Molécule de Mélatonine

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Mélatonine , 5-méthoxy-N-acétyltryptamine, est une hormone présente dans toutes les créatures vivantes, des algues aux humains, à des niveaux qui varient au cours d’un cycle quotidien.La mélatonine a une formule chimique de C13H16N2O2 et une masse moléculaire de 232,278 g / mol. Il joue un rôle dans la régulation du rythme circadien de plusieurs fonctions biologiques. De nombreux effets biologiques de la mélatonine sont produits par l’activation des récepteurs de la mélatonine, tandis que d’autres sont dus à son rôle d’antioxydant omniprésent et extrêmement puissant avec un rôle particulier dans la protection de l’ADN nucléaire et mitochondrial.. Les produits contenant l’une ou l’autre de mélatonine isolée ou synthétisée, ou les deux, sont disponibles comme supplément de santé aux États-Unis depuis 1993, et ont rencontré une bonne acceptation et un bon enthousiasme des consommateurs. Cependant, les ventes en vente libre restent illégales dans de nombreux autres pays, y compris certains membres de l’Union européenne et de la Nouvelle-Zélande, ainsi qu’aux États-Unis. Le service postal répertorie la mélatonine parmi les articles interdits par l’Allemagne.

Biosynthèse

Chez les animaux supérieurs et les humains, la mélatonine est produite par les pinéalocytes de la glande pinéale (située dans le cerveau) ainsi que par la rétine, le cristallin et le tractus gastro-intestinal. Il est naturellement synthétisé à partir de l’acide aminé tryptophane (via la synthèse de la sérotonine) par l’enzyme 5-hydroxyindole-O-méthyltransférase. La production de mélatonine par la glande pinéale est sous l’influence du noyau suprachiasmatique (SCN) de l’hypothalamus, qui reçoit des informations de la rétine sur le schéma quotidien de la lumière et de l’obscurité. La rythmicité du SCN et la production de mélatonine sont affectées par des informations lumineuses non visuelles voyageant non pas par le nerf optique, mais par le tractus rétinohypothalamique (TRH) récemment identifié. Les informations claires /sombres parviennent au SCN via une sous-population de cellules ganglionnaires rétiniennes internes, qui sont des cellules photoréceptrices intrinsèquement photosensibles, distinctes de celles impliquées dans le système visuel. Ces cellules représentent environ 2% des cellules ganglionnaires rétiniennes chez l’homme et expriment le photopigment non visuel de la mélanopsine. La sensibilité de la mélanopsine correspond à celle d’un photopigment à base de vitamine A avec une sensibilité maximale à 484 nm (lumière bleue). Ce signal de photopériode entraîne le rythme circadien, et la production qui en résulte de signaux neuronaux et endocriniens induits par « l’obscurité » et « la lumière » spécifiques régule les rythmes circadiens comportementaux et physiologiques.La mélatonine peut également être produite par diverses cellules périphériques telles que les cellules de la moelle osseuse, les lymphocytes et les cellules épithéliales. Habituellement, la concentration de mélatonine dans ces cellules est beaucoup plus élevée que celle trouvée dans le sang mais elle ne semble pas être régulée par la photopériode. La mélatonine est également synthétisée par diverses plantes, telles que le riz, et il a été démontré que la mélatonine ingérée est capable d’atteindre et de se lier aux sites de liaison de la mélatonine dans le cerveau des mammifères.

Distribution

La mélatonine produite dans la glande pinéale agit comme une hormone endocrinienne puisqu’elle est libérée dans le sang. En revanche, la mélatonine produite par la rétine et le tractus gastro-intestinal (GI) agit comme une hormone paracrine.

