Aktualizované: 3.4.2017

Melatonín

  Melatonín (5-metoxy-N-acetyltryptamín) je hormón, ktorý je produktom mozgovej žľazy - epifýzy a gastrointestinálneho traktu. Je hlavným regulátorom imunitného systému a silným antioxidantom (bojovníkom proti voľným radikálom). Melatonín inhibuje (spomaľuje) rast nádorových buniek a môže priamo zneškodniť mnoho rôznych typov ľudských nádorových buniek.

Melatonín je produkovaný v epifýze počas hlbokého spánku a narušenie spánkového režimu najmä z dôvodu chronického stresu znamená výrazne nižšie hladiny melatonínu. Štúdie ukázali, že chorí na rakovinu majú veľmi nízku hladinu melatonínu.

Antioxidačné vlastnosti melatonínu boli objavené v roku 1993. Jednou z hlavných rolí melatonínu je neutralizovať vplyv stresu na imunitný systém, a to či už je stres spôsobený vírusovou infiltráciou, emocionálnymi dejmi, indukovanou imunosupresiou alebo stárnutím. Štúdie na zvieratách zase ukázali, že melatonín je veľmi účinný pri eliminácii psychického stresu.

Melatonín sa zúčastňuje na veľkom počte telesných procesov. Akékoľvek narušenie jeho funkcie má pre organizmus zásadný význam. Erren a Reiter (2008) prišli k záveru, že "definitívne preukázateľnou príčinou mnohých prípadov rakoviny môže byť tzv. chronodisrupcia (CD), podstatné narušenie spánkovej organizácie, fyziologického poriadku, endokrinológie, metabolizmu a úlohy melatonínu ako kľúčového strážcu času, ktorý je markerom chronodisrupcie." 

Alkohol
Zistilo sa, že spotreba alkoholu znižuje hladinu melatonínu v moči u žien o 17% (Stevens 2000). Následkom môže byť zvýšenie obsahu cirkulujúceho estrogénu, čo by mohlo mať vplyv na riziko rakoviny prsníka. 

Vek
Znížená koncentrácia melatonínu bola nameraná v slezine, pečeni a srdci v priebehu starnutia. Strata silnej antioxidačnej schopnosti môže prispievať k nástupu starnutia (Sánchez-Hidalgo 2009).

Plač u detí
U detí, ktoré majú po narodení nízku hladinu vitamínu B12, môže dôjsť k nedostatočnému rozvinutiu nervového systému, ktorý má na svedomí nízke hladiny melatonínu. Dôsledkom je ich zvýšená plačlivosť.

Rakovina
Nočná práca zvyšuje riziko u mužov niekoľko-násobne (vrátane rakoviny pľúc, hrubého čreva, močového mechúra, prostaty, konečníka, pankreasu a non-Hodgkinovho lymfómu). Mechanizmus bol odvodený z poklesu tvorby melatonínu (Parent 2012). Bhatti (2012) uvádza, že zistenia sú adresované nielen na nutnosť ďalších štúdií pracovníkov na smeny, ktoré hodnotia výskyt iných druhov rakoviny než prsníka a prostaty, ale tiež podporujú rastúce obavy, že negatívne dopady práce na smeny sa môžu vzťahovať k riziku mnohých druhov rakoviny prostredníctvom priamej onkostatickej vlastnosti melatonínu. Neprerušovaná tma, najmä v noci, umožňuje optimálnu produkciu melatonínu a jeho nedocenenú endogénnu schopnosť prevencie rakoviny (Blask 2009).

Chemikálie
Hladiny melatonínu boli znížené u potkanov vystavených polychlórovaným bifenylom (Venkataraman 2008).

Diéta
Diéta s vysokým obsahom tukov výrazne znížila nočnú syntézu melatonínu v epifýze (Cano 2009). Konzumácia hydiny (vrátane morky) a rýb nebola preukazne spojená so znížením koncentrácie melatonínu, čo však neplatí u červeného mäsa, čo môže zvyšovať riziko vzniku rakoviny (Schernhammer 2009).                       

Telesná hmotnosť
Vyšší index telesnej hmotnosti sa vzťahuje na zníženie cirkulujúcich koncentrácií melatonínu (Schernhammer 2009).

