MELATONINA: STRUTTURA CHIMICA, FUNZIONE E USI - GEOGRAFÍA - 2025

La melatonina è un ormone presente nell'uomo, negli animali, nelle piante, nei funghi, nei batteri e persino in alcune alghe. Il suo nome scientifico è N-cetil-5-metossitriptamina ed è sintetizzato da un amminoacido essenziale, il triptofano.

La melatonina è oggi considerata un neuroormone prodotto dai pinealociti (un tipo di cellula) della ghiandola pineale, una struttura cerebrale che si trova nel diencefalo. La sua funzione più importante è la regolazione del ciclo del sonno quotidiano, motivo per cui viene utilizzato in alcuni casi come trattamento per i disturbi del sonno.

Molecola di melatonina con formula chimica

La ghiandola pineale genera melatonina sotto l'influenza del nucleo soprachiasmatico, una regione dell'ipotalamo che riceve informazioni dalla retina sui modelli quotidiani di luce e buio.

Caratteristiche della melatonina

Una delle caratteristiche principali di questa molecola risiede nella sua biosintesi, che dipende in gran parte dai cambiamenti nell'illuminazione ambientale.

Le persone sperimentano una generazione costante di melatonina nel cervello, che diminuisce notevolmente all'età di 30 anni. Allo stesso modo, dall'adolescenza le calcificazioni di solito si verificano nella ghiandola pineale, che sono chiamate corpora arenacea.

La sintesi della melatonina è in parte determinata dall'illuminazione ambientale, grazie alla sua connessione con il nucleo soprachiasmatico dell'ipotalamo. Cioè, maggiore è la luce, minore è la produzione di melatonina e minore è la luce, maggiore è la produzione di questo ormone.

Questo fatto evidenzia il ruolo importante che la melatonina svolge nella regolazione del sonno delle persone, nonché l'importanza dell'illuminazione in questo processo.

La melatonina ha ora dimostrato di avere due funzioni principali: regolare l'orologio biologico e ridurre l'ossidazione. Allo stesso modo, i deficit di melatonina sono solitamente accompagnati da sintomi come insonnia o depressione e potrebbero causare una graduale accelerazione dell'invecchiamento.

Sebbene la melatonina sia una sostanza sintetizzata dall'organismo stesso, può essere osservata anche in alcuni alimenti come avena, ciliegie, mais, vino rosso, pomodori, patate, noci o riso.

Allo stesso modo, la melatonina viene oggi venduta in farmacie e parafarmacie con diverse presentazioni e viene utilizzata come alternativa alle piante medicinali o ai farmaci da prescrizione per combattere, principalmente, l'insonnia.

Biosintesi e metabolismo

La melatonina è una sostanza biosintetizzata dal triptofano, un amminoacido essenziale che proviene dal cibo.

Struttura chimica del triptofano

In particolare, il triptofano viene convertito direttamente in melatonina attraverso l'enzima triptofanidrossilasi. Successivamente, questo composto viene decarbossilato e genera serotonina.

L'oscurità attiva il sistema neuronale provocando la produzione di un'ondata del neurotrasmettitore norepinefrina. Quando la noradrenalina si lega agli adrenocettori b1 sui pinealociti, viene attivata l'adenil ciclasi.

Allo stesso modo, attraverso questo processo, l'AMP ciclico viene aumentato e viene provocata una nuova sintesi di arilalchilammina N-aciltransferasi (enzima di sintesi della melanina). Infine, attraverso questo enzima, la serotonina si trasforma in melanina.

Per quanto riguarda il suo metabolismo, la melatonina è un ormone che viene metabolizzato nei mitocondri e nel citocromo p negli epatociti e viene rapidamente convertito in 6-idrossimelatonina. Successivamente, viene coniugato con acido glucuronico ed è escreto nelle urine.

