मेलाटोनिन

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This article is about मेलाटोनिन एक हार्मोन के रूप में. For एक पूरक और दवा के रूप में इसकी भूमिका, see मेलाटोनिन एक दवा और पूरक के रूप में.

मेलाटोनिन
Melatonin.svg
Melatonin molecule ball.png
Names
IUPAC name
N-[2-(5-methoxy-1H-indol-3-yl)ethyl]acetamide
Other names
5-Methoxy-N-acetyltryptamine; N-Acetyl-5-methoxytryptamine; NSC-113928
Identifiers
3D model (JSmol)
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
DrugBank
EC Number
  • 200-797-7
KEGG
  • InChI=1S/C13H16N2O2/c1-9(16)14-6-5-10-8-15-13-4-3-11(17-2)7-12(10)13/h3-4,7-8,15H,5-6H2,1-2H3,(H,14,16)
    Key: DRLFMBDRBRZALE-UHFFFAOYSA-N
  • CC(=O)NCCC1=CNC2=C1C=C(C=C2)OC
Properties
C13H16N2O2
Molar mass 232.281 g/mol
Melting point 117°C
Pharmacology
Pharmacokinetics:
20–50 minutes[1][2][3]
Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).

मेलेटोनिन एक प्राकृतिक यौगिक है, विशेष रूप से इंडोलामाइन, जो विभिन्न जीवों जैसे, कि बैक्टीरिया और यूकेरियोट्स द्वारा उत्पन्न किया जाता है और उन्ही जीवों में पाया जाता है। आरॉन बी. लर्नर और सहकर्मी द्वारा 1958 में यह खोजा गया था कि गाय की पाइनियल ग्रंथि से एक पदार्थ है जो साधारण मेंढको को प्रकाश देने की क्षमता रखता है। इसके बाद यह खोजा गया कि यह रात में मस्तिष्क में उत्पन्न होने वाला एक हार्मोन है जो पृष्ठजगती में नींद-जाग्रता चक्र को नियंत्रित करता है।[4] पृष्ठजगती जीवों में, मेलाटोनिन संघटनात्मक ताल-तड़क, जिसमें नींद-जाग्रता समय और रक्तचाप नियंत्रण सम्मिलित हैं, और मौसमिक समयवश नियमितता के नियंत्रण में, जिसमें प्रजनन, मोटाई, उल्लेखनीयता और हिबर्नेशन सम्मिलित हैं, मेलाटोनिन के कई प्रभाव मेलाटोनिन रिसीप्टरों के सक्रियण के माध्यम से होते हैं, जबकि कुछ अन्य प्रभाव इसकी एंटीऑक्सीडेंट की भूमिका के कारण होते हैं।[5][6][7]यह प्रमुखतः पौधों और जीवाणुओं में ऑक्सीकरणी तनाव के प्रति संरक्षण करने का कार्य करता है।

माइटोकॉन्ड्रिया मुख्यतः एक्सीजन के विनाशकारी क्रियाओं से प्राथमिकता से प्रारंभिक कोशिकाओं को सुरक्षा प्रदान करने वाली एंटीऑक्सीडेंट मेलेटोनिन उत्पन्न करने वाले प्रमुख कोशिकागण हैं, जिससे स्पष्ट होता है कि मेलेटोनिन एक "प्राचीन मोलेक्यूल" है।, जो संकेत करता है कि मेलाटोनिन एक प्राचीन अणु है जो मुख्य रूप से ऑक्सीजन की विनाशकारी क्रियाओं से प्रारम्भिक कोशिकाओं को सुरक्षा प्रदान करता है।[8]

मेलेटोनिन के प्राकृतिक हार्मोन और एंटीऑक्सीडेंट के रूप में होने के अतिरिक्त, इसका उपयोग अनिद्रा और जैविक प्रक्रिया नींद विकार के इलाज में आहार अनुपूरक और दवा के रूप में किया जाता है।

जैविक गतिविधि

मानव में, मेलाटोनिन मेलाटोनिन रिसेप्टर 1 और मेलाटोनिन रिसेप्टर 2 के पूर्ण उत्तेजक है, जो दोनों G-प्रोटीन संपर्कित रिसेप्टर (जीपीसीआर) वर्ग में आते हैं।.[9][10]मेलाटोनिन रिसेप्टर 1 और 2 दोनों Gi/o-संपर्कित जीपीसीआर हैं, यद्यपि मेलाटोनिन रिसेप्टर 1 अतिरिक्त रूप से Gq-संपर्कित है। हैं,मेलाटोनिन माइटोकॉन्ड्रिया में एक उच्च-क्षमता मुक्त राधिक खोजक के रूप में कार्य करता है जो सुपरऑक्साइड डिस्म्यूटेज, ग्लूटाथायन पेरोक्सीडेज, ग्लूटाथायन रिडक्टेज, और कैटलेज जैसे एंटीऑक्सीडेंट एंजाइमों के व्यक्ति को बढ़ावा देता है, जो मेलाटोनिन रिसेप्टर के माध्यम से संकेतात्मक प्रतिक्रिया के माध्यम से होता है।[11][9][12][13][14][15]

