Het is al 60 jaar geleden dat Aaron Lerner en zijn collega’s melatonine ontdekten, maar toch wordt er nog dagelijks onderzoek gedaan naar hoe het hormoon het lichaam beïnvloedt.
Hoewel melatonine voornamelijk wordt gesynthetiseerd in de pijnappelklier, wordt het ook geproduceerd in de perifere weefsels. Bij zoogdieren wordt de synthese in de pijnappelklier geprogrammeerd door de hypothalamus. Melatonine is als stof het meest bekend vanwege zijn rol bij slaap-waakcycli.
De productie en effecten van melatonine
De melatonineproductie van de pijnappelklier vindt vooral ’s nachts plaats en is afhankelijk van het donker, omdat licht de afgifte ervan blokkeert. Melatonine induceert slaap, verlaagt de lichaamstemperatuur en bloeddruk, induceert de insulineresistentie en glucose-intolerantie, en blokkeert de productie van cortisol. Daarnaast leidt melatonine ook tot effecten die zich pas de volgende dag manifesteren.
Tijdens z’n afscheiding voorziet melatonine de dagelijkse en nachtelijke fysiologie van bijpassende effecten. Deze betreffen onder meer de gevoeligheid van de alvleesklier voor glucose en insulinesecretie, en de regulatie van de bloeddruk en de energiebalans.
Melatonine is actief bij elke stap van het energiemetabolisme, inclusief de energie-inname (eten), de energiestromen naar en van opslagplaatsen, en het energieverbruik. Het synchroniseert daarenboven de energiemetabolisme-vereisten met de dagelijkse en jaarlijkse ritmes. De invloed van melatonine gaat dus veel verder dan onmiddellijke of kortetermijneffecten.
Daarnaast is moederlijke melatonine de enige bron van melatonine voor de foetus tot de productie van melatonine in de pijnappelklier begint na de geboorte. Deze moederlijke melatonine programmeert de toekomstige fysiologie en het gedrag van de foetus om te kunnen omgaan met dag/nacht. Melatonine is dus een biologisch tijddomeinmolecuul dat werkt op de circadiaanse, seizoensgebonden en transgenerationele tijdschalen.
Naast de effecten op het endocriene systeem, is melatonine betrokken bij de regulatie van het cardiovasculaire systeem, waaronder hartslag, bloeddruk en vasculaire weerstand. Onderzoek heeft aangetoond dat melatonine een rol kan spelen bij cardiovasculaire gebeurtenissen zoals ischemie, pulmonale hypertensie en hartklepaandoeningen.
Het centrale zenuwstelsel is eveneens een belangrijk doelwit van melatonine. Melatonine heeft directe toegang tot het centrale zenuwstelsel vanwege zijn aanwezigheid in hersenvocht. Een van de belangrijkste functies in het centrale zenuwstelsel is neuroprotectie via verschillende mechanismen, waaronder de antioxiderende werking.
Sommige bevindingen suggereren een mogelijke correlatie tussen het hersenvocht en de melatonine-concentratie, en neurologische stoornissen zoals traumatische hersenletsels, stemmingsstoornissen en delirium. Het gebruik van melatonine als therapie bij neurodegeneratieve aandoeningen wordt eveneens ondersteund, aangezien de productie van melatonine in de pijnappelklier dramatisch vermindert bij patiënten met neurologische stoornissen.
Verminderde en vermeerderde productie
Gezien zijn essentiële rol in deze verschillende processen, is hypo- of hyperproductie van melatonine en verminderde melatoninereceptor-signalering gekoppeld aan meerdere klinische syndromen.
- Een tekort aan melatonine. Verminderde melatonineproductie kan leiden tot symptomen zoals slaapstoornissen, het metabool syndroom, glucose-intolerantie en insulineresistentie, hypertensie en een verhoogd diabetes- en kankerrisico. Hypomelatoninemie komt meestal voor als gevolg van ziekte, veroudering of verstoring van de omgeving en kan verbeteren met melatonine-substitutietherapie.
- Een teveel aan melatonine. In zeldzame gevallen kan de overproductie van melatonine leiden tot verschillende medische syndromen, waaronder anorexia nervosa en het polycysteus ovariumsyndroom. Symptomen kunnen zijn: slaperigheid overdag, lage lichaamstemperatuur, bloeddrukverlaging en duizeligheid, en dit kan verbeteren met fototherapie en bètablokkers.
- Circadiaanse verplaatsing. Bij patiënten met dit vermeende syndroom is de grootte van de dagelijkse melatoninepiek meestal niet veranderd, maar verplaatst in de tijd. De piek kan bijvoorbeeld worden uitgebreid tot de ochtend of volledig worden verplaatst naar de dag.
- Ongeschikte respons van de melatoninereceptor. Deze gevallen worden gedefinieerd door verminderde centrale en perifere reacties van de organen op melatonine, ondanks de adequate productie en timing. Deze reactie is voornamelijk het gevolg van genetische variaties van melatonine-receptoren. Ze leidt tot chronodisruptie en gerelateerde symptomen, evenals mogelijk stoornissen zoals diabetes type 2. De symptomen zijn afhankelijk van de aangetaste weefsels.
Hieruit kunnen we afleiden dat melatonine niet alleen effecten uitoefent om de slaap, maar ook op de algehele lichaamsgezondheid. Lees meer over melatonine in onderstaand e-boek.
