Всероссийский научно-исследовательский институт физиологии, биохимии и питания животных – филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный центр животноводства – ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста»
Цель работы – систематизация данных о роли гормона эпифиза мелатонина (N-ацетил-5-метокситриптамин, МТ) в процессах воспроизводства животных. В первой части обзора обсуждаются эффекты действия МТ на гаметогенез и развитие эмбрионов (доимплантационный период), во второй части предполагаетя обсудить его воздействие на различные этапы имплантации, беременности и роды (постимплантационный период). Показана роль фотопериодизма в воспроизводстве сезонно размножающихся млекопитающих. Основным регулятором размножения у фотопериодических млекопитающих является МТ, сигнал которого действует как ингибитор у длиннодневных животных и как стимулятор у короткодневных видов. Известно, что МТ определяет биологические ритмы организма через свои рецепторы, расположенные в супрахиазматических ядрах гипоталамуса. У млекопитающих происходят сезонные сдвиги в потребности в кормах, в липидном составе тканей и другие изменения. Синхронность этих сезонных циклов отражает взаимодействие меняющегося сигнала внешней среды, такого как продолжительность светового дня (фотопериод), и внутренних ритмических процессов: цирканнуальных (окологодичных) часов. Фотонейроэндокринные механизмы, с помощью которых трансдуцируются изменения в длине светового дня зависят от ночной продолжительности секреции мелатонина в эпифизе. Установлено, что важным участком действия МТ является parstuberalis (PT), область стебля гипофиза. Показано, что PT является основным сайтом «транслятора», отражающего сезонные изменения выработки пинеального МТ в зависимости от продолжительности светового дня. Сигнал МТ опосредованно через работу цАМФ и компонентов молекулярных часов вызывает «сезонный» запуск синтеза и секреции тиреотропного гормона. Известно, что гаметы и эмбрионы на доимплантационной стадии развития млекопитающих особенно уязвимы для активных форм кислорода (АФК). МТ и его метаболические производные могут последовательно детоксифицировать АФК в антиоксидантном каскаде и модулировать различные антиоксидантные ферменты через его рецепторы для предотвращения окислительного стресса. Наличие рецепторов МТ в клетках кумулюса/гранулезы, ооцитах и эпидидимальных тканях указывает на то, что он оказывает защитное действие на гаметы и эмбрионы. Отмечается, что МТ в опытах invitroспособствует созреванию ооцитов у ряда видов продуктивных животных, в т. ч. у коров, овец, свиней. Добавление МТ в разбавитель спермы или культуральную среду значительно улучшает характеристики сперматозоидов и повышает компетентность эмбрионов на доимплантационной стадии развития.