Hugo Leyva-Ocariz
La melatonina es una hormona poco conocida, a la cual se le atribuyen posibles propiedades terapéuticas, reportadas en estudios realizados en animales de experimentación (Oviedo y Camejo, 2001) y en algunos animales domésticos como la gata (Leyva-Ocariz, 1983), en la que se observaron sus efectos sobre la actividad ovárica (Intervet, 2007). Se han realizado estudios sobre la melatonina en otros modelos animales (Pévet, 2003), incluyendo el cerdo (Minton y Cash, 1990). El objetivo de este artículo es promover la investigación de los efectos de la melatonina sobre la reproducción en diferentes especies, algunos ya muy conocidos, como la sincronización e inducción de estro en las ovejas (Atalay y col., 2012), y también sus aplicaciones terapéuticas en la clínica veterinaria, como en el hurón, gatos y caninos (Rosenthal y col.1993).
Según Leyva-Ocariz (1983), la historia de la secuencia de los estudios sobre la glándula pineal y su hormona, la melatonina, son un ejemplo de la importancia de la investigación científica basada en hallazgos consecutivos, que en este caso han tomado más de dos mil años, sin que aún se conozcan con exactitud las funciones de esta hormona, no obstante a que el descubrimiento de ésta glándula se hizo en el huma- no en la Universidad de Alejandría por el anatomista egipcio Herophilos (325-280 AC), quien la descubrió en el centro del cerebro sobre el techo del tercer ventrículo cerebral. El término pineal, del latin “pinea”, fue idea de Galeno, año 200 DC, porque observó que la glándula tiene forma de piña.
Descartes acreditó a la pineal como el ”asiento del alma” y por esto la denominó “el tercer ojo”, no por su relación con el fotoperíodo, aún desconocido, sino por su concepción dualista. Aunque la gran distinción filosófica entre la mente y el cuerpo en el pensamiento occidental puede ser rastreada desde los griegos. Es en la obra fecunda de René Descartes (1596-1650), matemático, filósofo y fisiólogo francés, al que debemos la primera explicación sistemática de las relaciones entre la mente y el cuerpo.
En 1898 Heubner (Reiter, 1980) fué el primero en presentar la pubertad precoz en niñas producida por un tumor de esta glándula (pinealoma). Durante el siglo XX y la última década se realizaron muchos congresos científicos dedicados a la discusión de estudios sobre la pineal y la melatonina. Estas investigaciones han continuado, como las relacionadas con las funciones de esta hormona y del fotoperíodo sobre la actividad del ovario (Leyva-Ocariz, 1983).
Igualmente, se estudian sus mecanismos de acción en la célula y sus potenciales aplicaciones para tratar enfermedades relacionadas con el sistema nervioso central, entre ellas el insomnio y los trastornos psíquicos como la ansiedad (Datieva y col., 2013). La melatonina fue aislada de la glándula pineal bovina en la Universidad de Yale, comprobando que el extracto era capaz de aclarar la piel de anfibios (Lerner y col., 1958). Aquí es importante destacar que no debe confundirse la melatonina con la melanina, pigmento de la piel. Axelrod (1974) descubrió que su producción es a partir del aminoácido triptófano, que es convertido a serotonina y ésta a melatonina, una indolamina.
En este proceso bioquímico complejo interviene la activación de neurotransmisores adrenérgicos, mediada por la clásica cascada del Adenosín Monofosfato (AMPc). Estos procesos se activan durante la noche o durante las horas de oscuridad, aumentando la producción de melatonina que luego es destruida por la luz. La producción de melatonina durante la oscuridad se activa a través del núcleo supraquiasmático situado en el hipotálamo, mediante mensajes originados en la retina, pasando por el hipotálamo hasta llegar a la pineal. Axelrod (1974) denominó entonces a la pineal como un órgano “transductor neuroendocrino” capaz de convertir la señal nerviosa proveniente de la retina en una señal química en la pineal que produce la hormona.
La melatonina actúa uniéndose a receptores específicos en muchos órganos, ya sea en la membrana celular, en el citosol o en el núcleo de las células. Estos mecanismos están siendo estudiados actualmente a nivel molecular. El primero en hallar estos receptores en las neuronas fue Cardinali en 1979 (Reiter, 1980).
Posición de la glándula pineal. (Tomado de Guerrero y col., 2007)
Una de las características más sobresalientes respecto a la biosíntesis pineal de melatonina es su variabilidad a lo largo del ciclo de 24 horas, y su respuesta precisa a cambios en la iluminación ambiental (fotoperíodo), como fue encontrado en la gata (Leyva y col., 1984). Estos ritmos circadianos de la melatonina circulante están fuertemente sincroniza- dos para la expresión de numerosos procesos fisiológicos (Pévet, 2003), aún no descubiertos o poco comprendidos, lo cual amerita mucha investigación básica y aplicada.
