Melatonina: Fiziologie, funcții și utilizare medicală

Melatonina este un hormon prezent la oameni, animale, plante, fungi, bacterii și chiar unele alge. Numele său științific este N-cetil-5-metoxitriptamina și este sintetizat dintr-un aminoacid esențial, triptofan.

La om și la animale, melatonina este produsă în principal în glanda pineală și este o substanță de bază pentru o mare varietate de procese celulare, neuroendocrine și neurofiziologice.

Cea mai importantă funcție a melatoninei constă în reglarea ciclului zilnic de somn, motiv pentru care este folosit în unele cazuri ca tratament pentru tulburările de somn.

Una dintre caracteristicile principale ale acestei molecule constă în biosinteza sa, care depinde în mare măsură de schimbările în iluminatul ambiental.

Caracteristicile melatoninei

Melatonina este un hormon secretat de glanda pineală, a cărei descoperire a fost stabilită în 1917. Mai exact, existența sa a fost detectată printr-o investigație în care mormolocii au fost hrăniți cu un extract din glanda pineală.

Atunci când se administrează extractul din glanda pineală, se observă apariția de pete întunecate pe pielea animalelor, datorită contracției meloforozelor.

Această substanță a fost numită melatonină și a fost izolată pentru prima dată la patruzeci și unu de ani după descoperirea ei în 1958. Aproximativ zece ani mai târziu, sa descris natura ciclică a secreției sale și capacitatea de a induce somnul.

Melatonina este considerată acum o neurohormonă produsă de pinealocitele (un tip de celule) ale glandei pineale, o structură a creierului care se află în diencefalonul.

Glanda pineală generează melatonină sub influența nucleului suprachiasmatic, o regiune a hipotalamusului care primește informații din retină despre modelele zilnice de lumină și întuneric.

Oamenii experimenteaza o generatie constanta de melatonina in creierul lor, care scade considerabil cu 30 de ani. De asemenea, de la adolescență există, de obicei, calcificări în glanda pineală, numite corpora arenacea .

Sinteza melatoninei este parțial determinată de iluminarea ambientală, datorită conexiunii sale cu nucleele suprachiasmatice ale hipotalamusului. Adică, cu cât iluminarea este mai mare, cu atât producția de melatonină este mai mică și cu cât iluminarea este mai mică, cu atât este mai mare producția acestui hormon.

Acest fapt evidențiază rolul important jucat de melatonină în reglarea somnului oamenilor, precum și importanța iluminării în acest proces.

În prezent, sa demonstrat că melatonina are două funcții principale: reglează ceasul biologic și reduce oxidarea. De asemenea, deficitele de melatonină sunt de obicei însoțite de simptome precum insomnia sau depresia și pot determina o accelerare graduală a îmbătrânirii.

Deși melatonina este o substanță sintetizată de organismul în sine, ea poate fi observată și în anumite alimente cum ar fi ovăzul, cireșele, porumbul, vinul roșu, roșiile, cartofii, nucile sau orezul.

De asemenea, melatonina este vândută astăzi în farmacii și parafarmacie cu prezentări diferite și este utilizată ca o alternativă la plantele medicinale sau medicamentele prescrise pentru a combate, în principal, insomnia.

fiziologie

Glanda pineală este o structură care se află în centrul cerebelului, în spatele celui de-al treilea ventricul cerebral. Această structură conține pinealocite, celule care generează indolamine (melatonină) și peptide vasoactive.

Astfel, producția și secreția melatoninei hormonale este stimulată de fibrele nervului postganglionar al retinei. Acești nervi se deplasează prin tractul retinohipotalamic la nucleul suprachiasmatic (hipotalamus).

Când se află în nucleul suprachiasmatic, fibrele nervului postganglionic trec prin ganglionii cervicali superiori până când ajung la glanda pineală.

După ce ajung la glanda pineală, stimulează sinteza melatoninei, motiv pentru care întunericul activează producerea de melatonină, în timp ce lumina inhibă secreția acestui hormon.

