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La mélatonine est une hormone produite par la glande pinéale, également appelée épiphyse. La sécrétion de mélatonine est inhibée en présence de lumière et stimulée lorsqu'il fait sombre. Le maximum de production est atteint de 2 h à 5 h du matin, d'où le nom d'hormone du sommeil.
La mélatonine, souvent dénommée hormone du sommeil, est la molécule principale produite par la glande pinéale, ou épiphyse, connue surtout pour être l'hormone centrale de régulation des rythmes chronobiologiques en étant synthétisée surtout la nuit. Elle régule de nombreuses sécrétions hormonales chez l'humain. Cette neurohormone est synthétisée à partir d'un neurotransmetteur, la sérotonine, qui dérive elle-même du tryptophane. Elle est sécrétée par la glande pinéale, dans le cerveau, en réponse à l'absence de lumière.
La mélatonine est une hormone produite par la glande pinéale, également appelée épiphyse, à partir de la sérotonine dérivant elle-même du tryptophane. La sécrétion de mélatonine est inhibée en présence de lumière et stimulée lorsqu’il fait sombre. Le maximum de production est atteint de 2 h à 5 h du matin, d’où les noms d’hormone du sommeil ou d’hormone de l’obscurité. Par l’intermédiaire de la mélatonine, la glande pinéale informe le cerveau sur les durées relatives des heures d’obscurité et d’éclairage sur une période de 24 h (rythme circadien), et aussi pendant toute l’année (cycle saisonnier). En secrétant de la mélatonine, la glane pinéale « dit » au cerveau qu’il fait sombre et que c’est le bon moment pour dormir.
Les feuilles et les racines de nombreux végétaux contiennent de petites quantités de mélatonine. Cette substance antioxydante aurait pour rôle de protéger le fragile germe de ces plantes contre les effets oxydants des rayons UV, de la sécheresse, des températures extrêmes et des toxines.
Les noix et les noisettes sont des sources importantes de mélatonine biodisponible, c’est-à-dire facilement absorbable par l’organisme. La mélatonine est également présente chez une grande variété d’autres végétaux comestibles mais généralement en quantités nettement inférieures. Par ailleurs, la teneur en mélatonine de certains aliments est encore très mal connue.
Les feuilles, les racines et les graines de nombreux végétaux contiennent aussi de petites quantités de phytomélatonine:
La mélatonine régule la sécrétion de la plupart des hormones humaines paracrines et endocrines. Elle agit différemment selon son origine:
La mélatonine semble avoir de multiples fonctions autres qu’hormonales, en particulier comme antioxydant. Elle pourrait jouer un rôle particulier dans la protection de l’ADN nucléaire et dans l’ADN mitochondrial. Elle semble aussi jouer un rôle dans le système immunitaire.
En novembre 2020, deux études préliminaires révèlent une corrélation entre la prise de mélatonine et un risque réduit de Covid-19. Il est toutefois recommandé de limiter la consommation de mélatonine sous forme de complément alimentaire.
La mélatonine est synthétisée dans la glande pinéale et par la rétine, et aussi dans les mitochondries des cellules de la moelle osseuse, des lymphocytes, de la peau, du tractus gastro-intestinal, des testicules, des ovaires, des astrocytes et d’autres. Normalement, la concentration de mélatonine dans ces cellules est plus grande que celle trouvée dans le sang, mais elle ne semble pas être régulée par la photopériode.
La sérotonine est synthétisée de façon constitutive le jour et la nuit, mais la concentration de la sérotonine dans la glande pinéale est plus faible la nuit quand elle sert de substrat à la synthèse de mélatonine. La mélatonine provient de la transformation du tryptophane faisant intervenir deux enzymes pour donner la sérotonine. La sérotonine est stockée dans la glande pinéale au fur et à mesure de sa synthèse. La tryptophane hydroxylase est l’enzyme limitante de la production de sérotonine.
La nuit, la sérotonine est sécrétée et une enzyme catalyse une réaction en chaîne qui permet la transformation de cette substance en mélatonine.