Melatonina, ghiandola pineale e luce

Quando gli occhi ricevono la luce solare, la produzione di melatonina nella ghiandola pineale viene inibita e gli ormoni prodotti ci tengono svegli. A sua volta, quando gli occhi non ricevono luce, la melatonina viene prodotta nella ghiandola pineale e l'essere umano si stanca. Srruhh

La ghiandola pineale è una struttura che si trova al centro del cervelletto, dietro il terzo ventricolo cerebrale. Questa struttura contiene pinealociti, cellule che generano indolamine (melatonina) e peptidi vasoattivi.

Pertanto, la produzione e la secrezione dell'ormone melatonina viene stimolata dalle fibre del nervo postganglionico della retina. Questi nervi viaggiano attraverso il tratto retinoipotalamico fino al nucleo soprachiasmatico (ipotalamo).

Quando si trovano nel nucleo soprachiasmatico, le fibre nervose postgangliari attraversano il ganglio cervicale superiore per raggiungere la ghiandola pineale.

Una volta raggiunta la ghiandola pineale, stimolano la sintesi della melatonina, motivo per cui l'oscurità attiva la produzione di melatonina mentre la luce inibisce la secrezione di questo ormone.

Sebbene la luce esterna influenzi la produzione di melatonina, questo fattore non determina la funzione complessiva dell'ormone. Cioè, il ritmo circadiano della secrezione di melatonina è controllato da un pacemaker endogeno situato nel nucleo soprachiasmatico stesso, che è indipendente da fattori esterni.

Tuttavia, la luce ambientale ha la capacità di aumentare o rallentare il processo in modo dose-dipendente. La melatonina entra nel flusso sanguigno per diffusione, dove raggiunge il picco tra le due e le quattro del mattino.

Successivamente, la quantità di melatonina nel flusso sanguigno diminuisce gradualmente durante il resto del periodo di buio.

Variazioni fisiologiche

D'altra parte, la melatonina presenta anche variazioni fisiologiche a seconda dell'età della persona. Fino a tre mesi di vita, il cervello umano secerne basse quantità di melatonina.

Successivamente, la sintesi dell'ormone aumenta, raggiungendo concentrazioni di circa 325 pg / mL durante l'infanzia. Nei giovani adulti la concentrazione normale varia tra 10 e 60 pg / mL e durante l'invecchiamento la produzione di melatonina diminuisce gradualmente.

Fattori che modulano la secrezione di melatonina

L'ingresso della luce nel SCN impedisce alla ghiandola pineale di produrre melatonina e, al contrario, la produzione e la secrezione di melatonina aumenta durante il periodo di oscurità. Zhiqiang Ma, Yang Yang, Chongxi Fan, Jing Han, Dongjin Wang, Shouyin Di, Wei Hu, Dong Liu, Xiaofei Li, Russel J. Reiter e Xiaolong Yan

Attualmente, gli elementi in grado di modificare la secrezione di melatonina possono essere raggruppati in due diverse categorie: fattori ambientali e fattori endogeni.

Fattori ambientali

I fattori ambientali sono formati principalmente dal fotoperiodo (stagioni del ciclo solare), dalle stagioni dell'anno e dalla temperatura ambiente.

Fattori endogeni

Per quanto riguarda i fattori endogeni, sia lo stress che l'età sembrano essere elementi che possono motivare una riduzione della produzione di melatonina.

Schemi di rilascio

Allo stesso modo, sono stati stabiliti tre diversi modelli di secrezione di melatonina: tipo uno, tipo due e tipo tre.

Il modello di secrezione di melatonina di tipo uno è visto nei criceti ed è caratterizzato da un forte picco nella secrezione.

Il modello di tipo due è tipico del ratto albino, così come degli umani. In questo caso la secrezione è caratterizzata da un graduale aumento fino a raggiungere il picco massimo di secrezione.

Infine, negli ovini è stato osservato lo stop di tipo tre, anch'esso caratterizzato dal presentare un aumento graduale ma si differenzia dal tipo due raggiungendo un livello massimo di secrezione e rimanendo per un po 'fino a quando non inizia a diminuire.

farmacocinetica

La melatonina è un ormone ampiamente biodisponibile. Il corpo non presenta barriere morfologiche per questa molecola, quindi la melatonina può essere assorbita rapidamente attraverso la mucosa nasale, orale o gastrointestinale.

