la melatonina como reguladora de los biorritmos del sueño dr. alejandro g. andersson medico...
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La Melatonina como reguladora de los biorritmos Dr. Alejandro G. Andersson Medico NeurólogoTRANSCRIPT
Instituto de Neurología Buenos Aires
Ciudad de la Paz 1485 (C1426AHA) Ciudad Autónoma de Buenos Aires República Argentina Teléfono (54 11) 4788-4800 (Líneas Rotativas)
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La Melatonina como reguladora de los biorritmos
La glándula pineal es la estructura epitalámica encargada de integrar informes medioambientales y otros procedentes del propio medio interno del organismo, liberando melatonina, sustancia capaz de inducir respuestas en el sistema nervioso central y el sistema endocrino. La melatonina fue descripta por el Dr. Cardinali en 1969 en una revista científica internacional. Fue la primera descripción de la producción de melatonina por la retina de un mamífero. En esa época la melatonina se consideraba el producto de secreción de una glándula cerebral ignota, la pineal, de función imprecisa, y como se sostenía casi unánimemente, "con función vestigial en el hombre". Durante 1971 y 1972 en colaboración con el Prof. Richard Wurtman, describió cómo la luz ambiental afecta la secreción de la melatonina, cómo se transporta la melatonina en la sangre y cómo es procesada esta señal por el cerebro. Actualmente, está demostrado que la glándula pineal no sólo no es vestigial en el hombre sino que posee la única y muy curiosa propiedad de servir con conversor biológico de la información sobre la luz y oscuridad y ser parte central del sistema de control de nuestros ritmos biológicos La glándula pineal o epífisis, está situada en el techo del diencéfalo, entre los tubérculos bigéminos craneales, en la denominada fosa pineal, tiene el tamaño aprox. de un guisante y pesa 130 mg. Esta glándula se activa y produce melatonina cuando no hay luz. La melatonina se secreta hacia la circulación, donde presenta un ritmo diario con máximos durante el período de oscuridad. Es una verdadera "hormona de la oscuridad", código químico de la noche y de sus efectos sobre el organismo. En este gráfico vemos la ubicación de 2 pequeñas pero muy importantes estructuras para que nuestro organismo perciba el tiempo. Podemos decir que el reloj que controla nuestras actividades habituales concientes lo llevamos en nuestra muñeca, pero el reloj de nuestras actividades orgánicas no concientes se encuentra en el núcleo supraquiasmático del hipotálamo. La melatonina es producida a partir de la serotonina en la epífisis o pineal. La epífisis está relacionada con la regulación de los ciclos de vigilia y sueño. Se ha comprobado que esta hormona sirve para contrarrestar los efectos del síndrome de diferencia de zonas horarias. Es también un poderoso antioxidante; y se ha comprobado que participa en la apoptosis de células cancerosas en el timo. Pero también está comprobado que altas dosis de esta hormona tiene un efecto cancerígeno. Es también un hecho que controla el inicio de la pubertad y que podría influir en los ritmos circadianos. La producción de esta hormona disminuye con la edad. La melatonina restablece un sueño normal en individuos sometidos a desincronizaciones por causas externas (vuelos transmeridianos, trabajo en turnos) o internas (envejecimiento, alteraciones emocionales, enfermedades crónicas). La razón de este efecto es que en estos casos se verifica o una alteración en el ritmo diario de melatonina (con máximos fuera de los habituales durante la noche) o, como en el caso de los ancianos o enfermos crónicos, existe una disminución de la amplitud del ritmo diario del compuesto pineal. Un área de aplicación natural de la melatonina es la de las alteraciones del sueño en los ancianos. Se estima que gran parte de la consulta clínica en individuos de más de 65 años (más del 50 % en algunas estadísticas) se refiere a trastornos del sueño. Estos trastornos conspiran contra la calidad de vida del anciano y constituyen un severo impedimento para su inserción familiar y social. La conducta estereotipada del anciano, con alerta disminuida durante el día e insomnio temprano matutino, indican la naturaleza íntima de esta alteración del sueño. Se trata de una alteración de los ritmos biológicos, con disminución de la amplitud de estos ritmos. El envejecimiento cerebral, con muerte de poblaciones neuronales críticas, se acompaña de una marcada amortiguación de estos ritmos: el anciano no está ni bien despierto durante el día, ni bien dormido durante la noche... esto difiere claramente de los jóvenes donde es bien neto el límite entre la vigilia y el sueño. La melatonina puede recuperar la calidad del sueño según varios estudios en pacientes de más de 50 años con 3 mg de melatonina, 1 hora antes de la hora esperada de sueño. La evaluación mediante cuestionarios diarios de sueño y de alerta, indicó que con una latencia de 3 a 5 días, el tratamiento con melatonina aumentó significativamente la evaluación subjetiva de mayor calidad del sueño y del alerta, reduciéndose o suprimiéndose el consumo de psicofármacos en 65-70% de los casos.