La mélatonine n’étant pas considérée comme un nutriment essentiel, aucun apport quotidien recommandé n’a été établi. Il est donc difficile de parler de carence. Nos recherches ont toutefois révélé que les personnes souffrant de certains problèmes de santé avaient des taux de mélatonine inférieurs à la moyenne. Ainsi, les personnes cardiaques ont un faible taux de mélatonine, mais il reste à déterminer s’il s’agit d’une cause ou d’une conséquence.
Les voyageurs et les gens qui travaillent suivant des horaires irréguliers souffrent fréquemment de troubles du sommeil qui semblent causés par une modification de leur taux de mélatonine. L’exposition prolongée à des champs électromagnétiques pourrait aussi inhiber la production de mélatonine. Enfin, on a longtemps pensé que la production de mélatonine diminuait avec l’âge, mais des études plus récentes semblent indiquer que ce n’est pas le cas.
La glycémie dépendrait aussi de l’expression de quelques gènes dont celui codant un récepteur, le MT2, de la mélatonine. Ce récepteur MT2 se trouve dans la rétine, dans le nerf optique, dans la région du diencéphale et aussi dans les cellules du pancréas sécrétant l’insuline. La mélatonine régule la sécrétion de leptine la nuit et diminue ses concentrations.
La mélatonine interviendrait aussi dans l’appétit, et peut-être dans certains cas d’obésité. Un fort taux de mélatonine augmente la fréquence de prise de nourriture et donc le poids. Par ailleurs, une mutation du gène codant le récepteur MT2 de la mélatonine est associée à une augmentation du risque d’obésité, au diabète de type 2 et aux troubles du sommeil.
Dans les cellules saines, la mélatonine agit comme un antioxydant impliqué dans les systèmes de protection cellulaire de l’organisme qui traverse facilement les parois cellulaires ou la barrière hémato-encéphalique. Elle détruit ou inhibe l’action de certains radicaux libres et éléments facteurs de stress oxydatif tels que le radical hydroxyle, le peroxyde d’hydrogène, le monoxyde d’azote, l’anion peroxynitrite, l’acide peroxynitreux (nitration d’un cycle aromatique très activé vis-à-vis de la substitution électrophile) et l’acide chlorhydrique.
Paradoxalement, dans les cellules tumorales (in vitro sur des cellules humaines leucémiques), ce capteur de radicaux libres stimule au contraire, par des mécanismes encore mal compris, la production d’espèces réactives de l’oxygène capables de leur faire subir l’apoptose alors que la mélatonine empêche l’apoptose dans les cellules saines. De manière générale, elle semble jouer un rôle régulateur de l’autophagie.
La fonction antioxydante de la mélatonine pourrait être apparue très tôt dans l’évolution. Comme le composé bicyclique indole, qui représente le noyau de la molécule de mélatonine, est très riche en électrons, et qu’il est également substitué dans cette molécule par deux substituants fortement donneurs d’électrons qui renforcent encore cette richesse électronique, cette molécule possède de manière intrinsèque et perpétuelle la capacité d’attirer les structures pauvres en électrons (électrophiles ou oxydants, ce qui les caractérise tous deux est leur déficience électronique) et de réagir avec elles selon le mécanisme de substitution électrophile aromatique. La mélatonine possède donc des propriétés antioxydantes de manière permanente.
Entre autres, la mélatonine augmente l’activité de plusieurs enzymes antioxydantes, ce qui améliore sa capacité de protection des macromolécules contre le stress oxydatif.
La mélatonine acquise via des aliments végétaux comestibles élève le taux d’indole dans le sang. Le taux sanguin de mélatonine est corrélé avec l’activité antioxydante totale du sérum. Contrairement aux autres antioxydants, comme la vitamine C, la mélatonine, une fois oxydée, ne peut pas être directement réduite pour retrouver son état initial, car la nitration d’un aromatique est une réaction irréversible.
Ces propriétés antioxydantes font contribuer la mélatonine à certains processus de détoxification de l’organisme ainsi qu’à certains processus de résistances aux stress oxydatifs.
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