Melatonina e metabolismo: gli effetti sul diabete
La melatonina ha acquisito la sua importanza grazie al suo ruolo nel sonno e nella regolazione circadiana. Tuttavia, nel recente passato, ha acquisito importanza per il suo ruolo nella tolleranza al glucosio e nel rischio o nel trattamento del diabete di tipo 2 (T2D). Ciò è dovuto alla scoperta parziale di varianti di rischio T2D nel recettore MT1B della melatonina e all’impatto parzialmente negativo dei ritmi circadiani disturbati sul metabolismo del glucosio. È stato segnalato che il disturbo del ritmo circadiano provoca la sindrome metabolica, inclusa l’obesità e il diabete. Esistono molti studi sul ruolo della melatonina nella secrezione di insulina e nell’omeostasi del glucosio. Un livello ridotto di melatonina è stato segnalato nei pazienti diabetici. I
n una ricerca condotta sul ruolo dell’omeostasi del glucosio della melatonina nei giovani ratti diabetici ed obesi Zucker, un modello sperimentale di sindrome metabolica e diabete mellito, ha rivelato che la melatonina orale determina un effetto anti-iperglicemico attraverso il miglioramento della funzione delle cellule β del pancreas. Gli studi hanno rivelato che la carenza del recettore della melatonina ha un impatto diretto sui livelli degli ormoni delle isole pancreatiche e dei trasportatori del glucosio (GLUT1 e GLUT2). La relazione tra melatonina e T2D si basa sulla constatazione che la secrezione d’insulina è inversamente proporzionale alla concentrazione di melatonina nel plasma.
Il controllo della secrezione di melatonina come risultato dell’esposizione alla luce notturna potrebbe essere un parametro vitale nell’insorgenza del diabete. Un gran numero di letteratura suggerisce una correlazione tra ordini di sonno disturbati e ridotta tolleranza al glucosio e T2D. Uno studio di Hajam et al. (2022) hanno riportato l’efficacia terapeutica della co-somministrazione di insulina e melatonina in modelli di ratti con danno renale indotto dal diabete. I risultati dello studio hanno rivelato che la combinazione di insulina e melatonina può essere molto efficace per trattare le alterazioni renali causate dal diabete, come confermato dai biomarkers sanguigni e dosaggio di molecole antinfiammatorie presenti nel siero.
Il ruolo della melatonina nell’obesità
Esistono prove sostanziali che collegano l’alterazione dell’orologio biologico (ritmi circadiani) e lo sviluppo dell’obesità. Nonostante il fatto che l’associazione causale tra obesità e cronodisturbo sia bidirezionale, la somministrazione di melatonina e dei suoi agonisti (es. agomelatina) si è dimostrata efficace nel ripristinare il ritmo circadiano e correggere i disturbi associati all’obesità. Inoltre, l’obesità è collegata a una serie di comorbilità come i disturbi del sonno e la melatonina o altri farmaci hanno dimostrato di essere efficaci. Si ipotizza che la melatonina svolga un ruolo nel metabolismo energetico e nella gestione del peso corporeo. Nell’organismo degli animali stagionali è stato inizialmente studiato e accertato il coinvolgimento della melatonina nella modulazione del metabolismo e della massa grassa ed è stato collegato alla sua attività come regolatore del ritmo stagionale e circadiano.
La melatonina svolge le sue diverse funzioni attraverso vie mediate dai recettori classici di membrana ed anche intracellulari. Uno di questi ultimi è il recettore per gli estrogeni. Ma, come detto altrove, anche in articoli contenuti nel presente sito web, essa agisce anche con modalità non mediate da recettori, che consistono prevalentemente nella sua capacità di neutralizzare alcune forme di radicali liberi ossidati (ROS). La potenza terapeutica della melatonina nel trattamento e nella prevenzione dell’obesità è stata ben riassunta con risultati di elevata efficacia in modelli animali. Non c’è stato mai molto interesse sul fatto di poter impiegare la melatonina per trattare o addirittura prevenire l’obesità. Ma gli studi condotti nell’ultimo decennio sul lavoro notturno ed i rischi che esso comporta nel lungo termine (i.e. ipertensione, obesità e problemi cardiovascolari, ecc.), hanno fatto risvegliare l’interesse e sono in via di valutazione.
Melatonina e riproduzione umana
Prima della scoperta della melatonina stessa, uno studio di Huebner nel 1898 riferì che il tumore della ghiandola pineale negli esseri umani influenzava lo sviluppo puberale e suggerì che alcune molecole della linea pineale influenzassero la funzione riproduttiva. Molti ricercatori hanno studiato la relazione tra lo stato pineale e riproduttivo in un certo numero di specie come risultato di questa scoperta, ma pochi sono riusciti a dimostrare una relazione funzionale. Uno studio ha riportato che nelle femmine di ratto a cui era stata somministrata melatonina esogena si riduceva il peso ovarico (Wurtman et al. 1963). Da allora, ci sono state numerose prove che suggeriscono che la funzione riproduttiva in numerose specie è influenzata dalla ghiandola pineale, tramite la melatonina.
Esistono prove sostanziali che la frequenza della secrezione di melatonina mediata dal fotoperiodo ha un impatto diretto sulla capacità riproduttiva. Lo scopo fisiologico chiave della melatonina è descrivere il ciclo quotidiano luce/buio. Questo influenza però anche la riproduzione specie nel sesso femminile. La connessione melatonina-estrogeni come detto prima si basa sul fatto che, come molecola aromatica, la melatonina può interagisce con recettore per gli estrogeni e fare da suo antagonista. Ma ci sono prove che essa agisca anche sul tratto riproduttivo maschile. Somministrata ai ratti geneticamente diabetici, migliora sia la sintesi degli ormoni sessuali che la motilità degli spermatozoi negli animali maschi. Questi effetti sono mediati dai recettori di membrana e dagli ioni calcio.
Protegge inoltre le gonadi dagli effetti di svariati agenti inquinanti, radiazioni ionizzanti e anche di tipo elettromagnetico. Questo è un nuovo campo in via di indagine, considerata la diffusione di telefoni cellulari ed altri strumenti digitali oggigiorno. Le radiazioni EM di questi strumenti, infatti, sono dimostrati poter indurre alterazioni sulla conducibilità ionica cellulare, soprattutto a carico delle correnti di ioni calcio. Le stesse tipologie di corrente regolano la motilità degli spermatozoi, con la differenza che quelle indotte dagli EM sono più sostenute mentre quelle indotte da melatonina o altri recettori ormone-dipendente sono più transitorie, perché biologicamente mirate. La melatonina, perciò potrebbe regolarizzare i problemi di fertilità legati all’eccessiva esposizione ai campi EM per varie ragioni.
Un campo interessante di esplorazione è quello della policistosi ovarica (PCOS), un problema endocrino femminile oggi molto prevalente e che compromette la qualità della vita delle donne affette. È noto che la melatonina protegge gli ovociti e il feto in via di sviluppo dallo stress ossidativo. Nelle donne affette da PCOS, i livelli di melatonina sono stati misurati da vari studi: alcuni di essi hanno suggerito che la sua somministrazione migliora l’omeostasi del glucosio e la funzione vascolare in modelli sperimentali. Nelle donne con PCOS, l’assunzione di melatonina conferisce protezione contro anomalie riproduttive, migliora l’insulino-resistenza e certi biomarkers di stress ossidativo dosabili nel plasma. È auspicabile, comunque, che una molecola naturale come questa possa entrare nella pratica clinica di complemento per la gestione di questo grosso problema sanitario.
- A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.
Pubblicazioni scientifiche
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