Rôles dans le règne animal

De nombreux animaux utilisent la variation de la durée et de la quantité de production de mélatonine chaque jour comme horloge saisonnière. Chez l’animal et dans certaines conditions également chez l’homme, le profil de la synthèse et de la sécrétion de la mélatonine est affecté par la durée variable de la nuit qui se produit en été par rapport à l’hiver. Le changement de durée de sécrétion sert donc de signal biologique pour l’organisation des fonctions saisonnières (photopériodiques) dépendantes de la longueur du jour telles que la reproduction, le comportement, la croissance du pelage et la coloration de camouflage chez les animaux saisonniers. Chez les éleveurs saisonniers qui n’ont pas de longues périodes de gestation et qui s’accouplent pendant de plus longues heures de jour, le signal de mélatonine contrôle la variation saisonnière de leur physiologie sexuelle, et des effets physiologiques similaires peuvent être induits par la mélatonine exogène chez les animaux, y compris les oiseaux mynah et les hamsters. La mélatonine peut supprimer la libido en inhibant la sécrétion de l’hormone lutéinisante (LH) et de l’hormone folliculo-stimulante (FSH) par l’hypophyse antérieure, en particulier chez les mammifères qui ont une saison de reproduction lorsque les heures de jour sont longues. La reproduction des éleveurs de jours longs est réprimée par la mélatonine et la reproduction des éleveurs de jours courts est stimulée par la mélatonine. Pendant la nuit, la mélatonine régule la leptine, abaissant les niveaux; voir Leptine.La mélatonine est également liée au mécanisme par lequel certains amphibiens et reptiles changent la couleur de leur peau.

Rôles chez l’homme

Rythme circadien

Chez l’homme, la mélatonine est produite par la glande pinéale, une glande de la taille d’un pois, située au centre du cerveau sur la surface dorsale du diencéphale. Le signal de la mélatonine fait partie du système qui régule le cycle circadien en provoquant chimiquement la somnolence, mais c’est le système nerveux central qui contrôle le cycle quotidien dans la plupart des composants des systèmes paracrine et endocrinien plutôt que le signal de la mélatonine (comme cela a déjà été postulé).
Dépendance à la lumière

La production de mélatonine par la glande pinéale est inhibée par la lumière et permise par l’obscurité. Pour cette raison, la mélatonine a été appelée « l’hormone de l’obscurité » et son apparition chaque soir s’appelle l’apparition de la mélatonine à faible luminosité (DLMO). La sécrétion de mélatonine, et son niveau dans le sang, culmine au milieu de la nuit, et diminue progressivement au cours de la seconde moitié de la nuit, avec des variations normales de synchronisation selon le chronotype d’un individu.

Jusqu’à l’histoire récente, les humains dans les climats tempérés étaient exposés à jusqu’à 18 heures d’obscurité en hiver. Dans le monde moderne, l’éclairage artificiel réduit cela à généralement huit heures ou moins par jour toute l’année. Même de faibles niveaux de lumière inhibent la production de mélatonine dans une certaine mesure, mais une suréclairage peut entraîner une réduction significative de la production de mélatonine. Comme c’est principalement la lumière bleue qui supprime la mélatonine, le port de lunettes qui bloquent la lumière bleue dans les heures précédant le coucher peut éviter la perte de mélatonine. L’utilisation de lunettes bloquantes bleues les dernières heures avant le coucher a également été conseillée aux personnes qui doivent s’adapter à un coucher plus tôt, car la mélatonine favorise la somnolence.

La production réduite de mélatonine a été proposée comme facteur probable des taux de cancer significativement plus élevés chez les travailleurs de nuit, et l’effet de la pratique moderne de l’éclairage sur la mélatonine endogène a été proposé comme facteur contributif à l’incidence globale plus importante de certains cancers dans le monde développé. Aussi inadéquates que soient les concentrations sanguines dans des environnements très éclairés, certains scientifiques pensent maintenant que la production nocturne de mélatonine d’une personne peut être compromise chaque fois qu’elle interrompt son sommeil et allume une lumière vive (suggérant que l’utilisation d’une veilleuse moins lumineuse serait plus sûre). D’autres suggèrent que de telles expositions courtes ne nuisent pas.