Allo stesso modo, la melatonina è un ormone distribuito intracellulare in tutti gli organelli. Una volta somministrato, il livello plasmatico di picco viene raggiunto 20-30 minuti dopo. Questa concentrazione viene mantenuta per circa un'ora e mezza e poi diminuisce rapidamente con un'emivita di 40 minuti.

A livello cerebrale, la melatonina viene prodotta nella ghiandola pineale e agisce come un ormone endocrino, poiché viene rilasciata nel flusso sanguigno. Le regioni di azione cerebrale della melatonina sono l'ippocampo, l'ipofisi, l'ipotalamo e la ghiandola pineale.

Ghiandola pineale. nefrone

D'altra parte, la melatonina viene prodotta anche nella retina e nel tratto gastrointestinale, luoghi dove agisce come un ormone paracrino. Allo stesso modo, la melatonina è distribuita da regioni non neurali come le gonadi, l'intestino, i vasi sanguigni e le cellule immunitarie.

Caratteristiche

La funzione principale di questo ormone risiede nella regolazione dell'orologio biologico.

Memoria e apprendimento

I recettori della melatonina sembrano essere importanti nei meccanismi di apprendimento e memoria dei topi; questo ormone potrebbe alterare i processi elettrofisiologici associati alla memoria, come il potenziamento a lungo termine.

Sistema immunitario

D'altra parte, la melatonina influenza il sistema immunitario ed è correlata a condizioni come l'AIDS, il cancro, l'invecchiamento, le malattie cardiovascolari, i cambiamenti del ritmo quotidiano, il sonno e alcuni disturbi psichiatrici.

Sviluppo di patologie

Alcuni studi clinici indicano che la melatonina potrebbe anche svolgere un ruolo importante nello sviluppo di patologie come l'emicrania e il mal di testa, poiché questo ormone è una buona opzione terapeutica per combatterli.

D'altra parte, è stato dimostrato che la melatonina riduce i danni ai tessuti causati dall'ischemia, sia nel cervello che nel cuore.

Uso medico

I molteplici effetti che la melatonina provoca sul funzionamento fisico e cerebrale delle persone, così come la capacità di estrarre questa sostanza da determinati alimenti, ha motivato un alto grado di ricerca sul suo utilizzo medico.

Tuttavia, la melatonina è stata approvata solo come farmaco per il trattamento a breve termine dell'insonnia primaria nelle persone di età superiore ai 55 anni. In questo senso, uno studio recente ha dimostrato che la melatonina ha aumentato significativamente il tempo totale di sonno nelle persone che soffrivano di privazione del sonno.

Ricerca sulla melatonina

Sebbene l'unico uso medico approvato per la melatonina sia nel trattamento a breve termine dell'insonnia primaria, sono attualmente in corso molteplici indagini sugli effetti terapeutici di questa sostanza.

Nello specifico, è allo studio il ruolo della melatonina come strumento terapeutico per malattie neurodegenerative come il morbo di Alzheimer, la corea di Huntington, il morbo di Parkinson o la sclerosi laterale amiotrofica.

Questo ormone potrebbe costituire un farmaco che in futuro sarà efficace per combattere queste patologie, tuttavia, oggi non esistono quasi più lavori che forniscano prove scientifiche sulla sua utilità terapeutica.

D'altra parte, diversi autori studiano la melatonina come una buona sostanza per combattere i deliri nei pazienti anziani. In alcuni casi, questa utilità terapeutica si è già dimostrata efficace.

Infine, la melatonina presenta altre strade di ricerca che sono un po 'meno studiate ma con buone prospettive future. Uno dei casi più popolari oggi è il ruolo di questo ormone come sostanza stimolante. La ricerca ha dimostrato che somministrare melatonina a soggetti con ADHD riduce il tempo necessario per addormentarsi.

Altre aree terapeutiche di ricerca sono il mal di testa, i disturbi dell'umore (dove si è dimostrato efficace per il trattamento del disturbo affettivo stagionale), il cancro, la bile, l'obesità, la radioprotezione e l'acufene.

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