Мелатонин и сердечно-сосудистая патология: от механизмов действия к возможностям клинического применения (обзор литературы)

Кардиоваскулярная патология остается наиболее актуальной проблемой здравоохранения. Большинство сердечно-сосудистых заболеваний связаны с атеросклеротическим процессом, развитие которого ассоциируется с воспалением и дисфункцией эндотелия. Мелатонин представляет собой нейрогормон, который синтезируется преимущественно в эпифизе и играет центральную роль в регуляции сна и некоторых других циклических процессов в организме. Долгое время мелатонин воспринимался исключительно как вещество, эффективное в лечении нарушений биологических ритмов. Вместе с тем, в последнее время накопилось большое количество работ, которые демонстрируют более широкий диапазон его биологических эффектов, включая противовоспалительный, антиоксидантный, антигипертензивный и, возможно, гиполипидемический. В обзор включены современные данные экспериментальных и клинических исследований, демонстрирующие кардиопротектив-ные эффекты мелатонина при атеросклерозе, ишемии миокарда и сердечной недостаточности.

1. Фомин И. В. Хроническая сердечная недостаточность в Российской Федерации: что сегодня мы знаем и что должны делать. Российский кардиологический журнал. 2016;(8):7-13. doi:10.15829/1560-4071-2016-8-7-13.

2. Будневский А. В., Малыш Е. Ю. Клинико-патогенетические взаимосвязи сердечно-сосудистых заболеваний и хронической обструктивной болезни легких. Кардиология. 2017;57(4):89-93. doi:10.18565/cardio.2017.4.89-93.

3. Rajani NB, Giannakopoulos G, Filippidis FT. Job insecurity, financial difficulties and mental health in Europe. Occupational Medicine. 2016;66(8):681-3. doi:10.1093/occmed/kqw111.

4. Бурчаков Д. И., Успенская Ю. Б. Антиоксидантный, противовоспалительный и седативный эффекты мелатонина: результаты клинических исследований. Журнал неврологии и психиатрии. 2017;4(2):67-73. doi:10.17116/jnevro20171174267-73.

5. Melatonin: prospects for clinical use. Eds. Rapoport SI M.: IMA-PRESS, 2012, р. 176. (In Russ.) Мелатонин: перспективы применения в клинике. Под ред. Рапопорта С. И. М.: ИМА-ПРЕСС, 2012. с. 176. ISBN: 978-5-904356-14-9.

6. Singhana K, Apaijai N, Chattipakorn SC, et al. Roles of melatonin and its receptors in cardiac ischemia — reperfusion injury. Cell Mol Life Sci. 2018;75(22):4125-49. doi:10.1007/s00018-018-2905-x.

7. dos Santos GB, Rodrigues MJM, Goncalves EM, et al. Melatonin reduces oxidative stress and cardiovascular changes induced by stanozolol in rats exposed to swimming exercise. Eurasian J Med. 2013;45(3):155. doi:10.5152/eajm.2013.33.

8. Zhong J, Liu Y. Melatonin and age-related cardiovascular diseases. Aging Medicine. 2018; 1 (2): 197-203. doi: 10.1002/agm2.12036.

9. Васендин Д. В. Медико-биологические эффекты мелатонина: некоторые итоги и перспективы изучения. Вестник Российской военно-медицинской академии. 2016;55(3):171-8.

10. Venegas C, Garcia JA, Escames G, et al. Extrapineal melatonin: analysis of its subcellular distribution and daily fluctuations. J Pineal Res. 2012;52(2):217-27 doi:10.1111/j.1600-079x.2011.00931.x.

11. Zisapel N. New perspectives on the role of melatonin in human sleep, circadian rhythms and their regulation. Br J Pharmacol. 2018;175(16):3190-9. doi:10.1111/bph.14116.

