翻译：方杰

（续）

4.3. 褪黑素的药代动力学

口服褪黑素吸收迅速，约30-45分钟后达到最大浓度。其口服生物利用度被认为较低，范围为3%至33%，由于其在肝脏中的首次代谢。t1/2消除大约需要54分钟。由于药物的吸收、分布、代谢和/或排泄的差异，Cmax和曲线下面积(AUC)受到个体间的差异。

4.4. 口服褪黑素的安全性

褪黑素是一种非常安全的药物。报道的副作用包括短暂性头晕、头痛和早晨困倦。在健康成年志愿者中，高达100毫克的高剂量褪黑激素被认为是安全的。此外，高达240毫克的口服速释剂量被发现是安全的。据报道，褪黑素的致死剂量50 (LD50)为无限大。

4.5. 褪黑素在SIC下心脏保护中的作用靶点

褪黑素具有多种抗菌、抗氧化和抗炎作用。它在脓毒症引起的器官损伤治疗中的作用已被探讨。它还可以针对脓毒症引起的心肌病的病理生理参与的不同途径。图3简要说明了褪黑素对脓毒性心肌病的保护机制。

4.5.1. 抗菌作用

褪黑素除了具有抗氧化和抗炎作用外，还被研究为一种潜在的抗菌药物，用于预防和治疗各种细菌和病毒感染。它对革兰氏阴性和革兰氏阳性致病菌均有抗菌活性，包括耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、耐碳青霉烯铜绿假单胞菌和鲍曼不动杆菌。褪黑素加入到不同感染的治疗方案中，如幽门螺杆菌和肺炎克雷伯菌脑膜炎，显示出良好的效果。在大鼠肠系膜上动脉闭塞模型中，褪黑素成功地降低了细菌易位的发生率，同时排除了缺血/再灌注损伤对肠道组织的有害影响。

褪黑素可能具有抗菌活性，这可能是由于它能与细菌生长所必需的铁等金属结合，从而导致细菌更快死亡。此外，褪黑素可以与中性粒细胞上的受体相互作用，激活中性粒细胞胞外陷阱(NET)的形成。这增加了中性粒细胞的抗菌能力，有助于清除细菌。

4.5.2. 抗氧化性质

褪黑素的抗氧化活性大于维生素C和维生素E。褪黑素通过抑制ROS的产生和增加抗氧化酶如谷胱甘肽过氧化物酶、谷胱甘肽还原酶、y-谷氨酰半胱氨酸合成酶、葡萄糖-6磷酸脱氢酶和过氧化氢酶的表达来发挥其抗氧化活性。脓毒症模型显示褪黑素可以恢复谷胱甘肽水平。褪黑素可降低丙二醛和髓过氧化物酶在肝脏、脑、肺和肾脏中的表达水平，并已被证明可减少脓毒症动物的肝坏死。褪黑素不仅能解毒自由基，还能解毒其代谢产物。这些活动有助于降低氧化应激，这是脓毒症引起的心肌病的病理生理学途径之一。在脓毒症小鼠的心脏组织中，褪黑素被发现可以增加抗氧化酶的水平，包括谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物变化酶(SOD)。

4.5.3. 线粒体功能障碍的预防

以前，有人提出线粒体内褪黑素的存在是其摄取的结果。然而，当检测到线粒体内褪黑素水平高于血浆水平时，考虑了线粒体内褪黑素合成的理论。令人惊讶的是，这些较高的数值在松果体去除后仍然存在。这证实了褪黑素合成所需的生物合成前体和酶存在于各种亚细胞区室中，尤其是线粒体中。

如前所述，线粒体在脓毒症期间调节氧化还原状态中发挥重要作用。脓毒症期间线粒体功能障碍导致活性氧的积累和进一步的细胞损伤。心脏的线粒体密度最大，因此极易受到脓毒症引起的线粒体功能障碍的影响。褪黑素可以增加电子传递系统的活性和ATP的产生，增加线粒体膜电位和膜流动性，最终关闭线粒体通透孔。

如前所述，线粒体是ROS的主要来源，ROS是在电子传递链中产生的。褪黑素可以优化线粒体功能。褪黑素的亲脂性使其能够穿过细胞膜和亚细胞区室，如线粒体。因此，褪黑素可以稳定线粒体内膜，提高电子传递链活性。它可以增加电子流，从而提高心肌细胞高度需要的ATP的产生。然而，会产生大量的活性氧。因此，氧化应激增加，引起心肌细胞损伤，最终导致心脏损伤。因此，褪黑素可以在预防脓毒症引起的心肌病中发挥重要作用。

