Synteza melatoniny

Odkrycie melatoniny w 1958 roku zapoczątkowało trwające do dziś badania nad wpływem tego hormonu na funkcjonowanie organizmu. Melatonina jest związkiem drobnocząsteczkowym, o dobrej rozpuszczalności zarówno w wodzie, jak i w tłuszczach. Melatonina nie jest magazynowana w organizmie, a jej produktem wyjściowym jest tryptofan. Kluczową rolę w biosyntezie melatoniny odgrywa światło. Informacja o warunkach oświetlenia jest odbierana za pomocą komórek zwojowych siatkówki oka pełniących funkcję fotoreceptorów i przekazywana dalej za pomocą złożonego szlaku neuronalnego, aż do pinealocytów – komórek szyszynki. Biosynteza melatoniny jest hamowana pod wpływem ekspozycji na światło, dlatego poziom tego hormonu we krwi zmienia się cyklicznie w ciągu doby. W nocy jego stężenie sięga około 125 pg/ml, a w dzień maleje do około 10 pg/ml. Oprócz szyszynki biosynteza melatoniny zachodzi też w niewielkim stopniu w siatkówce oka i nabłonku przewodu pokarmowego, gdzie prowadzi do spowolnienia procesów trawiennych.

Problemy ze snem

Rytm dobowy wydzielania melatoniny zaczyna pojawiać się u zdrowych noworodków około 5-12. tygodnia życia. U wcześniaków proces ten zachodzi dużo później. Najwyższe amplitudy wydzielenia melatoniny obserwowane są około 4-7. roku życia. Następnie dochodzi do postępującego powolnego spadku poziomu tego hormonu. Wraz ze starzeniem się organizmu dochodzi także do zwapnienia szyszynki i zmniejszenia ilości syntezowanej melatoniny w stopniu powodującym zaburzenia snu. Problemy ze snem mogą pojawiać się także wskutek pracy zmianowej, a także nagłych zmian stref czasowych (choroba transatlantycka). W przypadku części osób całkowicie niewidomych obserwuje się tzw. swobodnie biegnący rytm melatoniny, zwykle dłuższy od 24h lub rytmy o fazach przesuniętych w stosunku do prawidłowego. Syntetyczna melatonina jest obecnie sprzedawana bez recepty i stosowana jako lek regulujący zaburzenia rytmu dobowego. Jej działanie zależy zarówno od dawki (zwykle 0.3-10 mg), jak i pory podawania, co pozwala na przyspieszenie bądź opóźnienie faz rytmów biologicznych.

Inne funkcje melatoniny

Okazuje się, że synteza melatoniny wpływa nie tylko na rytm dobowy organizmu.  W latach 90. pojawiły się doniesienia na temat wpływu niedoboru melatoniny na rozwój chorób neurodegeneracyjnych, zwłaszcza choroby Alzheimera. U pacjentów dotkniętych tą chorobą obserwuje się nawet pięciokrotnie niższy poziom melatoniny w płynie mózgowo-rdzeniowym. Podawanie syntetycznej melatoniny może zatem  łagodzić objawy tej choroby.

Szczególną właściwością melatoniny jest silne działanie antyoksydacyjne, dzięki czemu zapobiega ona gromadzeniu się w komórkach reaktywnych form tlenu. Szkodliwe działanie reaktywnych from tlenu prowadzi m.in. do dezintegracji błony komórkowej, uszkodzenia DNA i białek. Ochrona jaką daje melatonina przyczynia się więc do poprawy funkcjonowania komórek, jak i całego organizmu. Prowadzone w ostatnich latach badania wskazują na wpływ melatoniny na spowolnienie procesu starzenia się, co może być powiązanie właśnie z bardzo skutecznym zwalczaniem wolnych rodników.

Od lat 70. prowadzone są badania nad zależnością między nieprawidłowym wydzielaniem melatoniny, a rozwojem nowotworów. Antynowotworowe działanie melatoniny to skutek m.in. wspomnianych już właściwości antyoksydacyjnych. Melatonina powoduje też hamowanie dynamiki podziałów komórek nowotworowych poprzez opóźniania fazy S cyklu komórkowego. Potencjalne funkcje melatoniny w hamowaniu kancerogenezy obejmują też takie aspekty jak zmiany czynnościowe układu immunologicznego, blokowanie pobierania przez komórki kwasów tłuszczowych czy modyfikację ekspresji genów receptorów estrogenowych (nowotwory hormonozależne, np. piersi).