Melatonin kjemisk struktur, funksjon og bruksområder

1180
Robert Johnston

De melatonin Det er et hormon som finnes i mennesker, dyr, planter, sopp, bakterier og til og med noen alger. Dens vitenskapelige navn er N-cetyl-5-metoksytryptamin og det er syntetisert fra en essensiell aminosyre, tryptofan.

Melatonin regnes i dag som et neurohormon som produseres av pinealocytter (en type celle) i pinealkjertelen, en hjernestruktur som ligger i diencephalon. Den viktigste funksjonen er reguleringen av den daglige søvnsyklusen, og det er derfor den i noen tilfeller brukes som behandling for søvnproblemer.

Melatoninmolekyl med kjemisk formel

Pinealkjertelen genererer melatonin under påvirkning av den suprachiasmatiske kjernen, en region av hypothalamus som mottar informasjon fra netthinnen om daglige mønstre av lys og mørke.

Artikkelindeks

  • 1 Egenskaper ved melatonin
  • 2 Biosyntese og metabolisme
  • 3 melatonin, pinealkjertel og lys
    • 3.1 Fysiologiske variasjoner
  • 4 faktorer som modulerer melatoninsekresjon
    • 4.1 Miljøfaktorer
    • 4.2 Endogene faktorer
    • 4.3 Slipp mønstre
  • 5 Farmakokinetikk
  • 6 funksjoner
    • 6.1 Minne og læring
    • 6.2 Immunsystem
    • 6.3 Utvikling av patologier
  • 7 Medisinsk bruk
    • 7.1 Forskning på melatonin
  • 8 Referanser

Melatonin egenskaper

En av hovedegenskapene til dette molekylet ligger i biosyntese, som i stor grad avhenger av endringer i omgivende belysning..

Folk opplever en konstant generasjon av melatonin i hjernen, som avtar markant etter 30 år. Fra ungdomsårene produseres forkalkninger vanligvis i pinealkjertelen, som kalles corpora arenacea.

Melatoninsyntese bestemmes delvis av omgivende belysning, takket være forbindelsen til den suprachiasmatiske kjernen i hypothalamus. Det vil si at jo høyere lys, jo lavere produksjon av melatonin og jo lavere lys, jo høyere er produksjonen av dette hormonet..

Dette faktum fremhever den viktige rollen melatonin spiller for å regulere folks søvn, samt viktigheten av belysning i denne prosessen..

Melatonin har nå vist seg å ha to hovedfunksjoner: regulering av den biologiske klokken og redusering av oksidasjon. Likeledes ledsages melatoninunderskudd vanligvis av symptomer som søvnløshet eller depresjon, og kan føre til en gradvis akselerasjon av aldring.

Selv om melatonin er et stoff som er syntetisert av kroppen selv, kan det også observeres i visse matvarer som havre, kirsebær, mais, rødvin, tomater, poteter, valnøtter eller ris.

På samme måte selges melatonin i dag på apotek og parafarmakier med forskjellige presentasjoner og brukes som et alternativ til medisinplanter eller reseptbelagte medisiner for å bekjempe, hovedsakelig søvnløshet..

Biosyntese og metabolisme

Melatonin er et stoff som biosyntetiseres fra tryptofan, en essensiell aminosyre som kommer fra maten.

Kjemisk struktur av tryptofan

Spesielt omdannes tryptofan direkte til melatonin gjennom enzymet tryptofanhydroksylase. Deretter dekarboksyleres denne forbindelsen og genererer serotonin.

Mørke aktiverer nevronsystemet som forårsaker produksjon av en bølge av nevrotransmitteren noradrenalin. Når noradrenalin binder seg til b1-adreneseptorer på pinealocytter, blir adenylcyklase aktivert.

På samme måte økes syklisk AMP gjennom denne prosessen, og en ny syntese av arylalkylamin N-acyltransferase (melaninsynteseenzym) forårsakes. Til slutt, gjennom dette enzymet, blir serotonin transformert til melanin.

Når det gjelder metabolismen, er melatonin et hormon som metaboliseres i mitokondriene og cytchrome p i hepatocytten, og omdannes raskt til 6-hydroksymelatonin. Deretter konjugeres den med glukuronsyre og skilles ut i urinen..

