Melatonina w chorobach autoimmunologicznych na przykładzie stwardnienia rozsianego i reumatoidalnego zapalenia stawów

melatonina w chorobach autoimmunologicznych

Melatonina pełni wiele fizjologicznych funkcji w organizmie. Chociaż powszechnie kojarzymy ją ze zmianami rytmu dobowego,  wpływa także na działanie układu odpornościowego. Pewne dane wskazują, że pełni rolę immunostymulanta, a inne, że ma właściwości przeciwzapalne. Niektórzy twierdzą, że odgrywa rolę bufora nasilając pracę układu odpornościowego w środowisku immunosupresji albo wywierając efekt przeciwzapalny w czasie ostrej infekcji. 

W tym wpisie przyjrzymy się, jaki jest wpływ melatoniny na rozwój i leczenie chorób autoimmunologicznych.

Melatonina- jak i gdzie powstaje?

Już w 1926 Berman stwierdził poprawę odporności na choroby infekcyjne u zwierząt karmionych ekstraktami z szyszynek cieląt. Dopiero w 1958 wykazano, że poprawa ta wynikała z obecności melatoniny (Lerner i wsp.). To dlatego, że miejscem jej produkcji jest właśnie szyszynka. Odkąd w latach 70-tych odkryto przeciwciała specyficznie wiążące melatoninę, stwierdzono także inne źródła melatoniny w organizmie. Okazało się, ze istotnym jej źródłem jest przewód pokarmowy, skóra i siatkówka, a także komórki układu immunologicznego.

Melatonina jest indoloaminą, która pojawiła się dość wcześnie w rozwoju ewolucyjnym. Występuje u bakterii, bezkręgowców i kręgowców, w porostach, roślinach i grzybach.
Melatonina powstaje z aminokwasu tryptofanu (dostarczanego z pożywieniem- jaja, pestki dyni czy słonecznika, sezam, mięso drobiu) w dwóch etapach:
1. przekształcenie tryptofanu w serotoninę, a następnie jej acetylacja z utworzeniem produktu pośredniego (aktywność tego procesu podlega rytmom dobowym)
2. przekształcenie produktu pośredniego w melatoninę.

Wpływ światła na wydzielanie melatoniny

Wytwarzanie melatoniny pozostaje pod hamującym wpływem światła. Jest ona rytmicznie uwalniana z szyszynki ze szczytem wydzielania w godzinach nocnych oraz najmniejszymi wartościami w ciągu dnia. Ekspozycja organizmu w porze snu na oświetlenie powoduje znaczne zmniejszenie syntezy i uwalniania melatoniny.
Melatonina jest zaangażowana w synchronizację  wielu fizjologicznych, odbywających się cyklicznie, procesów biologicznych. Działa ochronnie na komórki poprzez hamowanie stresu oksydacyjnego, apoptozy oraz regulowanie procesów zachodzących w mitochondriach komórkowych. Budzi też zainteresowanie naukowców w kontekście badania przyczyn zaburzeń snu, także w związku ze zmianami stref czasowych czy pracą zmianową.
Melatonina działa poprzez specjalny receptor MTNR1A, który znajduje się na wielu rodzajach komórek, w tym na komórkach układu odpornościowego.

Wpływ melatoniny na układ odpornościowy

Brak stanu równowagi między zapalną a regulatorową odpowiedzią układu odpornościowego może prowadzić do jego przewlekłej aktywacji i chorób z autoagresji. Wiele danych wskazuje, że subpopulacja limfocytów pomocniczych Th17, produkująca cytokinę prozapalną- interleukinę 17, odgrywa ważną rolę w rozwoju tych chorób. Ich aktywujący chorobę wpływ wykazano w odniesieniu do stwardnienia rozsianego, reumatoidalnego zapalenia stawów, łuszczycy, zapalnych chorób jelit. Limfocyty Th17 w dużej mierze zlokalizowane na barierach tkankowych oddzielających świat wewnętrzny od zewnętrznego. Posiadają one zdolność szybkich reakcji w odpowiedzi na ciągłe zmiany warunków środowiskowych i działania różnych bodźców.
Melatonina hamuje rozwój limfocytów Th17 i kieruje stan równowagi w kierunku immunosupresji. Podejrzewano to od dawna- im dalej od równika tym większa częstość występowania stwardnienia rozsianego. Na pewno ma to związek z mniejszą dostępnością witaminy D w tych rejonach, ale nie tłumaczy częstszych zaostrzeń choroby w miesiącach letnich i wiosennych, w których raczej promieni UV nie brakuje. Odpowiedzią na to zjawisko może być właśnie melatonina.

