Grundlagen
Medizinische Studien zu Melatonin – Grundlagen
Melatonin (N-Acetyl-5-Methoxytryptamin) wird überwiegend in der Zirbeldrüse, dem Pinealorgan, mit Sitz im Gehirn, produziert – und zwar vor allem in der Nacht bei vollkommener Dunkelheit. Denn dann steigt der Pegel von Melatonin auf das Achtfache des Tageswertes, was das Signal für den Organismus ist, die Ruhezeit für viele Organe und Körperfunktionen, aber gleichzeitig auch lebenswichtige Reparaturmechanismen einzuleiten. Melatonin wird damit zum wichtigsten inneren Zeitgeber.
Licht als Rhythmuszerstörer
Jeder kleinste Lichtimpuls hingegen beeinflusst diesen wichtigen Vorgang, darunter insbesondere das blaue Licht des Fernsehers und Handys, die leuchtende Anzeige des Weckers oder die Straßenbeleuchtung. Diese Alltagsgeräte haben sich als wahre Rhythmuszerstörer ergeben, die den Melatoninhaushalt in hohem Maße negativ beeinflussen.
Melatonin taktet innere Uhr
Denn jeder Lichtimpuls gelangt über die Retina an den Nucleus suprachiasmaticus (SCN), der mit dem Pinealorgan verbunden ist und als Schaltzentrale und „Master-Clock“ im Gehirn dient. Der Taktgeber für diese innere Uhr ist Melatonin, das die Information „Nachtbetrieb“ nicht nur an das Gehirn, sondern auch an alle anderen Organe und Zellen im Körper weitergibt. Wird dieser natürliche Mechanismus durch Licht in der Nacht gestört, hat dies ernste Konsequenzen nicht nur für den Tag-Nacht-Rhythmus, sondern auch für die Funktion der Organe und die Entstehung und den Verlauf vieler Erkrankungen.
Jede Zelle enthält Melatonin
Erst seit Kurzem ist bekannt, dass die sogenannten Kraftwerke einer jeden Zelle, die Mitochondrien, in der Lage sind, ebenfalls Melatonin zu produzieren. Dieses Melatonin wird nicht ins Blut abgegeben, sondern reguliert bestimmte Funktionen in den entsprechenden Zellen. Diese Produktion wird zum Teil aber ebenso durch das Melatonin der Zirbeldrüse gesteuert, sodass Störungen des Pinealorgans auch Veränderungen in der Funktion dieser Zellen hervorrufen, was u.a. zu Organschäden führen kann.
Medizinische Studien zu Melatonin – Grundlagen
Biologische Korrelate von veränderten zirkadianen Rhythmen, autonomen Funktionen und Schlafproblemen bei einer Autismus-Spektrum-Störung
Die Autismus-Spektrum-Störung (ASD) ist eine neurologische Entwicklungsstörung, die durch ein komplexes und vielschichtiges neurologisches Verhaltenssyndrom gekennzeichnet ist. In den letzten Jahrzehnten haben mehrere Studien auf eine erhöhte Prävalenz von Schlafproblemen bei ASD hingewiesen, die mit einer Störung des autonomen Systems und des zirkadianen Rhythmus in Verbindung gebracht werden.
Melatonin verbessert die mit der Tau-Erkrankung verbundene Pathologie über die miR-504-3p- und CDK5-Achse bei der Alzheimer-Krankheit
Die intrazelluläre Anhäufung des mit Mikrotubuli assoziierten Proteins Tau und seiner hyperphosphorylierten Formen ist ein zentrales neuropathologisches Merkmal der Alzheimer-Krankheit (AD). Melatonin kann die Hyperphosphorylierung von Tau in Zell- und Tiermodellen nachweislich verhindern. Die molekularen Mechanismen, durch die Melatonin die Tau-Hyperphosphorylierung und die mit Tau zusammenhängenden Pathologien abschwächt, sind jedoch noch nicht vollständig geklärt.
