Биохимическая реактивность мелатонина по отношению к активным формам кислорода и азота: обзор доказательств

Мелатонин (N-ацетил-5-метокситриптамин) — эндогенно синтезируемый индол, обнаруживаемый у представителей всего животного мира. Недавно с помощью различных методов было показано, что он нейтрализует ряд активных форм кислорода и азота как in vitro, так и in vivo. Первоначально была установлена способность мелатонина напрямую нейтрализовать высокотоксичный гидроксильный радикал (*OH). Для доказательства взаимодействия мелатонина с *OH радикал генерировали с помощью реактивов Фентона или ультрафиолетового фотолиза перекиси водорода (H2O2) в присутствии спиновых ловушек. Затем применяли спектроскопию электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), импульсный радиолиз с последующей ЭПР, а также несколько спектрофлуориметрических и химических методов, включая улавливание салицилатом in vivo. Один из продуктов взаимодействия мелатонина с *OH был идентифицирован как циклический 3-гидроксимелатонин (3-OHM) с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии с электрохимическим детектированием (HPLC-EC), масс-спектрометрии с электронной ионизацией (EIMS), протонной ядерной магнитно-резонансной спектроскопии (1H NMR) и двумерной корреляционной 1H NMR-спектроскопии (COSY 1H NMR). Циклический 3-OHM обнаруживается в моче человека и других млекопитающих; у крыс его концентрация повышается после экзогенного введения мелатонина или индукции окислительного стресса, например при воздействии ионизирующего излучения. Считается, что концентрация циклического 3-OHM в моче служит биомаркером (молекулой-следом) образования *OH in vivo и его нейтрализации мелатонином. Хотя имеющиеся данные менее полны, было показано, что в бесклеточных системах, помимо *OH, мелатонин напрямую нейтрализует H2O2, синглетный кислород (1O2) и оксид азота (NO*), практически не обладая способностью нейтрализовать супероксид-анион-радикал (O2*-). In vitro мелатонин также напрямую обезвреживает пероксинитрит-анион (ONOO-) и/или пероксинитритную кислоту (ONOOH), а также активированную форму этой молекулы — ONOOH*; предполагается, что продуктом последнего взаимодействия является 6-OHM. Каким образом эти результаты, полученные in vitro, соотносятся с антиоксидантным действием мелатонина in vivo, ещё предстоит установить. Способность мелатонина нейтрализовать липидный пероксильный радикал (LOO*) остаётся предметом дискуссии. Совокупность данных свидетельствует о том, что мелатонин, вероятно, не является классическим цепь-обрывающим антиоксидантом, поскольку его способность нейтрализовать LOO* представляется слабой. Снижение перекисного окисления липидов может быть связано с его действием как профилактического антиоксиданта, нейтрализующего инициирующие радикалы, либо с пока не установленными эффектами. Таким образом, in vitro мелатонин действует как прямой нейтрализатор свободных радикалов, способный обезвреживать активные формы кислорода и азота; in vivo он эффективно снижает окислительное повреждение в качестве фармакологического средства при состояниях, сопровождающихся, предположительно, избыточным образованием свободных радикалов.