Abstract
L’assunzione di alcol altera la secrezione di melatonina sia nei volontari sani che negli alcolisti in una varietà di situazioni diverse(durante Questa alterazione può ridurre la secrezione o influenzare il suo ritmo circadiano, causando così la secrezione diurna in alcuni alcolisti. Abbiamo cercato di determinare se la secrezione di melatonina durante il giorno è causata direttamente dal consumo acuto di alcol o se invece indica un cambiamento nella sincronizzazione circadiana. Poiché il consumo di alcol come si verifica negli alcolisti (consumo continuo di grandi quantità) non è mai stato esaminato in volontari sani, abbiamo esposto 11 volontari sani a 256 g di alcol su 24 h per studiare i profili circadiani della secrezione di melatonina. I nostri risultati dimostrano una mancanza di secrezione diurna nei nostri soggetti. Ciò suggerisce che la secrezione di melatonina circadiana disordinata osservata negli alcolisti indica uno spostamento della secrezione di melatonina piuttosto che un effetto acuto dell’alcol su questa secrezione, o in alternativa, che è un effetto diretto dell’esposizione cronica piuttosto che acuta a livelli elevati di alcol nel sangue.
(Ricevuto 4 gennaio 2006; prima revisione notificata 14 febbraio 2006; in forma riveduta 24 marzo 2006; accettato 30 marzo 2006)
INTRODUZIONE
Il disturbo dei ritmi circadiani (Danel et al., 2001) può spiegare in parte alcuni disturbi mentali secondari al consumo di alcol. L’esame di questa ipotesi richiede uno studio dei cambiamenti nella secrezione di melatonina che possono essere dovuti al consumo di alcol.
Due risultati primari emergono dagli studi sulla melatonina e sul consumo di alcol in volontari sani e in bevitori cronici dipendenti dall’alcol in diverse situazioni (revisione in Danel e Touitou, 2004). Il primo è che sia il consumo di alcol acuto che quello cronico inibiscono la secrezione di melatonina. Studi sperimentali su volontari sani (Ekman et al., 1993; Rojdmark et al., 1993), nella popolazione generale (Stevens et al., 2000), e in individui alcol-dipendenti nella popolazione generale (Touitou et al., 1985; Wetterberg et al., 1992) mostrano questo, così come gli studi durante il trattamento di soggetti alcol-dipendenti, sia durante il ritiro (Schmitz et al., 1996) e con la sindrome di Wernicke (Wikner et al., 1995).
La seconda scoperta importante è che il ritmo nycthemeral della secrezione della melatonina è interrotto in alcuni individui alcol-dipendenti. La melatonina è normalmente secreta solo di notte, ma la secrezione diurna è stata osservata durante le prime 24 ore di astinenza o quando si verifica un’intossicazione alcolica continuata in soggetti alcol-dipendenti (Majumdar e Miles, 1987; Murialdo et al., 1991; Fonzi et al., 1992, 1994; Mukai et al., 1998). Non è chiaro, tuttavia, se la secrezione diurna dell’ormone sia causata direttamente dal consumo acuto di alcol o invece indichi un cambiamento nella sincronizzazione circadiana dell’alcolista. Studi condotti su volontari sani potrebbero rispondere a questa domanda, ma non sono riportati studi di questo tipo. Gli studi su volontari sani hanno generalmente comportato la somministrazione acuta di alcol a un’ora del giorno (sera) e in quantità (da 10 a 100 g) solitamente associate al consumo sociale (Ekman et al., 1993; Rojdmark et al., 1993; Stevens et al., 2000). Il consumo di alcol nei bevitori pesanti, d’altra parte, si verifica spesso su una porzione molto più lunga della giornata e comporta quantità più elevate. Per aumentare la nostra comprensione dell’azione dell’alcol sulla secrezione di melatonina e in particolare per determinare se l’alcol aumenta la secrezione di melatonina durante le ore diurne, abbiamo condotto uno studio crossover in cieco su un periodo di 26 ore (circadiano). In una sessione l’alcol è stato somministrato regolarmente e ripetutamente, e nell’altra è stato somministrato un placebo. Volontari sani hanno quindi agito come i propri controlli, e abbiamo controllato per mascherare gli effetti in entrambe le sessioni. La dose totale somministrata rappresentava una quantità generalmente consumata giornalmente dai soggetti alcolici, vale a dire 256 g al giorno (equivalente a l 2,5 l di vino al 12%, 700 ml di whisky al 40% o 6 l di birra al 4,5%) somministrati a intervalli regolari per tutta la sessione. Le secrezioni di melatonina sierica sono state misurate durante tutto il ciclo circadiano a 29 punti temporali della sessione di consumo di alcol di 26 ore e della sessione di controllo di 26 ore.
