MELATONINE: CHEMISCHE STRUCTUUR, FUNCTIE EN TOEPASSINGEN - GEOGRAFÍA - 2026

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

Melatonine wordt tegenwoordig beschouwd als een neurohormoon dat wordt geproduceerd door pinealocyten (een soort cel) van de pijnappelklier, een hersenstructuur die zich in het diencephalon bevindt. De belangrijkste functie is de regulering van de dagelijkse slaapcyclus, daarom wordt het in sommige gevallen gebruikt als behandeling voor slaapstoornissen.

Melatonine molecuul met chemische formule

De pijnappelklier maakt melatonine aan onder invloed van de suprachiasmatische kern, een gebied van de hypothalamus dat informatie van het netvlies ontvangt over dagelijkse patronen van licht en donker.

Melatonine-kenmerken

Een van de belangrijkste kenmerken van dit molecuul ligt in zijn biosynthese, die sterk afhankelijk is van veranderingen in omgevingslicht.

Mensen ervaren een constante aanmaak van melatonine in hun hersenen, die op de leeftijd van 30 aanzienlijk afneemt. Evenzo treden vanaf de adolescentie calcificaties meestal op in de pijnappelklier, die corpora arenacea worden genoemd.

De synthese van melatonine wordt mede bepaald door omgevingslicht, dankzij de verbinding met de suprachiasmatische kern van de hypothalamus. Dat wil zeggen, hoe hoger het licht, hoe lager de productie van melatonine en hoe lager het licht, hoe hoger de productie van dit hormoon.

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

Van melatonine is nu aangetoond dat het twee hoofdfuncties heeft: het reguleren van de biologische klok en het verminderen van oxidatie. Evenzo gaan melatoninetekorten meestal gepaard met symptomen zoals slapeloosheid of depressie, en kunnen ze een geleidelijke versnelling van veroudering veroorzaken.

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

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

Biosynthese en metabolisme

Melatonine is een stof die biosynthetiseert uit tryptofaan, een essentieel aminozuur dat uit voedsel komt.

Chemische structuur van tryptofaan

Specifiek wordt tryptofaan direct omgezet in melatonine via het enzym tryptofaanhydroxylase. Deze verbinding wordt vervolgens gedecarboxyleerd en genereert serotonine.

Duisternis activeert het neuronale systeem en veroorzaakt de productie van een golf van de neurotransmitter norepinefrine. Wanneer norepinefrine zich bindt aan b1-adrenoceptoren op pinealocyten, wordt adenylcyclase geactiveerd.

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

Wat betreft zijn metabolisme: melatonine is een hormoon dat wordt gemetaboliseerd in de mitochondriën en cytchroom p in de hepatocyt, en snel wordt omgezet in 6-hydroxymelatonine. Later wordt het geconjugeerd met glucuronzuur en uitgescheiden in de urine.

Melatonine, pijnappelklier en licht

Wanneer de ogen zonlicht krijgen, wordt de productie van melatonine in de pijnappelklier geremd en houden de geproduceerde hormonen ons wakker. Op zijn beurt, wanneer de ogen geen licht ontvangen, wordt melatonine geproduceerd in de pijnappelklier en wordt de mens moe. Srruhh

De pijnappelklier is een structuur die in het midden van het cerebellum wordt gevonden, achter het derde hersenventrikel. Deze structuur bevat pinealocyten, cellen die indolamines (melatonine) en vasoactieve peptiden aanmaken.

Zo wordt de productie en afscheiding van het hormoon melatonine gestimuleerd door vezels van de postganglionische zenuw van het netvlies. Deze zenuwen reizen door het retinohypothalamische kanaal naar de suprachiasmatische kern (hypothalamus).

Wanneer ze worden aangetroffen in de suprachiasmatische kern, doorkruisen de postganglionische zenuwvezels het superieure cervicale ganglion om de pijnappelklier te bereiken.

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

Hoewel extern licht de aanmaak van melatonine beïnvloedt, bepaalt deze factor niet de algehele functie van het hormoon. Dat wil zeggen, het circadiane ritme van de melatoninesecretie wordt gecontroleerd door een endogene pacemaker in de suprachiasmatische kern zelf, die onafhankelijk is van externe factoren.

Omgevingslicht heeft echter de mogelijkheid om het proces dosisafhankelijk te versnellen of te vertragen. Melatonine komt door diffusie in de bloedbaan terecht, waar het 's ochtends tussen twee en vier uur een piek bereikt.

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

Fysiologische variaties

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

Vervolgens neemt de synthese van het hormoon toe tot concentraties van ongeveer 325 pg / ml tijdens de kindertijd. Bij jongvolwassenen varieert de normale concentratie tussen 10 en 60 pg / ml en tijdens het ouder worden neemt de aanmaak van melatonine geleidelijk af.

Factoren die de afscheiding van melatonine moduleren

Het binnendringen van licht in de SCN voorkomt dat de pijnappelklier melatonine aanmaakt en omgekeerd neemt de productie en afscheiding van melatonine toe tijdens de periode van duisternis. Zhiqiang Ma, Yang Yang, Chongxi Fan, Jing Han, Dongjin Wang, Shouyin Di, Wei Hu, Dong Liu, Xiaofei Li, Russel J.Reiter en Xiaolong Yan

Momenteel kunnen de elementen die in staat zijn de melatoninesecretie te wijzigen, worden gegroepeerd in twee verschillende categorieën: omgevingsfactoren en endogene factoren.

