MELATONIN: KEMISK STRUKTUR, FUNKTION OCH ANVÄNDNING - GEOGRAFÍA - 2025

Den melatonin är ett hormon som finns i människor, djur, växter, svampar, bakterier och även i vissa alger. Dess vetenskapliga namn är N-cetyl-5-metoxytryptamin och det syntetiseras från en essentiell aminosyra, tryptofan.

Melatonin anses idag vara en neurohormon som produceras av pinealocyter (en typ av cell) i pinealkörtlarna, en hjärnstruktur som finns i diencephalon. Dess viktigaste funktion är regleringen av den dagliga sömncykeln, varför den i vissa fall används som en behandling av sömnstörningar.

Melatoninmolekyl med kemisk formel

Pinealkörteln genererar melatonin under påverkan av den suprakiasmatiska kärnan, en region i hypotalamus som får information från näthinnan om dagliga mönster av ljus och mörker.

Melatoninegenskaper

En av de viktigaste egenskaperna hos denna molekyl ligger i dess biosyntes, som är mycket beroende av förändringar i omgivningsbelysningen.

Människor upplever en konstant generation av melatonin i hjärnan, vilket minskar markant med 30 års ålder. På samma sätt förekommer förkalkningar vanligtvis i pinealkörteln, som kallas corpora arenacea.

Syntesen av melatonin bestäms delvis av omgivande belysning, tack vare dess anslutning till suprakiasmatisk kärna i hypotalamus. Det vill säga, ju högre ljuset är, desto lägre är produktionen av melatonin och desto lägre ljuset, desto högre är produktionen av detta hormon.

Detta faktum belyser den viktiga roll som melatonin spelar för att reglera människors sömn, liksom vikten av belysning i denna process.

Melatonin har nu visat sig ha två huvudfunktioner: att reglera den biologiska klockan och minska oxidationen. På samma sätt åtföljs vanligtvis melatoninbrist av symtom som sömnlöshet eller depression och kan orsaka en gradvis åldrande acceleration.

Även om melatonin är ett ämne som syntetiseras av kroppen själv, kan det också observeras i vissa livsmedel som havre, körsbär, majs, rött vin, tomater, potatis, valnötter eller ris.

På samma sätt säljs melatonin idag på apotek och parafarmakor med olika presentationer och används som ett alternativ till medicinalväxter eller receptbelagda läkemedel för att bekämpa, främst, sömnlöshet.

Biosyntes och metabolism

Melatonin är ett ämne som biosyntes från tryptofan, en essentiell aminosyra som kommer från mat.

Tryptofans kemiska struktur

Specifikt omvandlas tryptofan direkt till melatonin genom enzymet tryptofanhydroxylas. Därefter dekarboxyleras denna förening och genererar serotonin.

Mörker aktiverar det neuronala systemet som orsakar produktion av en kraftig växel av neurotransmitteren norepinefrin. När noradrenalin binder till B1-adrenoceptorer på pinealocyter, aktiveras adenylcyklas.

På samma sätt ökas genom denna process cyklisk AMP och en ny syntes av arylalkylamin N-acyltransferas (enzym av melaninsyntes) orsakas. Slutligen, genom detta enzym, transformeras serotonin till melanin.

När det gäller dess metabolism är melatonin ett hormon som metaboliseras i mitokondrierna och cytkrom p i hepatocyten och omvandlas snabbt till 6-hydroxymelatonin. Senare konjugeras den med glukuronsyra och utsöndras i urinen.

Melatonin, pinealkörtlar och ljus

När ögonen får solljus hämmas produktionen av melatonin i pinealkörtlarna och de producerade hormonerna håller oss vakna. I sin tur, när ögonen inte får ljus, produceras melatonin i pinealkörteln och människan tröttnar. Srruhh

Pinealkörtlarna är en struktur som finns i mitten av cerebellum, bakom den tredje cerebrala ventrikeln. Denna struktur innehåller pinealocyter, celler som genererar indolaminer (melatonin) och vasoaktiva peptider.

Således stimuleras produktion och utsöndring av hormonet melatonin av fibrer i näthinnans postganglioniska nerv. Dessa nerver rör sig genom retinohypothalamisk kanal till den suprakiasmatiska kärnan (hypothalamus).