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El hipotálamo (del gr. hypó, "debajo de" y thálamos, "cámara nupcial, dormitorio") es una glándula que forma parte del diencéfalo, y se sitúa por debajo del tálamo. Suele considerarse el centro integrador del sistema nervioso vegetativo o autónomo, dentro del sistema nervioso central. También se encarga de realizar funciones de integración somatovegetativa. Regula la homeostasis del organismo. La melatonina, secretada de forma rítmica durante la escotofase (fase oscura de un ciclo claro/oscuro), aparece involucrada en los mecanismos de la reproducción, en procesos nosológicos de evolución cíclica y en la génesis o mantenimiento de los biorritmos cerebrales. Por su capacidad para captar radicales libres producto del metabolismo celular, además aparece como un potente agente antioxidante capaz de retrasar el envejecimiento de las células y de inhibir la proliferación celular en tumores experimentales y espontáneos. La vitamina C es un antioxidante extracelular, la vitamina E penetra el citoplasma de las células, y la melatonina puede llegar al núcleo celular. La melatonina, principal producto hormonal de la glándula pineal tiene una producción nocturna máxima. Aun cuando no todos los investigadores están de acuerdo, numerosos datos sugieren que los niveles elevados prepuberales mantienen el eje hipotálamo-hipófiso-gonadal en reposo, ejerciéndose de este modo un efecto inhibidor del desarrollo puberal. Como consecuencia, el descenso de los valores séricos de melatonina con la edad activa la secreción pulsátil de hormona liberadora de gonadotropina (GnRH) y de esta forma el eje reproductor, y en consecuencia se produce el comienzo de la pubertad. No hay diferencias significativas entre la secreción diurna y nocturna de melatonina entre varones (1,38 6 0,52 pg/ ml melatonina diurna y 6,92 6 2,06 pg/ml melatonina nocturna) y mujeres (1,15 6 0,43 pg/ml melatonina diurna y 11,41 6 4,32 pg/ml melatonina nocturna). Hay diferencias altamente significativas (p < 0,001) entre las tasas diurnas y nocturnas de secreción de melatonina en ambos sexos. Hay diferencias altamente significativas (p < 0,001) en la secreción diurna, nocturna y total entre los distintos estadios de Tanner de desarrollo puberal, encontrándose en las comparaciones entre grupos que entre los estadios I y II, tanto en varones como en mujeres se observa un significativo descenso de estas tasas de secreción. Hay una significativa disminución de la secreción de melatonina con la edad en ambos sexos (relación lineal), con mayor descenso nocturno. No hay relación entre la secreción de melatonina y la de estradiol, testosterona, LH, FSH y DHEAS. La secreción de melatonina sigue un patrón circadiano, con mayor secreción nocturna, siendo la amplitud de este ritmo significativamente superior en niñas, por mayor secreción nocturna. Se observa un descenso significativo de la secreción entre los estadios I y II de desarrollo puberal, con descenso mantenido posterior en los siguientes estadios. La melatonina se sintetiza y secreta durante la fase de oscuridad del ciclo día/noche. La secreción rítmica de melatonina es generada por un oscilador circadiano maestro ubicado en las neuronas de los núcleos supraquiasmáticos del hipotálamo anterior. Este ritmo es ajustado a exactamente 24 horas por acción del principal dador de tiempo: la luz natural en las primeras horas de la mañana. La secreción periódica de melatonina puede ser utilizada como sincronizador interno de los ritmos circadianos en aquellos tejidos que pueden "leer" este mensaje. Asimismo, existen efectos directos de la melatonina sobre el