Melatonina y los ciclos circadianos

Sabemos que los animales han desarrollado mecanismos para garantizar su capacidad de supervivencia en los ecosistemas planetarios más extremos. Esencial ha sido ajustar su actividad (obtención de alimentos, elusión de la depredación, reproducción...) a ciclos estacionales (anuales) y circadianos (diarios, de 24 horas). Para ello, los mamíferos han optado durante su evolución y diversificación adaptativa por utilizar el fotoperiodo cambiante —la luz solar— como la señal ambiental esencial para ajustar su fisiología y hábitos a un medio externo siempre fluctuante. La opción de elegir la información fotoperiódica para regular el aumento y la disminución de ciertas funciones, en contraposición, por ejemplo, a las oscilaciones estacionales de la temperatura, se basa en el hecho de que la duración del día predice de forma mucho más precisa la estación que la temperatura ambiente.

El parto es un proceso neuroendocrino y fisiológico muy complejo, que ha evolucionado de manera diferente a medida que las especies se acomodaban a entornos muy diversos. Al tiempo que la mayoría de los mamíferos se adaptaba a presiones selectivas como la disponibilidad de alimento y la depredación, desarrollaron fases de actividad diurna o nocturna en relación al parto, de tal manera que las hembras preñadas acomodaban dar a luz a sus crías en condiciones de máxima seguridad, protección y éxito. La ventaja selectiva para iniciar el parto durante las fases diurna o nocturna se refleja en el hecho de que en especies de actividad diurna se produce de noche (por ejemplo en los primates) y en los de actividad nocturna, de día (por ejemplo, en los roedores). El «reloj maestro» que sincroniza la mayoría de los ritmos circadianos de los vertebrados (también de los seres humanos) se encuentra en el núcleo supraquiasmático (NSQ), un conjunto de neuronas del hipotálamo que recibe información sobre la luz ambiental a través de los ojos. La investigación sobre los ritmos circadianos ha estado muy asociada a la correspondiente sobre la melatonina, una hormona que se produce de noche. El NSQ determina la producción circadiana de melatonina por la glándula pineal, que es una pequeña estructura endocrina que se encuentra en el interior del cerebro de los vertebrados.

La melatonina es una molécula ancestral que se ha mantenido a lo largo de la evolución biológica, encontrándose así en la gran mayoría de organismos vivos, en todas las especies de animales pero también en bacterias, hongos, algas y plantas. La melatonina puede llegar potencialmente a todas las células y tejidos del cuerpo (también del feto) y participa en una amplia gama de procesos celulares, metabólicos y fisiológicos. Es un modulador paracrino del estado oxidativo local, de las respuestas inflamatorias, de los procesos reproductivos, etc. Gracias a su producción circadiana, la melatonina regula procesos celulares antagónicos, por ejemplo, la actividad contrapuesta de las enzimas lipolíticas (que ayudan a descomponer los lípidos y liberar ácidos grasos para su utilización como energía) y de las lipogénicas (que permiten acumular lípidos que se utilizarán como reserva de energía) en los hepatocitos, las células parenquimatosas del hígado. Además, sirve como una señal sinérgica de activación de otras moléculas sobre distintos tejidos, por ejemplo, de la oxitocina sobre el útero durante el parto, también en nuestra especie.