Zusammenfassung

Alkoholkonsum verändert die Melatonin-Sekretion sowohl bei gesunden Probanden als auch bei Alkoholikern in einer Vielzahl von verschiedenen Situationen (während des Trinkens, während oder nach dem Entzug und mit neurologischen Komplikationen). Diese Veränderung kann die Sekretion verringern oder den zirkadianen Rhythmus beeinflussen, wodurch bei einigen Alkoholikern die Tagessekretion verursacht wird. Wir wollten herausfinden, ob die Melatoninsekretion tagsüber direkt durch akuten Alkoholkonsum verursacht wird oder ob sie stattdessen auf eine Änderung der zirkadianen Synchronisation hinweist. Da der Alkoholkonsum, wie er bei Alkoholikern auftritt (kontinuierlicher Konsum großer Mengen), bei gesunden Freiwilligen nie untersucht wurde, setzten wir 11 gesunde Freiwillige über 24 Stunden 256 g Alkohol aus, um die zirkadianen Profile der Melatoninsekretion zu untersuchen. Unsere Ergebnisse zeigen einen Mangel an Tagessekretion in unseren Probanden. Dies deutet darauf hin, dass die gestörte zirkadiane Melatoninsekretion, die bei Alkoholikern beobachtet wird, eher auf eine Verschiebung der Melatoninsekretion als auf eine akute Wirkung von Alkohol auf diese Sekretion hinweist, oder alternativ, dass es sich um eine direkte Wirkung einer chronischen und nicht einer akuten Exposition gegenüber hohen Blutalkoholspiegeln handelt.

(Eingegangen am 4. Januar 2006; erste Überprüfung am 14.Februar 2006; in überarbeiteter Form am 24. März 2006; angenommen am 30. März 2006)

EINLEITUNG

Die Störung des zirkadianen Rhythmus (Danel et al., 2001) können teilweise einige psychische Störungen infolge des Alkoholkonsums erklären. Die Untersuchung dieser Hypothese erfordert eine Untersuchung der Veränderungen der Melatoninsekretion, die auf Alkoholkonsum zurückzuführen sein können.

Zwei primäre Ergebnisse ergeben sich aus den Studien zum Melatonin- und Alkoholkonsum bei gesunden Freiwilligen und bei chronisch alkoholabhängigen Trinkern in verschiedenen Situationen (Übersicht in Danel und Touitou, 2004). Die erste ist, dass sowohl akuter als auch chronischer Alkoholkonsum die Melatoninsekretion hemmen. Experimentelle Studien an gesunden Probanden (Ekman et al., 1993; Rojdmark et al., 1993), in der Allgemeinbevölkerung (Stevens et al., 2000) und bei alkoholabhängigen Personen in der Allgemeinbevölkerung (Touitou et al., 1985; Wetterberg et al., 1992) zeigen dies ebenso wie Studien während der Behandlung alkoholabhängiger Probanden, sowohl während des Entzugs (Schmitz et al., 1996) und mit Wernicke-Syndrom (Wikner et al., 1995).Der zweite wichtige Befund ist, dass der nykthemere Rhythmus der Melatoninsekretion bei einigen alkoholabhängigen Personen gestört ist. Melatonin wird normalerweise nur nachts ausgeschieden, aber die Tagessekretion wurde während der ersten 24 Stunden nach dem Entzug oder bei anhaltender Alkoholintoxikation bei alkoholabhängigen Personen beobachtet (Majumdar und Miles, 1987; Murialdo et al., 1991; Fonzi et al., 1992, 1994; Mukai et al., 1998). Es ist jedoch nicht klar, ob die Tagesausschüttung des Hormons direkt durch den akuten Alkoholkonsum verursacht wird oder stattdessen auf eine Veränderung der zirkadianen Synchronisation des Alkoholikers hinweist. Studien, die an gesunden Freiwilligen durchgeführt wurden, könnten diese Frage beantworten, aber es werden keine solchen Studien berichtet. Studien unter gesunden Freiwilligen beinhalteten im Allgemeinen die akute Verabreichung von Alkohol zu einer Tageszeit (abends) und in Mengen (von 10 bis 100 g), die normalerweise mit sozialem Trinken verbunden sind (Ekman et al., 1993; Rojdmark et al., 1993; Stevens et al., 2000). Alkoholkonsum bei starken Trinkern, auf der anderen Seite, tritt häufig über einen viel längeren Teil des Tages auf und beinhaltet höhere Mengen. Um die Wirkung von Alkohol auf die Melatoninsekretion besser zu verstehen und insbesondere festzustellen, ob Alkohol die Melatoninsekretion bei Tageslicht erhöht, führten wir eine verblindete Crossover-Studie über einen Zeitraum von 26 Stunden (zirkadian) durch. In einer Sitzung wurde regelmäßig und wiederholt Alkohol verabreicht, in der anderen ein Placebo. Gesunde Freiwillige fungierten somit als ihre eigenen Kontrollen, und wir kontrollierten in beiden Sitzungen Maskierungseffekte. Die verabreichte Gesamtdosis stellte eine Menge dar, die im Allgemeinen täglich von Alkoholikern konsumiert wurde, d.h. 256 g pro Tag (entspricht ∼2,5 l 12% Wein, 700 ml 40% Whisky oder 6 l 4,5% Bier) in regelmäßigen Abständen während der gesamten Sitzung verabreicht. Die Serummelatoninsekrete wurden während des gesamten zirkadianen Zyklus zu 29 Zeitpunkten der 26-stündigen Alkoholkonsumsitzung und der 26-stündigen Kontrollsitzung gemessen.