oscilador circadiano. La duración de la secreción de melatonina es proporcional a la longitud de la noche y ha sido demostrado experimentalmente que constituye el parámetro crítico de integración fotoperiódica. No se hallan completamente elucidados los sitios y el mecanismo de acción de la melatonina para inducir las respuestas circadianas y fotoperiódicas, pero la acción a través de receptores de membrana acoplados a la proteína G surge como probable. Existe un posible modelo bi-compartamental de distribución de la melatonina con niveles unas 50 veces mayores en SNC que en plasma. Se sabe desde hace un cuarto de siglo que la administración de melatonina induce sueño en el hombre. Este fenómeno ha sido explorado más recientemente en varios laboratorios, incluido el nuestro. Los estudios han comprendido voluntarios jóvenes normales y pacientes de distintas edades con insomnio, así como pacientes on probable enfermedad de Alzheimer y trastornos del sueño. Con pocas excepciones la melatonina reduce la latencia para el sueño. Con pocas excepciones la melatonina reduce la latencia para el sueño y aumenta su eficiencia, en particular en lo referido al sueño lento. Los efectos observados no están directamente vinculados con los niveles circulantes de melatonina del paciente. Se discuten las indicaciones de la melatonina, un potente antioxidante, en diversas patologías asociadas con aumento del estrés oxidativo.
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Melatonina (N-acetil-5-metoxitriptamina) fórmula empírica: C13H16N2O2 Peso molecular: 232.28 Vida media: 32 a 40 minutos Metabolismo: hepático La N-acetil-5-metoxitriptamina es una hormona sintetizada a partir del neurotransmisor serotonina. Es producida principalmente por la glándula pineal, y participa en una gran variedad de procesos celulares, neuroendocrinos y neurofisiológicos. Una de las características más salientes respecto a la biosíntesis pineal de melatonina es su variabilidad a lo largo del ciclo de 24 horas y su respuesta precisa a cambios en la iluminación ambiental. Por ello, la melatonina es considerada una neurohormona con función relevante en la fisiología circadiana. Si bien durante mucho tiempo se consideró que la melatonina era de origen exclusivamente cerebral, se ha demostrado la biosíntesis del metoxindol en otros tejidos como la retina, el hígado, los riñones, las adrenales, el timo, la glándula tiroides, el páncreas, los ovarios, el cuerpo carotídeo, la placenta y el endometrio. De todos modos la pinealectomía en mamíferos y la presencia de pinalomas en humanos provoca niveles casi indetectables en plasma de melatonina. La producción extrapineal de hormona posiblemente tenga acción solamente local. El reloj circadiano (también conocido como ritmo circadiano o ciclo circadiano) es uno de los relojes biológicos que permite a los organismos vivir de acuerdo con los ciclos de la naturaleza, concretamente el que sigue los ciclos de día y noche. El ritmo circadiano fue descubierto en el siglo XVIII en el movimiento de hojas de plantas por el científico francés Jean-Jacques d'Ortous de Mairan. El estudio formal de los ritmos biológicos temporales tales como diurnos, semanales, anuales, se llama cronobiología. El ciclo circadiano se reproduce aproximadamente cada 24 horas, y por el cual se ajustan los ritmos endógenos de los organismos vivos, incluso en ausencia de indicadores externos como la salida o la puesta del sol. Un reloj biológico es la parte del sistema circadiano que tiene la capacidad de generar una oscilación usada por el animal para medir el tiempo, aun en ausencia de pistas ambientales. En los mamíferos los