Melatonín a hormóny spánku – Ekonomická encyklopédia

Melatonín a hormóny spánku v kontexte biorytmov

Melatonín je indolový hormón produkovaný prevažne epifýzou (šišinkou) s kľúčovou úlohou v časovaní a stabilizácii cirkadiánnych rytmov a spánkového cyklu. Z hľadiska regulácie spánku pôsobí ako „chronobiotikum“ – posúva a zosilňuje vnútorné hodiny – a zároveň ako „somnigén“ s miernym hypnotickým efektom. Jeho účinky sa prelínajú s ďalšími hormónmi a neuromodulátormi spánku (adenozín, GABA, orexíny, kortizol, prolaktín) a tvoria integrovanú sieť riadiacu nástup, kontinuitu a architektúru spánku.

Biochemická syntéza melatonínu a dielňa epifýzy

Melatonín vzniká z esenciálnej aminokyseliny tryptofánu cez 5-hydroxytryptamín (serotonín) v dvojkrokovej dráhe katalyzovanej enzýmami AANAT (arylalkylamín N-acetyltransferáza) a ASMT (acetylserotonín O-metyltransferáza). Aktivita AANAT je výrazne nočne zvýšená a predstavuje rýchlosť limitujúci krok syntézy. Epifýza je synchronizovaná suprachiazmatickým jadrom (SCN), „hlavnými hodinami“ v hypotalame, prostredníctvom sympatického výstupu (nucleus paraventricularis → miecha → horný krčný ganglion → epifýza). V dôsledku toho sa nočné plazmatické hladiny melatonínu u zdravého človeka zvyšujú približne 2–3 hodiny pred obvyklým časom zaspávania a kulminujú okolo polovice noci.

Cirkadiánna regulácia: SCN, svetlo a signál „tmy“

Endogénny generátor rytmu v SCN synchronizuje periférne hodiny v orgánoch; melatonín funguje ako jeho humórny výstup a zároveň spätnoväzbový signál „tmy“. Intrínsne fotosenzitívne gangliové bunky s melanopsínom (ipRGC) v sietnici sprostredkúvajú dopad krátkovlnného (modrého) svetla (≈ 460–490 nm) na potlačenie syntézy melatonínu. Expozícia jasnému svetlu večer posúva fázovo hodiny dopredu (oneskoruje spánok) a redukuje melatonín; ranné svetlo naopak uľahčuje fázový posun smerom k skoršiemu zaspávaniu.

Receptory melatonínu a neurálne účinky

Melatonín pôsobí najmä cez G-proteínové receptory MT₁ a MT₂. MT₁ je prominentný v SCN a tlmí neurónovú excitabilitu, čím prispieva k nástupu spánku. MT₂ je významný pre fázové posuny a presné nastavenie periodiky rytmu. Okrem membránových receptorov sa melatonín viaže aj na mitochondriálne a jadrové ciele a vykazuje antioxidačné a protizápalové účinky (priame „scavenging“ reaktívnych foriem kyslíka a regulácia enzýmov antioxidantovej obrany).

Model dvoch procesov: homeostatický tlak a cirkadiánny gating

Spánok je výslednicou interakcie procesu S (homeostatický tlak rastúci počas bdenia, sprostredkovaný najmä adenozínom) a procesu C (cirkadiánne bránovanie spánku/bdenia). Melatonín moduluje proces C: znižuje „bdelostnú bránu“ vo večerných hodinách, uľahčuje zaspávanie a stabilizuje spánkovú kontinuitu. Adenozín a GABAergná aktivita sa starajú o akútny prechod do spánku, zatiaľ čo melatonín „nastaví scénu“ v správnom čase.

Interakcie s ďalšími hormónmi spánku a bdenia

Adenozín: rastúci počas dňa zvyšuje spánkový tlak; melatonín zosilňuje subjektívnu ospalosť, ale nepredstavuje primárny homeostatický signál.
Orexíny (hypokretíny): udržiavajú bdelosť; melatonín ich aktivitu priamo neznižuje, ale nepriamo prostredníctvom SCN a zmeny načasovania bdelosti.
Kortizol: s rytmom s vrcholom ráno; melatonín má opačnú fázu a podporuje nočný pokles kortizolu.
Prolaktín a rastový hormón: melatonín koreluje s nočným uvoľňovaním a môže prispieť k ich fyziologickej nočnej sekrécii.
GABA: melatonín zvyšuje GABAergnú inhibíciu v SCN, čo napomáha spánku.

