Melatónín – áhrif á dægursveiflur og svefn

Frá örófi alda hefur verið þekkt að sveiflur setja mark sitt á lífverur, bæði í dýra- og jurtaríki. Lengd sveiflanna er breytileg. Algengustar eru dægursveiflur, til dæmis svefn og vaka, hormónalosun, ensímvirkni og fleira. Aðrar eru lengri, til dæmis árstíðabundnar breytingar á æxlunarfærum dýra, og enn aðrar styttri, til dæmis 90 mínútna sveifla draumsvefns.

Lengi var talið að um bein áhrif sólarljóss á lífverur væri að ræða. Snemma á átjándu öld gerði hins vegar franskur stjarnfræðingur, de Mairan, tilraun sem bylti þeim hugmyndum. Hann sýndi fram á að blaðhreyfingar plöntu (blöð breiðast út á daginn og lokast að nóttu) héldu áfram þrátt fyrir að sólarljóss gætti ekki. Frekari tilraunir hans sýndu að þetta skýrðist ekki af umhverfishita. Niðurstöðurnar féllu í gleymsku í meira en tvær aldur, en þá kom fram sú kenning að innri sveiflugjafi, svonefnd lífklukka, lægi að baki þessum sveiflum.

Á síðustu áratugum hafa verið gerðar viðamiklar rannsóknir á eðli lífklukkunnar. Ljóst er að lífklukkan í spendýrum er í undirstúku heila (SCN, suprachiasmatic nucleus). Tilraunir sýna að sveiflulengdin er breytileg á milli tegunda en er jafnan á bilinu 23-26 klukkustundir. Hins vegar sjást frávik meðal einstaklinga sömu tegundar. Hjá manninum er lengdin um 24,4-24,6 klukkustundir.

Þegar hefur tekist að staðsetja „tímagen“ hjá ákveðnum tegundum lífvera. Jafnvel þó að lengd dægursveiflunnar sé arfbundin eru kenningar um að hún geti breyst með aldri. Þannig gæti hún lengst á unglingsárum en styst þegar aldurinn færist yfir. Þessar hugmyndir gætu skýrt aukna svefnþörf unglinga og þá staðreynd að gamalt fólk fer fyrr að sofa og vaknar að sama skapi oft eldsnemma.

Til þess að skapa lífverum sem best skilyrði til lífs, þarf að fella dægursveifluna inn í 24 klukkustundir. sólarhringinn og samræma þannig innri og ytri skilyrði. Grunnur að því er að lífverum berist skilaboð um tíma frá ytra umhverfi. Birtan er mikilvægasti tímagjafinn en aðrir umhverfisþættir, svo sem hitastig og hljóð, eru þýðingarmiklir. Að auki hafa félagslegir þættir verulega þýðingu í þessu sambandi, sérstaklega hjá manninum.

Losun noradrenalíns örvar myndun ákveðins efnis sem hvatar ummyndun serotóníns í melatónín. Þetta gerist þegar degi hallar og því er melatónín oft nefnt hormón myrkursins. Styrkur melatóníns í blóðvökva er innan við 2 pg/ml á daginn, hækkar venjulega undir miðnætti og nær allt að 125 pg/ml á nóttu, hæsta gildi venjulega milli klukkan þrjú og fjögur að nóttu.

Melatónín má mæla í blóðvökva og munnvatni. Reyndar myndast melatónín víðar en í heilaköngli, til dæmis í sjónu augans og jafnvel í meltingarvegi.

Árstíðabundin áhrif melatóníns hafa lengi verið þekkt (til dæmis fengitími dýra, myndun felds og myndun brúnnar fitu). Áhrif melatóníns til skemmri tíma eru talin vera fjölþætt og efnið hefur verið mikið rannsakað á síðustu misserum. Fjölmargar rannsóknir sýna að fari framleiðsla melatóníns úr skorðum raskast dægursveiflur í líkamanum og af því er dregin sú ályktun að meginhlutverk þess sé að fínstilla lífklukkuna.

Niðurstöður tilrauna sem gerðar hafa verið til þess að kanna bein áhrif melatóníns á svefn eru samhljóða að því leyti að eftir því sem það tekur einstakling styttri tíma að sofna verður svefninn samfelldari og fólk telur hann betri. Á hinn bóginn verður hvorki breyting á uppbyggingu svefnsins né hlutföllum svefnstiga. Aðrar rannsóknir sýna að melatónín hefur bein áhrif til lækkunar líkamshita, en það ferli hefur mikla þýðingu fyrir svefn. Áhrif melatóníns á svefn eru því væntanlega fyrst og fremst óbein, það er sem áhrif til fínstillingar lífklukkunnar, til þess að samhæfa dægursveiflur ólíkra líkamsþátta þannig að aðstæður verði sem ákjósanlegastar fyrir svefn. Þessi vitneskja takmarkar að sjálfsögðu þann hóp sem þarf melatónín sem lyf. Fyrst og fremst hentar það fólki ef melatónín er ekki í hámarki á réttum tíma sólarhrings, af einhverjum ástæðum. Þetta getur til dæmis átt við blinda og aldraða.

Ýmis algeng lyf geta dregið úr framleiðslu melatónín og þannig haft áhrif á svefninn, til dæmis beta-blokkerar. Ýmis bólgueyðandi lyf hafa sömu áhrif og einnig bensódíasepín og koffein. Því er ef til vill ástæða til að ráðleggja sjúklingum sem nota þessi lyf að taka þau ekki rétt fyrir svefninn.

Fín samstilling innri og ytri klukku, sem og innbyrðis samspil dægursveifla margra líffræðilegra þátta, hefur líklega ekki þróast fyrir tilviljun. Röskun á þessum þáttum leiðir oft til margvíslegra kvilla (til dæmis svefnleysis), sem oftast eru tímabundnir en geta orðið þrálátir. Lífshættir mannsins hafa breyst verulega á síðustu öld og má þar meðal annars nefna mikla raflýsingu, sem löngu er búin að kveða myrkrið í kútinn. Ef til vill þurfum við að huga að afturhvarfi í þeim efnum að hluta og leyfa rökkrinu að njóta sín þannig að líkaminn fái réttar upplýsingar til að taka mið af.

Heimildir:

G. Richardsson (ed.): Chronobiology. Í M. H. Kryger, T. Roth, W. C. Dement (eds.): Principles and Practice of Sleep Medicin. Philad. W.B. Saunders, 1994: 277-321.
J. D. Miller et al: New insights into the mammalian circadian clock. Sleep 1996; 19(8):641-667.
R. Hardeland, C. Rodriguez: Versatile melatonin: A pervasive molecule serves various functions in signaling and protection. Chronobiol Int 1995; 12(3):157-165.
K. Krauchi et al: A relationship between heat loss and sleepiness: effects of postural change and melatonin administration. J Appl Physiol 1997; 83(1):134-9.
Björg Þorleifsdóttir: Dægursveiflur. Samspil innri og ytri klukku. Heilbrigðismál 1990; 38(2):10-12.

Grein úr tímaritinu Heilbrigðismál, 3. tbl. 1998. Október 1999.