Melatonina

¿Qué es la melatonina?

La melatonina es una hormona presente en seres humanos, animales, plantas, hongos, bacterias e incluso en algunas algas. Su nombre científico es N-cetil-5-metoxitriptamina y es sintetizada a partir de un aminoácido esencial, el triptófano.

La melatonina es considerada hoy en día una neurohormona producida por los pinealocitos (un tipo de células) de la glándula pineal, estructura cerebral que se localiza en el diencéfalo. Su función más importante es la regulación del ciclo diario del sueño, por lo que se utiliza en algunos casos como tratamiento para trastornos del sueño.

La glándula pineal genera melatonina bajo la influencia del núcleo supraquiasmático, una región del hipotálamo que recibe información de la retina acerca de los patrones diarios de luz y oscuridad.

Características de la melatonina

– Naturaleza y origen. Es una hormona producida por la glándula pineal. Se sintetiza a partir del triptófano, a través de la serotonina. Su secreción aumenta en la oscuridad y disminuye con la luz.

– Función principal. Regula el ritmo circadiano (ciclo sueño-vigilia). Induce la sensación de sueño fisiológico y sincroniza los ritmos biológicos con el ciclo día-noche.

– Mecanismo de acción. Actúa sobre los receptores MT1 y MT2 en el cerebro (principalmente en el núcleo supraquiasmático). No es un sedante clásico; más bien favorece la conciliación del sueño de forma natural.

– Usos terapéuticos. Insomnio (especialmente en dificultad para iniciar el sueño), jet lag, trastornos del ritmo circadiano, alteraciones del sueño en adultos mayores. En algunos casos, trastornos del sueño en niños (bajo supervisión médica).

– Ventajas. Tiene bajo riesgo de dependencia. No genera tolerancia significativa. Pocos efectos sobre la arquitectura normal del sueño. Generalmente bien tolerada.

– Efectos secundarios (poco frecuentes y leves). Somnolencia diurna, dolor de cabeza, mareos, náuseas, sueños vívidos.

– Características farmacocinéticas. Vida media corta (aproximadamente 30-50 minutos en su forma inmediata). Existen presentaciones de liberación prolongada. Se metaboliza en el hígado (principalmente por CYP1A2).

Biosíntesis y metabolismo de la melatonina

La melatonina es una sustancia que se biosintetiza a partir del triptófano, un aminoácido esencial que proviene de los alimentos.

Concretamente, el triptófano se convierte directamente en melatonina a través de la enzima triptofanohidroxilasa, que se decarboxila y genera la serotonina.

La oscuridad activa el sistema neuronal, causa una descarga del neurotransmisor norepinefrina. Cuando la norepinefrina se une a los receptores adrenégricos b1 de los pinealocitos, se activa la adenilciclasa.

Asimismo, mediante este proceso se incrementa el AMP cíclico y provoca un nueva síntesis de arilalquilamina N-aciltransferasa (enzima de la síntesis de melanina). Finalmente, a través de esta enzima, la serotonina se transforma en melatonina.

Por lo que respecta a su metabolismo, la melatonina es una hormona que se metaboliza en las mitocondrias y el citcromo p del hepatocito, y se convierte rápidamente en 6-hidroximelatonina. Posteriormente, se conjuga con ácido glucurónico y se excreta en la orina.

Melatonina, glándula pineal y luz

La glándula pineal es una estructura que se encuentra en el centro del cerebelo, por detrás del tercer ventrículo cerebral. Contiene pinealocitos, unas células que generan indolaminas (melatonina) y péptidos vaso-activos.

Así pues, la producción y secreción de la hormona melatonina es estimulada por fibras del nervio postgangliónico de la retina. Estos nervios viajan a través del tracto retinohipotalámico hacia el núcleo supraquiasmático (hipotálamo).

Cuando se encuentran en el núcleo supraquiasmático, las fibras del nervio postgangliónico atraviesan el ganglio cervical superior hasta alcanzar la glándula pineal.

Cuando llegan, incitan la síntesis de melatonina, por eso la oscuridad activa la producción de melatonina mientras que la luz inhibe la secreción de esta hormona.

A pesar de que la luz externa influye en la producción de melatonina, este factor no determina el funcionamiento global de la hormona. Es decir, el ritmo circadiano de la secreción de la melatonina está controlado por un marcapaso endógeno situado en el propio núcleo supraquiasmático, independiente de los factores externos.

No obstante, la luz ambiental posee la capacidad de incrementar o ralentizar el proceso en forma de dosis dependiente. La melatonina entra por difusión en el torrente sanguíneo, lugar donde tiene un pico de concentración entre las dos y las cuatro de la madrugada.

Posteriormente, la cantidad de melatonina en el torrente sanguíneo decrece gradualmente durante el resto del periodo de la oscuridad.

• Variaciones fisiológicas. La melatonina también presenta variaciones fisiológicas en función de la edad. Hasta los tres mese, el cerebro humano segrega pocas cantidades de melatonina. Posteriormente, la síntesis de la hormona incrementa, pudiendo alcanzar concentraciones de unos 325 pg/mL durante la niñez. En adultos jóvenes la concentración normal oscila entre los 10 y los 60 pg/mL y durante el envejecimiento, la producción de melatonina decrece paulatinamente.

Factores que modulan la secreción de melatonina

Actualmente, los elementos capaces de modificar la secreción de melatonina se pueden agrupar en dos categorías diferentes: los factores ambientales y los factores endógenos.