Melatonin, pinealkjertel og lys

Når øynene får sollys, hemmes produksjonen av melatonin i pinealkjertelen, og hormonene som produseres holder oss våkne. Når øynene ikke mottar lys, blir melatonin i sin tur produsert i pinealkjertelen, og mennesket blir trøtt. Srruhh [CC BY-SA]

Pinealkjertelen er en struktur som ligger i midten av lillehjernen bak den tredje hjerneventrikkelen. Denne strukturen inneholder pinealocytter, celler som genererer indolaminer (melatonin) og vasoaktive peptider..

Dermed stimuleres produksjonen og utskillelsen av hormonet melatonin av fibre av netthinnenes postganglioniske nerve. Disse nervene beveger seg gjennom retinohypothalamikanalen til den suprachiasmatiske kjernen (hypothalamus).

Når de blir funnet i den suprachiasmatiske kjernen, krysser postganglioniske nervefibre den overlegne cervikale ganglion for å nå pinealkjertelen.

Når de når pinealkjertelen, stimulerer de syntesen av melatonin, og det er derfor mørket aktiverer produksjonen av melatonin mens lys hemmer utskillelsen av dette hormonet..

Selv om eksternt lys påvirker produksjonen av melatonin, bestemmer ikke denne faktoren hormonets generelle funksjon. Det vil si at den sirkadiske rytmen til melatoninsekresjon styres av en endogen pacemaker lokalisert i selve den suprachiasmatiske kjernen, som er uavhengig av eksterne faktorer..

Imidlertid har omgivende lys evnen til å øke eller redusere prosessen på en doseavhengig måte. Melatonin kommer inn i blodet ved diffusjon, hvor det topper mellom to og fire om morgenen.

Deretter reduseres mengden melatonin i blodet gradvis i resten av den mørke perioden..

Fysiologiske variasjoner

På den annen side presenterer melatonin også fysiologiske variasjoner avhengig av personens alder. Opptil tre måneders liv utskiller den menneskelige hjerne lave mengder melatonin.

Deretter øker syntesen av hormonet og når konsentrasjoner på ca. 325 pg / ml i barndommen. Hos unge voksne varierer den normale konsentrasjonen mellom 10 og 60 pg / ml, og under aldring avtar produksjonen av melatonin gradvis..

Faktorer som modulerer melatoninsekresjon

Inntreden av lys i SCN forhindrer pinealkjertelen i å produsere melatonin, og omvendt øker produksjonen og utskillelsen av melatonin i mørketiden. Zhiqiang Ma, Yang Yang, Chongxi Fan, Jing Han, Dongjin Wang, Shouyin Di, Wei Hu, Dong Liu, Xiaofei Li, Russel J. Reiter og Xiaolong Yan [CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by / 4.0)]

For tiden kan elementene som er i stand til å modifisere melatoninsekresjon grupperes i to forskjellige kategorier: miljøfaktorer og endogene faktorer..

Miljøfaktorer

Miljøfaktorene dannes hovedsakelig av fotoperioden (årstider i solsyklusen), årstidene og omgivelsestemperaturen..

Endogene faktorer

Når det gjelder endogene faktorer, synes både stress og alder å være elementer som kan motivere til en reduksjon i melatoninproduksjonen.

Slipp mønstre

På samme måte er det etablert tre forskjellige mønstre for melatoninsekresjon: type en, type to og type tre..

Type 1-mønsteret for melatoninsekresjon observeres i hamstere og er preget av en skarp topp i sekresjonen.

Type to-mønsteret er typisk for albinorottene, så vel som mennesker. I dette tilfellet er sekresjonen preget av en gradvis økning til den når den maksimale sekresjonstoppen..

Til slutt, type tre stopp er observert hos sau, den er også preget av å presentere en gradvis økning, men skiller seg fra type to ved å oppnå et maksimalt nivå av sekresjon og være en stund til den begynner å avta..

Farmakokinetikk

Melatonin er et vidt biotilgjengelig hormon. Kroppen har ikke morfologiske barrierer for dette molekylet, så melatonin kan absorberes raskt gjennom nese-, oral- eller gastrointestinalt slimhinne.

På samme måte er melatonin et hormon som fordeles intracellulært i alle organeller. Når det er gitt, oppnås det maksimale plasmanivået mellom 20 og 30 minutter senere. Denne konsentrasjonen opprettholdes i omtrent en og en halv time og avtar deretter raskt med en halveringstid på 40 minutter..