जैविक कार्य

जब आँखें सूर्य से प्रकाश प्राप्त करती हैं, तो पीनियल ग्रंथि का मेलाटोनिन का उत्पादन बाधित हो जाता है और उत्पादित हार्मोन मानव को जगाए रखते हैं। जब आंखों को रोशनी नहीं मिलती है तो पीनियल ग्रंथि में मेलाटोनिन का उत्पादन होता है और इंसान थक जाता है।

सर्केडियन आवर्तन

जानवरों में, मेलेटोनिन सोते-जागते चक्रों के नियंत्रण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। मानव शिशुओं में, जन्म के लगभग तीसरे महीने तक मेलेटोनिन के स्तर नियमित होते हैं, जिसके सबसे अधिक स्तर मध्यरात्रि और सुबह 8:00 बजे के बीच मापे जाते हैं। मानव मेलेटोनिन उत्पादन उम्र बढ़ने के साथ कम हो जाता है। इसके अतिरिक्त, जब बच्चे किशोर बनते हैं, तो मेलेटोनिन के नियमित विमोचन का रात्रिक अनुसूची देरी से होता है, जिससे सोने और उठने का समय बढ़ जाता है।[16]


एंटीऑक्सीडेंट

मेलेटोनिन को 1993 में एक प्रबल एंटीऑक्सीडेंट और मुक्त मौलिक अपमार्जक के रूप में पहली बार रिपोर्ट किया गया था। इन विट्रो में, मेलेटोनिन सीधे ऑक्सीजन रेडिकल, जैसे OH•,O2−• और प्रतिक्रियाशील नाइट्रोजन प्रजातियों NO• के एक अपमार्जक के रूप में कार्य करता है। पौधों में, मेलेटोनिन अन्य एंटीऑक्सीडेंट के साथ मिलकर प्रभावशीलता में सुधार करता है। मेलेटोनिन को विटामिन ई के चरबी में अधिक प्रभावी माना जाता है। मेलेटोनिन रिसेप्टर के माध्यम से संकेतानुवर्तन के द्वारा, मेलेटोनिन सुपरऑक्साइड डिस्म्यूटेज, ग्लूटाथाइन पेरोक्सिडेज, ग्लूटाथाइन रिडक्टेज, और कैटलेज जैसे एंटीऑक्सीडेंट एंजाइम के अभिव्यक्ति को बढ़ावा देता हैं।

मेलेटोनिन माइटोकॉन्ड्रिया के अंदरीय तरल में उच्च मात्रा में पाया जाता है, जो मेलेटोनिन की प्लाज्मा मात्रा से बहुत अधिक होती है। फ्री रेडिकल संमार्जन क्षमता, एंटीऑक्सीडेंट एंजाइम के अभिव्यक्ति पर परोक्ष प्रभाव, और माइटोकॉन्ड्रिया में मात्राओं के कारण, कई लेखकों ने इसे एक महत्वपूर्ण भौतिकी रूप से माइटोकॉन्ड्रियल एंटीऑक्सीडेंट के रूप में एक महत्वपूर्ण शारीरिक कार्य के रूप में बताया है।

प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों प्रजातियों या प्रतिक्रियाशील नाइट्रोजन प्रजातियों के साथ होने वाले मेलेटोनिन अवशेष भी फ्री रेडिकल के साथ प्रतिक्रिया करते हैं और उन्हें कम करते हैं। रेडक्स प्रतिक्रियाओं से उत्पन्न मेलेटोनिन अवशेषों में साइक्लिक 3-हाइड्रॉक्सीमेलेटोनिन, N1-एसिटिल-N2-फॉर्मिल-5-मेथॉक्सीकाइनुरामाइन (एएफएमके), और N1-एसिटिल-5-मेथॉक्सीकाइनुरामाइन सम्मिलित होते हैं।

