Melatonina: Hormona de la Oscuridad
Categorías: Ritmo Circadiano, Cognición, Metodología de Investigación
La melatonina es una hormona producida por la glándula pineal durante la noche. Conocida como la hormona de la oscuridad, la melatonina es un señalizador crítico del tiempo biológico. Regula el ciclo sueño-vigilia, sincroniza ritmos circadianos y tiene propiedades antioxidantes. Su estudio es fundamental para la cronobiología y el tratamiento de trastornos del sueño.
Resumen Simplificado
La melatonina es producida por la glándula pineal de noche bajo control del SCN. Induce sueño, sincroniza ritmos circadianos y es usada terapéuticamente en insomnio y jet lag.
Síntesis de melatonina
La melatonina se sintetiza en la glándula pineal a partir de triptófano. El triptófano se convierte en serotonina vía hidroxilasa y descarboxilasa. La serotonina se convierte en melatonina por N-acetiltransferasa (AANAT) e hidroxiindol-O-metiltransferasa (HIOMT). AANAT es la enzima limitante. Su actividad aumenta dramáticamente de noche. La síntesis es estimulada por noradrenalina. Las neuronas simpáticas inervan la pineal. La síntesis ocurre principalmente en pinealocitos. También se produce en otros tejidos en menor cantidad. La retina, tracto gastrointestinal y células inmunes producen melatonina. La síntesis tiene ritmo circadiano robusto. Los niveles son 10 veces más altos de noche. La síntesis se inhibe por luz. La luz suprime la secreción nocturna.
Regulación de la secreción
La secreción de melatonina está controlada por el SCN. El SCN inhibe la producción durante el día. De noche, la inhibición cesa. La señal viaja por tracto retinohipotalámico a SCN. Del SCN al hipotálamo dorsomedial. Del DMH al núcleo intermedio lateral. De ahí a la médula espinal superior. Esta proyecta al ganglio cervical superior. El ganglio simpático inerva la pineal. La noradrenalina activa receptores β-adrenérgicos. Esto aumenta AMPc y activa AANAT. La luz suprime esta vía. La luz nocturna inhibe la síntesis. La intensidad de luz importa. La luz azul es más supresora. El envejecimiento reduce la producción. Los niveles declinan con la edad.
Receptores de melatonina
La melatonina actúa a través de receptores MT1 y MT2. Son receptores acoplados a proteína G. MT1 está ampliamente distribuido. Es abundante en el SCN. MT1 media efectos de sueño. Inhibe la actividad neuronal del SCN. MT2 media efectos de fase. Participa en la sincronización circadiana. También media efectos vasculares. Los receptores se expresan en muchos tejidos. Están en retina, vasos, intestino, células inmunes. La activación inhibe adenilato ciclasa. Reduce AMPc intracelular. También puede abrir canales de K+. Esto causa hiperpolarización celular. El receptor MT3 es una enzima en roedores. En humanos no tiene rol claro. Los agonistas de receptores se usan terapéuticamente. Ramelteon es un agonista MT1/MT2.
Efectos sobre el sueño
La melatonina promueve el inicio del sueño. Reduce la latencia de sueño. Aumenta la eficiencia del sueño. Los niveles aumentan 2 horas antes del sueño. Esto se denomina dim light melatonin onset (DLMO). El DLMO marca el inicio de la noche biológica. La melatonina facilita la transición a sueño. Reduce la temperatura corporal central. Esto es permissivo para el sueño. Los efectos son principalmente cronobióticos. Sincronizan más que sedar directamente. La melatonina exógena ayuda en insomnio de inicio. Es útil en síndrome de fase retrasada. Ayuda en jet lag al ajustar el ritmo. El timing de administración es crítico. Por la mañana causa retraso de fase. Por la tarde causa avance de fase. Los efectos dependen del tiempo circadiano.
Propiedades antioxidantes
La melatonina es un potente antioxidante. Elimina radicales libres directamente. Es especialmente efectiva contra OH•. También elimina H2O2 y NO•. Los metabolitos de melatonina son antioxidantes. Esto crea un efecto de cascada antioxidante. Estimula enzimas antioxidantes. Aumenta superóxido dismutasa y glutatión peroxidasa. Inhibe pro-oxidantes. Protege mitocondrias del daño oxidativo. Se acumula en mitocondrias. Esto es relevante para enfermedades neurodegenerativas. La melatonina protege contra isquemia. Reduce daño por radiación. Tiene efectos antiinflamatorios. Modula la respuesta inmune. Los efectos antioxidantes son dosis-dependientes. Las dosis terapéuticas proporcionan protección.
Aplicaciones terapéuticas
La melatonina tiene múltiples aplicaciones terapéuticas. Se usa para insomnio de inicio. Es especialmente útil en ancianos. Trata síndrome de fase retrasada. Ayuda en jet lag al viajar. Mejora sueño en trabajo por turnos. Se usa en ceguera con ritmo no-24h. Se ha investigado en cáncer. Puede potenciar quimioterapia. Protege contra toxicidad de tratamientos. Se investiga en Alzheimer. Los pacientes tienen niveles bajos. Puede mejorar sueño y cognición. Se usa en niños con ADHD y autismo. Mejora sueño en estas poblaciones. Los agonistas como ramelteon tratan insomnio. Tasimelteon trata ritmo no-24h en ciegos. Las dosis bajas (0.5-3 mg) son generalmente efectivas. El timing de administración es crítico.
Hallazgos Clave
- La melatonina se sintetiza en la pineal a partir de triptófano vía serotonina
- AANAT es la enzima limitante con actividad nocturna 10 veces mayor
- La síntesis es controlada por SCN vía vía simpática pineal
- La luz suprime la síntesis, especialmente luz azul
- Actúa sobre receptores MT1 (sueño) y MT2 (sincronización) que reducen AMPc
- Tiene potentes propiedades antioxidantes y antiinflamatorias
- Se usa terapéuticamente en insomnio, jet lag, fase retrasada y ritmo no-24h
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Términos del glosario
Preguntas frecuentes
- ¿Cómo se sintetiza la melatonina?
- La melatonina se sintetiza en la glándula pineal desde triptófano → serotonina → melatonina, con AANAT como enzima limitante que aumenta 10 veces su actividad de noche.
- ¿Cómo controla el SCN la secreción de melatonina?
- El SCN controla la secreción vía una ruta multisináptica: SCN → hipotálamo dorsomedial → núcleo intermedio lateral → médula espinal → ganglio cervical superior → pineal (noradrenalina).
- ¿Qué receptores tiene la melatonina?
- La melatonina actúa sobre receptores MT1 y MT2, ambos GPCR que inhiben adenilato ciclasa. MT1 media efectos de sueño, MT2 media sincronización circadiana.
- ¿Para qué se usa la melatonina terapéuticamente?
- Se usa para insomnio de inicio, síndrome de fase retrasada, jet lag, ajuste en trabajo por turnos, ritmo no-24h en ciegos, y problemas de sueño en niños y ancianos.