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Ruolo della melatonina nella riproduzione

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Ruolo della melatonina nella riproduzione

Nell'uomo l'epifisi, o ghiandola pineale, è un piccolo organo di 50-150 mg di peso, con lunghezza di circa 1 cm, che si trova sulla superficie dorsale del diencefalo (1), la parte del cervello alla quale segue il midollo spinale. Il prodotto di secrezione dell'epifisi è un ormone denominato melatonina, che agisce sull'ipotalamo ed ha la funzione di regolare il ritmo sonno-veglia. L'ipotalamo è una componente del sistema nervoso centrale connessa, in termini di funzione, con l'ipofisi. La melatonina è secreta nelle ore notturne, in quantità  proporzionale alla durata dell'oscurità . La ghiandola pineale, quindi, è un organo endocrino funzionalmente importante, che funge da intermediario tra l'ambiente esterno e il sistema endocrino. Essa trasforma le informazioni sensoriali provenienti dall'ambiente, ad esempio la percezione visiva delle ore di luce del giorno, in segnali, trasmessi dalla melatonina, che regolano l'orologio che adegua le funzioni dell'organismo alle diverse fasi della giornata (ritmo circadiano (2,3). Quindi, riferendo il meccanismo della melatonina alle moderne tecnologie, essa potrebbe essere definita un "trasduttore neuroendocrino". La melatonina ha diverse funzioni fisiologiche. Uno studio ha riportato che un tumore dell'epifisi alterava lo sviluppo sessuale, si è così supposto che fattori di origine pineale potessero influenzare la funzione riproduttiva (4). Infatti, questo neuro-ormone influisce sui meccanismi della funzione riproduttiva in molte specie animali. Dagli anni '90 sono state avviate ricerche per dimostrare anche un altro effetto importante della melatonina, ovvero la forte capacità  di arrestare la sequenza di reazioni biochimiche che portano alla formazione dei radicali liberi. Da questo punto di vista la melatonina può essere definita uno "spazzino" (in inglese scavenger) che elimina i radicali liberi che possono avere effetti dannosi sui tessuti dell'organismo (5). Essendo la melatonina sia idrosolubile che liposolubile (proprietà  rara in natura), essa raggiunge facilmente ogni parte dell'organismo, superando persino la barriera ematoencefalica, che regola gli scambi fra sangue e cervello, e quella placentare, che fa lo stesso fra sangue materno e feto. La melatonina sviluppa quindi il suo effetto protettivo in qualsiasi cellula del corpo. Ciò la rende molto versatile, infatti la melatonina è fra i più potenti antiossidanti conosciuti. Inoltre, la melatonina è presente in concentrazioni relativamente elevate nel nucleo cellulare, associata strettamente alla molecola di DNA. Pur non conoscendo la modalità  di questo legame, si è scoperto che la melatonina possiede la capacità  particolare di proteggere le molecole di DNA dai radicali liberi. Grazie a questa caratteristica, è un fattore chiave nella prevenzione del cancro (6-8). Le azioni della melatonina sono mediate da specifici recettori di membrana, MT1 e MT2, sulla membrana delle cellule di diverse regioni del sistema nervoso centrale, dell'ipofisi e, a livello periferico, dei tessuti delle ghiandole delle mammelle, della parete dell'utero e dell'ovaio. Ridotti livelli di melatonina, che si possono riscontrare per alterazioni del ciclo notte-giorno, come in caso di prolungata esposizione alla luce anche nelle ore notturne, potrebbero essere una delle cause di malattie della gravidanza, come la pre-eclampsia, di aborti e di disabilità  neurologica dei neonati (9-11). Recenti scoperte sull'argomento hanno fatto emergere l'interdipendenza fra produzione di melatonina e funzione riproduttiva. La melatonina sembrerebbe essere coinvolta, quale fattore chiave, nella regolazione dell'attività  degli organi riproduttivi (gonadica) e nell'influenza delle stagioni sul concepimento. Inoltre, è stato dimostrato un suo ruolo essenziale nei processi di formazione e sviluppo degli spermatozoi e dei follicoli ovarici (12-14), le piccole sacche, presenti nell'ovaio, all'interno delle quali sono contenute le cellule uovo nei vari stadi di maturazione. Recenti studi hanno dimostrato gli effetti positivi della melatonina sul processo apoptotico, la morte programmata delle cellule, e sulla prevenzione del danno ossidativo a carico degli spermatozoi, confermandone la proprietà  antiossidante e di protezione del DNA (15). Nella maggior parte degli animali, la melatonina antagonizza l'effetto delle gonadotropine (effetto antigonadotropico). Le gonadotropine sono gli ormoni prodotti dall'ipofisi che stimolano la funzione delle gonadi. Infatti nelle donne è stato evidenziato che la melatonina agisce come inibitore degli stimoli generati dal sistema ghiandolare che comprende ipotalamo, ipofisi e gonadi, avendo inoltre un ruolo di regolatore della secrezione degli ormoni steroidei (16). Diversi studi hanno dimostrato gli effetti della melatonina sullo sviluppo follicolare, sull'ovulazione, sulla maturazione delle cellule uovo e sulla funzione del corpo luteo, la struttura che si forma nell'ovaio dai residui del follicolo ovarico. Infine, ne è stato anche evidenziato un effetto antiossidante anche sui follicoli ovarici e sugli ovociti stessi (18,19). L'uso clinico di melatonina nell'uomo è stato esplorato e i risultati delle ricerche effettuate offrono nuove opportunità  per la gestione di numerose malattie quali: disturbi immunologici, morbo di Alzheimer, diabete, infezioni virali e tumori (20-23). Ulteriori studi hanno dimostrato che un trattamento farmacologico con melatonina, nei pazienti con infertilità , migliora la qualità  degli ovociti, aumenta le percentuali di fertilizzazione e riduce i radicali liberi nel liquido che riempie i follicoli.

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Il ruolo della melatonina nella gravidanza umana non è ancora completamente ben inquadrato. Tuttavia, diversi studi hanno dimostrato l'interazione con la membrana delle cellule del miometrio, uno dei tessuti che compongono la parete dell'utero, ed hanno evidenziato il ruolo sinergico che in questa sede la melatonina riveste con l'ossitocina, nel promuovere la contrazione della parete muscolare uterina (24). L'ossitocina è un ormone prodotto dall'ipotalamo e rilasciato nel circolo sanguigno dall'ipofisi. In conclusione, le ricerche sulla melatonina hanno portato oggi a comprendere i processi molecolari nei quali è coinvolta e i meccanismi di azione che sviluppa a livello centrale e periferico. Inoltre, è stato dimostrato il coinvolgimento della melatonina nella funzione riproduttiva nella specie umana. E' auspicabile pertanto che, in futuro, ulteriori studi approfondiscano le conoscenze sulle azioni di tale molecola.

Dott. Marcello Iacobelli - Biologo presso Istituto Regina Elena - IFO Istituti Fisioterapici Ospitalieri, Roma

Bibliografia

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