12. Семёнова Н. В., Мадаева И. М., Колесникова Л. И. Инсомния и циркадные ритмы мелатонина у женщин в менопаузе. Acta Biomedica Scientifica (East Siberian Biomedical Journal). 2018;3(5):16-21. doi:10.29413/ABS.2018-3.5.2.

13. Ma Q, Reiter RJ, Chen Y. Role of melatonin in controlling angiogenesis under physiological and pathological conditions. Angiogenesis. 2020;23(2):91-104. doi:10.1007/s10456-019-09689-7.

14. Dominguez-Rodriguez A. Melatonin in cardiovascular disease. Expert Opin Investig Drugs. 2012;21(11):1593-6. doi:10.1517/13543784.2012.716037

15. Rahbarghazi A, Siahkouhian M, Rahbarghazi R, et al. Role of melatonin in the angiogenesis potential; highlights on the cardiovascular disease. J Inflam. 2021;18(4):2021. doi:10.1186/s12950-021-00269-5.

16. Hussein MR, Ahmed OG, Hassan AF, et al. Intake of melatonin is associated with amelioration of physiological changes, both metabolic and morphological pathologies associated with obesity: an animal model. Int J Exp Pathol. 2007;88(1):19-29. doi:10.1111/j.1365-2613.2006.00512.x.

17. She M, Deng X, Guo Z, et al. NEU-P11, a novel melatonin agonist, inhibits weight gain and improves insulin sensitivity in high-fat/ high-sucrose-fed rats. Pharmacol Res. 2009;59(4):248-53. doi:10.1016/j.phrs.2009.01.005.

18. Sehirli AO, Koyun D, Tetik S, et al. Melatonin protects against ischemic heart failure in rats. J Pineal Res. 2013;55(2): 138-48. doi:10.1111/jpi.12054.

19. Mukherjee D, Roy SG, Bandyopadhyay A, et al. Melatonin protects against isoproterenol-induced myocardial injury in the rat: antioxidative mechanisms. J Pineal Res. 2010;48(3):251-62. doi:10.1111/j.1600-079x.2010.00749.x.

20. Rahim I, Sayed RK., Fernandez-Ortiz M, et al. Melatonin alleviates sepsis-induced heart injury through activating the Nrf2 pathway and inhibiting the NLRP3 inflammasome. Naunyn-Schmiedeberg’s Arch Pharmacol. 2021;394(2):261-77 doi:10.1007/s00210-020-01972-5.

21. Mayo JC, Sainz RM, Tan DX, et al. Anti-iflammatory actions of melatonin and its metabolites, N1-acetyl-5 methoxykynuramine (AMK) in macrophages. J Neuroimmynol. 2005;165(1-2):139-49. doi:10.1016/j.jneuroim.2005.05.002.

22. Будневский А. В., Цветикова Л. Н., Овсянников Е. С. и др. Мелатонин: роль в развитии хронической обструктивной болезни легких. Пульмонология. 2016;26(3):372-8. doi: 10.18093/0869-0189-2016-26-3-372-378.

23. Цветикова Л. Н., Буднев-ский А. В., Овсянников Е. С. и др. Мелатонин: возможности использования в терапии бронхиальной астмы. Терапевтический архив. 2017;89(3): 112-5. doi: 10.17116/terarkh2017893112-115.

24. Арушанян Э. Б., Наумов С. С. Противовоспалительные возможности мелатонина. Клиническая медицина. 2013;92(7):18-21.

25. Nabavi SM, Nabavi SF, Sureda A, et al. Anti-inflammatory effects of Melatonin: A mechanistic review. Crit Rev Food Sci Nutr. 2018;59(1):4-6. doi:10.1080/10408398.2018.1487927.

26. Yang CH, Xu JH, Ren QC, et al. Melatonin promotes secondary hair follicle development of early postnatal cashmere goat and improves cashmere quantity and quality by enhancing antioxidant capacity and suppressing apoptosis. J Pineal Res. 2019;67(1):e12569. doi:10.1111/jpi.12569.

