MELATONIN: KEMIČNA ZGRADBA, DELOVANJE IN UPORABE - GEOGRAFÍA - 2026

Melatonin je hormon prisotna v ljudi, živali, rastline, glive, bakterije in celo v nekaterih algah. Njegovo znanstveno ime je N-cetil-5-metoksitriptamin in se sintetizira iz esencialne aminokisline, triptofana.

Melatonin danes velja za nevrohormon, ki ga proizvajajo pinealociti (vrsta celice) pinealne žleze, možganske strukture, ki se nahaja v diencefalonu. Njegova najpomembnejša funkcija je uravnavanje dnevnega spalnega cikla, zato se v nekaterih primerih uporablja kot zdravljenje motenj spanja.

Moletonina molekula s kemijsko formulo

Pinealna žleza ustvarja melatonin pod vplivom suprahijazmatičnega jedra, območja hipotalamusa, ki od mrežnice prejema informacije o dnevnih vzorcih svetlobe in temne.

Značilnosti melatonina

Ena glavnih značilnosti te molekule je v njeni biosintezi, ki je močno odvisna od sprememb osvetlitve okolice.

Ljudje v svojih možganih doživljajo konstantno nastajanje melatonina, ki se do 30. leta izrazito zmanjša. Prav tako se iz adolescence običajno pojavljajo kalcifikacije v pinealni žlezi, ki jih imenujemo corpora arenacea.

Sinteza melatonina je delno določena z zunanjo osvetlitvijo, zahvaljujoč njegovi povezavi s suprahijazmatičnim jedrom hipotalamusa. To pomeni, da višja kot je svetloba, manjša je proizvodnja melatonina in nižja svetloba, večja je proizvodnja tega hormona.

To dejstvo poudarja pomembno vlogo, ki jo ima melatonin pri urejanju spanja ljudi, pa tudi pomen osvetlitve v tem procesu.

Zdaj se je pokazalo, da ima melatonin dve glavni funkciji: uravnavanje biološke ure in zmanjšanje oksidacije. Prav tako pomanjkanje melatonina običajno spremljajo simptomi, kot sta nespečnost ali depresija, in lahko povzročijo postopno pospeševanje staranja.

Čeprav je melatonin snov, ki jo telo sintetizira sam, ga lahko opazimo tudi v nekaterih živilih, kot so oves, češnje, koruza, rdeče vino, paradižnik, krompir, orehi ali riž.

Prav tako se melatonin danes prodaja v lekarnah in parafarmakah z različnimi predstavitvami in se uporablja kot alternativa zdravilnim rastlinam ali zdravilom na recept za boj proti večinoma nespečnosti.

Biosinteza in presnova

Melatonin je snov, ki biosintezira iz triptofana, esencialne aminokisline, ki prihaja iz hrane.

Kemična zgradba triptofana

Natančneje, triptofan se z encimom triptofanhidroksilaza neposredno pretvori v melatonin. Nato se ta spojina dekarboksilira in tvori serotonin.

Mrak aktivira nevronski sistem, kar povzroči nastanek sunka nevrotransmiterja norepinefrina. Ko se norepinefrin veže na b1 adrenoceptorje na pinealocite, se aktivira adenil ciklaza.

Prav tako se s tem postopkom poveča ciklični AMP in povzroči se nova sinteza arilalkilamin N-aciltransferaze (encima sinteze melanina). Končno se s pomočjo tega encima serotonin pretvori v melanin.

Melatonin je glede njegove presnove hormon, ki se presnavlja v mitohondrijih in citokromu p v hepatocitu in se hitro pretvori v 6-hidroksimelatonin. Kasneje se konjugira z glukuronsko kislino in se izloči z urinom.

Melatonin, pinealna žleza in svetloba

Ko oči dobijo sončno svetlobo, se proizvodnja melatonina v pinealni žlezi zavira in proizvedeni hormoni nas ohranjajo budne. Ko oči ne prejemajo svetlobe, se v pinealni žlezi proizvaja melatonin in človek se utrudi. Srruhh

Pinealna žleza je zgradba, ki jo najdemo v središču možganov, za tretjim možganskim prekatom. Ta struktura vsebuje pinealocite, celice, ki ustvarjajo indolamine (melatonin) in vazoaktivne peptide.

Tako proizvodnja in izločanje hormona melatonina spodbujajo vlakna postganglionskega živca mrežnice. Ti živci potujejo skozi retinohipotalamični trakt do suprahijazmatičnega jedra (hipotalamusa).

