MELATONINA

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MELATONINA

• 1. LA GLÁNDULA PINEAL Y LA MELATONINA.
• Estructura química y evolución histórica de la
  melatonina
• Lugares de síntesis de melatonina
• La glándula pineal. Evolución filogenética
• Síntesis de melatonina
• Regulación de la síntesis por la luz
• Visión general de las funciones de la melatonina
• Ritmicidad circadiana
• Ritmicidad estacional
• Acción antioxidante y protectora celular,
  otros,...
• Receptores de melatonina
• 2. MELATONINA Y SISTEMA CIRCADIANO
• La melatonina como señal circadiana
• Efectos de la melatonina en el sistema circadiano
• Melatonina y desordenes del sistema circadiano

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• En los vertebrados, la melatonina es la señal del
  reloj biológico que traduce la información del
  fotoperiodo al organismo, contribuyendo a la
  sincronización de los procesos neuroendocrinos y
  al comportamiento con los cambios diarios y
  estacionales.

• La producción rítmica de melatonina y su
  ritmiciad plasmática con valores nocturnos
  elevados ha hecho que se le considere como la
  hormona de la oscuridad.

• La melatonina ha sido implicada en el ajuste
  temporal de
• funciones diarias (actividad motora, secrecion
  hormonal, comportamiento)
• funciones estacionales (reproducción,)
• Otras,

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Estructura química de la melatonina
N-acetil-5-metoxi-triptamina

• Aaron Lerner en 1957 observó que la aplicación
  de extractos de pineales sobre la piel de la rana
  provocaba un aclaramiento de la misma.
• En 1958 identificó la estructura química de la
  melatonina a partir de homogenados de pineales
  bovinas. El término melatonina hace referencia
  al cambio de tonalidad que induce en la piel de
  anfíbios.

• Lugares de producción de melatonina
• Glándula pineal ? ritmos diarios ??? ritmos
  plasmáticos
• Retina?ritmos
• Tracto gastrointestinal ? no ritmos
• Otros tejidos??

La principal fuente de melatonina es la glándula
pineal
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Localización de la glándula pineal en el humano
Localización de la glándula pineal en la rata
Esquema general de la localización de la glándula
pineal en el cerebro de una rata y su inervación
principal. SCN núcleo supraquiasmático, PVN
núcleo paraventricular
La melatonina es la principal salida hormonal del
reloj circadiano (NSQ)
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EVOLUCION DEL ÓRGANO PINEAL
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(No Transcript)
7
(No Transcript)
8
(No Transcript)
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PINEAL GLAND
ATP
-
?
cAMP
SCN
NA
MEL N-acetyl-5-metoxytryptamine
PKC

NA
?
NAT
NAT
NAT
NAT
Serotonin
Nervous system
Endocrine system
Other actions
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Melatonin Receptors types, distribution and
Pharmacology
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ACCIONES DE LA MELATONINA
SISTEMA NERVIOSO SINCRONIZACIÓN DE RITMOS
BIOLÓGICOS
DIVERSAS ACCIONES INTRACELULARES NEUTRALIZACIÓN D
E RADICALES LIBRES

• EFECTOS ENDOCRINOS
• CONTROL DEL EJE
• HIPOTÁLAMO-HIPÓFISIS
• -GÓNADAS
• Acciones antigonadotróficas
• - Reproducción estacional

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Melatonin signal Adjusting Daily Rhythms
Daily rhythm of melatonin production in hamster.
Values are high during dark and low during day.
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Melatonin signal Adjusting Seasonal Rhythms
14ºC
16ºC
20ºC
18ºC
Seasonal daily melatonin rhythm as a function of
daily photoperiod, light intensity and
temperature
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1. FUNCIONES ESTACIONALES DE LA MELATONINA.
El ritmo anual de melatonina parece jugar un
papel determinante en el ajuste estacional de la
reproducción, afectando al desencadenamiento de
la capacidad reproductiva y la maduracion gonadal.

• Melatonina ejerce funciones antigonadotrópicas
  en la mayoría de especies estacionales de días
  largos (primavera, verano). En otras especies,
  como la oveja (reproducción en días cortos,
  invierno), su efecto es progonadotrópico.

• Efectos sobre los mecanismos neurales implicados
  en la regulación de la reproducción.
• Efectos sobre la actividad endocrina del eje HPG.
• EFectos sobre la propia gónada.

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2. Funciones de la MELATONINA en SISTEMA
CIRCADIANO

• Es parte del sistema circadiano. En todas las
  especies de vertebrados, incluido el hombre, el
  ritmo diario presenta elevados valores nocturnos
  y bajos diurnos. Esta es la manera en que la
  información circadiana del NSQ llega a todas las
  células del organismo.

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• El ritmo de melatonina
• Se mantiene en
• Oscuridad constante
• Lesión del tracto retino-hipotalámico
• Desaparece en
• Luz contínua
• Lesión total del NSQ
• Lesión del ganglio cervical superior

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2. Contribuye al ajuste del reloj circadiano. La
melatonina actúa sobre el reloj circadiano
facilitando su encarrilamiento con los ciclos
ambientales (peces?)
Esta acción requiere de un NSQ íntegro
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• La melatonina ajusta los ritmos de actividad
  eléctrica del NSQ

• La melatonina altera la fase de su propio ritmo
  diario de producción

MEL
MEL
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• El efecto cronobiótico de la melatonina ajusta
  los ritmos que están en libre curso. Este efecto
  es diferencial según el momento de su aplicación.
• - La aplicación al inicio de la noche provoca
  avances de fase
• - La aplicación al final de la noche provoca
  retardos de fase

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• El efecto cronobiótico de la melatonina presenta
  una CRF opuesta a la de la luz.
• - La aplicación al inicio de la noche provoca
  avances de fase
• - La aplicación al final de la noche provoca
  retardos de fase

MEL
Luz
Avance de fase
Retardo de fase
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• Los agonistas de la Mel producen similares
  cambios de fase sobre los ritmos circadianos

Effects of RAMELTEON (agonista MT1/MT2) and
melatonin on reentrainment of running-wheel
activity rhythm following an 8-h phase advance.
Running-wheel activity in the subjective night as
a percentage of total activity in 24h is shown in
A and B with SEM. Ramelteon, melatonin, or
vehicle was administered 5-30 min before lights
out of the new LD cycle for 14 days starting the
day of the phase-shift.
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• La melatonina se puede utilizar para favorecer
  el ajuste de los ritmos circadianos

Ejemplo jet lag
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Efectos de la melatonina sobre temperatura
corporal, ritmos hormonales...
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Efecto de la melatonina en trastornos del sueño
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Otros efectos de la melatonina sobre el sistema
circadiano.
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Sumario POTENCIALES APLICACIONES DE LA
MELATONINA EN HUMANOS
Situations in which the properties of melatonin
can normalize rhythms by synchronization of free
running rhythms to 24 h, hastening adaptation to
abrupt phase advances or delays, enabling sleep
during biological day and normalizing an
abnormal phase position of the internal clock.
The grey bars show, in diagrammatic form, the
behaviour of a representative circadian rhythm on
sequential days after changes in the light/dark
cycle, the black bar represents darkness. SAD,
Seasonal affective disorder.
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Aspectos ontogenicos del sistema circadiano-
Melatonina

• Desarrollo de
• la ritmicidad circadiana.
• Posible papel de la melatonina materna

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• Otras funciones de la MELATONINA
• acción antioxidante, protector celular,
  estimulante del sistema inmune

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Dr. Jesús M. Míguez Depto Biología Funcional y CC
Salud Fisiología animal Universidad de
Vigo jmmiguez_at_uvigo.es