

Нарушение мелатонинергической системы в патофизиологии диабетической энцефалопатии (обзор)
Рубрика: Патологическая физиология Тип статьи: Обзор
Авторы: Быков Ю.В.
Организация: ФГБОУ ВО «Ставропольский ГМУ» Минздрава России
Цель: провести анализ научной литературы для выявления основных патофизиологических механизмов нарушения мелатонинергической системы в формировании диабетической энцефалопатии и осветить возможную терапевтическую эффективность мелатонина (МЛТ). Методика написания обзора. Проанализированы 50 научных работ, размещенных в базах данных Cochrane Library, PubMed, eLibrary.ru, Medscape. Период электронного поиска — 2011-2023 гг., проводили с использованием комбинации ключевых слов: «diabetes mellitus», «melatonergic system», «melatonin» и «diabetic encephalopathy». Заключение. Патофизиология диабетической энцефалопатии до конца не изучена, продолжается поиск новых механизмов развития, среди которых нарушение мелатонинергической системы рассматривается как перспективная гипотеза в развитии данного осложнения. Оксидативный стресс, митохондриальная дисфункция, воспаление, нарушение активации пути передачи инсулина и увеличение апоптоза клеток головного мозга могут нарушать выработку МЛТ и запускать процесс дисфункции мелатонинергической системы. МЛТ обладает ярко выраженными нейротропными эффектами и недостаточность его выработки может усиливать когнитивные нарушения при сахарном диабете.
Литература:
1. American Diabetes Association. Diagnosis and classification of diabetes mellitus. Diabetes Care. 2014; 37 (Suppl. 1): S81-S90. DOI:10.2337/dc14-S081
2. Xiong L, Liu S, Liu C, et al. The protective effects of melatonin in high glucose environment by alleviating autophagy and apoptosis on primary cortical neurons. Mol Cell Biochem. 2023; 478 (7): 1415-25. DOI:10.1007/s11010-022-04596-w
3. Быков Ю. В. Сахарный диабет I типа в педиатрической практике и поражения центральной нервной системы. Таврический медико-биологический вестник. 2020; 4 (23): 91-8.
4. Pourhanifeh МН, Hosseinzadeh A, Dehdashtian Е et al. Melatonin: New insights on its therapeutic properties in diabetic complications. Diabetol Metab Syndr 2020; 12: 30. DOI:10.1186 /s13098-020-00537-z
5. Guariguata L, Whiting DR, Hambleton I, et al. Global estimates of diabetes prevalence for 2013 and projections for 2035. Diabetes Res Clin Pract. 2014; 103 (2): 137-49. DOI:10.1016/j. diabres. 2013.11.002
6. Sadeghi A, Hami J, Razavi S, et al. The effect of diabetes mellitus on apoptosis in hippocampus: Cellular and molecular aspects. Int J Prev Med. 2016; 7: 57. DOI:10.4103/2008-7802.178531
7. Быков Ю.В. Оксидативный стресс и диабетическая энцефалопатия: патофизиологические механизмы. Современные проблемы науки и образования. 2022; 6-2: 39. DOI:10.17513/spno. 32314
8. Быков Ю.В., Батурин В. А. Диабетическая энцефалопатия при сахарном диабете в детском возрасте: патофизиология и клинические проявления (обзор). Саратовский научно-медицинский журнал. 2022; 18 (1): 46-9.
9. Ramos-Rodriguez JJ, Molina-Gil S, Ortiz-Barajas О, et al. Central proliferation and neurogenesis is impaired in type 2 diabetes and prediabetes animal models. PLoS One. 2014; 9 (2): e89229. DOI:10.1371/journal. pone. 0089229
10. Vieira LL, de Lima Soares RG, Da Silva Felipe SM, et al. Physiological targets for the treatment of diabetic encephalopathy. Cent Nerv Syst Agents Med Chem. 2017; 17 (1): 78-86. PMID: 27121380
11. Amin SN, Sharawy N, El Tablawy N, et al. Melatonin-Pretreated Mesenchymal Stem Cells Improved Cognition in a Diabetic Murine Model. Front Physiol. 2021; 12: 628107. DOI:10.3389/fphys.2021.628107
12. Kor Y, Geyikli I, Keskin M, Akan M. Preliminary study: Evaluation of melatonin secretion in children and adolescents with type 1 diabetes mellitus. Indian J Endocrinol Metab. 2014; 18 (4): 565-8. DOI:10.4103/2230-8210.137521
13. Shen QH, Li HF, Zhou XY, et al. Relation of serum melatonin levels to postoperative delirium in older patients undergoing major abdominal surgery. J Int Med Res. 2020; 48 (3): 300060520910642. DOI:10.1177/0300060520910642
14. Karamitri A, Jockers R. Melatonin in type 2 diabetes mellitus and obesity. Nat Rev Endocrinol. 2019; 15 (2): 105-25. DOM 0.1038/S41574-018-0130-1
15. De Berardis D, Marini S, Fornaro M, et al. The melatonergic system in mood and anxiety disorders and the role of agomelatine: implications for clinical practice. Int J Mol Sci. 2013; 14(6): 12458-83. DOI:10.3390/ijms140612458
16. Мичурина СВ., Васендин Д.В., Ищенко Д. Ю. Физиологические и биологические эффекты
мелатонина: некоторые итоги и перспективы изучения. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2018; 104(3): 257-71.
