Melatonin Hormonu Nedir? Uyku ve Üreme Üzerindeki Etkileri Nasıldır?

Melatonin, başlangıçta kurbağa melanositleri üzerinde etkili olan ve deri rengini açan bir molekül olarak keşfedilmiş hormondur.^[1] İlk zamanlarda sadece insanlara özgü olduğu düşünülürken, sonradan tüm omurgalılarda mevcut olduğu anlaşılmıştır. Daha sonra epifiz bezi tarafından ritmik olarak salgılandığı ve sirkadiyen ritimlerin düzenlenmesinde rol aldığı tanımlanmıştır. Gece vakti zirve yapan melatoninin salımı ışık tarafından baskılanır. Melatoninin tek hücrelilerden çok hücrelilere kadar birçok canlıda sentezlendiği bilinmektedir.

Melatonin Kimyası

Melatonin (N-asetil-5-metoksitriptamin), iki fonksiyonel grup içeren bir hormondur. Bu iki fonksiyonel grup yalnızca reseptör bağlanmasının özgüllüğü için değil, aynı zamanda molekülün herhangi bir hücreye veya vücut sıvısına girmesine izin veren amfifilik (hidrofilik ve hidrofobik) özelliği için de belirleyici olan bir indolamin, yani "hem" içeren bir enzim türevidir.^[2]

Stabilis

Melatonin Nerede ve Nasıl Sentelenir?

Melatonin (N-asetil-5-metoksitriptamin), memelilerin epifiz bezinde sentezlenir. Epitalamusun bir parçası olan epifiz bezi, talamusların arasında, üçüncü ventrikülün arkasında yer alır. Damarlanma yapısı fazla olan epifiz bezi, iki tip hücreden oluşur: İndolamin (çoğunlukla melatonin) ve peptit (arjinin, vazotosin vb.) içeren pinealosit ve nöroglial hücreler.

Melatonin biyosentezinde, triptofan önce triptofan hidroksilaz tarafından serotonine dekarboksile edilen 5-hidroksitriptofana dönüştürülür. Serotoninden melatoninin sentezi, büyük ölçüde epifiz bezi ile sınırlı olan iki enzim (arilalkilamin N-asetiltransferaz ve hidroksiindol-O-metiltransferaz) tarafından katalize edilir.

Işığın Melatonin Üretimine Etkisi Nedir?

Memeli epifiz bezi, bir nöroendokrin dönüştürücüdür. Retinadan gelen ışıkla ilgili ("fotik", İng: "photic") bilgi, hipotalamusun suprakiazmatik çekirdeği ve sempatik sinir sistemi aracılığıyla epifiz bezine iletilir. Melatonin sentezi ve salımı karanlık tarafından uyarılır ve ışık tarafından engellenir. Gündüz saatlerinde, retina fotoreseptör hücreleri hiperpolarize olur ve bu norepinefrin salınımını engeller. Retinohipotalamik sistem hareketsizdir ve çok az melatonin salgılanır. Karanlığın başlamasıyla birlikte fotoreseptörler norepinefrin salgılayarak sistemi aktive eder ve bezdeki $\alpha$₁ ve $\beta$₁ adrenerjik reseptörlerin sayısı artar. Melatonin sentez hızını düzenleyen enzim olan arilalkilamin N-asetiltransferazın aktivitesi artar. Böylece melatonin sentezi ve salınımı başlar.

Prof. Dr. Mustafa Özdoğan

Melatonin Kan Dolaşımına Nasıl Salınır?

Melatonin sentezlendikçe kan dolaşımına basit difüzyon yoluyla girer. İnsanlarda melatonin sekresyonu karanlığın başlamasından hemen sonra artar, gecenin ortasında (saat 2 ile 4 arasında) zirve yapar ve gecenin ikinci yarısında yavaş yavaş düşer.

Karanlık faz sırasında ışığa maruz kalmak aynı zamanda melatonin üretimini baskılar. Uygun yoğunlukta ve spektral bileşimde ışık, sirkadiyen sistemin senkronizasyonu için birincil zaman işaretidir. Son veriler, kısa dalga boylu (yaklaşık 465 nm) mavi ışığın melatoninin hem baskılanması hem de faz kayması için en etkili dalga boyu olduğunu göstermektedir. Faz kayması, transmeridyen havayolu uçuşlarından veya olağan dışı çalışma saatlerinden kaynaklanan uyku/uyanıklık döngüsünün değişmesi anlamına gelmektedir.