När de finns i den suprakiasmatiska kärnan, passerar de postganglioniska nervfibrerna den överlägsna livmoderhalscentralen för att nå pinealkörtlarna.

När de når pinealkörteln stimulerar de syntesen av melatonin, varför mörkret aktiverar produktionen av melatonin medan ljus hämmar sekretionen av detta hormon.

Även om yttre ljus påverkar produktionen av melatonin bestämmer denna faktor inte hormonens övergripande funktion. Det vill säga den dygnsrytmen för melatoninsekretion styrs av en endogen pacemaker lokaliserad i själva suprakiasmatiska kärnan, som är oberoende av yttre faktorer.

Emellertid har omgivande ljus förmågan att öka eller bromsa processen på ett dosberoende sätt. Melatonin kommer in i blodomloppet genom diffusion, där det toppar mellan två och fyra på morgonen.

Därefter minskar mängden melatonin i blodomloppet gradvis under resten av den mörka perioden.

Fysiologiska variationer

Å andra sidan presenterar melatonin också fysiologiska variationer beroende på personens ålder. Upp till tre månader av liv utsöndrar den mänskliga hjärnan låga mängder melatonin.

Därefter ökar syntesen av hormonet och når koncentrationer på cirka 325 pg / ml under barndomen. Hos unga vuxna varierar den normala koncentrationen mellan 10 och 60 pg / ml och under åldring minskar produktionen av melatonin gradvis.

Faktorer som modulerar melatoninsekretion

Inträde av ljus i SCN förhindrar pinealkörtlarna från att producera melatonin och omvänt ökar produktionen och utsöndringen av melatonin under en mörkhetsperiod. Zhiqiang Ma, Yang Yang, Chongxi Fan, Jing Han, Dongjin Wang, Shouyin Di, Wei Hu, Dong Liu, Xiaofei Li, Russel J. Reiter och Xiaolong Yan

För närvarande kan elementen som kan modifiera melatoninsekretion grupperas i två olika kategorier: miljöfaktorer och endogena faktorer.

Miljöfaktorer

Miljöfaktorer bildas huvudsakligen av fotoperioden (solcykelens säsonger), årstiderna och omgivningstemperaturen.

Endogena faktorer

Beträffande endogena faktorer verkar både stress och ålder vara element som kan motivera en minskning av melatoninproduktionen.

Släpp mönster

På samma sätt har tre olika mönster för melatoninsekretion upprättats: typ en, typ två och typ tre.

Det typiska mönstret av melatoninsekretion ses i hamstrar och kännetecknas av en skarp pigg i sekretionen.

Mönstret av typ två är typiskt för albino-råtta såväl som människor. I detta fall kännetecknas sekretionen av en gradvis ökning tills den maximala sekretionstoppen når.

Slutligen har typ tre stopp observerats hos får, det kännetecknas också av att en gradvis ökning men skiljer sig från typ två genom att uppnå en maximal sekretionsnivå och stanna en tid tills den börjar minska.

farmakokinetik

Melatonin är ett allmänt biotillgängligt hormon. Kroppen har inga morfologiska barriärer för denna molekyl, så melatonin kan snabbt absorberas genom näs-, oral eller gastrointestinal slemhinna.

På samma sätt är melatonin ett hormon som distribueras intracellulärt i alla organeller. När den har administrerats uppnås den maximala plasmanivån 20-30 minuter senare. Denna koncentration bibehålls i ungefär en och en halv timme och minskar sedan snabbt med en halveringstid på 40 minuter.

På hjärnnivå produceras melatonin i pinealkörtlarna och fungerar som ett endokrin hormon, eftersom det släpps ut i blodomloppet. Melatonins verkningsområden är hippocampus, hypofysen, hypotalamus och pinealkörtlarna.

Tallkottkörteln. Nephron

Å andra sidan produceras melatonin också i näthinnan och i mag-tarmkanalen, platser där det fungerar som ett paracrinhormon. På samma sätt distribueras melatonin av icke-neurala regioner såsom gonaderna, tarmen, blodkärlen och immunceller.