17. Yu X, Li Z, Zheng H, et al. Protective roles of melatonin in central nervous system diseases by regulation of neural stem cells. Cell Prolif. 2017; 50: e12323. DOI:10.1111/cpr.12323
18. Wu J, Tan Z, Li H, et al. Melatonin reduces proliferation and promotes apoptosis of bladder cancer cells by suppressing O-GlcNAcylation of cyclin-dependent-like kinase 5. J Pineal Res. 2021; 71 (3):e12765. DOI:10.1111/jpi.12765
19. Gurunathan S, Kang MH, Kim JH. Role and therapeutic potential of melatonin in the central nervous system and cancers. Cancers (Basel). 2020; 12 (6): 1567. DOI: 10.3390/cancers12061567
20. Arjunan A, Sah DK, Jung YD, Song J. Hepatic encepha-lopathy and melatonin. Antioxidants (Basel). 2022; 11 (5): 837. DOI: 10.3390/antiox11050837
21. Hsu MH, Chen YC, Sheen JM, et al. Melatonin prevented spatial deficits and increases in brain asymmetric dimethylargi-nine in young bile duct ligation rats. Neuroreport. 2018; 29: 541-6. DOI:10.1097/WNR. 0000000000000972
22. Cui Y, Yang M, Wang Y, et al. Melatonin prevents diabetes-associated cognitive dysfunction from microglia-mediated neuroinflammation by activating autophagy via TLR4/Akt/mTOR pathway. FASEB J. 2021; 35 (4): e21485. DOM0.1096/fj. 202002247 RR
23. Tchekalarova J, Nenchovska Z, Kortenska L, et al. Impact of melatonin deficit on emotional status and oxidative stress-induced changes in sphingomyelin and cholesterol level in young adult, mature, and aged rats. Int J Mol Sci. 2022; 23 (5): 2809. DOI:10.3390/ijms23052809
24. Morvaridzadeh M, Sadeghi E, Agah S, et al. Effect of melatonin supplementation on oxidative stress parameters: A systematic review and meta-analysis. Pharmacol Res. 2020; 161: 105210. DOI:10.1016/j.phrs.2020.105210
25. Mirza-Aghazadeh-Attari M, Mohammadzadeh A, Mostavafi S, et al. Melatonin: An important anticancer agent in colorectal cancer. J Cell Physiol. 2020; 235 (2): 804-17. DOI:10.1002/jcp.29049
26. Maiocchi SL, Morris JC, Rees MD, Thomas SR. Regulation of the nitric oxide oxidase activity of myeloperoxidase by pharmacological agents. Biochem Pharmacol. 2017; (135): 90-115. DOI:10.1016/j.bcp.2017.03.016
27. Jangra A, Datusalia AK, Khandwe S, Sharma SS. Amelioration of diabetes-induced neurobehavioral and neurochemical changes by melatonin and nicotinamide: implication of oxidative stress — PARP pathway. Pharmacol Biochem Behav. 2013; (114-115): 43-51. DOI:10.1016/j. pbb. 2013.10.021
28. Hajam YA, Rai S, Roy A, et al. Repossession of brain complications in a streptozotocin induced diabetic rat by exogenous melatonin administration. Int J Zool Res. 2017; 13 (2): 64-73. DOI:10.3923/ijzr. 2017.64.73
29. Sharma C, Kim S, Nam Y, et al. Mitochondrial dysfunction asa driver of cognitive impairment in Alzheimer's disease. Int J Mol Sci. 2021; 22 (9): 4850. DOI:10.3390/ijms22094850
30. Reiter RJ, Ma Q, Sharma R, et al. Melatonin in mitochondria: Mitigating clear and present dangers. Physiology (Bethes-da). 2020; 35 (2): 86-95. DOI:10.1152/physiol. 00034.2019
31. Chen WR, Liu HB, Chen YD, et al. Melatonin attenuates myocardial ischemia/reperfusion injury by inhibiting autophagy via an AMPK/mTOR signaling pathway. Cell Physiol Biochem. 2018; 47 (5): 2067-76. DOI:10.1159/000491474
32. Ganie SA, Dar ТА, Bhat AH, et al. Melatonin: A potential anti-oxidant therapeutic agent for mitochondrial dysfunctions and related disorders. Rejuvenation Res. 2016; 19 (1): 21-40. DOI:10.1089/rej. 2015.1704
33. Muriach M, Flores-Bellver M, Romero FJ, Barcia JM. Diabetes and the brain: Oxidative stress, inflammation,
and autophagy. Oxid Med Cell Longev. 2014;2014:102158. DOI:10.1155/2014/102158
