Front aging neurosci综述：褪黑激素在神经退行性疾病等中的作用

褪黑激素是一种内源性吲哚胺，在大脑松果体中合成，在线粒体水平上也存在。褪黑激素水平通常取决于合成生物体的年龄等因素，褪黑激素的减少导致氧化磷酸化的改变，以及氧化应激、钙内流、炎症、细胞凋亡和线粒体功能障碍的增加。除此之外，衰老还促进松果体功能障碍，影响昼夜节律。因此，褪黑激素的产生水平和衰老之间似乎存在恶性循环，因为褪黑激素的合成会随着年龄的增长而减少，同时，褪黑激素缺乏会导致衰老恶化，因此，褪黑激素水平可能是许多与衰老相关的疾病的预测因子或指标。

因此，外源性褪黑激素能够延缓与衰老相关的几个过程，如昼夜节律失调、代谢改变、炎症、氧化应激和线粒体功能障碍。褪黑激素的抗炎和抗氧化作用，可能对炎症过程发挥保护作用。因此，外源性褪黑激素可以预防和减轻多种心血管疾病以及神经退行性疾病，如帕金森病和阿尔茨海默病等。所以，来自阿根廷库约天主教大学的研究者撰写综述，分析了褪黑激素水平与衰老过程之间存在的密切关系，并总结了外源性褪黑激素在预防和治疗心血管和神经退行性疾病中的最新发现。

研究结果

1、衰老的病理生理学

ROS（活性氧）产生升高和抗氧化防御机制受损而导致的氧化应激仍被认为是衰老过程的关键因素。大量数据表明氧化和炎症之间存在密切联系，因为过度的氧化应激会诱导炎症反应，而 ROS 被认为是炎症的效应物。此外，由于细胞/适应性免疫反应的改变，衰老还伴随着免疫系统的进行性失调。

2、与衰老相关的心血管疾病以及神经退行性疾病

心血管系统的正常运作对于每个组织和器官的健康都至关重要，心脏的兴奋性受到衰老的影响（图1），心脏由于后负荷升高和心肌细胞肥大而导致的氧气和能量需求增加。此外，纤维化和异常的 Ca 2+处理会损害心肌舒张，从而降低舒张期冠状动脉灌注，从而减少心肌的氧供应。此外，衰老还会导致内皮功能障碍、平滑肌细胞 (SMC) 迁移和增殖以及血管壁钙化，导致进行性动脉僵硬和加速动脉粥样硬化。

图1 与衰老相关的心血管和神经退行性改变和生物标志物

衰老是神经退行性疾病及其认知缺陷的重要危险因素。神经退行性疾病是一种复杂的脑部疾病，涉及所谓的衰老生物标志物，以及人类遗传和环境风险因素，这些因素是神经退行性疾病发病和进展的决定因素。大脑衰老是一个不可逆转的过程，细胞衰老、基因组不稳定性、端粒磨损、线粒体功能障碍和蛋白质聚集等衰老特征与各种神经退行性疾病有关，包括阿尔茨海默病(AD)、帕金森病(PD)、肌萎缩侧索硬化症(ALS) 和亨廷顿病（HD）等。

3、褪黑激素及其与衰老的关系

衰老与线粒体功能障碍密切相关，而用褪黑激素长期治疗老年大鼠可通过阻止线粒体内膜通透性转换孔的开放并保留细胞色素c来增强线粒体功能，从而提供蛋白质保护，防止受2',3'-cAMP 的有害影响，此外褪黑激素还通过限制心磷脂的氧化来防止线粒体功能障碍和细胞老化。

图3褪黑激素的相关抗衰老作用

褪黑激素发挥抗衰老作用的其他机制是调节sirtuin1（一种调节细胞应激反应的代谢活性的去乙酰化酶）途径和调节自噬过程。自噬在衰老过程中减少，自噬是一种天然的细胞稳态机制，可去除受损细胞，以再生更新、更健康的细胞。因此，增强自噬过程对于预防或减轻细胞衰老至关重要。除了对sirtuins 的作用外，褪黑激素还可能上调Nrf2（抗炎转录因子）并下调NF-κB（促炎转录因子），以减轻细胞水平的炎症过程。

褪黑激素的抗衰老作用不仅可以通过使用外源性褪黑激素作为治疗剂，还可以通过施用可能刺激或诱导内源性褪黑激素释放的其他化合物来达到目的。

褪黑素可以治疗由衰老引起的心血管和神经退行性疾病。研究表明，外源性褪黑激素还导致与年龄相关的血管功能障碍小鼠模型的血管系统中的氧化应激和炎症显着减少。此外，褪黑激素可以通过不同的机制保持血脑屏障的完整性和通透性，作为对抗衰老衍生的神经退行性疾病的保护分子。

总之，褪黑素可以减缓衰老过程及其相关疾病（包括心血管和神经退行性疾病），并且褪黑素是一种安全的治疗药物，所以是一种有吸引力且低成本的治疗疾病的替代品，十分应用前景。

Martín Giménez VM, de las Heras N, Lahera V, Tresguerres JAF, Reiter RJ and Manucha W (2022) Melatonin as an Anti-Aging Therapy for Age-Related Cardiovascular and

编译作者:  原代美少女 (Brainnews创作团队) 

校审: Simon (Brainnews编辑部)

点击上方名片关注我们

感谢支持！欢迎分享、投稿转载！

- END -

#磁共振数据分析课程

#脑电数据分析启航班

#核磁机器学习班