La glándula pineal (también llamada epífisis cerebral) es una pequeña glándula endocrina situada en el límite entre el mesencéfalo y el diencéfalo. A diferencia de gran parte del resto del cerebro, la glándula pineal no está aislada del cuerpo por la barrera hematoencefálica y pertenece a los llamados órganos circunventriculares. La principal función conocida de la glándula pineal es producir la hormona melatonina. Esta molécula deriva de la serotonina e interviene en los ritmos sueño-vigilia y transfiere la información circadiana y estacional desde el «reloj maestro» situado en los núcleos supraquiasmáticos del hipotálamo a muchos «relojes esclavos» situados por todo el cuerpo. La melatonina también se ha descrito como una molécula antioxidante.

En los pacientes con TEA se han detectado anomalías en la fisiología de la melatonina y en el ritmo circadiano. Los niveles de melatonina y/o derivados de la melatonina suelen estar por debajo de la media en el TEA, y se correlacionan con el comportamiento autista. En los niños con autismo, se ha informado de que estas anomalías en las concentraciones de melatonina se deben a variaciones en la vía de producción de melatonina y en las vías genéticas.

Anteriormente se vio que había una relación entre los comportamientos diurnos y el mejor manejo nocturno de los niños con TEA que se sometieron a un tratamiento exógeno con suplementos de melatonina. Se ha observado que aproximadamente el 65% de los pacientes con TEA tienen menos de la mitad de melatonina que los controles. Además, las alteraciones del sueño se observan en entre un 50 y un 80% de los niños con TEA, mientras que la proporción es del 9 al 50% en los niños normotípicos.

La melatonina se produce predominantemente en la glándula pineal y la cantidad de melatonina liberada es proporcional al volumen de la glándula pineal. Görgülü y Koç han analizado si el volumen de la glándula pineal en los niños con autismo es diferente al de los niños neurotípicos. No es tan fácil de medir porque la glándula pineal a menudo presenta quistes, que son muy comunes, pero cuyos efectos sobre la función pineal se desconocen. Por lo tanto, además del volumen total de la glándula pineal es interesante analizar el índice de quistes pineales y el volumen del parénquima pineal  (volumen total menos los quistes pineales), que representa la parte de la glándula que libera melatonina.

Utilizando resonancia magnética, se analizaron las glándulas pineales de 120 pacientes pediátricos con autismo y 82 sujetos pediátricos de control. En ellos se midieron el volumen del parénquima pineal, el índice de quistes pineales y el volumen total de la glándula pineal mediante un visor multimodal, pero sólo se midieron los volúmenes total mediante un método de seguimiento tumoral. Las mediciones fueron realizadas por dos radiólogos distintos.

En los niños con autismo, el volumen de parénquima pineal y el volumen total de la glándula pineal fueron significativamente más bajos que en los controles, y el índice de quistes pineales fue significativamente más alto. Además, la relación entre el volumen del parénquima pineal y el volumen total de la glándula pineal fue significativamente menor en el grupo de pacientes con autismo. En ambos grupos, los volúmenes totales de la glándula pineal fueron significativamente más bajos en el grupo de niños con autismo (134.34 ± 40.82 mm³ ) que en los controles (167.29 ± 37.29 mm³). La diferencia estaba presente en todos los grupos de edad. El número de pacientes con un quiste pineal fue del 50% en los casos de autismo (60 de 120) y del 25,6% (21 de 82) en los del grupo control. Por lo tanto la glándula pineal es más pequeña en los niños y muchachos con autismo, presenta más quistes pineales y la porción que sintetiza melatonina es también más pequeña.

Dumas y su grupo realizaron el análisis del proteoma de la glándula pineal  en 7 pacientes con autismo frente a 18 controles. Este grupo encontró importantes diferencias en la expresión de proteínas en esta glándula en pacientes con autismo frente a los controles. Un total de 101 proteínas eran estadísticamente más abundantes en los controles – con 80 de ellas no observadas en los individuos con autismo – mientras que otras 78 proteínas fueron más abundantes en individuos con autismo. No había ninguna proteína que solo se observara en los individuos con autismo.

