Melatonina, hormonul întunericului de la promovarea somnului la tratamentul cu Ebola

Alina Masters

1 Divizia de Endocrinologie, Departamentul de Medicină, SUNY Downstate Medical Center, 11203 Brooklyn, NY, SUA

Seithikurippu R Pandi-Perumal

2 Center for Healthful Behavior Change, Division of Health and Behavior, Department of Population Health, New York University Langone Medical Center, New York University School of Medicine, 227 East 30th St, 10016 New York, NY, SUA

Azizi Seixas

Jean-Louis Girardin

Samy I. McFarlane

1 Divizia de Endocrinologie, Departamentul de Medicină, SUNY Downstate Medical Center, 11203 Brooklyn, NY, SUA

Abstract

Melatonina este un hormon secretat de enigmatica glandă pineală ca răspuns la întuneric, de unde și denumirea de hormon al întunericului. A generat un mare interes ca modalitate terapeutică pentru diferite boli, în special tulburări de somn. Această moleculă pleiotropică are proprietăți antiinflamatorii, antioxidante și anticoagulopatice, pe lângă efectele sale de protecție endoteliale. În acest articol discutăm secreția de melatonină și mecanismele de acțiune, precum și raționamentul terapeutic. De asemenea, subliniem utilitatea potențială a melatoninei în epidemia mortală modernă de Ebola.

Introducere

În formă de pin, enigmatica glandă pineală care este adânc așezată în creier a aprins imaginația erudiților și filosofilor, precum și a spiritualelor din diferite culturi de-a lungul generațiilor și a fost numită „al treilea ochi” și „scaunul sufletului”. de René Descartes și a fost conceptualizat ca un „organ tranchilizant” [1,2]. Interesant este faptul că anchetatorii au sugerat că glanda pineală și produsul său hormonal melatonina ar putea fi asociate cu longevitatea [3,4] și că disfuncția glandei pineale și eventualul eșec este ceea ce inițiază procesul de îmbătrânire [5]. Primele dovezi că glanda pineală secretă un compus biologic activ, cunoscut acum sub numele de melatonină, a fost demonstrată de capacitatea extractelor de țesut pineal din surse bovine de a modifica pigmentarea melaninei la broaște, provocând agregarea melaninei, dând naștere denumirii de melatonină [6, 7]. Aceste descoperiri au dus la încercări de a utiliza melatonina ca tratament pentru vitiligo, care sa dovedit a fi în mare măsură ineficientă. Cu toate acestea, această cercetare a condus la descoperirea incidentală a efectelor melatoninei care favorizează somnul [8,9].

Sinteza, depozitarea și eliberarea melatoninei

Melatonina este singurul hormon cunoscut sintetizat de glanda pineală și este eliberat ca răspuns la întuneric de unde și denumirea de „hormon al întunericului” [10]. Melatonina furnizează un semnal circadian și sezonier organismelor din vertebrate. Melatonina este produsă din serotonină (fabricată din triptofan), printr-o cascadă de reacții enzimatice (Figura 1). Ultimii doi pași ai căii includ conversia serotoninei în N-acetilserotonină (NAS) catalizată de enzima arilalchilamină N acetiltransferază (AANAT) urmată de conversia N-acetilserotoninei în melatonină catalizată de enzima hidroxil-indol-O-metiltransfeță (HIOMT) [8].

Biosinteza serotoninei și melatoninei.

Glanda pineală primește aport de la fibrele postganglionare, ducând la eliberarea de noradrenalină și la creșterea producției de AMP ciclic, activând astfel enzima AANAT, menționată mai sus, care este critică pentru producerea de melatonină. Melatonina neurohormonală nu este stocată în glanda pineală, ci mai degrabă este eliberată în sânge și poate pătrunde în toate țesuturile corpului [11]. Este important de reținut că „întunericul” stimulează glanda pineală să secrete melatonină, în timp ce expunerea la lumină inhibă acest mecanism [12].

Interesant este faptul că glanda pineală, deși embriologic face parte din creier, este situată în afara barierei hematoencefalice și o pierde din conexiunile cu sistemul nervos central, având ca sursă principală inervația simpatică [7]. Acest lucru explică probabil capacitatea glandei pineale de a avea o absorbție mare de triptofan, ceea ce duce la o producție și secreție ridicată de melatonină ca răspuns la întuneric. Acest proces oferă, de asemenea, o protecție relativă împotriva degradării enzimatice premature, ceea ce duce la o creștere de 10-20 ori a nivelurilor de melatonină plasmatică, care se difuzează ușor prin membranele celulare și traversează bariera hematoencefalică (BBB) [7,13].