Zaostrzenia chorób autoimmunologicznych a stężenia melatoniny we krwi

Dane pochodzące z nielicznych prac wskazują, że melatonina, zarówno endogenna jak i egzogenna, odgrywa rolę w rozwoju różnych chorób autoimmunologicznych, jak reumatoidalne zapalenie stawów, stwardnienie rozsiane, toczeń trzewny, cukrzyca typu 1, zapalne choroby jelit. Pojedyncze badanie wykazało brak fizjologicznej nocnej zwyżki melatoniny u pacjentów z łuszczycą.
W ciągu ostatnich lat, wraz z rosnącą częstością pojawiania się chorób autoimmunologicznych, rośnie zainteresowanie potencjalnymi czynnikami indukującymi te choroby. O innych czynnikach wywołujących choroby autoimmunologiczne przeczytasz we wpisach:
Ciekawie może brzmieć też koncepcja wpływu sztucznego światła w indukowanie zaburzeń rytmu dobowego oraz wynikające z nich zaburzenia stanu równowagi w układzie odpornościowym prowadzące do chorób autoimmunologicznych.

Melatonina w stwardnieniu rozsianym

Stwardnienie rozsiane (SM- sclerosis multiplex) jest to częsta choroba autoimmunologiczna układu nerwowego, szczególnie wśród młodych dorosłych osób. Chociaż przyczyny choroby nie zostały dobrze poznane, jednym z ważniejszych czynników środowiskowych wydaje się być szerokość geograficzna.  Szczególnie duża zachorowalność cechuje kraje Północy, gdzie występuje skrócony czas ekspozycji na światło słoneczne. Obserwuje się także zwiększoną zachorowalność u osób, które w młodym wieku pracowały w systemie pracy zmianowej, przy czym im dłuższy okres pracy zmianowej, tym ryzyko większe.

U pacjentów z SM stwierdzono często występujące zaburzenia rytmu dobowego, szczególnie w okresach zaostrzeń choroby. Poziomy melatoniny endogennej odwrotnie korelowały z nasileniem depresji u tych chorych. Dodatkowo, upośledzenie widzenia obserwowane w przebiegu choroby powiązano z zależnym od melatoniny rytmem dobowym, a suplementacja melatoniny przynosiła poprawę.

Stwierdzono także odwrotną zależność między nawrotami stwardnienia rozsianego a poziomami melatoniny we krwi: najwyższe poziomy melatoniny i najmniejszą częstość zaostrzeń stwierdzano w miesiącach zimowych. Badania krwi pacjentów z SM postacią rzutowo- remisyjną ujawniły, że im wyższy poziom melatoniny we krwi, tym niższy poziom Il-17, a wyższy przeciwzapalnej Il-10. Niektóre dane wskazują, że poziom melatoniny we krwi jest odwrotnie proporcjonalny do czasu trwania stwardnienia rozsianego. Farez i wsp. wykazał, że podwyższony poziom melatoniny koreluje z mniejszą liczbą nawrotów choroby. Dane te przemawiają za możliwym immunosupresyjnym działaniem melatoniny.

Melatonina w reumatoidalnym zapaleniu stawów

W odniesieniu do reumatoidalnego zapalenia stawów (rzs) dane na temat wpływu melatoniny są sprzeczne. Zwierzęta trzymane w całkowitej ciemności (czyli w stanie zwiększonej produkcji melatoniny) rozwijały cięższe postaci indukowanego przez kolagen zapalenia stawów oraz miały wyższe wartości przeciwciał przeciw kolagenowi w porównaniu do zwierząt, które miały nieograniczony dostęp do światła. Ale ten efekt był całkowicie odwracany poprzez zabieg usunięcia szyszynki. Inna praca wykazała że melatonina zwiększa poziom przeciwciał przeciw kolagenowi oraz poziom cytokin prozapalnych Il-1B i Il-6 we krwi i stawach szczurów z zapaleniem stawów. Usunięcie szyszynki wywiera efekt przeciwny zmniejszając poziom przeciwciał, cytokin oraz stresu oksydacyjnego. Ale w odróżnieniu od tych prac profilaktyczne lub lecznicze podawanie melatoniny zmniejszało obrzęki kończyn (efekt podobny do zastosowania leku z grupy NLPZ).