Nízkofrekvenčné elektromagnetické polia (NF EMP)
El-Helal a Abu-Hashem (2010) odporúčajú dávkovať antioxidačné náhrady melatonínu, ktoré by mohli pomôcť zmierniť tieto účinky. Zwirska-Korczala (2004) tiež uviedli, že NF magnetické polia podstatne znížili antioxidačné účinky melatonínu.

Štúdie v ľudskej populácii ukázali, že magnetické polia, ktoré pochádzajú z bežných rozvodov elektrickej energie a podobných zdrojov, sú schopné narušiť tvorbu melatonínu v epifýze, a to najmä polarizované polia, v kombinácii s poruchami geomagnetického poľa Zeme (Burch 1999 2000) u exponovaných pracovníkov (Burch 1998 1999).

Halgamuge (2013) zistil, že by expozícia slabým EMP mohla mať nepriaznivý vplyv na ľudské zdravie narušením produkcie melatonínu.

Ióny vysielané z koróny rozvodov elektrickej energie vytvárajú vysoko variabilné rušenie atmosférického elektrického poľa. Hypotézu popísal Henshaw (2008), kedy tieto náhodné poruchy môžu viesť k narušeniu nočnej syntézy melatonínu a cirkadiánnych rytmov, čo vedie k zvýšenému riziku nepriaznivých účinkov.

Dr. Yves Primault, čestný profesor milánskej univerzity, uviedol, že nočná expozícia nízkofrekvenčným magnetickým poliam úrovne viac než 100 nanotesla môže zastaviť, alebo znížiť (Davis 2006)  produkciu melatonínu. Girgert (2010) zistil, že EMP významne narušuje antiestrogénny účinok melatonínu v bunkách rakoviny prsníka. 

  Vedci z Českej poľnohospodárskej univerzity v Prahe prispeli svojím dielom k výskumu možného vplyvu nízkofrekvenčného magnetického poľa na biologickú sekréciu "spánkového hormónu" a antioxidantu - melatonínu. Ich voľne prístupná štúdia (Kolbabová 2015) bola publikovaná v septembri 2015 v online časopise Scientific Reports vydavateľstva Nature. Problematika negatívneho vplyvu umelého nízkofrekvenčného magnetického poľa na hladinu dôležitého hormónu melatonínu býva často diskutovaná, výsledky však nie sú celkom jednoznačné, pretože nie je isté, či pri nich boli brané do úvahy prirodzene pôsobiace faktory. Zhruba polovica - 20 z 43 vzoriek našla vplyv NF polí na melatonín (17 štúdií zníženie, 3 zvýšenie). Je to teda tak pol na pol, čo rozhodne nie je dôvodom k popieraniu týchto možných vplyvov. Prevažná väčšina štúdií (75%) bola vykonávaná na laboratórnych potkanoch a myšiach, len štvrtina na väčších zvieratách, čo je aj prípad českej štúdie na 8 teľatách. Zvieratá ožarovali počas 35 dní magnetickým poľom 50 Hz o intenzite okolo 400 nT (nanotesla), čo je intenzita, s ktorou sa môžeme stretnúť v určitej časti nadpriemerne zaťažených domácností, kde je hladina zvýšená napr. vplyvom blízkeho vedenia vysokého napätia alebo zle umiestnených stupačiek v bytových domoch. Táto intenzita poľa síce spĺňa platné hygienické limity, ale bežné pozadie vo väčšine domácností sa pohybuje od 5 do 100 nT. WHO zaradila nízkofrekvenčné magnetické pole v r. 2002 do kategórie 2B-možný kacinogen na základe štúdií naznačujúcich dvojnásobné zvýšenie rizika detskej leukémie pri intenzitách poľa 300-400 nT. Českí vedci vychádzali z logickej otázky, ako sa pôsobenie umelo vytváraného poľa u zvierat prejaví, ak sa vezmú do úvahy aj prirodzene pôsobiace faktory, akými sú ročné obdobia (leto-zima), ktoré prinášajú rozdielne hladiny svetla v cykle dňa, pretože melatonín sa v epifýze začína vytvárať pri úbytku svetla, aby pripravil organizmus na kvalitný spánok a regeneráciu dôležitých telesných funkcií. Českí vedci preto ožarovali mladé zvieratá oboch pohlaví rovnakým spôsobom v lete aj v zime a výsledky sú pozoruhodné.