núcleos supraquiasmáticos funcionan como osciladores circadianos. La vía retinohipotalámica descubierta en 1972 termina en los núcleos supraquiasmáticos, en la base del cerebro. La vía retino-hipotalámica es necesaria para la sincronización al ciclo de luz ambiental. En estos núcleos se sintetiza vasopresina, péptido vasoactivo intestinal, GABA, bombesina, péptido liberador de la gastrina, serotonina, péptido Y, y somatostatina. De los núcleos supraquiasmáticos parten fibras nerviosas que se proyectan hacia la columna intermediolateral de la médula espinal. De allí se originan las conexiones preganglionares que llegan a los ganglios cervicales superiores. Para finalmente llegar a la glándula pineal a través de las fibras postganglionares noradrenérgicas. La exposición de un animal a la luz mantiene inhibida la actividad eléctrica de las neuronas ganglionares, mientras que la interrupción del estímulo luminoso produce una inmediata activación neuronal. Se ha observado que la administración farmacológica de melatonina actúa directamente sobre el núcleo supraquiasmático porque la administración de la hormona durante la noche subjetiva deprime la actividad metabólica del núcleo supraquiasmático. La glándula pineal es un sincronizador interno del ritmo circadiano. L núcleo supraquiasmático tiene alta densidad de receptores para la melatonina. Las células de la pineal, los pinealocitos captan triptófano, lo transforman en 5 hidroxitriptófano, luego en 5 hidroxitriptamina –serotonina-, luego en n-acetil serotonina, y luego en melatonina. El pico de síntesis en general está entre las 2 y las 6am. La pineal sería la principal interfase entre el ciclo de luz ambiental y el sistema nervioso central y el sistema endocrino. Las claves externas que permiten ajustar estos ritmos se llaman temporizadores (término preferible a Zeitgebers). En viajes en que se traspasan varios husos horarios (véase jet lag) o en los trabajos en los que serota turnos, este reloj se desfasa produciendo alteraciones en la salud, tales como insomnio, irritabilidad, y cefalea.
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Cronobiología: Nuestra constitución biológica lo dice: somos organismos periódicos, en fase con ciclos geofísicos de gran regularidad, el día, el mes o el año. Tenemos tanto un reloj como un calendario biológico. Una de las ramas de la Biología, la Cronobiología, persigue comprender y explicar las bases biológicas de estas variaciones, es decir, cómo percibimos, reaccionamos, y nos desenvolvemos de manera periódica. La melatonina es una pieza farmacológica fundamental dentro de la cronobiología. Bibliografía: · Aschoff J; “Biological Rhythms”, 1981, NY, Plenum. Press. · D.P. Cardinali, L.I. Brusco.Revista Argentina de Medicina 2: 157-166; 2000. Melatonina y sueño. · “La melatonina, o como mover las agujas del reloj biologico”. Por el prof. Dr. Daniel Cardinali. 31-10-98 · Ritcher, C.P. (1967) Proceedings of the Association for Research on Nervous and Mental Disorders. · Moore, R.Y. (1982) Trends in Neurosciences Dr. Alejandro G. Andersson
Neurología. INBA Instituto de Neurología. Electroencefalogramas. Mapeo Cerebral. Estudios de Sueño. Potenciales Evocados. Electromiogramas. Evaluación Electrofisiológica del Temblor. Toxina Botulínica. Consultorio de Neurología. Enfermedades Desmielinizantes.
Epilepsia. Consultorio de Dolor. Jaqueca. Neurootología Mareos y Equilibrio. Biomecánica de la Marcha. Parkinson. Consultorio de Trastornos de Ansiedad, Fobias, Pánico y Depresión. Psiconeuroinmunoendocrinología (PINE).
Activación Multisensorial Breve (AMSB). Evaluación de la Memoria. Psicología. Psicopedagogía. Nutrición