La Melatonina, ¿Qué es?

La melatonina es una indolamina, molécula derivada del triptófano, que también produce serotonina.
De hecho, la melatonina deriva por esta vía de la serotonina, y de ahí que tenga entre sus cappacidades ciertas propiedades antidepresivas.

La Melatonina Pineal.

La melatonina se aisló por primera vez como una hormona producida en la glándula pineal, glándula localizada en el centro del cerebro. La síntesis de melatonina pineal sigue un ritmo circadiano con un pico nocturno aproximadamente entre las 2 y 4 de la madrugada. Conforme es producida, la melatonina pasa a la circulación sistémica y cerebral, llevando esta señal circadiana a todo el organismo. La función de la melatonina pineal es, pues, sincronizar las funciones de todas las células para que trabajen de una manera coordinada.

Como la producción circadiana de la melatonina en la pineal está sincronizada con el fotoperiodo, es decir, con los cambios de luz/oscuridad que tienen lugar cada 24 horas, así todas las funciones del organismo presentan el mismo ritmo. Esta función cronobiótica de la melatonina es fundamental para la adaptación del organismo al medio ambiente, ya que ajusta los ritmos circadianos endocrinos, metabólicos, de división celular, en todos los tejidos y órganos del cuerpo, además de sincronizar los ritmos de neurotransmisores cerebrales, sueño/vigilia, actividad/reposo, etc. (Figura 1).

Figura 1. La melatonina pineal se encarga de mantener las funciones rítmicas de todo el organismo para su perfecta adaptación al medio ambiente.
Figura 2. Fuentes principales de producción de melatonina extrapineal. Sus funciones son las de protección celular por medio de sus propiedades antioxidantes, antiinflamatorias y mitocondriales.

La Melatonina Extrapineal.

A lo largo de los últimos años, hemos demostrado que la melatonina se produce también en muchos otros órganos fuera de la pineal; es la llamada melatonina extrapineal, con unas características que la hacen una molécula única. Esta melatonina, que se sintetiza por la misma vía que la pineal, no sigue lógicamente un ritmo circadiano, se produce en mucha mayor cantidad que en la pineal, y no sale a la circulación (Figura 2).

Se ha identificado la producción de melatonina en la mayoría de los órganos y tejidos del organismo. Dentro de estos órganos, la melatonina se encuentra en mayor concentración en el núcleo y las mitocondrias, lo que refleja su papel como protector local del daño oxidativo/inflamatorio celular.

Además, sabemos que la membrana celular actúa como un sistema de regulación de la cantidad de melatonina que puede entrar en la célula, lo que es muy importante a la hora de conocer las dosis terapéuticas de aquella.

Estas características tan especiales de la melatonina extrapineal nos llevó desde hace años a analizar sus funciones intracelulares. Los resultados de muchos estudios en cultivos celulares y modelos experimentales nos han permitido demostrar que, además de poseer unas propiedades antioxidantes y antiinflamatorias muy potentes, actúa principalmente sobre la mitocondria para protegerla del daño derivado de los radicales libres que en ella se forman, estimular su función, y aumentar su capacidad bioenergética, es decir, de producir ATP, que es la forma de energía que la célula usa para sus actividades. De esta forma, la melatonina aumenta todas las capacidades de defensa de la célula frente a cualquier tipo de daño, manteniendo la homeostasis del organismo (Figura 3).

Figura 3. Funciones principales de la melatonina extrapineal.

Las Aplicaciones Terapéuticas de la Melatonina.

En resumen, la melatonina es una molécula única en los organismos vivos por varias razones, que la diferencian de cualquier otra:

  1. Tiene dos lugares de síntesis, uno en la glándula pineal y otro en el resto de órganos y tejidos.
  2. La melatonina pineal, producida en concentraciones pequeñas, se encarga de regular las funciones rítmicas del en base a su secreción circadiana, sincronizando dichas funciones al fotoperiodo para una adecuada adaptación al medio.
  3. La melatonina extrapineal, producida en muchas mayores concentraciones, se forma localmente en el interior de cada célula a demanda, para actuar como un mecanismo excepcional de protección in situ, que mantiene en buen estado los procesos metabólicos, energéticos y celulares.

Por tanto, desde el punto de vista del uso terapéutico de la melatonina, sus aplicaciones principales son (Figura 4):

  1. Trastornos del ritmo, debidos a una alteración de la función del reloj biológico, incluyendo insomnio, y todas las alteraciones que se derivan de esta patología. Las dosis de melatonina para restaurar problemas cronobióticos son relativamente bajas, de acuerdo a su producción endógena.
  2. Enfermedades que sean causadas por, o bien cursen con, estrés oxidativo (producción excesiva de radiales libres); procesos inflamatorios, incluyendo aquellos llamados autoinflamatorios, en donde esté activado el inflamasoma NLRP3, y disfunción mitocondrial. Estas patologías incluyen, además del propio envejecimiento, enfermedades neurodegenerativas, como Parkinson y Alzheimer; enfermedades endocrino-metabólicas incluyendo síndrome metabólico y diabetes mellitus tipo 2; enfermedades autoinflamatorias y sepsis, y cáncer, entre otras. Las dosis de melatonina para tratar estos problemas son más elevadas que las usadas para los trastornos del ritmo, y van en función del grado e intensidad de las alteraciones que se pretenden tratar.

En la Figura 4 se representan las dos fuentes endógenas de melatonina y su utilidad clínica.

Figura 4. Diferencias en la síntesis, acciones y usos terapéuticos de la melatonina pineal y extrapineal.