Melatonins kemiske struktur, funktion og anvendelser

3467
Basil Manning

Det melatonin Det er et hormon, der findes i mennesker, dyr, planter, svampe, bakterier og endda nogle alger. Dens videnskabelige navn er N-cetyl-5-methoxytryptamin, og det syntetiseres fra en essentiel aminosyre, tryptophan.

Melatonin betragtes i dag som et 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 det i nogle tilfælde bruges som en behandling af søvnforstyrrelser.

Melatoninmolekyle med kemisk formel

Pinealkirtlen genererer melatonin under indflydelse af den suprachiasmatiske kerne, en region i hypothalamus, der modtager information fra nethinden om daglige mønstre af lys og mørke.

Artikelindeks

  • 1 Egenskaber ved melatonin
  • 2 Biosyntese og stofskifte
  • 3 Melatonin, pinealkirtel og lys
    • 3.1 Fysiologiske variationer
  • 4 faktorer, der modulerer melatoninsekretion
    • 4.1 Miljøfaktorer
    • 4.2 Endogene faktorer
    • 4.3 Frigør mønstre
  • 5 Farmakokinetik
  • 6 funktioner
    • 6.1 Hukommelse og læring
    • 6.2 Immunsystem
    • 6.3 Udvikling af patologier
  • 7 Medicinsk brug
    • 7.1 Forskning i melatonin
  • 8 Referencer

Melatonin egenskaber

Et af de vigtigste kendetegn ved dette molekyle ligger i dets biosyntese, som i høj grad afhænger af ændringer i omgivende belysning..

Folk oplever en konstant generation af melatonin i deres hjerne, som falder markant efter 30 år. Fra ungdomsårene produceres forkalkninger ligeledes i pinealkirtlen, som kaldes corpora arenacea.

Melatoninsyntese bestemmes delvist af omgivende belysning takket være dens forbindelse til den suprachiasmatiske kerne i hypothalamus. Jo højere lys, jo lavere produktion af melatonin og jo lavere lys, desto højere produktion af dette hormon..

Denne kendsgerning fremhæver den vigtige rolle, som melatonin spiller i reguleringen af ​​folks søvn, samt vigtigheden 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 forårsage en gradvis acceleration af aldring.

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

Ligeledes sælges melatonin i dag på apoteker og parafarmacier med forskellige præsentationer og bruges som et alternativ til lægeplanter eller receptpligtige lægemidler til bekæmpelse, hovedsageligt søvnløshed.

Biosyntese og stofskifte

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

Kemisk struktur af tryptophan

Specifikt omdannes tryptophan direkte til melatonin gennem enzymet tryptophanhydroxylase. Derefter decarboxyleres denne forbindelse og genererer serotonin.

Mørke aktiverer det neuronale system, der forårsager produktionen af ​​en bølge af neurotransmitteren noradrenalin. Når noradrenalin binder til b1-adrenoceptorer på pinealocytter, aktiveres adenylcyclase.

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

Med hensyn til dets metabolisme er melatonin et hormon, der metaboliseres i mitokondrier og cytchrom p i hepatocyt og omdannes hurtigt til 6-hydroxymelatonin. Derefter 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 vågen. Når øjnene ikke modtager lys, produceres der igen melatonin i pinealkirtlen, og mennesket bliver træt. Srruhh [CC BY-SA]

Pinealkirtlen er en struktur, der er placeret 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 udskillelsen af ​​hormonet melatonin af fibre i nethinden eftergangs-nerve. Disse nerver bevæger sig gennem retinohypothalamisk kanal til den suprachiasmatiske kerne (hypothalamus).

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

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

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

Imidlertid har omgivende lys evnen til at øge eller bremse processen på en dosisafhængig måde. Melatonin kommer ind i blodbanen ved diffusion, hvor den topper mellem to og fire om morgenen.

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

Fysiologiske variationer

På den anden side præsenterer melatonin også fysiologiske variationer afhængigt af personens alder. Op til tre måneders liv udskiller den menneskelige hjerne små mængder melatonin.