Omgevingsfactoren

Omgevingsfactoren worden voornamelijk gevormd door de fotoperiode (seizoenen van de zonnecyclus), de seizoenen van het jaar en de omgevingstemperatuur.

Endogene factoren

Wat betreft endogene factoren, lijken zowel stress als leeftijd elementen te zijn die een vermindering van de melatonineproductie kunnen motiveren.

Laat patronen los

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

Het type 1 patroon van melatoninesecretie wordt gezien bij hamsters en wordt gekenmerkt door een scherpe piek in secretie.

Het type twee-patroon is typerend voor de albinorat, evenals voor mensen. In dit geval wordt de secretie gekenmerkt door een geleidelijke toename tot het bereiken van de maximale secretiepiek.

Ten slotte is de type drie stop waargenomen bij schapen, deze wordt ook gekenmerkt door een geleidelijke toename, maar verschilt van type twee door het bereiken van een maximaal niveau van secretie en een tijdje te blijven totdat het begint af te nemen.

Farmacokinetiek

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

Evenzo is melatonine een hormoon dat intracellulair in alle organellen wordt verspreid. Na toediening wordt de piekplasmaconcentratie 20-30 minuten later bereikt. Deze concentratie wordt ongeveer anderhalf uur gehandhaafd en neemt dan snel af met een halfwaardetijd van 40 minuten.

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

Pijnappelklier. Nephron

Aan de andere kant wordt melatonine ook geproduceerd in het netvlies en in het maagdarmkanaal, plaatsen waar het werkt als een paracriene hormoon. Evenzo wordt melatonine gedistribueerd door niet-neurale regio's zoals de geslachtsklieren, de darm, bloedvaten en immuuncellen.

Kenmerken

De belangrijkste functie van dit hormoon ligt in de regulering van de biologische klok.

Geheugen en leren

Melatoninereceptoren lijken belangrijk te zijn in de leer- en geheugenmechanismen van muizen; dit hormoon zou elektrofysiologische processen die verband houden met het geheugen, zoals verbetering op de lange termijn, kunnen veranderen.

Immuunsysteem

Anderzijds beïnvloedt melatonine het immuunsysteem en is het gerelateerd aan aandoeningen als aids, kanker, veroudering, hart- en vaatziekten, dagelijkse ritmeveranderingen, slaap en bepaalde psychiatrische stoornissen.

Ontwikkeling van pathologieën

Bepaalde klinische onderzoeken geven aan dat melatonine ook een belangrijke rol zou kunnen spelen bij het ontstaan ​​van pathologieën zoals migraine en hoofdpijn, aangezien dit hormoon een goede therapeutische optie is om ze te bestrijden.

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

Medisch gebruik

De vele effecten die melatonine veroorzaakt op het fysieke en cerebrale functioneren van mensen, evenals het vermogen om deze stof uit bepaalde voedingsmiddelen te halen, hebben geleid tot veel onderzoek naar het medische gebruik ervan.

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

Onderzoek naar melatonine

Hoewel de enige goedgekeurde medische toepassing van melatonine de kortdurende behandeling van primaire slapeloosheid betreft, lopen er momenteel meerdere onderzoeken naar de therapeutische effecten van deze stof.

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

Dit hormoon zou een medicijn kunnen zijn dat in de toekomst effectief zal zijn om deze pathologieën te bestrijden, maar vandaag zijn er nauwelijks werken die wetenschappelijk bewijs leveren over de therapeutische bruikbaarheid ervan.

Aan de andere kant onderzoeken verschillende auteurs melatonine als een goede stof om waanideeën bij oudere patiënten te bestrijden. In sommige gevallen is reeds aangetoond dat dit therapeutische nut effectief is.

Ten slotte presenteert melatonine andere onderzoekswegen die iets minder bestudeerd zijn, maar met goede toekomstperspectieven. Een van de meest populaire gevallen van tegenwoordig is de rol van dit hormoon als stimulerende stof. Onderzoek heeft aangetoond dat het geven van melatonine aan personen met ADHD de tijd verkort die nodig is om in slaap te vallen.

Andere therapeutische onderzoeksgebieden zijn hoofdpijn, stemmingsstoornissen (waarvan is aangetoond dat het effectief is voor de behandeling van seizoensgebonden affectieve stoornissen), kanker, gal, zwaarlijvigheid, stralingsbescherming 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 de synthese van melatonine in muis- en menselijke beenmergcellen. J Pineal Re.2000; 28 (4): 193-202.
3. Poeggeler B, Balzer I, Hardeland R, Lerchl A. Pijnappelklierhormoon melatonine oscilleert ook in het dinoflagellaat Gonyaulax polyedra. Naturwissenschaften. 1991; 78, 268-9.
4. Reiter RJ, Pablos MI, Agapito TT et al. Melatonine in de context van de verouderingstheorie van vrije radicalen. Ann NY Acad Sci 1996; 786: 362-378.
5. Van Coevorden A, Mockel J, Laurent E. Neuro-endocriene ritmes en slaap bij oudere mannen. Ben J Physiol. 1991; 260: E651-E661.
6. Zhadanova IV, Wurtman RJ, Regan MM et al. Melatoninebehandeling voor leeftijdsgebonden slapeloosheid. J Clin Endocrinol Metab 2001; 86: 4727-4730.