SOGGETTI E METODI
Undici volontari maschi sani di età compresa tra 18 e 30 anni (23,3 + 2,9 anni) sono stati inclusi dopo aver fornito il loro consenso scritto informato. Nessuno aveva una diagnosi attuale o passata di alcol, tabacco o altro abuso di sostanze o dipendenza. Nessun soggetto stava assumendo farmaci o lavorando turni a rotazione, e nessuno aveva volato su voli transmeridiani negli ultimi 2 mesi. Tutti erano sincronizzati con l’attività diurna e il riposo notturno. Nessuno aveva una diagnosi attuale di fase ritardata o avanzata o sindrome ipernicthemeral. I punteggi di Horne e Ostberg (1976) variavano da 39 a 59 (media 49.5 + 6.8). Questo criterio escludeva i soggetti che erano chiaramente tipi “mattutini” o “serali”. Nessun soggetto ha avuto una storia attuale o passata di disturbo depressivo o psicosi. I punteggi della scala di valutazione della depressione di Montgomery e Asberg (1979), perché erano meno di 18, escludevano qualsiasi disturbo depressivo attuale. I soggetti non avevano anomalie fisiche al momento dell’esame e non avevano avuto infezioni o altre malattie per almeno 1 mese prima delle sessioni. Gli indici di massa corporea variavano da 20 a 25. La conta ematica di routine e la chimica del sangue erano entro intervalli normali e i test per HIV ed epatite B e C erano negativi.
Protocollo
Lo studio è stato approvato dal Comitato di Lille (Francia) sulla sperimentazione umana ed è stato coerente con gli standard e i principi etici per la ricerca sui ritmi biologici sugli esseri umani (Touitou et al., 2004). Il ritmo circadiano della melatonina è stato studiato durante uno studio crossover in cieco singolo, randomizzato, che ha confrontato una sessione alcolica di 26 ore con una sessione placebo di 26 ore. Durante la sessione alcolica, 256 g di etanolo sono stati somministrati tra le 10:00 del giorno 1 e le 12:00 del giorno 2 (Tabella 1) per produrre e mantenere le concentrazioni di alcol nel sangue (BAC) tra 0,5 e 0.7 g / l per tutta la sessione. Per ottenere un BAC significativo all’inizio del periodo di raccolta dei dati (12:00), 20 g di etanolo, mescolato con succo di frutta, sono stati somministrati per via orale alle 10:00, alle 11:00 e alle 12:00; seguito da 10 g/h dalle 13:00 alle 21:00 e dalle 07:00 alle 11:00 il secondo giorno. Il succo di frutta è stato somministrato da solo durante la sessione placebo. Inoltre, 7 g/h di alcol (Curethyl*, AJC Pharma, Chateauneuf, Francia) in soluzione salina sono stati somministrati per via endovenosa durante la notte (tra le 22: 00 e le 06:00) durante la sessione alcolica, e soluzione salina solo nella sessione di controllo, per consentire ai soggetti di dormire e mantenere un BAC sufficiente. Tutte le sessioni si sono svolte tra novembre e aprile. Le sessioni per ogni soggetto erano tra 2 e 5 settimane di distanza. I soggetti sono stati ammessi al Centro di indagine clinica alle 08: 00. Durante il periodo di osservazione dalle 10:00 del giorno 1 alle 15:00 del giorno 2 sono rimasti a letto, leggendo e guardando la televisione. Hanno mangiato pasti standardizzati alle 08:00, 12:00 e 19:00 il giorno 1 e alle 08:00 e 12: 00 il giorno 2. Hanno lasciato il centro alle 15: 00 del giorno 2. Le luci sono state spente tra le 22:00 e le 06: 00. Sono stati raccolti campioni di sangue per misurare il BAC in 5 punti temporali(12:00, 18:00, 24:00, 06:00, e 12: 00) e concentrazioni di melatonina a 29 punti temporali(12:00, 15:00, 18:00 e poi ogni 30 minuti tra le 18: 00 e 04:00, 05:00, 06:00, 07:00, 08:00, 11:00, 15:00). Durante le raccolte di sangue tra le 22:00 e le 06: 00, la stanza è stata illuminata con luce ad un’intensità media di 50 lux.
Test ormonali
Le concentrazioni di melatonina sono state misurate con un test immunoassorbente enzimatico (ELISA) (Boeringer Mannheim, Francia) in un analizzatore completamente automatizzato (ES 700). Per evitare la variabilità analitica inter-saggio, tutti i saggi sono stati eseguiti in un unico grande lotto alla fine del protocollo. Tutti i campioni sono stati congelati a -20°C fino al dosaggio. I coefficienti di variazione della melatonina intra-analisi (65 pg/ml) sono stati del 6,1%.