PROBANDEN UND METHODEN

Elf gesunde männliche Freiwillige im Alter zwischen 18 und 30 Jahren (23,3 + 2,9 Jahre) wurden eingeschlossen, nachdem sie ihre informierte schriftliche Zustimmung gegeben hatten. Keiner hatte eine aktuelle oder frühere Diagnose von Alkohol, Tabak oder anderen Drogenmissbrauch oder Abhängigkeit. Keine Probanden nahmen Medikamente ein oder arbeiteten in rotierenden Schichten, und keiner war in den letzten 2 Monaten auf transmeridischen Flügen geflogen. Alle waren mit täglicher Aktivität und nächtlicher Ruhe synchronisiert. Keiner hatte eine aktuelle Diagnose von verzögerter oder fortgeschrittener Phase oder hypernycthemeral Syndrom. Die Werte von Horne und Ostberg (1976) reichten von 39 bis 59 (Mittelwert 49,5 + 6,8). Dieses Kriterium schloss Probanden aus, die eindeutig vom Typ ‚Morgen‘ oder ‚Abend‘ waren. Kein Subjekt hatte eine aktuelle oder vergangene Geschichte von depressiven Störungen oder Psychosen. Die Montgomery und Asberg (1979) Depression Rating Scale Scores, weil sie weniger als 18 waren, ausgeschlossen jede aktuelle depressive Störung. Die Probanden hatten zum Zeitpunkt der Untersuchung keine körperlichen Anomalien und hatten mindestens 1 Monat vor den Sitzungen keine Infektion oder andere Krankheit. Die Body-Mass-Indizes lagen zwischen 20 und 25. Routinemäßige Blutbilder und Blutchemie lagen im normalen Bereich, und HIV- und Hepatitis-B- und -C-Tests waren negativ.