Las proteínas en las que había más diferencias estaban fundamentalmente implicadas en la respuesta celular al estrés, especialmente la regulación de la apoptosis, los procesos catabólicos asociados a la glucosa y el alcohol, y el transporte vesícular. Si bien la mayoría de las vías biológicas asociadas estaban reguladas a la baja en el autismo, resulta interesante que algunas proteínas con una expresión más alta en el grupo de autismo también eran conocidas por estar implicadas en esos procesos (por ejemplo, la inhibición de la apoptosis).

Entre las proteínas detectadas con una mayor abundancia en los controles no diagnosticados, 15 figuraban en la base de datos SFARI que enumera los genes/proteínas asociados al autismo. Entre ellas, CNTNAP2, una molécula de adhesión celular asociada al autismo se observó en 7 de las 18 glándulas pineales del grupo control y estaba ausente de las 7 glándulas pineales de los individuos con autismo.

Los análisis de enriquecimiento identificaron varias proteínas en vías metabólicas como la glucólisis, el ciclo de Krebs, la vía de la pentosa-fosfato y la beta-oxidación de los ácidos grasos. La regulación nocturna de algunas de estas proteínas sugiere un aumento de la producción de ATP durante la noche que podría ser necesaria para la función nocturna de la glándula pineal, incluida la síntesis de melatonina.

Existe un gran número de pruebas sobre el papel de la glándula pineal en los mecanismos antioxidativos e inflamatorios. Se ha informado de que la propia melatonina es un agente antiinflamatorio y antioxidante. El análisis de los datos por parte del grupo de Dumas también revela la presencia de enzimas que participan en la protección de las células contra los efectos dañinos de las especies reactivas del oxígeno, como la superóxido dismutasa, la catalasa, la glutatión peroxidasa y las peroxiredoxinas. También identificaron varias chaperonas, como la familia de la proteína disulfuro isomerasa (PDI) que se expresa en gran medida en el retículo endoplásmico y las proteínas de choque térmico (HSP), que actúan como chaperonas moleculares en condiciones de estrés, incluida la carcinogénesis.

La N-acetil serotonina es convertida en melatonina por la acetilserotonina-metiltransferasa (ASMT). Para un subconjunto de pacientes, los autores del estudio pudieron identificar mutaciones de ASMT fuertemente deletéreas asociadas funcionalmente con la deficiencia de la actividad de ASMT y los bajos niveles de melatonina. Pero estas raras mutaciones no explican el déficit observado en una fracción relativamente grande de los individuos. Por el contrario, vieron que los individuos autistas con baja actividad de ASMT muestran niveles de proteína ASMT que son similares a los de los controles. El bajo nivel de actividad enzimática de ASMT no es, por tanto, consecuencia de un bajo nivel de proteína ASMT. Sin embargo, es una señal de la reducción fisiológica de la actividad de la ASMT durante el día, a pesar de la estabilidad de la proteína ASMT en el tiempo. Por lo tanto, la hipótesis es que el mecanismo que reduce la actividad de la ASMT durante el día en los controles está actuando de forma anormal durante la noche en los pacientes con autismo, lo que conduce a una deficiencia de melatonina. Las alteraciones en los niveles de melatonina podrían explicar los problemas de sueño que afectan a un alto porcentaje % de las personas con autismo.

Para leer más:

• Dumas G, Goubran-Botros H, Matondo M, Pagan C, Boulègue C, Chaze T, Chamot-Rooke J, Maronde E, Bourgeron T (2021) Mass-spectrometry analysis of the human pineal proteome during night and day and in autism. J Pineal Res 70(3): e12713.
• Görgülü FF, Koç AS (2021) Is there any relationship between autism and pineal gland volume? Pol J Radiol 86: e225-e231.