 356: 129–131.

11. Газиев А.И., Ушакова Т.Е., Подлуцкий А.Я. Диетические антиоксиданты увеличивают продолжительность жизни мышей, снижают частоту мутаций и увеличивают экспрессию защитных генов. Успехи геронтологии. 1997; 1: 80–84.

12. Осипов А.Н., Азизова Ю.А., Владимиров Ю.А. Активные формы кислорода и их роль в организме. Успехи биологической химии. 1990; 31 (2): 180–208.

13. Hong Y.G., Riegler J.L. Is melatonin associated with the development of autoimmune hepatitis? J. Clin. Gastroenterol. 1997; 25 (1): 376–378.

14. Martin M., Macias M., Leon J. et al. Melatonin increases the activity of the oxidative phosphorylation enzymes and the production of ATP in rat brain and liver mitochondria. Int. J. Biochem. Cell Biol. 2002; 34 (4): 348–357.

15. Kücükakin B., Gögenur I., Reiter R.J. et al. Oxidative stress in relation to surgery: is there a role for the antioxidant melatonin. J. Surg. Res. 2009; 152 (2): 338–347.

16. Yilmaz S., Yilmaz E. Effects of melatonin and vitamin E on oxidative"antioxidative status in rats exposed to irradiation. Toxicology. 2006; 222 (1–2): 1–7.

17. Ulusu N.N., Sahilli M., Avci A. et al. Pentose phosphate pathway, glutathione"dependent enzymes and antioxidant defense during oxidative stress in diabetic rodent brain and peripheral organs: effects of stobadine and vitamin E. Neurochem. Res. 2003; 28 (6): 815–823.

18. Montilla P., Cruz A., Padillo F.J. et al. Melatonin versus vitamin E as protective treatment against oxidative stress after extra"hepatic bile duct ligation in rats. J. Pineal. Res. 2001; 31 (2): 138–144.

19. Baydas G., Ercel E., Canatan H. et al. Effect of melatonin on oxidative status of rat brain, liver and kidney tissues under constant light exposure. Cell Biochem. Funct. 2001; 19 (1): 37–41.

20. Subramanian P., Dakshayani K.B., Pandi"Perumal S.R. et al. 24"hour rhythms in oxidative stress during hepatocarcino" genesis in rats: effect of melatonin or alpha"ketoglutarate. Redox. Rep. 2008; 13 (2): 78–86.

21. Sewerynek E., Melchiorri D., Reiter R.J. et al. Lipopolysaccharide"induced hepatotoxicity is inhibited by the antioxidant melatonin. Eur. J. Pharmacol. 1995; 293 (4): 327–334.

22. Öztürk G., Coşkun S., Erbaş D., Hasanog˘lu E. The effect of melatonin on liver superoxide dismutase activity, serum nitrate and thyroid hormone levels. Japan. J. Physiology.2000; 50: 149–153.

23. Hardeland R., Coto"Montes A., Poeggeler B. Circadian rhythms, oxidative stress, and antioxidative defense mechanisms. Chronobiol. Int. 2003; 20 (6): 921–962.

24. Vural H., Sabuncu T., Arslan S.O. et al. Melatonin inhibits lipid peroxidation and stimulates the antioxidant status of diabetic rats. J. Pineal. Res. 2001; 31 (3): 193–198.

25. Esrefoglu M., Gül M., Emre M.H. et al. Protective effect of low dose of melatonin against cholestatic oxidative stress after common bile duct ligation in rats. World J. Gastroenterol. 2005; 11 (13): 1951–1956.

26. Cuzzocrea S., Zingarelli B., Gilad E. et al. Protective of melatonin in carrageenan"induced models of local inflammation: relationship to its inhibitory effect on nitric oxide production and its peroxynitrite scavenging activity. J. Pineal. Res. 1997; 23 (2): 106–116.

27. Maharaj D.S., Limson J.L., Daya S. 6"Hydroxymelatonin converts Fe (III) to Fe (II) and reduces iron"induced lipid peroxidation. Life Sci. 2003; 72 (12): 1367–1375.

28. Reiter R.J., Tan D.X., Gitto E. et al. Pharmacological utility of melatonin in reducing oxidative cellular and molecular damage. Pol. J. Pharmacol. 2004; 56 (2): 159–170.

29. Cruz A. Effect of melatonin on myocardial oxidative stress induced by experimental obstructive jaundice. Rev. Esp. Enferm. Dig. 2009; 101 (7): 460–463.