  V zimnom období, kedy sú hladiny melatonínu prirodzene síce nižšie, ale v priebehu dňa vyrovnanejšie, sa negatívny vplyv magnetických polí ukázal ako silnejší a znížil hladinu melatonínu v porovnaní s kontrolnou skupinou o cca 40%. V letnom období, pokiaľ bola prirodzená hladina v kontrolnej skupine o cca 35% vyššie, ožarovanie paradoxne a v rozpore s hypotézou zvýšilo hladinu melatonínu o cca 30%. Inhibičný účinok v zime bol teda silnejší ako pozitívne v lete. V oboch obdobiach aj skupinách pritom samice vykazovali celkovo vyššiu hladinu melatonínu ako samce.

Spomínaná hypotéza predpokladá, že expozícia magnetickým nízkofrekvenčným poliam znižuje hladinu melatonínu, ktorý má kancerostatické vlastnosti a tým môže nepriamo prispieť k rozvoju rakoviny. V poslednej dobe sa tiež objavilo, že tieto polia môžu nepriamo prispieť k rakovine ovplyvnením funkcie cirkadiálnych hodín.

Česká štúdia potvrdila, že NF magnetické pole na hladinu dôležitého hormónu melatonínu vplyv má, ale efekt je závislý na ročnom období. Vedci predpokladajú, že rozdiely medzi oboma ročnými obdobiami môžu byť, napr. vplyvom úzko súvisiaceho metabolizmu serotonínu (jeho nedostatok spôsobuje depresie), ktorý je nevyhnutným pendantom melatonínu a je nutné v budúcich štúdiách toto zohľadniť.

Zdá sa, že v letnom období väčšie kolísanie a vzájomne razantnejšie vyrovnávanie zviazaných melatonínovo-serotonínových hladín vedie k stavu vybudenia organizmu, v ktorom môžu podnety typu elektromagnetického poľa (NF, RF alebo aj svetlo) pôsobiť na rad fyziologických propcesov stimulačne, kým v stave prirodzeného alebo nadobudnutého útlmu organizmu naopak tie isté vonkajšie podnety spôsobia ešte väčšie prehĺbenie útlmového efektu. To je napokon možné pozorovať aj u pôsobenia rádiofrekvenčného elektromagnetického poľa.

Rádiofrekvenčné elektromagnetické polia (RF EMP)
Nemecká štúdia Citizens Initiative Kempten West zistila, že vysielač mobilnej telefónnej siete ovplyvňuje hladiny melatonínu a serotonínu. Odobrali vzorky krvi rezidentov ‘pred‘ a ‘po‘ inštalácii základňovej stanice mobilnej siete. Účastníci štúdie odstránili zo svojich domovov všetky iné RF zdroje (DECT telefóny a bezdrôtovej siete Wi-Fi). Po aktivácii základňovej stanice vykazovalo namerané mikrovlnné pole niekoľko-násobné zvýšenie expozície RF. Na aktiváciu reagovalo 84% účastníkov masívnym poklesom hladiny serotonínu. Ďalší rezidenti začali pociťovať nárast depresívnych nálad, letargiu a apatiu, poruchy chuti do jedla, vnútorný nepokoj a zníženie kvality života. Tiež bol zaznamenaný pomerne strmý pokles nočnej koncentrácie melatonínu u 56% členov skupiny. Viac než polovica skupiny hlásila poruchy spánku. Niektoré genetické variácie (gény SLC6A4 a BDNF) spôsobujú, že ľudia viac trpia depresiou v dôsledku environmentálnych stresorov, pričom iné zmeny na rovnakom géne sa javia ako ochranný účinok. Mnohí sa sťažovali na prebudenie medzi druhou a štvrtou hodinou ráno a mali problémy znovu zaspať. Poruchy spánku sú stále viac vnímané ako rizikový faktor podporujúci rakovinu. Štúdia tiež zistila posunutie obdobia vylučovania melatonínu počas vstávania alebo v dopoludňajších hodinách. To má za následok pocit veľkej únavy pri vstávaní a následnú únavu, podráždenosť, stratu koncentrácie v priebehu dňa.