Melatonin potenziert den trainingsbedingten Anstieg von PGC-1α in der Skelettmuskulatur und optimiert die Glykogenwiederauffüllung
Es gibt überzeugende Beweise für die Wirkung von Melatonin auf die Toleranz bei erschöpfenden Belastungen und seine modulierende Rolle bei den Muskelenergiesubstraten am Ende der Belastung. Im Einklang damit scheinen auch PGC-1α und NRF-1 auf die körperliche Belastungstoleranz und die metabolische Erholung nach der Belastung einzuwirken.
Melatonin, Makrophagen und Mikrobiota: Wechselwirkungen
In diesem Kommentar werden die jüngsten Forschungsberichte der Gruppe von Professor Wenkai Ren zusammengefasst und hervorgehoben. Ihre Forschung konzentriert sich auf zwei wichtige Untersuchungsbereiche, nämlich die Rolle von Melatonin bei der Regulierung der Makrophagenpolarisierung und die funktionellen Auswirkungen von Melatonin auf die gastrointestinale Mikrobiota. Beide Themen sind für Melatoninbiologen von großem Interesse, da sie erhebliche Auswirkungen auf die klinische und Veterinärmedizin haben.
Die bakteriostatische Eigenschaft von Melatonin bei Magengeschwüren und Gallengangskarzinomen
Der deutliche Rückgang der Häufigkeit von Helicobacter pylori-Infektionen infolge des Einsatzes von Antibiotika und wirksamen säurehemmenden Medikamenten hat die Prävalenz von Magengeschwüren in den letzten Jahrzehnten erheblich gesenkt.
Genauigkeit und Präzision der 31P-MRS-Bewertung zur Beurteilung der Wirkung eines Melatonin-vorbehandelten Mitochondrientransfers auf die Leberfibrose von Ratten
In dieser Studie wurde die Zuverlässigkeit der 31-Phosphor-Magnetresonanzspektroskopie (31P-MRS) zur Messung von Parametern der Stoffwechselfunktion der Leber bei intakten Tieren untersucht. Diese Parameter können uns helfen, den Schweregrad und die Prognose der Leberfibrose zu beurteilen.
SARS-CoV-2 und andere Coronaviren beeinflussen die mitochondriale Qualitätskontrolle negativ: positive Effekte von Melatonin
Coronaviren (CoVs) sind eine Gruppe einzelsträngiger RNA-Viren, von denen einige wie SARS-CoV, MERS-CoV und SARS-CoV-2 weltweit mit tödlichen menschlichen Erkrankungen in Verbindung gebracht werden. Die durch SARS-CoV-2 hervorgerufene Coronavirus-Erkrankung-2019 (COVID-19) führt zu einer akuten Lungenverletzung (ALI)/einem akuten Atemnotsyndrom (ARDS), das bei älteren Menschen und bei Menschen mit zugrundeliegenden Komorbiditäten mit einer hohen Sterblichkeit verbunden ist.
Die Rolle von Melatonin im Angiogenese-Potenzial; Highlights bei kardiovaskulären Erkrankungen
Melatonin besitzt Multi-Organ- und pleiotrope Effekte mit der Potenz, die Angiogenese sowohl auf molekularer als auch auf zellulärer Ebene zu kontrollieren. Bis heute wurden viele Anstrengungen unternommen, die Dynamik der Angiogenese-Modulatoren in einem anderen Milieu zu kontrollieren und zu regulieren.
Melatonin: Von der Pharmakokinetik zum klinischen Einsatz bei Autismus-Spektrum-Störung
Die Rolle von Melatonin wurde ausgiebig bei pathophysiologischen Zuständen, einschließlich Autismus-Spektrum-Störung (ASD), untersucht. Eine reduzierte Melatonin-Sekretion wurde bei ASD berichtet und führte zu vielen klinischen Studien mit oralen Melatonin-Formulierungen mit sofortiger und verlängerter Freisetzung.
Melatonin: Auswirkungen auf die Knorpel-Homöostase und therapeutische Perspektiven bei knorpelbezogenen Erkrankungen
Knorpel ist ein relativ einfaches Bindegewebe, das eine Vielzahl von Rollen im menschlichen Körper spielt, einschließlich der Unterstützung und des Schutzes der Gelenke, der Lastaufnahme der Bandscheiben, der Gelenkschmierung, der Bildung der äußeren Struktur der Ohren und Nase und der Unterstützung der Luftröhre. Die Aufrechterhaltung der Knorpel-Homöostase ist daher von entscheidender Bedeutung. Knorpelerkrankungen sind schwierig zu diagnostizieren und zu behandeln, da ihre molekularen und pathologischen Mechanismen nicht vollständig verstanden sind.
