MELATONIN: CHEMISCHE STRUKTUR, FUNKTION UND VERWENDUNG - GEOGRAFÍA - 2025

Das Melatonin ist ein Hormon, das in Menschen, Tieren, Pflanzen, Pilzen, Bakterien und sogar in einigen Algen vorhanden ist. Sein wissenschaftlicher Name ist N-Cetyl-5-methoxytryptamin und es wird aus einer essentiellen Aminosäure, Tryptophan, synthetisiert.

Melatonin wird heute als Neurohormon angesehen, das von Pinealozyten (einem Zelltyp) der Zirbeldrüse produziert wird, einer Gehirnstruktur, die sich im Zwischenhirn befindet. Seine wichtigste Funktion ist die Regulierung des täglichen Schlafzyklus, weshalb es in einigen Fällen zur Behandlung von Schlafstörungen eingesetzt wird.

Melatoninmolekül mit chemischer Formel

Die Zirbeldrüse erzeugt Melatonin unter dem Einfluss des suprachiasmatischen Kerns, einer Region des Hypothalamus, die von der Netzhaut Informationen über die täglichen Hell- und Dunkelmuster erhält.

Melatonin-Eigenschaften

Eines der Hauptmerkmale dieses Moleküls liegt in seiner Biosynthese, die stark von Änderungen der Umgebungsbeleuchtung abhängt.

Menschen erleben eine konstante Melatonin-Generation in ihrem Gehirn, die mit 30 Jahren deutlich abnimmt. Ebenso treten im Jugendalter üblicherweise Verkalkungen in der Zirbeldrüse auf, die als Corpora arenacea bezeichnet werden.

Die Synthese von Melatonin wird teilweise durch die Umgebungsbeleuchtung bestimmt, dank seiner Verbindung mit dem suprachiasmatischen Kern des Hypothalamus. Das heißt, je höher das Licht, desto geringer die Melatoninproduktion und je niedriger das Licht, desto höher die Produktion dieses Hormons.

Diese Tatsache unterstreicht die wichtige Rolle, die Melatonin bei der Regulierung des Schlafes von Menschen spielt, sowie die Bedeutung der Beleuchtung in diesem Prozess.

Es wurde nun gezeigt, dass Melatonin zwei Hauptfunktionen hat: Regulierung der biologischen Uhr und Reduzierung der Oxidation. Ebenso gehen Melatoninmängel normalerweise mit Symptomen wie Schlaflosigkeit oder Depression einher und können zu einer allmählichen Beschleunigung des Alterns führen.

Obwohl Melatonin eine vom Körper selbst synthetisierte Substanz ist, kann es auch in bestimmten Lebensmitteln wie Hafer, Kirschen, Mais, Rotwein, Tomaten, Kartoffeln, Walnüssen oder Reis beobachtet werden.

Ebenso wird Melatonin heute in Apotheken und Parapharmazien mit unterschiedlichen Erscheinungsformen verkauft und als Alternative zu Heilpflanzen oder verschreibungspflichtigen Medikamenten zur Bekämpfung von hauptsächlich Schlaflosigkeit eingesetzt.

Biosynthese und Stoffwechsel

Melatonin ist eine Substanz, die aus Tryptophan, einer essentiellen Aminosäure, die aus der Nahrung stammt, biosynthetisiert.

Chemische Struktur von Tryptophan

Insbesondere wird Tryptophan durch das Enzym Tryptophanhydroxylase direkt in Melatonin umgewandelt. Anschließend wird diese Verbindung decarboxyliert und erzeugt Serotonin.

Dunkelheit aktiviert das neuronale System und verursacht einen Anstieg des Neurotransmitters Noradrenalin. Wenn Noradrenalin an b1-Adrenozeptoren auf Pinealozyten bindet, wird Adenylcyclase aktiviert.

Ebenso wird durch diesen Prozess das cyclische AMP erhöht und eine neue Synthese von Arylalkylamin-N-Acyltransferase (Enzym der Melaninsynthese) verursacht. Schließlich wird Serotonin durch dieses Enzym in Melanin umgewandelt.

In Bezug auf seinen Metabolismus ist Melatonin ein Hormon, das in den Mitochondrien und im Cytchrom p in den Hepatozyten metabolisiert und schnell in 6-Hydroxymelatonin umgewandelt wird. Später wird es mit Glucuronsäure konjugiert und über den Urin ausgeschieden.

