MELATONINA: STRUCTURĂ CHIMICĂ, FUNCȚIE ȘI UTILIZĂRI - GEOGRAFIA - 2025

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

Melatonina este considerată astăzi un neurohormon care este produs de pinealocitele (un tip de celulă) ale glandei pineale, o structură a creierului care este localizată în diencefal. Cea mai importantă funcție este reglarea ciclului zilnic de somn, motiv pentru care este utilizat în unele cazuri ca tratament pentru tulburările de somn.

Molecula de melatonina cu formula chimica

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

Caracteristicile melatoninei

Una dintre principalele caracteristici ale acestei molecule constă în biosinteza sa, care depinde foarte mult de schimbările din iluminatul ambiental.

Oamenii experimentează o generație constantă de melatonină în creierul lor, care scade semnificativ până la 30 de ani. La fel, din adolescență, de obicei, calcificările apar în glanda pineală, care se numesc corpora arenacea.

Sinteza melatoninei este parțial determinată de iluminarea ambientală, datorită conexiunii sale cu nucleul suprachiasmatic al hipotalamusului. Adică, cu cât este mai mare lumina, cu atât este mai mică producția de melatonină și cu atât este mai mică lumina, cu atât este mai mare producția acestui hormon.

Acest fapt evidențiază rolul important pe care melatonina îl joacă în reglarea somnului oamenilor, precum și importanța iluminării în acest proces.

S-a dovedit că melatonina are două funcții principale: reglarea ceasului biologic și reducerea oxidării. De asemenea, deficiențele de melatonină sunt însoțite de obicei de simptome precum insomnie sau depresie și ar putea provoca o accelerare treptată a îmbătrânirii.

Deși melatonina este o substanță sintetizată de organismul însuși, ea poate fi observată și în anumite alimente precum ovăz, cireșe, porumb, vin roșu, roșii, cartofi, nuci sau orez.

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

Biosinteza și metabolismul

Melatonina este o substanță care biosintetizează din triptofan, un aminoacid esențial care provine din alimente.

Structura chimică a triptofanului

Mai exact, triptofanul este convertit direct în melatonină prin enzima triptofanhidroxilază. Ulterior, acest compus este decarboxilat și generează serotonină.

Întunericul activează sistemul neuronal provocând producerea unui val de neurotransmițător norepinefrină. Când norepinefrina se leagă de adrenoceptorii b1 de pe pinealocite, adenilciclasa este activată.

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

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

Melatonina, glanda pineala si lumina

Când ochii primesc lumina soarelui, producția de melatonină în glanda pineală este inhibată, iar hormonii produși ne mențin treji. La rândul său, când ochii nu primesc lumină, melatonina este produsă în glanda pineală și omul obosește. Srruhh

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

Astfel, producerea și secreția hormonului melatonină este stimulată de fibrele nervului postganglionic al retinei. Acești nervi călătoresc prin tractul retinohipotalamic spre nucleul suprachiasmatic (hipotalamus).

Când se găsesc în nucleul suprachiasmatic, fibrele nervoase postganglionice traversează ganglionul cervical superior pentru a ajunge la glanda pineală.

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

Deși lumina externă influențează producția de melatonină, acest factor nu determină funcția generală a hormonului. Adică, ritmul circadian al secreției de melatonină este controlat de un stimulator cardiac endogen situat în nucleul suprachiasmatic, care este independent de factorii externi.

Cu toate acestea, lumina ambientală are capacitatea de a crește sau încetini procesul într-un mod dependent de doză. Melatonina intră în fluxul sanguin prin difuzie, unde atinge maxim între două și patru dimineața.

Ulterior, cantitatea de melatonină în fluxul sanguin scade treptat în restul perioadei întunecate.

Variații fiziologice

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

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

Factorii care modulează secreția de melatonină

Intrarea de lumină în SCN împiedică glanda pineală să producă melatonină și, invers, producția și secreția de melatonină crește în perioada întunericului. Zhiqiang Ma, Yang Yang, Fan Chongxi, Jing Han, Dongjin Wang, Shouyin Di, Wei Hu, Dong Liu, Xiaofei Li, Russel J. Reiter și Xiaolong Yan

În prezent, elementele care sunt capabile să modifice secreția de melatonină pot fi grupate în două categorii diferite: factori de mediu și factori endogeni.

Factori de mediu

Factorii de mediu sunt constituiți în principal din fotoperioada (anotimpurile ciclului solar), anotimpurile anului și temperatura mediului.

Factorii endogeni

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

Tipare de lansare

De asemenea, s-au stabilit trei modele diferite de secreție de melatonină: tipul unu, tipul doi și tipul trei.

Modelul de tipul de secreție de melatonină este observat la hamsteri și se caracterizează printr-un vârf ascuțit în secreție.

Modelul de tip doi este tipic pentru șobolanul albino, precum și pentru oameni. În acest caz, secreția se caracterizează printr-o creștere treptată până la atingerea maximului maxim de secreție.

În sfârșit, s-a observat oprirea tipului trei la ovine, se caracterizează, de asemenea, prin prezentarea unei creșteri treptate, dar diferă de tipul doi, atingând un nivel maxim de secreție și rămânând un timp până când începe să scadă.