प्रतिरक्षा प्रणाली

जबकि यह ज्ञात है कि मेलाटोनिन प्रतिरक्षा प्रणाली के साथ परस्पर क्रिया करता है,[17][18] उनका विवरण अस्पष्ट है। रोग उपचार में मेलेटोनिन की प्रभावीता का मूल्यांकन करने के लिए कुछ ही परीक्षण किए गए हैं। अधिकांश उपस्थित आंकड़े छोटे, अपूर्ण परीक्षणों पर आधारित हैं। किसी भी सकारात्मक इम्यूनोलॉजिकल प्रभाव को यह माना जाता है कि यह मेलेटोनिन द्वारा उच्च-प्रिय प्राथमिकता वाले रिसेप्टर (MT1 और MT2) के प्रभाव से होता है जो इम्यूनोप्रभावी कोशिकाओं में प्रकट होते हैं। प्रीक्लीनिकल अध्ययनों में, मेलेटोनिन साइटोकाइन उत्पादन को बढ़ावा दे सकता है और टी सेलों के विस्तार को प्रोत्साहित कर सकता है, और इसके द्वारा, प्राप्ति युक्तियों को नष्ट करने के लिए यह कार्य कर सकता है।[19]


भार विनियमन

मेलेटोनिन का एक संभावित तंत्र है जिसके माध्यम से भार बढ़ने को नियंत्रित किया जा सकता है, यह लेप्टिन पर अवरोधक प्रभाव हो सकता है। लेप्टिन मानव शरीर में ऊर्जा स्तर का लंबी अवधि तक का संकेतक के रूप में कार्य करता है। जागने के समय के बाहर मेलेटोनिन द्वारा लेप्टिन के कार्यों को दबाकर, यह लेप्टिन प्रतिरोध को कम करके दिन के समय में लेप्टिन संवेदनशीलता को पुनर्स्थापित करने में मदद कर सकता है।[20][21]


जैव रसायन

जैवसंश्लेषण

मेलाटोनिन जैवसंश्लेषण का अवलोकन

जानवरों में, मेलेटोनिन की जीवरण एल-ट्राइप्टोफान का प्रारंभ हाइड्रॉक्सिलेशन, डिकार्बोजाइलेशन, एसिटिलिकेशन और मेथिलेशन के माध्यम से होती है। एल-ट्राइप्टोफान शिकिमेट मार्ग से कोरिसमेट से उत्पन्न होता है या प्रोटीन अपचय से प्राप्त किया जाता है। पहले एल-ट्राइप्टोफान को ट्राइप्टोफान हाइड्रॉक्सिलेज द्वारा इंडोल छलक पर हाइड्रॉक्सिलेशन किया जाता है जिससे 5-हाइड्रोक्सीट्राइप्टोफान उत्पन्न होता है। यह मध्यवर्ती सेरोटोनिन फॉस्फेट और 5-हाइड्रोक्सीट्रिप्टोफैन डीकार्बोक्सिलेज द्वारा डिकार्बोक्सिलेशन होता है और सेरोटोनिन उत्पन्न होता है।

सेरोटोनिन स्वयं एक महत्वपूर्ण स्नायुसंचारी है, लेकिन यह सेरोटोनिन एन-ऐसिटिलट्रांसफेरेस के द्वारा एन-ऐसिटिलसेरोटोनिन में परिवर्तित होता है[22] जिसमें एसिटिल-सीओए सम्मिलित होता है। हाइड्रोक्सीइंडोल ओ-मेथाइलट्रांसफेरेस और एस-एडेनोसाइल मेथियोनाइन द्वारा एन-ऐसिटिलसेरोटोनिन को हाइड्रॉक्सिल समूह की मेथिलेशन के माध्यम से मेलेटोनिन में परिवर्तित किया जाता है।

बैक्टीरिया, प्रोटिस्ट, फंगस और पादपों में, मेलेटोनिन अप्रत्यक्ष रूप से त्राइप्टोफान के साथ शिकिमेट मार्ग का एक इंटरमीडिएट उत्पाद के रूप में उत्पन्न होता है। इन कोशिकाओं में, संश्लेषण डी-इरिथ्रोज 4-फॉस्फेट और फ़ॉस्फ़ोनिओलपाइरूवेट, के साथ प्रारंभ होती है, और फोटोसिंथेटिक कोशिकाओं में कार्बन डाइऑक्साइड के साथ शेष प्रकाश संश्लेषण में अभिक्रियाएं समान होती हैं,परंतु अंतिम दो एंजाइमों में थोड़ी विविधता होती है।

यह परिकल्पना की गई है कि मेलाटोनिन माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट में बनता है।[23]


