内源性和外源性褪黑素对睡眠功能的影响机制

概述

内源性褪黑素（Melatonin，MT）是一种由哺乳动物松果体分泌的高亲脂性神经内分泌激素，由色氨酸通过5-羟色胺（5-HT）合成。褪黑素的生物信号强度及相关因素在维持健康方面的证据已经大量累积。MT作为内源性自由基清除剂而广为人知，对人体具有广泛的生理活性作用，参与免疫、调节睡眠、抗抑郁和延缓衰老等的广泛生理作用，其中对睡眠的调节作用尤为显著，因此又被称为生理性催眠剂。从牛松果体提取到MT后，国内外对它生物学功能的研究越来越深入，并且对其作为膳食补充剂的保健功能进行了广泛的探索。

一、褪黑素生物节律

MT的分泌量在儿童时期可达高峰，青春期后随年龄增长而下降，45岁便降至幼儿期的50%，老年降至极低水平，昼夜分泌节律逐渐消失。MT的合成与分泌具有敏感的昼夜节律性，其在体内的含量变化与环境光照信号的周期性改变同步。MT分泌周期为24h，具有显著的夜峰昼谷节律特点。光照会抑制褪黑素的分泌，因此白天褪黑素分泌减少且在血中浓度极低；黑夜降临，褪黑素的分泌立即增高，午夜可达分泌高峰。

二、褪黑素与睡眠障碍

人一生中大概要耗费1/3的时间在睡眠中度过。睡眠障碍是目前常见的疾病，对身心危害极大、治疗困难。当今，睡眠障碍患者愈来愈多，主要有入睡困难、失眠和早醒、慢波睡眠减少和快速眼动睡眠密度增加等症状。MT是一种与睡眠质量密切相关的内源性激素，能够缩短浅睡时间，延长深睡时间，降低次日早晨的喚醒阈值，具有较强的调整时差的功能。环境的光信息经视网膜传递到体内生物钟起搏点--间脑视交叉上核（SCN），SCN调控松果体褪黑素的分泌，通过受体介导调控睡眠觉醒的生物节律与外界昼夜节律一致。同样，MT受体功能也存在昼夜节律。人体的MT受体分为MT1，MT2，MT3三个亚型，MT1集中在神经系统的SCN、丘脑神经核等部分，作用是调节睡眠；MT2则涉及昼夜节律调控；MT3作用尚未明确。研究发现MT分泌的振幅和节律异常与季节性睡眠障碍、睡眠觉醒周期障碍有相关性。下丘脑的SCN是哺乳动物调控生物节律的“司令部”，MT可能是通过影响脑内去甲肾上腺素（NE）、乙酰胆碱（Ach）、5-HT的含量，同时作用于SCN，从而影响慢波睡眠和快速动眼睡眠的频率。

三、褪黑素与特殊人群的睡眠障碍

1.MT的分泌与儿童睡眠

儿童期，高质量的睡眠能够促进脑功能健康的发育发展、巩固记忆、保证次日大脑的最佳状态、增强免疫力，因此其睡眠周期应该更长，睡眠对健康的影响较成人更为重要。褪黑素通过抑制下丘脑-垂体-肾上腺轴（HPA轴）的过度激活来调节HPA轴功能，从而对脑的发育发挥保护作用。褪黑素对生殖器官的生理学作用尚不清楚，但它可能对生殖器官的激素水平有影响，尤其可以推迟青春期的到来并抑制生殖功能。正常儿童的MT分泌水平较高，因此为了保证儿童的正常发育应该按时熄灯就寝。MT被批准可用于特定成年人睡眠障碍的治疗，虽然越来越多的睡眠障碍儿童被使用褪黑素治疗，但这种做法未被验证并且存在风险。因此对于睡眠紊乱的儿童，应该及时诊断和防治，治疗手段应该结合现代药物治疗、心理学、教育学多方面。

2.MT的分泌与老年失眠

睡眠缺乏现象在当今社会越来越普遍，尤其老年人的睡眠状况与生活质量密切相关。机体衰老的开始起于松果体，松果体被称为调控昼夜节律的主生物钟，随年龄增长而萎缩钙化，表现为生物钟的紊乱和节律性的减弱、消失，MT分泌的下降，导致睡眠紊乱以及一系列功能失调。睡眠缺乏现象在当今社会越来越普遍，尤其老年人的睡眠状况与生活质量密切相关。研究证明：MT能够提高老年小鼠脑神经营养因子的表达水平，延缓脑细胞的衰老、组织脑结构萎缩及保护CNS神经元。睡眠障碍的老年患者由于脑细胞得不到充足休息而影响能量代谢和自由基的清除，加速衰老。实验发现，对老年大鼠体内注射适量褪黑素与未注射褪黑素相比，注射褪黑素的老年动物的生物节律紊乱的情况得到改善。

3.MT的分泌与抑郁症患者睡眠

抑郁症等脑神经性疾病是目前国内外研究的热点，与其发病密切相关的5-HT、去甲肾上腺素（NE）、多巴胺（DA）等这些特定的神经递质表现为含量过低和受体功能低下。睡眠节律紊乱是抑郁症常见的症状，其中早醒最具特征。有研究对人体血浆MT进行测定，发现存在睡眠障碍的抑郁症患者血浆MT水平明显低于常人，且睡眠节律紊乱的严重程度与血浆MT含量呈负相关。睡眠障碍给抑郁患者带来精神上和躯体上的不适，而失眠可能是抑郁症患者自杀的重要诱因。

四、补充剂

褪黑素具有水溶性和脂溶性、小剂量、低毒性、无依赖性等特点，其区别于安眠药最大的特点是无成瘾性，无明显毒副作用。针对性地补充外源性褪黑素，可以一定程度调整和修复昼夜节律，增强睡眠质量，改善身体机能状态，延缓衰老。褪黑素因具有调节机体昼夜节律的作用，目前已用于催眠、抗癌、抗抑郁、抗衰老等领域，而对其药理作用及机制的阐述和探索仍有丰富的空间。

参考文献

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作者简介：

吕莹盈（1995—），女，汉族，四川遂宁市人，学生，硕士研究生，单位：成都体育学院运动医学与健康学院运动人体科学专业，研究方向：运动与健康促进的理论及应用。

（作者单位：成都体育学院）