Clark (2007) zistil, že ženy po menopauze môže byť citlivou podskupinou populácie, u ktorej sa zvyšuje exkrécia melatonínu, pokiaľ žijú v blízkosti rozhlasových a televíznych vysielačov.

Štúdia Burch (2002) dospela k záveru, že dlhodobé používanie mobilných telefónov môže viesť k zníženej produkcii melatonínu a pri zvýšenej expozícii magnetickým poliam sú výsledky ešte nepriaznivejšie. Wood (2006) zistil, že čas nástupu vylučovania melatonínu bol oneskorený o expozíciu emisiám z mobilného telefónu.

Významný pokles hladiny epifýzového melatonínu bol zaznamenaný v skupine krýs vystavených mikrovlnnému poľu s frekvenciou 2.45 GHz po 2 hodiny denne. Významné zvýšenie kreatínkinázy a koncentrácie vápenatých iónov bolo u krýs pozorované v celom mozgu. Štúdia (Kesari 2012) dochádza k záveru, že zníženie koncentrácie melatonínu alebo zvýšenie koncentrácie kreatínkinázy a iónov vápnika môže spôsobiť značné škody v mozgu v dôsledku chronického pôsobenia mikrovĺn.

Svetlo počas noci
Až do nedávnej doby boli ľudia v miernom podnebnom pásme v zimnom období vystavení 18 hodinám tmy. V modernom svete nám umelé osvetlenie znižuje tento čas na zvyčajných osem alebo menej hodín za deň a to po celý rok. Dokonca aj nízke úrovne svetla do istej miery inhibujú produkciu melatonínu. Prehnane dlhá expozícia svetlu môže viesť k významnému zníženiu produkcie melatonínu.

Cirkadiánne rytmy sú endogénne a aj počas neprítomnosti svetelných signálov budú pokračovať do nekonečna. Svetlo slúži len na ich synchronizáciu voči skutočnému dňu a noci. Ich funkciou je umožniť telu predvídať svoje potreby v priebehu celého dňa a noci. Netýka sa to len spánku; takmer celý náš metabolizmus je týmto spôsobom regulovaný. V prípade, že sa amplitúda týchto rytmov zníži (napr. zásluhou vonkajšieho vplyvu EMP) nebude sa niektorá z týchto funkcií vykonávať s dostatočnou efektivitou. Jednou z obetí by bola produkcia melatonínu (ktorá bude znížená - Reiter 2007, Korkmaz 2009), ľahšie by sme sa unavili v priebehu dňa a náš imunitný systém by bol menej účinný počas noci. Reiter tvrdí, že potenciálne negatívnym dôsledkom chronodisrupcie a inhibície nočného melatonínu je vznik a vývoj rakoviny. Výskyt rakoviny prsníka, prostaty, hrubého čreva a konečníka je zvýšený u jedincov, ktorých cirkadiánne rytmy boli narušené. Okrem rakoviny sú to aj iné choroby, ktoré vyplývajú z chronického potláčania tvorby melatonínu svetlom v noci.

Predpokladá sa, že večerné a nočné svetlo v červenej časti spektra naruší produkciu melatonínu v nasledujúcich hodinách spánku v menšej miere. Stevens (1996, 2006), Schernhammer (2004, 2005) a Srinivasan (2008) tiež naznačujú, že svetlo (predovšetkým modré svetlo, Figueiro 2009) počas noci znižuje produkciu melatonínu. Naopak, krátkovlnné „modré“ svetlo v dopoludňajších hodinách pomáha nastaviť cirkadiánny systém a jeho odstránenie môže oneskoriť nástup produkcie melatonínu počas večera u adolescentov (Rea a Figueiro 2010). Toto zistenie je dôležité pre správne osvetlenie na školách.

Ruský článok (Panchenko 2008) popisuje, ako konštantné osvetlenie zvyšuje rast nádoru, zatiaľ čo poklesy úrovne svetla jeho rast spomaľujú. Hanifinovo (2006) zistil, že žiarivo červené svetlo tiež potláča produkciu melatonínu, takže je potrebné dbať na intenzitu svetla akejkoľvek farby.