Por lo expuesto previamente, la melatonina, se considera una neurohormona con función fisiológica pertinente a la neurofisiología física, mental y emocional, como sucede en el Parkinson (Datieva y col., 2013). También disminuye la oxidación e inhibe la formación de radicales libres, lo cual puede ser muy importante en el tratamiento de enfermedades del sistema inmune (Csaba, 2013).
La gata, al igual que otros mamíferos domésticos como la yegua, cabra y oveja, comparte la particularidad de ser poliéstrica estacional; es decir, si no queda preñada el ovario continúa ciclando. La gata y la yegua tienen actividad sexual durante las estaciones de fotoperíodo largo, es decir, cuando los días son más largos, mientras que la oveja presenta el estro, durante las estaciones de fotoperíodo corto (Leyva-Ocariz, 1983).
Utilizando como modelo la gata doméstica, se investigaron los efectos del fotoperíodo sobre la actividad ovárica y la secreción de melatonina (Leyva y col., 1989a). Las gatas fueron estudiadas durante 50 días en fotoperíodo normal, 14h de luz, a temperatura controlada en cuartos de experimentación con estrictas condiciones de manejo, salud, alimentación y supervisadas por veterinarios especialistas del Bioterio de la Universidad de California, Davis. Luego fueron sometidas a 90 días de fotoperíodo de 24h y 8h de luz, fotoperíodos largo y corto, respectivamente.
Las gatas sometidas a 24h de luz presentaron mayor número y tamaño de los folículos ováricos y mayor producción de estradiol, hormona femenina típica del folículo del ovario, que las gatas en fotoperíodo 14h y 8h. Igualmente, en 8h las gatas presentaron mayor concentración de melatonina que las gatas en 24h y 14h. Es decir, la menor cantidad de melatonina en las gatas en 24h estimuló la actividad del folículo ovárico.
En otro estudio se investigó el efecto de la administración de melatonina sobre la liberación de la hormanaluteinizante (LH) inducida por el coito (en la interacción con un macho capaz de tener coito pero no de preñar) y el tiempo requerido para tener tres coitos. En algunas gatas no hubo liberación de LH ó se demoró más tiempo en ser producida y fue necesario esperar hasta casi dos horas para obtener tres coitos, mientras que en las gatas que no recibieron melatonina la LH se produjo en todas y los tres coitos se observaron en 15 minutos, lo cual es caracterís- tico de la alta sexualidad de los gatos (Leyva y col., 1989b).
Efecto de la melatonina sobre el coito (Leyva y col., 1989b)
En la gata, modelo animal motivador de este artículo, estudios recientes indicaron que la administración de melatonina oral efectivamente inhibió la actividad ovárica (Graham y col., 2004), e igualmente, el tratamiento a largo plazo con melatonina prolongó el intervalo interestrual en las gatas (Faya y col, 2011), coincidiendo con los resultados de Leyva-Ocariz (1983) y Leyva y col. (1989a y 1989b), no obstante a que éstos fueron publicados hace 24 años; esto indica que se ha hecho poca investigación sobre melatonina y su relación con la función ovárica en esta especie doméstica.
En contraste a la gata que presenta actividad ovárica en el fotoperíodo largo, en la oveja se ha encontrado que los implantes de melatonina anticipan el estro y aumentan la tasa de preñez (Atalay y col., 2012). También, esta hormona aumenta la viabilidad embrionaria ovina (Vázquez y col., 2013).
Igualmente, son relevantes los reportes de la utilidad de la melatonina en el tratamiento de la pérdida de pelo, especialmente en el gato, perro y hurón, con patologías de la glándula adrenal (Rosenthal y col., 1993; Fischer y col., 2012) y como protectora del sistema inmune (Csaba, 2013), lo cual se ha encontrado en relación al parto de las vacas y en la producción de leche (Sánchez y col., 2013).
También esta hormona se ha estudiado en reproducción humana; la administración de melatonina en mujeres premenopáusicas produce mejora significativa en el funcionamiento tiroideo y los niveles de gonadotropinas, así como la restauración de la fertilidad y la menstruación, y previene la depresión asociada con la menopausia (Oviedo y Camejo, 2001).
Los comentarios presentados en este artículo inducen a motivar la investigación en nuestros animales domésticos, sobre la utilidad de la melatonina, no solo en el aspecto repro- ductivo, sino en la clínica veterinaria, especialmente donde estén involucrados problemas endocrinológicos (Rosenthal y col., 1993; Fischer y col., 2012; Tsujino y col., 2013).
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