• Factores ambientales. Principalmente formados por el fotoperiodo (estaciones del ciclo solar), las estaciones del año y la temperatura ambiental.
• Factores endógenos. Tanto el estrés como la edad parecen ser elementos que pueden motivar una reducción de la producción de melatonina.
• Patrones de liberación. Se han establecido tres patrones diferentes de la secreción de melatonina: el tipo uno, el dos y el tres.
  • Tipo uno. Se observa en los hámsters y se caracteriza por presentar un pico brusco de secreción.
  • Tipo dos. Propio de la rata albina, y de los seres humanos. En este caso, la secreción se caracteriza por un incremento gradual hasta alcanzar el pico máximo.
  • Tipo tres. Se ha observado en las ovejas, también se caracteriza por presentar un incremento gradual pero se diferencia del tipo dos por alcanzar un nivel máximo de secreción y mantenerse durante un tiempo hasta que empieza a disminuir.

Farmacocinética de la melatonina

La melatonina es un hormona ampliamente biodisponible. El organismo no presenta barreras morfológicas para esta molécula, por lo que puede absorberse rápidamente a través de la mucosa nasal, oral o gastrointestinal.

Asimismo, es una hormona que se distribuye intracelularmente en todos los organelos. Una vez administrada, el nivel máximo en plasma se alcanza entre los 20 y los 30 minutos posteriores. Esta concentración se mantiene durante una hora y media aproximadamente y luego declina rápidamente con una vida media de 40 minutos.

A nivel cerebral, la melatonina es producida en la glándula pineal y actúa como hormona endocrina, ya que es liberada al torrente circulatorio. Las regiones cerebrales de actuación de la melatonina son el hipocampo, la hipófisis, el hipotálamo y la glándula pineal.

Por otro lado, también es producida en la retina y en el tracto gastrointestinal, lugares donde actúa como una hormona paracrina. Asimismo, se distribuye por regiones no neurales como las gónadas, el intestino, los vasos sanguíneos y las células inmunes.

Funciones de la melatonina

• Regulación del ciclo sueño-vigilia. Su función principal es regular el ritmo circadiano. Induce la sensación de sueño cuando disminuye la luz. Sincroniza el reloj biológico con el ciclo día-noche.
• Sincronización de ritmos biológicos. Coordina otros ritmos corporales como temperatura corporal, secreción hormonal, presión arterial y metabolismo.
• Función antioxidante. Actúa como potente antioxidante. Neutraliza radicales libres. Protege células frente al daño oxidativo.
• Modulación del sistema inmunológico. Participa en la regulación de la respuesta inmune. Puede influir en procesos inflamatorios.
• Regulación endocrina. Influye en la secreción de otras hormonas. Interviene en la regulación de hormonas reproductivas (relacionadas con la maduración sexual).
• Regulación del estado de ánimo. Al estar vinculada al ritmo circadiano, influye indirectamente en el estado de ánimo. Se relaciona con trastornos afectivos estacionales.
• Protección neurobiológica. Tiene efectos neuroprotectores gracias a su acción antioxidante y reguladora.

Uso médico de la melatonina

Los múltiples efectos que provoca la melatonina sobre el funcionamiento físico y cerebral de las personas, así como la capacidad de extraer esta sustancia de ciertos alimentos ha motivado una alta investigación sobre su uso médico.

No obstante, únicamente ha sido aprobada como medicamento para el tratamiento a corto plazo del insomnio primario en personas mayores de 55 años. En este sentido, un estudio reciente mostró que la melatonina incrementaba significativamente el tiempo total de sueño en personas que padecían privación de sueño.

• Investigación sobre la melatonina. A pesar de que el único uso médico aprobado para la melatonina radica en el tratamiento a corto plazo del insomnio primario, en la actualidad se están llevando múltiples investigaciones sobre los efectos terapéuticos de esta sustancia. Concretamente, se investiga el papel de la melatonina como herramienta terapéutica de enfermedades neurodegenerativas como alzhéimer, la corea de Huntington, el párkinson o la esclerosis lateral amiotrófica. Esta hormona podría constituir un fármaco que en un futuro resulte efectivo para combatir estas patologías, aunque hoy en día apenas existen trabajos que aporten evidencias científicas sobre su utilidad terapéutica. Por otro lado, varios autores investigan la melatonina como una buena sustancia para combatir los delirios en pacientes ancianos. En algunos casos, esta utilidad terapéutica ya ha mostrado ser eficaz. Finalmente, presenta otras vías de investigación algo menos estudiadas, pero con buenas perspectivas futuras. Uno de los casos en mayor auge actual es su papel como sustancia estimulante. Ciertas investigaciones han mostrado que la administración de melatonina a sujetos con TDAH reduce el tiempo necesario para conciliar el sueño. Otras áreas terapéuticas de investigación la constituyen la cefalea, los trastornos del estado de ánimo (donde se ha mostrado eficaz para el tratamiento del trastorno afectivo estacional), el cáncer, la bilis, la obesidad, la protección de la radiación y el tinnitus.

Referencias

1. Cardinali, D.P., Brusco, L.I., Liberczuk, C. et al. The use of melatonin in Alzheimer’s disease. Neuro Endocrinol Lett.
2. Poeggeler, B., Balzer, I., Hardeland, R., Lerchl, A. Pineal hormone melatonin oscillates also in the dinoflagellate Gonyaulax polyedra. Naturwissenschaften.
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5. Zhadanova, I.V., Wurtman, R.J., Regan, M.M. et al. Melatonin treatment for age-related insomnia. J. Clin. Endocrinol. Metab.