Mélatonine
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La mélatonine, souvent dénommée hormone du sommeil, est l'hormone centrale de régulation des rythmes chronobiologiques, et d'un certain point de vue, de pratiquement l'ensemble des sécrétions hormonales, chez l'homme, chez tous les mammifères et semble-t-il chez la plupart des espèces animales complexes.
Cette neurohormone est synthétisée à partir d'un neurotransmetteur, la sérotonine, qui dérive elle-même du tryptophane, un acide aminé essentiel. Elle est sécrétée par la glande pinéale (dans le cerveau) en réponse à l'absence de lumière et peut aussi être extraite de nombreuses plantes, par exemple le riz.
Elle est considérée par certains biochimistes comme une hormone primordiale, car elle régule la sécrétion de la plupart des hormones humaines (paracrines et endocrines). La mélatonine produite dans la glande pinéale agit comme une hormone endocrine car elle diffuse dans le sang, alors que la mélatonine produite par la rétine agit comme une hormone paracrine.
La mélatonine augmenterait la libido (chez les rats de sexe masculin) par un antagonisme des récepteurs de la sérotonine de type 5-HT(2A)[1].
Selon une étude italienne[2], le vin comporterait une quantité importante de mélatonine, ce qui expliquerait, du moins en partie, pourquoi certaines personnes auraient sommeil après l'absorption d'une quantité plus ou moins importante de vin.
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[modifier] Rôle
[modifier] Horloge biologique
Julius Axelrod a mené de nombreuses expériences pour découvrir le rôle de la mélatonine et de la glande pinéale sur le cycle du sommeil et les autres rythmes circadiens.
En temps normal, l'hormone du sommeil est sécrétée la nuit uniquement (pic de sécrétion à 5 heures du matin chez l'homme, et en moyenne, car sa production est inhibée par la lumière) et elle gère (en partie) les rythmes circadiens. Dans les régions à hiver très gris comme l'Europe du Nord, c'est la baisse de luminosité hivernale (jours courts et gris) qui déclencherait une surproduction de mélatonine engendrant une asthénie, voire une déprime, qui disparaît au printemps. Des séances de luminothérapie peuvent alors permettre de réguler la production de mélatonine.
[modifier] Antioxydant
La mélatonine est un puissant antioxydant qui peut facilement passer les parois cellulaires ou la barrière hémato-encéphalique. Contrairement aux autres antioxydants (comme la vitamine C), la mélatonine est versatile, et une fois oxydée, elle ne peut pas être réduite directement pour retrouver son état initial.
[modifier] Système immunitaire
Associée au calcium, la mélatonine peut également aider à la réponse immunitaire des Lymphocytes T. Son utilisation médicale pour augmenter la réponse est soumise à controverse puisqu'elle favoriserait également les maladies auto-immunes.
[modifier] Aliments riches en mélatonine
Selon une étude[3] des chercheurs du Health Science Center de l’Université du Texas, les noix sont une source importante de mélatonine facilement absorbée par l’organisme. Après avoir comparé le taux sanguin de rats nourris de noix à celui de rats nourris normalement, les chercheurs ont noté que la consommation de noix entraînait une multiplication par trois des taux sanguins de mélatonine. Ils pensent que les bienfaits des noix découlent de la synergie entre la mélatonine et les nutriments qu’elles contiennent.
La mélatonine se retrouve également dans le maïs, les tomates et les pommes de terre, mais en quantités nettement inférieures. La teneur en mélatonine de plusieurs aliments serait encore très mal connue, selon les auteurs de l’étude.
Les chercheurs sont incapables de dire quelle quantité de noix devrait être consommée quotidiennement afin de profiter de ses effets protecteurs. Mais ils affirment qu’en raison de la multitude de composés bénéfiques qu’elles contiennent, leur consommation est nettement préférable à la prise de suppléments de mélatonine. Selon ces chercheurs, il est donc préférable de prendre des noix, dont la capacité à normaliser les taux de mélatonine demeure inconnue, à des suppléments de mélatonine, dont les indications et les effets thérapeutiques sont connus. Il est important de préciser ici que ces chercheurs ont été payés par la Commission californienne des noix (California Walnut Commission).
