La melatonina, chimicamente N-acetil-5-metossitriptamina, è un ormone prodotto da una ghiandola posta alla base del cervello, la ghiandola pineale (o epifisi), agisce sull'ipotalamo ed ha la funzione di regolare il ciclo sonno-veglia. Diversamente dagli altri ormoni è secreta anche da altri organi (quali ipofisi, tiroide, surrenali, gonadi) oltre a quello principale, ha un rilascio non modulato da fattori specifici e provoca effetti da sovradosaggio pressoché nulli.
La melatonina viene secreta di notte. Poco dopo la comparsa dell’oscurità le sue concentrazioni nel sangue aumentano rapidamente e raggiungono il massimo tra le 2 e le 4 del mattino per poi ridursi gradualmente all’approssimarsi dell'alba. L’esposizione alla luce inibisce la produzione della melatonina in misura dose-dipendente.
La melatonina e altre sostanze melatonino-agoniste hanno effetti cronobiotici, possono cioè regolare i ritmi di funzionamento del corpo e della mente rispetto al susseguirsi del giorno e della notte (sistema circadiano). Infatti queste sostanze possono influenzare l'orologio biologico principale, situato nel nucleo soprachiasmatico dell'ipotalamo anteriore.
Un numero crescente di studi indica che questo orologio biologico può avere un ruolo centrale nello sviluppo di alcuni disturbi dell'umore, soprattutto in quelli stagionali. Anche per la genesi del disturbo depressivo maggiore (DDM) alcune ricerche suggeriscono un significativo coinvolgimento del sistema circadiano. Sostanze cronobiotiche, cronoterapia e fototerapia rientrano da tempo nel novero degli interventi regolatori dell'umore. Nel DDM la melatonina da sola non ha mostrato azione antidepressiva, ma nuove molecole melatoninergiche stanno dimostrando buone capacità terapeutiche.
Nelle persone con Disturbi dello Sviluppo Intellettivo (DSI), ex ritardo mentale, alterazioni patologiche del sonno sono frequenti, persistenti e di difficile gestione, sia per chi ne soffre che per i familiari. I disturbi più frequenti sono ritardi dell'addormentamento e risvegli notturni, con frequenze che vanno dal 58 all'86%.
L'efficienza dell'uso farmacologico della melatonina nelle persone con DSI è stata dimostrata da diversi studi, recentemente rivisti e raccolti in una metanalisi. La melatonina esogena è risultata capace di ridurre la latenza del sonno ed il numero di risvegli per notte; inoltre il suo uso è stato seguito da un aumento della durata totale del sonno. Questi effetti positivi sembrano suggerire che in molti pazienti con DSI il livello di melatonina endogena non è sufficiente a regolare adeguatamente il ciclo sonno-veglia.
Una possibile spiegazione di questa insufficienza arriva dal recente riscontro in questa popolazione, ed anche in quella con Disturbi dello Spettro Autistico (DSA), di una bassa attività dell'acetilserotonin O-metiltransferasi (ASMT), l'ultimo degli enzimi coinvolti nel processo si sintesi della melatonina. Questa bassa attività sembra dipendere a sua volta da mutazioni dei geni codificanti per la produzione dell'enzima, incluse inserzioni nucleotidiche.
Le persone con DSI e disturbi del sonno sembrano anche avere un numero maggiore di episodi di comportamenti-problema. Il trattamento con melatonina sembra determinare un miglioramento qualitativo e quantitativo anche di quest'ultimi.
La risposta alla melatonina scompare progressivamente nel corso delle settimane e si ripresenta solo dopo una considerevole riduzione della dose.
Grazie ai reperti della misurazione dell’eliminazione renale (clearance) e della concentrazione salivare della sostanza, gli autori ipotizzano che la perdita di efficacia sia dovuta al rallentamento nel metabolismo ed allo sviluppo di tolleranza a tale sostanza.
La melatonina è metabolizzata a livello epatico principalmente dall'isoforma 1A2 e minormente dalle 1A1 e 2C19 del citocromo P450. Dopo 3-5 ore viene in gran parte trasformata mel suo metabolita principale, cioè in 6.solfotossimelatonina (6.S-MT), che è inattiva.
L´eliminazione del metabolita si completa entro 12 ore dall'ingestione.
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