Melatonina

Melatonina
Nombre (IUPAC) sistemático
N-acetil-5-metoxitriptamina
Identificadores
Número CAS	73-31-4
Código ATC	N05CH01
PubChem	896
DrugBank	APRD00742
Datos químicos
Fórmula	C13H16N2O2
Peso mol.	232,28
Sinónimos	Melatonina
Farmacocinética
Biodisponibilidad	30-50 %
Metabolismo	hígado
Vida media	32-40 minutos
Excreción	orina
Datos clínicos
Vías de adm.	oral

La melatonina o N-acetil-5-metoxitriptamina es una hormona encontrada en animales superiores y en algunas algas, en concentraciones que varían de acuerdo al ciclo diurno/nocturno. La melatonina es sintetizada a partir del neurotransmisor serotonina. Se produce, principalmente, en la glándula pineal, y participa en una gran variedad de procesos celulares, neuroendocrinos y neurofisiológicos. Una de las características más sobresalientes respecto a la biosíntesis pineal de melatonina es su variabilidad a lo largo del ciclo de 24 horas, y su respuesta precisa a cambios en la iluminación ambiental. Por ello, la melatonina se considera una neurohormona con función pertinente en la fisiología circadiana. Muchos de sus efectos biológicos nimales superiores la melatonina es producida por los pinealocitos en la glándula pineal (localizada en el cerebro), la cual produce la hormona bajo la influencia del núcleo supraquiasmático del hipotálamo, el cual recibe información de la retina acerca de los patrones diarios de luz y oscuridad. La glándula pineal de los humanos tiene un peso cercano a los 150 miligramos y ocupa la depresión entre el colículo superior y la parte posterior del cuerpo calloso. A pesar de la existencia de conexiones entre la glándula pineal y el cerebro, aquélla se encuentra fuera de la barrera hematoencefálica y está inervada principalmente por los nervios simpáticos que proceden de los ganglios cervicales superiores. En 1917 se observó in vitro que extractos de glándula pineal producía un aclaramiento en la piel de sapo. A finales de los 50, Lerner y colaboradores aislaron la hormona pineal que producía este efecto a partir de pinealocitos bovinos y describieron su estructura química: 5-metoxi-N-acetiltriptamina (melatonina). Si bien durante mucho tiempo se consideró que la melatonina era de origen exclusivamente cerebral, se ha demostrado la biosíntesis del metoxindol en otros tejidos como la retina, la glándula harderiana, el hígado, el intestino, los riñones, las adrenales, el timo, la glándula tiroides, las células inmunes, el páncreas, los ovarios, el cuerpo carotídeo, la placenta y el endometrio.

En el Homo sapiens se produce una síntesis constante de melatonina que disminuye abruptamente hacia los 30 años de edad. Después de la pubertad se produce una calcificación llamada "arenilla del cerebro", que recubre la glándula pineal, pero ésta sigue mandando melatonina. Estudios recientes observan que la melatonina tiene, entre otras funciones (además de la hipnoinductora), la de disminuir la oxidación; por esto los déficits de melatonina casi siempre van acompañados de los siguientes efectos psíquicos: insomnio y depresión, mientras que, en la metabolización, el déficit de melatonina parecería tener por contraparte una paulatina aceleración del envejecimiento.

Existen alimentos que poseen precursores de la melatonina. Entre éstos los más comunes son: la avena, las cerezas, el maíz, el vino tinto, los tomates, las patatas, las nueces y el arroz.

Regulación de liberación de la melatonina

Se vio que el proceso de liberación de melatonina es un proceso de fototransducción, que se estimula en oscuridad a través del ojo enviando señales nerviosas que a través del tracto retinohipotalámico, hace escala por el núcleo supraquiasmático, sale por la médula al ganglio cervical superior, y de allí a la glándula pineal (donde finalmente se produce melatonina). Por tanto, la glándula pineal es un transductor neuroendocrino. La glándula pineal puede detectar algo de luz^{[cita requerida]} (en los lagartos se puede considerar como un "tercer ojo" rudimentario, sensible a los cambios de luz).

En peces, anfibios y algunos reptiles los pinealocitos son sólo células fotorreceptores que responden a la luz a través de su polo receptor y regula la liberación de melatonina a través de un marcapasos intrapineal. En aves son fotorreceptores intermedios, ya que la melatonina se regula sobre todo por el núcleo supraquiasmático del hipotálamo. En mamíferos los pinealocitos son células secretoras y la síntesis de melatonina está regulada por la luz a través del núcleo supraquiasmático (el marcapasos endógeno de los mamíferos). La forma cónica de estas células desaparece en los mamíferos.

Factores que modulan la secreción de melatonina

Se pueden dividir en dos grupos bien diferenciados:

• Ambientales: Fotoperíodo, estaciones del año, temperatura.
• Endógenos: Estrés y la edad.

Hay tres patrones de secreción de melatonina. El tipo 1 es el que posee el hámster sirio (un pico brusco); el tipo 2 es propia de la rata albina y el humano (un aumento gradual hasta alcanzar el pico de secreción); el tipo 3 es el de la oveja (un aumento gradual, se alcanza el máximo y se mantiene un tiempo hasta que vuelve a disminuir). La melatonina permite la transducción del mensaje fotoperiódico, informando de si se está de día o de noche, o la estación del año.