Dlhodobé nočné smeny boli identifikované ako potenciálny faktor karcinogénneho rizika, pravdepodobne preto, že zvýšená intenzita svetla počas nočnej smeny obmedzuje produkciu melatonínu. Grundy (2009) však zistil, že 2 nočné rotujúce smeny nemusia zmeniť časovanie melatonínu. Žiarivkové a LED osvetlenie pri 3000K a 5000K vedie k potlačeniu produkcie melatonínu, ale 2300K alebo tlmené svetlo nemá žiadny vplyv (Kozak 2008). Toto zistenie by mohlo byť ľahko implementované v pracovnom prostredí. Klooga (2011) našiel pozitívny vzťah medzi intenzitou osvetlenia v spálni a rizikom rakoviny prsníka.

Wideman a Murphy (2009) zistili, že krysám nepretržite vystaveným svetlu sa znížila hladina melatonínu a zmenil metabolizmus, cirkadiánne rytmy a správanie, v porovnaní s krysami, ktoré boli 12 hodín vystavené svetlu a 12 hodín tme.

Hill (2011) uvádza, že štúdie na potkanoch a ľuďoch ukázali, svetlo počas noci indukuje cirkadiánne narušenia nočnej produkcie melatonínu a podporuje rast ľudskej rakoviny prsníka, ovplyvňuje jeho metabolizmus a prejav, čo poskytuje podporu epidemiologickým štúdiám preukazujúcim zvýšené riziko rakoviny prsníka u pracovníkov nočných smien a ďalších osôb, neustále vystavených svetlu počas noci. Klooga (2008) našiel silný pozitívny vzťah medzi intenzitou svetla počas noci a rakovinou prsníka, ale nie rakovinou pľúc.

Existovala určitá domnienka, že zvýšená expozícia svetlu rôznych typov (napr. žiarivke) môže byť aspoň čiastočne zodpovedná za výskyt rakoviny prsníka (Blask 2005), keďže u nevidiacich žien bol zaznamenaný jeho nižší výskyt. Pukkala (2006) tiež zistil, že riziko rakoviny prsníka sa u žien znížilo v závislosti od typu poruchy zraku. Našiel sa aj podobný, ale menej konzistentný trend rakoviny prostaty u mužov.

Brainard (2001) naznačuje, že jediný fotopigment, založený na retinaldehyde, môže byť primárne zodpovedný za pokles tvorby melatonínu.

Istá skupina ruských autorov (2012) sa domnieva, že civilizačné choroby ako obezita, inzulínová rezistencia a arteriálna hypertenzia sú priamym dôsledkom chronickej metabolickej poruchy v dôsledku svetelného znečistenia a jeho vplyvu na produkciu melatonínu.

  Melatonín je veľmi dôležitým "spánkovým" hormónom, ktorý je hlavným biomarkerom cirkadiánnych biorytmov. Je jedným z najsilnejších antioxidantov a jediný antioxidant, ktorý prechádza hematoencefalickou bariérou mozgu. Chráni proti rakovine, likviduje voľné radikály, bráni rozvoju atopického ekzému, reguluje metabolizmus, atď. Má protektívnu rolu u novorodeneckých chorôb (chronická pľúcna choroba, perinatálne ochorenie mozgu, nekrotizujúca enterokolitída a retinopatia). Talianska štúdia pritom naznačuje, že elektromagnetické polia, ktorým sú nedonosené deti vystavené v inkubátoroch, tiež znižujú sekréciu melatonínu, čím vytvárajú pre novorodenca doposiaľ neodhalené zdravotné riziká. Otázky zdravotných účinkov umelo vytváraných polí a vnímanie prirodzeného geomagnetického poľa živočíchmi sú procesmi intenzívne skúmanými, nie je v nich však zatiaľ úplne jasno. Objavuje sa viacero možných mechanizmov interakcie týchto polí so živými organizmami, napr. aktivácia napäťovo riadených kalciových kanálikov, iónovo-cyklotrónová rezonančná interakcia s fluktuáciami elektrického poľa na bunkovej membráne, mechanizmus radikálnych párov, atď.