МЕЛАТОНИН: ХИМИЧНА СТРУКТУРА, ФУНКЦИЯ И ПРИЛОЖЕНИЯ - GEOGRAFÍA - 2025

В мелатонинът е хормон присъства в хора, животни, растения, гъби, бактерии и дори в някои водорасли. Научното му име е N-цетил-5-метокситриптамин и се синтезира от основна аминокиселина - триптофан.

Мелатонинът днес се счита за неврохормон, който се произвежда от пинеалоцити (вид клетка) на епифизата, мозъчна структура, която се намира в диенцефалона. Най-важната му функция е регулирането на ежедневния цикъл на съня, поради което в някои случаи се използва като лечение на нарушения на съня.

Молекула на мелатонин с химична формула

Епифизната жлеза генерира мелатонин под въздействието на супрахиазматичното ядро, регион на хипоталамуса, който получава информация от ретината за ежедневните модели на светло и тъмно.

Характеристики на мелатонина

Една от основните характеристики на тази молекула се крие в нейната биосинтеза, която е силно зависима от промените в осветлението на околната среда.

Хората изпитват постоянно генериране на мелатонин в мозъка си, което намалява значително до 30-годишна възраст. По същия начин, от юношеството калцификатите обикновено се появяват в епифизата, която се нарича corpora arenacea.

Синтезът на мелатонин частично се определя от околната осветление, благодарение на връзката му със супрахиазматичното ядро ​​на хипоталамуса. Тоест, колкото по-висока е светлината, толкова по-ниско е производството на мелатонин и колкото по-ниска е светлината, толкова по-високо е производството на този хормон.

Този факт подчертава важната роля, която мелатонинът играе за регулирането на съня на хората, както и значението на осветлението в този процес.

Вече е доказано, че мелатонинът има две основни функции: регулиране на биологичния часовник и намаляване на окислението. По същия начин дефицитът на мелатонин обикновено е придружен от симптоми като безсъние или депресия и може да причини постепенно ускоряване на стареенето.

Въпреки че мелатонинът е вещество, синтезирано от самия организъм, той може да се наблюдава и в определени храни като овес, череши, царевица, червено вино, домати, картофи, орехи или ориз.

По същия начин мелатонинът се продава днес в аптеки и парафармации с различни презентации и се използва като алтернатива на лечебни растения или лекарства, отпускани по лекарско предписание, за борба, главно с безсънието.

Биосинтез и метаболизъм

Мелатонинът е вещество, което биосинтезира от триптофан, основна аминокиселина, която идва от храната.

Химична структура на триптофан

По-специално триптофанът се преобразува директно в мелатонин чрез ензима триптофанхидроксилаза. Впоследствие това съединение се декарбоксилира и генерира серотонин.

Тъмнината активира невронната система, причинявайки производството на приток на невротрансмитер норепинефрин. Когато норепинефринът се свързва с b1 адренорецепторите върху пиналоцитите, аденил циклазата се активира.

По същия начин, чрез този процес, цикличният AMP се повишава и се получава нов синтез на арилалкиламин N-ацилтрансфераза (ензим на синтез на меланин). И накрая, чрез този ензим серотонинът се трансформира в меланин.

По отношение на метаболизма му мелатонинът е хормон, който се метаболизира в митохондриите и цихром р в хепатоцита и бързо се превръща в 6-хидроксимелатонин. По-късно се конюгира с глюкуронова киселина и се отделя с урината.

Мелатонин, епифизна жлеза и светлина

Когато очите получат слънчева светлина, производството на мелатонин в епифизната жлеза се инхибира и произведените хормони ни държат будни. От своя страна, когато очите не получават светлина, мелатонинът се произвежда в епифизната жлеза и човекът се уморява. Srruhh

Епифизната жлеза представлява структура, намираща се в центъра на малкия мозък, зад третата мозъчна камера. Тази структура съдържа пиналоцити, клетки, които генерират индоламини (мелатонин) и вазоактивни пептиди.