Vekové a individuálne rozdiely, chronotyp a sezónnosť

Selekcia chronotypu (sova vs. škovránok) je daná kombináciou genetických polymorfizmov hodín a prostredia. U detí a dospievajúcich je špička melatonínu posunutá neskôr (fyziologický „eveningness“), u starších klesá amplitúda aj celková nočná produkcia, čo prispieva k skoršiemu zaspávaniu, častejšiemu prebúdzaniu a fragmentácii spánku. Melatonín sprostredkúva aj sezónne informácie o dĺžke noci; dlhšie nočné obdobie znamená dlhšie uvoľňovanie melatonínu.

Exogénny melatonín: farmakokinetika a dávkovanie

Perorálny melatonín sa rýchlo absorbuje; immediate-release (IR) formy zvyšujú hladinu v priebehu 30–60 minút a sú vhodné pre nástup spánku. Prolonged-release (PR) formy napodobňujú nočný profil a sú vhodné pre udržanie spánku. Biologická dostupnosť je variabilná (ovplyvnená prvým prechodom pečeňou) a metabolizmus prebieha najmä cez CYP1A2 (interakcie s inhibítormi/induktormi, napr. fluvoxamín, fajčenie). Typické fyziologické dávky na chronobiotický účel sa pohybujú v rozmedzí 0,3–1 mg; na hypnotický efekt sa v praxi používajú 1–5 mg, individuálne titrované a načasované vzhľadom na cieľ (fázový posun vs. zlepšenie nástupu/udržania spánku).

Načasovanie: kedy je melatonín „liekom času“

Fázový posun pri oneskorenom spánkovom fázovom syndróme (DSWPD): nízke dávky (≈0,3–1 mg) 3–5 hodín pred dim light melatonin onset (DLMO) alebo prakticky 4–6 hodín pred cieľovým zaspávaním.
Jet lag: podanie v cieľovej zóne večer na urýchlenie adaptácie; kombinované s rannou svetelnou terapiou.
Pracujúci na zmeny: melatonín večer pred „biologickou nocou“ (podľa pracovného rozvrhu) a prísna svetelná hygiena pri nočných zmenách.
Insomnie: pri ťažkostiach s nástupom zaspávania preferovať IR formy asi 30–60 minút pred spaním; pri udržaní spánku zvážiť PR formy.

Bezpečnosť, tolerancia a interakcie

Melatonín má priaznivý bezpečnostný profil; najčastejšie sa vyskytuje ranná ospalosť, živé sny či mierna bolesť hlavy. Opatrnosť je na mieste pri súbežnom užívaní sedatív a pri liekoch ovplyvňujúcich CYP1A2. U tehotných a dojčiacich žien je potrebné individuálne zhodnotenie prínosu a rizika. Kvalita voľnopredajných prípravkov môže kolísať; štandardizácia a farmaceutické formy so známym uvoľňovaním sú preferované.

Melatonín mimo spánku: antioxidačné, imunomodulačné a metabolické súvislosti

Melatonín pôsobí ako priamy a nepriamy antioxidant, stabilizuje mitochondriálne funkcie a môže tlmiť prozápalové cytokínové kaskády. V kardiometabolickej oblasti existujú náznaky vplyvu na glukózovú homeostázu a krvný tlak, pričom načasovanie podania (večerné vs. ranné) je kľúčové. Tieto účinky sú predmetom prebiehajúceho výskumu a ich klinická relevancia sa líši podľa populácie.

