MELATONIN: KEMIJSKA STRUKTURA, FUNKCIJA I UPOTREBE - GEOGRAFIJE - 2026

Melatonin je hormon prisutan u ljudi, životinja, biljaka, gljiva, bakterija, pa čak i u nekoj algi. Njegov znanstveni naziv je N-cetil-5-metoksitriptamin, a sintetizira se iz esencijalne aminokiseline, triptofana.

Melatonin se danas smatra neurohormonom koji stvaraju pinealociti (vrsta stanice) pinealne žlijezde, moždana struktura koja se nalazi u diencefalonu. Njegova najvažnija funkcija je regulacija dnevnog ciklusa spavanja, zbog čega se u nekim slučajevima koristi kao liječenje poremećaja spavanja.

Molekula molatonina s kemijskom formulom

Pinealna žlijezda stvara melatonin pod utjecajem suprahijazmalnog jezgra, regije hipotalamusa koja od mrežnice prima informacije o dnevnim obrascima svijetla i tame.

Karakteristike melatonina

Jedna od glavnih karakteristika ove molekule leži u njenoj biosintezi, koja vrlo ovisi o promjenama u osvjetljenju okoline.

Ljudi doživljavaju konstantnu proizvodnju melatonina u svom mozgu, koji se znatno smanjuje u dobi od 30 godina. Isto tako, od adolescencije kalcifikacije se obično javljaju u pinealnoj žlijezdi, koje nazivamo corpora arenacea.

Sinteza melatonina djelomično je određena ambijentalnom rasvjetom zahvaljujući njegovoj povezanosti s suprahijazmatičnom jezgrom hipotalamusa. To jest, što je veća svjetlost, manja je proizvodnja melatonina i što je niža svjetlost, to je veća proizvodnja ovog hormona.

Ova činjenica naglašava važnu ulogu koju melatonin ima u regulaciji spavanja ljudi, kao i važnost rasvjete u ovom procesu.

Sada se pokazalo da melatonin ima dvije glavne funkcije: regulaciju biološkog sata i smanjenje oksidacije. Isto tako, nedostatak melatonina obično prate simptomi poput nesanice ili depresije i mogu uzrokovati postepeno ubrzanje starenja.

Iako je melatonin tvar koju sam organizam sintetizira, može ga se promatrati i u određenim namirnicama poput zobi, trešanja, kukuruza, crvenog vina, rajčice, krumpira, oraha ili riže.

Isto tako, melatonin se danas prodaje u ljekarnama i parafarmacijama s različitim prezentiranjima i koristi se kao alternativa ljekovitim biljkama ili lijekovima na recept za borbu, uglavnom, protiv nesanice.

Biosinteza i metabolizam

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

Kemijska struktura triptofana

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

Tama aktivira neuronski sustav uzrokujući stvaranje navale neurotransmitera norepinefrina. Kad se norepinefrin veže na b1 adrenoceptore na pinealocitima, aktivira se adenil ciklaza.

Isto tako, kroz ovaj postupak povećava se ciklički AMP i uzrokuje nova sinteza arilalakilamin N-aciltransferaze (enzim sinteze melanina). Konačno, putem ovog enzima, serotonin se pretvara u melanin.

Što se tiče njegovog metabolizma, melatonin je hormon koji se metabolizira u mitohondrijima i citokromu p u hepatocitu i brzo se pretvara u 6-hidroksimelatonin. Kasnije se konjugira s glukuronskom kiselinom i izlučuje u urinu.

Melatonin, pinealna žlijezda i svjetlost

Kad oči prime sunčevu svjetlost, proizvodnja melatonina u pinealnoj žlijezdi inhibira se i proizvedeni hormoni drže nas budnima. Zauzvrat, kad oči ne primaju svjetlost, melatonin se proizvodi u pinealnoj žlijezdi i čovjek se umara. Srruhh

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

Tako se proizvodnja i izlučivanje hormona melatonina potiču vlaknima postganglionskog živca mrežnice. Ti živci putuju kroz retinohipotalamički trakt do suprahijazmatičnog jezgra (hipotalamusa).

