melatonin adalah hormon hadir pada manusia, hewan, tumbuhan , jamur, bakteri dan bahkan di beberapa alga. Nama ilmiahnya adalah N-cetyl-5-methoxytryptamine dan disintesis dari asam amino esensial, triptofan.
Melatonin saat ini dianggap sebagai neurohormon yang diproduksi oleh pinealocytes (sejenis sel) dari kelenjar pineal, struktur otak yang terletak di diencephalon . Fungsinya yang paling penting adalah pengaturan siklus tidur harian, oleh karena itu digunakan dalam beberapa kasus sebagai pengobatan untuk gangguan tidur.
Molekul melatonin dengan rumus kimia
Kelenjar pineal menghasilkan melatonin di bawah pengaruh nukleus suprachiasmatic, wilayah hipotalamus yang menerima informasi dari retina tentang pola harian terang dan gelap.
Indeks artikel
Karakteristik melatonin
Salah satu karakteristik utama molekul ini terletak pada biosintesisnya, yang sangat bergantung pada perubahan pencahayaan sekitar.
Orang mengalami generasi melatonin yang konstan di otak mereka, yang menurun tajam pada usia 30 tahun. Begitu pula sejak remaja, biasanya terjadi pengapuran pada kelenjar pineal yang disebut corpora arenacea .
Sintesis melatonin sebagian ditentukan oleh pencahayaan sekitar, berkat hubungannya dengan nukleus suprachiasmatic hipotalamus. Artinya, semakin tinggi cahaya, semakin rendah produksi melatonin dan semakin rendah cahaya, semakin tinggi produksi hormon ini.
Fakta ini menyoroti peran penting yang dimainkan melatonin dalam mengatur tidur orang, serta pentingnya pencahayaan dalam proses ini.
Melatonin kini telah terbukti memiliki dua fungsi utama: mengatur jam biologis dan mengurangi oksidasi. Demikian juga, kekurangan melatonin biasanya disertai dengan gejala seperti insomnia atau depresi, dan dapat menyebabkan percepatan penuaan secara bertahap.
Meskipun melatonin adalah zat yang disintesis oleh tubuh itu sendiri, itu juga dapat diamati pada makanan tertentu seperti gandum, ceri, jagung, anggur merah, tomat, kentang, kenari, atau nasi.
Demikian juga, melatonin dijual hari ini di apotek dan parafarmasi dengan presentasi yang berbeda dan digunakan sebagai alternatif tanaman obat atau obat resep untuk memerangi, terutama, insomnia.
Biosintesis dan metabolisme
Melatonin adalah zat yang biosintesis dari triptofan, asam amino esensial yang berasal dari makanan.
Struktur kimia triptofan
Secara khusus, triptofan langsung diubah menjadi melatonin melalui enzim triptofanhidroksilase. Selanjutnya, senyawa ini didekarboksilasi dan menghasilkan serotonin.
Kegelapan mengaktifkan sistem saraf yang menyebabkan produksi gelombang neurotransmitter norepinefrin. Ketika norepinefrin mengikat adrenoseptor b1 pada pinealosit, adenil siklase diaktifkan.
Demikian juga, melalui proses ini, AMP siklik meningkat dan sintesis baru arylalkylamine N-acyltransferase (enzim sintesis melanin) disebabkan. Akhirnya, melalui enzim ini, serotonin diubah menjadi melanin.
Mengenai metabolismenya, melatonin adalah hormon yang dimetabolisme di mitokondria dan sitokrom p di hepatosit, dan dengan cepat diubah menjadi 6-hidroksimelatonin. Kemudian, terkonjugasi dengan asam glukuronat dan diekskresikan dalam urin.
Melatonin, kelenjar pineal dan cahaya
Saat mata menerima sinar matahari, produksi melatonin di kelenjar pineal terhambat dan hormon yang dihasilkan membuat kita tetap terjaga. Pada gilirannya, ketika mata tidak menerima cahaya, melatonin diproduksi di kelenjar pineal dan manusia menjadi lelah. Srruhh [CC BY-SA]
Kelenjar pineal adalah struktur yang terletak di tengah otak kecil , di belakang ventrikel otak ketiga. Struktur ini mengandung pinealosit, sel yang menghasilkan indolamin (melatonin) dan peptida vasoaktif.
Dengan demikian, produksi dan sekresi hormon melatonin dirangsang oleh serabut saraf postganglionik retina. Saraf-saraf ini berjalan melalui traktus retinohipotalamikus ke nukleus suprakiasmatik (hipotalamus).
