Melatonin

Melatonin er et hormon som skilles ut av pinealkjertelen (konglekjertelen) i epitalamus i hjernen hos dyr, hvor melatonin er med å regulerer søvn i fotoperioden, men deltar også i registrering av sesong og årstid i årssyklus. Informasjon om lys-mørkesyklus mottas av suprachiasmatisk kjernen i hjernen som er med å styrer døgnrytmen i kroppen hos virveldyr. Suprachiasmatisk kjerne sender signal til deler av hjernen  som styrer hormoner og kroppstemperatur. Signalet går ned ryggmargen og tilbake til kongleformete pinealkjertelen hvor produksjonen av meltatonin finner sted. Om dagen gir den signal om ikke å lage melatonin.

Lys mottatt av rhodopsin i staver og fotopsiner i tappene i netthinnen hor virdyr gir aksjonspotensialer som blir overført til hypotalamus, videre via det sympatiske nervesystemet til pinealkjertelen som øker utskillelsen av melatonin i skumring og mørke. Hos dyr virker melatonin også på reproduksjon ved å hemme utskillelsen av kjønnshormoner. Melatonin reduserer utskillelsen av gonadotropinfrigivende hormon fra hypotalamus. Gonadotropinfrigivende hormon er en viktig regulator av reproduksjon via follikelstimulerende hormon og luteiniserende hormon. Utskillelsen er regulert av fotoperioden, i aksen hypotalamus-hypofyse-gonader.   I samvirke med kisspeptin-neurokinin-dynorfin nevralt nettverk i hypotalamus. Nevropeptidene kisspeptin, neurokinin B og dynorfin A kan kontrollere reproduksjon hos pattedyr ved å påvirke gonadotropinfrigivende  hormon.  Nevropeptidene blir laget i neuroendokrine neuroner i  arcuatuskjernen (nucleus arcuatus) i hypotalamus, lagret i nevrosekretoriske vesikler og utskilt ved eksocytose binder seg til blant annet G-proteinkoblete reseptorer i plasmamembranen til målceller

  Hos dyr som har parringstid om våren, slik som fugler, gir minskende nattlengde redusert utskillelse av melatonin. Langdagsstyrt brunsttid og parringparring har senket produksjon av melatonin, mens kortdagsstyrt brunsttid aktiveres av melatonin.

Gonadene øker i størrelse hos fuglene om våren, hypertrofi, og minsker etter reproduksjonen for å spare vekt hos fuglen.

 Hval har unihemisfærisk søvn og lager ikke melatonin.  Melatonin ble oppdaget som et stoff som endrer farge I huden på noen amfibier og reptiler. Melatonin har også en antioksidantvirkning. Små mengder melatonin finnes også i planter.

Melatonin i pilleform (les alltid pakningsvedlegget) blir brukt som innsovningsmiddel, noen ganger sammen med bitterekstrakt fra humle (Humulus lupulus) . Humuloner (prenylerte floroglucinolderivater) kalt alfa(α)syrer som blir brukt i ølbrygging har en sedaterende effekt ved å minske aktiviteten til nevrotransmittoren gamma-aminosmørsyre (GABA) som gir hemmende effekt på sentralnervesystemet.

 Alkaloidet kaffein er et purin og metylxantin som finnes blant annet i kaffebønner konkurrerer med adenosin i binding til reseptorer, og reduserer den hemmende virkningen av GABA, og kan påvirke de melatoninstyrt søvnsyklus.

Melatonin biosyntese

Melatonin (N-acetyl-5-metoksytryptamin) er at acetamid og blir laget fra serotonin. Melatonin virker som agonist til melatoninreseptor 1 og 2 som hører med til gruppen G-proteinkoblete reseptorer.

Melatonin

Tryptofan hydroksylase katalyserer en hydroksylering av indoltringen i i den aromatiske aminosyren L-tryptofan:

tryptofan + oksygen-tetrahydropterin → 5-hydroksy-tryptofan + 4-hydroksytetrahydropterin

Neste trinn er katalysert av 5-hydroksyl-tryptofan dekarboksylase, et pyridoksalfosfatenzym:

5-hydroksy-tryptofan → serotonin + CO2

Etterfulgt av serotonin  N-acetyltransferase som styrer mengden melatonin.

serotonin + acetyl-CoA → N-acetylserotonin + CoASH

Deretter hydroksyindol-O-metyltransferase som gir en metyleringsreaksjon med S-adenosylmetionin som metyldonor:

N-acetylserotonin + S-adenosylmetionin → melatonin + S-adenosyl-homocystein

Melanopsin og melatonin

Øyet har ikke bare en bilde- og synsfunksjon, men også andre fysiologiske funksjoner. Blått lys med bølgelengde 460-480 nanometer (nm) reduserer biosyntesen av melatonin.

Noen ganglieceller i netthinnen hos virveldyr (fisk, fugl, amfibier, pattedyr) inneholder fotoreseptorproteinet melanopsin som registrerer blått lys, en G-proteinkoblet reseptor. Melanopsin deltar i styring av utskillelse av hormoner og stiller den biologiske klokken i cirkadiske rytmer i samvirke med melatonin. Opsinet i melanopsin har mer homologi med det man finner hos invertebrater enn hos pattedyr. Man har også funnet melanopsin i hornhinnen (cornea).  Lysforurensning med kunstige lyskilderkan påvirke den naturlige funksjonen til melanopsin. Skiftarbeidere i helsevesen og industri kan få helseplager som resultat av forstyrrelser av den naturlige døgnrytmen.  

Litteratur

Wikipedia

Tilbake til hovedside

Publisert 26. apr. 2022 12:20 - Sist endret 22. feb. 2024 10:56