Protokoll

Die Studie wurde vom Ausschuss für Humanversuche in Lille (Frankreich) genehmigt und stand im Einklang mit den Standards und ethischen Grundsätzen für die Erforschung biologischer Rhythmen am Menschen (Touitou et al., 2004). Der zirkadiane Rhythmus von Melatonin wurde während einer einfach verblindeten, randomisierten Crossover-Studie untersucht, in der eine 26-stündige Alkoholsitzung mit einer 26-stündigen Placebo-Sitzung verglichen wurde. Während der Alkoholsitzung wurden 256 g Ethanol zwischen 10:00 Uhr am Tag 1 und 12:00 Uhr am Tag 2 verabreicht (Tabelle 1), um Blutalkoholkonzentrationen (BAC) zwischen 0, 5 und 0 zu erzeugen und aufrechtzuerhalten.7 g/l während der gesamten Sitzung. Um zu Beginn des Datenerhebungszeitraums (12:00 Uhr) eine signifikante BAC zu erhalten, wurden 20 g Ethanol, gemischt mit Fruchtsaft, um 10:00, 11:00 und 12:00 Uhr oral verabreicht. gefolgt von 10 g / h von 13:00 bis 21:00 Uhr und von 07:00 bis 11:00 Uhr am zweiten Tag. Fruchtsaft wurde während der Placebo-Sitzung allein verabreicht. Zusätzlich wurden 7 g / h Alkohol (Curethyl*, AJC Pharma, Chateauneuf, Frankreich) in Kochsalzlösung über Nacht intravenös verabreicht (zwischen 22:00 und 06:00) während der Alkoholsitzung und Salzlösung nur in der Kontrollsitzung, damit die Probanden schlafen und eine ausreichende BAK aufrechterhalten können. Alle Sitzungen fanden zwischen November und April statt. Die Sitzungen für jedes Thema waren zwischen 2 und 5 Wochen auseinander. Die Probanden wurden um 08:00 Uhr in das Clinical Investigation Center eingeliefert. Während des Beobachtungszeitraums von 10:00 Uhr an Tag 1 bis 15:00 Uhr an Tag 2 blieben sie im Bett, lasen und schauten fern. Sie aßen standardisierte Mahlzeiten um 08:00, 12:00 und 19:00 Uhr am Tag 1 und um 08:00 und 12:00 Uhr am Tag 2. Sie verließen das Zentrum am 2. Tag um 15:00 Uhr. Die Lichter waren zwischen 22:00 und 06:00 Uhr ausgeschaltet. Blutproben wurden gesammelt, um BAC zu messen 5 Zeitpunkte (12:00, 18:00, 24:00, 06:00, und 12:00) und Melatoninkonzentrationen zu 29 Zeitpunkten (12:00, 15:00, 18:00 und dann alle 30 min zwischen 18:00 und 04:00, 05:00, 06:00, 07:00, 08:00, 11:00, 15:00). Während der Blutentnahmen zwischen 22:00 und 06:00 Uhr wurde der Raum mit Licht mit einer durchschnittlichen Intensität von 50 Lux beleuchtet.

Hormontests

Die Melatoninkonzentrationen wurden mit einem kommerziellen enzymgebundenen Immunosorbens-Assay (ELISA) (Boeringer Mannheim, Frankreich) in einem vollautomatischen Analysegerät (ES 700) gemessen. Um analytische Variabilität zwischen den Assays zu vermeiden, wurden alle Assays am Ende des Protokolls in einer einzigen großen Charge durchgeführt. Alle Proben wurden bis zum Assay bei -20°C eingefroren. Die Intra-Assay-Variationskoeffizienten für Melatonin (65 pg/ml) betrugen 6,1%.

Statistische Analyse

Wir verwendeten ANOVA mit gemischten linearen Modellen für gepaarte Vergleiche, um die Unterschiede zwischen den Mittelwertkurven unter zwei Bedingungen (Alkohol, ohne Alkohol) zu untersuchen. Die festen Effekte waren Bedingung (2 Ebenen), Zeit (29 Ebenen) und Zeitbedingungsinteraktion. Der Subjekteffekt wurde als zufällig angesehen, und wir wählten ein autoregressives Kovarianzmuster erster Ordnung, um die Abhängigkeit zwischen wiederholten Messungen zu berücksichtigen. Dieses Modell wurde nach AIC-Kriterien ausgewählt (Akaike, 1974). Vergleiche der Unterschiede zu jedem Zeitpunkt verwendeten eine Bonferroni-Korrektur. Ein P-Wert < 0,002 wurde daher als signifikant angesehen.