30. Ohta Y., Kongo M., Kishikawa T. Melatonin exerts a therapeutic effect on cholestatic liver injury in rats with bile duct ligation. J. Pineal. Res. 2003; 34 (2): 119–126.

31. Cruz A., Tasset I., Ramírez L.M. et al. Melatonin protects against renal oxidative stress after obstructive jaundice in rats. Eur. J. Pharmacol. 2001; 425 (2): 135–139.

32. Обухова Л.К., Эмануэль Н.М. Роль свободнорадикальных реакций окисления в молекулярных механизмах старения живых организмов. Успехи химии. 1983; 52: 353–372.

33. Пескин A.В. Взаимодействие активного кислорода с ДНК. Биохимия. 1997; 62: 1571–1578.

34. Kojima T. Effects of melatonin on proliferation, oxidative stress and Cx32 gap junction protein expression in primary cultures of adult rat hepatocytes. Cell. Struct. Funct. 1997; 22 (3): 347–356.

35. El"Sokkary G.H. Inhibition of 2"nitropropane"induced cellular proliferation, DNA synthesis and histopathological changes by melatonin. Neuroendocrinol. Lett. 2002; 23 (4): 335–340.

36. Sewerynek E., Reiter R.J., Melchiorri D. et al. Oxidative damage in the liver induced by ischemia"reperfusion: protection by melatonin Hepatogastroenterology. 1996; 43 (10): 898–905.

37. Munoz"Casares F.C., Padillo F.J., Briceño J. et al. Melatonin reduces apoptosis and necrosis induced by ischemia / reperfusion injury of the pancreas. J. Pineal. Res. 2006; 40 (3): 195–203.

38. Ozen O.A., Kus M.A., Kus I. et al. Protective effects of melatonin against formaldehyde"induced oxidative damage and apoptosis in rat testes: an immunohistochemical and biochemical study. Syst. Biol. Reprod. Med. 2008; 54 (4–5): 169–176.

39. Gumral N., Naziroglu M., Ongel K. et al. Antioxidant enzymes and melatonin levels in patients with bronchial asthma and chronic obstructive pulmonary disease during stable and exacerbation periods. Cell. Biochem. Funct. 2009; 27 (5): 276–283.

40. de Matos Cavalcante A.G., de Bruin P.F., de Bruin V.M. et al. Melatonin reduces lung oxidative stress in patients with chronic obstructive pulmonary disease: a randomized, double"blind, placebo"controlled study. J. Pineal. Res. 2012; 53 (3): 238–244.

41. Kim G.D., Lee S.E., Kim T.H. et al. Melatonin suppresses acrolein"induced IL"8 production in human pulmonary fibroblasts. J. Pineal. Res. 2012; 52 (3): 356–364.

42. Shin I.S., Shin N.R., Park J.W. et al. Melatonin attenuates neutrophil inflammation and mucus secretion in cigarette smoke"induced chronic obstructive pulmonary diseases via the suppression of Erk"Sp1 signaling. J. Pineal. Res. 2015; 58 (1): 50–60.

43. Shin I.S., Park J.W., Shin N.R. et al. Melatonin inhibits MUC5AC production via suppression of MAPK signaling in human airway epithelial cells. J. Pineal. Res. 2014; 56 (4): 398–407.

44. Roth T. Hypnotic use for insomnia management in chronic obstructive pulmonary disease. Sleep Med. 2009; 10 (1): 19–25.

45. Kryger M., Roth T., Wang"Weigand S., Zhang J. The effects of ramelteon on respiration during sleep in subjects with moderate to severe chronic obstructive pulmonary disease. Sleep Breath. 2009; 13 (1): 79–84.

46. Kryger M., Wang"Weigand S., Zhang J., Roth T. Effect of ramelteon, a selective MT(1)/MT (2)"receptor agonist, on respiration during sleep in mild to moderate COPD. Sleep Breath. 2008; 12 (3): 243–250.

47. Nunes D.M., Mota R.M.S., Machado M.O. et al. Effect of melatonin administration on subjective sleep quality in chronic obstructive pulmonary disease. Braz. J. Med. Biol. Res. 2008; 41 (10): 926–931.

48. Halvani A., Mohsenpour F., Nasiriani K. Evaluation of exogenous melatonin administration in improvement of sleep quality in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Tanaffos. 2013; 12 (2): 9–15.