[modifier] Biosynthèse
La biosynthèse de mélatonine se décompose en deux temps, en effet, la mélatonine provient de la transformation du tryptophane, puis de la modification nocturne de sérotonine.
[modifier] Synthèse diurne constitutive
La sérotonine est synthétisée de façon constitutive le jour. Elle provient de la transformation du tryptophane faisant intervenir deux enzymes. Tout d'abord, le tryptophane est transformé en 5-hydroxytryptophane par l'enzyme tryptophane hydroxylase (TH). Le 5-hydroxytryptophane subit ensuite une autre modification par l'enzyme aminoacide aromatique décarboxylase (AA-DC) pour donner la sérotonine. La sérotonine est stockée dans la glande pinéale (ou épiphyse) au fur et à mesure de sa synthèse. La TH est une enzyme mitochondriale. C’est l’enzyme limitante de la production de sérotonine.
[modifier] Synthèse nocturne régulée
La nuit, la sérotonine est sécrétée et l'enzyme arylalkylamine-N-acétyltransférase (AA-NAT) catalyse sa dégradation en N-acétylsérotonine (ou N-acétyl-5 hydroxytryptamine). Ce composé est ensuite transformé en mélatonine (ou N-acétyl-5 méthoxytryptamine) grâce à l'enzyme hydroxyindole-O-méthyltransférase (HIOMT). L’AA-NAT est une enzyme photosensible et son activité est dépendante de la quantité de sérotonine. Elle est l’enzyme limitante de la production de mélatonine.
[modifier] Régulation par l'AA-NAT
Chez les rongeurs : L’adrénaline nocturne, par augmentation d’AMPc, active la transcription de l’AA-NAT puis l’inhibe par accumulation graduelle d’ICER (Induced cAMP Element Response), maximum en fin de nuit.
Chez les ongulés et les primates : L’adrénaline nocturne, par augmentation d’AMPc, inhibe la protéolyse de l’AA-NAT synthétisée de façon constitutive.
[modifier] Usage médical
[modifier] Dosage et posologie
La sécrétion nocturne de mélatonine est impliquée dans le déclenchement du sommeil. Elle est donc utilisée depuis quelques années, dans certains pays, pour soigner les troubles du sommeil (insomnies des personnes âgées, ou le décalage horaire).
Aux É.-U., au Canada ou même en Suisse, par exemple, la mélatonine est en vente libre.
Les doses suggérées sont cependant très élevées. Victor Herbert, M.D., J.D., de la Mt. Sinai School of Medicine, passe en revue plusieurs études du Massachusetts Institute of Technology qui montrent que les suppléments de mélatonine en vente libre contiennent de 3 à 10 fois plus de cette hormone qu'il n'est nécessaire pour augmenter la qualité du sommeil.[4] Ces hautes doses peuvent même être contre-productives: Lewy et collègues apportent un soutien expérimental à l'idée, déjà répandue, que des doses élevées de mélatonine peuvent exercer une action qui se propage à des phases qui ne sont pas des phases de réponse à la mélatonine ("too much melatonin may spill over onto the wrong zone of the melatonin phase-response curve")[5]. Dans cette étude, 0,5 mg de mélatonine a été efficace, mais pas 20 mg (40 fois plus).
Sur un plan pratique, 0,3 mg (=300 µg microgrammes) représente une dose quotidienne suffisante pour recaler un rythme circadien déphasé; cela implique que la mélatonine, pour ceux qui peuvent se la procurer, est beaucoup plus abordable qu'on aurait pu le penser. Contrairement à un médicament de type somnifère, l'action de la mélatonine n'est pas systématiquement immédiate (l'effet pouvant se faire sentir après 3 à 4 semaines de prescription) et ne présente pas d'effets secondaires comme l'accoutumance.
[modifier] Analogues pharmaceutiques de la mélatonine
Alors que la mélatonine n'est pas largement recommandée par les autorités médicales[6], Ramelteon ((S)-N-(2-(1,6,7,8-tetrahydro-2H-indeno-(5,4)furan-8-yl)ethyl)propionamide), vendue sous le nom de Rozerem (propriété de Takeda Pharmaceuticals), qui est conçue pour activer les récepteurs de la mélatonine MT1 et MT2, a été approuvée pour le traitement de l'insomnie aux États-Unis[7].