İnsanlar dahil hayvanlarda melatonin salgılanma süreci yaz gecelerine göre kış gecelerinde daha uzundur. Çünkü karanlığa maruziyet daha fazladır. Salgı süresindeki değişiklik, mevsimsel üreyen memelilerde, davranış değişikliği ve kıl büyümesi gibi gün uzunluğuna bağlı (fotoperiyodik) mevsimsel işlevlerin organizasyonu için bir zamanlayıcı işlevi görür. Fotoperiyodik bilginin bu dönüşümü, memelilerde melatoninin en önemli fizyolojik işlevlerinden biridir.

Kandaki melatonin konsantrasyonu yaşa göre önemli ölçüde değişir. Üç aylıktan küçük bebekler çok az melatonin salgılarlar. Daha büyük bebeklerde melatonin salgısı artar ve sirkadiyen ritim hale gelir. Geceleri zirve yaptığı konsantrasyonları bir ila üç yaşlarında en yüksektir. Daha sonraki yaşlarda kademeli olarak düşer. Normal genç yetişkinlerde, ortalama gündüz ve en yüksek gece değerleri, sırasıyla mililitrede 10 ve 60 pg'dır (litrede 40 ve 260 pmol).^[3]

Melatoninin Uyku ve Sirkadiyen Ritme Etkisi Nedir?

İnsanlarda melatonin salınımının sirkadiyen ritmi, alışılmış uyku saatleriyle yakından ilişkilidir. Faz kaymaları (uzun uçak yolculukları veya olağandışı çalışma saatleri sonrası uyku/uyanıklık değişikliği) veya körlük nedeniyle hormonun senkronizasyonda değişiklikler gerçekleşebilir.

Melatonin bir melanofor hafifletici ajan olarak tanımlandığında, insanlardaki yatıştırıcı etkisi öne çıkmıştır. Ardından uykusuzluğu olan yaşlı bireylerin, uykusuzluğu olmayan aynı yaştaki bireylere göre kandaki melatonin konsantrasyonlarının önemli ölçüde daha düşük olduğu fark edilmiştir.

Melatoninin hap şeklinde farmasötik uygulaması, uyku eğilimini (uykuya dalma hızı), uykunun süresini ve kalitesini etkilediği anlaşılmıştır. Genç erişkinlerde, 5 mg melatonin oral yoldan verilmesi önemli bir konsantrasyon artışına neden olmuştur. Uyku eğilimi süresinde ve hızlı göz hareketi (REM) uykusunun süresinde artışa sebep olduğu görülmüştür. Diğer çalışmalarda, gündüzleri çok daha düşük dozlarda melatonin (0.1, 0.3 veya 1 mg) verilen normal deneklerin dahi uyku eğilimi artmıştır.

WallpaperCave

Melatoninin Cinsel Olgunlaşmaya ve Üremeye Etkisi Nedir?

Ekzojen melatoninin, yani dışarıdan alınan melatonin hormonunun bazı üreme fonksiyonlarını değiştirmekte etkili olduğu gösterilmiştir. Bu durum aydınlık-karanlık zaman döngüsü ile birlikte bireyin yaşı ile de doğrudan bağlantılıdır.

Melatoninin ayrıca hipotalamik gonadotropin salgılatıcı hormonun (GnRH) salınımını baskılama yeteneğine de sahip olduğu anlaşılmıştır. Yani bir nevi antigonadotropik etkileri vardır. Örneğin, mevsimsel üreyen kemiricilerde (Cricetinae sp.) daha fazla melatonin salgılandığı zaman erkeklerde testis büyüklüğünün gerilemesine ve dişilerde anöstrus (inaktif üreme) dönemine yol açtığı rapor edilmiştir.

İnsanlar fizyolojik olarak mevsimsel üreyen bir tür olmasa da, çeşitli coğrafi bölgelerdeki epidemiyolojik çalışmalar, gebe kalma ve doğum oranlarında mevsimsel bir dağılıma işaret edebilmektedir. Kuzey Kutbu'nda yaşayan insanlar arasında, hipofiz-gonadal fonksiyon ve gebe kalma oranlarının, karanlık kış aylarında yaza göre daha düşük olduğunu göstermiştir.^[4]

Melatonin ayrıca insanlarda yumurtalık fonksiyonunu doğrudan etkilemektedir. Yumurtalık foliküler sıvısı önemli miktarlarda melatonin içerir (ortalama gündüz konsantrasyonu, mililitrede 36 pg [litrede 160 pmol]) ve granüloza hücre zarlarında melatonin reseptörleri bulunur. Ayrıca melatonin, in vitro olarak granüloza-lutein hücreleri tarafından progesteron sentezini uyarır. Toplu olarak, bu bulgular melatoninin steroidogenezin yumurtalık içinde düzenlenmesinde önemli bir rol oynadığını göstermektedir.