Derefter øges syntesen af ​​hormonet og når koncentrationer på ca. 325 pg / ml i 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

Indtrængning 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 [CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by / 4.0)]

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

Miljømæssige faktorer

Miljøfaktorerne dannes hovedsageligt af fotoperioden (årstider i solcyklussen), årstiderne og miljøtemperaturen..

Endogene faktorer

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

Slip mønstre

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

Type 1 mønster af melatoninsekretion observeres i hamstere og er kendetegnet ved en skarp spids i sekretion.

Type to mønster er typisk for albino rotter såvel som mennesker. I dette tilfælde er sekretionen karakteriseret ved en gradvis stigning, indtil den maksimale sekretionstop når..

Endelig er stop type 3 blevet observeret hos får, det er også kendetegnet ved at præsentere en gradvis stigning, men adskiller sig fra type to ved at nå et maksimalt niveau af sekretion og forblive et stykke tid, indtil det begynder at falde..

Farmakokinetik

Melatonin er et bredt biotilgængeligt hormon. Kroppen har ikke morfologiske barrierer for dette molekyle, så melatonin kan hurtigt absorberes gennem nasal, oral eller gastrointestinal slimhinde.

Ligeledes er melatonin et hormon, der fordeles intracellulært i alle organeller. Når det er administreret, nås det maksimale plasmaniveau mellem 20 og 30 minutter senere. Denne koncentration opretholdes i cirka en og en halv 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 frigives i blodbanen. Melatonins virkningsområder i hjernen er hippocampus, hypofysen, hypothalamus og pinealkirtlen.

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

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

Funktioner

Hormonets hovedfunktion ligger i reguleringen af ​​det biologiske ur.

Hukommelse og læring

Melatoninreceptorer synes at være vigtige i lærings- og hukommelsesmekanismerne hos mus; dette hormon kunne ændre elektrofysiologiske processer forbundet med hukommelse, såsom langtidsforbedring.

Immunsystem

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

Udvikling af patologier

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

På den anden side er det bevist, at melatonin reducerer vævsskader forårsaget af iskæmi, både på hjerneniveau og i hjertet.

Medicinsk brug

De mange virkninger, som melatonin forårsager på menneskers fysiske og cerebrale funktion, samt evnen til at udvinde dette stof fra visse fødevarer har motiveret en høj forskning i dets medicinske anvendelse..

Imidlertid er melatonin 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 signifikant øgede den samlede søvntid hos mennesker, der led af søvnmangel.

Forskning på melatonin

Selvom den eneste godkendte medicinske anvendelse af melatonin er i kortvarig behandling af primær søvnløshed, udføres der i øjeblikket flere undersøgelser af de terapeutiske virkninger af dette stof..

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, der 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 nytte..

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 anvendelighed allerede vist sig at være effektiv.

Endelig præsenterer melatonin andre forskningsveje, der er lidt mindre undersøgt, men med gode fremtidsudsigter. Et af de mest populære tilfælde i dag er dette hormons rolle som et stimulerende stof. Nogle undersøgelser har vist, at indgivelse af melatonin til personer med ADHD reducerer den nødvendige tid til at falde i søvn.

Andre terapeutiske forskningsområder er hovedpine, stemningsforstyrrelser (hvor det har vist sig at være effektiv til behandling af sæsonbetinget affektiv lidelse), kræft, galde, fedme, strålingsbeskyttelse og tinnitus..

Referencer

  1. Cardinali DP, Brusco LI, Liberczuk C et al. Anvendelsen 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 humane knoglemarvsceller. 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 sammenhæng med aldringens teori 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 mænd. Er J Physiol. 1991; 260: E651-E661.
  6. Zhadanova IV, Wurtman RJ, Regan MM et al. Melatoninbehandling mod aldersrelateret søvnløshed. J Clin Endocrinol Metab 2001; 86: 4727-4730.

Endnu ingen kommentarer