MELATONIN: KEMISK STRUKTUR, FUNKTION OG ANVENDELSER - GEOGRAFIA - 2025

Den melatonin er et hormon til stede i mennesker, dyr, planter, svampe, bakterier og endda i visse alger. Dets videnskabelige navn er N-cetyl-5-methoxytryptamin og det syntetiseres fra en essentiel aminosyre, tryptophan.

Melatonin betragtes i dag som en neurohormon, der produceres af pinealocytter (en type celle) i pinealkirtlen, en hjernestruktur, der er placeret i diencephalon. Dens vigtigste funktion er reguleringen af ​​den daglige søvncyklus, hvorfor den i nogle tilfælde bruges som en behandling af søvnforstyrrelser.

Melatonin-molekyle med kemisk formel

Pinealkirtlen genererer melatonin under påvirkning af den suprakiasmatiske kerne, et område i hypothalamus, der modtager information fra nethinden om daglige mønstre af lys og mørke.

Melatonin-egenskaber

Et af de vigtigste egenskaber ved dette molekyle ligger i dets biosyntese, som er meget afhængig af ændringer i omgivelsesbelysningen.

Mennesker oplever en konstant generation af melatonin i deres hjerne, hvilket falder markant efter 30 år. På samme måde forekommer forkalkninger normalt i pinealkirtlen, der kaldes corpora arenacea.

Syntesen af ​​melatonin bestemmes delvis af omgivende belysning takket være dens forbindelse med den suprakiasmatiske kerne i hypothalamus. Det vil sige, jo højere lys, jo lavere er produktionen af ​​melatonin og jo lavere lys, jo højere er produktionen af ​​dette hormon.

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

Melatonin har nu vist sig at have to hovedfunktioner: regulering af det biologiske ur og reduktion af oxidation. Ligeledes ledsages melatoninunderskud normalt af symptomer som søvnløshed eller depression og kan medføre en gradvis acceleration af aldring.

Selvom melatonin er et stof, der er syntetiseret af kroppen selv, kan det også ses i visse fødevarer, såsom havre, kirsebær, majs, rødvin, tomater, kartofler, valnødder eller ris.

Ligeledes sælges melatonin i dag på apoteker og parafarmakker med forskellige præsentationer og bruges som et alternativ til medicinalplanter eller receptpligtige lægemidler til hovedsageligt at bekæmpe søvnløshed.

Biosyntese og metabolisme

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

Tryptophans kemiske struktur

Specifikt omdannes tryptophan direkte til melatonin gennem enzymet tryptophanhydroxylase. Efterfølgende dekarboxyleres denne forbindelse og genererer serotonin.

Mørke aktiverer det neuronale system, der forårsager produktionen af ​​en bølge af neurotransmitteren norepinephrin. Når norepinephrin binder til B1-adrenoceptorer på pinealocytter, aktiveres adenylcyclase.

Ligeledes øges gennem denne proces cyklisk AMP, og der forårsages en ny syntese af arylalkylamin N-acyltransferase (enzym af melaninsyntesen). Endelig transformeres serotonin gennem dette enzym til melanin.

Med hensyn til dets metabolisme er melatonin et hormon, der metaboliseres i mitochondria og cytchrom p i hepatocytten og omdannes hurtigt til 6-hydroxymelatonin. Senere konjugeres det med glucuronsyre og udskilles i urinen.

Melatonin, pinealkirtel og lys

Når øjnene modtager sollys, hæmmes produktionen af ​​melatonin i pinealkirtlen, og de producerede hormoner holder os vågne. Når øjnene ikke modtager lys, produceres melatonin i pinealkirtlen, og mennesket bliver træt. Srruhh

Pinealkirtlen er en struktur, der findes i midten af ​​lillehjernen bag den tredje cerebrale ventrikel. Denne struktur indeholder pinealocytter, celler, der genererer indolaminer (melatonin) og vasoaktive peptider.