Die abendliche Beleuchtung zu Hause wirkt sich negativ auf das zirkadiane System und den Schlaf aus
Der regelmäßige Auf- und Untergang der Sonne führte zur Entwicklung von 24-Stunden-Rhythmen in praktisch allen Organismen. In einem evolutionären Herzschlag hat der Mensch mit elektrischem Licht die Kontrolle über seine Lichtumgebung übernommen. Der Mensch ist sehr lichtempfindlich, doch die meisten Menschen nutzen Licht heute bis zum Schlafengehen. Wir evaluierten die Auswirkungen moderner Beleuchtungsumgebungen zu Hause in Bezug auf Schlaf und Lichtempfindlichkeit auf individueller Ebene mit einem neuen tragbaren Spektrophotometer.
Kann Melatonin eine potenzielle „Wunderwaffe“ bei der Behandlung von COVID-19-Patienten sein?
Das therapeutische Potenzial von Melatonin als chronobiotisches zytoprotektives Mittel, um den Folgen einer COVID-19-Infektion entgegenzuwirken, wurde befürwortet. Aufgrund seiner weitreichenden Wirkungen als Antioxidans, entzündungshemmende und immunmodulatorische Substanz könnte Melatonin die Folgen einer SARS-CoV-2-Infektion in einzigartiger Weise beeinträchtigen.
Die Rolle von Melatonin bei der Behandlung von Dickdarmkrebs: ein umfassender Überblick
Darmkrebs (CRC) ist weltweit eine der häufigsten Krebsarten, die als zweithäufigste Ursache für krebsbedingte Todesfälle pro Jahr bekannt ist.
Chronotyp, zirkadiane Rhythmen und Stimmung
Es gibt immer mehr Hinweise auf einen Zusammenhang zwischen Stimmung und Chronotyp. Die Mehrheit der Studien untersucht den Chronotyp anhand von Präferenzen für morgendliche/abendliche Aktivitäten und nicht anhand des Schlafverhaltens an sich (d.h. anhand der Schlafmitte) oder biologischer Marker für die Schlafzeit (z.B. Wirkungseintritt von Melatonin bei Dämmerlicht).
Melatonin-Synthese und -Funktion: Evolutionsgeschichte bei Tieren und Pflanzen
Melatonin ist ein sehr altes Molekül, das bis zum Ursprung des Lebens zurückverfolgt werden kann. Die ursprüngliche Funktion von Melatonin war wahrscheinlich die eines Fängers freier Radikale. Melatonin hat sich vermutlich in Bakterien entwickelt; es wurde sowohl in α-Proteobakterien als auch in photosynthetischen Cyanobakterien nachgewiesen.
Virtuelle Entdeckung von Melatonin-Rezeptor-Liganden zur Modulation zirkadianer Rhythmen
Der Neuromodulator Melatonin synchronisiert zirkadiane Rhythmen und damit verbundene physiologische Funktionen durch Einwirkung auf zwei G-Protein-gekoppelte Rezeptoren: MT1 und MT2.
Melatonin bei der Behandlung von Fibromyalgiesymptomen: eine systematische Übersichtsarbeit
Die verfügbaren pharmakologischen Modalitäten für die Behandlung der Fibromyalgie (FM) sind mit einer Vielzahl von Nebenwirkungen und einem begrenzten Nutzen verbunden. In dieser Studie haben wir die Effekte von Melatonin bei der Behandlung von FM systematisch gesichtet.
Zusammenhang zwischen Schlaf-Chronotyp und Adipositas bei Teilnehmenden schwarzer und weißer Hautfarbe an der Bogalusa-Herzstudie
Untersuchungen lassen darauf schließen, dass Schlafdauer und -qualität miteinander in Wechselwirkung stehende Faktoren sind, die zu Adipositas beitragen. Nur wenige Studien befassen sich jedoch fokussiert mit dem Schlaf-Chronotyp, der die zirkadiane Präferenz einer Person repräsentiert. Ebenso wenig wurden diese Faktoren in Stichproben von Personen mittleren Alters und diverser ethnischer Zugehörigkeit beurteilt.
