Melatoninefysiologie, functies en medisch gebruik

de melatonine Het is een hormoon dat aanwezig is bij mensen, dieren, planten, schimmels, bacteriën en zelfs sommige algen. De wetenschappelijke naam is N-cetyl-5-methoxytryptamine en wordt gesynthetiseerd uit een essentieel aminozuur, tryptofaan.

Bij mensen en dieren wordt melatonine voornamelijk in de pijnappelklier geproduceerd en is het een basissubstantie voor een breed scala aan cellulaire, neuro-endocriene en neurofysiologische processen..

De belangrijkste functie van melatonine ligt in de regulatie van de dagelijkse slaapcyclus, daarom wordt het in sommige gevallen gebruikt als een behandeling voor slaapstoornissen.

Een van de belangrijkste kenmerken van dit molecuul ligt in de biosynthese, die in hoge mate afhankelijk is van veranderingen in de omgevingsverlichting.

Kenmerken van melatonine

Melatonine is een hormoon dat wordt uitgescheiden door de pijnappelklier, waarvan de ontdekking werd vastgesteld in 1917. Specifiek werd het bestaan ​​ervan vastgesteld door een onderzoek waarbij kikkervisjes werden gevoed met een extract van de pijnappelklier..

Bij toediening van het extract van de pijnappelklier werd het verschijnen van donkere vlekken op de huid van de dieren waargenomen, als gevolg van de samentrekking van de meláoforos.

Deze stof werd melatonine genoemd en werd voor de eerste keer een en veertig jaar na zijn ontdekking in 1958 geïsoleerd. Ongeveer tien jaar later werd de cyclische aard van zijn afscheiding en zijn vermogen om slaap te induceren beschreven..

Melatonine wordt nu beschouwd als een neurohormoon dat wordt geproduceerd door pinealocyten (een celtype) van de pijnappelklier, een hersenstructuur die zich in het diencephalon bevindt..

De pijnappelklier genereert melatonine onder invloed van de suprachiasmatische kern, een regio van de hypothalamus die informatie ontvangt van het netvlies over de dagelijkse patronen van licht en duisternis.

Mensen ervaren een constante generatie van melatonine in hun hersenen, die duidelijk afneemt tegen de leeftijd van 30 jaar. Evenzo komen uit de adolescentie calcificaties in de pijnappelklier meestal voor, die worden genoemd corpora arenacea.

De synthese van melatonine wordt mede bepaald door omgevingslicht, dankzij de verbinding met de suprachiasmatische kernen van de hypothalamus. Dat wil zeggen, hoe groter de verlichting, hoe lager de productie van melatonine en hoe lager de verlichting, hoe groter de productie van dit hormoon..

Dit feit benadrukt de belangrijke rol die melatonine speelt in de regulatie van de slaap van mensen, evenals het belang van verlichting in dit proces.

Momenteel is aangetoond dat melatonine twee hoofdfuncties heeft: de biologische klok regelen en de oxidatie verminderen. Evenzo gaan melatonine-tekorten meestal gepaard met symptomen zoals slapeloosheid of depressie en kunnen ze een geleidelijke versnelling van veroudering stimuleren.

Hoewel melatonine een stof is die wordt gesynthetiseerd door het lichaam zelf, kan het ook worden waargenomen in bepaalde voedingsmiddelen zoals haver, kersen, maïs, rode wijn, tomaten, aardappelen, noten of rijst.

Evenzo wordt melatonine tegenwoordig verkocht in apotheken en drogisterijen met verschillende presentaties en wordt het gebruikt als een alternatief voor medicinale planten of geneesmiddelen op recept om voornamelijk slapeloosheid te bestrijden..

fysiologie

De pijnappelklier is een structuur die zich in het centrum van het cerebellum bevindt, achter het derde hersenventrikel. Deze structuur bevat pinealocyten, cellen die indolaminen (melatonine) en vasoactieve peptiden genereren.

Aldus wordt de productie en uitscheiding van het hormoon melatonine gestimuleerd door vezels van de postganglionische zenuw van het netvlies. Deze zenuwen reizen door het retinohipothalamische stelsel naar de suprachiasmatische kern (hypothalamus).

Wanneer ze zich in de suprachiasmatische kern bevinden, passeren de vezels van de postganglionzenuw het superieure cervicale ganglion totdat ze de pijnappelklier bereiken.

Zodra ze de pijnappelklier bereiken, stimuleren ze de synthese van melatonine, reden waarom duisternis de aanmaak van melatonine activeert terwijl licht de afscheiding van dit hormoon remt.

Hoewel extern licht de productie van melatonine beïnvloedt, bepaalt deze factor niet het algehele functioneren van het hormoon.

Dat wil zeggen, het circadiane ritme van melatoninesecretie wordt geregeld door een endogene pacemaker die zich bevindt in de suprachiasmatische kern zelf, die onafhankelijk is van externe factoren.

