Melatonin: Fizyoloji, İşlevler ve Tıbbi Kullanım

Melatonin insanlarda, hayvanlarda, bitkilerde, mantarlarda, bakterilerde ve hatta bazı alglerde bulunan bir hormondur. Bilimsel adı N-setil-5-metoksitriptamindir ve temel bir amino asit olan triptofandan sentezlenir.

İnsanlarda ve hayvanlarda, melatonin esasen pineal bezde üretilir ve çok çeşitli hücresel, nöroendokrin ve nörofizyolojik işlemler için temel bir maddedir.

Melatoninin en önemli işlevi, günlük uyku döngüsünün düzenlenmesinde yatmaktadır, bu nedenle bazı durumlarda uyku bozukluklarının tedavisi için kullanılır.

Bu molekülün temel özelliklerinden biri, büyük ölçüde ortam aydınlatmasındaki değişikliklere bağlı olan biyosentezinde yatmaktadır.

Melatoninin özellikleri

Melatonin, keşfi 1917 yılında kurulan pineal bez tarafından salgılanan bir hormondur. Spesifik olarak, kurbağa yavrularının bir pineal bez ekstresi ile beslendiği bir soruşturmayla varlığı tespit edildi.

Pineal bezin ekstraktı uygulanırken, meláoforosların kasılmasına bağlı olarak, hayvanların derisinde koyu lekelerin ortaya çıktığı gözlemlenmiştir.

Bu maddeye melatonin adı verildi ve ilk kez, 1958'de keşfedilmesinden kırk bir yıl sonra izole edildi. Yaklaşık on yıl sonra, salgılanmasının döngüsel doğası ve uykuyu uyandırma kabiliyeti açıklandı.

Melatonin şimdi, diensefalonda yer alan bir beyin yapısı olan pineal bezin ananasitleri (hücre tipi) tarafından üretilen bir nörohormon olarak kabul edilir.

Pineal bez, retinadan günlük ışık ve karanlık kalıpları hakkında bilgi alan bir hipotalamus bölgesi olan suprachiasmatic çekirdeğinin etkisi altında melatonin üretir.

İnsanlar beyninde sürekli bir melatonin jenerasyonu yaşar ve bu da 30 yaşına kadar belirgin bir şekilde azalır. Aynı şekilde, ergenlik döneminden sonra da epifiz bezinde corpora arenacea adı verilen kireçlenme vardır .

Melatoninin sentezi kısmen, hipotalamusun suprachiasmatic çekirdeği ile bağlantısı sayesinde ortam aydınlatması ile belirlenir. Yani aydınlatma ne kadar büyük olursa, melatonin üretimi o kadar düşük ve aydınlatma o kadar düşük, bu hormonun üretimi o kadar yüksek olur.

Bu gerçek, melatoninin halkın uykusunu düzenlemede oynadığı rolün yanı sıra bu süreçte aydınlatmanın önemini vurgulamaktadır.

Halen melatoninin iki ana işlevi olduğu gösterilmiştir: biyolojik saati düzenler ve oksidasyonu azaltır. Aynı şekilde, melatonin eksikliklerine genellikle uykusuzluk veya depresyon gibi semptomlar eşlik eder ve yaşlanmanın kademeli olarak hızlanmasına neden olabilir.

Melatonin vücudun kendisi tarafından sentezlenen bir madde olmasına rağmen, yulaf, kiraz, mısır, kırmızı şarap, domates, patates, fındık veya pirinç gibi bazı gıdalarda da görülebilir.

Aynı şekilde, melatonin bugün farklı sunumlara sahip eczanelerde ve eczanelerde satılmaktadır ve özellikle uykusuzluk ile mücadele etmek için şifalı bitkiler veya reçeteli ilaçlara alternatif olarak kullanılmaktadır.

fizyoloji

Pineal bez, serebellumun merkezinde, üçüncü serebral ventrikülün arkasında bulunan bir yapıdır. Bu yapı, ananasitleri, indolaminler (melatonin) üreten hücreleri ve vazoaktif peptidleri içerir.

Böylece melatonin hormonunun üretimi ve salgılanması, retinanın postganglionik sinirin lifleri tarafından uyarılır. Bu sinirler retinohipotalamik yoldan suprakiazmatik çekirdeğe (hipotalamus) geçer.

Suprakiazmatik çekirdekte olduklarında, postganglionik sinirin lifleri, üst servikal ganglionlardan, epifiz bezine ulaşana kadar geçer.

Pineal bezine ulaştıklarında, melatonin sentezini uyarırlar, bu yüzden karanlık melatonin üretimini aktive ederken ışık bu hormonun salgılanmasını engeller.