По този начин производството и секрецията на хормона мелатонин се стимулира от влакна на постганглионарния нерв на ретината. Тези нерви пътуват през ретинохипоталамичния тракт до супрахиазматичното ядро ​​(хипоталамус).

Когато се открият в супрахиазматичното ядро, влакната на постганглионарния нерв преминават по горния шиен ганглий, за да достигнат епифизата.

След като стигнат до епифизната жлеза, те стимулират синтеза на мелатонин, поради което тъмнината активира производството на мелатонин, докато светлината инхибира секрецията на този хормон.

Въпреки че външната светлина влияе върху производството на мелатонин, този фактор не определя цялостната функция на хормона. Тоест, циркадният ритъм на секрецията на мелатонин се контролира от ендогенен пейсмейкър, разположен в самото супрахиазматично ядро, който е независим от външните фактори.

Околната светлина обаче има способността да увеличава или забавя процеса по дозозависим начин. Мелатонинът навлиза в кръвта чрез дифузия, където достига пик между две и четири сутринта.

Впоследствие количеството мелатонин в кръвта постепенно намалява през остатъка от тъмния период.

Физиологични вариации

От друга страна, мелатонинът също представя физиологични вариации в зависимост от възрастта на човека. До три месеца живот човешкият мозък отделя ниски количества мелатонин.

Впоследствие синтезът на хормона се увеличава, достигайки концентрации от около 325 pg / mL през детството. При младите възрастни нормалната концентрация варира между 10 и 60 pg / mL и по време на стареенето производството на мелатонин намалява постепенно.

Фактори, които модулират секрецията на мелатонин

Влизането на светлина в SCN не позволява на епифизната жлеза да произвежда мелатонин и, обратно, производството и секрецията на мелатонин се увеличава в периода на тъмнината. Zhiqiang Ma, Yang Yang, Chongxi Fan, Jing Han, Dongjin Wang, Shouyin Di, Wei Hu, Dong Liu, Xiaofei Li, Russel J. Reiter и Xiaolong Yan

В момента елементите, които са способни да променят секрецията на мелатонин, могат да бъдат групирани в две различни категории: фактори на околната среда и ендогенни фактори.

Фактори на околната среда

Факторите на околната среда се формират главно от фотопериода (сезоните на слънчевия цикъл), сезоните на годината и температурата на околната среда.

Ендогенни фактори

По отношение на ендогенните фактори, стресът и възрастта изглежда са елементи, които могат да мотивират намаляване на производството на мелатонин.

Освободете модели

По същия начин са установени три различни модела на секреция на мелатонин: тип първи, тип два и тип три.

Моделът от секреция на мелатонин от първи тип се наблюдава при хамстерите и се характеризира с остър скок в секрецията.

Моделът тип два е типичен за плъховете албиноси, както и за хората. В този случай секрецията се характеризира с постепенно увеличаване до достигане на максимален секрет.

И накрая, спирката от тип три е наблюдавана при овцете, тя се характеризира и с постепенно увеличаване, но се различава от тип два, като достига максимално ниво на секреция и се задържа за известно време, докато започне да намалява.

Фармакокинетика

Мелатонинът е широко бионаличен хормон. Организмът не представя морфологични бариери за тази молекула, така че мелатонинът може да се абсорбира бързо през носната, оралната или стомашно-чревната лигавица.

По същия начин мелатонинът е хормон, който се разпределя вътреклетъчно във всички органели. Веднъж приложен, пиковото плазмено ниво се достига 20-30 минути по-късно. Тази концентрация се поддържа около час и половина и след това намалява бързо с период на полуразпад от 40 минути.

На ниво мозък мелатонинът се произвежда в епифизната жлеза и действа като ендокринен хормон, тъй като се освобождава в кръвта. Мозъчните региони на действие на мелатонин са хипокампусът, хипофизата, хипоталамусът и епифизата.

Пинеална жлеза. Нефрон

От друга страна, мелатонинът също се произвежда в ретината и в стомашно-чревния тракт, местата, където той действа като паракринен хормон. По същия начин, мелатонинът се разпределя от неврални участъци като половите жлези, червата, кръвоносните съдове и имунните клетки.

