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Il ruolo della melatonina nel mondo vegetale

Nei mammiferi, i tessuti che producono gameti e il gamete stesso, ad esempio, l’ovocita, sintetizzano la melatonina teoricamente per proteggersi dai danni legati alla tossicità da radicali liberi [134].

L’ipotesi è che poiché l’ovocita rappresenta la prossima generazione, durante la maturazione, spesso associata con un’elevata generazione di radicali liberi, devono essere prese delle particolari precauzioni per evitare che queste cellule vengano ossidativamente danneggiate poiché tali danni possano portare alla morte o ad uno sviluppo anormale del feto e del neonato, compromettendo la perpetuazione della specie.

Allo stesso modo, per le piante i semi rappresentano la generazione successiva e se le molecole che contengono mostrano un eccessivo stress ossidativo, il seme non può svilupparsi e la generazione viene perduta. Inoltre, la maggior parte dei semi sono ricchi di grassi polinsaturi, che vengono facilmente ossidati, per questo motivo la presenza di sostanze antiossidanti così potenti come la melatonina sarebbe importante per ridurre la probabilità di un loro danneggiamento.
Anche se queste informazioni non hanno rappresentato una giustificazione per il loro studio, Manchester et al. [133] hanno stimato la concentrazioni di melatonina nei semi (la prossima generazione) di 15 diverse piante e tutto ciò che gli autori avevano descritto come alti livelli di indolo. Questi valori variavano da 2 a 200 mg/g di peso secco con i valori più alti riscontrati nei semi di senape bianca e nera. Nella noce (Juglans regia L.), i livelli di melatonina erano nella stessa gamma di concentrazione (3.5 mcg/g di peso secco) [135]. Da notare che ad oggi i livelli più alti di melatonina sono stati misurati nel pistacchio (Pistacia vera), dove i valori riportati sono nel range di μg/ml nell’estratto metanolico [136]. Ovviamente, i semi e le piante in genere contengono dei livelli di melatonina che superano di molto quelle misurate nel sangue dei vertebrati [137,138] o dei tessuti [139-141], dove le concentrazioni sono di solito nel range rispettivamente di pg/mL e pg/g di proteine,. Almeno per gli standard nei tessuti dei mammiferi, i livelli di melatonina negli organi vegetali sono molto più alti.
Come notato, il pistacchio kernel presenta dei livelli insolitamente alti di melatonina. Questa scoperta è di particolare interesse dato che il pistacchio è una pianta del deserto e sopravvive per lunghi periodi senza acqua (siccità).
Inoltre, questa pianta è altamente tollerante ai suoli salati e può sopravvivere a temperature ambientali comprese tra -10°C a 48°C. Come sarà discusso più avanti in questo lavoro, ognuna di queste circostanze, vale a dire, la siccità, l’esposizione salina e temperature estreme, fa aumentare la produzione di melatonina nelle piante.
Quindi, è possibile che l’albero del pistacchio sia in grado di sopravvivere e crescere in condizioni desertiche a causa dei suoi alti livelli di melatonina. Sulla base di queste evidenze, le piante del deserto, in generale, possono avere alti livelli di melatonina, ad esempio, il cactus e il saggio del deserto, la calendula, il giglio e il salice (Chilopsis), ecc Allo stesso modo, i livelli di melatonina possono anche riguardare la distribuzione regionale in modo che le piante che normalmente crescono a latitudini estreme possono avere elevate concentrazioni di melatonina, che possono anche aiutare la loro sopravvivenza in condizioni fredde (per  esempio, le piante che crescono sulla tundra).

Abbiamo anche ipotizzato, per la stessa ragione, che gli estremofili (organismi che prosperano in condizioni fisicamente o geochimicamente estreme) sono probabilmente arricchiti di melatonina rispetto ai livelli di indolo in mesofili o neutrofili. Le cosiddette erbe giapponesi/cinesi sono state storicamente presentate come delle erbe con proprietà medicinali e diverse di queste sono stati approvate per questi usi in Canada. Supponendo che la melatonina eventualmente presente in questi prodotti avrebbe potuto contribuire alla loro utilità come trattamenti per vari disturbi, Murch et al. [132] hanno condotto uno studio per stimare i livelli dell’indoleamina nelle varietà di foglie verde e oro di Partenio (Tanacetum parthenium), nell’erba di San Giovanni (Hypericum perforatum), nel Huang Qin (Scutellaria baicalensis), e nel Tanacet, una preparazione commerciale del Partenio che viene in una forma di pasticche. Il Tanacet soddisfa i requisiti canadesi per l’uso come medicinale. La metodologia per l’estrazione e la misurazione della melatonina utilizzata da Murch e colleghi [132] era quella descritta da Poeggeler e colleghi [142].
I campioni di Partenio erano o freschi, o liofilizzati o essiccati e tutti hanno riportato dei livelli di melatonina nel range di 1-3 μg/g di tessuto. Il Tanacet, la preparazione in compresse a base di partenio, ha riportato invece un contenuto significativamente più basso di melatonina (0,5 μg/g) rispetto ai livelli di questa pianta. Le parti fiorite dell’erba di San Giovanni avevano una concentrazione di melatonina molto più elevata (4,4 μg/g) mentre le foglie avevano dei livelli di 1,8 μg/g. Le foglie di Scutellaria baicalensis avevano dei valori eccezionalmente alti di melatonina a circa 7 mcg/g di foglie fresche[132] .
Se le misure sono valide, queste erbe medicinali contengono dei livelli di melatonina molto più elevati rispetto alle piante commestibili studiati da Dubbels et al. [121] e Hattori e colleghi [128]. Gli autori hanno concluso dicendo che la melatonina in questi prodotti medicinali può contribuire ai loro effetti fisiologici benefici aneddotici [132].
Come follow-up dello studio di Murch et al. [132], utilizzando un metodo di estrazione in fase solida accoppiata con cromatografia liquida ad alta pressione (HPLC)/spettrometria di massa, Chen et al. [143] hanno determinato i livelli di melatonina in 108 erbe medicinali cinesi. Ancora una volta, il razionale per lo studio è che, se la melatonina è presente in quantità significativa, può essere un fattore che contribuisce agli effetti benefici osservati in questi preparati. I prodotti dai quali sono stati preparati gli estratti hanno incluso fiori, semi, foglie, radici e steli e tutti hanno risposto agli standard per l’utilizzo nella medicina tradizionale cinese.La maggior parte delle erbe testate conteneva quantità rilevabili di melatonina, di cui 64 avevano valori che superavano i 10 ng/g di peso secco e molti avevano dei livelli maggiori di 1 μg/g. I risultati di questo studio hanno quindi dato maggior credibilità che la melatonina contenuta in questi prodotti potrebbe contribuire al loro valore medicinale.