Hormóny spánku v širšom ekosystéme regulácie

Melatonín pôsobí spolu s ďalšími hormonálnymi a neurálnymi signálmi:

Adenozín: určuje homeostatickú zložku spánku; blokáda (kofeín) redukuje ospalosť.
GABAergný systém: benzodiazepíny a Z-hypnotiká zvyšujú GABA aktivitu – menia architektúru spánku odlišne od melatonínu.
Orexíny: antagonisti orexínu (DORA) cielia udržanie spánku bez sedácie nasledujúci deň; mechanizmom sú nezávislé od melatonínu.
Kortizol a katecholamíny: podporujú bdelosť a reaktivitu; ich rytmus je opačný k melatonínu.
Leptín a ghrelín: viažu spánok s apetítom a energetickým metabolizmom; fragmentovaný spánok narúša ich rytmy.

Hygiena svetla a prostredia pre prirodzený melatonín

Obmedziť modrý a jasný svetelný tok 2–3 hodiny pred spaním; v prípade potreby použiť teplejšie, tlmené osvetlenie.
Ranná svetelná expozícia (denné svetlo) spevňuje cirkadiánny rytmus a zlepšuje večerný nástup melatonínu.
Stála spánková rutina (konzistentný čas zaspávania a budenia) znižuje cirkadiánny „šum“.
Termoregulácia: chladnejšie, tiché a tmavé prostredie podporuje endogénny profil melatonínu.

Dietárne zdroje a životný štýl

Stopové množstvá melatonínu sa nachádzajú v niektorých potravinách (napr. višne, hrozno, orechy), avšak ich príspevok k plazmatickej hladine je menší a variabilný. Dôležitejšie je načasovanie príjmu kofeínu (vyhnúť sa v druhej polovici dňa), pravidelná fyzická aktivita (skôr dopoludnia až popoludní) a minimalizácia alkoholu večer, ktorý narúša architektúru spánku napriek subjektívnej sedácii.

Špecifické klinické situácie

Pediatria a neurovývinové poruchy: melatonín (najmä PR) môže pomôcť pri insomnii súvisiacej s autizmom či ADHD, s dôrazom na bezpečnosť a sprievodné behaviorálne intervencie.
Geriatria: znížená endogénna produkcia a vyššia citlivosť na svetlo; nižšie dávky a prísne načasovanie sú kľúčové.
Oftalmologické stavy s poruchou svetelného vstupu: u slepých osôb bez svetlocitlivosti môže melatonín stabilizovať „voľne bežiaci“ rytmus (non-24-hour).

Architektúra spánku a melatonín

Melatonín skracuje latenciu spánku a podporuje kontinuitu bez výrazného potláčania REM; niekedy zvyšuje podiel N2 a môže stabilizovať N3. Jeho účinok je jemnejší než sedatíva a viac závislý od správneho načasovania vo vzťahu k individuálnej cirkadiánnej fáze.

Praktický protokol: od diagnostiky k intervencii

Mapovanie rytmu: identifikujte chronotyp, obvyklé časy spánku, možné posuny (denník spánku; ideálne aktigrafia).
Hygiena svetla a spánku: upraviť režim ešte pred farmakologickým zásahom.
Voľba formy a dávky: IR na nástup spánku; PR pre udržanie; chronobioticky skôr nízke dávky.
Načasovanie: podľa cieľa (fázový posun vs. hypnotický účinok), konzistentné minimálne 1–2 týždne.
Monitorovanie: subjektívna kvalita spánku, denné fungovanie, prípadné nežiaduce účinky a interakcie.

Limity a mýty

Melatonín nie je univerzálne silné hypnotikum; jeho účinok je „časovo závislý“ a jemný.
Vyššia dávka neznamená lepší efekt; pri chronobiotickom použití môže byť kontraproduktívna.
Bez svetelnej hygieny a pravidelnosti režimu bude účinok obmedzený.

Zhrnutie a implikácie pre prax

Melatonín je centrálnym hormónom „tmy“, ktorý zlučuje informáciu o prostredí so stavom vnútorných hodín. V tandeme s ďalšími hormónmi a neuromodulátormi koordinuje nástup a udržiavanie spánku a zabezpečuje synchronizáciu orgánových rytmov. V praxi umožňuje jemné, ale účinné zásahy do načasovania spánku (jet lag, zmenová práca, fázové poruchy) a môže podporiť kvalitu spánku pri niektorých formách insomnie – za predpokladu správneho načasovania, dávkovania a súbežnej úpravy svetelného a behaviorálneho prostredia.