Deși lumina externă influențează producția de melatonină, acest factor nu determină funcționarea globală a hormonului.

Adică, ritmul circadian al secreției de melatonină este controlat de un stimulator endogen situat în nucleul suprachiasmatic, care este independent de factorii externi.

Cu toate acestea, lumina ambientală are capacitatea de a mări sau re-intensifica procesul într-o manieră dependentă de doză. Melatonina intră prin difuzie în sânge, unde are un vârf de concentrație între două și patru dimineața.

Ulterior, cantitatea de melatonină din sânge scade treptat în timpul perioadei de întuneric.

Pe de altă parte, melatonina prezintă, de asemenea, variații fiziologice în funcție de vârsta persoanei. Până la trei luni, creierul uman secretă cantități mici de melatonină.

Ulterior, sinteza hormonului crește, atingând concentrații de aproximativ 325 pg / ml în timpul copilăriei. La adulții tineri, concentrația normală variază între 10 și 60 pg / ml, iar în timpul îmbătrânirii producția de melatonină scade treptat.

Biosinteza și metabolismul

Melatonina este o substanță biosintetizată din triptofan, un aminoacid esențial care provine de la alimente.

În mod specific, triptofanul este transformat direct în melatonină prin enzima triptofan hidroxilază. Ulterior, acest compus este decarboxilat și generează serotonină.

Așa cum am menționat, întunericul activează sistemul neuronal și motivează producerea unei secreții de neurotransmițător norepinefrină. Atunci când norepinefrina se leagă la receptorii beta 1 adrenergici ai pinealocitelor, se activează adenil ciclaza.

De asemenea, AMP ciclic este crescut prin acest proces și este motivată o nouă sinteză a N-aciltransferazei arilalchilaminei (enzima sintezei melaninei). În cele din urmă, prin această enzimă, serotonina este transformată în melanină.

În ceea ce privește metabolismul, melatonina este un hormon care este metabolizat în mitocondrii și p-hepatocite și este rapid transformat în 6-hidroximelatonină. Ulterior, este conjugat cu acid glucuronic și excretat în urină.

Factorii care modulează secreția de melatonină

În prezent, elementele care pot modifica secreția melatoninei pot fi grupate în două categorii diferite: factorii de mediu și factorii endogeni.

Factorii de mediu sunt în principal formați de fotoperiod (anotimpurile ciclului solar), anotimpurile anului și temperatura mediului.

În ceea ce privește factorii endogeni, stresul și vârsta par a fi elemente care pot motiva o reducere a producției de melatonină.

De asemenea, s-au stabilit trei modele diferite de secreție a melatoninei: tipul 1, tipul doi și tipul trei.

Modelul de tip 1 al secreției de melatonină este observat la hamsteri și este caracterizat printr-un vârf de secreție abrupt.

Tipul de tip 2 este tipic pentru șobolanul albinic, precum și pentru om. În acest caz, secreția se caracterizează printr-o creștere graduală până la atingerea vârfului maxim de secreție.

În cele din urmă, stopul de tip 3 a fost observat la oi, este, de asemenea, caracterizat printr-o creștere treptată, dar diferă de tipul 2 pentru atingerea unui nivel maxim de secreție și de ședere pentru un timp până când începe să scadă.

farmacocinetica

Melatonina este un hormon foarte biodisponibil. Organismul nu prezintă bariere morfologice pentru această moleculă, astfel încât melatonina să poată fi rapid absorbită prin mucoasa nazală, orală sau gastrointestinală.

De asemenea, melatonina este un hormon distribuit intracelular în toate organele. Odată administrat, nivelul maxim în plasmă este atins între 20 și 30 de minute mai târziu. Această concentrație este menținută timp de aproximativ o oră și jumătate și apoi scade rapid, cu un timp de înjumătățire de 40 de minute.

La nivelul creierului, melatonina este produsă în glanda pineală și acționează ca un hormon endocrin, deoarece este eliberată în sânge. Regiunea creierului de acțiune a melatoninei este hipocampul, glanda pituitară, hipotalamusul și glanda pineală.