27. Chitimus DM, Popescu MR, Voiculescu SE, et al. Melatonin’s impact on antioxidative and anti-inflammatory programming in homeostasis and disease. Biomolecules. 2020; 10(9): 1211. doi:10.3390/biom10091211.

28. Dominguez-Rodriguez A, Abreu-Gonzalez P, de la Torre-Hernandez JM, et al. Usefulness of early treatment with melatonin to reduce infarct size in patients with ST-segment elevation myocardial infarction receiving percutaneous coronary intervention (from the melatonin adjunct in the acute myocardial infarction treated with angioplasty trial). Am J Cardiol. 2017; 120(4): 522-6. doi:10.1016/j.amjcard.2017.05.018.

29. Prado NJ, Ferder L, Manucha W, et al. Anti-inflammatory effects of melatonin in obesity and hypertension. Curr Hypertens Rep. 2018;20(5):45. doi:10.1007/s11906-018-0842-6.

30. Sahna E, Parlakpinar H, Turkoz Y, et al. Protective effects of melatonin on myocardial ischemia/reperfusion induced infarct size and oxidative changes. Physiol Res. 2005;54(5):491-5.

31. Cecon E, Oishi A, Jockers R. Melatonin receptors: molecular pharmacology and signalling in the oantext of system bias. Br J Pharmacol. 2018;175(16):3263-80. doi: 10.1111/bph.13950.

32. Sallinen P, Manttari S, Leskinen H, et al. The effect of myocardial infarction on the synthesis, concentration and receptor expression of endogenous melatonin. J Pineal Res. 2007;42(3):254-60. doi:10.1111/j.1600-079x.2006.00413.x.

33. Stroethoff M, Behmenburg F, Spittler K, et al. Activation of melatonin receptors by ramelteon induces cardioprotection by postconditioning in the rat heart. Anesth Analg. 2018;126(6):2112-5. doi:10.1213/ane.0000000000002625.

34. Цибульников С. Ю., Горбунов А. С., Прокудина Е. С. и др. Мелатонин и его роль в регуляции устойчивости сердца к действию ишемии и реперфузии. Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2020;64(1): 142-6. doi: 10.25557/0031-2991.2020.01.142-146.

35. Ghaeli P, Vejdani S, Ariamanesh A, et al. Effect of melatonin on cardiac injury after primary percutaneous coronary intervention: a randomized controlled trial. Iran J Pharm Res. 2015;14(3):851-5.

36. Dwaich KH, Al-Amran FG, Al-Sheibani BI, et al. Melatonin effects on myocardial ischemia-reperfusion injury: Impact on the outcome in patients undergoing coronary artery bypass grafting surgery. Int J Cardiol. 2016;221:977-86. doi:10.1016/j.ijcard.2016.07108.

37. Briasoulis A, Tousoulis DS, Androulakis E, et al. Endothelial dysfunction and atherosclerosis: focus on novel therapeutic approaches. Recent Pat Cardiovasc Drug Disc. 2012;7(1):21-32. doi:10.2174/157489012799362386.

38. Tabas I, Glass CK. Anti-inflammatory therapy in chronic disease: challenges and opportunities. Science. 2013;339(6116):166-72. doi:10.1126/science.1230720.

39. Silvestre-Roig C, de Winther MP, Weber C, et al. Atherosclerotic plaque destabilization. Circ Res. 2014; 114(1 ):214-26. doi:10.1161/circresaha.114.302355.

40. Roifman I, Beck PL, Anderson TJ, et al. Chronic inflammatory diseases and cardiovascular risk: a systematic review. Can J Cardiol. 2011;27(2):174-82. doi:10.1016/j.cjca.2010.12.040.

41. Frohlich J, Al-Sarraf A. Cardiovascular risk and atherosclerosis prevention. Cardiovasc Pathol. 2013;22(1):16-8. doi:10.1016/j.carpath.2012.03.001.