ERGEBNISSE

Blutalkoholkonzentrationen

Melatonin. Gruppenweise Analyse (Abbildung 1)

Die Melatoninkurven während der alkohol- und alkoholfreien Sitzungen waren nahezu identisch. Während die Kurve während der Alkoholsitzung tendenziell eine Verzögerung des Beginns der Melatoninsekretion im Vergleich zur alkoholfreien Sitzung zeigte, zeigte die Analyse der Daten keinen statistisch signifikanten Effekt von Alkohol auf die Melatoninsekretion (P = 0,45). Der Mittelwert des Sekretionspeaks betrug 128 pg / ml ± 68 in der alkoholfreien Sitzung und 120 pg / ml ± 57 in der Alkoholsitzung. Die mittlere Melatoninsekretion über 24 h betrug 50,8 pg/ml ±27 bzw. 45 pg/ml ±20.

Melatonin. Einzelanalyse (Abbildung 2)

Bei allen Probanden wurde sowohl während der alkoholfreien Sitzung als auch während der Alkoholsitzung eine streng nächtliche Sekretion von Melatonin beobachtet. Die Plasmakonzentrationen waren bei den Probanden zwischen den beiden Sitzungen vollständig konsistent. Einige Probanden zeigten eine Verzögerung des Beginns der Melatoninsekretion oder des Zeitpunkts, zu dem der halbe Spitzenwert erreicht wurde (Probanden 1, 2, 3, 4, 6, und 10). Somit änderte sich der Zeitpunkt, zu dem die Melatoninsekretion begann, für 6 der 11 Probanden. Dieser Unterschied war konsistent in der Richtung für alle Probanden, immer eine Verzögerung, entweder in der Zeit, in der die nächtliche Melatoninsekretion begann oder in der Zeit, in der der halbe Spitzenwert erreicht wurde.

DISKUSSION

Unsere Daten zeigen deutlich, dass alle Probanden in dieser Studie Melatonin nur nachts sezernierten. In beiden Sitzungen wurde eine zirkadiane Melatoninsekretion beobachtet, mit nächtlicher Sekretion und keinem zirkulierenden Melatonin während des Tages.Unsere Ergebnisse werfen somit ein neues Licht auf die Beobachtungen in der Literatur über die tägliche Melatoninsekretion bei Alkoholikern.Majumdar und Miles (1987) berichteten erstmals über Störungen der Melatoninsekretion bei alkoholabhängigen Patienten. Diese Autoren untersuchten die Melatoninsekretion am Nachmittag bei 28 männlichen alkoholabhängigen Patienten, die alle mehr als 7 Jahre lang mehr als 100 g / d Alkohol konsumiert hatten. Melatonin war bei 13 Probanden während des Nachmittags nachweisbar (Konzentrationen <5 ng/l). Diesem Schlüsselartikel, der die tägliche Melatoninsekretion beschreibt, folgten drei Veröffentlichungen eines italienischen Teams. Zwei berichteten über Melatoninmessungen bei 10 alkoholabhängigen Patienten, zuerst während des Alkoholkonsums und dann nach 2 Wochen Abstinenz. Diese wurden mit Messungen an gesunden, altersgerechten freiwilligen Kontrollen verglichen (Murialdo et al., 1991; Fonzi et al., 1992). Die Ergebnisse zeigten, dass die Melatoninkonzentrationen im Urin während des Alkoholkonsums bei den alkoholabhängigen Patienten signifikant höher waren als bei den Kontrollen (316.2 ± 36 pmol/24 h bei den Patienten und 147 ± 34 pmol/24 h bei den Kontrollen). Dieser Unterschied war hauptsächlich auf hohe Melatoninspiegel im Urin in der Tagesfraktion zurückzuführen. Umgekehrt unterschieden sich die beiden Gruppen für den nächtlichen Anteil nicht signifikant. Das Verhältnis der Nacht / Tag-Fraktionen war bei 6 der 10 Patienten kleiner als 1 und bei den anderen 4 Patienten größer (im Allgemeinen weit größer) als 1. Nach 14 Tagen Abstinenz überschritt dieses Verhältnis bei allen Patienten und Kontrollpersonen 1.

