Zirbeldrüse und Melatoninphysiologie

Die Zirbeldrüse ist eine kleine, mittig gelegene Struktur im Gehirn, die Melatonin synthetisiert und sezerniert, ein Hormon, dessen Freisetzung einem Tagesrhythmus folgt: hoch in der Nacht und niedrig während des Tages. Durch dieses lichtgesteuerte Muster übermittelt Melatonin dem restlichen Körper Informationen über die Tageszeit und die Länge der Nacht und verbindet so die Zirbeldrüse mit der Regulation der zirkadianen und saisonalen Physiologie.

Definition

Melatonin (N-Acetyl-5-Methoxytryptamin) ist ein Indolaminhormon, das hauptsächlich von der Zirbeldrüse aus Serotonin synthetisiert und in einem lichtunterdrückten, nachts hohen zirkadianen Rhythmus sezerniert wird, der als internes Zeitsignal dient.

Scope

Der Eintrag behandelt die Synthese von Melatonin aus Serotonin, den neuronalen Pfad, der Umgebungslicht mit der Sekretion der Zirbeldrüse verbindet, den zirkadianen Rhythmus des Hormons und seine Rolle als Zeitsignal. Er behandelt Melatonin als Thema der endokrinen und zirkadianen Physiologie und bietet keine Dosierungs- oder Behandlungsanleitungen.

Core questions

• Wie steuert Umgebungslicht die Melatoninsekretion?
• Was ist der biochemische Pfad von Serotonin zu Melatonin?
• Wie übermittelt das nächtliche Melatoninsignal zirkadiane und saisonale Zeitgebung?

Key concepts

• Zirbeldrüse (Epiphysis cerebri)
• Melatoninsynthese aus Serotonin
• Licht-Dunkel-Entrainment
• Suprachiasmatischer Nukleus (zirkadiane Uhr)
• Zirkadiane und saisonale Rhythmen
• Chronobiotisches Zeitsignal

Mechanisms

Von der Netzhaut detektiertes Licht wird über den retinohypothalamischen Trakt an den suprachiasmatischen Nukleus, die Hauptuhr des zirkadianen Systems, weitergeleitet, der wiederum die Zirbeldrüse über einen multisynaptischen sympathischen Pfad steuert. Nachts, in Abwesenheit von Lichtunterdrückung, wandeln die Zirbeldrüsenzellen Serotonin durch die sequentielle Wirkung von Arylalkylamin-N-Acetyltransferase und einer Methyltransferase in Melatonin um und geben Melatonin in Blut und Liquor ab. Der resultierende nächtliche Höhepunkt wirkt auf Melatoninrezeptoren, um Dunkelheit zu signalisieren, und die Dauer der Sekretion kodiert die Nachtlänge, was sowohl die tägliche als auch die saisonale Zeitgebung unterstützt. Melatonin wird auch an extrapinealen Stellen produziert, wo zusätzliche Funktionen vorgeschlagen wurden.

Clinical relevance

Die Melatoninphysiologie ist zentral für das Verständnis von zirkadianen Rhythmen, Schlaf-Timing, Jetlag und saisonaler Biologie, und das Zirbeldrüsenhormon wird weithin als Marker der zirkadianen Phase untersucht. Dieser Eintrag dient der bildungsbezogenen Orientierung und bietet keine Anleitung zur Anwendung von Melatonin oder zur Diagnose oder Behandlung von Schlaf- oder zirkadianen Störungen.

Evidence & guidelines

Melatonin wurde 1958 von Lerner und Kollegen aus der Zirbeldrüse isoliert und chemisch identifiziert. Die nachfolgende Physiologie hat seinen lichtgesteuerten Rhythmus und seine Rolle als Chronobiotikum charakterisiert, während Übersichten extrapineale Quellen und antioxidative Eigenschaften untersucht haben. Das Thema stützt sich auf diese Primär- und Übersichts-Literatur und nicht auf eine einzelne klinische Leitlinie.

History

Aaron Lerner und Kollegen isolierten 1958 Melatonin aus Rinderzirbeldrüsen, während sie einen Faktor suchten, der die Haut von Amphibien aufhellte, und gaben dem Hormon seinen Namen. Spätere Arbeiten etablierten den Retina-Suprachiasmatikus-Zirbeldrüsen-Pfad und den lichtunterdrückten, nachts hohen Rhythmus, wodurch Melatonin als das wichtigste hormonelle Produkt des zirkadianen Systems eingeordnet wurde.

Key figures

• Aaron B. Lerner
• Russel J. Reiter
• Josephine Arendt

Seminal works

• lerner-1958

Frequently asked questions

Warum ist Melatonin nachts höher?

Licht unterdrückt die Melatoninsynthese der Zirbeldrüse über den Retina-Suprachiasmatikus-Zirbeldrüsen-Pfad, sodass die Sekretion in der Dunkelheit ansteigt und im Licht abfällt, was einen nachts hohen Rhythmus erzeugt.

Was signalisiert Melatonin dem Körper?

Sein Timing und seine Dauer übermitteln Informationen über die Tageszeit und die Länge der Nacht und wirken als internes Zeitsignal, das hilft, die zirkadiane und saisonale Physiologie zu synchronisieren.