Ketika ditemukan di nukleus suprachiasmatic, serabut saraf postganglionik melintasi ganglion serviks superior untuk mencapai kelenjar pineal.
Begitu mereka mencapai kelenjar pineal, mereka merangsang sintesis melatonin, itulah sebabnya kegelapan mengaktifkan produksi melatonin sementara cahaya menghambat sekresi hormon ini.
Meskipun cahaya eksternal mempengaruhi produksi melatonin, faktor ini tidak menentukan fungsi keseluruhan hormon. Dengan kata lain, ritme sirkadian sekresi melatonin dikendalikan oleh alat pacu jantung endogen yang terletak di nukleus suprachiasmatic itu sendiri, yang tidak tergantung pada faktor eksternal.
Namun, cahaya sekitar memiliki kemampuan untuk meningkatkan atau memperlambat proses dengan cara yang bergantung pada dosis. Melatonin memasuki aliran darah dengan difusi, di mana puncaknya antara pukul dua dan empat pagi.
Selanjutnya, jumlah melatonin dalam aliran darah secara bertahap menurun selama sisa periode gelap.
Variasi fisiologis
Di sisi lain, melatonin juga menghadirkan variasi fisiologis tergantung pada usia orang tersebut. Hingga tiga bulan kehidupan, otak manusia mengeluarkan melatonin dalam jumlah rendah.
Selanjutnya, sintesis hormon meningkat, mencapai konsentrasi sekitar 325 pg/mL selama masa kanak-kanak. Pada dewasa muda, konsentrasi normal berkisar antara 10 dan 60 pg/mL dan selama penuaan produksi melatonin secara bertahap menurun.
Faktor yang memodulasi sekresi melatonin
Masuknya cahaya ke SCN mencegah kelenjar pineal memproduksi melatonin dan, sebaliknya, produksi dan sekresi melatonin meningkat selama periode kegelapan. Zhiqiang Ma, Yang Yang, Chongxi Fan, Jing Han, Dongjin Wang, Shouyin Di, Wei Hu, Dong Liu, Xiaofei Li, Russel J. Reiter, dan Xiaolong Yan [CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by / 4.0)]
Saat ini, unsur-unsur yang mampu memodifikasi sekresi melatonin dapat dikelompokkan menjadi dua kategori yang berbeda: faktor lingkungan dan faktor endogen.
Faktor lingkungan
Faktor lingkungan terutama dibentuk oleh fotoperiode (musim siklus matahari), musim tahun dan suhu lingkungan.
Faktor endogen
Mengenai faktor endogen, stres dan usia tampaknya menjadi unsur yang dapat memotivasi penurunan produksi melatonin.
Pola rilis
Demikian juga, tiga pola sekresi melatonin yang berbeda telah ditetapkan: tipe satu, tipe dua dan tipe tiga.
Pola sekresi melatonin tipe satu terlihat pada hamster dan ditandai dengan lonjakan tajam dalam sekresi.
Pola tipe dua adalah tipikal tikus albino, juga manusia. Dalam hal ini, sekresi ditandai dengan peningkatan bertahap hingga puncak sekresi maksimum tercapai.
Akhirnya, penghentian tipe tiga telah diamati pada domba, juga ditandai dengan peningkatan bertahap tetapi berbeda dari tipe dua dengan mencapai tingkat maksimum sekresi dan mempertahankannya untuk sementara waktu sampai mulai berkurang.
Farmakokinetik
Melatonin adalah hormon yang tersedia secara luas. Tubuh tidak menghadirkan hambatan morfologis untuk molekul ini, sehingga melatonin dapat dengan cepat diserap melalui mukosa hidung, mulut, atau gastrointestinal.
Demikian juga, melatonin adalah hormon yang didistribusikan secara intraseluler di semua organel. Setelah diberikan, tingkat plasma maksimum dicapai antara 20 dan 30 menit kemudian. Konsentrasi ini dipertahankan selama sekitar satu setengah jam dan kemudian menurun dengan cepat dengan waktu paruh 40 menit.
Di tingkat otak, melatonin diproduksi di kelenjar pineal dan bertindak sebagai hormon endokrin, karena dilepaskan ke aliran darah. Daerah otak kerja melatonin adalah hipokampus , hipofisis , hipotalamus dan kelenjar pineal.
Kelenjar pineal. Nefron [CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]
Di sisi lain, melatonin juga diproduksi di retina dan di saluran pencernaan, tempat ia bertindak sebagai hormon parakrin. Demikian juga, melatonin didistribusikan oleh daerah non-saraf seperti gonad, usus, pembuluh darah dan sel-sel kekebalan.
