MÉLATONINE: STRUCTURE CHIMIQUE, FONCTION ET UTILISATIONS - GEOGRAFÍA - 2025

La mélatonine est une hormone présente chez l'homme, les animaux, les plantes, les champignons, les bactéries et même dans certaines algues. Son nom scientifique est N-cétyl-5-méthoxytryptamine et il est synthétisé à partir d'un acide aminé essentiel, le tryptophane.

La mélatonine est aujourd'hui considérée comme une neurohormone produite par les pinéalocytes (un type de cellule) de la glande pinéale, une structure cérébrale située dans le diencéphale. Sa fonction la plus importante est la régulation du cycle de sommeil quotidien, c'est pourquoi il est utilisé dans certains cas comme traitement des troubles du sommeil.

Molécule de mélatonine avec formule chimique

La glande pinéale génère de la mélatonine sous l'influence du noyau suprachiasmatique, une région de l'hypothalamus qui reçoit des informations de la rétine sur les schémas quotidiens de lumière et d'obscurité.

Caractéristiques de la mélatonine

L'une des principales caractéristiques de cette molécule réside dans sa biosynthèse, qui est fortement dépendante des modifications de l'éclairage ambiant.

Les gens ressentent une génération constante de mélatonine dans leur cerveau, qui diminue considérablement à 30 ans. De même, à partir de l'adolescence, des calcifications se produisent généralement dans la glande pinéale, appelées corps arénacées.

La synthèse de la mélatonine est en partie déterminée par l'éclairage ambiant, grâce à sa connexion avec le noyau suprachiasmatique de l'hypothalamus. Autrement dit, plus la lumière est élevée, plus la production de mélatonine est faible et plus la lumière est faible, plus la production de cette hormone est élevée.

Ce fait met en évidence le rôle important que joue la mélatonine dans la régulation du sommeil des gens, ainsi que l'importance de l'éclairage dans ce processus.

Il a maintenant été démontré que la mélatonine avait deux fonctions principales: la régulation de l'horloge biologique et la réduction de l'oxydation. De même, les carences en mélatonine sont généralement accompagnées de symptômes tels que l'insomnie ou la dépression, et peuvent provoquer une accélération progressive du vieillissement.

Bien que la mélatonine soit une substance synthétisée par l'organisme lui-même, elle peut également être observée dans certains aliments comme l'avoine, les cerises, le maïs, le vin rouge, les tomates, les pommes de terre, les noix ou le riz.

De même, la mélatonine est aujourd'hui vendue en pharmacie et parapharmacie avec des présentations différentes et est utilisée comme alternative aux plantes médicinales ou aux médicaments sur ordonnance pour lutter, principalement, contre l'insomnie.

Biosynthèse et métabolisme

La mélatonine est une substance qui se biosynthétise à partir du tryptophane, un acide aminé essentiel provenant des aliments.

Structure chimique du tryptophane

Plus précisément, le tryptophane est directement converti en mélatonine par l'enzyme tryptophanhydroxylase. Par la suite, ce composé est décarboxylé et génère de la sérotonine.

L'obscurité active le système neuronal provoquant la production d'une poussée du neurotransmetteur norépinéphrine. Lorsque la noradrénaline se lie aux récepteurs adrénergiques b1 des pinéalocytes, l'adényl cyclase est activée.

De même, grâce à ce processus, l'AMP cyclique est augmentée et une nouvelle synthèse d'arylalkylamine N-acyltransférase (enzyme de synthèse de la mélanine) est provoquée. Enfin, grâce à cette enzyme, la sérotonine est transformée en mélanine.

En ce qui concerne son métabolisme, la mélatonine est une hormone qui est métabolisée dans les mitochondries et le cytchrome p dans l'hépatocyte, et est rapidement convertie en 6-hydroxymélatonine. Plus tard, il est conjugué à l'acide glucuronique et est excrété dans l'urine.