Metabolismo

La serotonina (5'-hidroxitriptamina) alcanza sus mayores concentraciones en la glándula pineal. Los mayores picos se originan en la oscuridad y los menores en las horas de luz. Eso es porque el paso limitante de la síntesis de melatonina es la enzima NAT (N-acetil transferasa). Esta enzima tiene menores niveles de actividad por el día y mayores por la noche, y es la encargada de pasar la serotonina a N-acetil serotonina. La HOMT (hidroxil-indol metil transferasa) acaba el ciclo con la síntesis de melatonina. Una vez que se estimula, el pinealocito segrega melatonina a la sangre, unida a albúmina (65% de las ocasiones) o libre (35%). La vida media de la serotonina es de 10-15 minutos. Se metaboliza por la sangre, hígado o cerebro, entre las 23:00 y las 7:00 del día siguiente de la producción. En el hígado la 6-OH-melatonina pasa a sulfato y glucuronato y va a la orina. En el cerebro pasa a compuestos derivados de la quinoneimina. Las señales hormonales acompañan a las señales nerviosas que llegan a las terminaciones nerviosas del ganglio cervical superior.

Distribución

La melatonina producida en la glandula pineal actúa como una hormona endocrina, ya que es liberada al torrente circulatorio, mientras que la producida en la retina y en el tracto gastrointestinal actúa como una hormona paracrina.

Los lugares de acción de la melatonina son neurales (hipocampo, hipófisis, hipotálamo, retina, glándula pineal y otros) y no neurales (gónadas, intestino, vasos sanguíneos, células inmunes, y otros).

Función de la melatonina

Los receptores de la melatonina, son específicos, saturables y reversibles, y los lugares de acción neurales afectan a los ritmos circadianos. Los no neurales afectan a la función reproductora y los periféricos tienen diversas funciones.

Se vio que los tumores pineales llevaban a una pubertad tardía. La glándula pineal inhibe las gónadas. La administración, por tanto, depende de la especie, de la pauta de administración y el momento del tratamiento. La mayoría de los animales tienen ciclos de fertilidad e infertilidad. Hay reproductores de días largos y de días cortos. Los primeros se activan por el aumento de la duración del fotoperiodo, y los segundos por la disminución. La pinealectomía bloquea los efectos de la luz sobre la función gonadal. La administración de melatonina reproduce el fenómeno en los animales pinealectomizados. Los reproductores de días cortos tienen su actividad máximo en invierno. Luego la melatonina no es ni progonadal ni antigonadal, sino es una señal cronológica circulante e informa al organismo del momento en que se encuentra (información de calendario); es una interacción neuroendocrino-reproductor. Estudios recientes han concluido que la administración de melatonina en mujeres premenopáusicas produce una mejora significativa en el funcionamiento tiroidal y los niveles de gonadotropinas, así como una restauración de la fertilidad y la menstruación, y previene la depresión asociada con la menopausia.

Los receptores de melatonina parecen ser importantes en los mecanismos de aprendizaje y memoria de ratones, y la melatonina puede alterar los procesos electrofisiológicos asociados con la memoria, como la potenciación a largo plazo (LTP). Puesto que el TDAH se suele tratar con metilfenidato MFD (el cual causa insomnio en el 54% de los pacientes), la melatonina se administra para reducir este efecto secundario. Muchos estudios clínicos indican que la suplementación con melatonina es un tratamiento efectivo contra las migrañas y las cefaleas. La melatonina también ha demostrado ser efectiva contra un tipo de depresión, el Desorden Afectivo Estacional (SAD).

La melatonina influye sobre el sistema inmunológico, SIDA, cáncer, envejecimiento, enfermedades cardiovasculares, cambios de ritmo diarios, sueño, afecciones psiquiátricas. Los cambios de ritmos están asociados al "jet lag" (pasajeros de viajes transoceánicos), trabajadores de turno de noche y síndrome de retraso de la hora de sueño. La melatonina se usa para combatir estos desórdenes del sueño. Se ha comprobado que la melatonina reduce el daño en tejidos debido a isquemia tanto en cerebro como en corazón; sin embargo, no ha sido probado en humanos.

Aunque se sabe que la melatonina actúa sobre el sistema inmune, los detalles permanecen confusos. La melatonina tiene receptores en los linfocitos T colaboradores (membrana, citoplasma y núcleo), y producen interleuquina 4, que a su vez provoca la producción de inmunoglobulina A en las células B. También estimula a los fagocitos y T citotóxicos. A concentraciones farmacológicas inhibe la formación de radicales libres en fagocitos.

Existen al menos tres razones que avalan la posible eficacia de la melatonina como adyuvante en la terapia contra el SIDA.

1. La melatonina modula el sistema inmune.
2. Es un potente antioxidante, a pesar de que su primer sitio de acción son los receptores de melatonina
3. Puede ralentizar la replicación del virus VIH.

