MELATONINA: ESTRUCTURA QUÍMICA, FUNCIONI I USOS - GEOGRAFÍA - 2025

La melatonina és una hormona present en éssers humans, animals, plantes, fongs, bacteris i fins i tot en algunes algues. El seu nom científic és N-cetil-5-metoxitriptamina i és sintetitzada a partir d'un aminoàcid essencial, el triptòfan.

La melatonina és considerada avui dia una neurohormona que és produïda pels pinealocitos (un tipus de cèl·lules) de la glàndula pineal, una estructura cerebral que es localitza en el diencèfal. La seva funció més important és la regulació de l'cicle diari de la son, motiu pel qual s'utilitza en alguns casos com a tractament per a trastorns de la son.

Molècula de melatonina amb fórmula química

La glàndula pineal genera melatonina sota la influència de l'nucli supraquiasmàtic, una regió de l'hipotàlem que rep informació de la retina sobre els patrons diaris de llum i foscor.

Característiques de la melatonina

Una de les característiques principals d'aquesta molècula recau en la seva biosíntesi, la qual depèn en gran mesura dels canvis en la il·luminació ambiental.

Les persones experimenten una generació constant de melatonina en el seu cervell, la qual disminueix notablement cap als 30 anys d'edat. Així mateix, a partir de l'adolescència es solen produir calcificacions en la glàndula pineal, les quals s'anomenen corpora arenacea.

La síntesi de la melatonina està en part determinada per la il·luminació ambiental, gràcies a la seva connexió amb el nucli supraquiasmàtic de l'hipotàlem. És a dir, a major il·luminació menor producció de melatonina ia menor il·luminació major producció d'aquesta hormona.

Aquest fet posa de manifest l'important paper que desenvolupa la melatonina en la regulació de la son de les persones, així com la rellevància que té la il·luminació en aquest procés.

En l'actualitat s'ha demostrat que la melatonina presenta dues funcions principals: regular el rellotge biològic i disminuir l'oxidació. Així mateix, els dèficits de melatonina solen acompanyar-se de símptomes com l'insomni o la depressió, i podrien causar una gradual acceleració de l'envelliment.

Tot i que la melatonina és una substància sintetitzada pel propi organisme, també es pot observar en certs aliments com la civada, les cireres, el blat de moro, el vi negre, els tomàquets, les patates, les nous o l'arròs.

Així mateix, la melatonina es ven avui en dia en farmàcies i parafarmàcies amb diferents presentacions i s'empra com a alternativa a plantes medicinals o fàrmacs de prescripció mèdica per combatre, principalment, l'insomni.

Biosíntesi i metabolisme

La melatonina és una substància que es biosintetiza a partir de l'triptòfan, un aminoàcid essencial que prové dels aliments.

Estructura química de l'triptòfan

Concretament, el triptòfan es converteix directament en melatonina a través de l'enzim triptófanohidroxilasa. Posteriorment, aquest compost es decarboxila i genera la serotonina.

La foscor activa el sistema neuronal causa la producció d'una descàrrega de l'neurotransmissor norepinefrina. Quan la norepinefrina s'uneix als receptors adrenégricos b1 dels pinealocitos, s'activa l'adenilciclasa.

Així mateix, mitjançant aquest procés s'incrementa l'AMP cíclic i es provoca un nova síntesi de arilalquilamina N-aciltransferasa (enzim de la síntesi de melanina). Finalment, a través d'aquest enzim, la serotonina es transforma en melanina.

Pel que fa a la seva metabolisme, la melatonina és una hormona que es metabolitza en les mitocòndries i el citcromo p de l'hepatòcit, i es converteix ràpidament en 6-hidroximelatonina. Posteriorment, es conjuga amb àcid glucurónica i s'excreta en l'orina.

Melatonina, glàndula pineal i llum

A l'rebre els ulls llum solar, la producció de melatonina en la glàndula pineal s'inhibeix i les hormones produïdes ens mantenen desperts. Al seu torn, quan els ulls no reben llum, es produeix melatonina en la glàndula pineal i l'humà es cansa. Srruhh

La glàndula pineal és una estructura que es troba al centre de l'cerebel, per darrere de l'tercer ventricle cerebral. Aquesta estructura conté pinealocitos, unes cèl·lules que generen indolaminas (melatonina) i pèptids got-actius.