Kad se nađu u suprahijazmatičnom jezgru, vlakna postganglionskog živca prolaze kroz gornji cervikalni ganglion da dođu do pinealne žlijezde.

Jednom kada dođu do pinealne žlijezde, potiču sintezu melatonina, zbog čega tama aktivira proizvodnju melatonina, dok svjetlost inhibira izlučivanje ovog hormona.

Iako vanjsko svjetlo utječe na proizvodnju melatonina, ovaj faktor ne određuje opću funkciju hormona. To jest, cirkadijanski ritam izlučivanja melatonina kontrolira endogeni pejsmejker smješten u samom suprahijazmatičnom jezgru, koji je neovisan o vanjskim čimbenicima.

Međutim, ambijentalno svjetlo može povećati ili usporiti postupak na način ovisan o dozi. Melatonin difuzijom ulazi u krvotok, gdje dolazi do vrha između dva i četiri ujutro.

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

Fiziološke varijacije

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

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

Čimbenici koji moduliraju izlučivanje melatonina

Ulazak svjetlosti u SCN sprječava da pinealna žlijezda proizvodi melatonin, i obratno, proizvodnja i izlučivanje melatonina povećava se tijekom razdoblja tame. Zhiqiang Ma, Yang Yang, Chongxi Fan, Jing Han, Dongjin Wang, Shouyin Di, Wei Hu, Dong Liu, Xiaofei Li, Russel J. Reiter i Xiaolong Yan

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

Okolišni čimbenici

Čimbenici okoliša uglavnom nastaju iz fotoperioda (godišnja doba sunčevog ciklusa), godišnjih doba i temperature okoline.

Endogeni čimbenici

Što se tiče endogenih čimbenika, čini se da su i stres i elementi elementi koji mogu motivirati smanjenje proizvodnje melatonina.

Otpustite obrasce

Isto tako, uspostavljena su tri različita uzorka izlučivanja melatonina: tip jedan, tip dva i tip tri.

Uzorak izlučivanja melatonina tipa jedan primjećuje se kod hrčaka, a karakterizira ga oštar skok u izlučivanju.

Uzorak tipa dva tipičan je za štakora albino, kao i za ljude. U ovom slučaju, sekreciju karakterizira postupno povećanje do postizanja maksimalnog vrhunca sekrecije.

Konačno, zaustavljeno je zaustavljanje tipa tri kod ovaca, karakterizira ga i postupno povećanje, ali razlikuje se od tipa dva postizanjem maksimalne razine sekrecije i zadržavanjem neko vrijeme dok se ne počne smanjivati.

farmakokinetika

Melatonin je hormon široke bioraspoloživosti. Tijelo ne predstavlja morfološke barijere za ovu molekulu, pa se melatonin može brzo apsorbirati kroz nosnu, oralnu ili gastrointestinalnu sluznicu.

Isto tako, melatonin je hormon koji se raspoređuje unutar ćelije u svim organelama. Nakon primjene, najviša razina u plazmi postiže se 20-30 minuta kasnije. Ova se koncentracija održava oko sat i pol, a zatim naglo opada s polu-životom od 40 minuta.

Na nivou mozga, melatonin se proizvodi u pinealnoj žlijezdi i djeluje kao endokrini hormon, jer se pušta u krvotok. Područja djelovanja melatonina u mozgu su hipokampus, hipofiza, hipotalamus i pinealna žlijezda.

Epifiza. nefrona

S druge strane, melatonin se proizvodi i u mrežnici i u gastrointestinalnom traktu, mjestima gdje djeluje kao parakrinski hormon. Isto tako, melatonin se distribuira po neuralnim regijama poput gonada, crijeva, krvnih žila i imunoloških stanica.

Značajke

Glavna funkcija ovog hormona leži u regulaciji biološkog sata.

