Fiziologija, funkcije i medicinska uporaba melatonina



melatonin To je hormon prisutan kod ljudi, životinja, biljaka, gljiva, bakterija, pa čak i nekih algi. Njegov znanstveni naziv je N-cetil-5-metoksitriptamin i sintetiziran je iz esencijalne aminokiseline, triptofana.

U ljudi i životinja, melatonin se proizvodi uglavnom u epifizi i osnovna je tvar za širok raspon staničnih, neuroendokrinih i neurofizioloških procesa..

Najvažnija funkcija melatonina leži u regulaciji dnevnog ciklusa spavanja, zbog čega se u nekim slučajevima koristi u liječenju poremećaja spavanja..

Jedna od glavnih značajki ove molekule leži u njenoj biosintezi, koja u velikoj mjeri ovisi o promjenama ambijentalne rasvjete.

Značajke melatonina

Melatonin je hormon koji izlučuje epifiza, čije je otkriće ustanovljeno 1917. godine. Konkretno, njegovo postojanje otkriveno je istraživanjem u kojem su punoglavci hranjeni ekstraktom epifize..

Prilikom davanja ekstrakta epifize, uočena je pojava tamnih mrlja na koži životinja zbog kontrakcije meláoforosa..

Ova supstanca nazvana je melatonin i prvi put je izolirana četrdeset i jednu godinu nakon otkrića 1958. Oko deset godina kasnije, opisana je ciklička priroda njegovog izlučivanja i njegova sposobnost poticanja sna..

Melatonin se sada smatra neurohormonom kojeg proizvode pinealociti (stanični tip) pinealne žlijezde, struktura mozga koja se nalazi u diencefalonu..

Pinealna žlijezda generira melatonin pod utjecajem suprachiasmatic jezgre, regije hipotalamusa koja prima informacije iz mrežnice o dnevnim uzorcima svjetlosti i tame..

Ljudi doživljavaju stalnu generaciju melatonina u mozgu, koji se značajno smanjuje za 30 godina. Isto tako, od adolescencije se obično javljaju kalcifikacije u epifizi, koje se nazivaju corpora arenacea.

Sinteza melatonina dijelom je određena ambijentalnim osvjetljenjem, zahvaljujući njegovoj povezanosti sa suprachiazmatskim jezgrama hipotalamusa. To jest, što je veća rasvjeta, manja je proizvodnja melatonina i što je niža osvjetljenost, veća je proizvodnja ovog hormona..

Ova činjenica ističe važnu ulogu melatonina u regulaciji sna ljudi, kao i važnost rasvjete u tom procesu..

Trenutno se pokazalo da melatonin ima dvije glavne funkcije: regulira biološki sat i smanjuje oksidaciju. Isto tako, deficiti melatonina obično su popraćeni simptomima kao što su nesanica ili depresija i mogu potaknuti postupno ubrzanje starenja.

Iako je melatonin tvar koju sintetizira samo tijelo, može se primijetiti iu određenim namirnicama kao što su zob, trešnje, kukuruz, crno vino, rajčica, krumpir, orašasti plodovi ili riža..

Isto tako, melatonin se danas prodaje u ljekarnama i parafarmasima s različitim prezentacijama i koristi se kao alternativa za ljekovito bilje ili lijekove na recept u borbi protiv, uglavnom, nesanice..

fiziologija

Pinealna žlijezda je struktura koja se nalazi u središtu malog mozga, iza treće moždane komore. Ova struktura sadrži pinealocite, stanice koje stvaraju indolamine (melatonin) i vazoaktivne peptide.

Dakle, proizvodnja i izlučivanje hormona melatonina stimulira se vlaknima postganglionskog živca mrežnice. Ovi živci putuju kroz retinohipotalamički trakt do suprachiasmatic jezgre (hipotalamus).

Kada se nalaze u suprachiasmatic jezgri, vlakna postganglionskog živca prolaze kroz gornji cervikalni ganglij dok ne dostignu pinealnu žlijezdu.

Kada dostignu pinealnu žlijezdu, oni potiču sintezu melatonina, zbog čega tama aktivira proizvodnju melatonina, a svjetlost inhibira izlučivanje tog hormona..

Iako vanjsko svjetlo utječe na proizvodnju melatonina, taj faktor ne određuje cjelokupno funkcioniranje hormona.

To jest, cirkadijalni ritam sekrecije melatonina kontrolira endogeni pejsmejker smješten u samoj suprachiazmatskoj jezgri, koja je neovisna o vanjskim čimbenicima.

