Melatonina, uma indolamina resultante da acetilação e metilação da serotonina, é conhecida como o hormônio sintetizado pela glândula pineal de vertebrados. Este hormônio é produzido à noite e informa a todo o organismo que está escuro. Melatonina é sintetizada em muitas outras regiões do organismo de forma rítmica, como na retina ou sob demanda quando o eixo imuno-pineal é ativado. Já era sabido que o pulmão produzia melatonina sob demanda quando animais eram expostos à poluição ou estimulados com lipopolissacarídeo derivado de bactérias Gram-negativas. No entanto, dados não publicados sugeriam que o pulmão de animais normais poderia produzir melatonina de forma constitutiva, independente da função pineal. Neste estudo exploramos esta questão e verificamos que o pulmão de ratos hígidos transcreve genes que codificam as enzimas de síntese (AA-NAT, ASMT) e degradação (CYP1B1) da melatonina. Além disso, o ritmo de melatonina apresentou um pico durante na fase de claro. Nos mesmos animais o pico de melatonina circulante ocorreu na fase de escuro. Reforçando que a melatonina é produzida no próprio pulmão o índice gênico, denominado MEL-Index, que relaciona a transcrição dos genes de Asmt e Cyp1b1 apresentou uma correlação altamente significativa com o conteúdo de melatonina na fase de claro. Em resumo, o pulmão de ratos hígidos produz melatonina. Este fato abre a perspectiva da melatonina pulmonar participar dos processos de monitoramento do ar inspirado.

Melatonin, an indolamine resulting from acetylation and methylation of serotonin, synthesized by the pineal gland, is known as the darkness hormone. Several organs and cells also synthesize melatonin, both in rhythmic and tonic manners. Melatonin is also synthesized on demand, when the immune-pineal axis is activated. Air pollution and inhalation of pathogen associated molecular patterns (PAMPs) induces melatonin synthesis in rat lungs. In addition, unpublished data suggested that the lung of normal animals could produce melatonin constitutively, regardless of pineal function. In this study we explored this issue and found that the lung of healthy rats transcribes genes that encode the synthesis enzymes, AA-NAT and ASMT, and the melatonin metabolizing enzyme CYP1B1. Unexpectedly, lung melatonin peak was at daytime. Indeed, lung and plasma melatonin in each animal were in opposite phases of the day, strongly suggesting that lung melatonin synthesis is independent of the hour of the day. Reinforcing this conclusion, the MEL-Index determined by the log ratio between scores that defines Asmt and Cyp1b1 transcriptions directly correlates with lung melatonin content. In summary, the lung of healthy rats produces melatonin. The data obtained by this dissertation subsided a recent paper that indicates that lung synthesized melatonin is a player in protecting this tissue against virus invasion.