På hjernenivå produseres melatonin i pinealkjertelen og fungerer som et endokrin hormon, siden det frigjøres i blodet. Hjernens virkningsområder av melatonin er hippocampus, hypofysen, hypothalamus og pinealkjertelen.

Pinealkjertel. Nephron [CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

På den annen side produseres melatonin også i netthinnen og mage-tarmkanalen, steder der den fungerer som et parakrinhormon. På samme måte distribueres melatonin av ikke-nevrale regioner som gonader, tarm, blodkar og immunceller.

Funksjoner

Hovedfunksjonen til dette hormonet ligger i reguleringen av den biologiske klokken.

Minne og læring

Melatoninreseptorer ser ut til å være viktige i lærings- og hukommelsesmekanismene til mus; dette hormonet kan endre elektrofysiologiske prosesser assosiert med hukommelse, slik som langtidsforbedring.

Immunforsvar

På den annen side påvirker melatonin immunforsvaret og er relatert til tilstander som AIDS, kreft, aldring, kardiovaskulære sykdommer, daglige rytmeforandringer, søvn og visse psykiatriske lidelser.

Utvikling av patologier

Enkelte kliniske studier indikerer at melatonin også kan spille en viktig rolle i utviklingen av patologier som migrene og hodepine, siden dette hormonet er et godt terapeutisk alternativ for å bekjempe dem..

På den annen side er det bevist at melatonin reduserer vevskader forårsaket av iskemi, både på hjernenivå og i hjertet..

Medisinsk bruk

De mange effektene som melatonin forårsaker på den fysiske og cerebrale funksjonen til mennesker, samt evnen til å trekke ut dette stoffet fra visse matvarer, har motivert til en høy forskning på medisinsk bruk..

Imidlertid har melatonin bare blitt godkjent som et medikament for kortvarig behandling av primær søvnløshet hos personer over 55 år. Slik sett viste en nylig studie at melatonin signifikant økte total søvntid hos personer som led av søvnmangel.

Forskning på melatonin

Selv om den eneste godkjente medisinske bruken for melatonin er i kortvarig behandling av primær søvnløshet, utføres det for tiden flere undersøkelser av de terapeutiske effektene av dette stoffet..

Spesielt blir melatonins rolle som et terapeutisk verktøy for nevrodegenerative sykdommer som Alzheimers sykdom, Huntingtons chorea, Parkinsons sykdom eller amyotrof lateral sklerose undersøkt..

Dette hormonet kan utgjøre et medikament som i fremtiden vil være effektivt for å bekjempe disse patologiene, men i dag er det knapt noen arbeider som gir vitenskapelig bevis på dets terapeutiske nytte..

På den annen side undersøker flere forfattere melatonin som et godt stoff for å bekjempe vrangforestillinger hos eldre pasienter. I noen tilfeller har denne terapeutiske bruken allerede vist seg å være effektiv.

Til slutt presenterer melatonin andre forskningsmuligheter som er noe mindre studert, men med gode fremtidsutsikter. En av de mest populære tilfellene i dag er rollen som dette hormonet som et stimulerende stoff. Noen undersøkelser har vist at administrering av melatonin til personer med ADHD reduserer tiden det tar å sovne.

Andre terapeutiske forskningsområder er hodepine, stemningsforstyrrelser (hvor det har vist seg å være effektive i behandling av sesongmessig affektiv lidelse), kreft, galle, fedme, strålebeskyttelse og tinnitus..

Referanser

  1. Cardinali DP, Brusco LI, Liberczuk C et al. Bruk av melatonin i Alzheimers sykdom. 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 benmargsceller. J Pineal Re.2000; 28 (4): 193-202.
  3. Poeggeler B, Balzer I, Hardeland R, Lerchl A. Pinealhormon melatonin svinger også i dinoflagellat Gonyaulax polyedra. Naturwissenschaften. 1991; 78, 268-9.
  4. Reiter RJ, Pablos MI, Agapito TT et al. Melatonin i sammenheng med aldringens teorier om frie radikaler. Ann N og Acad Sci 1996; 786: 362-378.
  5. Van Coevorden A, Mockel J, Laurent E. Neuroendokrine rytmer og søvn hos aldrende menn. Er J Physiol. 1991; 260: E651-E661.
  6. Zhadanova IV, Wurtman RJ, Regan MM et al. Melatoninbehandling for aldersrelatert søvnløshet. J Clin Endocrinol Metab 2001; 86: 4727-4730.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.