航天飞行过程中暴露于微重力环境已被明确证实可在人类中引发快速且显著的骨量丢失，从而增加脆性骨折及肾结石形成的风险。此外，返回地球后骨量丢失的恢复通常需要较长时间。因此，骨丢失已成为制约人类深空探索的重要障碍之一。目前，用于应对微重力诱导性骨丢失的对策主要包括运动干预、药物治疗及营养补充，但其整体治疗效果仍不理想。同时，各类抗骨质疏松药物均可能伴随一定的不良反应。因此，亟需寻找更安全且更有效的干预策略以缓解微重力相关的骨丢失。
褪黑素（melatonin）是一种来源于色氨酸的甲氧基吲哚胺，主要由松果体合成并分泌，其次级来源包括骨髓、视网膜、胃肠道和皮肤。褪黑素的合成几乎完全发生在夜间，夜间光照可显著抑制其分泌。通过受体依赖性及非受体依赖性机制，褪黑素在脊椎动物体内发挥多效性生理功能。由于其合成与分泌高度依赖环境的明暗周期，调控昼夜节律被认为是褪黑素的核心功能。此外，大量可靠证据表明，褪黑素具有抗氧化、抗衰老、抗炎及抗肿瘤等生物学特性。值得注意的是，褪黑素还具有螯合多种金属离子的能力，包括铁、铝、镉、铜、铅和锌。更为重要的是，褪黑素具有良好的安全性特征，并已被证实对多种类型的骨质疏松具有积极作用，其中亦包括微重力诱导的骨丢失。作为一种具有多重生物学功能的分子，本文综述旨在阐明褪黑素在预防与治疗微重力诱导性骨丢失中的潜在益处。
引言
航天旅行吸引了众多致力于空间探索的研究者与实践者。尽管载人航天飞行已取得令人瞩目的成就，但仍面临诸多挑战，其中保障航天员的健康与安全始终是首要任务。微重力被广泛认为是航天飞行期间威胁人类健康与安全的主要因素之一。暴露于微重力环境可导致人体多种生理功能发生不利改变。除心血管功能障碍、免疫功能低下和肌肉萎缩外，骨代谢紊乱在微重力条件下尤为显著。这些变化可破坏骨骼结构，进而引发快速而剧烈的骨量丢失。研究表明，航天员在飞行过程中，脊柱、股骨颈、转子区及骨盆等部位的骨量每月可减少 1.0%–1.6%，约为绝经后女性骨量丢失速度的 10 倍。此外，现有的在轨运动方案尚不足以完全逆转骨量丢失。因此，若缺乏有效的干预措施，微重力诱导的骨丢失将持续成为人类深空探索的重大障碍。
日益增多的证据提示，微重力相关骨丢失的本质是骨重塑失衡，其特征表现为成骨细胞介导的骨形成减少与破骨细胞介导的骨吸收增加。然而，其分子与细胞机制尚未得到充分阐明。因此，有必要进一步探索能够有效预防微重力相关骨丢失的药物或内源性激素。
目前，临床上用于治疗骨质疏松的常规药物主要包括抗骨吸收药物与促骨形成药物，尽管其疗效明确，但通常伴随较为严重的不良反应。因此，寻找更安全且更有效的干预手段以缓解微重力相关骨丢失具有重要意义。褪黑素最早于 1958 年由 Aaron Lerner 从牛松果体中分离鉴定，是一种低毒性的吲哚胺类物质，广泛存在于从单细胞生物到人类的几乎所有生命体中。在脊椎动物中，褪黑素主要由神经内分泌器官松果体合成并分泌。内源性褪黑素几乎完全在夜间生成，夜间光照可显著抑制其分泌。此外，褪黑素还可在多种松果体外组织中合成，如骨髓、视网膜、胃肠道和皮肤。由于其分泌直接受环境明暗周期调控，褪黑素在调节昼夜节律及年节律（包括季节性生殖）方面发挥核心作用。同时，褪黑素凭借其显著的抗氧化能力，能够有效清除自由基。现有证据亦支持其对多种金属离子具有螯合作用。近年来，褪黑素在骨稳态维持中的积极作用逐渐受到关注，但其在微重力诱导性骨丢失中的应用研究仍极为有限。
本文提出，褪黑素在应对微重力诱导性骨丢失方面具有潜在的治疗学价值。首先，总结微重力条件下骨丢失的研究现状；随后，介绍褪黑素的生物合成、主要生理功能及其安全性与有效性；进一步阐述褪黑素在骨重塑过程中的作用，并探讨其在微重力相关骨丢失防治中的潜在应用；最后，对未来研究方向进行展望。