Així doncs, la producció i secreció de l'hormona melatonina és estimulada per fibres de nervi postgangliónico de la retina. Aquests nervis viatgen a través de l'tracte retinohipotalámico cap al nucli supraquiasmàtic (hipotàlem).

Quan es troben en el nucli supraquiasmàtic, les fibres de nervi postgangliónico travessen el gangli cervical superior fins a aconseguir la glàndula pineal.

Un cop arriben a la glàndula pineal, inciten la síntesi de melatonina, motiu pel qual la foscor activa la producció de melatonina mentre que la llum inhibeix la secreció d'aquesta hormona.

Tot i que la llum externa influeix en la producció de melatonina, aquest factor no determina el funcionament global de l'hormona. És a dir, el ritme circadià de la secreció de la melatonina està controlat per un marcapassos endogen situat en el propi nucli supraquiasmàtic, el qual resulta independent dels factors externs.

No obstant, la llum ambiental posseeix la capacitat d'incrementar o relentecer el procés en forma de dosi depenent. La melatonina entra per difusió en el torrent sanguini, lloc on té un pic de concentració entre les dues i les quatre de la matinada.

Posteriorment, la quantitat de melatonina en el torrent sanguini decreix gradualment durant la resta de el període de la foscor.

variacions fisiològiques

D'altra banda, la melatonina també presenta variacions fisiològiques en funció de l'edat de la persona. Fins als tres mesos de vida, el cervell humà segrega poques quantitats de melatonina.

Posteriorment, la síntesi de l'hormona incrementa, podent aconseguir concentracions d'uns 325 pg / ml durant la infantesa. En adults joves la concentració normal oscil·la entre els 10 i els 60 pg / ml i durant l'envelliment la producció de melatonina decreix gradualment.

Factors que modulen la secreció de melatonina

L'entrada de la llum en el SCN evita que la glàndula pineal produeixi melatonina i, per contra, la producció i secreció de melatonina augmenta durant el període de foscor. Zhiqiang Ma, Yang Yang, Chongxi Fan, Jing An, Dongjin Wang, Shouyin Vaig donar, Wei Hu, Dong Liu, Xiaofei Li, Russel J. Reiter i Xiaolong Yan

Actualment, els elements que són capaços de modificar la secreció de melatonina es poden agrupar en dues categories diferents: els factors ambientals i els factors endògens.

factors ambientals

Els factors ambientals està principalment formats pel fotoperíode (estacions de l'cicle solar), la estacions de l'any i la temperatura ambiental.

factors endògens

Pel que fa els factors endògens, tant l'estrès com l'edat sembla que són elements que poden motivar una reducció de la producció de melatonina.

Patrons d'alliberament

Així mateix, s'han establert tres patrons diferents de la secreció de melatonina: el tipus un, el tipus dos i el tipus 3.

El patró tipus un de secreció de melatonina s'observa en els hàmsters i es caracteritza per presentar un pic brusc de secreció.

El patró tipus dos és propi de la rata albina, així com dels éssers humans. En aquest cas, la secreció es caracteritza per efectuar un increment gradual fins a arribar al pic màxim de secreció.

Finalment, l'aturada tipus tres s'ha observat en les ovelles, també es caracteritza per presentar un increment gradual però es diferencia de l'tipus dos per arribar a un nivell màxim de secreció i mantenir-se durant un temps fins que comença a disminuir.

farmacocinètica

La melatonina és un hormone àmpliament biodisponible. L'organisme no presenta barreres morfològiques per aquesta molècula, de manera que la melatonina pot absorbir ràpidament a través de la mucosa nasal, oral o gastrointestinal.

Així mateix, la melatonina és una hormona que es distribueix intracel·lularment en tots els orgànuls. Un cop administrada, el nivell màxim en plasma s'assoleix entre els 20 i els 30 minuts posteriors. Aquesta concentració es manté durant una hora i mitja aproximadament i després declina ràpidament amb una vida mitjana de 40 minuts.

A nivell cerebral, la melatonina és produïda en la glàndula pineal i actua com a hormona endocrina, ja que és alliberada a l'torrent circulatori. Les regions cerebrals d'actuació de la melatonina són l'hipocamp, la hipòfisi, l'hipotàlem i la glàndula pineal.