Pe de altă parte, melatonina este produsă și în retină și în tractul gastro-intestinal, în locuri în care acționează ca un hormon paracrin. De asemenea, melatonina este distribuită în regiuni non-neuronale, cum ar fi gonadele, intestinul, vasele sanguine și celulele imune.

funcții

Melatonina conține receptori specifici, saturați și reversibili, iar locurile sale de acțiune afectează în principal ritmurile circadiene. Pe de altă parte, receptorii melatoninei nonneurogene afectează funcția de reproducere, iar perifericele au funcții diferite.

Receptorii melatoninei par a fi importanți în mecanismele de învățare și memorie a șoarecilor și se presupune că acest hormon ar putea modifica procesele electrofiziologice asociate cu memoria, cum ar fi potențarea pe termen lung.

Pe de altă parte, melatonina influențează sistemul imunitar și este legată de condiții precum SIDA, cancer, îmbătrânire, boli cardiovasculare, modificări zilnice ale ritmului, somn și anumite tulburări psihiatrice.

Unele studii clinice indică faptul că melatonina ar putea, de asemenea, să joace un rol important în dezvoltarea de patologii precum migrenă și dureri de cap, deoarece acest hormon este o bună opțiune terapeutică de combatere a acestora.

Pe de altă parte, s-a dovedit că melatonina reduce afectarea țesutului cauzată de ischemie, atât în ​​creier, cât și în inimă.

În cele din urmă, se știe acum că melatonina acționează asupra sistemului imunitar, deși detaliile despre efectele sale sunt oarecum confuze. În acest sens, melatonina pare să provoace producerea de imunoglobulină și stimularea fagocitelor.

Astfel, funcțiile melatoninei sunt multe și variate, acționând atât la nivelul creierului cât și la nivelul corpului. Cu toate acestea, funcția principală a acestui hormon constă în reglarea ceasului biologic.

Utilizarea medicală

Efectele multiple pe care le produce melatonina asupra funcționării fizice și cerebrale a oamenilor, precum și capacitatea de a extrage această substanță din anumite alimente au motivat un nivel înalt de cercetare în ceea ce privește utilizarea sa medicală.

Cu toate acestea, melatonina a fost aprobată doar ca medicament pentru tratamentul de scurtă durată a insomniei de gradul I la persoanele de peste 55 de ani. În acest sens, un studiu recent a arătat că melatonina a crescut semnificativ timpul total de somn la persoanele care suferă de lipsa de somn.

Cercetări despre melatonină

Deși singura utilizare medicală aprobată pentru melatonină constă în tratamentul pe termen scurt al insomniei primare, în prezent sunt în desfășurare investigații multiple privind efectele terapeutice ale acestei substanțe.

În mod specific, rolul melatoninei ca instrument terapeutic pentru bolile neurodegenerative, cum ar fi boala Alzheimer, boala Huntington, boala Parkinson sau scleroza laterală amiotrofică, este investigat.

Se presupune că acest hormon ar putea fi un medicament care în viitor va fi eficient în combaterea acestor patologii, totuși astăzi nu există aproape niciun studiu care să furnizeze dovezi științifice privind utilitatea terapeutică a acestuia.

Pe de altă parte, mai mulți autori post melatonină ca o substanță bună pentru a lupta împotriva delirărilor la pacienții vârstnici. În unele cazuri, această utilitate terapeutică sa dovedit deja eficientă.

În cele din urmă, melatonina prezintă alte căi de cercetare mai puțin studiate, dar cu perspective bune în viitor.

Unul dintre cele mai în creștere moment de astăzi este rolul acestui hormon ca o substanță stimulatoare. Unele cercetări au arătat că administrarea de melatonină la subiecții cu ADHD reduce timpul necesar adormerii.

Alte domenii terapeutice de cercetare sunt cefaleea, tulburări de dispoziție (în cazul în care s-a dovedit a fi eficace în tratamentul tulburărilor afective sezoniere), cancer, bilă, obezitate, protecția împotriva radiațiilor și tinitus.