Melatonin, Zirbeldrüse und Licht

Wenn die Augen Sonnenlicht erhalten, wird die Produktion von Melatonin in der Zirbeldrüse gehemmt und die produzierten Hormone halten uns wach. Wenn die Augen kein Licht erhalten, wird Melatonin in der Zirbeldrüse produziert und der Mensch wird müde. Srruhh

Die Zirbeldrüse ist eine Struktur, die sich in der Mitte des Kleinhirns hinter dem dritten Hirnventrikel befindet. Diese Struktur enthält Pinealozyten, Zellen, die Indolamine (Melatonin) und vasoaktive Peptide erzeugen.

Somit wird die Produktion und Sekretion des Hormons Melatonin durch Fasern des postganglionären Nervs der Netzhaut stimuliert. Diese Nerven wandern durch den retinohypothalamischen Trakt zum suprachiasmatischen Kern (Hypothalamus).

Wenn sie im suprachiasmatischen Kern gefunden werden, durchqueren die postganglionären Nervenfasern das Ganglion cervicalis superior, um die Zirbeldrüse zu erreichen.

Sobald sie die Zirbeldrüse erreichen, stimulieren sie die Synthese von Melatonin, weshalb Dunkelheit die Produktion von Melatonin aktiviert, während Licht die Sekretion dieses Hormons hemmt.

Obwohl externes Licht die Produktion von Melatonin beeinflusst, bestimmt dieser Faktor nicht die Gesamtfunktion des Hormons. Das heißt, der zirkadiane Rhythmus der Melatoninsekretion wird von einem endogenen Schrittmacher gesteuert, der sich im suprachiasmatischen Kern selbst befindet und von externen Faktoren unabhängig ist.

Umgebungslicht hat jedoch die Fähigkeit, den Prozess dosisabhängig zu erhöhen oder zu verlangsamen. Melatonin gelangt durch Diffusion in den Blutkreislauf, wo es zwischen zwei und vier Uhr morgens seinen Höhepunkt erreicht.

Anschließend nimmt die Melatoninmenge im Blutkreislauf während der restlichen Dunkelperiode allmählich ab.

Physiologische Variationen

Andererseits weist Melatonin auch physiologische Unterschiede auf, die vom Alter der Person abhängen. Bis zu drei Lebensmonate scheidet das menschliche Gehirn geringe Mengen an Melatonin aus.

Anschließend nimmt die Hormonsynthese zu und erreicht im Kindesalter Konzentrationen von etwa 325 pg / ml. Bei jungen Erwachsenen liegt die normale Konzentration zwischen 10 und 60 pg / ml, und während des Alterns nimmt die Melatoninproduktion allmählich ab.

Faktoren, die die Melatoninsekretion modulieren

Der Eintritt von Licht in das SCN verhindert, dass die Zirbeldrüse Melatonin produziert, und umgekehrt nimmt die Produktion und Sekretion von Melatonin während der Dunkelheit zu. Zhiqiang Ma, Yang Yang, Chongxi-Fan, Jing Han, Dongjin Wang, Shouyin Di, Wei Hu, Dong Liu, Xiaofei Li, Russel J. Reiter und Xiaolong Yan

Gegenwärtig können die Elemente, die die Melatoninsekretion modifizieren können, in zwei verschiedene Kategorien eingeteilt werden: Umweltfaktoren und endogene Faktoren.

Umweltfaktoren

Umweltfaktoren werden hauptsächlich durch die Photoperiode (Jahreszeiten des Sonnenzyklus), die Jahreszeiten und die Umgebungstemperatur gebildet.

Endogene Faktoren

In Bezug auf endogene Faktoren scheinen sowohl Stress als auch Alter Elemente zu sein, die eine Verringerung der Melatoninproduktion motivieren können.

Muster freigeben

Ebenso wurden drei verschiedene Muster der Melatoninsekretion festgestellt: Typ eins, Typ zwei und Typ drei.

Das Muster der Melatoninsekretion vom Typ 1 tritt bei Hamstern auf und ist durch eine scharfe Sekretionsspitze gekennzeichnet.

Das Typ-2-Muster ist sowohl für die Albino-Ratte als auch für den Menschen typisch. In diesem Fall ist die Sekretion durch einen allmählichen Anstieg bis zum Erreichen des maximalen Sekretionspeaks gekennzeichnet.

Schließlich wurde bei Schafen ein Stopp vom Typ 3 beobachtet, der sich auch durch eine allmähliche Zunahme auszeichnet, sich jedoch von Typ 2 dadurch unterscheidet, dass er ein maximales Sekretionsniveau erreicht und eine Zeit lang bleibt, bis er abzunehmen beginnt.

Pharmakokinetik

Melatonin ist ein weit verbreitetes bioverfügbares Hormon. Der Körper weist keine morphologischen Barrieren für dieses Molekül auf, sodass Melatonin schnell über die Nasen-, Mund- oder Magen-Darm-Schleimhaut absorbiert werden kann.

