Melatonina: estrutura, função e usos químicos

A melatonina é uma hormona presente em seres humanos, animais, plantas, fungos, bactérias e mesmo em algumas algas. Seu nome científico é N-cetil-5-metoxitriptamina e é sintetizado a partir de um aminoácido essencial, o triptofano.

Hoje, a melatonina é considerada um neurohormônio produzido pelos pinealócitos (um tipo de célula) da glândula pineal, uma estrutura cerebral localizada no diencéfalo. Sua função mais importante é a regulação do ciclo diário do sono, razão pela qual é usado em alguns casos como tratamento para distúrbios do sono.

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Molécula de melatonina com fórmula química

A glândula pineal gera melatonina sob a influência do núcleo supraquiasmático, uma região do hipotálamo que recebe informações da retina sobre os padrões diários de luz e escuridão.

Características da melatonina

Uma das principais características desta molécula reside na sua biossíntese, que depende em grande parte das mudanças na iluminação ambiente.

As pessoas experimentam uma geração constante de melatonina no cérebro, que diminui acentuadamente aos 30 anos de idade. Além disso, na adolescência, geralmente ocorrem calcificações na glândula pineal, chamadas corpos corpóreos .

A síntese da melatonina é parcialmente determinada pela iluminação ambiente, graças à sua conexão com o núcleo supraquiasmático do hipotálamo. Ou seja, quanto maior a iluminação, menor a produção de melatonina e menos iluminação, maior a produção desse hormônio.

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Esse fato destaca o importante papel que a melatonina desempenha na regulação do sono das pessoas, bem como a relevância da iluminação nesse processo.

Atualmente, foi demonstrado que a melatonina tem duas funções principais: regular o relógio biológico e reduzir a oxidação. Da mesma forma, os déficits de melatonina geralmente são acompanhados de sintomas como insônia ou depressão e podem causar uma aceleração gradual do envelhecimento.

Embora a melatonina seja uma substância sintetizada pelo próprio corpo, ela também pode ser observada em certos alimentos, como aveia, cerejas, milho, vinho tinto, tomate, batata, nozes ou arroz.

Além disso, a melatonina é vendida hoje em farmácias e parafarmácias com diferentes apresentações e é usada como uma alternativa a plantas medicinais ou medicamentos prescritos para combater principalmente a insônia.

Biossíntese e metabolismo

A melatonina é uma substância que biossintetiza a partir do triptofano, um aminoácido essencial que vem dos alimentos.

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Estrutura química do triptofano

Especificamente, o triptofano é convertido diretamente em melatonina através da enzima triptofano hidroxilase. Posteriormente, este composto descarboxila e gera serotonina.

A escuridão ativa o sistema neuronal causa a produção de uma descarga do neurotransmissor norepinefrina. Quando a noradrenalina se liga aos receptores adrenérgicos b1 dos pinealócitos, a adenil ciclase é ativada.

Da mesma forma, esse processo aumenta o AMP cíclico e causa uma nova síntese da arilalquilamina N-aciltransferase (enzima de síntese da melanina). Finalmente, através desta enzima, a serotonina é transformada em melanina.

Em relação ao seu metabolismo, a melatonina é um hormônio metabolizado nas mitocôndrias e no citocromo p do hepatócito, e rapidamente converte-se em 6-hidroximelatonina. Posteriormente, é conjugado com ácido glucurônico e excretado na urina.

Melatonina, glândula pineal e luz

A glândula pineal é uma estrutura que está localizada no centro do cerebelo , atrás do terceiro ventrículo cerebral. Essa estrutura contém pinócitos, células que geram indolaminas (melatonina) e peptídeos vaso-ativos.

Assim, a produção e secreção do hormônio melatonina é estimulada por fibras do nervo pós-ganglionar da retina. Esses nervos viajam através do trato retino-hipotalâmico até o núcleo supraquiasmático (hipotálamo).

Quando estão no núcleo supraquiasmático, as fibras nervosas pós-ganglionares passam pelo gânglio cervical superior até atingir a glândula pineal.

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Quando alcançam a glândula pineal, estimulam a síntese de melatonina, razão pela qual a escuridão ativa a produção de melatonina enquanto a luz inibe a secreção desse hormônio.

Embora a luz externa influencie a produção de melatonina, esse fator não determina o funcionamento geral do hormônio.Ou seja, o ritmo circadiano da secreção de melatonina é controlado por um marcapasso endógeno localizado no próprio núcleo supraquiasmático, independente de fatores externos.

No entanto, a luz ambiente tem a capacidade de aumentar ou re-entender o processo na forma de dose dependente. A melatonina entra por difusão na corrente sanguínea, onde tem um pico de concentração entre duas e quatro da manhã.

Posteriormente, a quantidade de melatonina na corrente sanguínea diminui gradualmente durante o restante do período escuro.

Variações fisiológicas

Por outro lado, a melatonina também apresenta variações fisiológicas, dependendo da idade da pessoa. Até três meses de vida, o cérebro humano secreta poucas quantidades de melatonina.

Posteriormente, a síntese do hormônio aumenta, podendo atingir concentrações de cerca de 325 pg / mL durante a infância. Em adultos jovens, a concentração normal varia entre 10 e 60 pg / mL e durante o envelhecimento a produção de melatonina diminui gradualmente.