Således stimuleres produktionen og sekretionen af ​​hormonet melatonin af fibre i nethindens postganglioniske nerv. Disse nerver bevæger sig gennem retinohypothalamisk kanal til den suprakiasmatiske kerne (hypothalamus).

Når de findes i den suprakiasmatiske kerne, krydser de postganglioniske nervefibre den overlegne cervikale ganglion for at nå pinealkirtlen.

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

Selvom eksternt lys påvirker produktionen af ​​melatonin, bestemmer denne faktor ikke hormonets overordnede funktion. Det vil sige, den døgnrytme af melatoninsekretion styres af en endogen pacemaker placeret i selve den suprakiasmatiske kerne, som er uafhængig af eksterne faktorer.

Omgivende lys har imidlertid evnen til at forøge eller bremse processen på en dosisafhængig måde. Melatonin kommer ind i blodomløbet ved diffusion, hvor det topper sig mellem to og fire om morgenen.

Derefter falder mængden af ​​melatonin i blodomløbet gradvist i løbet af resten af ​​den mørke periode.

Fysiologiske variationer

På den anden side præsenterer melatonin også fysiologiske variationer afhængig af personens alder. Op til tre måneder af livet udskiller den menneskelige hjerne lave mængder melatonin.

Derefter stiger syntesen af ​​hormonet og når koncentrationer på ca. 325 pg / ml i løbet af barndommen. Hos unge voksne ligger den normale koncentration mellem 10 og 60 pg / ml, og under aldring falder produktionen af ​​melatonin gradvist.

Faktorer, der modulerer melatoninsekretion

Indtræden af ​​lys i SCN forhindrer pinealkirtlen i at producere melatonin, og omvendt øges produktionen og udskillelsen af ​​melatonin i mørkeperioden. Zhiqiang Ma, Yang Yang, Chongxi Fan, Jing Han, Dongjin Wang, Shouyin Di, Wei Hu, Dong Liu, Xiaofei Li, Russel J. Reiter og Xiaolong Yan

For tiden kan de elementer, der er i stand til at ændre melatoninsekretion, grupperes i to forskellige kategorier: miljøfaktorer og endogene faktorer.

Miljømæssige faktorer

Miljøfaktorer dannes hovedsageligt af fotoperioden (årstider i solcyklussen), årstiderne og den omgivende temperatur.

Endogene faktorer

Med hensyn til endogene faktorer synes både stress og alder at være elementer, der kan motivere til reduktion i melatoninproduktionen.

Slip mønstre

Ligeledes er der etableret tre forskellige mønstre af melatoninsekretion: type en, type to og type tre.

Det ene mønster af melatoninsekretion ses i hamstere og er kendetegnet ved en skarp piggsekretion.

Mønster af type to er typisk for albino rotten såvel som mennesker. I dette tilfælde er sekretionen karakteriseret ved en gradvis stigning, indtil den maksimale sekretionstop nås.

Endelig er type tre stop observeret hos får, det er også kendetegnet ved at udvise en gradvis stigning, men adskiller sig fra type to ved at nå et maksimalt sekretionsniveau og opholde sig i et stykke tid, indtil det begynder at falde.

Farmakokinetik

Melatonin er et bredt biotilgængeligt hormon. Kroppen præsenterer ikke morfologiske barrierer for dette molekyle, så melatonin kan absorberes hurtigt gennem den nasale, orale eller gastrointestinale slimhinde.

Ligeledes er melatonin et hormon, der distribueres intracellulært i alle organeller. Når det er administreret, nås det maksimale plasmaniveau 20-30 minutter senere. Denne koncentration opretholdes i cirka halvanden time og falder derefter hurtigt med en halveringstid på 40 minutter.

På hjerneniveau produceres melatonin i pinealkirtlen og fungerer som et endokrin hormon, da det frigøres i blodbanen. Melatonins virkning af hjerneområder er hippocampus, hypofyse, hypothalamus og pinealkirtel.