Ebenso ist Melatonin ein Hormon, das intrazellulär in allen Organellen verteilt ist. Nach der Verabreichung wird der maximale Plasmaspiegel 20 bis 30 Minuten später erreicht. Diese Konzentration wird etwa anderthalb Stunden lang aufrechterhalten und nimmt dann mit einer Halbwertszeit von 40 Minuten schnell ab.

Auf Gehirnebene wird Melatonin in der Zirbeldrüse produziert und wirkt als endokrines Hormon, wenn es in den Blutkreislauf freigesetzt wird. Die Hirnregionen von Melatonin sind der Hippocampus, die Hypophyse, der Hypothalamus und die Zirbeldrüse.

Zirbeldrüse. Nephron

Andererseits wird Melatonin auch in der Netzhaut und im Magen-Darm-Trakt produziert, wo es als parakrines Hormon wirkt. Ebenso wird Melatonin durch nicht-neurale Regionen wie Gonaden, Darm, Blutgefäße und Immunzellen verteilt.

Eigenschaften

Die Hauptfunktion dieses Hormons liegt in der Regulierung der biologischen Uhr.

Gedächtnis und Lernen

Melatoninrezeptoren scheinen für die Lern- und Gedächtnismechanismen von Mäusen wichtig zu sein; Dieses Hormon könnte die mit dem Gedächtnis verbundenen elektrophysiologischen Prozesse wie die langfristige Verbesserung verändern.

Immunsystem

Andererseits beeinflusst Melatonin das Immunsystem und steht im Zusammenhang mit Erkrankungen wie AIDS, Krebs, Altern, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, täglichen Rhythmusänderungen, Schlaf und bestimmten psychiatrischen Störungen.

Entwicklung von Pathologien

Bestimmte klinische Studien weisen darauf hin, dass Melatonin auch eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von Pathologien wie Migräne und Kopfschmerzen spielen könnte, da dieses Hormon eine gute therapeutische Option zur Bekämpfung dieser Erkrankungen darstellt.

Andererseits wurde gezeigt, dass Melatonin die durch Ischämie verursachten Gewebeschäden sowohl im Gehirn als auch im Herzen verringert.

Medizinische Verwendung

Die vielfältigen Auswirkungen von Melatonin auf die körperliche und zerebrale Funktion von Menschen sowie die Fähigkeit, diese Substanz aus bestimmten Lebensmitteln zu extrahieren, haben ein hohes Maß an Forschung zu ihrer medizinischen Verwendung motiviert.

Melatonin wurde jedoch nur als Medikament zur kurzfristigen Behandlung von primärer Schlaflosigkeit bei Menschen über 55 Jahren zugelassen. In diesem Sinne zeigte eine kürzlich durchgeführte Studie, dass Melatonin die Gesamtschlafzeit bei Menschen mit Schlafentzug signifikant verlängerte.

Forschung zu Melatonin

Obwohl die einzige zugelassene medizinische Anwendung für Melatonin die kurzfristige Behandlung von primärer Schlaflosigkeit ist, werden derzeit mehrere Untersuchungen zu den therapeutischen Wirkungen dieser Substanz durchgeführt.

Insbesondere wird die Rolle von Melatonin als therapeutisches Instrument für neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer, Huntington-Chorea, Parkinson oder Amyotrophe Lateralsklerose untersucht.

Dieses Hormon könnte ein Medikament darstellen, das in Zukunft wirksam gegen diese Pathologien sein wird. Heute gibt es jedoch kaum Werke, die wissenschaftliche Beweise für seine therapeutische Nützlichkeit liefern.

Andererseits untersuchen mehrere Autoren Melatonin als eine gute Substanz zur Bekämpfung von Wahnvorstellungen bei älteren Patienten. In einigen Fällen hat sich dieser therapeutische Nutzen bereits als wirksam erwiesen.

Schließlich präsentiert Melatonin andere Forschungswege, die etwas weniger untersucht sind, aber gute Zukunftsaussichten haben. Einer der beliebtesten Fälle ist heute die Rolle dieses Hormons als stimulierende Substanz. Untersuchungen haben gezeigt, dass die Verabreichung von Melatonin an Patienten mit ADHS die Zeit zum Einschlafen verkürzt.

Andere therapeutische Forschungsbereiche sind Kopfschmerzen, Stimmungsstörungen (wo sich gezeigt hat, dass sie zur Behandlung von saisonalen affektiven Störungen wirksam sind), Krebs, Galle, Fettleibigkeit, Strahlenschutz und Tinnitus.

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