เมลาโทนิน

ข้อมูลทั่วไป

เมลาโทนิน เป็นฮอร์โมนที่เกิดจากการสังเคราะห์มาจากกรดอะมิโน ทริปโตเฟน (Tryptophan) โดยมีการสร้างขึ้นที่ลำไส้ใหญ่ จอตาและต่อมไพเนียล โดยมีความมืดเป็นตัวกระตุ้นและหยุดหลั่งเมื่อเจอแสงสว่าง ปริมาณของเมลาโทนินจะเพิ่มสูงขึ้นในตอนกลางคืนเริ่มตั้งแต่ประมาณ 22 นาฬิกา ปริมาณสูงสุดประมาณ 3 นาฬิกา ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับฤดูกาลด้วย ประโยชน์ของเมลาโทนินนั้นเชื่อกันว่าช่วยบรรเทาอาการเพลียหลังการโดยสารเครื่องบิน (Jet-Lag) และการทำงานเป็นกะซึ่งยังมีข้อโต้แย้งเรื่องคุณสมบัตินี้กันอยู่ เมลาโทนินถือว่าเป็นสารที่ช่วยปรับสภาพร่างกายในรอบวันเพราะคุณสมบัติที่เกี่ยวข้องกับความสว่างและความมืด (circadian rhythm) เมลาโทนินเหนี่ยวนำให้เกิดการนอนหลับลึก ช่วยกระตุ้นการหลั่งของฮอร์โมนการเจริญเติบโต (Growth hormone) ความผิดปกติเรื้อรังของการนอน อาจทำให้หยุดการเจริญเติบโตก่อนเวลาอันควร ประโยชน์ด้านอื่น ๆ ของเมลาโทนินยังเป็นสารต้านอนุมูลอิสระ แต่ก็ไม่สามารถรักษาโรคได้ ที่สำคัญยังมีผลต่อการควบคุมกระบวนการทางชีวภาพและการเกิดอนุมูลอิสระ ดังนั้นจึงต้องคำนึงถึงการใช้เมลาโทนิน โดยเฉพาะอย่างยิ่งการลด (หรือเพิ่มขึ้น) ของปริมาณของเมลาโทนินในเลือดทำให้เกิดปัญหาการนอนหลับหรือความผิดปกติของวงจรการหลับและการตื่นในรอบวัน

การสังเคราะห์ทางชีวภาพ

เมลาโทนิน ได้จากขั้นตอนที่สองของการสังเคราะห์เซโรโทนิน ที่เกิดจากกรดอะมิโน ทริฟโตเฟน อันดับแรกเซโรโทนินจะจับกับ  โคเอนไซม์ เอ (Coenzym A ) ที่ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาให้กับ เซโรโทนิน เอ็น – อะเซทิลทรานเฟอเรส [(Serotonin N-acetyltransferase (AANAT)] ผลิตภัณฑ์ที่ได้คือ อะเซทิลเซโรโทนิน เอ็น – เอส อะดีโนซิลเมธไทโอนีน (Acetylserotonin N-S-adenosylmethionine) ที่มีหมู่เมทธิล ขั้นตอนที่ หนึ่ง เป็นขั้นตอนที่กำหนดความเร็วปฏิกิริยาของเอนไซม์มีแสงสว่างเป็นตัวควบคุม

กระบวนการเมตาบอลิซึมของเมลาโทนิน

เมลาโทนิน 90% จะสลายตัวผ่านเข้าสู่ตับและเปลี่ยนสภาพให้อยู่ในรูปสารชีวภาพของ โมโนอ็อกซีจีเนส ไซโตโซม พี 450 (monooxygenases cytochrome P450) ไปเป็น 6-โอเอช – เมลาโทนิน (6-OH-melatonin) และจะอยู่ในรูปของอนุพันธ์ซัลเฟต (derivative sulfate) (60-70%) หรือ อนุพันธ์กลูคูโรไนด์ (derivative glucuronide) (20-30%) ซึ่งถูกขับออกทางปัสสาวะ

อาการซึมเศร้าในฤดูหนาว

ในฤดูหนาวนั้นช่วงเวลากลางวันจะสั้น ทำให้ระหว่างวันร่างกายมีระดับปริมาณของเมลาโทนินในเลือดเพิ่มสูงขึ้น ส่งผลให้เกิดอาการอ่อนเพลีย มีปัญหาเรื่องการนอนและอาการซึมเศร้าในฤดูหนาว ดังนั้นเพื่อป้องกันอาการดังกล่าวจึงควรจะไปเดินเล่นให้ได้รับแสงแดดหรืออาจจะไปรับการรักษาด้วยแสงบำบัด