La pinealectomía estimula el crecimiento tumoral (pero una persona sana no tiene más posibilidad de tener cáncer). Inyectar melatonina inhibe el crecimiento tumoral. La glándula pineal influye en el cáncer de mama, de próstata y otros ( en general, cánceres hormonadependientes). Los mejores efectos se consiguen introduciendo concentraciones fisiológicas. En general, se supone que la melatonina influye directamente en el cáncer de mama a través del sistema inmunitario, e indirectamente por el sistema neuroendocrino que a su vez regula el inmunitario. El sistema inmune atacaría las células tumorales desactivándolas. La vitamina B12 promueve la actividad metastásica, por lo que se desaconseja tomarla con un tratamiento contra células tumorales. Sin embargo, se necesitan más estudios para confirmar esto.

La disminución de la secreción de melatonina acelera los procesos de envejecimiento. El timo y la glándula pineal empiezan a envejecer a partir de la pubertad. La melatonina atenúa el daño celular por radicales libres, estimula el sistema inmune, protege el sistema cardiovascular, estabiliza los ritmos biológicos del cuerpo y estimula la producción de la hormona de crecimiento (GH). Un experimento comprobó que la melatonina aumentaba en un 20% la vida de los ratones (aunque podría ser debido a factores asociados).

Reloj biológico

En humanos, la melatonina es producida por la glándula pineal, la cual esta localizada en el centro del cerebro, en la superficie dorsal del diencéfalo. La melatonina forma parte del sistema de señales que regulan el ciclo circadiano, pero, es el SNC quien controla el ciclo circadiano en la mayoría de sus componentes de los sistemas paracrino y endocrino, más que la melatonina en sí.

Normalmente, la producción de melatonina por la glándula pineal es inhibida por la luz y estimulada por la oscuridad. Por esta razón la melatonina ha sido llamada "la hormona de la oscuridad". La secreción de melatonina alcanza su pico en la mitad de la noche, y gradualmente cae durante la segunda mitad de la noche.

La melatonina exógena reajusta la mayoría de ritmos en vertebrados e invertebrados. Incluso, afecta a plantas y organismos unicelulares. La melatonina induce actividad en animales nocturnos y lleva al sueño en los diurnos.

Muchos consumidores de melatonina han experimentado un mayor realismo y frecuencia en sus sueños, y mejora la calidad del mismo .

Véase también

• Migraña
• Sistema inmune

Bibliografía

• Arendt J, Aldhous M, Wright J. Synchronisation of a disturbed sleep-wake cycle in a blind man by melatonin treatment. Lancet 4-2-1988;1(8588):772-773.
• Bellipanni G, DI Marzo F, Blasi F, Di Marzo A (2005). "Effects of melatonin in perimenopausal and menopausal women: our personal experience.". Ann N Y Acad Sci 1057 (Dec): 393 – 402. PMID 16399909.
• Boutin J, Audinot V, Ferry G, Delagrange P (2005). "Molecular tools to study melatonin pathways and actions.". Trends Pharmacol Sci 26 (8): 412-9. PMID 15992934.
• Caniato R, Filippini R, Piovan A, Puricelli L, Borsarini A, Cappelletti E (2003). "Melatonin in plants.". Adv Exp Med Biol 527: 593-7. PMID 15206778.
• Dodick D, Capobianco D (2001). "Treatment and management of cluster headache.". Curr Pain Headache Rep 5 (1): 83 – 91. PMID 11252143.
• Gagnier J (2001). "The therapeutic potential of melatonin in migraines and other headache types.". Altern Med Rev 6 (4): 383-9. PMID 11578254.
• Hardeland R (2005). "Antioxidative protection by melatonin: multiplicity of mechanisms from radical detoxification to radical avoidance.". Endocrine 27 (2): 119-30. PMID 16217125.
• Lewis, Alan (1999). Melatonin and the Biological Clock. McGraw-Hill, pp. 7. ISBN 0-87983-734-9.
• Lincoln G, Andersson H, Loudon A (2003). "Clock genes in calendar cells as the basis of annual timekeeping in mammals — a unifying hypothesis.". J Endocrinol 179 (1): 1 – 13. PMID 14529560.
• Maestroni G (1999). "Therapeutic potential of melatonin in immunodeficiency states, viral diseases, and cancer.". Adv Exp Med Biol 467: 217-26. PMID 10721059.
• Zemlan FP, Mulchahey JJ, Scharf MB, et al. The efficacy and safety of the melatonin agonist beta-methyl-6-chloromelatonin in primary insomnia: a randomized, placebo-controlled, crossover clinical trial. J Clin Psychiatry. 2005 Mar;66(3):384-90.

Enlaces externos

• Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Melatonina.
• Melatonina y Depresión Forumclinic, web médica realizada por especialistas del Hospital Clínic de Barcelona
• http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/druginfo/natural/patient-melatonin.html
• http://www.dsalud.com/numero83_5.htm
• http://www.lne.es/secciones/noticia.jsp?pNumEjemplar=1540&pIdSeccion=46&pIdNoticia=490009
• web de libre acceso sobre Cronobiología en Español