Pamćenje i učenje

Čini se da su melatoninski receptori važni u mehanizmima učenja i pamćenja miševa; ovaj hormon može promijeniti elektrofiziološke procese povezane s pamćenjem, poput dugoročnog pojačanja.

Imunološki sustav

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

Razvoj patologija

Izvjesne kliničke studije pokazuju da bi melatonin mogao također igrati važnu ulogu u razvoju patologija kao što su migrene i glavobolje, jer je ovaj hormon dobra terapijska opcija za borbu protiv njih.

S druge strane, pokazalo se da melatonin smanjuje oštećenje tkiva uzrokovano ishemijom, i u mozgu i u srcu.

Medicinska upotreba

Višestruki učinci koje melatonin izaziva na tjelesni i moždani rad ljudi, kao i sposobnost izdvajanja ove tvari iz određene hrane motivirali su visok stupanj istraživanja o njezinoj medicinskoj upotrebi.

Međutim, melatonin je odobren samo kao lijek za kratkotrajno liječenje primarne nesanice kod ljudi starijih od 55 godina. U tom smislu, nedavna studija pokazala je da je melatonin značajno povećao ukupno vrijeme spavanja kod ljudi koji pate od nedostatka sna.

Istraživanje melatonina

Iako je jedina odobrena medicinska upotreba melatonina kratkotrajno liječenje primarne nesanice, u tijeku su brojna ispitivanja terapijskih učinaka ove tvari.

Naime, istražuje se uloga melatonina kao terapijskog sredstva za neurodegenerativne bolesti poput Alzheimerove bolesti, Huntingtonove kore, Parkinsonove bolesti ili amiotrofične lateralne skleroze.

Ovaj hormon bi mogao predstavljati lijek koji će u budućnosti biti učinkovit u borbi protiv tih patologija, međutim, danas gotovo da i nema radova koji pružaju znanstvene dokaze o njegovoj terapijskoj korisnosti.

S druge strane, nekoliko autora istražuje melatonin kao dobru supstancu u borbi protiv zablude kod starijih bolesnika. U nekim se slučajevima ova terapijska upotreba već pokazala učinkovitom.

Konačno, melatonin predstavlja druga istraživanja koja su nešto manje proučena, ali imaju dobre izglede za budućnost. Jedan od najpopularnijih slučajeva danas je uloga ovog hormona kao stimulativne tvari. Istraživanje je pokazalo da davanje melatonina subjektima s ADHD-om smanjuje vrijeme potrebno za zaspavanje.

Ostala terapijska područja istraživanja su glavobolja, poremećaji raspoloženja (gdje se pokazalo da je učinkovit u liječenju sezonskih afektivnih poremećaja), rak, žuč, pretilost, zaštita od zračenja i zujanje u ušima.

Reference

1. Cardinali DP, Brusco LI, Liberczuk C i sur. Uporaba melatonina kod Alzheimerove bolesti. Neuro endokrinol Lett 2002; 23: 20-23.
2. Conti A, Conconi S, Hertens E, Skwarlo-Sonta K, Markowska M, Maestroni JM. Dokaz za sintezu melatonina u stanicama koštane srži miša i ljudske srži. J Pineal Re. 2000; 28 (4): 193-202.
3. Poeggeler B, Balzer I, Hardeland R, Lerchl A. Pinealni hormon melatonin oscilira i u dinoflagelatnoj gonyaulax polyedri. Naturwissenschaften. 1991; 78, 268-9.
4. Reiter RJ, Pablos MI, Agapito TT i sur. Melatonin u kontekstu teorije starenja slobodnih radikala. Ann NY Acad Sci 1996; 786: 362-378.
5. Van Coevorden A, Mockel J, Laurent E. Neuroendokrini ritmi i spavanje kod starijih muškaraca. Am J Physiol. 1991; 260: E651-E661.
6. Zhadanova IV, Wurtman RJ, Regan MM i sur. Liječenje melatoninom za nesanicu povezanu s godinama. J Clin Endocrinol Metab 2001; 86: 4727-4730.