Antioxydant

Outre sa fonction première de synchroniseur de l’horloge biologique, la mélatonine peut exercer une puissante activité anti-oxydante. Dans de nombreuses formes de vie inférieures, il ne sert que cet objectif.. La mélatonine est un antioxydant puissant qui peut facilement traverser les membranes cellulaires et la barrière hémato-encéphalique. La mélatonine est un piégeur direct de OH, O2− et de NO. Contrairement à d’autres antioxydants, la mélatonine ne subit pas de cycle redox, la capacité d’une molécule à subir une réduction et une oxydation à plusieurs reprises. Le cycle Redox peut permettre à d’autres antioxydants (tels que la vitamine C) de retrouver leurs propriétés antioxydantes. La mélatonine, en revanche, une fois oxydée, ne peut pas être réduite à son état antérieur car elle forme plusieurs produits finaux stables en réagissant avec les radicaux libres. Par conséquent, il a été appelé antioxydant terminal (ou suicidaire). Des recherches récentes indiquent que le premier métabolite de la mélatonine dans la voie antioxydante de la mélatonine peut être la N(1)-acétyl-N(2)-formyl-5-méthoxykynuramine ou l’AFMK plutôt que le sulfate commun de 6-hydroxymélatonine excrété. L’AFMK seul est détectable chez les organismes unicellulaires et les métazoaires. Une seule molécule d’AFMK peut neutraliser jusqu’à 10 ROS / RNS car de nombreux produits de la réaction / dérivés (y compris la mélatonine) sont eux-mêmes des antioxydants, etc. Cette capacité d’absorption des radicaux libres s’étend au moins aux métabolites quaternaires de la mélatonine, un processus appelé « cascade de balayage des radicaux libres ». Ce n’est pas le cas des autres antioxydants conventionnels.. Dans les modèles animaux, il a été démontré que la mélatonine empêchait les dommages causés à l’ADN par certains agents cancérigènes, en arrêtant le mécanisme par lequel ils causent le cancer. Il s’est également avéré efficace pour protéger contre les lésions cérébrales causées par la libération de ROS dans des lésions cérébrales hypoxiques expérimentales. L’activité antioxydante de la mélatonine peut réduire les dommages causés par certains types de maladie de Parkinson, peut jouer un rôle dans la prévention de l’arythmie cardiaque et peut augmenter la longévité; il a été démontré qu’il augmentait la durée de vie moyenne des souris de 20% dans certaines études.

Système immunitaire

Bien qu’il soit clair que la mélatonine interagit avec le système immunitaire, les détails de ces interactions ne sont pas clairs. Il y a eu peu d’essais conçus pour juger de l’efficacité de la mélatonine dans le traitement de la maladie. La plupart des données existantes sont basées sur de petits essais cliniques incomplets. On pense que tout effet immunologique positif résulte de l’action de la mélatonine sur les récepteurs à haute affinité (MT1 et MT2) exprimés dans les cellules immunocompétentes. Dans les études précliniques, la mélatonine peut améliorer la production de cytokines. et en faisant cela, contrecarrez les immunodéficiences acquises. Certaines études suggèrent également que la mélatonine pourrait être utile pour combattre les maladies infectieuses, y compris les infections virales et bactériennes. La mélatonine endogène dans les lymphocytes humains a été liée à la production d’interleukine-2 (IL-2) et à l’expression du récepteur de l’IL-2. Ceci suggère que la mélatonine est impliquée dans l’expansion clonale des lymphocytes T humains stimulés par l’antigène. Lorsqu’il est pris en conjonction avec le calcium, c’est un immunostimulateuret est utilisé comme adjuvant dans certains protocoles cliniques; inversement, l’activité accrue du système immunitaire peut aggraver les troubles auto-immunes. Chez les patients atteints de polyarthrite rhumatoïde, la production de mélatonine a été augmentée par rapport aux témoins sains correspondant à l’âge.

Rêver

De nombreux utilisateurs de mélatonine supplémentaires ont signalé une augmentation de la vivacité ou de la fréquence des rêves. Des doses extrêmement élevées de mélatonine (50 mg) ont considérablement augmenté le temps de sommeil paradoxal et l’activité de rêve chez les narcoleptiques et les personnes sans narcolepsie. De nombreuses drogues psychoactives, telles que le LSD et la cocaïne, augmentent la synthèse de la mélatonine. Il a été suggéré que les drogues hallucinogènes indoliques non polaires (liposolubles) émulent l’activité de la mélatonine à l’état d’éveil et que les deux agissent sur les mêmes zones du cerveau.Il a été suggéré que les médicaments psychotropes soient réadmis dans le domaine de la recherche scientifique et de la thérapie. Si c’est le cas, la mélatonine pourrait être priorisée pour la recherche dans ce domaine émergent de la psychiatrie.

Autisme

Les personnes atteintes de troubles du spectre autistique ont des niveaux de mélatonine inférieurs à la normale. Une étude de 2008 a révélé que les parents non affectés d’individus atteints de TSA avaient également des niveaux de mélatonine plus faibles et que les déficits étaient associés à une faible activité du gène ASMT, qui code pour la dernière enzyme de synthèse de la mélatonine.