脓毒症导致一氧化氮合酶(mtNOS和iNOS)的诱导细胞质和线粒体同种异构体的表达增加，从而增加NO水平，导致随后的蛋白质硝化、脂质过氧化，从而导致线粒体损伤。导致线粒体功能障碍的线粒体NO合成酶(mtNOS)可被褪黑激素抵消。在Ortiz等人的研究中，在CLP诱导的脓毒症小鼠模型中，褪黑素通过抑制iNOS/i-mtNOS诱导恢复心肌细胞线粒体稳态。褪黑素抑制mtNOS和iNOS激活的另一种机制是通过钙调素。钙调素阻碍几种钙依赖性酶的激活，如mtNOS和iNOS。酶的激活需要刺激Ca2+/钙调蛋白依赖的信号通路。因此，褪黑素可以与Ca2+/钙调素相互作用，调节mtNOS和iNOS，改变NO的产生。在CLP诱导的脓毒症小鼠模型中，褪黑素对脓毒症期间线粒体损伤的保护作用进行了测试。褪黑素通过抑制诱导mtNOS的产生和对抗氧化应激成功地保护线粒体。

在LPS诱导的脓毒症和早期终末器官损伤小鼠模型中，褪黑素改善线粒体呼吸，减少氧化应激，降低白细胞介素-6水平。与对照组相比，褪黑素组的肝肾功能生化指标血浆ALT、AST和肌酐水平均较低。褪黑素通过增加BAP31的表达，从而维持线粒体稳态和内质网功能，可以预防脓毒症引起的心肌病。Zhang等人发现褪黑素通过增加BAP31的表达来维持线粒体功能，降低心肌细胞内质网应激。其作用是通过胞外信号调节激酶-B细胞受体相关蛋白31 (ERK-BAP31)途径介导的。ERK的抑制减弱了褪黑素对线粒体功能和内质网应激的有益作用。在Zhang等人的研究中，他们发现褪黑素治疗可以减轻LPS脓毒性心肌病模型的心肌损伤，改善心功能。结果表明，褪黑素显著下调ERK通路的活性，而后者增加BAP31的表达。上调BAP31可增强线粒体功能，降低ROS的产生。对内质网的影响方面，BAP31还能降低内质网应激，抑制caspase-12的激活。本研究结果表明，褪黑素治疗在脓毒性心肌病的治疗中具有显著的重要作用。

褪黑素除具有抗氧化活性外，还具有抗凋亡和自噬调节作用。在苯并芘(BaP)诱导的脓毒症小鼠模型中，褪黑素组的MDA和凋亡蛋白(Caspase-3和Bax/Bcl-2比值)恢复到对照组，而GSH和自噬蛋白(LC3 ӀӀ/Ӏ、Beclin-1和Sirt1)在心脏和肺部均增强。RIPK3是脓毒性心肌病炎症过程中调节线粒体损伤的重要因子。因此，它可以调节脓毒症中发生的多器官损伤。Ripk3下调刺激溶酶体功能和受损线粒体的溶酶体降解。这有助于减轻线粒体损伤和心功能障碍。在分子水平上，褪黑素治疗成功地增加了线粒体融合，减少了线粒体裂变。它还可以改善内质网应激，防止心肌细胞骨架的解体。褪黑素通过抑制Ripk3发挥这些作用。LPS诱导的脓毒性心肌病与炎症损伤、线粒体损伤和内质网应激有关。最近，在LPS介导的脓毒性心肌病模型中，褪黑素抑制心肌细胞收缩细胞骨架的降解。其作用是通过阻止Ripk3激活介导的。作者得出结论，褪黑素通过抑制Ripk3表达调节线粒体动力学、内质网应激和心脏保护信号。

Sirtuins是一个烟酰胺腺嘌呤核苷酸依赖的组蛋白去乙酰化酶家族。Sirtuins主要抑制许多参与内皮功能障碍和CVD发展的过程，如炎症和应激条件。Sirtuin-3 (SIRT3)是Sirtuins家族的一员，定位于线粒体。SIRT3调节多种细胞生物活动，如线粒体动力学和代谢，并保护免受氧化应激相关损伤。褪黑激素参与线粒体SIRT3通路的激活。另一项研究表明，褪黑素治疗可显著延长CLP诱导的脓毒症小鼠模型的存活时间，并增强多器官(肺/肝/肾/小肠)损伤。褪黑素通过sirt3介导的氧化应激抑制、线粒体功能保护和自噬诱导发挥作用。这些发现揭示了褪黑素抑制氧化应激相关损伤的另一种机制。