तंत्र

मेलाटोनिन जैवसंश्लेषण का तंत्र।

L-ट्राइप्टोफान को हाइड्रॉक्साइलेट करने के लिए, कोफैक्टर टेट्राहाइड्रोबायोप्टेरिन (टीएचबी) को पहले ही ऑक्सीजन और ट्राइप्टोफान हाइड्रॉक्साइलेज़ के सक्रिय स्थान आयरन के साथ प्रतिक्रिया करनी होती है। यह तंत्रवाद अच्छी तरह से समझा नहीं जाता है, परंतु दो तंत्रवाद प्रस्तावित किए गए हैं।

  1. टीएचबी से O2 तक एक इलेक्ट्रॉन का धीमा संचार एक सुपरॉक्साइड उत्पन्न कर सकता है जो टीएचबी रेडिकल के साथ पुनर्संयुक्त होकर 4a-पेरोक्सीप्टेरिन देता है। 4a-पेरोक्सीप्टेरिन फिर सक्रिय स्थान आयरन (II) के साथ परमाणु-पेरोक्सीप्टेरिन मध्यवर्ती बनाने के लिए प्रतिक्रिया कर सकता है या सीधे एक ऑक्सीजन परमाणु को आयरन को संक्रमित कर सकता है।

2. O2 पहले सक्रिय स्थान आयरन (II) के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है, जिससे आयरन (III) सुपरॉक्साइड उत्पन्न होता है जो फिर टीएचबी के साथ प्रतिक्रिया करके एक आयरन-पेरोक्सीप्टेरिन मध्यवर्ती बना सकता है।

आयरन-पेरोक्सीप्टेरिन इंटरमीडिएट से आयरन (IV) ऑक्साइड विशेष रूप से एक डबल बांध के द्वारा आक्रमित किया जाता है और इंडोल रिंग के C5 स्थान पर एक कार्बोकेशन उत्पन्न करता है। C5 पर हाइड्रोजन का 1.2-शिफ्ट होता है और फिर C5 पर दो में से एक हाइड्रोजन अणु की हानि होती है, जिससे 5-हाइड्रॉक्सी-एल-ट्रिप्टोफैन का गठन होता है।।[24]

पायरिडोक्सल फॉस्फेट (पीएलपी ) कोफैक्टर के साथ एक डेकार्बोक्सिलेस 5-हाइड्रॉक्सी-एल-ट्रिप्टोफैन से CO2 को हटा कर 5-हाइड्रोक्सीट्रिप्टामिन उत्पन्न करता है। पीएलपी आमिनो एसिड के उत्पाद से इमाइन बनाता है। पिरिडीन पर अमीन प्रोटोनेशन है और एक इलेक्ट्रॉन सिंक के रूप में कार्य करता है, जिससे सीसी बांड को तोड़ने और सीओ को मुक्त करने में मदद मिलती है। ट्रिप्टोफैन से अमाइन का प्रोटोनेशन पाइरीडीन रिंग की सुगंधितता को पुनर्स्थापित करता है और फिर 5-हाइड्रोक्सीट्रिप्टामाइन और पीएलपी का उत्पादन करने के लिए इमाइन को हाइड्रोलाइज्ड किया जाता है।[25]

यह प्रस्तावित किया गया है कि सेरोटोनिन एन-एसिटिल ट्रांसफेरेस के इतिहासग्राही हिस्टिडीन संयोजन His122 को कैटलिटिक संयोजन माना गया है जो 5-हाइड्रॉक्सीट्रिप्टामाइन के प्राथमिक अमीन को अवक्षेपण करता है,[25] जिससे अमीन पर केवल एक ऐसी जोड़ की हमला की अनुमति होती है जिससे एसिटिल-को एंजाइम ए बनाने के लिए एक त्रिकोणीय मध्यवर्ती बनता है। कोएंजाइम ए के थायोल सामान्य आधार द्वारा आक्रमण करने पर एक अच्छा छोड़ने वाला समूह के रूप में कार्य करता है[26] जिससे एन-एसिटिलसेरोटोनिन प्राप्त होता है। एन-ऐसिटिलसेरोटोनिन को S-एडेनोसाइल मेथाइनाइन द्वारा हाइड्रॉक्सिल स्थान पर मिथाइलेट किया जाता है जिससे एस-एडेनोसिल होमोसिस्टीन (एसएच) और मेलाटोनिन उत्पन्न होता है।



