La glándula pineal va a segregar una hormona denominada melatonina, se produce en la oscuridad y se detiene con la luz. La melatonina es la encargada de transmitir cierta información al resto de las células del cuerpo y, por tanto, asegura que se cumpla la ritmicidad circadiana.

La glándula pineal fue descubierta en el siglo II por Galeno y tiene forma de piña. Descartes asegura que la glándula pineal es la parte principal del cerebro, pues en la glándula pineal la sangre se convierte en animalis spiritualis para ulteriormente dispersarse por todo el cuerpo, sostiene que es el tercer ojo y lleva la expresión del alma.

Conexión entre la retina y la glándula pineal

Retina → núcleo supraquiamatico → Núcleo paraventricular del tálamo → medula espinal → cerebelo (neurona post ganglionar simpática) → glándula pineal.

La glándula pineal tiene un origen fotorreceptor, influye en la conducta y produce una molécula característica. En los mamíferos más primitivos y el resto de los vertebrados, la glándula pineal aún mantiene una fotorrecepción.

La melatonina

Regula la maduración sexual de muchas especies animales, es una molécula con propiedades antioxidantes potentísima, es oncoestático, reforzador inmunomodulador. Además es un agente antienvejecimiento que aparece en todos los taxones de metazoos, bacterias, algas, hongos, etc., por tanto se cree que surgió solo como antioxidante. A parte de la melatonina pineal, existe melatonina en casi todos los tejidos, sin embargo no se tiene en cuenta como relevante, en la medida que se considera un efecto local (antioxidante).

Síntesis y secreción

Está controlada por el fotoperiodo a través del reloj. Llega a la neurona mencionada y libera la noradrenalina y ancla en receptores beta y alfa adrenérgicos, facilitando la síntesis de unos encimas que median la ruta fotosintética de la melatonina. La ruta neural tiene que estar perfectamente intacta. La luz inhibe el funcionamiento del reloj, por lo tanto mientras hay luz no se puede sintetizar la molécula.

La melatonina es la hormona de la noche pero ésta no puede ser almacenada, sino que se convierten en una sustancia diferente llamada kiurenina. Los pinealocitos de los mamíferos derivan de unas células fotoreceptoras también llamados pinealocitos, pero con actividad receptora de luz. En otros animales son células sensitivas a los que le llega la luz de una manera indirecta, estas células se van trasformando en células neuroendocrinas progresivamente en la evolución, en el que el estímulo indirecto no es la luz. El de las aves está a caballo entre los dos y puede recibir directamente la luz, cuenta con un reloj endógeno, pero también posee la ruta indirecta igual que la de los mamíferos.

Además, el pinealocito está regulado por la luz y por la noradrenalina e incluso tiene receptores hormonales. También hay receptores para gaba, benzodiacepinas, barbitúricos, etc.

Fotoperiodo

El grado de supresión depende tanto de la producción de melatonina como de la longitud de onda. El rango más idóneo para suprimir la síntesis está en 450-475nm

Dependiendo del momento en que se hace el pulso lumínico, la síntesis cae completamente o bien se recupera. En la primera parte de la noche hay posibilidad de restaurar la síntesis, sin embargo en la segunda ya no se restablece. Varía enormemente según la edad, ya que cuanto más envejece el animal, menor capacidad de segregar melatonina y además no se recupera fácilmente después de un pulso de luz.

La contaminación lumínica afecta mucho y tiene graves consecuencias fisiológicas. La síntesis de melatonina se ve gravemente perjudicada, con lo que da lugar a muchas enfermedades en los individuos jóvenes y ancianos.

Estación

Los cambios de estación están asociados a cambios en la longitud de onda, por consiguiente la síntesis de melatonina cambia a lo largo del año. Sin embargo, si se está expuesto a luces artificiales, los niveles de melatonina están asociados a problemas en la conducta. Los animales son muy sensibles a estos ciclos anuales y va a suponer la regulación de múltiples ciclos como puede ser la reproducción.

Edad y desarrollo

Se empieza a sintetizar a los dos meses, alcanza un pico entre 3 y 5 años, una inflexión en la pubertad y con posterioridad la cantidad va disminuyendo progresivamente. Por esta razón, es un agente antienvejecimiento. El mínimo, en los últimos años, se ha adelantado en la pubertad, es decir, la maduración viene antes.

Sistema nervioso central

Es la única glándula endocrina que necesita la señal nerviosa intacta para su funcionamiento, por lo tanto es un transductor nervioso-endocrino, aunque también endocrino-endocrino.

Acción de la melatonina

Es una molécula liposoluble y a medida que se sintetiza se escapa y se distribuye por la sangre y el resto de células. La melatonina tiene receptores en membrana, ella misma es capaz de introducirse y actuar neutralizando radicales libres, proteínas citosólicas o nucleares.

Funciones

– Núcleo supraquiasmáticos: sincronización de los ritmos circadianos, la pineal influye en el NSQ con receptores de melatonina.

– Hipotálamo e hipófisis: regulación de la reproducción de los animales.
Corteza cerebral y tálamo: efectos hipnóticos y pueden regular el ciclo sueño-vigilia.

– Capa plexiforme externa de la retina: adaptación a la iluminación y función cerebral.

– Arteria cerebral: regulación térmica y cardiovascular.

– Ciertos sitios de unión citológicos y nucleares: inmunomoduladora y antioxidante.

A lo largo del día se observan cambios en la densidad y en la sensibilidad de los receptores, esto explica la diferente respuesta que produce la melatonina en diferentes momentos del día.