Zwiększona częstość zachorowań na rzs cechuje te regiony, gdzie jest mniejsza ekspozycja na światło słoneczne, np. podczas długich zimowych nocy. Ryzyko zapalenia stawów jest odwrotnie proporcjonalne do ekspozycji na promieniowanie UV-B, które to redukuje produkcję melatoniny (im więcej światła a mniej melatoniny, tym mniejsze ryzyko choroby). Wielu pacjentów z rzs zgłasza nasilenie objawów wczesnym rankiem, co koreluje z wysokimi poziomami melatoniny i cytokin prozapalnych a niskim kortyzolu.

Jak dotąd istnieje tylko jedno badanie z udziałem pacjentów z aktywnym rzs otrzymujących przez 6 miesięcy melatoninę w porze nocnej. Stwierdzono u nich wyższy poziom markerów stanu zapalnego bez zmian poziomu cytokin prozapalnych (TNF- alfa, Il-1 beta i Il-6) oraz jakichkolwiek zmian w samopoczuciu pacjentów.

Podsumowanie

W ciągu ostatnich lat, wraz z rosnącą częstością pojawiania się chorób autoimmunologicznych, rośnie zainteresowanie potencjalnymi czynnikami indukującymi te choroby. Jednym z nich mogą być zaburzenia rytmu dobowego oraz wydzielania melatoniny. O ile na chwilę obecną brak danych na temat leczniczego wpływu suplementowanej melatoniny, ciekawie może prezentować się koncepcja wpływu sztucznego światła w indukowanie zaburzeń rytmu dobowego oraz zaburzenia stanu równowagi w układzie odpornościowym prowadzące do chorób autoimmunologicznych. Dlatego zawsze w leczeniu chorób autoimmunologicznych warto przyglądać się czynnikom, które w rytm dobowy ingerują.

 

Jeśli temat Cię zainteresował i chcesz otrzymywać informacje o nowych wpisach, poleceniach ciekawych książek, wydarzeniach czy miejscach w sieci o zdrowiu i odżywianiu, zapisz się na newsletter, a niczego nie przeoczysz 🙂


Literatura

  1. Farez MF, Mascanfroni ID, Méndez-Huergo SP, Yeste A, Murugaiyan G, Garo LP, Balbuena Aguirre ME, Patel B, Ysrraelit MC, Zhu C, Kuchroo VK, Rabinovich GA, Quintana FJ, Correale J. Melatonin Contributes to the Seasonality of Multiple Sclerosis Relapses. Cell. 2015 Sep 10;162(6):1338-52.
  2. Lee JS, Cua DJ. Melatonin Lulling Th17 Cells to Sleep. Cell. 2015 Sep 10;162(6):1212-4. doi: 10.1016/j.cell.2015.08.054.
  3. Antonio Carrillo-Vico 1, Patricia J Lardone, Nuria Alvarez-Sánchez, Ana Rodríguez-Rodríguez, Juan M Guerrero. Melatonin: Buffering the Immune System. Int J Mol Sci, 14 (4), 8638-83
  4. Robeva R, Tanev D, Kirilov G, Stoycheva M, Tomova A, Kumanov P, Rashkov R, Kolarov Z. Decreased daily melatonin levels in women with systemic lupus erythematosus - a short report. Balkan Med J. 2013 Sep;30(3):273-6.
  5. Rasheed AB, Daoud MS, Gorial FI. Diagnostic utility of serum melatonin levels in systemic lupus erythematosus: a case-control study. Reumatismo. 2017 Dec 21;69(4):170-174.
Kategorie: Choroby autoimmunologiczne i tagi

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *