Melatoninfysiologi, funktioner og medicinsk brug

den melatonin Det er et hormon til stede hos mennesker, dyr, planter, svampe, bakterier og endda nogle alger. Dets videnskabelige navn er N-cetyl-5-methoxytryptamin og syntetiseres fra en essentiel aminosyre, tryptophan.

Hos mennesker og dyr fremstilles melatonin hovedsageligt i pinealkirtlen og er et grundlæggende stof til en lang række cellulære, neuroendokrine og neurofysiologiske processer.

Den vigtigste funktion af melatonin ligger i reguleringen af ​​den daglige søvncyklus, hvorfor det anvendes i nogle tilfælde som en behandling for søvnforstyrrelser.

Et af hovedkendetegnene ved dette molekyle ligger i dets biosyntese, hvilket i høj grad afhænger af ændringer i omgivende belysning.

Karakteristik af melatonin

Melatonin er et hormon udskilt af pinealkirtlen, hvis opdagelse blev oprettet i 1917. Specifikt blev dets eksistens detekteret ved en undersøgelse, hvor tadpoles blev fodret med et ekstrakt af pinealkirtlen..

Ved administration af ekstraktet af pinealkirtlen blev der observeret udseende af mørke pletter på dyrenes hud på grund af sammentrækningen af ​​melaforerne.

Dette stof blev kaldt melatonin og blev isoleret for første gang etogfyrre år efter dets opdagelse i 1958. Omkring ti år senere blev den cykliske natur af dets sekretion og dets evne til at fremkalde søvn beskrevet..

Melatonin betragtes nu som en neurohormon, der produceres af pinealocytter (en celletype) af pinealkirtlen, en hjernestruktur, som er placeret i diencephalon..

Pinealkirtlen genererer melatonin under påvirkning af den suprachiasmatiske kerne, en region af hypothalamus, der modtager information fra nethinden om de daglige mønstre af lys og mørke.

Mennesker oplever en konstant generation af melatonin i deres hjerne, som aftager markant ved 30 år. På samme måde forekommer der normalt adolescensforkalkninger i pinealkirtlen, som kaldes corpora arenacea.

Syntesen af ​​melatonin bestemmes dels af omgivende belysning takket være dets forbindelse med hypothalamus suprachiasmatiske kerner. Det vil sige, jo større belysningen er, desto lavere er produktionen af ​​melatonin og jo lavere belysningen er, desto større er produktionen af ​​dette hormon.

Denne kendsgerning fremhæver den vigtige rolle melatonin spiller i reguleringen af ​​folks søvn samt vigtigheden af ​​belysning i denne proces.

Det har i øjeblikket vist sig, at melatonin har to hovedfunktioner: reguler det biologiske ur og mindsk oxidationen. På samme måde leds melatoninunderskud sædvanligvis af symptomer som søvnløshed eller depression og kan motivere en gradvis acceleration af aldring.

Selvom melatonin er et stof syntetiseret af selve kroppen, kan det også observeres i visse fødevarer som havre, kirsebær, majs, rødvin, tomater, kartofler, nødder eller ris.

På samme måde sælges melatonin i dag i apoteker og parapharmacies med forskellige præsentationer og bruges som et alternativ til lægeplanter eller receptpligtige lægemidler til bekæmpelse af hovedsagelig søvnløshed..

fysiologi

Pinealkirtlen er en struktur, der befinder sig i hjertet af hjernen, bag den tredje hjernehvirvel. Denne struktur indeholder pinealocytter, celler der genererer indolaminer (melatonin) og vasoaktive peptider.

Således stimuleres produktionen og sekretionen af ​​hormonet melatonin af fibre af næsens postganglioniske nerve. Disse nerver rejser gennem retinohipothalamuskanalen til den suprachiasmatiske kerne (hypotalamus).

Når de er i den suprachiasmatiske kerne, passerer fibrene i den postganglioniske nerve gennem den overordnede cervikale ganglion, indtil de når pinealkirtlen.

Når de når pinealkirtlen, stimulerer de syntesen af ​​melatonin, hvorfor mørke aktiverer produktionen af ​​melatonin, mens lys hæmmer udskillelsen af ​​dette hormon.

Selvom eksternt lys påvirker produktionen af ​​melatonin, bestemmer denne faktor ikke hormonets generelle funktion.