Funktioner

Huvudfunktionen för detta hormon ligger i regleringen av den biologiska klockan.

Minne och lärande

Melatoninreceptorer tycks vara viktiga i mössens inlärnings- och minnesmekanismer; detta hormon kan förändra elektrofysiologiska processer associerade med minnet, såsom långsiktig förbättring.

Immunförsvar

Å andra sidan påverkar melatonin immunsystemet och är relaterat till tillstånd som AIDS, cancer, åldrande, hjärt-kärlsjukdomar, dagliga rytmförändringar, sömn och vissa psykiatriska störningar.

Utveckling av patologier

Vissa kliniska studier indikerar att melatonin också kan spela en viktig roll i utvecklingen av patologier såsom migrän och huvudvärk, eftersom detta hormon är ett bra terapeutiskt alternativ för att bekämpa dem.

Å andra sidan har melatonin visat sig minska vävnadsskador orsakade av ischemi, både i hjärnan och i hjärtat.

Medicinsk användning

De många effekterna som melatonin orsakar på människors fysiska och cerebrala funktion, samt förmågan att utvinna detta ämne från vissa livsmedel har motiverat en hög grad av forskning om dess medicinska användning.

Melatonin har emellertid endast godkänts som ett läkemedel för kortvarig behandling av primär sömnlöshet hos personer över 55 år. I den meningen visade en ny studie att melatonin ökade den totala sömntiden betydligt hos personer som drabbades av sömnbrist.

Forskning om melatonin

Även om den enda godkända medicinska användningen av melatonin är vid kortvarig behandling av primär sömnsvårighet, pågår för närvarande flera undersökningar av detta ämnes terapeutiska effekter.

Specifikt undersöks melatonins roll som ett terapeutiskt verktyg för neurodegenerativa sjukdomar såsom Alzheimers sjukdom, Huntingtons chorea, Parkinsons sjukdom eller amyotrof lateral skleros.

Detta hormon kan utgöra ett läkemedel som i framtiden kommer att vara effektivt för att bekämpa dessa patologier, men idag finns det knappast några verk som ger vetenskapliga bevis på dess terapeutiska användbarhet.

Å andra sidan undersöker flera författare melatonin som ett bra ämne för att bekämpa villfarelser hos äldre patienter. I vissa fall har denna terapeutiska användbarhet redan visats vara effektiv.

Slutligen presenterar melatonin andra forskningsvägar som är lite mindre studerade men med goda framtidsutsikter. Ett av de mest populära fallen i dag är detta hormons roll som ett stimulerande ämne. Forskning har visat att det att ge melatonin till personer med ADHD minskar tiden det tar att somna.

Andra terapeutiska forskningsområden är huvudvärk, humörstörningar (där det har visat sig vara effektivt för behandling av säsongseffektiv störning), cancer, galla, fetma, strålskydd och tinnitus.

referenser

1. Cardinali DP, Brusco LI, Liberczuk C et al. Användning av melatonin vid Alzheimers sjukdom. Neuro Endocrinol Lett 2002; 23: 20-23.
2. Conti A, Conconi S, Hertens E, Skwarlo-Sonta K, Markowska M, Maestroni JM. Bevis för melatoninsyntes i mus- och mänskliga benmärgsceller. J Pineal Re. 2000; 28 (4): 193-202.
3. Poeggeler B, Balzer I, Hardeland R, Lerchl A. Pinealhormon melatonin oscillerar också i dinoflagellatet Gonyaulax polyedra. Naturwissenschaften. 1991; 78, 268-9.
4. Reiter RJ, Pablos MI, Agapito TT et al. Melatonin i samband med åldrandet av fria radikaler. Ann NY Acad Sci 1996; 786: 362-378.
5. Van Coevorden A, Mockel J, Laurent E. Neuroendocrine rytmer och sover hos åldrande män. Am J Physiol. 1991; 260: E651-E661.
6. Zhadanova IV, Wurtman RJ, Regan MM et al. Melatoninbehandling vid åldersrelaterad sömnlöshet. J Clin Endocrinol Metab 2001; 86: 4727-4730.