Melatonin hemmt GABAerge Neuronen im Hypothalamus, einhergehend mit einer Reduzierung des Wachheitszustands
Melatonin ist zwar für die zirkadiane Regulation des Schlafes notwendig, die zugrunde liegenden Mechanismen dieser Wirkung von Melatonin sind jedoch noch unklar. In der vorliegenden Studie konnten wir nachweisen, dass Melatonin die Aktivität GABAerger Neuronen im lateralen Hypothalamus supprimiert.
Auswirkungen von Licht auf den zirkadianen Rhythmus, den Schlaf und die Stimmung des Menschen
Der Mensch lebt in einem 24-Stunden-Rhythmus, in der Licht und Dunkelheit einem tageszyklischen Muster folgen. Unser zirkadianer Taktgeber, der Nucleus suprachiasmaticus (SCN) im Hypothalamus, ist über einen von der Netzhaut ausgehenden Signalweg auf den 24-stündigen Sonnentag abgestimmt und synchronisiert unsere inneren biologischen Rhythmen.
Melatonin: wirksame Gegenmaßnahme gegen chaotische Zeitgeber
Im letzten Jahr wurde Melatonin 60 Jahre alt, zumindest liegt seine Entdeckung 60 Jahre zurück. Das Molekül an sich ist möglicherweise fast so alt wie das Leben selbst. Es ist also an der Zeit, seine Funktionen, Wirkweisen und klinischen Anwendungsmöglichkeiten einmal aus einer ganz neuen Perspektive zu betrachten.
Neue Einblicke in den zirkadianen Rhythmus und mit ihm korrelierenden Krankheiten
Zirkadiane Rhythmen (CR) sind endogene, autonome Oszillatoren, die von der molekularen zirkadianen Uhr erzeugt werden und die innere Uhr mit dem 24-Stunden-Tageszyklus der äußeren Umgebung koordinieren.
Melatonin-MT1-Rezeptor als neue Zielstruktur in der Neuropsychopharmakologie: MT1-Liganden, pathophysiologische und therapeutische Implikationen und Ausblick
Melatonin (MLT), ein Neuromodulator, der hauptsächlich über zwei G-Protein-gekoppelte Rezeptoren, MT1 und MT2, wirkt, reguliert zahlreiche Hirnfunktionen, darunter zirkadiane Rhythmen, Stimmung, Schmerz und Schlaf. MLT und nicht-selektive MT1/MT2-Rezeptor-Agonisten werden in der klinischen Praxis bei neuropsychiatrischen und/oder Schlafstörungen eingesetzt.
Melatonin als Antioxidans: leistet mehr als es verspricht
Melatonin reduziert oxidativen Stress unter einer bemerkenswert großen Anzahl von Bedingungen ungewöhnlich wirksam. Erzielt wird diese Wirkung auf vielfältige Art und Weise: über die direkte Detoxifikation reaktiver Sauerstoff- und Stickstoffspezies und indirekt über die Stimulierung antioxidativer Enzyme bei gleichzeitiger Supprimierung der Aktivität prooxidativer Enzyme.
Melatonin, das Hormon der Dunkelheit: von der Schlafförderung zur Ebola-Behandlung
Melatonin ist ein Hormon, das die geheimnisvolle Zirbeldrüse bei Dunkelheit ausschüttet, daher der Name Hormon der Dunkelheit. Es hat als therapeutischer Wirkstoff bei verschiedenen Erkrankungen, insbesondere Schlafstörungen, großes Interesse geweckt.
Günstige Effekte von Melatonin auf die Behandlung von Virusinfektionen: ein neues Anwendungsgebiet für diesen „molekularen Alleskönner“?
Melatonin (N-Acetyl-5-Methoxytryptamin) ist ein multifunktionelles Signalmolekül, das eine Vielzahl wichtiger Funktionen aufweist. Der therapeutische Nutzen von Melatonin für verschiedene medizinische Fachgebiete wurde im Rahmen zahlreicher klinischer Studien untersucht.