Mélatonine, glande pinéale et lumière

Lorsque les yeux reçoivent la lumière du soleil, la production de mélatonine dans la glande pinéale est inhibée et les hormones produites nous empêchent de dormir. À son tour, lorsque les yeux ne reçoivent pas de lumière, la mélatonine est produite dans la glande pinéale et l'homme se fatigue. Srruhh

La glande pinéale est une structure située au centre du cervelet, derrière le troisième ventricule cérébral. Cette structure contient des pinéalocytes, des cellules qui génèrent des indolamines (mélatonine) et des peptides vasoactifs.

Ainsi, la production et la sécrétion de l'hormone mélatonine sont stimulées par les fibres du nerf postganglionnaire de la rétine. Ces nerfs traversent le tractus rétinohypothalamique jusqu'au noyau suprachiasmatique (hypothalamus).

Lorsqu'elles se trouvent dans le noyau suprachiasmatique, les fibres du nerf postganglionnaire traversent le ganglion cervical supérieur pour atteindre la glande pinéale.

Une fois qu'ils atteignent la glande pinéale, ils stimulent la synthèse de la mélatonine, c'est pourquoi l'obscurité active la production de mélatonine tandis que la lumière inhibe la sécrétion de cette hormone.

Bien que la lumière externe influence la production de mélatonine, ce facteur ne détermine pas la fonction globale de l'hormone. Autrement dit, le rythme circadien de la sécrétion de mélatonine est contrôlé par un stimulateur cardiaque endogène situé dans le noyau suprachiasmatique lui-même, qui est indépendant des facteurs externes.

Cependant, la lumière ambiante a la capacité d'augmenter ou de ralentir le processus de manière dose-dépendante. La mélatonine pénètre dans la circulation sanguine par diffusion, où elle culmine entre deux et quatre heures du matin.

Par la suite, la quantité de mélatonine dans la circulation sanguine diminue progressivement pendant le reste de la période sombre.

Variations physiologiques

D'autre part, la mélatonine présente également des variations physiologiques en fonction de l'âge de la personne. Jusqu'à trois mois de vie, le cerveau humain sécrète de faibles quantités de mélatonine.

Par la suite, la synthèse de l'hormone augmente, atteignant des concentrations d'environ 325 pg / mL pendant l'enfance. Chez les jeunes adultes, la concentration normale varie entre 10 et 60 pg / mL et au cours du vieillissement, la production de mélatonine diminue progressivement.

Facteurs qui modulent la sécrétion de mélatonine

L'entrée de lumière dans le SCN empêche la glande pinéale de produire de la mélatonine et, inversement, la production et la sécrétion de mélatonine augmentent pendant la période d'obscurité. Zhiqiang Ma, Yang Yang, Chongxi Fan, Jing Han, Dongjin Wang, Shouyin Di, Wei Hu, Dong Liu, Xiaofei Li, Russel J. Reiter et Xiaolong Yan

Actuellement, les éléments capables de modifier la sécrétion de mélatonine peuvent être regroupés en deux catégories différentes: les facteurs environnementaux et les facteurs endogènes.

Facteurs environnementaux

Les facteurs environnementaux sont principalement formés par la photopériode (saisons du cycle solaire), les saisons de l'année et la température ambiante.

Facteurs endogènes

En ce qui concerne les facteurs endogènes, le stress et l'âge semblent être des éléments pouvant motiver une réduction de la production de mélatonine.

Modèles de version

De même, trois modèles différents de sécrétion de mélatonine ont été établis: le type un, le type deux et le type trois.

Le modèle de type 1 de sécrétion de mélatonine est observé chez les hamsters et se caractérise par un pic aigu de sécrétion.

Le modèle de type deux est typique du rat albinos, ainsi que des humains. Dans ce cas, la sécrétion se caractérise par une augmentation progressive jusqu'à atteindre le pic maximal de sécrétion.

Enfin, l'arrêt de type 3 a été observé chez le mouton, il se caractérise également par une augmentation progressive mais diffère du type 2 en atteignant un niveau maximum de sécrétion et en restant un certain temps jusqu'à ce qu'il commence à diminuer.

Pharmacocinétique

La mélatonine est une hormone largement biodisponible. Le corps ne présente pas de barrières morphologiques pour cette molécule, la mélatonine peut donc être absorbée rapidement par la muqueuse nasale, orale ou gastro-intestinale.

