¿Qué funciones desempeña la melatonina en nuestro organismo?

La melatonina es conocida sobre todo como la hormona del sueño. Es una hormona peptídica producida y secretada principalmente por la epífisis (un órgano neuroendocrino del cerebro). La función principal de la melatonina producida por la epífisis es regular el ciclo sueño-vigilia, aunque la melatonina también influye en los ritmos circadianos de los músculos, el hígado y el páncreas. De esta manera, sirve como regulador del metabolismo de los hidratos de carbono y de las grasas[1].

La síntesis de melatonina está regulada por el núcleo supraquiasmático del hipotálamo[2]. Dicho núcleo responde a factores externos, de los que la luz diurna es el más importante de todos. La melatonina se produce principalmente cuando hay oscuridad; los niveles de melatonina en sangre son de 5 a 10 veces más altos por la noche que durante el día[1]. La molécula de melatonina puede atravesar fácilmente la barrera hematoencefálica y llegar a todas las células del cuerpo. Casualmente, la melatonina no solo se produce en la epífisis, sino que las células también pueden producir melatonina a nivel local. No obstante, la producción de melatonina fuera de la epífisis no sigue un ritmo circadiano y esta melatonina suele funcionar como antioxidante[2].

La melatonina como antioxidante

Además de los efectos de la melatonina sobre el ciclo sueño-vigilia y el metabolismo, la melatonina también tiene un fuerte efecto antioxidante. Los radicales libres se producen como consecuencia del metabolismo energético y pueden dañar macromoléculas como el ADN, los lípidos y las proteínas. Esto se conoce como estrés oxidativo. La melatonina neutraliza estos radicales libres, estimula la expresión y la actividad de varias enzimas antioxidantes e inhibe la actividad de las enzimas prooxidantes, como la enzima óxido nítrico sintasa (ONS)[3].

La melatonina se encuentra presente en cada célula del cuerpo. La mayor concentración de melatonina celular se encuentra en las mitocondrias, las fábricas de energía de la célula. Muchos radicales de oxígeno se producen en las mitocondrias y, por ello, la melatonina es llamada también «antioxidante mitocondrial»[4]. El efecto antioxidante de la melatonina es importante sobre todo para la protección de los espermatozoides y los ovocitos. De hecho, debido al elevado número de mitocondrias, las células sexuales son muy sensibles al estrés oxidativo[5–7].

La melatonina y el sistema inmunitario

Las células del sistema inmunitario también poseen receptores de melatonina. Por tanto, la melatonina puede ejercer una influencia en la actividad del sistema inmunitario y se la considera principalmente como sustancia inmunomoduladora. La melatonina puede ayudar al sistema inmunitario cuando existe una inmunosupresión y permite combatir de forma más eficiente una infección vírica o bacteriana. La melatonina puede, a su vez, contrarrestar una respuesta inmunitaria excesiva, como ocurre en los síndromes neurodegenerativos o las enfermedades autoinmunes; además, es protectora en la sepsis[8].

La melatonina también participa en el deterioro gradual del sistema inmunitario. Este proceso de envejecimiento también se le conoce como «inmunosenescencia» y se ha relacionado con una mayor susceptibilidad a las infecciones, los trastornos metabólicos y las enfermedades autoinmunes. La producción de la melatonina (entre otras hormonas) disminuye según avanza la edad; este descenso coincide con el deterioro de la función del sistema inmunitario. Diferentes estudios indican que la melatonina puede contrarrestar los efectos adversos de la mencionada inmunosenescencia[9].

Conocimientos en la práctica

A la melatonina se la conoce sobre todo como la hormona del sueño, pero además de su efecto estimulante del sueño, también ejerce como antioxidante y regulador del sistema inmunitario. Esto significa que la melatonina también puede ser beneficiosa en casos de enfermedad asociados con el estrés oxidativo y la inflamación excesivos, incluidos los casos de enfermedad neurodegenerativas y las enfermedades autoinmunes. Asimismo, la melatonina puede favorecer la fertilidad al proteger las mitocondrias de las células reproductoras.

Fuentes

1. Ivanov DO, Evsyukova II, Mironova ES, Polyakova VO, Kvetnoy IM, Nasyrov RA. Maternal Melatonin Deficiency Leads to Endocrine Pathologies in Children in Early Ontogenesis. Int J Mol Sci [Internet]. 2021 Feb 19 [cited 2021 Mar 9];22(4). Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7922827/

2. Tarocco A, Caroccia N, Morciano G, Wieckowski MR, Ancora G, Garani G, et al. Melatonin as a master regulator of cell death and inflammation: molecular mechanisms and clinical implications for newborn care. Cell Death & Disease. 2019 Apr 8;10(4):1–12.

3. Reiter RJ, Mayo JC, Tan D-X, Sainz RM, Alatorre-Jimenez M, Qin L. Melatonin as an antioxidant: under promises but over delivers. Journal of Pineal Research. 2016;61(3):253–78.

4. Reiter RJ, Tamura H, Tan DX, Xu X-Y. Melatonin and the circadian system: contributions to successful female reproduction. Fertil Steril. 2014 Aug;102(2):321–8.

5. Xu H, Mu X, Ding Y, Tan Q, Liu X, He J, et al. Melatonin alleviates benzo(a)pyrene-induced ovarian corpus luteum dysfunction by suppressing excessive oxidative stress and apoptosis. Ecotoxicol Environ Saf. 2021 Jan 1;207:111561.

6. Yi S, Xu J, Shi H, Li W, Li Q, Sun Y-P. Association between melatonin receptor gene polymorphisms and polycystic ovarian syndrome: a systematic review and meta-analysis. Biosci Rep. 2020 Jun 26;40(6).

7. Kumar J, Verma R, Haldar C. Melatonin ameliorates Bisphenol S induced testicular damages by modulating Nrf-2/HO-1 and SIRT-1/FOXO-1 expressions. Environ Toxicol. 2021 Mar;36(3):396–407.

8. Carrillo-Vico A, Lardone PJ, Alvarez-Sánchez N, Rodríguez-Rodríguez A, Guerrero JM. Melatonin: buffering the immune system. Int J Mol Sci. 2013 Apr 22;14(4):8638–83.

9. Arlt W, Hewison M. Hormones and immune function: implications of aging. Aging Cell. 2004 Aug;3(4):209–16.