Glàndula pineal. Nephron

D'altra banda, la melatonina també és produïda en la retina i en el tracte gastrointestinal, llocs on actua com una hormona paracrina. Així mateix, la melatonina es distribueix per regions no neurals com les gònades, l'intestí, els vasos sanguinis i les cèl·lules immunes.

funcions

La funció principal d'aquesta hormona rau en la regulació de l'rellotge biològic.

Memòria i aprenentatge

Els receptors de melatonina semblen ser importants en els mecanismes d'aprenentatge i memòria de ratolins; aquesta hormona podria alterar processos elecotrofisiológicos associats amb la memòria, com la potenciació a llarg termini.

sistema immunològic

D'altra banda, la melatonina influeix sobre el sistema immunològic i es troba relacionat amb afeccions com la sida, el càncer, l'envelliment, les malalties cardiovasculars, els canvis de ritme diaris, el somni i certes alteracions psiquiàtriques.

Desenvolupament de patologies

Certs estudis clínics indiquen que la melatonina podria jugar també un paper important en el desenvolupament de patologies com la migranya i les cefalees, ja que aquesta hormona resulta una bona opció terapèutica per combatre-les.

D'altra banda, s'ha comprovat que la melatonina redueix el dany en teixits provocat per isquèmia, tant a nivell cerebral com al cor.

ús mèdic

Els múltiples efectes que provoca la melatonina sobre el funcionament físic i cerebral de les persones, així com la capacitat d'extreure aquesta substància de certs aliments ha motivat una alta investigació sobre l'el seu ús mèdic.

No obstant això, la melatonina únicament ha estat aprovada com a medicament per al tractament a curt termini de l'insomni primari en persones majors de 55 anys. En aquest sentit, un estudi recent va mostrar que la melatonina incrementava significativament el temps total de son en persones que patien privació de son.

Investigació sobre la melatonina

Tot i que l'únic ús mèdic aprovat per la melatonina rau en el tractament a curt termini de l'insomni primari, en l'actualitat s'estan portant múltiples investigacions sobre els efectes terapèutics d'aquesta substància.

Concretament, s'investiga el paper de la melatonina com a eina terapèutica de malalties neurodegeneratives com la malaltia d'Alzheimer, la corea de Huntington, la malaltia de Parkinson o l'esclerosi lateral amiotròfica.

Aquesta hormona podria constituir un fàrmac que en un futur sigui efectiu per combatre aquestes patologies, però, avui dia tot just ha treballs que aportin evidències científiques sobre la seva utilitat terapèutica.

D'altra banda, diversos autors investiguen la melatonina com una bona substància per combatre els deliris en pacients ancians. En alguns casos, aquesta utilitat terapèutica ja s'ha mostrat ser eficaç.

Finalment, la melatonina presenta altres vies d'investigació mica menys estudiades però amb bones perspectives futures. Un dels casos en major auge actual és el paper d'aquesta hormona com a substància estimulant. Certes investigacions han mostrat que l'administració de melatonina a subjectes amb TDAH redueix el temps necessari per agafar el son.

Altres àrea terapèutiques de recerca la constitueixen la cefalea, els trastorns de l'estat d'ànim (on s'ha mostrat eficaç per al tractament de l'trastorn afectiu estacional), el càncer, la bilis, l'obesitat, la protecció de la radiació i el tinnitus.

referències

1. Cardinali DP, Brusco LI, Liberczuk C et al. The use of melatonina in Alzheimer 's disease. Neuro Endocrinol Lett 2002; 23: 20-23.
2. Conti A, Conconi S, Hertens I, Skwarlo-Sonta K, Markowska M, Maestroni JM. Evidence for melatonina synthesis in ratolí and human bone Marrow cells. J Pineal Re. 2000; 28 (4): 193-202.
3. Poeggeler B, Balzer I, Hardeland R, Lerchl A. Pineal hormone melatonina oscillates also in the dinoflagellate Gonyaulax polyedra. Naturwissenschaften. 1991; 78, 268- 9.
4. Reiter RJ, Pablos MI, Agapito TT et al. Melatonina in the context of the free radicals theory of aging. Ann NY Acad Sci 1996; 786: 362-378.
5. Van Coevorden A, Mockel J, Laurent E. Neuroendocrine Rhythms and sleep in aging men. Am J Physiol. 1991; 260: E651-E661.
6. Zhadanova IV, Wurtman RJ, Regan MM et al. Melatonina treatment for age-related insomnia. J Clin Endocrinol metab 2001; 86: 4727-4730.