विनियमन

कशेरुकियों में, मेलाटोनिन स्राव को नोरेपीनेफ्राइन द्वारा बीटा -1 एड्रीनर्जिक रिसेप्टर के सक्रियण द्वारा नियंत्रित किया जाता है।[27] नोरेपीनेफ्राइन बीटा-एड्रीनर्जिक रिसेप्टर्स के माध्यम से इंट्रासेल्युलर चक्रीय एडेनोसिन मोनोफॉस्फेट एकाग्रता को बढ़ाता है और सीएएमपी-निर्भर प्रोटीन किनेज ए (पीकेए) को सक्रिय करता है। पीकेए अंत से पहले के एंजाइम, आर्यलकाइलामाइन एन-एसिटाइलट्रांसफेरेज़ (एएएनएटी) को फास्फोराइलेट करता है। प्रकाश के संपर्क में आने पर, नॉरएड्रेनर्जिक उत्तेजना बंद हो जाती है और एंटीबॉडी प्रोटियोलिसिस द्वारा प्रोटीन को तुरंत नष्ट कर दिया जाता है।[28] मेलाटोनिन का उत्पादन पुनः शाम को उस बिंदु पर प्रारंभ हो जाता है जिसे मंद-प्रकाश मेलाटोनिन प्रारंभ कहा जाता है।

नीले रंग का प्रकाश, मुख्य रूप से 460–480 नैनोमीटर के आसपास, मेलाटोनिन के उत्पादन को दबा देती है, हाल के इतिहास तक, उमसे रहने वाले मानवों को शीतकालीन जलवायु में कुछ घंटों के लिए (नीले) दिन का प्रकाश ही मिलता था; उनकी आगों से प्रमुखतः पीले प्रकाश मिलता था। ।[29] 20वीं सदी में व्यापक रूप से प्रयुक्त उत्साही बिजली बल्ब कम मात्रा में नीले प्रकाश का उत्पादन करता था।[30] केवल 530 एनएम से अधिक तरंगदैर्घ्य वाला प्रकाश उज्ज्वल-प्रकाश स्थितियों में मेलाटोनिन को दबाता नहीं है।[31] बिस्तर पर जाने से पहले कुछ घंटों तक नीले प्रकाश को ब्लॉक करने वाली चश्मे पहनने से मेलाटोनिन की हानि कम हो सकती है। एक पूर्व-निद्रा की समय से पहले बिल्कुल आवश्यक होने पर नीली अवरुद्ध चश्मे का उपयोग भी किया जा सकता है, क्योंकि मेलाटोनिन नींद लाने में मदद करता है।

चयापचय

मेलाटोनिन की संक्रमण आधा जीवनकाल 20 से 50 मिनट होता है।[1] मानव में, मेलाटोनिन को मुख्य रूप से 6-हाइड्रॉक्सीमेलाटोनिन में बेहतर बनाया जाता है,Cite error: Closing </ref> missing for <ref> tag जो सल्फेट के साथ युक्त किया जाता है और मूत्र में एक अपशिष्ट उत्पाद के रूप में निकाल दिया जाता है।[32]


नाप

शोध और नैदानिक उद्देश्यों के लिए, मानवों में मेलाटोनिन की एकंत्रण को या तो थूक या रक्त प्लाज्मा से मापा जा सकता है।[33]


दवा और पूरक के रूप में प्रयोग करें

Main article: मेलाटोनिन एक दवा और पूरक के रूप में


मेलाटोनिन को निर्देशित दवा और बिना डॉक्टर के पर्ची के उपयोग की जाती है, जिसे निद्रा विकार जैसे अनिद्रा और संघर्षी समय ध्वनि विकार जैसे विलंबित नींद प्रकाश विकार, जेट अंतराल विकार और शिफ्ट कार्य विकार के इलाज में प्रयोग किया जाता है।[34]

मेलाटोनिन के अतिरिक्त, कुछ सिंथेटिक यौगिक मेलाटोनिन रिसेप्टर एगोनिस्ट जैसे रेमेल्टेन, टैसीमेल्टेन और एगोमेलेटिन का भी दवा में उपयोग किया जाता है।[35][36] अमेरिकन मेडिकल एसोसिएशन के जर्नल द्वारा अप्रैल 2023 में प्रकाशित एक अध्ययन में पाया गया कि विश्लेषण की गई 30 तैयारियों में से केवल 12% में मेलाटोनिन की मात्रा थी जो घोषित खुराक के ±10% के अंदर थी। कुछ पूरकों में घोषित मात्रा का 347% तक होता है। मेलाटोनिन यूरोप में एक सक्रिय फार्मास्युटिकल घटक है, एक 2022 की पिछली अध्ययन ने यह भी निष्कर्ष निकाला था कि 'हदयार्थ' रूप से अनियंत्रित मेलाटोनिन उत्पादों का सेवन करने से बच्चों को अनुमानित रूप से 40 से 130 गुना अधिक मात्रा मेलाटोनिन के संपर्क में आने का सामना कर सकता है।[37]


