Papel da melatonina na mediação de adaptações energéticas e imunológicas sazonais

O inverno é energeticamente exigente e estressante; as demandas termorregulatórias aumentam quando a disponibilidade de alimentos geralmente diminui. Adaptações fisiológicas e comportamentais, incluindo o término da reprodução, evoluíram entre os animais não tropicais para lidar com a escassez de energia durante o inverno. Presumivelmente, a seleção dos mecanismos que permitem a antecipação fisiológica e comportamental das mudanças ambientais sazonais levaram aos atuais padrões de reprodução sazonal para muitas populações. Além dos bem estudados ciclos sazonais de acasalamento e nascimento, também existem ciclos sazonais significativos de doença e morte entre as populações de mamíferos e pássaros. Condições energeticamente desafiadoras do inverno podem induzir diretamente à morte por hipotermia, fome ou choque; sobreviver a essas condições exigentes provavelmente coloca os indivíduos sob grande estresse fisiológico. O estresse de lidar com condições que exigem muita energia pode aumentar os níveis de esteróides adrenocorticais que podem causar doenças e morte indiretamente ao comprometer a função imunológica. Os indivíduos teriam uma vantagem de sobrevivência se estressores sazonais recorrentes pudessem ser antecipados e combatidos pelo reforço da função imunológica. A principal dica ambiental que permite a antecipação fisiológica da estação é o fotoperíodo diário, uma dica que é mediada pela melatonina. No entanto, outros fatores ambientais podem interagir com o fotoperíodo para afetar a função imunológica e os processos de doença. A função imunológica fica comprometida durante o inverno em estudos de campo com pássaros e mamíferos. No entanto, estudos de laboratório de mudanças sazonais na imunidade dos mamíferos relatam consistentemente que a função imunológica é aumentada em curtos dias. Para resolver essa aparente discrepância, hipotetizamos que os estressores de inverno presentes em estudos de campo neutralizam o aumento da função imunológica em dias curtos. O tratamento prolongado com melatonina simula dias curtos e também melhora a função imunológica dos roedores. A capacidade de resposta reprodutiva à melatonina parece afetar a função imunológica. Em suma, a melatonina pode ser parte de um sistema integrativo para coordenar processos reprodutivos, imunológicos e outros processos fisiológicos para lidar com sucesso com estressores energéticos durante o inverno.