Indications médicales

La mélatonine a été étudiée pour le traitement du cancer, des troubles immunitaires, des maladies cardiovasculaires, de la dépression, des troubles affectifs saisonniers (SAD), des troubles du sommeil du rythme circadien et de la dysfonction sexuelle. Une étude menée par Alfred J. Lewy et d’autres chercheurs de l’Université scientifique Oregon Health & a révélé qu’elle pouvait améliorer le désalignement circadien et le TAD. Depuis 2006, il est connu d’affecter le moment de la production de mélatonine endogène pendant le traitement à long terme de la mélatonine chez le rat. La recherche fondamentale indique que la mélatonine peut jouer un rôle important dans la modulation des effets des drogues d’abus telles que la cocaïne.

Traitement des troubles du rythme circadien

La mélatonine exogène, généralement prise par voie orale l’après-midi et / ou le soir, est, avec la luminothérapie au réveil, le traitement standard du syndrome de phase de sommeil retardé et du syndrome veille-sommeil hors 24 heures. Voir Courbe de réponse de phase, PRC. Il semble avoir une certaine utilité contre d’autres troubles du sommeil du rythme circadien, tels que le décalage horaire et les problèmes des personnes qui travaillent en rotation ou de nuit.

Prévention des lésions ischémiques

Il a été démontré que la mélatonine réduisait les lésions tissulaires chez le rat dues à une ischémie au cerveau et au cœur; cependant, cela n’a pas été testé chez l’homme.

Apprentissage, mémoire et Alzheimer

Les récepteurs de la mélatonine semblent être importants dans les mécanismes d’apprentissage et de mémoire chez la souris, et la mélatonine peut modifier les processus électrophysiologiques associés à la mémoire, tels que la potentialisation à long terme (LTP). Il a été démontré que la mélatonine empêche l’hyperphosphorylation de la protéine tau chez le rat. L’hyperphosphorylation de la protéine tau peut entraîner la formation d’enchevêtrements neurofibrillaires, une caractéristique pathologique observée dans la maladie d’Alzheimer. Ainsi, la mélatonine peut être efficace pour traiter la maladie d’Alzheimer. Ces mêmes enchevêtrements neurofibrillaires peuvent être trouvés dans l’hypothalamus chez les patients atteints de la maladie d’Alzheimer, affectant négativement la production de mélatonine par leur corps. Les patients atteints de la maladie d’Alzheimer atteints de cette affection spécifique présentent souvent une agitation accrue l’après-midi, appelée sundowning, qui a été démontrée dans de nombreuses études pour être traitée efficacement avec des suppléments de mélatonine le soir.

TDAH

Le trouble déficitaire de l’attention avec hyperactivité (TDAH) est généralement traité par du méthylphénidate (par exemple, le Ritalin) qui peut provoquer une insomnie chez environ 94% de ses utilisateurs. La recherche montre qu’après l’administration de mélatonine aux patients, le temps nécessaire pour s’endormir est considérablement réduit. De plus, les effets de la mélatonine après trois mois n’ont montré aucun changement par rapport à ses effets après une semaine d’utilisation.

Fertilité

Des recherches récentes ont conclu que la supplémentation en mélatonine chez les femmes périménopausées entraîne une amélioration très significative de la fonction thyroïdienne et des taux de gonadotrophines, ainsi que la restauration de la fertilité et des menstruations et la prévention de la dépression associée à la ménopause.

Cependant, en même temps, certaines ressources avertissent les femmes qui tentent de concevoir de ne pas prendre de supplément de mélatonine.

Maux de tête

Plusieurs études cliniques indiquent que la supplémentation en mélatonine est un traitement préventif efficace contre les migraines et les céphalées en grappes.

Dépression

La mélatonine s’est avérée efficace dans le traitement d’une forme de dépression, le trouble affectif saisonnier, et est envisagée pour les troubles bipolaires et autres troubles impliquant des perturbations circadiennes.

Autres

Certaines études ont montré que la mélatonine pouvait être utilisée dans le traitement de diverses formes de cancer, du VIH et d’autres maladies virales; cependant, des tests supplémentaires sont nécessaires pour le confirmer.