Det vil sige, at den cirkadiske rytme af melatoninsekretion styres af en endogen pacemaker, som er lokaliseret i selve suprachiasmatiske kernen, som er uafhængig af eksterne faktorer.

Imidlertid har omgivende lys evnen til at øge eller genintensivere processen på en dosisafhængig måde. Melatonin træder ind ved diffusion i blodbanen, hvor den har en koncentrationstop mellem to og fire om morgenen.

Derefter falder mængden af ​​melatonin i blodbanen gradvis i resten af ​​mørketiden.

På den anden side præsenterer melatonin også fysiologiske variationer afhængigt af personens alder. Op til tre måneder gammel udskiller den menneskelige hjerne små mængder melatonin.

Efterfølgende øges syntese af hormonet og når koncentrationer på ca. 325 pg / ml i barndommen. Hos unge voksne ligger den normale koncentration mellem 10 og 60 pg / ml, og under aldring nedsættes melatoninproduktionen gradvist.

Biosyntese og stofskifte

Melatonin er et stof, der er biosyntetiseret fra tryptophan, en essentiel aminosyre, der kommer fra mad.

Specifikt omdannes tryptophan direkte til melatonin gennem enzymet tryptophanhydroxylase. Derefter dekarboxyleres denne forbindelse og frembringer serotonin.

Som nævnt aktiverer mørket neuronsystemet og motiverer produktionen af ​​en neurotransmitter-norepinephrinfrigivelse. Når norepinephrin binder til b1 adrenerge receptorer af pineallocytter, aktiveres adenylcyklase.

På samme måde øges cyklisk AMP ved denne proces, og en ny syntese af arylalkylamin-N-acyltransferase (enzym af melaninsyntese) er motiveret. Endelig bliver serotonin gennem dette enzym transformeret til melanin.

Med hensyn til dets metabolisme er melatonin et hormon, som metaboliseres i mitokondrier og p-hepatocytcitrokrom og omdannes hurtigt til 6-hydroxymelatonin. Efterfølgende er det konjugeret med glucuronsyre og udskilles i urinen.

Faktorer, der modulerer melatoninsekretion

For øjeblikket kan de elementer, der er i stand til at ændre sekretionen af ​​melatonin, grupperes i to forskellige kategorier: miljøfaktorer og endogene faktorer.

Miljøfaktorerne er hovedsageligt dannet af fotoperioden (årstiderne for solcellen), årstiderne og omgivelsestemperaturen.

Hvad angår de endogene faktorer, synes både stress og alder at være elementer, som kan motivere en reduktion i produktionen af ​​melatonin.

På samme måde er tre forskellige mønstre af melatoninsekretion blevet etableret: type en, type to og type tre.

Det typiske mønster af melatoninsekretion observeres i hamstere og er kendetegnet ved en abrupt sekretionstop.

Type to mønster er typisk for albino rotter såvel som mennesker. I dette tilfælde karakteriseres sekretionen ved en gradvis forøgelse, indtil den når maksimal sekretionstop.

Endelig er type tre stop blevet observeret hos får, det er også karakteriseret ved en gradvis stigning, men den adskiller sig fra type to for at nå et maksimalt udskillelsesniveau og opholder sig et stykke tid, indtil det begynder at falde.

farmakokinetik

Melatonin er et bredt biotilgængeligt hormon. Organismen præsenterer ikke morfologiske barrierer for dette molekyle, så melatonin kan absorberes hurtigt gennem nasal, oral eller gastrointestinal slimhinde..

Ligeledes er melatonin et hormon, som distribueres intracellulært i alle organeller. Når først indgivet, nås det maksimale niveau i plasma mellem 20 og 30 minutter senere. Denne koncentration opretholdes i ca. en time og en halv og falder derefter hurtigt med en halveringstid på 40 minutter.

På hjerneniveau produceres melatonin i pinealkirtlen og virker som et hormon endokrine, da det frigives i blodbanen. Hjernens regioner af virkning af melatonin er hippocampus, hypofysen, hypothalamus og pinealkirtlen.

På den anden side produceres melatonin også i nethinden og i mave-tarmkanalen, hvor det virker som et parakrinhormon. Ligeledes fordeles melatonin i ikke-neurale regioner såsom gonaderne, tarmene, blodkarrene og immuncellerne..

funktioner

Melatonin indeholder specifikke, mættelige og reversible receptorer, og dets virkningssteder påvirker hovedsageligt cirkadiske rytmer. På den anden side påvirker nonneurale melatoninreceptorer reproduktiv funktion, og perifere enheder har forskellige funktioner.