Fonzi et al. (1994) zeigten bei 10 alkoholabhängigen Probanden vor und nach dem Entzug, dass die Serummelatoninkonzentrationen während des Alkoholkonsums höher waren als nach dem Entzug und höher als bei Kontrollpersonen. Sie berichteten auch über das Verschwinden des zirkadianen Rhythmus der Melatoninsekretion während des akuten Entzugs. Ähnliche Beobachtungen wurden bei zwei Patienten mit Delirium tremens gemacht (Mukai et al., 1998), für die die Melatoninkonzentrationen im Serum in der Nacht und am Tag äquivalent waren (alle 4 h entnommene Proben).

Unsere Ergebnisse zeigen deutlich, dass Alkohol keinen Einfluss auf die tägliche Melatoninsekretion hatte. Eine Hypothese ist daher notwendig, um zu versuchen, die Berichte aus der Literatur zu erklären, die eine fortschreitende Verzögerung der Sekretionsspitze zeigen, die schließlich zu einer täglichen Sekretion führt. Obwohl frühere Arbeiten darauf hindeuten, dass Alkohol die Melatoninsekretion hemmt (Danel und Touitou, 2004), zeigt dieses Experiment keine solche Hemmung. Das Fehlen dieses Befundes kann mit dem Blutalkoholspiegel zusammenhängen. Das Niveau, bei dem Ethanol die Melatoninsekretion hemmen kann, muss noch bestimmt werden. Eine aktuelle Publikation (Kuhlwein et al., 2003) berichtet über eine Verzögerung der Melatoninsekretion von alkoholabhängigen Patienten, die vor kurzem mit dem Trinken aufgehört hatten, in die gleiche Richtung wie bei 6 unserer 11 Probanden. Diese Studie, die die Beziehungen zwischen Schlafstörungen bei alkoholabhängigen Patienten kurz nach dem Entzug und Melatonin- und Cortisolkonzentrationen untersuchen wollte, beobachtete eine Verzögerung des nächtlichen Melatonin-Peaks bei 11 alkoholabhängigen Patienten kurz nach dem Entzug, verglichen mit 10 altersübereinstimmten Kontrollen. Die Verzögerung korrelierte mit Schlaflatenzperioden. Sie testeten jedoch nicht die Tagesausschüttung von Melatonin.Nachdem wir nun gezeigt haben, dass Alkohol selbst nicht direkt die Melatoninsekretion am Tag verursacht, können wir die Hypothese aufstellen, dass Störungen des Zeitpunkts der Melatoninsekretion in der Literatur auf eine Verschiebung der zirkadianen Uhr der Melatoninsekretion zurückzuführen sind und auf eine mögliche interne Desynchronisation während des chronischen Alkoholkonsums hindeuten. Der Ethanolgehalt, bei dem dies geschieht, muss noch bestimmt werden. Eine andere mögliche Erklärung ist, dass die Melatoninsekretion tagsüber bei Alkoholikern auf chronisch hohe Blutalkoholspiegel zurückzuführen ist, die die Melatoninsekretion tagsüber über Mechanismen verursachen, die nichts mit dem zirkadianen Timing zu tun haben. In einem solchen Fall wäre die Melatonin-Tagessekretion bei Alkoholikern eher eine Ursache als eine Folge der Desynchronisation.

Unterstützt vom Institut national de la Santé et de la Recherche médicale und dem Centre Régional et Universitaire de Lille.

Author notes

1service für Addictologie, Centre Hospitalier Universitaire, Lille 59037 Lille Cedex, Frankreich

2Service für medizinische Biochemie und Molekularbiologie, Fakultät für Medizin Mitleid Salpêtrière 75013, Paris, Frankreich