Dış ışık melatonin üretimini etkilese de, bu faktör hormonun genel işleyişini belirlemez.

Yani, melatonin salgılanmasının sirkadiyen ritmi, suprachiasmatic çekirdeğin içinde bulunan ve dış etkenlerden bağımsız olan endojen bir kalp pili tarafından kontrol edilir.

Bununla birlikte, ortam ışığı işlemi doza bağlı bir şekilde arttırma veya yeniden yoğunlaştırma yeteneğine sahiptir. Melatonin, kan dolaşımına difüzyonla girer, burada sabah iki ila dört arasında bir konsantrasyon zirvesine sahiptir.

Daha sonra, kan dolaşımındaki melatonin miktarı karanlık dönemin geri kalanında kademeli olarak azalır.

Öte yandan, melatonin ayrıca, kişinin yaşına bağlı olarak fizyolojik değişiklikler göstermektedir. Üç aylıkken, insan beyni az miktarda melatonin salgılar.

Daha sonra, hormonun sentezi artar, çocuklukta yaklaşık 325 pg / mL konsantrasyonlara ulaşır. Genç erişkinlerde normal konsantrasyon 10 ila 60 pg / mL arasında değişmektedir ve yaşlanma sırasında melatonin üretimi kademeli olarak azalmaktadır.

Biyosentez ve metabolizma

Melatonin, gıdadan gelen temel bir amino asit olan triptofandan biyosentezlenen bir maddedir.

Spesifik olarak, triptofan, triptofanhidroksilaz enzimi yoluyla doğrudan melatonine dönüştürülür. Daha sonra, bu bileşik dekarboksilatlanır ve serotonin üretir.

Belirtildiği gibi, karanlık, nöronal sistemi harekete geçirir ve bir nörotransmitter norepinefrin deşarjının üretimini motive eder. Norepinefrin, ananasitlerin beta1 adrenerjik reseptörlerine bağlandığında, adenil siklaz aktive edilir.

Benzer şekilde, siklik AMP bu işlemle arttırılır ve yeni bir arilalkilamin N-asiltransferaz sentezi (melanin sentezi enzimi) motive edilir. Son olarak, bu enzim aracılığıyla serotonin, melanine dönüştürülür.

Metabolizması ile ilgili olarak, melatonin mitokondri ve p-hepatositte metabolize olan ve hızlı bir şekilde 6-hidroksimelatonine dönüştürülen bir hormondur. Daha sonra, glukuronik asit ile konjuge edilir ve idrarla atılır.

Melatonin salgılanmasını düzenleyen faktörler

Halen, melatoninin salgılanmasını değiştirebilen unsurlar iki farklı kategoride gruplandırılabilir: çevresel faktörler ve endojen faktörler.

Çevresel faktörler temel olarak fotoperyod (güneş döngüsünün mevsimleri), yılın mevsimleri ve çevre sıcaklığı tarafından oluşur.

Endojen faktörlerle ilgili olarak, hem stres hem de yaş, melatonin üretiminde bir azalmayı motive edebilen unsurlar gibi görünmektedir.

Aynı şekilde, üç farklı melatonin salgılaması modeli oluşturulmuştur: bir, iki, ve üç tipi.

Melatonin salgısının tip bir paterni hamsterlerde gözlenir ve ani bir salgı zirvesi ile karakterize edilir.

Tip 2 patern, hem insanlar hem de albino sıçan için tipiktir. Bu durumda, sekresyon, maksimum sekresyon zirvesine ulaşana kadar kademeli bir artışla karakterize edilir.

Son olarak, koyun tipinde üç tip durdurma gözlendi, kademeli bir artışla da karakterize edilir, ancak azami salgı seviyesine ulaşmak ve azalmaya başlayana kadar bir süre kalmak için tip 2'den farklıdır.

farmakokinetik

Melatonin, yaygın olarak biyolojik olarak kullanılabilir bir hormondur. Organizma bu molekül için morfolojik engeller sunmaz, böylece melatonin nazal, oral veya gastrointestinal mukozadan hızla emilebilir.

Aynı şekilde, melatonin, tüm organellerde hücre içi olarak dağıtılan bir hormondur. Bir kez uygulandığında, plazmadaki maksimum seviyeye 20 ila 30 dakika sonra ulaşılır. Bu konsantrasyon yaklaşık bir buçuk saat tutulur ve daha sonra 40 dakikalık yarı ömürle hızla düşer.

Beyin seviyesinde, melatonin epifiz bezinde üretilir ve kan dolaşımına salındığından endokrin bir hormon gibi davranır. Melatoninin beyin etki bölgeleri hipokampus, hipofiz bezi, hipotalamus ve pineal bezdir.

