Prof. dr hab. Jerzy Z. Nowak

Transkrypt

1 Prof. dr hab. Jerzy Z. Nowak MELATONIN - TIME IN A BOTTLE TRIBUTE TO PROFESSOR JOSEPHINE ARENDT W dniu 18 maja, po uroczystym posiedzeniu Senatu Uniwersytetu Medycznego w Łodzi poświęconemu nadaniu tytułu doktora honoris causa profesor Josephine Arendt ze School of Biomedical and Molecular Sciences, University of Surrey, Guildford, Wlk. Brytania i profesorowi Andrzejowi Bartke ze School of Medicine, Southern Illinois University, Springfield, USA, odbyła się konferencja pt. Melatonin - time in a bottle. Tribute to Professor Josephine Arendt, zorganizowana przez prof. Jolantę B. Zawilską. Konferencję prowadzili J.M. Rektor UM prof. dr hab. Andrzej Lewiński, prof. dr hab. Jerzy Z. Nowak i prof. dr hab. Jolanta B. Zawilska. Na konferencji wygłoszono następujące wykłady: 1. Profesor Horst-Werner Korf (Uniwersytet im. J.W. Goethego, Frankfurt nad Menem, Niemcy; Przewodniczący Europejskiego Towarzystwa Rytmów Biologicznych): Melatonin - the neuroendocrine hand of the circadian clock. What can anatomists contribute? 2. Profesor Helena Illnerova (Instytut Fizjologii Czeskiej Akademii Nauk, Praga, Republika Czeska): Development of a circadian organism from a noncircadian one during ontogenesis. Od lewej: prof. Jolanta B. Zawilska, prof. Jerzy Z. Nowak, prof. Andrzej Lewiński 178 KRONIKARZ

2 3. Profesor Debra J. Skene (Centre for Chronobiology, School of Biomedical and Molecular Sciences, University of Surrey, Guildford, Wlk. Brytania): Insights from the blind. 4. Profesor Anna Wirz-Justice (Centre for Chronobiology, Psychiatry University Clinics, Bazylea, Szwajcaria): Melatonin at midnight. 5. Profesor Jolanta B. Zawilska (Uniwersytet Medyczny w Łodzi): Melatonin and biological clock; let s take a lesson from avians. Profesor Korf przedstawił procesy biochemiczne kontrolujące rytmiczną biosyntezą melatoniny w szyszynce ssaków i udział w nich endogennych neuroprzekaźników. W nocy, z zazwojowych włókien współczulnych unerwiających pinealocyty, komórki szyszynki produkujące melatoninę, uwalniana jest noradrenalina, która pobudza postsynaptyczne receptory b1- i a1-adrenergiczne. W wyniku pobudzenia receptorów adrenergicznych dochodzi do wzrostu wewnątrzkomórkowego poziomu camp, a następnie aktywacji kinazy białkowej zależnej od camp - PKA. Podjednostki katalityczne PKA wędrują do jądra komórkowego i fosforylują czynniki transkrypcyjne, w tym CREB i ICER. Białka te łącząc się z promotorem genu dla serotoninowej N-acetylotransferazy (AANAT; kluczowego enzymu regulacyjnego toru biosyntezy melatoniny) odpowiednio włączają i wyłączają proces transkrypcji. Ilość białka AANAT zależy także od jego rozkładu w procesie proteozomalnej proteolizy. Najnowsze badania grupy prof. Korfa wykazały, że związki kannabinoidowe pochodzenia roślinnego hamują aktywność AANAT w szyszynce szczura stymulowaną przez noradrenalinę. Działanie kannabinoidów nie wynika z pobudzenia specyficznych receptorów błonowych dla tych związków, a jest konsekwencją bezpośredniej interakcji z białkiem enzymu. Wykład prof. Illnerovej był poświęcony problematyce dojrzewania kompleksu zegarów okołodobowych i rytmiki okołodobowej. W mózgu szczura jądra nadskrzyżowaniowe przedniej KRONIKARZ 179

3 części podwzgórza (SCN; anatomiczne miejsce głównego zegara okołodobowego) wykształcają się pomiędzy 14 a 17 dniem życia płodowego. W SCN pobranych od 21-dniowych płodów rejestrowano rytmiczne zmiany aktywności elektrofizjologicznej, biochemicznej i metabolicznej. Dobowy rytm ekspresji czynnika transkrypcyjnego c-fos w różnych obszarach SCN wykazywał zależność od stadium rozwoju osobniczego. Rytmiczne oscylacje w ekspresji genów zegarowych w SCN obserwowano od pierwszego (Bmal1) lub drugiego (Per1 i Per2) dnia po urodzeniu. Rytmy te były zgodne w fazie z rytmami występującymi u zwierząt dorosłych. Pojawienie się rytmicznej ekspresji genów zegarowych w tkankach obwodowych było opóźnione od 7 do 20 dni w porównaniu z SCN. Prof. Skene przedstawiła wyniki badań prowadzonych w Centre for Chronobiology w Guildford nad zaburzeniami rytmów okołodobowych (snu-czuwania, ciepłoty ciała, kortyzolu i melatoniny) u osób niewidomych. Zaburzenia rytmiki okołodobowej są często występują u osób niewidomych. U ponad 75% osób całkowicie niezdolnych do odbioru światła stwierdzono zaburzenia dobowego rytmu melatoniny, u większości był to tzw. rytm swobodnie biegnący, o długości jednego pełnego cyklu różnej od 24 godzin. U osób z zaburzonym rytmem melatoninowym wykazano zaburzenia snu (zmieniające się pory zasypania i wybudzania, fragmentację snu), drzemki w ciągu dnia, uczucie zmęczenia, zmniejszenie aktywności psychofizycznej. Badania prowadzone pod kierunkiem prof. Arendt, a następnie prof. Skene udowodniły skuteczność melatoniny w leczeniu zaburzeń snu u osób niewidomych. Melatonina podawana w dawkach 0,5 mg lub 5 mg, w porze zsynchronizowanej z indywidualnym endogennym rytmem melatoninowym pacjenta, powodowała przyspieszenie rytmu sen-czuwanie, melatoniny i ciepłoty ciała, poprawiała jakość snu, zmniejszała liczbę wybudzeń w nocy oraz liczbę drzemek w ciągu dnia. Tribute-Speaker 180 KRONIKARZ

