Melatoninfysiologi, funktioner och medicinsk användning

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

Hos människor och djur produceras melatonin huvudsakligen i tallkörteln och är en grundämne för en mängd olika cellulära, neuroendokrina och neurofysiologiska processer.

Den viktigaste funktionen av melatonin ligger i regleringen av den dagliga sömncykeln, varför den används i vissa fall som en behandling för sömnstörningar.

En av de viktigaste egenskaperna hos denna molekyl ligger i dess biosyntes, som i stor utsträckning beror på förändringar i omgivande belysning.

Karakteristik av melatonin

Melatonin är ett utsöndras av tallkottkörteln hormon, vars upptäckt är etablerat i 1917. Specifikt detekteras dess existens genom en forskning där grodyngel matas med ett extrakt av tallkottkörteln.

Vid administrering av extraktet av pinealkörteln observerades utseendet på mörka fläckar på djurens hud, på grund av sammandragningen av meláforforerna.

Denna substans kallades melatonin och isolerades först fyrtioett år efter upptäckten 1958. Ungefär tio år senare, den cykliska karaktär dess sekretion och beskrivs dess förmåga att inducera sömn.

Melatonin anses idag en neurohormone som produceras vid pinealocitos (en typ av cell) av tallkottkörteln, en hjärna struktur som ligger i diencephalon.

Tallkottkörteln producerar melatonin under inverkan av suprachiasmatiska kärnan, en region av hypotalamus som tar emot information från näthinnan om den dagliga mönstret av ljus och mörker.

Människor upplever en konstant generation av melatonin i hjärnan, vilket minskar markant vid 30 års ålder. På samma sätt uppträder vanligen från ungdomskalkningar i tallkörteln, som kallas corpora arenacea.

Syntesen av melatonin bestäms delvis av omgivande belysning tack vare dess samband med hypotalamusens suprachiasmatiska kärnor. Det är desto större belysningen är, desto lägre produktion av melatonin och desto lägre belysningen är desto större produktion av detta hormon.

Detta faktum framhäver den viktiga roll som melatonin spelar för regleringen av människors sömn, liksom betydelsen av belysning i denna process.

För närvarande har det visat sig att melatonin har två huvudfunktioner: reglera den biologiska klockan och minska oxidationen. På samma sätt åtföljs melatoninunderskott oftast av symtom som sömnlöshet eller depression och kan motivera en gradvis acceleration av åldrande.

Även om melatonin är en substans som syntetiserats av kroppen själv, kan den också observeras i vissa livsmedel såsom havre, körsbär, majs, rött vin, tomater, potatis, nötter eller ris.

Dessutom är melatonin säljs idag på apotek i olika former och används som ett alternativ till medicinalväxter eller droger recept för att bekämpa främst sömnlöshet.

fysiologi

Pinealkörteln är en struktur som ligger i mitten av cerebellum bakom den tredje hjärnkammaren. Denna struktur innehåller pinealocyter, celler som genererar indolaminer (melatonin) och vasoaktiva peptider.

Således stimuleras produktionen och utsöndringen av hormonet melatonin genom fibrer i näthinnans postganglioniska nerv. Dessa nerver reser genom retinohipotalamuskanalen till den suprachiasmatiska kärnan (hypotalamus).

När de befinner sig i den suprachiasmatiska kärnan, passerar fibrerna i den postganglioniska nerven genom den överlägsen cervikala ganglionen tills de når njurkörteln.

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

Även om yttre ljus påverkar produktionen av melatonin, bestämmer denna faktor inte hormons övergripande funktion.

Det vill säga den cirkadiska rytmen av melatoninsekretion styrs av en endogen pacemaker som ligger i den suprachiasmatiska kärnan i sig, vilken är oberoende av yttre faktorer.

Emellertid har omgivande ljus förmågan att öka eller återintegrera processen på ett dosberoende sätt. Melatonin går genom diffusion i blodet, där den har en koncentrationstopp mellan två och fyra på morgonen.

Därefter minskar mängden melatonin i blodet gradvis under resten av mörkets period.

Å andra sidan presenterar melatonin också fysiologiska variationer beroende på åldern hos personen. Upp till tre månaders ålder utsöndrar den mänskliga hjärnan små mängder melatonin.

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

Biosyntes och metabolism

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

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

Som nämnts aktiverar mörkret nervsystemet och motiverar produktionen av en neurotransmittor-noradrenalinfrisättning. När norepinefrin binder till bl adrenerga receptorer av pineallocyter aktiveras adenylcyklas.

Också genom detta förfarande ökar cykliskt AMP och ny syntes av arylalkylamin-N-acyltransferas (enzymmelaninsyntesen) uppmuntras. Slutligen omvandlas serotonin till melanin genom detta enzym.

När det gäller deras metabolism, är melatonin ett hormon som metaboliseras i mitokondrierna och p citcromo hepatocyte och blir snabbt 6-hydroxymelatonin. Konjugeras sedan till glukuronsyra och utsöndras i urinen.

Faktorer som modulerar melatoninsekretion

För närvarande kan de element som kan modifiera utsöndringen av melatonin grupperas i två olika kategorier: miljöfaktorer och endogena faktorer.

Miljöfaktorerna bildas huvudsakligen av fotoperioden (årstiderna för solcykeln), årstiderna och miljö temperaturen.

När det gäller de endogena faktorerna verkar både stress och ålder vara element som kan motivera en minskning av produktionen av melatonin.

På samma sätt har tre olika mönster av melatoninsekretion etablerats: typ ett, typ två och typ tre.

Det typiska mönstret av melatoninsekretion observeras i hamstrar och kännetecknas av en abrupt topp av utsöndring.

Typ två mönstret är typiskt för albino råttan, såväl som människor. I detta fall kännetecknas sekretionen av en gradvis ökning tills den når maximal utsöndringstopp.

Slutligen har typ tre avbrott observerats hos får, är det också kännetecknas av en gradvis ökning men skiljer sig med typen två toppbelastning sekretion och upprätthålls under en tid tills den börjar att minska.

farmakokinetik

Melatonin är ett allmänt biologiskt tillgängligt hormon. Organismen presenterar inte morfologiska barriärer för denna molekyl, så att melatonin kan absorberas snabbt genom nasala, orala eller gastrointestinala slemhinna..

Likaså är melatonin ett hormon som distribueras intracellulärt i alla organeller. När en gång administrerats nås maximal nivå i plasma mellan 20 och 30 minuter senare. Denna koncentration bibehålls i ungefär en och en halv timme och sjunker därefter snabbt med halveringstiden på 40 minuter.

På hjärnnivå produceras melatonin i pinealkörteln och verkar som ett hormon för endokrina, eftersom det släpps ut i blodomloppet. Hjärnområdena av melatoninverkan är hippocampus, hypofysen, hypotalamus och pinealkörteln.

Å andra sidan produceras melatonin också i näthinnan och i mag-tarmkanalen, där det verkar som ett parakrinhormon. På liknande sätt fördelas melatonin i icke-neurala regioner, såsom gonaderna, tarmarna, blodkärlen och immuncellerna..

funktioner

Melatonin innehåller specifika, mättade och reversibla receptorer, och dess verkningsställen påverkar huvudsakligen cirkadiska rytmer. Å andra sidan påverkar nonneurala melatoninreceptorer reproduktiv funktion och kringutrustning har olika funktioner.

Melatoninreceptorer verkar vara viktiga i inlärnings- och minnesmekanismer av möss, och det antas att detta hormon kan förändra långtids elecotrofisiológicos processer i samband med minne, såsom potentiering.

Vidare påverkar melatonin immunsystemet och är associerad med tillstånd såsom AIDS, cancer, åldrande, kardiovaskulär sjukdom, ändras dagligen rytm, sömn och vissa psykiatriska störningar.

Kliniska studier tyder på att melatonin kan också spela en viktig roll i utvecklingen av sjukdomar som migrän och huvudvärk papper, eftersom detta hormon är ett bra terapeutiskt alternativ för att bekämpa dem.

Å andra sidan har det visat sig att melatonin minskar vävnadsskador orsakad av ischemi, både i hjärnan och i hjärtat.

Slutligen är det nu känt att melatonin verkar på immunsystemet, även om detaljerna om dess effekter är något förvirrande. I detta avseende verkar melatonin orsaka produktion av immunoglobulin och stimuleringen av fagocyter.

Således är melatonins funktioner många och varierade, både på hjärnnivå och på kroppsnivå. Men det här hormonets huvudsakliga funktion ligger i reglering av den biologiska klockan.

Medicinsk användning

De multipla effekter som melatonin orsakar på människornas fysiska och cerebrala funktion, liksom förmågan att extrahera detta ämne från vissa livsmedel har motiverat en hög nivå av forskning om dess medicinska användning.

Melatonin har dock endast godkänts som läkemedel för kortsiktig behandling av första gradens sömnlöshet hos personer över 55 år. I den meningen visade en ny studie att melatonin ökade signifikant total sömntid hos personer som lider av sömnberövning.

Forskning om melatonin

Även den enda godkända för medicinskt bruk melatonin ligger i korttidsbehandling av primär insomni, för närvarande de utförs flera undersökningar de terapeutiska effekterna av detta ämne.

Specifikt, den roll melatonin som ett terapeutiskt verktyg för neurodegenerativa sjukdomar såsom Alzheimers sjukdom, Huntingtons korea, Parkinsons sjukdom eller amyotrofisk lateralskleros undersöker.

Det är postulerat att detta hormon kan vara ett läkemedel som i framtiden kommer att vara effektivt för att bekämpa dessa patologier, men idag finns det knappast några studier som ger vetenskapliga bevis på dess terapeutiska nytta..

Å andra sidan postar flera författare melatonin som en bra substans för att bekämpa vanföreställningar hos äldre patienter. I vissa fall har detta terapeutiska verktyg redan visat sig vara effektivt.

Slutligen presenterar melatonin andra forskningsvägar något mindre studerade men med goda framtidsutsikter.

Ett av de mest blomstrande fallen idag är det här hormons roll som stimulerande ämne. Vissa undersökningar har visat att administrationen av melatonin till patienter med ADHD minskar den tid som behövs för att somna.

Andra terapeutiska forskningsområden är huvudvärk, humörsjukdomar (där det har visat sig vara effektivt för behandling av säsongsbetonad sjukdom), cancer, gall, fetma, skydd mot strålning och tinnitus..

referenser

1. Cardinali DP, Brusco LI, Liberczuk C et al. Användningen av melatonin i 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 humana benmärgsceller. J Pineal Re. 2000; 28 (4): 193-202.

3. Poeggeler B, Balzer I, Hardeland R, Lerchl A. Pinealhormon melatonin oscillerar också i dinoflagellat Gonyaulax polyedra. Naturwissenschaften. 1991; 78, 268-9.

4. Reiter RJ, Pablos MI, Agapito TT et al. Melatonin i sammanhanget med fria radikaler teorin om åldrande. Ann N Y Acad Sci 1996; 786: 362-378.

5. Van Coevorden A, Mockel J, Laurent E. Neuroendokrina rytmer och sömn hos åldrande män. Am J Physiol. 1991; 260: E651-E661.

6. Zhadanova IV, Wurtman RJ, Regan MM et al. Melatoninbehandling för åldersrelaterad sömnlöshet. J Clin Endocrinol Metab 2001; 86: 4727-4730.