Fitur
Fungsi utama hormon ini terletak pada pengaturan jam biologis.
Memori dan pembelajaran
Reseptor melatonin tampaknya penting dalam mekanisme pembelajaran dan memori tikus; hormon ini dapat mengubah proses elektrofisiologis yang terkait dengan memori, seperti peningkatan jangka panjang.
Sistem imun
Di sisi lain, melatonin mempengaruhi sistem kekebalan dan berhubungan dengan kondisi seperti AIDS, kanker, penuaan, penyakit kardiovaskular, perubahan ritme harian, tidur dan gangguan kejiwaan tertentu.
Perkembangan patologi
Studi klinis tertentu menunjukkan bahwa melatonin juga bisa memainkan peran penting dalam perkembangan patologi seperti sakit kepala migrain dan sakit kepala, karena hormon ini merupakan pilihan terapi yang baik untuk memerangi mereka.
Di sisi lain, melatonin telah terbukti mengurangi kerusakan jaringan yang disebabkan oleh iskemia, baik di otak maupun di jantung.
Penggunaan medis
Berbagai efek yang ditimbulkan melatonin pada fungsi fisik dan otak orang, serta kemampuan untuk mengekstrak zat ini dari makanan tertentu telah memotivasi penelitian tingkat tinggi tentang penggunaan medisnya.
Namun, melatonin hanya disetujui sebagai obat untuk pengobatan jangka pendek insomnia primer pada orang di atas 55 tahun. Dalam pengertian ini, sebuah penelitian baru-baru ini menunjukkan bahwa melatonin secara signifikan meningkatkan total waktu tidur pada orang yang menderita kurang tidur.
Penelitian tentang melatonin
Meskipun penggunaan medis hanya disetujui untuk melatonin dalam pengobatan jangka pendek insomnia primer, beberapa penyelidikan saat ini sedang berlangsung pada efek terapeutik zat ini.
Secara khusus, peran melatonin sebagai alat terapi untuk penyakit neurodegeneratif seperti penyakit Alzheimer, korea Huntington, penyakit Parkinson atau amyotrophic lateral sclerosis sedang diselidiki.
Hormon ini dapat menjadi obat yang di masa depan akan efektif untuk memerangi patologi ini, namun, saat ini hampir tidak ada karya yang memberikan bukti ilmiah tentang kegunaan terapeutiknya.
Di sisi lain, beberapa penulis menyelidiki melatonin sebagai zat yang baik untuk memerangi delusi pada pasien usia lanjut. Dalam beberapa kasus, utilitas terapeutik ini telah terbukti efektif.
Akhirnya, melatonin menyajikan jalan penelitian lain yang agak kurang dipelajari tetapi dengan prospek masa depan yang baik. Salah satu kasus yang paling populer saat ini adalah peran hormon ini sebagai zat perangsang. Penelitian telah menunjukkan bahwa memberikan melatonin kepada subjek dengan ADHD mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk tertidur.
Bidang penelitian terapeutik lainnya adalah sakit kepala, gangguan mood (di mana telah terbukti efektif dalam mengobati gangguan afektif musiman), kanker, empedu, obesitas, proteksi radiasi, dan tinnitus.
Referensi
- Cardinali DP, Brusco LI, Liberczuk C dkk. Penggunaan melatonin pada penyakit Alzheimer. Neuro Endokrinol Lett 2002; 23: 20-23.
- Conti A, Conconi S, Hertens E, Skwarlo-Sonta K, Markowska M, Maestroni JM. Bukti untuk sintesis melatonin pada tikus dan sel sumsum tulang manusia. J Pineal Re.2000;28 (4): 193-202.
- Poeggeler B, Balzer I, Hardeland R, Lerchl A. Hormon pineal melatonin berosilasi juga di dinoflagellata Gonyaulax polyedra. Naturwissenschaften. 1991; 78, 268-9.
- Reiter RJ, Pablos MI, Agapito TT dkk. Melatonin dalam konteks teori radikal bebas penuaan. Ann NY Acad Sci 1996; 786: 362-378.
- Van Coevorden A, Mockel J, Laurent E. Neuroendokrin ritme dan tidur pada pria penuaan. Am J Fisiol. 1991; 260: E651-E661.
- Zhadanova IV, Wurtman RJ, Regan MM dkk. Pengobatan melatonin untuk insomnia terkait usia. J Clin Endokrinol Metab 2001; 86: 4727-4730.