Ko jih najdemo v suprahijazmatičnem jedru, vlakna postganglionskega živca prečkajo vrhunski cervikalni ganglion in dosežejo pinealno žlezo.

Ko dosežejo pinealno žlezo, spodbudijo sintezo melatonina, zato tema aktivira proizvodnjo melatonina, medtem ko svetloba zavira izločanje tega hormona.

Čeprav zunanja svetloba vpliva na proizvodnjo melatonina, ta dejavnik ne določa celotne funkcije hormona. To pomeni, da cirkadiani ritem izločanja melatonina nadzira endogeni spodbujevalnik, ki se nahaja v samem suprahijazmatičnem jedru, neodvisen od zunanjih dejavnikov.

Toda zunanja svetloba lahko poveča postopek ali upočasni postopek odvisno od odmerka. Melatonin v difuzijo vstopi v krvni obtok, kjer doseže vrh med dvema in štirimi zjutraj.

Kasneje se količina melatonina v krvnem obtoku postopoma zmanjšuje v preostalem temnem obdobju.

Fiziološke razlike

Po drugi strani pa melatonin predstavlja tudi fiziološke razlike glede na starost osebe. Do treh mesecev življenja človeški možgani izločajo nizke količine melatonina.

Nato se sinteza hormona poveča, pri čemer v otroštvu doseže koncentracijo približno 325 pg / ml. Pri mladih odraslih se normalna koncentracija giblje med 10 in 60 pg / ml, med staranjem pa se proizvodnja melatonina postopoma zmanjšuje.

Dejavniki, ki modulirajo izločanje melatonina

Vstop svetlobe v SCN preprečuje, da bi pinealna žleza proizvajala melatonin, in nasprotno, proizvodnja in izločanje melatonina se povečata v temi teme. Zhiqiang Ma, Yang Yang, Chongxi Fan, Jing Han, Dongjin Wang, Shouyin Di, Wei Hu, Dong Liu, Xiaofei Li, Russel J. Reiter in Xiaolong Yan

Trenutno lahko elemente, ki lahko spremenijo izločanje melatonina, združimo v dve različni kategoriji: okoljski dejavniki in endogeni dejavniki.

Okoljski dejavniki

Okoljski dejavniki tvorijo predvsem fotoperiod (letni čas sončnega cikla), letni časi in temperatura okolja.

Endogeni dejavniki

Kar zadeva endogene dejavnike, se zdi, da sta stres in starost elementi, ki lahko motivirata za zmanjšanje proizvodnje melatonina.

Sprostite vzorce

Prav tako so bili ugotovljeni trije različni vzorci izločanja melatonina: tip ena, druga dva in vrsta tri.

Vzorec izločanja melatonina prvega tipa je opazen pri hrčkih in zaznamuje ga oster izliv izločanja.

Vzorec tipa dva je značilen za podgane albino in tudi ljudi. V tem primeru je za sekrecijo značilno postopno povečanje, dokler ne dosežemo največjega vrha izločanja.

Nazadnje je pri ovcah opaziti zaustavitev tipa tri, značilno je tudi, da se postopno povečuje, vendar se od vrste dva razlikuje po tem, da doseže največjo stopnjo izločanja in ostane nekaj časa, dokler se ne začne zmanjševati.

Farmakokinetika

Melatonin je hormon, ki je široko razpoložljiv. Telo ne predstavlja morfoloških ovir za to molekulo, zato se melatonin lahko hitro absorbira skozi nosno, ustno ali prebavilno sluznico.

Prav tako je melatonin hormon, ki se porazdeli znotraj celic v vseh organelih. Ko je enkrat uporabljen, se najvišja raven plazme doseže 20-30 minut kasneje. Ta koncentracija se vzdržuje približno uro in pol, nato pa se hitro zmanjša, razpolovna doba 40 minut.

Na ravni možganov se melatonin proizvaja v pinealni žlezi in deluje kot endokrini hormon, saj se sprošča v krvni obtok. Možganska območja delovanja melatonina so hipokampus, hipofiza, hipotalamus in pinealna žleza.

Pinealna žleza. Nefron

Po drugi strani se melatonin proizvaja tudi v mrežnici in v prebavilih, kjer deluje kot parakrinski hormon. Prav tako se melatonin porazdeli po nevronskih regijah, kot so žleze, črevesje, krvne žile in imunske celice.