Farmacocinetica

Melatonina este un hormon biodisponibil larg. Organismul nu are bariere morfologice pentru această moleculă, astfel încât melatonina poate fi absorbită rapid prin mucoasa nazală, orală sau gastrointestinală.

La fel, melatonina este un hormon care este distribuit intracelular în toate organele. Odată administrat, nivelul plasmatic maxim este atins 20-30 minute mai târziu. Această concentrare este menținută 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 fluxul sanguin. Regiunile cerebrale de acțiune ale melatoninei sunt hipocampul, hipofiza, hipotalamusul și glanda pineală.

Glanda pineala. nefronilor

Pe de altă parte, melatonina este produsă și în retină și în tractul gastro-intestinal, locuri unde acționează ca un hormon paracrin. De asemenea, melatonina este distribuită de regiunile non-neuronale precum gonadele, intestinul, vasele de sânge și celulele imune.

Caracteristici

Principala funcție a acestui hormon constă în reglarea ceasului biologic.

Memorie și învățare

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

Sistem imunitar

Pe de altă parte, melatonina influențează sistemul imunitar și este legată de afecțiuni precum SIDA, cancer, îmbătrânire, boli cardiovasculare, schimbări de ritm zilnice, somn și anumite tulburări psihiatrice.

Dezvoltarea patologiilor

Anumite studii clinice indică faptul că melatonina ar putea juca un rol important și în dezvoltarea patologiilor precum migrenele și durerile de cap, deoarece acest hormon este o opțiune terapeutică bună pentru combaterea lor.

Pe de altă parte, s-a demonstrat că melatonina reduce leziunile tisulare cauzate de ischemie, atât în ​​creier, cât și în inimă.

Utilizare medicală

Efectele multiple pe care melatonina le provoacă asupra funcționării fizice și cerebrale a oamenilor, precum și capacitatea de a extrage această substanță din anumite alimente au motivat un grad ridicat de cercetare asupra utilizării sale medicale.

Cu toate acestea, melatonina a fost aprobată numai ca medicament pentru tratamentul pe termen scurt al insomniei primare la persoanele cu vârsta peste 55 de ani. În acest sens, un studiu recent a arătat că melatonina a crescut semnificativ timpul total de somn la persoanele care au suferit de lipsă de somn.

Cercetări asupra melatoninei

Deși singura utilizare medicală aprobată pentru melatonină este tratamentul pe termen scurt al insomniei primare, în prezent sunt efectuate multiple investigații cu privire la efectele terapeutice ale acestei substanțe.

Concret, este investigat rolul melatoninei ca instrument terapeutic pentru bolile neurodegenerative, precum boala Alzheimer, coreea lui Huntington, boala Parkinson sau scleroza laterală amiotrofică.

Acest hormon ar putea constitui un medicament care, în viitor, va fi eficient pentru a combate aceste patologii, cu toate acestea, astăzi nu există aproape lucrări care să ofere dovezi științifice despre utilitatea sa terapeutică.

Pe de altă parte, mai mulți autori investighează melatonina ca o substanță bună pentru combaterea iluziilor la pacienții vârstnici. În unele cazuri, această utilitate terapeutică a fost deja dovedită a fi eficientă.

În cele din urmă, melatonina prezintă alte căi de cercetare care sunt ceva mai puțin studiate, dar cu perspective de viitor bune. Unul dintre cele mai populare cazuri astăzi este rolul acestui hormon ca substanță stimulantă. Cercetările au arătat că administrarea de melatonină la subiecții cu ADHD reduce timpul necesar pentru a adormi.

Alte domenii terapeutice de cercetare sunt durerile de cap, tulburările de dispoziție (unde s-a dovedit că este eficient pentru tratamentul tulburărilor afective sezoniere), cancerul, vezica biliară, obezitatea, protecția împotriva radiațiilor și tinitusul.

Referințe

1. Cardinali DP, Brusco LI, Liberczuk C și colab. Utilizarea melatoninei în boala Alzheimer. Neuro Endocrinol Lett 2002; 23: 20-23.
2. Conti A, Conconi S, Hertens E, Skwarlo-Sonta K, Markowska M, Maestroni JM. Dovadă pentru sinteza melatoninei în celulele măduvei osoase de șoarece și om. J Pineal Re. 2000; 28 (4): 193-202.
3. Poeggeler B, Balzer I, Hardeland R, Lerchl A. Hormonul pineal melatonina oscilează și în poliadra Gonyaulax dinoflagelat. Naturwissenschaften. 1991; 78, 268-9.
4. Reiter RJ, Pablos MI, Agapito TT și colab. Melatonina în contextul teoriei radicalilor liberi a îmbătrânirii. Ann NY Acad Sci 1996; 786: 362-378.
5. Van Coevorden A, Mockel J, Laurent E. Ritmuri neuroendocrine și somn la bărbații îmbătrâniți. Am J Physiol. 1991; 260: E651-E661.
6. Zhadanova IV, Wurtman RJ, Regan MM și colab. Tratamentul cu melatonină pentru insomnie legată de vârstă. J Clin Endocrinol Metab 2001; 86: 4727-4730.