Öte yandan, melatonin, retinada ve gastrointestinal kanalda da paracrine hormonu gibi davrandığı yerlerde üretilir. Aynı şekilde, melatonin gonadlar, bağırsaklar, kan damarları ve bağışıklık hücreleri gibi nöral olmayan bölgelerde dağılmıştır.

fonksiyonlar

Melatonin spesifik, doyurulabilir ve geri dönüşümlü reseptörler içerir ve eylem bölgeleri esas olarak sirkadiyen ritimleri etkiler. Öte yandan, noninural melatonin reseptörleri üreme fonksiyonunu etkiler ve çevre birimleri farklı fonksiyonlara sahiptir.

Melatonin reseptörleri, öğrenme ve farelerin belleğinin mekanizmalarında önemli gibi görünmektedir ve bu hormonun, uzun süreli güçlenme gibi hafıza ile ilişkili elektrofizyolojik süreçleri değiştirebileceği varsayılmaktadır.

Öte yandan, melatonin bağışıklık sistemini etkiler ve AIDS, kanser, yaşlanma, kalp-damar hastalıkları, ritimdeki günlük değişiklikler, uyku ve bazı psikiyatrik bozukluklar gibi durumlarla ilgilidir.

Bazı klinik çalışmalar melatoninin, migren ve baş ağrıları gibi patolojilerin gelişiminde de önemli bir rol oynayabileceğini göstermektedir, çünkü bu hormon onlarla savaşmak için iyi bir terapötik seçenekdir.

Diğer yandan, melatoninin hem beyinde hem de kalpte iskeminin neden olduğu doku hasarını azalttığı kanıtlanmıştır.

Son olarak, melatoninin bağışıklık sistemine etki ettiği, ancak etkileriyle ilgili detayların biraz kafa karıştırıcı olduğu bilinmektedir. Bu anlamda, melatonin, immünoglobulin üretimini ve fagositlerin uyarılmasını tetikliyor gibi görünmektedir.

Böylece, melatoninin işlevleri hem beyin seviyesinde hem de vücut seviyesinde hareket ederek çok ve çeşitlidir. Bununla birlikte, bu hormonun ana işlevi biyolojik saatin düzenlenmesinde yatmaktadır.

Tıbbi kullanım

Melatoninin insanların fiziksel ve serebral işleyişine neden olduğu çoklu etkiler ve bu maddeyi belirli gıdalardan elde etme kabiliyeti tıbbi kullanımı hakkında yüksek düzeyde bir araştırmayı motive etmiştir.

Bununla birlikte, melatonin, 55 yaşın üzerindeki kişilerde yalnızca birinci derece uykusuzluğun kısa süreli tedavisi için bir ilaç olarak onaylanmıştır. Bu anlamda, son zamanlarda yapılan bir çalışma melatoninin, uyku yoksunluğu çeken insanlarda toplam uyku süresini önemli ölçüde arttırdığını göstermiştir.

Melatonin hakkında araştırma

Melatonin için tek onaylı tıbbi kullanım birincil uykusuzluğun kısa süreli tedavisinde yatmakla birlikte, bu maddenin terapötik etkilerine ilişkin birçok araştırma halen devam etmektedir.

Spesifik olarak, melatoninin Alzheimer hastalığı, Huntington hastalığı, Parkinson hastalığı veya amyotrofik lateral skleroz gibi nörodejeneratif hastalıklar için terapötik bir araç olarak rolü araştırılmaktadır.

Gelecekte bu patolojilerle mücadelede etkili olacağı bu hormonun bir ilaç olabileceği tahmin edilmektedir, ancak günümüzde terapötik faydası hakkında bilimsel kanıtlar sağlayan pek fazla çalışma yoktur.

Öte yandan, bazı yazarlar melatonini yaşlı hastalarda sanrılarla mücadele etmek için iyi bir madde olarak yayınlamaktadır. Bazı durumlarda, bu terapötik fayda zaten etkili olmuştur.

Son olarak, melatonin biraz daha az çalışılmış ancak geleceğe yönelik umutları olan başka araştırma yolları sunmaktadır.

Günümüzdeki en patlayan vakalardan biri, bu hormonun uyarıcı bir madde olarak rolüdür. Bazı araştırmalar melatoninin DEHB'li bireylere uygulanmasının uykuya dalmak için gereken süreyi azalttığını göstermiştir.

Diğer terapötik araştırma alanları ise baş ağrısı, duygudurum bozuklukları (mevsimsel duygusal bozuklukların tedavisinde etkili olduğu gösterilmiştir), kanser, safra, obezite, radyasyondan ve kulak çınlamasından korunmadır.