Analisi statistica
Abbiamo utilizzato ANOVA con modelli lineari misti per confronti accoppiati per studiare le differenze tra le curve medie in due condizioni (alcol, senza alcol). Gli effetti fissi erano condizione (2 livelli), tempo (29 livelli) e interazione tempo–condizione. L’effetto soggetto è stato considerato casuale e abbiamo scelto un modello di covarianza autoregressiva del primo ordine per tenere conto della dipendenza tra misurazioni ripetute. Questo modello è stato scelto secondo i criteri AIC (Akaike, 1974). I confronti delle differenze in ogni punto temporale hanno utilizzato una correzione Bonferroni. Un valore P< 0.002 è stato quindi considerato significativo.
RISULTATI
Concentrazioni di alcol nel sangue
Melatonina. Analisi Groupwise (Figura 1)
Le curve della melatonina durante le sessioni senza alcool e senza alcool erano quasi identiche. Mentre la curva durante la sessione alcolica tendeva a mostrare un ritardo nell’insorgenza della melatoninsecrezione rispetto alla sessione senza alcol, l’analisi dei dati non ha mostrato alcun effetto statisticamente significativo dell’alcol sulla secrezione di melatonina (P = 0,45). Il valore medio del picco di secrezione è stato di 128 pg/ml ±68 nella sessione senza alcool e di 120 pg/ml ±57 nella sessione alcolica. La secrezione media di melatonina su 24 ore è stata rispettivamente di 50,8 pg / ml ±27 e 45 pg/ml ±20.
Analisi Groupwise. Profilo di melatonina circadiana (pg / ml) in 11 volontari adulti sani durante una sessione senza consumo di alcol (cerchi aperti) e una sessione con consumo di 256 g di alcol diviso regolarmente su 24 h (cerchi chiusi). Ogni soggetto ha agito come il proprio controllo.
Analisi Groupwise. Profilo di melatonina circadiana (pg / ml) in 11 volontari adulti sani durante una sessione senza consumo di alcol (cerchi aperti) e una sessione con consumo di 256 g di alcol diviso regolarmente su 24 h (cerchi chiusi). Ogni soggetto ha agito come il proprio controllo.
Melatonina. Analisi individuale (Figura 2)
La secrezione strettamente notturna di melatonina è stata osservata in tutti i soggetti sia durante la sessione senza alcool che durante la sessione alcolica. Le concentrazioni plasmatiche sono risultate del tutto coerenti nei soggetti intercorsi tra le due sedute. Alcuni soggetti sembravano mostrare un ritardo nell’insorgenza della secrezione di melatonina o nel momento in cui è stato raggiunto il valore del mezzo picco (soggetti 1, 2, 3, 4, 6, e 10). Pertanto, il momento in cui è iniziata la secrezione di melatonina è cambiato per 6 degli 11 soggetti. Questa differenza era coerente in direzione per tutti i soggetti, sempre un ritardo, sia nel momento in cui la secrezione notturna di melatonina ha iniziato o nel tempo in cui il valore di mezzo picco è stato raggiunto.
Profilo di melatonina circadiana (pg / ml) in 11 volontari adulti sani durante: una sessione senza consumo di alcol (cerchi aperti) e una sessione con consumo di 256 g di alcol divisi regolarmente su 24 h (cerchi chiusi). Ogni soggetto ha agito come il proprio controllo.
Profilo di melatonina circadiana (pg / ml) in 11 volontari adulti sani durante: una sessione senza consumo di alcol (cerchi aperti) e una sessione con consumo di 256 g di alcol divisi regolarmente su 24 h (cerchi chiusi). Ogni soggetto ha agito come il proprio controllo.
DISCUSSIONE
I nostri dati mostrano chiaramente che tutti i soggetti in questo studio hanno secreto la melatonina solo di notte. La secrezione circadiana di melatonina è stata osservata in entrambe le sessioni, con secrezione notturna e nessuna melatonina circolante durante il giorno.
I nostri risultati gettano così nuova luce sulle osservazioni in letteratura sulla secrezione diurna di melatonina negli alcolisti.