इतिहास

Main article: पीनियल ग्रंथि का इतिहास

मेलाटोनिन को पहली बार कुछ उभयचर और सरीसृप के त्वचा के रंग को बदलने के माध्यम से जुड़ा हुआ माना जाता है। 1917 के प्रारंभ मे, कैरी प्रैट मैकोर्ड और फ्लॉयड पी. एलेन ने खड़ग अंडकोषिकाओं के निकट नारियली ग्रंथि के प्रत्यारोपण से तड़पुच्छिका की त्वचा को हल्का कर दिया जाता है[38], जिससे अंधकारिक त्वचा के रंग को संकुचित किया जाता है। 1958 में, चर्मरोग विज्ञान के प्रोफेसर आरॉन बी. लर्नर और येल विश्वविद्यालय के सहकर्मी, पीनियल ग्रंथि से एक पदार्थ का उपयोग त्वचा रोगों के उपचार में सहायक हो सकता है की आशा में, गाय के नारियली ग्रंथि से हार्मोन को अलग किया और इसे मेलाटोनिन नाम दिया[39]।

70 के दशक के मध्य में लिंच एट अल। प्रदर्शित किया कि मेलाटोनिन का उत्पादन मानव पीनियल ग्रंथियों में एक सर्कैडियन लय प्रदर्शित करता है।[40]कम खुराक वाली नींद-सहायता के रूप में मेलाटोनिन के लिए पहला उपयोगिता पेटेंट 1996 में एंडो फार्मास्यूटिकल्स इंटरन्यूरॉन इंक[41]मेलाटोनिन को पहली बार कुछ उभयचर और सरीसृप के त्वचा के रंग को बदलने के माध्यम से जुड़ा हुआ माना जाता है। 1917 के प्रारंभ मे, कैरी प्रैट मैकोर्ड और फ्लॉयड पी. एलेन ने खड़ग अंडकोषिकाओं के निकट नारियली ग्रंथि के प्रत्यारोपण से तड़पुच्छिका की त्वचा को हल्का कर दिया जाता है, जिससे अंधकारिक त्वचा के रंग को संकुचित किया जाता है।


व्युत्पत्ति

लर्नर और उनके सहकर्मी मेलाटोनिन की खोज करते समय, उनके अमेरिकी रसायन समाज के जर्नल में प्रकाशित पेपर में लिखा गया था।[42]यह नाम ग्रीक शब्द मेलस से लिया गया है इस नाम का उद्गार यूनानी शब्द "मेलास" से हुआ है, जिसका अर्थ "काला" या "अंधेरा" होता है, और "टोनोस" जिसका अर्थ "मेहनत" या "रंग" या "दबाव" होता है। इसका नामकरण दूसरे त्वचा-सफेद करने वाले एजेंट से प्रारंभ हुआ, जिसके लिए लर्नर और उनके सहकर्मी नतीजों की तुलना की थी। सेरोटोनिन को 1948 में रक्तस्राव संतोनिन के मोड्यूलेटर के रूप में खोजा गया था; इसलिए, नाम दिया गया। इसी तरह मेलाटोनिन का नाम भी ऐसे ही रखा गया क्योंकि यह त्वचा के कालेपन को रोकता था।


घटना

पशु

पृष्ठजीवों में, मेलाटोनिन अधिपात्र संचार द्वारा अंधकार में, सामान्यतः रात को पाइनियल ग्रंथि द्वारा उत्पन्न किया जाता है, जो मस्तिष्क के केंद्र में स्थित एक छोटी अंतःशरीरिक ग्रंथि है। प्रकाश/अंधकार सूचना रेटिनल फ़ोटोसंवेदी गठियों के माध्यम से सुप्रचियामातिक नाभिका तक पहुंचती है, जबकि मेलाटोनिन संकेत जैसा कि एक बार माना जाता था। "अंधकार का हार्मोन" के रूप में जाना जाता है, संध्या में मेलाटोनिन के आरंभ से रात्रिम जन्तुओं में गतिविधि बढ़ाता है और दिवारात्रि जीवों में नींद प्रमोट करता है, इसमें मानव भी सम्मिलित हैं।।[43]