ปัญหาการนอนและความจำ

ระดับเมลาโทนินที่ต่ำเกินไปอาจจะเกี่ยวข้องกับความผิดปกติของการนอน  เมื่ออายุมากขึ้นร่างกายจะผลิตเมลาโทนินน้อยลง ส่งผลให้เวลานอนของผู้สูงอายุโดยเฉลี่ยแล้วลดน้อยลงและประสบกับปัญหานอนไม่หลับบ่อยครั้ง รวมทั้งการทำงานที่ต้องเปลี่ยนกะ และอาการ Jet-lag ก็จะทำให้ปริมาณเมลาโมนินต่ำเกินไป เนื่องมาจากการนอนหลับพักผ่อนเป็นสิ่งที่สำคัญต่อการทำงานของหน่วยความจำ เหตุผลหนึ่งอาจเป็นอิทธิพลของเมลาโทนินที่อยู่ในสมองส่วนฮิปโปแคมปัส (hypocampus) โดยพื้นที่ของสมองส่วนนี้สำคัญสำหรับการเรียนรู้และความจำ เมลาโทนินเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของเซลล์ประสาทชนิดนี้ ซึ่งจะเป็นเซลล์ประสาทที่สามารถเกิดกลไก ไซแนปติก พลาสติซิตี้ (synaptic plasticity) ที่ช่วยในการปรับเปลี่ยนระบบนาฬิกาของร่างกาย (circadian rhythm)

ประเทศสมาชิกสหภาพยุโรป

ตั้งแต่ปี ค.ศ. 2007 เป็นต้นมา คณะกรรมาธิการยุโรป (European Commission) ได้อนุมัติให้ใช้เมลาโทนินเป็นยาได้ (ชื่อทางการค้าคือ Circadin) ข้อบ่งใช้ คือ รักษาอาการนอนไม่หลับเบื้องต้น (การหลับที่ไม่มีประสิทธิภาพ) เป็นระยะเวลาสั้นๆในผู้ป่วยอายุ 55 ปีขึ้นไป ยา Circadin มีส่วนประกอบของเมลาโทนิน 2 มิลลิกรัม โดยเป็นยาประเภทออกฤทธิ์ช้าปริมาณที่แนะนำคือ 2 มิลลิกรัม รับประทานสองชั่วโมงก่อนเข้านอนและหลังอาหารมื้อสุดท้ายของวัน ควรรับการรักษาเป็นเวลา 3 สัปดาห์
ในประเทศเยอรมนี กำหนดให้เมลาโทนินเป็นยาที่ต้องเป็นไปตามกฎระเบียบของการใช้ยาตามใบสั่งแพทย์ โดยไม่ว่าจะมีปริมาณเท่าไหร่ก็ยังต้องอยู่ในการควบคุมของแพทย์ รวมทั้งไม่อนุญาตให้มีการตีตราว่าเป็นผลิตภัณฑ์ประเภทอาหารเสริม สำหรับการใช้เมลาโทนินในอาหารเสริม ตามรายการในรายงานที่จัดทำร่วมกันของคณะกรรมาธิการยุโรป ในมาตรา 13 ของกฎระเบียบ EC หมายเลข 1924/2006 (สิทธิว่าด้วยเรื่องการกล่าวอ้างด้านสุขภาพ) (EG) Nr. 1924/2006 (Health Claims) อนุญาตให้กล่าวในแง่สุขภาพว่า "เมลาโทนิน ช่วยบรรเทาอาการอ่อนเพลียหลังจากการโดยสารด้วยเครื่องบิน (Jetlag) "และ" เมลาโทนินช่วยให้นอนหลับง่ายขึ้น " ปริมาณของการใช้ยาที่เหมาะสมของข้อมูลผู้ใช้ยา รวมทั้งคำอธิบายในการใช้ยาได้กำหนดไว้ด้วย
ซึ่งข้อความก่อนกล่าวก่อนหน้านี้เป็นการประเมินทางวิทยาศาสตร์ โดยสำนักงานความปลอดภัยอาหารแห่งสหภาพยุโรป (European Food Safety Authority : EFSA) ได้พูดถึงและเผยแพร่ในปี ค.ศ. 2010 และ 2011  เมลาโทนินได้บรรจุเข้าไปในรายชื่อที่อนุญาตให้สามารถใช้ในแง่สุขภาพได้ แต่ไม่ได้หมายความว่าอนุญาตให้ใช้เมลาโทนินในส่วนประกอบในผลิตภัณฑ์อาหารเสริมได้
ว่าด้วยเรื่อง"การกล่าวอ้างทางสุขภาพ" มีเฉพาะสำหรับอาหารเสริมเท่านั้น  อาหารเสริมดังกล่าวที่เรียกกันว่า "อาหารเสริมสมดุล" จะสามารถหาซื้อได้ในบางประเทศในสหภาพยุโรป (เช่นออสเตรีย) โดยผู้ผลิตรายต่างๆ ซึ่งจะมีส่วนผสมของเมลาโทนิน อย่างมากไม่เกิน 5 มิลลิกรัมต่อแคปซูล
สำนักงานคุ้มครองผู้บริโภคและความปลอดภัยของอาหารแห่งชาติ (BVL) ประเทศเยอรมนี ได้ฟ้องร้องผลิตภัณฑ์ที่มีส่วนผสมของเมลาโทนิน เป็น "อาหารเสริมสมดุล" ในปี ค.ศ. 2010 อาหารเสริมสมดุลเป็นสินค้าประเภทอาหารเสริม ข้อฟ้องร้องของสำนักงานคุ้มครองผู้บริโภคและความปลอดภัยของอาหารแห่งชาติ (BVL) ประเทศเยอรมนี อนุญาตให้รับประทานเป็นผลิตภัณฑ์อาหารเสริม ฉลากสินค้าประเภทนี้จะถูกส่งต่อไปยังสำนักงานของรัฐบาลกลางการควบคุมอาหารอย่างเป็นทางการของรัฐ ซึ่งเป็นความรับผิดชอบ และเป็นการคัดสินค้าที่ไม่ได้คุณภาพออกจากตลาด ในท้องตลาดมีผลิตภัณฑ์ที่ได้รับอนุญาตแล้ว โดยมีความเข้มข้นของเมลาโทนิน 2 มิลลิกรัมต่อการบริโภคหนึ่งวัน ไม่ว่าจะเป็นผลิตภัณฑ์จากความเข้มข้นของเมลาโทนิน 1 หรือ 2มิลลิกรัมต่อวัน (เช่น โภชนาการ) อาหารบริโภคที่สามารถวางขายในตลาด ต้องถูกตรวจสอบ ในกรณีที่เป็นแบบบุคคลและความรับผิดชอบของหน่วยงานรัฐที่รับผิดชอบ มีสารหลายอย่างที่ทั้งในผลิตภัณฑ์ยาและของบริโภค ทุกผลิตภัณฑ์ที่มีสารเหล่านี้จึงต้องมีการตรวจสอบและการจัดหมวดหมู่

