FISIOLOGÍA HUMANA-916

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pando en la sincronización de los ritmos endógenos con
las oscilaciones ambientales. En los vertebrados superio-
res el principal marcapasos endógeno está situado en el
NSQ del hipotálamo, mientras que en reptiles y aves exis-
ten otros, incluida la propia glándula pineal. En el primer
caso, la señal de entrada está constituida por las oscilacio-
nes del fotoperíodo actuando a través del sistema neural
descrito, mientras que la señal de salida la constituye la vía
noradrenérgica que controla la secreción de melatonina. A
su vez, en roedores la melatonina circulante es capaz de
modular la actividad de las neuronas del NSQ y adaptar su
oscilación intrínseca a un período de 24 horas. En prima-
tes y seres humanos los conocimientos son aún escasos,
pero la administración de melatonina exógena tiene efec-
tos hipnóticos y cronobióticos, siendo capaz de sincronizar
el ciclo sueño-vigilia en sujetos ciegos o en ancianos con
trastornos del sueño, así como prevenir o aminorar los
trastornos del ritmo originados por los vuelos transoceáni-
cos (jet lag), el trabajo rotatorio o algunos trastornos afec-
tivos. Por otra parte, se ha sugerido que la melatonina
circulante entre la madre y el feto, así como la contenida
en la lecha materna, podrían servir como una señal humo-
ral capaz de sincronizar el marcapasos endógeno antes de
que se desarrollen los mecanismos cronobióticos indivi-
duales (véase Capítulo 88).
Reproducción estacional
En diversas especies la administración de melatonina,
tanto in vivo como in vitro, es capaz de modular la activi-
dad del eje gonadal a diferentes niveles, incluyendo la
liberación hipotalámica de LHRH, la respuesta de los
gonadotropos hipofisarios, la secreción de gonadotrofinas
y prolactina, la síntesis de esteroides gonadales o la res-
puesta de los órganos diana periféricos. Aunque los efec-
tos más frecuentemente observados son de carácter
inhibitorio, en realidad dependen en gran medida de la
especie y la pauta temporal de administración. Ello ha difi-
cultado la adscripción clara de las funciones pineales a un
aspecto funcional preciso relacionado con la reproducción,
con la excepción de las especies en que ésta presenta
características estacionales.
Muchos mamíferos han desarrollado mecanismos
biológicos generadores de ciclos anuales de fertilidad e
infertilidad. Esta pauta reproductiva garantiza que el naci-
miento de los individuos se produzca en aquella época del
año en que la disponibilidad de alimento y las condicio-
nes ambientales son óptimas para la supervivencia. Los
mamíferos estacionales se han clasificado en reproducto-
res de “días largos” (como el hámster o el hurón) y repro-
ductores de “días cortos” (como el ciervo o la oveja),
dependiendo de que sus gónadas sean activadas por
aumentos o disminuciones en la duración del fotoperíodo.
En estas especies la pinealectomía bloquea los efectos del
fotoperíodo sobre el sistema gonadal, y la administración
de melatonina en la pauta apropiada es capaz de reprodu-
cir el fenómeno en animales pinealectomizados, lo que
demuestra el papel de la glándula pineal en este mecanis-
mo regulador. En el hámster sirio, por ejemplo, el aumen-
to en la actividad pineal provocado por la reducción en la
duración de los días durante otoño e invierno, induce
regresión gonadal en el macho e interrupción de los ciclos
estrales en la hembra, asegurándose así la inactividad
sexual durante esa época del año (Fig. 71.6). Por el con-
trario, la disminución de la actividad pineal durante los
días largos de primavera y verano permite la recuperación
de la actividad sexual y la función gonadal. Paradójica-
mente, algunas especies rumiantes presentan máxima
actividad reproductora durante el invierno. En este caso, y
a pesar de que la secreción de melatonina tiene un patrón
nocturno como en los roedores, los días cortos provocan
estimulación de la actividad gonadal, mientras que los
días largos causan inhibición de la misma. Todo ello indi-
ca que la melatonina pineal no se comporta necesaria-
mente como una sustancia antigonadal o progonadal, sino
como una señal cronobiótica circulante cuyo patrón de
secreción proporciona al sistema reproductor del animal
una información crucial sobre la duración del día y la
noche, lo que a su vez induce cambios importantes en el
eje gonadal, con un sentido activador o inhibidor depen-
diendo de la especie.
Pubertad y desarrollo
La glándula pineal participa en el control del desarro-
llo puberal en roedores, ya que la pinealectomía adelanta
la aparición de la pubertad y la exposición a días cortos
retrasa la maduración sexual. Sin embargo, y al igual que
ocurre con la reproducción estacional, la administración
de melatonina puede inducir tanto avances como retrasos
en el desarrollo gonadal dependiendo de la especie, la pau-
ta de administración y el momento en que se realice. En la
especie humana, existen diversas observaciones clínicas
de pubertad precoz asociada a tumores destructores de
células secretoras pineales, así como retrasos puberales
relacionados con tumores pineales parenquimatosos que
cursan con hipersecreción de melatonina. Si suponemos
que existe un efecto frenador de la melatonina pineal sobre
el desarrollo pineal, como se ha descrito en algunos ani-
males experimentales, la reducción en sus niveles noctur-
nos algo antes de la pubertad podría eliminar una
influencia inhibidora y contribuir al desarrollo gonadal.
Sin embargo, no está claro si estos hallazgos representan
una relación causal, reflejan una relación entre producción
de melatonina pineal y maduración corporal o si se trata
simplemente de una coincidencia cronológica. 
Otras acciones e implicaciones clínicas 
de la melatonina
Aunque en los últimos años se ha popularizado el uso
de la melatonina como producto alimenticio en algunos
países, ni los hallazgos experimentales ni las observacio-
nes clínicas permiten avalar aún la mayoría de sus supues-
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