Melatoninreceptorer synes at være vigtige i mekanismer for læring og hukommelse af mus, og det er postuleret, at dette hormon kunne ændre elektrofysiologiske processer forbundet med hukommelse, såsom langsigtet potentiering.

På den anden side påvirker melatonin immunsystemet og er relateret til tilstande som aids, kræft, aldring, hjerte-kar-sygdomme, daglige ændringer i rytme, søvn og visse psykiatriske lidelser..

Nogle kliniske undersøgelser viser, at melatonin også kan spille en vigtig rolle i udviklingen af ​​patologier som migræne og hovedpine, da dette hormon er en god terapeutisk mulighed for at bekæmpe dem..

På den anden side har det vist sig, at melatonin reducerer vævsskade forårsaget af iskæmi både i hjernen og i hjertet.

Endelig er det nu kendt, at melatonin virker på immunsystemet, selvom detaljerne om dens virkninger er noget forvirrende. På denne måde synes melatonin at forårsage dannelsen af ​​immunoglobulin og stimuleringen af ​​fagocytter.

Således er melatonins funktioner mange og varierede og virker både på hjerneniveau og på kropsniveau. Men hovedhensynet ved dette hormon ligger i reguleringen af ​​det biologiske ur.

Medicinsk brug

De mange virkninger, som melatonin forårsager på menneskers fysiske og cerebrale funktion, samt evnen til at ekstrahere dette stof fra bestemte fødevarer har motiveret et højt niveau af forskning om dets medicinske brug.

Imidlertid er melatonin kun blevet godkendt som medicin til kortvarig behandling af første grad søvnløshed hos personer over 55 år. På denne måde viste en nylig undersøgelse, at melatonin signifikant øgede total søvntid hos personer, der lider af søvnløshed.

Forskning om melatonin

Selvom den eneste godkendte medicinske anvendelse til melatonin ligger i kortsigtet behandling af primær søvnløshed, er der i øjeblikket flere undersøgelser af terapeutiske virkninger af dette stof i gang..

Specifikt rolle melatonin som et terapeutisk værktøj til neurodegenerative sygdomme, såsom Alzheimers sygdom, Huntingtons chorea, Parkinsons sygdom eller amyotrofisk lateral sklerose undersøger.

Det er postuleret, at dette hormon kan være et lægemiddel, der i fremtiden vil være effektivt til bekæmpelse af disse patologier, men i dag er der næppe nogen undersøgelser, der giver videnskabeligt bevis på dets terapeutiske anvendelighed..

På den anden side sender flere forfattere melatonin som et godt stof til at bekæmpe vrangforestillinger hos ældre patienter. I nogle tilfælde har denne terapeutiske nytte allerede vist sig effektiv.

Endelig præsenterer melatonin andre forskningsveje noget mindre studeret, men med gode fremtidsmuligheder.

Et af de mest blomstrende tilfælde i dag er dette hormons rolle som et stimulerende stof. Nogle undersøgelser har vist, at administrationen af ​​melatonin til patienter med ADHD reducerer den tid, der er nødvendig for at falde i søvn.

Andre terapeutiske forskningsområder er hovedpine, humørsygdomme (hvor det har vist sig at være effektivt til behandling af sæsonbetinget affektiv lidelse), kræft, galde, fedme, beskyttelse mod stråling og tinnitus..

referencer

1. Cardinali DP, Brusco LI, Liberczuk C et al. Brugen af ​​melatonin i Alzheimers sygdom. Neuro Endocrinol Lett 2002; 23: 20-23.

2. Conti A, Conconi S, Hertens E, Skwarlo-Sonta K, Markowska M, Maestroni JM. Bevis for melatoninsyntese i mus og humane knoglemarvsceller. J Pineal Re. 2000; 28 (4): 193-202.

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

4. Reiter RJ, Pablos MI, Agapito TT et al. Melatonin i sammenhæng med frie radikaler teori om aldring. Ann N Y Acad Sci 1996; 786: 362-378.

5. Van Coevorden A, Mockel J, Laurent E. Neuroendokrine rytmer og søvn i aldrende mænd. Am J Physiol. 1991; 260: E651-E661.

6. Zhadanova IV, Wurtman RJ, Regan MM et al. Melatoninbehandling for aldersrelateret søvnløshed. J Clin Endocrinol Metab 2001; 86: 4727-4730.