研究已经阐明了SIRT1和SIRT6等sirtuins在CVD内皮功能障碍进展中的作用。此外，SIRT1和SIRT6在氧化应激耐受、炎症、细胞凋亡、衰老和衰老中发挥多种功能。LPS诱导小鼠脓毒性心肌病的特点是SIRT1表达降低，肌酸激酶- mb (CK-MB)升高，caspase-3激活导致射血分数降低而导致细胞凋亡。褪黑激素处理的小鼠显示出增加的自噬，这是一种在应激状态下保护心肌细胞的机制并改善收缩。SIRT-1的激活与心功能的改善有关。Zhang等人的研究也探讨了在脓毒症模型中，腹腔注射褪黑素可能具有的心脏保护作用，以及是否通过激活SIRT-1发挥作用。本研究结果表明，与LPS组相比，褪黑素显著改善心功能，降低肌酸激酶(CK)和CK- mb水平，改善心肌结构，防止心肌细胞凋亡，增加心脏自噬。褪黑素的这些作用是通过上调脓毒症小鼠心肌中SIRT1蛋白的表达来发挥的。

4.5.4. 抗炎作用

早期脓毒症的主要状态是高热炎症，可导致多器官功能障碍，最终导致死亡。褪黑素具有明显的抗炎和抗凋亡特性，如图3所示。已经发现褪黑素可以调节炎症过程而不损害生理性炎症反应。

在LPS诱导的小鼠模型中，褪黑素治疗可减轻脓毒症引起的心肌病。它以剂量依赖的方式降低TNF-α、白细胞介素-6和单核细胞趋化蛋白(MCP1)的水平。此外，褪黑素降低了乳酸脱氢酶(LDH)、CK-MB和肌钙蛋白(TnT)等心脏损伤标志物。因此，褪黑素通过保持线粒体功能和减少内质网应激来提高心肌细胞活力。LPS注射是一种简单、无菌的脓毒症诱导方法。它与人类脓毒症的初始阶段有相似之处。然而，LPS诱导的脓毒症模型在临床前研究中存在局限性。首先，革兰氏阴性菌感染引起的脓毒症会导致全身细胞因子水平快速而短暂的升高，而人类脓毒症的特点是持续升高，水平要低得多。此外，LPS输注后的肾灌注不足、血尿素氮升高等症状可通过容量置换缓解，这是脓毒症临床常用的治疗方法。

另一项探讨褪黑素在CLP脓毒症性心肌病中的作用的研究表明，褪黑素通过调节线粒体功能和线粒体ROS减轻心脏损伤。褪黑素通过抑制Il-1α、Il-1β、Il-6和Mcp-1信使RNA水平的表达来减轻心脏炎症。褪黑素增加了SOD、CAT、GSH、谷胱甘肽s转移酶(GST)和GPx的水平。对氧化应激和炎症的抑制体现在心脏功能的显著改善，其标志是LVEF、左心室分数缩短(LVFS)和左心室内径(LVIDs)的恢复。

褪黑素对脓毒症的有益作用已被广泛研究。它通过几种机制发挥作用，包括降低氧化应激和抑制NLRP3炎性体。暴露于褪黑激素后，CLP诱导的脓毒症小鼠心脏组织显示NF-κB活性、NLRP3炎性体活化以及随后的caspase-1裂解和IL-1β形成受到抑制。本研究结果表明，褪黑素在脓毒症引起的心肌病中作用于多个分子靶点。因此，一种药物可以靶向SIC中涉及的多种途径。

Nrf2(核因子e2相关因子2)在氧化还原状态、细胞保护防御和炎症反应的调节中发挥重要作用。当它与抑制剂kelch样ech相关蛋白1(Keap1)分离时，它转运到细胞核中，与抗氧化反应元件(ARE)结合。它上调多种抗氧化剂的表达，包括γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶、谷胱甘肽还原酶(GRd)、GPx和SOD。因此，它具有显著的抗氧化、抗炎和抗凋亡作用。最近有研究表明，Nrf2上调可预防SIC，减少脓毒症相关心肌损伤。在小鼠脓毒症CLP模型中，褪黑素治疗通过增加Nrf2向细胞核的易位和增加ho-1的表达来抵消脓毒症的影响。因此，褪黑激素激活Nrf2可以通过调节氧化还原和线粒体稳态来改善脓毒症引起的心肌病。Liu等研究发现，在脓毒症CLP模型中，IL-6、TNF-α、NOX2的表达表明，褪黑素可显著减轻炎症反应和氧化应激。此外，褪黑素可降低NLRP3、IL-1β、TNF-α和Caspase-1 mRNA的表达。NLRP3是启动免疫反应和炎性体形成的重要介质，一旦被激活，它直接促进IL-1β、IL-18和Caspase-1的产生。在同一项研究中，褪黑素增加了脓毒症LPS模型中的细胞活力，减少了细胞内ROS的产生。Akt、IL-6、TNF-α、Myc mRNA表达减弱。褪黑素减轻了CLP对心脏的有害影响，表现为SV、CO、左室舒张容积(LVEDV)、左室收缩容积(LVESV)的增加，以及收缩期左室后壁厚度(LVPWs)、舒张期左室后壁厚度(LVPWd)和心率(HR)的降低。