De même, la mélatonine est une hormone qui est distribuée intracellulairement dans tous les organites. Une fois administré, le taux plasmatique maximal est atteint 20 à 30 minutes plus tard. Cette concentration est maintenue pendant environ une heure et demie puis diminue rapidement avec une demi-vie de 40 minutes.

Au niveau du cerveau, la mélatonine est produite dans la glande pinéale et agit comme une hormone endocrine, puisqu'elle est libérée dans la circulation sanguine. Les régions cérébrales d'action de la mélatonine sont l'hippocampe, l'hypophyse, l'hypothalamus et la glande pinéale.

Glande pinéale. Néphron

D'autre part, la mélatonine est également produite dans la rétine et dans le tractus gastro-intestinal, endroits où elle agit comme une hormone paracrine. De même, la mélatonine est distribuée par des régions non neurales telles que les gonades, l'intestin, les vaisseaux sanguins et les cellules immunitaires.

Caractéristiques

La fonction principale de cette hormone réside dans la régulation de l'horloge biologique.

Mémoire et apprentissage

Les récepteurs de la mélatonine semblent être importants dans les mécanismes d'apprentissage et de mémoire des souris; cette hormone pourrait modifier les processus électrophysiologiques associés à la mémoire, tels que l'amélioration à long terme.

Système immunologique

D'autre part, la mélatonine influence le système immunitaire et est liée à des conditions telles que le SIDA, le cancer, le vieillissement, les maladies cardiovasculaires, les changements de rythme quotidiens, le sommeil et certains troubles psychiatriques.

Développement de pathologies

Certaines études cliniques indiquent que la mélatonine pourrait également jouer un rôle important dans le développement de pathologies telles que les migraines et les maux de tête, puisque cette hormone est une bonne option thérapeutique pour les combattre.

D'autre part, il a été démontré que la mélatonine réduit les dommages tissulaires causés par l'ischémie, à la fois dans le cerveau et dans le cœur.

Usage médical

Les multiples effets de la mélatonine sur le fonctionnement physique et cérébral des personnes, ainsi que la capacité à extraire cette substance de certains aliments ont motivé un haut degré de recherche sur son utilisation médicale.

Cependant, la mélatonine n'a été approuvée que comme médicament pour le traitement à court terme de l'insomnie primaire chez les personnes de plus de 55 ans. En ce sens, une étude récente a montré que la mélatonine augmentait considérablement la durée totale du sommeil chez les personnes souffrant de privation de sommeil.

Recherche sur la mélatonine

Bien que la seule utilisation médicale approuvée de la mélatonine soit dans le traitement à court terme de l'insomnie primaire, de multiples investigations sont actuellement en cours sur les effets thérapeutiques de cette substance.

Plus précisément, le rôle de la mélatonine en tant qu'outil thérapeutique pour les maladies neurodégénératives telles que la maladie d'Alzheimer, la chorée de Huntington, la maladie de Parkinson ou la sclérose latérale amyotrophique est à l'étude.

Cette hormone pourrait constituer un médicament qui à l'avenir sera efficace pour lutter contre ces pathologies, cependant, aujourd'hui, il n'existe pratiquement aucun travail qui apporte des preuves scientifiques de son utilité thérapeutique.

D'autre part, plusieurs auteurs étudient la mélatonine comme une bonne substance pour lutter contre les délires chez les patients âgés. Dans certains cas, cette utilité thérapeutique s'est déjà avérée efficace.

Enfin, la mélatonine présente d'autres pistes de recherche un peu moins étudiées mais avec de bonnes perspectives d'avenir. L'un des cas les plus courants aujourd'hui est le rôle de cette hormone en tant que substance stimulante. Des recherches ont montré que l'administration de mélatonine à des sujets atteints de TDAH réduit le temps nécessaire pour s'endormir.

Les autres domaines thérapeutiques de recherche sont les maux de tête, les troubles de l'humeur (pour lesquels il s'est avéré efficace pour le traitement des troubles affectifs saisonniers), le cancer, la bile, l'obésité, la radioprotection et les acouphènes.

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