4 Wykład prof. Wirz-Justice nawiązywał do problematyki poruszonej przez prof. Skene. W pierwszej części swojego wystąpienia prof. Wirz-Justice omówiła zmiany fizjologiczne poprzedzające zapadnięcie w sen. Wzrastającej senności towarzyszy stopniowy wzrost osoczowych poziomów melatoniny, zwiększenie przepływu krwi i rozszerzenie naczyń krwionośnych, zmniejszenie ciepłoty ciała (przy wzroście ciepłoty dłoni i stóp). Podanie melatoniny, podobnie do spożycia dużego posiłku bogatego w węglowodany, powoduje rozszerzenie naczyń i hipotermię oraz senność. Przeciwstawne działanie wywiera ekspozycja na intensywne światło. Melatonina skraca latencję snu, zwiększa konsolidację snu, zasadniczo nie wpływa na strukturę snu, chociaż może wydłużać sen REM. U człowieka melatonina osłabia okołodobowy sygnał czuwania. Wyniki najnowszych badań przeprowadzonych w Centre for Chronobiology w Bazylei wykazały, że spośród składowych światła białego światło niebieskie najsilniej wpływało na rytm melatoniny, ciepłoty ciała i rytm sen-czuwanie. Obserwacje te stanowią dowód potwierdzający istotną rolę melanopsyny, nowo odkrytego fotobarwnika, w odbiorze informacji świetlnej dla celów chronobiologicznych. W swoim referacie prof. Zawilska przedstawiła dane dowodzące, że szyszynka i siatkówka ptaków stanowią bardzo dobry model do badań podstawowych nad układem melatoninergicznym i kompleksem okołodobowym. W szyszynce ptaków, w przeciwieństwie do szyszynki ssaków, występują fotoreceptory oraz zegar okołodobowy generujący rytm melatoniny. Z kolei rytm melatoniny w siatkówce charakteryzuje się wysoką amplitudą umożliwiającą analizę jego regulacji przez czynniki środowiskowe, zegar biologiczny, neuroprzekaźniki i wtórne przekaźniki informacji wewnątrzkomórkowej. Opisane dotychczas geny zegarowe występujące u ptaków wykazują wysoki stopień homologii z genami ssaków. Badania przeprowadzone przez zespół prof. Zawilskiej wykazały, że szyszynki oraz siatkówki kurczęcia i indyka syntetyzują melatoninę w wysokoamplitudowym rytmie okołodobowym. W szyszynce i siatkówce indyka rytmiczne zmiany melatoniny i aktywności AANAT podlegały regulacji przez fotoperiod. Skracaniu fotoperiodu towarzyszyło wydłużenie czasokresu podwyższonych poziomów melatoniny w szyszynce, siatkówce i osoczu. Okołodobowy rytm AANAT w szyszynce utrzymywał się u indyków trzymanych przez okres jednego tygodnia w środowisku bezsygnałowym, tj. w stałej ciemności lub w ciągłym oświetleniu. Z kolei w siatkówkach indyków rytm zmian aktywności AANAT zanikał w szóstej dobie ciemności i w trzeciej dobie ekspozycji na światło. KRONIKARZ 181

5 Prof. Anna Wirz-Justice Prof. Debra J. Skene Prof. Helena Illenerova Prof. Horst-Werner Korf 182 KRONIKARZ

6 Senat, 14 VI 2007 r. Program: Hymn państwowy Powitanie gości przez JM Rektora - prof. dr hab. Andrzeja L e w i ń s k i e g o Wręczenie odznaczeń państwowych - Wojewoda Łódzki Helena P i e t r a s z k i e w i c z Nadanie tytułu doktora honoris causa Uniwersytetu Medycznego w Łodzi prof. Peterowi G. F e d o r o w i - F r e y b e rg h o w i Wykład laureata pt. Freedom of science and its enemies Nadanie tytułu doktora honoris causa Uniwersytetu Medycznego w Łodzi prof. Maciejowi G e m b i c k i e m u Wykład laureata pt. Prawda i jej miejsce w życiu lekarzy oraz w źródłach informacji medycznych Nadanie tytułu doktora honoris causa Uniwersytetu Medycznego w Łodzi prof. Markowi P a w l i k o w s k i e m u Wykład laureata pt. Endokrynologia u progu XXI wieku - zmiana paradygmatu? KRONIKARZ 183

7 Od lewej: prof. Peter G. Fedor-Freybergh, prof. Maciej Gembicki, prof. Marek Pawlikowski 184 KRONIKARZ

8 KRONIKARZ 185

9 186 KRONIKARZ

10 KRONIKARZ 187