Majumdar e Miles (1987) sono stati i primi a segnalare disturbi nel tempo della secrezione di melatonina in pazienti alcol-dipendenti. Questi autori hanno esaminato la secrezione di melatonina durante il pomeriggio in 28 pazienti maschi alcol-dipendenti, tutti i quali avevano consumato più di 100 g/d di alcol per più di 7 anni. La melatonina è risultata rilevabile (concentrazioni <5 ng/l) in 13 soggetti durante il pomeriggio. Questo articolo chiave che descrive la secrezione diurna di melatonina è stato seguito da tre pubblicazioni di un team italiano. Due misurazioni della melatonina riportate in 10 pazienti alcol-dipendenti, prima durante il consumo di alcol e poi dopo 2 settimane di astinenza. Questi sono stati confrontati con le misurazioni in controlli volontari sani di età corrispondente (Murialdo et al., 1991; Fonzi et al., 1992). I risultati hanno mostrato che le concentrazioni di melatonina urinaria durante il consumo di alcol erano significativamente più alte nei pazienti alcol-dipendenti rispetto ai controlli (316.2 ± 36 pmol / 24 h nei pazienti e 147 ± 34 pmol / 24 h nei controlli). Questa differenza era dovuta principalmente ad alti livelli di melatonina urinaria nella frazione diurna. Al contrario, i due gruppi non differivano significativamente per la frazione notturna. Il rapporto tra frazioni notte/giorno era inferiore a 1 su 6 dei 10 pazienti e maggiore (generalmente molto maggiore) di 1 negli altri 4. Dopo 14 giorni di astinenza, questo rapporto ha superato 1 in tutti i pazienti e nei soggetti di controllo.
Fonzi et al. (1994) ha dimostrato in 10 soggetti alcol-dipendenti prima e dopo il ritiro che le concentrazioni sieriche di melatonina erano più alte durante il consumo di alcol che dopo il ritiro e maggiori di quelle nei soggetti di controllo. Hanno anche riportato la scomparsa del ritmo circadiano della secrezione di melatonina durante il ritiro acuto. Osservazioni simili sono state fatte in due pazienti con delirium tremens (Mukai et al., 1998), per i quali le concentrazioni sieriche notturne e diurne di melatonina erano equivalenti (campioni prelevati ogni 4 ore).
I nostri risultati mostrano chiaramente che l’alcol non ha avuto alcun effetto sulla secrezione diurna di melatonina. Un’ipotesi è quindi necessaria per tentare di spiegare i rapporti dalla letteratura che mostrano un progressivo ritardo nel picco di secrezione che alla fine porta alla secrezione diurna. Sebbene il lavoro precedente indichi che l’alcol inibisce la secrezione di melatonina (Danel e Touitou, 2004), questo esperimento non mostra tale inibizione. L’assenza di questo risultato può essere correlata al livello di alcol nel sangue. Resta da determinare il livello al quale l’etanolo può inibire la secrezione di melatonina. Una recente pubblicazione (Kuhlwein et al., 2003) riporta un ritardo nella secrezione di melatonina di pazienti alcol-dipendenti che avevano recentemente smesso di bere, nella stessa direzione che abbiamo osservato in 6 dei nostri 11 soggetti. Questo studio, che ha cercato di esaminare le relazioni tra i disturbi del sonno nei pazienti alcol-dipendenti subito dopo il ritiro e le concentrazioni di melatonina e cortisolo, ha osservato un ritardo nel picco notturno della melatonina in 11 pazienti alcol-dipendenti subito dopo il ritiro, rispetto ai controlli 10 abbinati all’età. Il ritardo era correlato tra i periodi di latenza del sonno. Tuttavia, non hanno testato la secrezione diurna di melatonina.
Ora che abbiamo dimostrato che l’alcol stesso non causa direttamente la secrezione di melatonina diurna, possiamo ipotizzare che i disturbi nei tempi della secrezione di melatonina in letteratura siano dovuti a uno spostamento dell’orologio circadiano della secrezione di melatonina e sembrano indicare una possibile desincronizzazione interna durante il consumo cronico di alcol. Il livello di etanolo al quale ciò si verifica rimane da determinare. Un’altra possibile spiegazione è che la secrezione di melatonina diurna osservata negli alcolisti è dovuta a livelli cronicamente elevati di alcol nel sangue che causano la secrezione di melatonina diurna attraverso meccanismi che non hanno nulla a che fare con i tempi circadiani. In tal caso, la secrezione diurna di melatonina osservata negli alcolisti sarebbe una causa piuttosto che una conseguenza della desincronizzazione.
Sostenuto dall’Institut national de la Santé et de la Recherche médicale e dal Centre Régional et Universitaire de Lille.
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Autore note
1service d’addictologie, Centre Hospitalier Universitaire, Lille 59037 Lille Cedex, France
2Service de Biochimie médicale et de Biologie moléculaire, Faculté de Médecine Pitié Salpêtrière di parigi 75013, Parigi, Francia