Questo gruppo era particolarmente interessato alla possibilità che le erbe contenenti la melatonina potrebbero essere utilizzati come potenziale trattamenti di malattie che hanno una notevole componente di radicali liberi. La melatonina, così come diversi prodotti che si formano quando la melatonina disintossica i radicali liberi, hanno un ruolo nella riduzione dello stress ossidativo. [127,144-151]. Nè lo studio di Murch et al. [132] né di Chen e collaboratori [143], tuttavia, ha fornito la prova che quando queste erbe vengono assunte, cambiano i livelli ematici dell’indolamina.
I rapporti iniziali legati alla presenza di melatonina nelle piante superiori non attirò l’interesse di molti biologi vegetali per almeno un decennio o più dopo che erano stati pubblicati i primi lavori. Durante questo intervallo di dieci anni, tuttavia, sono stati pubblicati una serie di brevi recensioni che riassumevano le prime descrizioni riguardanti i derivati dell’indolo nelle piante, indicando alcune possibili carenze nelle misurazioni riportate e, soprattutto, discutevano sulla rilevanza funzionale della melatonina nelle piante [152-161] . In generale, è stato dato maggior credito ai rapporti in cui è stato utilizzata la gascromatografia e la spettrometria di massa per stimare i livelli di melatonina o per verificare l’affidabilità di altri test. Inoltre, considerando che la melatonina può essere instabile negli estratti di piante questo può aver causato una sottostima di alcuni dei valori misurati delle concentrazioni di melatonina reali in diverse specie vegetali.

Estratto della tesi “La Melatonina nel mondo vegetale (Fitomelatonina): proprietà terapeutiche e prospettive future” del Dr. Giorgio Guerrini

 

Per ulteriori approfondimenti vi rinviamo alla pagina della bibliografia.

Dermocompatibilità della fitomelatonina

Fitomelatonina sottoposta a test di irritazione cutanea (patch test), presso il Centro di Cosmetologia dell’Università di Ferrara ha dimostrato un’elevata dermocompatibilità. La metodologia utilizzata si basa sul Patch test, secondo le indicazioni Colipa. Questo test consiste nell’applicazione del prodotto sulla cute della parte volare dell’avambraccio, in condizioni di occlusività, per un tempo di 48 ore. Esso permette di ottenere dati sperimentali sulla compatibilità del prodotto con la cute e avere informazioni sulle potenzialità irritative in condizione di stress cutaneo estremo.

L’interpretazione del risultato avviene grazie all’applicazione di una scala di valutazione, si tratta di un range di valori attribuiti alle reazioni cutanee osservate (Drize modificato). I valori ottenuti sono legati ai tempi in cui sono effettuate le osservazioni (15 minuti e 24 ore dopo la cessazione dell’occlusione). Si fa riferimento alla scala di valutazione ICDRG. I valori ottenuti sono in relazione all’intensità della reazione cutanea individuale osservata; questi valori sommati vengono successivamente divisi per il numero di volontari partecipanti al test. I risultato finale, relativo alla capacità irritativa del prodotto, viene espresso per la sostanza in esame grazie alla combinazione degli eventi cutanei osservati: eritema, edema, desquamazione, lesione. Il prodotto viene considerato dermocopatibile se il valore complessivo dei punteggi ottenuti dall’osservazione della cute trattata in occlusione è inferiore a 0,5 sia a 15 minuti sia a 24 ore dalla cessazione dello stato occlusivo. Fitomelatonina presenta valori di 0,15 in entrambe le osservazioni, consentendo di affermare, quindi, che è una sostanza molto dermocompatibile.

Fitomelatonina presenta delle ottime proprietà cosmetiche che la rendono sostanza particolarmente indicata nella preparazione di emulsioni (creme e latti) dedicati al trattamento sia della pelle matura sia della pelle giovane.

Grazie alla sua attività antiossidante permette un efficace contrasto dei radicali liberi, responsabili del degrado cutaneo. L’applicazione topica trova impiego in formulazioni destinate a:

  • ripristinare le componenti lipofile strutturali danneggiate dagli stress ossidativi indotti da UV e da altri fattori;
  • trattamenti per pelli con tendenza al rilassamento e all’aridità epidermica;
  • proteggere dalle radiazioni solari;
  • proteggere la cute dai processi caratteristici del foto-invecchiamento.