Fatores que modulam a secreção de melatonina

Atualmente, os elementos capazes de modificar a secreção de melatonina podem ser agrupados em duas categorias diferentes: fatores ambientais e fatores endógenos.

Fatores ambientais

Os fatores ambientais são formados principalmente pelo fotoperíodo (estações do ciclo solar), as estações do ano e a temperatura ambiente.

Fatores endógenos

Com relação aos fatores endógenos, tanto o estresse quanto a idade parecem ser elementos que podem motivar uma redução na produção de melatonina.

Padrões de liberação

Da mesma forma, três padrões diferentes de secreção de melatonina foram estabelecidos: tipo um, tipo dois e tipo três.

O padrão de secreção de melatonina do tipo um é observado em hamsters e é caracterizado por um pico acentuado de secreção.

O padrão do tipo dois é típico do rato albino, assim como dos seres humanos. Nesse caso, a secreção é caracterizada por um aumento gradual até atingir o pico máximo de secreção.

Finalmente, a parada do tipo três foi observada em ovinos, também é caracterizada por um aumento gradual, mas difere do tipo dois por atingir um nível máximo de secreção e permanecer por um tempo até começar a diminuir.

Farmacocinética

A melatonina é um hormônio amplamente biodisponível. O corpo não possui barreiras morfológicas para essa molécula, de modo que a melatonina possa ser absorvida rapidamente pela mucosa nasal, oral ou gastrointestinal.

Além disso, a melatonina é um hormônio que é distribuído intracelularmente em todas as organelas. Uma vez administrado, o nível plasmático máximo é atingido entre 20 e 30 minutos depois. Essa concentração é mantida por cerca de uma hora e meia e depois diminui rapidamente com uma meia-vida de 40 minutos.

No nível cerebral, a melatonina é produzida na glândula pineal e atua como um hormônio endócrino, uma vez que é liberada na corrente sanguínea. As regiões cerebrais de ação da melatonina são o hipocampo , a hipófise, o hipotálamo e a glândula pineal.

Por outro lado, a melatonina também é produzida na retina e no trato gastrointestinal, locais onde atua como um hormônio parácrino. Da mesma forma, a melatonina é distribuída por regiões não neurais, como as gônadas, intestino, vasos sanguíneos e células imunológicas.

Funções

A principal função desse hormônio está na regulação do relógio biológico.

Memória e aprendizado

Os receptores de melatonina parecem ser importantes nos mecanismos de aprendizado e memória dos camundongos; Esse hormônio pode alterar processos elecotrofisiológicos associados à memória, como potenciação a longo prazo.

Sistema imunológico

Por outro lado, a melatonina influencia o sistema imunológico e está relacionada a condições como AIDS, câncer, envelhecimento, doenças cardiovasculares, alterações diárias do ritmo, sono e certos distúrbios psiquiátricos.

Desenvolvimento de Patologia

Certos estudos clínicos indicam que a melatonina também pode desempenhar um papel importante no desenvolvimento de patologias como enxaqueca e dores de cabeça, uma vez que esse hormônio é uma boa opção terapêutica para combatê-los.

Por outro lado, ficou provado que a melatonina reduz os danos nos tecidos causados ​​pela isquemia, tanto no cérebro quanto no coração.

Uso médico

Os múltiplos efeitos que a melatonina causa no funcionamento físico e cerebral das pessoas, bem como a capacidade de extrair essa substância de certos alimentos, levou a grandes pesquisas sobre seu uso médico.

No entanto, a melatonina foi aprovada apenas como medicamento para o tratamento a curto prazo da insônia primária em pessoas com mais de 55 anos. Nesse sentido, um estudo recente mostrou que a melatonina aumentou significativamente o tempo total de sono em pessoas que sofrem de privação de sono.

Pesquisa sobre melatonina

Embora o único uso médico aprovado para a melatonina esteja no tratamento a curto prazo da insônia primária, muitas pesquisas estão sendo realizadas atualmente sobre os efeitos terapêuticos dessa substância.

Especificamente, é investigado o papel da melatonina como ferramenta terapêutica para doenças neurodegenerativas, como doença de Alzheimer, coreia de Huntington, doença de Parkinson ou esclerose lateral amiotrófica.

Esse hormônio pode ser uma droga que no futuro será eficaz no combate a essas patologias; no entanto, hoje praticamente não existem trabalhos que forneçam evidências científicas sobre sua utilidade terapêutica.

Por outro lado, vários autores investigam a melatonina como uma boa substância para combater delírios em pacientes idosos. Em alguns casos, essa utilidade terapêutica já demonstrou ser eficaz.

Finalmente, a melatonina apresenta outras rotas de pesquisa um pouco menos estudadas, mas com boas perspectivas de futuro.Um dos casos no maior boom atual é o papel desse hormônio como substância estimulante. Algumas pesquisas mostraram que a administração de melatonina em indivíduos com TDAH reduz o tempo necessário para adormecer.

Outras áreas de pesquisa terapêutica são dores de cabeça, transtornos do humor (onde se mostrou eficaz no tratamento de transtornos afetivos sazonais), câncer, bile, obesidade, proteção contra radiação e zumbido.

Referências

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