Anwendung von Melatonin in der Klinik: Evaluierung von Humanstudien
In den letzten zwei Jahrzehnten wurde anhand zahlreicher klinischer Studien der therapeutische Nutzen von Melatonin in verschiedenen medizinischen Bereichen untersucht. Ziel dieses Beitrags ist es, die wissenschaftlichen Rahmenbedingungen für die bisher durchgeführten klinischen Studien genau zu beleuchten.
Melatonin: ein Multitasking-Molekül
Es hat sich gezeigt, dass Melatonin (N-Acetyl-5-Methoxytryptamin) ein allgemein verbreitetes Molekül mit unterschiedlicher Funktionsweise ist. Die Mechanismen, welche seine Synthese in der Zirbeldrüse steuern, sind gut erforscht; daneben weiß man auch zunehmend besser über die von der Netzhaut und der biologischen Uhr gesteuerten Prozesse Bescheid, welche die circadiane Produktion von Melatonin in der Zirbeldrüse modulieren.
Melatonin: ein pleiotropes Molekül, das Entzündungsprozesse reguliert
Melatonin ist ein Neurohormon, das in der Zirbeldrüse gebildet wird und den Schlaf sowie die circadianen Funktionen reguliert. Melatonin reguliert daneben auch Entzündungs- und Immunprozesse, indem es diese Reaktionen aktiviert bzw. hemmt.
Wirkung von Melatonin als Antioxidans und Einsatzmöglichkeiten als Therapeutikum und Anti-Aging-Mittel beim Menschen
In diesem Review sollen die vorteilhaften Eigenschaften von Melatonin in Bezug auf seine antioxidative Wirkung beschrieben werden. Oxidativer Stress, d. h. ein Ungleichgewicht zwischen der Bildung von reaktiven Sauerstoffverbindungen und der antioxidativen Abwehr, ist an verschiedenen Erkrankungen, wie etwa kardiovaskulären oder neurologischen Erkrankungen, und am Alterungsprozess beteiligt. Aus diesem Grund begann man, nach Oxidationshemmern (Antioxidantien) zu forschen. Die klassischen Antioxidantien entfalteten allerdings, vor allem bei Stoffwechselerkrankungen, häufig keine vorteilhafte Wirkung.
Signalwege von Melatonin und Zellschutzfunktion
Neben seiner bekannten regulierenden Wirkung auf den Schlaf-Wach-Rhythmus übt das Zirbeldrüsenhormon Melatonin auch noch andere biologische Funktionen aus und vollzieht in verschiedenen Zellarten und im peripheren Gewebe spezifische Stoffwechselvorgänge. In unterschiedlichen Gewebearten und Organen präsentiert sich Melatonin nicht nur als parakrines, sondern auch als intrakrines und autokrines Hormon mit insgesamt homöostatischen Funktionen und einer pleiotropen Wirkungsweise, wozu auch Faktoren zählen, welche die Zelle schützen und ihr Überleben begünstigen.
Melatonin, synthetische Analoga und Schlaf-Wach-Rhythmus
Melatonin, ein im Tierreich weit verbreitetes Hormon, wird neben der Zirbeldrüse auch noch in mehreren anderen Organen und Geweben produziert. Während Melatonin außerhalb der Zirbeldrüse seine Wirkung als zytoprotektives Molekül entfaltet, wird das Hormon in der Zirbeldrüse einem bestimmten Rhythmus entsprechend produziert. Die Entdeckung von Melatonin im Jahr 1958 und die Charakterisierung seiner Synthese zu einem etwas späteren Zeitpunkt führten zur Beschreibung seiner photoperiodischen Regulierung und seiner Beziehung zu den biologischen Rhythmen wie dem Schlaf-Wach-Rhythmus.
Randomisierte, doppelblinde, placebokontrollierte klinische Studie zur toxikologischen Wirkung einer Melatonin-Langzeittherapie.
Ziel der vorliegenden Doppelblindstudie war es, die toxikologischen Eigenschaften von Melatonin (10 mg) zu untersuchen. 40 freiwillige Probanden wurden randomisiert einer von zwei Gruppen zugeteilt. Über einen Zeitraum von 28 Tagen erhielt eine Gruppe Melatonin (N = 30), die andere ein Placebo (N = 10).