Regulação Fotoperiódica da Melatonina e Influência na Reprodução

A regulação da sazonalidade reprodutiva por meio da luz natural envolve um complexo mecanismo neuroendócrino que integra estímulos ambientais à fisiologia reprodutiva dos mamíferos. Esse processo ocorre através do eixo retina-hipotálamo-pineal-gonadal, no qual a glândula pineal desempenha um papel central ao regular a secreção de melatonina, um hormônio cujos níveis oscilam conforme a quantidade de luz percebida pelo animal.

Fisiologia da Percepção da Luz e Transdução Neural

A luz natural é captada pelos fotorreceptores da retina, principalmente pelos cones e bastonetes, além de um terceiro tipo de célula ganglionar retinal que contém melanopsina, um fotopigmento especializado na detecção de luminosidade ambiente. Essas células enviam sinais elétricos para o núcleo supraquiasmático (NSQ), localizado no hipotálamo.

O núcleo supraquiasmático é o principal regulador dos ritmos circadianos e sazonais, funcionando como um “relógio biológico” que interpreta os ciclos claro-escuro e transmite essa informação para outras estruturas cerebrais. Esse núcleo se comunica com o núcleo paraventricular do hipotálamo (NPV), que por sua vez modula a atividade do gânglio cervical superior, um centro neural simpático envolvido na regulação da glândula pineal.

Secreção de Melatonina pela Glândula Pineal

A glândula pineal é uma estrutura neuroendócrina localizada no diencéfalo, responsável pela síntese e secreção de melatonina (N-acetil-5-metoxitriptamina), um hormônio derivado do triptofano, que regula os ritmos biológicos e influencia diretamente a sazonalidade reprodutiva.

A produção de melatonina segue um ritmo circadiano, sendo suprimida pela exposição à luz e estimulada pela escuridão. O processo bioquímico ocorre em diferentes etapas:

1. Captação de triptofano: O aminoácido essencial triptofano é transportado do plasma sanguíneo para os pinealócitos, células secretoras da glândula pineal.
2. Conversão em serotonina: No interior dos pinealócitos, o triptofano é hidroxilado pela triptofano hidroxilase, formando 5-hidroxitriptofano, que em seguida é descarboxilado pela L-aminoácido descarboxilase, gerando serotonina.
3. N-acetilação da serotonina: A N-acetiltransferase (NAT) converte a serotonina em N-acetilserotonina, um precursor imediato da melatonina. Essa etapa é altamente regulada e sensível à variação da luminosidade.
4. Metilação final: A hidroxi-indol-O-metiltransferase (HIOMT) catalisa a metilação da N-acetilserotonina, formando melatonina, que é então liberada na circulação sanguínea e no líquido cerebrospinal.

Regulação Fotoperiódica da Melatonina e Influência na Reprodução

A síntese e liberação de melatonina apresentam uma variação diel (ritmo de 24 horas), sendo suprimidas durante o dia e aumentadas à noite. A duração da secreção noturna de melatonina altera-se conforme a estação do ano, servindo como um marcador biológico do fotoperíodo.

• Dias curtos (outono-inverno): Longos períodos de escuridão resultam em produção prolongada de melatonina, o que, em espécies como ovelhas e cabras, estimula a reprodução.
• Dias longos (primavera-verão): A exposição prolongada à luz reduz a secreção de melatonina, favorecendo a reprodução em espécies como éguas.

A melatonina modula a atividade do eixo hipotálamo-hipófise-gonadal (HPG), afetando a secreção dos hormônios liberadores de gonadotrofinas (GnRH) no hipotálamo. Esse controle ocorre por meio da regulação de proteínas neuroendócrinas como:

• Kisspeptinas: Pequenos peptídeos que ativam os neurônios produtores de GnRH, promovendo a secreção de FSH e LH pela hipófise.
• RFRP-3 (peptídeo relacionado à RF-amida-3): Atua como um inibidor da secreção de GnRH, sendo mais ativo em espécies que entram em anestro durante períodos de baixa luz.

A relação entre melatonina e GnRH explica o padrão reprodutivo sazonal de várias espécies, permitindo que a reprodução ocorra em momentos do ano que maximizam a sobrevivência da prole.

Conclusão

A luz natural desempenha um papel fundamental na regulação da reprodução em mamíferos domésticos ao modular a secreção de melatonina pela glândula pineal. Esse hormônio, por sua vez, influencia o eixo reprodutivo, determinando os períodos de maior fertilidade de acordo com o fotoperíodo sazonal. A compreensão desse mecanismo permite a manipulação reprodutiva em sistemas produtivos, como o uso de fotoperíodo artificial em equinos e pequenos ruminantes para otimizar a eficiência reprodutiva.