A melatonina interage diretamente com o colesterol e alivia os efeitos do colesterol em monocamadas de dipalmitoilfosfatidilcolina

A melatonina é um hormônio pineal que demonstrou ter efeitos protetores em várias doenças associadas à desregulação do colesterol, incluindo doenças cardiovasculares, doença de Alzheimer e certos tipos de câncer. O colesterol é o principal constituinte da membrana, com influência tanto estrutural quanto funcional. Também é conhecido que a melatonina se divide prontamente nas membranas celulares. Nós investigamos os efeitos da melatonina e do colesterol na estrutura e propriedades físicas de uma monocamada de 1,2-dipalmitoil-sn-glicero-3-fosfocolina (DPPC) como um modelo de membrana simples usando a técnica de monocamada Langmuir-Blodgett (LB) e molecular simulações de dinâmica (MD). Relatamos que a melatonina aumenta a área por lipídio e a compressibilidade elástica da monocamada de DPPC de uma maneira dependente da concentração, enquanto o colesterol tem o efeito oposto. Quando a melatonina e o colesterol estavam presentes na monocamada, as isotermas de compressão mostraram normalização da área por molécula em relação à da monocamada DPPC pura, indicando que a melatonina neutraliza e alivia os efeitos do colesterol. Simulações atomísticas de MD de sistemas DPPC enriquecidos com melatonina se correlacionam com nossas descobertas experimentais e ilustram os efeitos estruturais do colesterol e da melatonina. Nossos resultados sugerem que a melatonina é capaz de diminuir a influência do colesterol por meio de dois mecanismos diferentes. Em primeiro lugar, mostramos que a melatonina tem um efeito de fluidificação em monocamadas compreendendo apenas moléculas de lipídios. Em segundo lugar, também observamos que a melatonina interage diretamente com o colesterol. Nossos achados sugerem que uma interação direta não específica da melatonina pode ser um mecanismo envolvido na redução dos efeitos de membrana associados ao colesterol, sugerindo a existência de um novo mecanismo de ação da melatonina. Isto pode ter importante relevância biológica além dos bem conhecidos efeitos antioxidantes e de ligação ao receptor.