La mélatonine est impliquée dans la régulation du poids corporel et peut être utile dans le traitement de l’obésité (en particulier lorsqu’elle est associée au calcium).

Histologiquement parlant, on pense également que la mélatonine a certains effets sur la croissance sexuelle des organismes supérieurs. (* Cité dans l’histologie de Ross et l’histologie fonctionnelle de Wheather.)

Utilisation comme complément alimentaire

La motivation principale de l’utilisation de la mélatonine comme complément peut être une aide naturelle à un meilleur sommeil, avec d’autres avantages accessoires pour la santé et le bien-être en raison de son rôle d’antioxydant et de sa stimulation du système immunitaire et de plusieurs composants du système endocrinien.

Des études du Massachusetts Institute of Technology indiquent que les pilules de mélatonine vendues sous forme de suppléments contiennent trois à dix fois la quantité nécessaire pour produire le taux de mélatonine sanguine nocturne physiologique souhaitable pour améliorer le sommeil. Les doses sont conçues pour augmenter les niveaux de mélatonine pendant plusieurs heures pour améliorer la qualité du sommeil, mais certaines études suggèrent que des doses plus faibles sont tout aussi efficaces pour améliorer la qualité du sommeil. De fortes doses de mélatonine peuvent même être contre-productives: Lewy & al soutiennent « l’idée qu’une trop grande quantité de mélatonine peut se répandre sur la mauvaise zone de la courbe de réponse en phase de la mélatonine » (RPC). Dans leur étude, 0,5 mg de mélatonine était efficace alors que 20 mg ne l’étaient pas.

Sécurité de la supplémentation

La mélatonine est disponible sans ordonnance dans la plupart des cas aux États-Unis et au Canada, alors qu’elle n’est disponible que sur ordonnance ou pas du tout dans certains autres pays. L’hormone est disponible sous forme de suppléments oraux (gélules, comprimés ou liquide) et transdermique, le « patch de sommeil à la mélatonine ».Vendu comme complément alimentaire aux États-Unis, et non comme médicament, souvent dans les aliments naturels et autres épiceries et certaines pharmacies, les réglementations de la Food and Drug Administration (FDA) qui s’appliquent actuellement aux médicaments ne s’appliquent pas à la mélatonine. L’innocuité et l’efficacité des produits à base de mélatonine peuvent ne pas être évaluées.En raison de problèmes de transmission de virus par la mélatonine dérivée de sources animales, la mélatonine dérivée des glandes pinéales des vaches ou des moutons ne doit pas être administrée.La mélatonine est pratiquement non toxique et ne présente presque aucun effet secondaire à court terme. Aucune étude n’a encore été menée pour déterminer s’il existe des effets secondaires à long terme. Il existe cependant des rapports de cas sur des patients qui ont pris le supplément pendant des années.L’ingestion de suppléments de mélatonine peut provoquer certains effets secondaires indésirables, en particulier à des doses élevées (~ plus de 3 mg / jour): fluctuations hormonales, irritabilité, augmentation des troubles du sommeil, y compris des cauchemars vifs et diminution du flux sanguin (voir ci-dessous).

La mélatonine exogène n’affecte normalement pas le profil de mélatonine endogène, faisant simplement avancer la phase de production de mélatonine endogène dans le temps si elle est prise à un moment approprié de la journée.Chez les personnes atteintes de troubles auto-immuns, on craint que la supplémentation en mélatonine puisse exacerber les symptômes dus à la stimulation du système immunitaire.La mélatonine peut provoquer une somnolence, et il convient donc de faire preuve de prudence lors de la conduite, de l’utilisation de machines, etc. Lorsqu’elle est prise plusieurs heures avant le coucher conformément à la courbe de réponse en phase de la mélatonine chez l’homme, la posologie doit être si petite qu’elle ne provoque pas de fatigue / somnolence.

Les personnes souffrant d’intolérance orthostatique, une affection cardiovasculaire qui entraîne une réduction de la pression artérielle et du flux sanguin vers le cerveau lorsqu’une personne se tient debout, peuvent ressentir une aggravation des symptômes lors de la prise de suppléments de mélatonine, suggère une étude du centre médical Milton S. Hershey du Penn State College of Medicine. La mélatonine peut exacerber les symptômes en réduisant l’activité nerveuse chez ceux qui en souffrent, selon l’étude.

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