Međutim, ambijentalno svjetlo može povećati ili ponovno intenzivirati postupak na način ovisan o dozi. Melatonin ulazi difuzijom u krvotok, gdje ima vrh koncentracije između dva i četiri ujutro.

Nakon toga, količina melatonina u krvotoku se postupno smanjuje tijekom ostatka razdoblja tame.

S druge strane, melatonin također predstavlja fiziološke varijacije ovisno o dobi osobe. Do tri mjeseca starosti, ljudski mozak izlučuje male količine melatonina.

Nakon toga, sinteza hormona se povećava, dostižući koncentracije od oko 325 pg / mL tijekom djetinjstva. U mladih odraslih osoba normalna koncentracija se kreće između 10 i 60 pg / mL, a tijekom starenja proizvodnja melatonina se postupno smanjuje.

Biosinteza i metabolizam

Melatonin je tvar koja je biosintetizirana iz triptofana, esencijalne aminokiseline koja dolazi iz hrane.

Naime, triptofan se izravno pretvara u melatonin putem enzima triptofanhidroksilaze. Nakon toga, ovaj spoj se dekarboksilira i stvara serotonin.

Kao što je već spomenuto, tama aktivira neuronski sustav i motivira oslobađanje neurotransmitera norepinefrina. Kada se norepinefrin veže na b1 adrenergične receptore pinealocita, aktivira se adenil ciklaza.

Isto tako, ciklički AMP se povećava ovim procesom i potiče se nova sinteza arilalkilamin N-aciltransferaze (enzim sinteze melanina). Konačno, kroz ovaj enzim, serotonin se pretvara u melanin.

S obzirom na metabolizam, melatonin je hormon koji se metabolizira u mitohondrijima i citrokromu p-hepatocita i brzo se pretvara u 6-hidroksimelatonin. Nakon toga se konjugira s glukuronskom kiselinom i izlučuje se urinom.

Čimbenici koji moduliraju izlučivanje melatonina

Trenutno, elementi koji mogu modificirati izlučivanje melatonina mogu se grupirati u dvije različite kategorije: okolišni faktori i endogeni faktori.

Faktori okoline uglavnom su formirani od fotoperioda (godišnja doba solarnog ciklusa), godišnjih doba i temperature okoliša..

Što se tiče endogenih faktora, čini se da su stres i starost elementi koji mogu potaknuti smanjenje proizvodnje melatonina.

Isto tako, utvrđena su tri različita obrasca sekrecije melatonina: tip 1, tip 2 i tip tri.

Uzorak izlučivanja melatonina tipa 1 uočen je u hrčcima i karakteriziran je naglim vrhom sekrecije.

Uzorak tipa dva tipičan je za albino štakora, kao i za ljude. U ovom slučaju, izlučivanje karakterizira postupno povećanje sve do postizanja maksimuma izlučivanja.

Naposljetku, kod ovaca se primjećuje zaustavljanje tipa tri, također se karakterizira postupno povećanje, ali se razlikuje od drugog tipa za postizanje maksimalne razine izlučivanja i zadržavanja neko vrijeme dok se ne počne smanjivati..

farmakokinetika

Melatonin je široko bioraspoloživ hormon. Organizam ne predstavlja morfološke barijere za ovu molekulu, tako da se melatonin može brzo apsorbirati kroz nazalnu, oralnu ili gastrointestinalnu sluznicu..

Isto tako, melatonin je hormon koji je intracelularno raspoređen u svim organelama. Nakon primjene, maksimalna razina u plazmi se postiže između 20 i 30 minuta kasnije. Ova koncentracija se održava oko sat i pol i zatim brzo opada s poluživotom od 40 minuta.

Na razini mozga, melatonin se proizvodi u epifizi i djeluje kao endokrini hormon, budući da se oslobađa u krvotok. Područja djelovanja melatonina u mozgu su hipokampus, hipofiza, hipotalamus i epifiza.

S druge strane, melatonin se također proizvodi u mrežnici i gastrointestinalnom traktu, gdje djeluje kao parakrinski hormon. Isto tako, melatonin se distribuira u ne-neuralnim regijama kao što su gonade, crijeva, krvne žile i imunološke stanice..

funkcije

Melatonin sadrži specifične, zasićene i reverzibilne receptore, a njegova mjesta djelovanja uglavnom utječu na cirkadijalne ritmove. S druge strane, neuralni receptori melatonina utječu na reproduktivnu funkciju, a periferija ima različite funkcije.

Čini se da su receptori melatonina važni u mehanizmima učenja i pamćenja miševa, te se pretpostavlja da bi taj hormon mogao promijeniti elektrofiziološke procese povezane s pamćenjem, kao što je dugotrajno pojačavanje.