[modifier] Usages en médecine vétérinaire
La plupart des animaux semblent produire de la mélatonine et/ou y être sensibles. La mélatonine est aussi un produit vétérinaire qui permet des grossesses à toute période de l'année chez des mammifères d'élevage (chèvre...). Les poules exposées à la lumière pondent toute l'année, phénomène induit par l'éclairage forcé.
[modifier] Rôles de la lumière et de l'obscurité
L'impact de l'éclairage artificiel sur l'Homme est encore mal mesuré, mais on note que les aveugles souffrent souvent de troubles du sommeil. La prise quotidienne de mélatonine une heure avant le coucher recalerait leur rythme circadien sur le cycle de vingt-quatre heures et donc améliorerait, voire préviendrait, les troubles du sommeil. Des études laissent penser que les enfants qui ont dormi avec une lampe allumée ou avec une lumière intrusive dans leur chambre seraient plus nombreux à risquer la myopie plus tard, mais ces études ont été discutées.
[modifier] Sécurité
La mélatonine est a priori non toxique et sans effet secondaire connu, excepté la somnolence, si prise à haute dose. La mélatonine exogène n'affecte normalement pas sa sécrétion endogène, à court ou moyen terme. Toutefois, la prise de mélatonine associée à un inhibiteur des monoamine oxydases (IMAO) peut provoquer une overdose car les IMAO inhibent la métabolisation de la mélatonine par l'organisme.
Une étude du département de nutrition de l'université Andrews indique que certains comprimés de mélatonine contiendraient jusqu'à 10 fois la dose nécessaire pour provoquer l'effet physiologique sur le niveau de mélatonine dans le sang pour améliorer le repos nocturne. Selon cette étude, à ces fortes doses, la mélatonine pourrait provoquer des migraines et des sautes d'humeur et déstabiliser l'équilibre hormonal de l'organisme (voir Usage médical, supra).
[modifier] Autres fonctions connues de la mélatonine
La mélatonine est également un antioxydant puissant qui peut facilement traverser les membranes cellulaires et la barrière hématoencéphalique.
Une étude russe[8] indique que l'administration de mélatonine chez le rat produit un effet aussi anxiolytique qu'un médicament de référence, le diazépam (Valium), administré à la même dose (1 mg/kg).
[modifier] Références
- ↑ Brotto LA, Gorzalka BB. (2000) "Melatonin enhances sexual behavior in the male rat." Physiol Behav. 2000 Feb;68(4):483-6. PMID: 10713287
- ↑ Etude sur la mélatonine dans le vin
- ↑ Reiter RJ, Manchester LC, Tan DX. Melatonin in walnuts: Influence on levels of melatonin and total antioxidant capacity of blood. Nutrition. 2005 Sep;21(9):920-4.
- ↑ Zhdanova I, Wurtman R, Regan M, Taylor J, Shi J, Leclair O. (2001) "Melatonin treatment for age-related insomnia." J Clin Endocrinol Metab 86, 10, pp. 4727-30 PMID 11600532
- ↑ Lewy AJ, Emens JS, Sack RL, Hasler BP, Bernert RA. (2002) "Low, but not high, doses of melatonin entrained a free-running blind person with a long circadian period. Chronobiol Int. 19, 3, pp. 649-58, PMID 12069043
- ↑ Wolkove N, Elkholy O, Baltzan M, Palayew M "Sleep and aging: 2. Management of sleep disorders in older people" CMAJ : Canadian Medical Association journal - Journal de l'Association médicale canadienne, volume 176, no. 10, p. 1449-54 pmid : 17485699
- ↑ McGechan A, Wellington K. Ramelteon. "Ramelteon" CNS Drugs 2005;19:1057-65
- ↑ Pineal melatonin exhibits more pronounced antistressor properties than anxiolytic diazepam. Eksp Klin Farmakol. 2007 Nov-Dec;70(6):9-12.