Lastnosti

Glavna funkcija tega hormona je v uravnavanju biološke ure.

Spomin in učenje

Melatoninski receptorji so pomembni v mehanizmih učenja in spomina miši; ta hormon lahko spremeni elektrofiziološke procese, povezane s spominom, na primer dolgotrajno izboljšanje.

Imunski sistem

Po drugi strani melatonin vpliva na imunski sistem in je povezan s stanji, kot so AIDS, rak, staranje, bolezni srca in ožilja, dnevne spremembe ritma, spanje in nekatere psihiatrične motnje.

Razvoj patologij

Določene klinične študije kažejo, da bi lahko imel melatonin tudi pomembno vlogo pri razvoju patologij, kot so migrene in glavoboli, saj je ta hormon dobra terapevtska možnost za boj proti njim.

Po drugi strani pa je dokazano, da melatonin zmanjšuje poškodbe tkiv, ki jih povzroča ishemija, tako v možganih kot v srcu.

Medicinska uporaba

Številni učinki, ki jih melatonin povzroča na telesno in možgansko delovanje ljudi, pa tudi sposobnost izvlečenja te snovi iz nekaterih živil je motiviralo visoko stopnjo raziskav njene medicinske uporabe.

Vendar je bil melatonin odobren le kot zdravilo za kratkotrajno zdravljenje primarne nespečnosti pri ljudeh, starejših od 55 let. V tem smislu je nedavna raziskava pokazala, da je melatonin znatno povečal skupni čas spanja pri ljudeh, ki so trpeli zaradi pomanjkanja spanja.

Raziskave melatonina

Čeprav je melatonin edina odobrena medicinska uporaba pri kratkotrajnem zdravljenju primarne nespečnosti, trenutno poteka več raziskav o terapevtskih učinkih te snovi.

Natančneje se preučuje vloga melatonina kot terapevtskega orodja za nevrodegenerativne bolezni, kot so Alzheimerjeva bolezen, Huntingtonova koreja, Parkinsonova bolezen ali amiotrofična lateralna skleroza.

Ta hormon bi lahko pomenil zdravilo, ki bo v prihodnosti učinkovito za boj proti tem patologijam, vendar danes skoraj ni nobenega dela, ki bi zagotovilo znanstvene dokaze o njegovi terapevtski uporabnosti.

Po drugi strani več avtorjev raziskuje melatonin kot dobro snov za boj proti zablodi pri starejših bolnikih. V nekaterih primerih se je ta terapevtski pripomoček že izkazal za učinkovitega.

Nazadnje, melatonin predstavlja tudi druge raziskovalne poti, ki so nekoliko manj raziskane, vendar imajo dobre prihodnosti. Eden najbolj priljubljenih primerov danes je vloga tega hormona kot spodbudne snovi. Raziskave so pokazale, da dajanje melatonina osebam z ADHD skrajša čas, potreben za zaspanje.

Druga terapevtska področja raziskav so glavobol, motnje razpoloženja (kjer se je izkazalo, da so učinkoviti za zdravljenje sezonskih afektivnih motenj), rak, žolč, debelost, zaščita pred sevanjem in tinitus.

Reference

1. Cardinali DP, Brusco LI, Liberczuk C et al. Uporaba melatonina pri Alzheimerjevi bolezni. Neuro Endocrinol Lett 2002; 23: 20–23.
2. Conti A, Conconi S, Hertens E, Skwarlo-Sonta K, Markowska M, Maestroni JM. Dokazi za sintezo melatonina v mišjih in celicah kostnega mozga človeka. J Pineal Re. 2000; 28 (4): 193–202.
3. Poeggeler B, Balzer I, Hardeland R, Lerchl A. Pinealni hormon melatonin niha tudi v poliedri dinoflagelata Gonyaulax. Naturwissenschaften. 1991; 78, 268–9.
4. Reiter RJ, Pablos MI, Agapito TT in sod. Melatonin v okviru teorije prostih radikalov staranja. Ann NY Acad Sci 1996; 786: 362-378.
5. Van Coevorden A, Mockel J, Laurent E. Nevroendokrini ritmi in spanec pri starajočih se moških. Am J Physiol. 1991; 260: E651-E661.
6. Zhadanova IV, Wurtman RJ, Regan MM et al. Zdravljenje z melatoninom za nespečnost, povezano s starostjo. J Clin Endocrinol Metab 2001; 86: 4727-4730.