Omgevingslicht heeft echter het vermogen om het proces dosisafhankelijk te verhogen of te herintegreren. Melatonine komt binnen door diffusie in de bloedbaan, waar het een concentratiepiek heeft tussen twee en vier in de ochtend.

Vervolgens neemt de hoeveelheid melatonine in de bloedbaan geleidelijk af gedurende de rest van de periode van duisternis.

Aan de andere kant vertoont melatonine ook fysiologische variaties afhankelijk van de leeftijd van de persoon. Tot drie maanden oud scheidt het menselijk brein kleine hoeveelheden melatonine af.

Vervolgens neemt de synthese van het hormoon toe en bereikt tijdens de kindertijd concentraties van ongeveer 325 pg / ml. Bij jonge volwassenen varieert de normale concentratie tussen 10 en 60 pg / ml en tijdens het ouder worden neemt de melatonineproductie geleidelijk af.

Biosynthese en metabolisme

Melatonine is een stof die wordt gebiosynthetiseerd uit tryptofaan, een essentieel aminozuur dat afkomstig is van voedsel.

Met name tryptofaan wordt direct omgezet in melatonine via het enzym tryptofaanhydroxylase. Vervolgens wordt deze verbinding gedecarboxyleerd en genereert het serotonine.

Zoals vermeld, activeert duisternis het neuronale systeem en motiveert de productie van norepinephrine-afgifte door neurotransmitters. Wanneer norepinephrine aan b1-adrenerge receptoren van pineallocyten bindt, is adenylcyclase geactiveerd.

Evenzo wordt cyclisch AMP door dit proces verhoogd en een nieuwe synthese van arylalkylamine N-acyltransferase (enzym van melaninesynthese) wordt gemotiveerd. Uiteindelijk wordt via dit enzym serotonine omgezet in melanine.

Met betrekking tot het metabolisme ervan is melatonine een hormoon dat wordt gemetaboliseerd in de mitochondria en het p-hepatocytencitrochroom en snel wordt omgezet in 6-hydroxymelatonine. Vervolgens wordt het geconjugeerd met glucuronzuur en uitgescheiden in de urine.

Factoren die de melatoninesecretie moduleren

Momenteel kunnen de elementen die in staat zijn om de secretie van melatonine te modificeren worden onderverdeeld in twee verschillende categorieën: omgevingsfactoren en endogene factoren.

De omgevingsfactoren worden hoofdzakelijk gevormd door de fotoperiode (seizoenen van de zonnecyclus), de seizoenen van het jaar en de omgevingstemperatuur.

Met betrekking tot de endogene factoren lijken zowel stress als leeftijd elementen te zijn die een verlaging van de productie van melatonine kunnen stimuleren..

Evenzo zijn drie verschillende patronen van melatoninesecretie vastgesteld: type één, type twee en type drie.

Het type één patroon van melatonine-uitscheiding wordt waargenomen bij hamsters en wordt gekenmerkt door een abrupte piek van uitscheiding.

Het patroon van type 2 is typerend voor de albinorat, maar ook voor de mens. In dit geval wordt de secretie gekenmerkt door een geleidelijke toename tot het bereiken van de maximale secretiepiek.

Tenslotte is het type drie stop waargenomen bij schapen, het wordt ook gekenmerkt door een geleidelijke toename maar het verschilt van type twee voor het bereiken van een maximaal niveau van uitscheiding en een tijdje blijven tot het begint te verminderen.

farmacokinetiek

Melatonine is een algemeen biologisch beschikbaar hormoon. Het organisme vertoont geen morfologische barrières voor dit molecuul, zodat melatonine snel kan worden opgenomen door het nasale, orale of gastro-intestinale slijmvlies..

Evenzo is melatonine een hormoon dat intracellulair in alle organellen wordt gedistribueerd. Na toediening wordt het maximale niveau in plasma bereikt tussen 20 en 30 minuten later. Deze concentratie wordt ongeveer anderhalf uur aangehouden en daalt vervolgens snel met een halfwaardetijd van 40 minuten.

Op hersenenniveau wordt melatonine geproduceerd in de pijnappelklier en werkt het als een endocrien hormoon, omdat het wordt vrijgegeven in de bloedbaan. De hersengebieden van de werking van melatonine zijn de hippocampus, hypofyse, hypothalamus en pijnappelklier.

Aan de andere kant wordt melatonine ook geproduceerd in het netvlies en in het maag-darmkanaal, plaatsen waar het werkt als een paracriene hormoon. Evenzo wordt melatonine verdeeld in niet-neurale gebieden zoals de geslachtsklieren, de ingewanden, bloedvaten en immuuncellen..

functies

Melatonine bevat specifieke, verzadigbare en omkeerbare receptoren, en haar actievestigingen hebben voornamelijk invloed op circadiane ritmen. Aan de andere kant beïnvloeden niet-orale melatoninereceptoren de reproductieve functie en hebben randapparatuur verschillende functies.

