Melatonina: estrutura química, função e usos - Ciência - 2023

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

A melatonina é hoje considerada um neuro-hormônio produzido pelos pinealócitos (um tipo de célula) da glândula pineal, uma estrutura cerebral localizada no diencéfalo. A 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.

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

Características da melatonina

Uma das principais características dessa molécula está 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 por volta dos 30 anos. Da mesma forma, desde a adolescência geralmente ocorrem calcificações na glândula pineal, que são chamadas corpora arenacea.

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 luz, menor a produção de melatonina e quanto menor a luz, maior a produção desse hormônio.

Esse fato destaca o importante papel que a melatonina desempenha na regulação do sono das pessoas, bem como a importância 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, as deficiências de melatonina geralmente são acompanhadas por sintomas como insônia ou depressão e podem causar uma aceleração gradual do envelhecimento.

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

Da mesma forma, a melatonina hoje é vendida em farmácias e parafarmácias em diferentes apresentações e é utilizada como alternativa às 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.

Especificamente, o triptofano é convertido diretamente em melatonina por meio da enzima triptofanidroxilase. Posteriormente, esse composto é descarboxilado e gera serotonina.

A escuridão ativa o sistema neural, causando a produção de uma onda do neurotransmissor norepinefrina. Quando a norepinefrina se liga aos adrenoceptores b1 nos pinealócitos, a adenil ciclase é ativada.

Da mesma forma, por meio desse processo, o AMP cíclico é aumentado e uma nova síntese da arilalquilamina N-aciltransferase (enzima de síntese da melanina) é produzida. Finalmente, por meio dessa enzima, a serotonina é transformada em melanina.

Em relação ao seu metabolismo, a melatonina é um hormônio que é metabolizado na mitocôndria e o citocromo p no hepatócito, sendo rapidamente convertido em 6-hidroximelatonina. Posteriormente, é conjugado com o ácido glucurônico e excretado na urina.

Melatonina, glândula pineal e luz

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

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

Quando encontradas no núcleo supraquiasmático, as fibras nervosas pós-ganglionares atravessam o gânglio cervical superior para alcançar a glândula pineal.

Ao atingir a glândula pineal, estimulam a síntese de melatonina, por isso a escuridão ativa a produção de melatonina enquanto a luz inibe a secreção desse hormônio.

Apesar de a luz externa influenciar a produção de melatonina, esse fator não determina o funcionamento global do hormônio. Ou seja, o ritmo circadiano de secreção de melatonina é controlado por um marca-passo endógeno localizado no próprio núcleo supraquiasmático, que independe de fatores externos.

No entanto, a luz ambiente tem a capacidade de aumentar ou desacelerar o processo de maneira dependente da dose. A melatonina entra na corrente sanguínea por difusão, onde atinge o pico 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 os três meses de vida, o cérebro humano secreta pequenas quantidades de melatonina.

Posteriormente, a síntese do hormônio aumenta, atingindo concentrações de cerca de 325 pg / mL na 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

Em relação aos fatores endógenos, tanto o estresse quanto a idade parecem ser elementos que podem motivar a redução da 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 tipo um de secreção de melatonina é observado em hamsters e é caracterizado por um pico acentuado na secreção.

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

Por fim, a parada do tipo três tem sido observada em ovinos, também se caracteriza por apresentar um aumento gradual, mas difere do tipo dois por atingir um nível máximo de secreção e permanecer por um tempo até que comece a diminuir.

Farmacocinética

A melatonina é um hormônio amplamente biodisponível. O organismo não apresenta barreiras morfológicas para essa molécula, portanto a melatonina pode ser rapidamente absorvida pela mucosa nasal, oral ou gastrointestinal.

Da mesma forma, a melatonina é um hormônio 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 então diminui rapidamente com meia-vida de 40 minutos.

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

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

Características

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

Memória e aprendizagem

Os receptores de melatonina parecem ser importantes nos mecanismos de aprendizagem e memória de camundongos; esse hormônio pode alterar os processos eletrofisiológicos associados à memória, como o realce de 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 do ritmo diário, sono e certos distúrbios psiquiátricos.

Desenvolvimento de patologias

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

Por outro lado, está comprovado que a melatonina reduz os danos teciduais 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, assim como a capacidade de extrair essa substância de certos alimentos, tem motivado um alto grau de pesquisas sobre seu uso médico.

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

Pesquisa sobre melatonina

Embora o único uso médico aprovado para a melatonina seja no tratamento de curto prazo da insônia primária, várias investigações estão em andamento sobre os efeitos terapêuticos dessa substância.

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

Esse hormônio pode se constituir em uma droga que no futuro será eficaz no combate a essas patologias, porém, hoje quase não existem trabalhos que forneçam evidências científicas sobre sua utilidade terapêutica.

Por outro lado, vários autores investigam a melatonina como uma boa substância no combate ao delírio em pacientes idosos. Em alguns casos, essa utilidade terapêutica já se mostrou eficaz.

Finalmente, a melatonina apresenta outros caminhos de pesquisa que são um pouco menos estudados, mas com boas perspectivas futuras. Um dos casos mais populares hoje é o papel desse hormônio como substância estimulante. Algumas pesquisas mostraram que dar melatonina a indivíduos com TDAH reduz o tempo que leva para adormecer.

Outras áreas terapêuticas de pesquisa são dores de cabeça, transtornos do humor (onde se mostrou eficaz no tratamento do transtorno afetivo sazonal), câncer, bile, obesidade, proteção radiológica e zumbido.

Referências

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