34. Chen L, Hu L, Zhao J, et al. Chotosan improves Ap 1-42-induced cognitive impairment and neuroinflammatory and apoptotic responses through the inhibition of TLR-4/NF-KB signaling in mice. Journal of Ethnopharmacology. 2016; 191: 398-407. DOI:10.1016/j.jep.2016.03.038
35. Duman TT, Aktas G, Atak BM, et al. Neutrophil to lymphocyte ratio as an indicative of diabetic control level in type 2 diabetes mellitus. African Health Sciences. 2019; 19 (1): 1602-6. DOI:10.4314/ahs. V19M.35
36. Sundberg I, Rasmusson AJ, Ramklint M, et al. Daytime melatonin levels in saliva are associated with inflammatory markers and anxiety disorders. Psychoneuroendocrinology. 2020; 112: 104514. DOI:10.1016/j.psyneuen.2019.104514
37. Ortiz F, Acuna-Castroviejo D, Doerrier C, et al. Melatonin blunts the mitochondrial/NLRP3 connection and protects against radiation-induced oral mucositis. J Pineal Res. 2015; 58 (1): 34-49. DOI:10.1111 /jpi.12191
38. Permpoonputtana K, Govitrapong P. The antiinflammatory effect of melatonin on methamphetamine-induced proinflammatory mediators in human neuroblastoma dopa-mine SH-SY5Y cell lines. Neurotox Res. 2013; 23: 189-99. DOI:10.1007/sl 2640-012-9350-7
39. Zarezadeh M, Khorshidi M, Emami M, et al. Melatonin supplementation and pro-inflammatory mediators: A systematic review and meta-analysis of clinical trials. European Journal of Nutrition. 2020; 59 (5): 1803-13. DOI:10.1007/s00394-019-02123-0
40. Maher AM, Saleh SR, Elguindy NM, et al. Exogenous melatonin restrains neuroinflammation in high fat diet induced diabetic rats through attenuating indoleamine 2, 3-dioxygenase 1 expression. Life Sciences. 2020; (247): 117427. DOI:10.1016/j. Ifs.2020.117427
41. Hardeland R. Aging, melatonin, and the pro- and anti-inflammatory networks. Int J Mol Sci. 2019; 20 (5): 1223. DOI:10.3390/ijms20051223
42. Yuan H, Wu G, Zhai X, et al. Melatonin and rapamycin attenuate isoflurane-induced cognitive impairment through inhibition of neuroinflammation by suppressing the mTOR signaling in the hippocampus of aged mice. Front Aging Neurosci. 2019; 11: 314. DOI:10.3389/fnagi.2019.00314
43. Yang B, Zhang LY, Chen Y, et al. Melatonin alleviates intestinal injury, neuroinflammation and cognitive dysfunction caused by intestinal ischemia/reperfusion. Int Immunopharma-col. 2020; 85: 106596. DOI:10.1016/j.intimp.2020.106596
44. Bloemer J, Bhattacharya S, Amin R, Suppiramaniam V. Impaired insulin signaling and mechanisms of memory loss. Prog Mol Biol Transl Sci. 2014; 121: 413-49. DOI:10.1016/B978-0-12-800101-1.00013-2
45. Sharma S, Singh H, Ahmad N, et al. The role of melatonin in diabetes: Therapeutic implications. Arch Endocrinol Metab. 2015; 59 (5): 391-9. DOI:10.1590/2359-3997000000098
46. Wongchitrat P, Lansubsakul N, Kamsrijai U, et al. Melatonin attenuates the high-fat diet and streptozotocin-induced reduction in rat hippocampal neurogenesis. Neurochem Int. 2016; 100: 97-109. DOI:10.1016/j.neuint.2016.09.006
47. Kamsrijai U, Wongchitrat P, Nopparat C, et al. Melatonin attenuates streptozotocin-induced Alzheimer-like features in hyperglycemic rats. Neurochem Int. 2020; 132: 104601. DOM 0.1016/j. neuint.2019.104601
48. Radi E, Formichi P, Battisti C, Federico A. Apoptosis and oxidative stress in neurodegenerative diseases. J Alzheim-ers Dis. 2014; 42 Suppl. 3: S125-52. DOM 0.3233/JAD-132738
49. Amer ME, Othamn Al, El-Missiry MA. Melatonin ameliorates diabetes-induced brain injury in rats. Acta Histochem. 2021; 123(2): 151677. DOI:10.1016/j.acthis.2020.151677
50. Carrasco C, Rodriguez AB, Pariente JA. Melatonin as a stabilizer of mitochondrial function: Role in diseases and aging. Turk J Biol. 2015; 39(6): 822-31. DOI:10.3906/biy-1504-26
Прикрепленный файл | Размер |
---|---|
2023_04_399-403.pdf | 336.69 кб |