कई जानवर मौसमी प्रजनक के रूप में प्रत्येक दिन मेलाटोनिन उत्पादन की अवधि में भिन्नता का उपयोग करते हैं।[44] मनुष्यों सहित जानवरों में,[45] सर्दियों की तुलना में गर्मियों में रात की चर अवधि से मेलाटोनिन संश्लेषण और स्राव की रूपरेखा प्रभावित होती है। स्राव की अवधि में परिवर्तन इस प्रकार प्रजनन, व्यवहार, कोट वृद्धि, और मौसमी जानवरों में छलावरण पशु रंगाई जैसे दिन-निर्भर (दीप्तिकालिक) मौसमी कार्यों के संगठन के लिए एक जैविक संकेत के रूप में कार्य करता है।[45]मौसमी प्रजनकों में जिनकी गर्भधारण अवधि लंबी नहीं होती है और जो दिन के उजाले के घंटों के दौरान संभोग करते हैं, मेलाटोनिन संकेत उनके यौन शरीर क्रिया विज्ञान में मौसमी भिन्नता को नियंत्रित करता है,

मौसमिक वनस्पतियों में, जिनके पास लंबी धारण की अवधि नहीं होती है और जो अधिक दिन के प्रकाश समय में संगम करते हैं, मेलाटोनिन संकेत उनके जनन भौतिकी में मौसमिक परिवर्तन का नियंत्रण करता है, और मैना पक्षियों और हैमस्टर्स सहित पशुओं में बाहरी मेलाटोनिन द्वारा इसी प्रकार के भौतिक प्रभावों को प्रेरित किया जा सकता है। मेलाटोनिन मांसपेशियों के आगे के प्रस्थिति ग्रंथि से लुटिनाइजिंग हार्मोन और फॉलिकल-स्टिम्युलेटिंग हार्मोन के उत्सेदन को रोककर कामेच्छा को निरोधित कर सकता है, विशेष रूप से उन प्राणियों में जिनके प्रजनन का समय होता है जब दिन के समय लंबे होते हैं। मेलाटोनिन द्वारा लंबे-दिन प्रजनकों का प्रजनन निरोधित होता है और मेलाटोनिन द्वारा छोटे-दिन प्रजनकों का प्रजनन प्रोत्साहित किया जाता है।

रात्रि के समय, मेलाटोनिन लेपटिन का नियंत्रण करता है और इसके स्तर को कम करता है।

सीटेसियन (समुद्री साँप) में मेलाटोनिन संश्लेषण के सभी जीन और मेलाटोनिन प्राप्ति के लिए जीन खो चुके हैं,जो उनके एक प्रकार के निश्वास में उनके नींद के ढंग से संबंधित माना जाता है। सायरीयन्स (समुद्री गाय) में भी इसी प्रकार की वृद्धि मिली है।[46]


पौधे

1987 में पौधों में इसकी पहचान होने तक, दशकों तक मेलाटोनिन को मुख्य रूप से जानवरों का न्यूरोहार्मोन माना जाता था। 1970 के दशक में कॉफी के अवशेषों में मेलाटोनिन की पहचान होने पर, यह निष्कर्ष निकाला गया कि यह एक निकालने की प्रक्रिया का उत्पाद है। इसके बाद, हालांकि, मेलाटोनिन को जिन पौधों का अध्ययन किया गया है, उन सभी पौधों में पाया गया है। यह पौधों के सभी भिन्न भागों में मौजूद है, जिनमें पत्तियाँ, डंठल, जड़ें, फल और बीज सम्मिलित हैं, यहां तक कि अलग-अलग प्रमाणों में।[47][48]

मेलाटोनिन की उच्चतम मात्राएं न केवल पौधा प्रजातियों के बीच अलग-अलग होती हैं, बल्कि एक ही प्रजाति के विभिन्न घासीय ग्रोइंग शर्तों पर भी भिन्न होती हैं, जो पिकोग्राम से संख्यात ग्राम प्रति मात्रा तक हो सकती हैं। कॉफी, चाय, वाइन, और बीयर जैसे प्रसिद्ध पेयों में और मक्का, चावल, गेहूँ, जौ और जई जैसे फसलों में मेलाटोनिन की उच्च मात्राएं मापी गई हैं। कॉफी और अखरोट समेत कुछ सामान्य आहार और पेय में, मेलाटोनिन की मात्रा को एक ऐसे स्तर पर आंकलन या मापा गया है, जिससे रक्त में मेलाटोनिन का स्तर दिन के समय के मूल्यों से ऊपर उठ सकता है।