สารที่มีคุณสมบัติใกล้เคียง

สารอะโกเมลาทีน (agomelatine) มีโครงสร้างทางเคมีคล้ายกับเมลาโทนิน ซึ่งข้อแตกต่างของสารสองชนิดนี้คือ สารอะโกเมลาทีน ออกฤทธิ์กระตุ้น ตัวรับเมลาโทนิน ชนิด MT1 และMT2 (Melatonin receptors typ MT1/MT2) รวมทั้งยังมีคุณสมบัติออก ตัวรับเซโรทานิน 5 HT2C  (serotonin recepter 5-HT2c )
อะโกเมลาโทนินใช้เป็นยารักษาของภาวะซึมเศร้า

สารเมลาโทนินในอาหาร

กระบวนการผลิตเมลาโทนินผลิตไม่ได้เกิดขึ้นเฉพาะในมนุษย์เท่านั้น แต่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทั้งหมดก็ผลิตเมลาโทนินในเวลากลางคืนได้เช่นกัน  โดยเฉพาะวัวจะผลิตด้วยกลไกเดียวกันกับมนุษย์  โดยส่งผ่านจากกระแสเลือดเข้าไปในน้ำนม ทั้งนี้ปริมาณฮอร์โมนขึ้นอยู่กับเวลากลางวันและกลางคืนและอาหารที่วัวได้รับ โครงสร้างของเมลาโทนินในวัวนมมีจำนวนต่างกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้ระบบแสงที่ออกแบบพิเศษในการเลี้ยงวัวนม เพื่อให้สอดคล้องกับแสงธรรมชาติในเวลากลางวัน /กลางคืน เช่นเดียวกับการให้หญ้าและสมุนไพรแก่วัว ก็ช่วยให้ระดับเมลาโทนินในตอนกลางคืนเพิ่มสูงขึ้น เมื่อนำน้ำนมมาแยกพบว่ามีเมลาโทนินถึง 0.04 ไมโครกรัมต่อลิตร  ประโยชน์ของนมที่ทำให้นอนหลับ ที่เรียกว่า "นมก่อนนอน" ยังไม่ได้พิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์[11][12]