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
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
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
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
Prof. Anna Wirz-Justice Prof. Debra J. Skene Prof. Helena Illenerova Prof. Horst-Werner Korf 182 KRONIKARZ
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
Od lewej: prof. Peter G. Fedor-Freybergh, prof. Maciej Gembicki, prof. Marek Pawlikowski 184 KRONIKARZ
KRONIKARZ 185
186 KRONIKARZ
KRONIKARZ 187