मेलाटोनिन को पौधों में एक पौधिक हार्मोन के रूप में स्पष्ट रूप से स्थापित नहीं किया गया है, लेकिन इसकी विकास और फोटोसिंथेसिस जैसी प्रक्रियाओं में भूमिका का महत्वपूर्ण योगदान है। कुछ पौधिक प्रजातियों में अंतःदिनीय मेलाटोनिन स्तरों में सीमित साक्षात्कार के अतिरिक्त, जिन्हें प्राणियों में ज्ञात होने वाले मेम्ब्रेन-बाधित रिसेप्टर के समकक्ष विवरण नहीं दिया गया है। बल्कि, मेलाटोनिन पौधों में एक विकास नियामक के रूप में, साथ ही पर्यावरणीय तनाव संरक्षक के रूप में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। जब पौधे जीवाणुकीय तनाव (उदाहरण के लिए, कवकीय संक्रमण) और गैर-जीवाणुकीय तनाव (जैसे कीटाणु, तापमान की अत्यधिकता, विषाक्त पदार्थ, वृद्धि हुई मिट्टी की द्रवता, सूखा, आदि) के साथ संपर्क में आते हैं, तब पौधों में मेलाटोनिन का उत्पादन होता है।।[49][50][51]एक उच्च-मेलाटोनिन परिवर्तित धान में, हर्बिसाइड-द्वारा उत्पन्न आक्सीकरणीय तनाव को प्रयोगशाला में कम किया गया है।

उच्च-मेलाटोनिन आनुवंशिक रूप से संशोधित चावल में विवो में शाक -प्रेरित ऑक्सीडेटिव तनाव को प्रयोगात्मक रूप से कम किया गया है।[52][53] कवक रोग प्रतिरोध एक और भूमिका है। डिप्लोकार्पोन माली के विरुद्ध मैलस प्रुनिफोलिया में जोड़ा गया मेलाटोनिन पौधों की रोग प्रतिरोधक क्षमता को बढ़ाता है।[53][54] अल्टरनेरिया, बोट्रीटिस (कवक), और फुसैरियम एसपीपी सहित कवक संयंत्र रोगज़नक़ पर विकास अवरोधक के रूप में भी कार्य करता है। संक्रमण की गति को कम करता है। बीज उपचार के रूप में, ल्यूपिनस एल्बस को कवक से बचाता है। इसके अत्यधिक मात्रा में स्यूडोमोनास सीरिंज टमाटर DC3000 पीवी को धीमा कर देता है। एक प्रारूप प्रणाली के रूप में टोमेटो स्ट्रेन और अरेबिडोप्सिस थालियाना और स्यूडोमोनास सीरिंज स्यूडोमोनस सीरिंज को संक्रमित करता है।।[54]



कवक

मेलाटोनिन को प्लांट-पैथोजन प्रणालियों में फाइटोफ्थोरा संक्रमणकारी में तनाव सहनशीलता को कम करते हुए देखा गया है। दानिश फार्मास्यूटिकल कंपनी नोवो नॉर्डिस्क ने मेलाटोनिन उत्पादन के लिए जीनेटिक रूप से संशोधित खमीर का उपयोग किया है।


बैक्टीरिया

मेलाटोनिन α-प्रोटियोबैक्टीरिया और फोटोसिंथेटिक सायनोबैक्टीरिया द्वारा उत्पन्न की जाती है। अर्किया में मेलाटोनिन की उपस्थिति के बारे में कोई रिपोर्ट नहीं है, जिससे संकेत मिलता है कि मेलाटोनिन बैक्टीरिया में उत्पन्न हुआ है। यह संभावना है कि मेलाटोनिन प्राथमिक धरती के वायुमंडल में ऑक्सीजन के हानिकारक प्रभावों से पहले के सेल्स को रोकने के लिए सबसे पहले बैक्टीरिया में उत्पन्न हुआ हो।।[55]

नोवो नॉर्डिस्क ने मेलाटोनिन का उत्पादन करने के लिए आनुवंशिक रूप से संशोधित इशरीकिया कोली का उपयोग किया है।[56][57]


खाद्य उत्पाद

प्राकृतिक रूप से उपस्थित मेलाटोनिन की रिपोर्ट खाद्य पदार्थों में की गई है जिनमें टार्ट चेरी (लाल चेरी) के लगभग 0.17–13.46 नैनोग्राम/ग्राम, केला, आलूबुखारा, अंगूर, चावल, अनाज, जड़ी-बूटियाँ, जैतून तेल, वाइन और बीयर सम्मिलित हैं,[58]दूध और खट्टे चेरी का सेवन नींद की गुणवत्ता में सुधार कर सकता है। जब पक्षियां मेलाटोनिन-युक्त पौधों का आहार जैसे कि चावल खाती हैं, तो मेलाटोनिन उनके मस्तिष्क में मेलाटोनिन प्राप्तकर्ताओं से जुड़ता है।[59] जब मानव मेलाटोनिन से युक्त खाद्य पदार्थ जैसे कि केला, अनानास और संतरा का सेवन करते हैं, तो मेलाटोनिन के रक्त स्तर में सामरिकता में वृद्धि होती है।

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