Характеристика

Основната функция на този хормон се крие в регулирането на биологичния часовник.

Памет и учене

Мелатониновите рецептори изглежда са важни в механизмите за учене и памет на мишки; този хормон може да промени електрофизиологичните процеси, свързани с паметта, като дългосрочно усилване.

Имунна система

От друга страна, мелатонинът влияе на имунната система и е свързан със състояния като СПИН, рак, стареене, сърдечно-съдови заболявания, ежедневни промени в ритъма, съня и някои психиатрични разстройства.

Развитие на патологии

Някои клинични проучвания показват, че мелатонинът също може да играе важна роля в развитието на патологии като мигрена и главоболие, тъй като този хормон е добър терапевтичен вариант за борба с тях.

От друга страна, доказано е, че мелатонинът намалява увреждането на тъканите, причинено от исхемия, както в мозъка, така и в сърцето.

Медицинска употреба

Множеството ефекти, които мелатонинът предизвиква върху физическото и церебралното функциониране на хората, както и способността за извличане на това вещество от определени храни, мотивира висока степен на изследване на неговата медицинска употреба.

Въпреки това, мелатонинът е одобрен само като лекарство за краткосрочно лечение на първично безсъние при хора над 55 години. В този смисъл скорошно проучване показа, че мелатонинът значително увеличава общото време за сън при хора, страдащи от недоспиване.

Изследване на мелатонин

Въпреки че единствената одобрена медицинска употреба на мелатонин е в краткосрочното лечение на първично безсъние, в момента се провеждат множество изследвания върху терапевтичните ефекти на това вещество.

По-конкретно се изследва ролята на мелатонина като терапевтичен инструмент за невродегенеративни заболявания като болестта на Алцхаймер, хорея на Хънтингтън, болестта на Паркинсон или ламиотерапия на латералната склероза.

Този хормон би могъл да представлява лекарство, което в бъдеще ще бъде ефективно за борба с тези патологии, но днес почти няма произведения, които да предоставят научни доказателства за неговата терапевтична полезност.

От друга страна, няколко автори изследват мелатонина като добро вещество за борба със заблудите при пациенти в напреднала възраст. В някои случаи тази терапевтична полезност вече е доказана като ефективна.

И накрая, мелатонинът представя други изследователски пътища, които са малко по-малко проучени, но с добри бъдещи перспективи. Един от най-популярните случаи днес е ролята на този хормон като стимулиращо вещество. Изследванията показват, че даването на мелатонин на субекти с ADHD намалява времето, необходимо за заспиване.

Други терапевтични области на изследване са главоболие, нарушения в настроението (където е доказано, че са ефективни за лечение на сезонни афективни разстройства), рак, жлъчка, затлъстяване, радиационна защита и шум в ушите.

Препратки

1. Cardinali DP, Brusco LI, Liberczuk C et al. Употребата на мелатонин при болестта на Алцхаймер. Neuro Endocrinol Lett 2002; 23: 20-23.
2. Conti A, Conconi S, Hertens E, Skwarlo-Sonta K, Markowska M, Maestroni JM. Доказателство за синтеза на мелатонин в клетки на мишки и човешки костен мозък. J Pineal Re. 2000; 28 (4): 193-202.
3. Poeggeler B, Balzer I, Hardeland R, Lerchl A. Пинеалният хормон мелатонин се колебае също и в динофлагелат Gonyaulax polyedra. Naturwissenschaften. 1991; 78, 268-9.
4. Reiter RJ, Pablos MI, Agapito TT et al. Мелатонин в контекста на теорията за стареенето на свободните радикали. Ann NY Acad Sci 1996; 786: 362-378.
5. Van Coevorden A, Mockel J, Laurent E. Невроендокринни ритми и сън при възрастни мъже. Am J Physiol. 1991; 260: E651-E661.
6. Жаданова IV, Wurtman RJ, Regan MM et al. Лечение на мелатонин при безсъние, свързано с възрастта. J Clin Endocrinol Metab 2001; 86: 4727-4730.