Melatonine-receptoren lijken belangrijk te zijn in de mechanismen van het leren en het geheugen van muizen, en er wordt verondersteld dat dit hormoon elektrofysiologische processen kan veranderen die samenhangen met geheugen, zoals potentiation op de lange termijn..

Aan de andere kant beïnvloedt melatonine het immuunsysteem en is het gerelateerd aan aandoeningen zoals AIDS, kanker, veroudering, hart- en vaatziekten, dagelijkse veranderingen in ritme, slaap en bepaalde psychiatrische stoornissen..

Sommige klinische studies geven aan dat melatonine ook een belangrijke rol kan spelen in de ontwikkeling van pathologieën zoals migraine en hoofdpijn, omdat dit hormoon een goede therapeutische optie is om ze te bestrijden..

Aan de andere kant is het bewezen dat melatonine weefselschade veroorzaakt door ischemie, zowel in de hersenen als in het hart, vermindert.

Ten slotte is nu bekend dat melatonine werkt op het immuunsysteem, hoewel de details over de effecten enigszins verwarrend zijn. In deze zin lijkt melatonine de productie van immunoglobuline en de stimulering van fagocyten te veroorzaken.

De functies van melatonine zijn dus veel en gevarieerd, zowel op hersenniveau als op het niveau van het lichaam. De belangrijkste functie van dit hormoon ligt echter in de regulatie van de biologische klok.

Medisch gebruik

De meervoudige effecten die melatonine veroorzaakt op het fysieke en cerebrale functioneren van mensen, evenals het vermogen om deze stof uit bepaalde voedingsmiddelen te extraheren, heeft een hoog niveau van onderzoek naar het medische gebruik gemotiveerd..

Melatonine is echter alleen goedgekeurd als medicijn voor de kortdurende behandeling van eerste graads slapeloosheid bij mensen ouder dan 55 jaar. In deze zin toonde een recente studie aan dat melatonine de totale slaaptijd significant verhoogde bij mensen die lijden aan slaapgebrek.

Onderzoek naar melatonine

Hoewel het enige goedgekeurde medische gebruik voor melatonine ligt in de kortetermijnbehandeling van primaire slapeloosheid, zijn er momenteel meerdere onderzoeken gaande naar de therapeutische effecten van deze stof..

Specifiek wordt de rol van melatonine als een therapeutisch hulpmiddel voor neurodegeneratieve ziekten zoals de ziekte van Alzheimer, de ziekte van Huntington, de ziekte van Parkinson of amyotrofische laterale sclerose onderzocht..

Er wordt verondersteld dat dit hormoon een medicijn kan zijn dat in de toekomst effectief zal zijn in het bestrijden van deze pathologieën, maar vandaag zijn er nauwelijks onderzoeken die wetenschappelijk bewijs leveren over het therapeutisch nut ervan..

Aan de andere kant plaatsen verschillende auteurs melatonine als een goede stof om wanen bij oudere patiënten te bestrijden. In sommige gevallen is dit therapeutische nut al effectief gebleken.

Ten slotte presenteert melatonine andere onderzoekspaden die iets minder bestudeerd zijn, maar met goede toekomstperspectieven.

Een van de meest bloeiende gevallen van vandaag is de rol van dit hormoon als stimulerende stof. Sommige onderzoeken hebben aangetoond dat het toedienen van melatonine aan personen met ADHD de tijd vermindert die nodig is om in slaap te vallen.

Andere therapeutische onderzoeksgebieden zijn hoofdpijn, stemmingsstoornissen (waar is aangetoond dat het effectief is voor de behandeling van seizoensgebonden affectieve stoornissen), kanker, gal, obesitas, bescherming tegen straling en tinnitus..

referenties

1. Cardinali DP, Brusco LI, Liberczuk C et al. Het gebruik van melatonine bij de ziekte van Alzheimer. Neuro Endocrinol Lett 2002; 23: 20-23.

2. Conti A, Conconi S, Hertens E, Skwarlo-Sonta K, Markowska M, Maestroni JM. Bewijs voor melatoninesynthese in beenmergcellen van muizen en mensen. J Pineal Re. 2000; 28 (4): 193-202.

3. Poeggeler B, Balzer I, Hardeland R, Lerchl A. Pijnappelklier hormoon melatonine oscilleert ook in de dinoflagellate Gonyaulax polyedra. Naturwissenschaften. 1991; 78, 268-9.

4. Reiter RJ, Pablos MI, Agapito TT et al. Melatonine in de context van de vrije radicalen theorie van veroudering. Ann N Y Acad Sci 1996; 786: 362-378.

5. Van Coevorden A, Mockel J, Laurent E. Neuroendocriene ritmes en slaap bij oudere mannen. Am J Physiol. 1991; 260: E651-E661.

6. Zhadanova IV, Wurtman RJ, Regan MM et al. Melatoninebehandeling voor aan leeftijd gerelateerde slapeloosheid. J Clin Endocrinol Metab 2001; 86: 4727-4730.