S druge strane, melatonin utječe na imunološki sustav i povezan je sa stanjima kao što su AIDS, rak, starenje, kardiovaskularne bolesti, dnevne promjene ritma, spavanja i određeni psihijatrijski poremećaji..

Neke kliničke studije pokazuju da melatonin također može igrati važnu ulogu u razvoju patologija kao što su migrena i glavobolje, budući da je ovaj hormon dobra terapijska opcija za borbu protiv njih..

S druge strane, dokazano je da melatonin smanjuje oštećenje tkiva uzrokovano ishemijom, kako u mozgu tako iu srcu.

Konačno, sada je poznato da melatonin djeluje na imunološki sustav, iako su detalji o njegovim učincima pomalo zbunjujući. U tom smislu, čini se da melatonin uzrokuje proizvodnju imunoglobulina i stimulaciju fagocita.

Dakle, funkcije melatonina su mnogobrojne i različite, djelujući i na razini mozga i na razini tijela. Međutim, glavna funkcija ovog hormona leži u regulaciji biološkog sata.

Medicinska uporaba

Višestruki učinci koje melatonin uzrokuje na fizičko i cerebralno funkcioniranje ljudi, kao i sposobnost izlučivanja te tvari iz određenih namirnica potaknuli su visoku razinu istraživanja o njenoj medicinskoj upotrebi..

Međutim, melatonin je odobren samo kao lijek za kratkoročno liječenje nesanice prvog stupnja kod osoba starijih od 55 godina. U tom smislu, nedavno istraživanje pokazalo je da melatonin značajno povećava ukupno vrijeme spavanja kod osoba koje pate od deprivacije sna.

Istraživanje o melatoninu

Iako je jedina odobrena medicinska primjena melatonina u kratkotrajnom liječenju primarne nesanice, u tijeku su višestruka ispitivanja terapijskih učinaka ove tvari..

Konkretno, istražuje se uloga melatonina kao terapeutskog sredstva za neurodegenerativne bolesti kao što je Alzheimerova bolest, Huntingtonova bolest, Parkinsonova bolest ili amiotrofna lateralna skleroza..

Pretpostavlja se da bi ovaj hormon mogao biti lijek koji će u budućnosti biti učinkovit u borbi protiv ovih patologija, međutim, danas gotovo i nema studija koje pružaju znanstvene dokaze o njegovoj terapijskoj korisnosti..

S druge strane, nekoliko autora objavljuje melatonin kao dobru tvar u borbi protiv zabluda u starijih bolesnika. U nekim slučajevima, ova terapijska korisnost se već pokazala učinkovitom.

Konačno, melatonin predstavlja i druge istraživačke putove nešto manje proučene, ali s dobrim izgledima za budućnost.

Jedan od najsnažnijih slučajeva danas je uloga ovog hormona kao stimulirajuće tvari. Neka istraživanja su pokazala da davanje melatonina subjektima s ADHD-om smanjuje vrijeme potrebno za spavanje.

Druga terapijska područja istraživanja su glavobolja, poremećaji raspoloženja (gdje se pokazalo da su učinkoviti u liječenju sezonskog afektivnog poremećaja), rak, žuč, pretilost, zaštita od zračenja i tinitus..

reference

  1. Cardinali DP, Brusco LI, Liberczuk C i sur. Upotreba melatonina u Alzheimerovoj bolesti. Neuro Endocrinol Lett 2002; 23: 20-23.
  1. Conti A, Conconi S, Hertens E, Skwarlo-Sonta K, Markowska M, Maestroni JM. Dokazi za sintezu melatonina u mišjim i ljudskim stanicama koštane srži. J Pineal Re. 2000; 28 (4): 193-202.
  1. Poeggeler B, Balzer I, Hardeland R, Lerchl A. Pinealni hormon melatonin oscilira također u dinoflagelatu Gonyaulax polyedra. Naturwissenschaften. 1991; 78, 268-9.
  1. Reiter RJ, Pablos MI, Agapito TT et al. Melatonin u kontekstu teorije starenja slobodnih radikala. Ann N Y Acad Sci 1996; 786: 362-378.
  1. Van Coevorden A, Mockel J, Laurent E. Neuroendokrini ritmovi i spavanje kod starijih muškaraca. Am J Physiol. 1991; 260: E651-E661.
  1. Zhadanova IV, Wurtman RJ, Regan MM i sur. Melatoninski tretman za nesanicu povezanu sa starenjem. J Clin Endocrinol Metab 2001; 86: 4727-4730.