Pinealkirtlen. nephron

På den anden side produceres melatonin også i nethinden og i mave-tarmkanalen, steder, hvor det fungerer som et paracrinhormon. Ligeledes distribueres melatonin af ikke-neurale regioner såsom gonader, tarmen, blodkar og immunceller.

Funktioner

Hormonets vigtigste funktion ligger i reguleringen af ​​det biologiske ur.

Hukommelse og læring

Melatoninreceptorer ser ud til at være vigtige i lærings- og hukommelsesmekanismer hos mus; dette hormon kan ændre elektrofysiologiske processer forbundet med hukommelse, såsom langtidsforbedring.

Immunsystem

På den anden side påvirker melatonin immunforsvaret og er relateret til tilstande som AIDS, kræft, aldring, hjerte-kar-sygdomme, daglige rytmeforandringer, søvn og visse psykiatriske lidelser.

Udvikling af patologier

Visse kliniske studier indikerer, at melatonin også kunne spille en vigtig rolle i udviklingen af ​​patologier, såsom migræne og hovedpine, da dette hormon er en god terapeutisk mulighed for at bekæmpe dem.

På den anden side har melatonin vist sig at reducere vævsskader forårsaget af iskæmi, både i hjernen og i hjertet.

Medicinsk brug

De mange effekter, melatonin forårsager på fysisk og cerebral funktion af mennesker, samt evnen til at udvinde dette stof fra visse fødevarer har motiveret til en høj grad af forskning i dets medicinske anvendelse.

Melatonin er imidlertid kun godkendt som et lægemiddel til kortvarig behandling af primær søvnløshed hos mennesker over 55 år. I denne forstand viste en nylig undersøgelse, at melatonin forøgede den samlede søvntid signifikant hos mennesker, der led af søvnmangel.

Forskning i melatonin

Selvom den eneste godkendte medicinske anvendelse af melatonin er i kortvarig behandling af primær søvnløshed, er der i øjeblikket i gang flere undersøgelser af dette stofs terapeutiske virkning.

Specifikt undersøges melatonins rolle som et terapeutisk værktøj til neurodegenerative sygdomme, såsom Alzheimers sygdom, Huntingtons chorea, Parkinsons sygdom eller amyotrof lateral sklerose.

Dette hormon kan udgøre et lægemiddel, som i fremtiden vil være effektivt til at bekæmpe disse patologier, men i dag er der næppe nogen værker, der giver videnskabelig dokumentation for dets terapeutiske anvendelighed.

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

Endelig præsenterer melatonin andre forskningsmuligheder, der er noget mindre studeret, men med gode fremtidsudsigter. Et af de mest populære tilfælde i dag er dette hormons rolle som et stimulerende stof. Forskning har vist, at det at give melatonin til personer med ADHD reducerer den tid, det tager at falde i søvn.

Andre terapeutiske forskningsområder er hovedpine, humørforstyrrelser (hvor det har vist sig at være effektivt til behandling af sæsonbestemt affektiv lidelse), kræft, galden, fedme, strålingsbeskyttelse og tinnitus.

Referencer

1. Cardinali DP, Brusco LI, Liberczuk C et al. Anvendelse 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 menneskelige knoglemarvsceller. J Pineal Re. 2000; 28 (4): 193-202.
3. Poeggeler B, Balzer I, Hardeland R, Lerchl A. Pinealhormon melatonin oscillerer også i dinoflagellatet Gonyaulax polyedra. Naturwissenschaften. 1991; 78, 268-9.
4. Reiter RJ, Pablos MI, Agapito TT et al. Melatonin i forbindelse med den frie radikale teori om aldring. Ann NY Acad Sci 1996; 786: 362-378.
5. Van Coevorden A, Mockel J, Laurent E. Neuroendocrine rytmer og sove hos aldrende mænd. Am J Physiol. 1991; 260: E651-E661.
6. Zhadanova IV, Wurtman RJ, Regan MM et al. Melatoninbehandling ved aldersrelateret søvnløshed. J Clin Endocrinol Metab 2001; 86: 4727-4730.