42. Li HY, Leu YL, Wu YC, et al. Melatonin inhibits in vitro smooth muscle cell inflammation and proliferation and atherosclerosis in apolipoprotein E-deficient mice. J Agric Food Chem. 2019;67(7):1889-901. doi:10.1021/acs.jafc.8b06217.

43. Ding S, Lin N, Sheng X, et al. Melatonin stabilizes rupture-prone vulnerable plaques via regulating macrophage polarization in a nuclear circadian receptor RORalpha-dependent manner. J Pineal Res. 2019;67(2):e12581. doi:10.1111/jpi.12581.

44. Sasso GL, Schlage WK, Boue S, et al. The Apoe-/- mouse model: a suitable model to study cardiovascular and respiratory diseases in the context of cigarette smoke exposure and harm reduction. J Transl Med. 2016;14(1):146. doi:10.1186/s12967-016-0901-1.

45. Cheng X, Wan Y, Xu Y, et al. Melatonin alleviates myosin light chain kinase expression and activity via the mitogen-activated protein kinase pathway during atherosclerosis in rabbits. Mol Med Rep. 2015;11(1):99-104. doi:10.3892/mmr.2014.2753.

46. Ma S, Chen J, Feng J, et al. Melatonin ameliorates the progression of atherosclerosis via Mitophagy activation and NLRP3 Inflammasome inhibition. Oxid Med Cell Longev. 2018;2018:1-12. doi:10.1155/2018/9286458.

47. Hu ZP, Fang XL, Fang N, et al. Melatonin ameliorates vascular endothelial dysfunction, inflammation, and atherosclerosis by suppressing the TLR4/NF-kappaB system in high-fat-fed rabbits. J Pineal Res. 2013;55(4):388-98. doi:10.1111/jpi.12085.

48. Li H, Li J, Jiang X, et al. Melatonin enhances atherosclerotic plaque stability by inducing prolyl-4-hydroxylase alpha 1 expression. J Hypertens. 2019;37(5):964-71. doi: 10.1097/hjh.0000000000001979.

49. Ambrosy AP, Fonarow GC, Butler J, et al. The global health and economic burden of hospitalizations for heart failure: lessons learned from hospitalized heart failure registries. J Am Coll Cardiol. 2014;63(12):1123-33. doi: 10.1016/j.jacc.2013.11.053.

50. Dominguez-Rodriguez A, Abreu-Gonzalez P, Arroyo-Ucar E, et al. Decreased level of melatonin in serum predicts left ventricular remodelling after acute myocardial infarction. J Pineal Res. 2012;53(3):319-23. doi: 10.1111/j.1600-079x.2012.01001.x.

51. Simko F, Bednarova KR, Krajcirovicova K, et al. Melatonin reduces cardiac remodeling and improves survival in rats with isoproterenol-induced heart failure. J Pineal Res. 2014;57(2):177-84. doi:10.1111/jpi.12154.

52. Odinokova I, Baburina Y, Kruglov A, et al. Effect of melatonin on rat heart mitochondria in acute heart failure in aged rats. Int J Mol Sci. 2018;19(6):1555. doi:10.3390/ijms19061555.

53. Liu Y, Li LN, Guo S, et al. Melatonin improves cardiac function in a mouse model of heart failure with preserved ejection fraction. Redox Biol. 2018;18:211-21. doi:10.1016/j.redox.2018.07.007.

54. Лискова Ю. В., Саликова С. П., Стадников А. А. Особенности ремоделирования внеклеточного матрикса миокарда левого желудочка крыс с экспериментальной сердечной недостаточностью при введении периндоприла и мелатонина. Кардиология. 2014;54(9):52-6.

55. Лискова Ю. В., Саликова С. П., Стадников А. А. Структурная реорганизация миокарда ова-риэктомированных крыс с экспериментальной сердечной недостаточностью при введении мелатонина. Морфология. 2013;144(5):25-9.