Üstünda 等人的一项研究显示，褪黑素显著降低IL-1β、IL-6、TNF-α细胞因子以及NF-κB的水平，而NF-κB是炎症反应的关键调节因子。此外，褪黑素治疗增加了SOD、GSH和CAT的水平，降低了丙二醛(MDA)的水平。此外，与CLP组相比，褪黑素使SIRT-1水平升高。在心功能方面，与CLP组相比，褪黑素治疗导致CK-MB和肌钙蛋白I水平显著降低。

5.临床试验

褪黑素的昼夜节律在早期脓毒症中发生改变。炎症介质的水平与昼夜节律的改变有关。在Ren´esha Henderson的荟萃分析中，脓毒症新生儿的褪黑素辅助治疗与炎症状态的降低和新生儿临床状况的改善相关。

一项评估使用不同抗氧化剂对脓毒性休克合并多器官功能衰竭患者影响的研究发现，褪黑激素成功地降低了脂质过氧化，并可能对器官功能障碍提供部分保护(Alamili等人的研究)探索褪黑素在人类内毒素血症模型中抗炎症和氧化应激的作用。褪黑素可以降低IL-1β的水平。

在Pahlavani的临床试验中，研究了褪黑素和/或蜂胶补充对原发性肺脓毒症患者氧化应激、临床结局和炎症的影响。与对照组相比，蜂胶和褪黑素的组合显著降低了氧化应激标志物，包括白细胞介素-6。这种组合还显著减少了c反应蛋白水平引起的炎症，同时增加了灌胃量，改善了一些临床结果，如疾病严重程度评分、急性生理和慢性健康评估(APACHE II)、顺序器官衰竭评估(SOFA)和危重患者营养风险(NUTRIC评分)评分。

在Alfonso mansila - rosell的研究中，作者使用静脉注射剂量为60mg的褪黑激素来确定其对严重脓毒症手术患者氧化还原状态和炎症反应的影响。从诊断当天开始，在30分钟内给予褪黑素，持续5天。与安慰剂组相比，褪黑素组的氧化还原状态降低。褪黑素还显著降低降钙素原水平和作为炎症标志物的中性粒细胞与淋巴细胞比率。氧化还原状态和炎症的改善反映在住院天数的显着减少上。安慰剂组有5人死亡，而褪黑素组只有3人死亡。

在Sutton等人的一项回顾性研究中，比较了接受褪黑素治疗和未接受褪黑素治疗的脓毒症患者的30天死亡率。在脓毒症患者中，暴露于褪黑素与较低的住院死亡率和30天死亡率相关。

在早期感染性休克患者中，50毫克褪黑素连续5个晚上给予。在28天内，褪黑激素增加了无呼吸机的天数和无血管加压剂的天数，并降低了血管加压剂的所需剂量。Henderson等人的荟萃分析发现，对120名早期诊断为脓毒症的新生儿进行褪黑素辅助治疗，可成功降低血清c反应蛋白(炎症指标)水平，并改善其临床预后。这些研究表明，褪黑素是一种非常强大的自由基清除剂和有效的抗氧化剂。

6.临床建议

由于其有益的治疗作用，良好的安全性和成本效益，需要更多的研究来确定褪黑素在人体临床试验中的有效性和安全性。虽然一些试验显示褪黑素对脓毒症有很好的效果，但缺乏对其在SIC患者中的应用的研究。褪黑素已被证明在脓毒症中通过减少自噬、氧化应激、炎症、细胞凋亡和线粒体功能障碍来保护器官功能。然而，我们建议在将其引入临床实践之前，进行更多的临床、多中心试验，以确定最佳剂量和给药时间。

脓毒症引起的心肌病通常是脓毒症的并发症。它的特点是双心室收缩和舒张功能的急性和可逆性显著下降。伴有左心室扩张。其病理生理涉及多种途径。氧化应激(ROS)、炎症和线粒体功能障碍是脓毒症引起的心肌病进展的纠缠机制。到目前为止，还没有有效的药物策略来治疗甚至逆转脓毒症引起的心肌病。褪黑素被发现作用于脓毒症引起的心肌病发病机制的不同途径。它可以通过抗炎和抗氧化活性调节脓毒症引起的心肌病。它通过清除自由基和调节抗氧化酶的表达和作用来发挥抗氧化作用。褪黑素的抗炎活性控制过度活跃的免疫系统，减轻细胞因子风暴。此外，它可以减轻线粒体功能障碍，这是脓毒症引起的心肌病的主要机制，从而控制细胞凋亡。因此，褪黑素可能被认为是一种有前途的药物，用于管理脓毒症引起的心肌病。因此，褪黑素在预防和治疗脓毒症性心肌病中的作用有待进一步研究。