Molti studi hanno ormai dimostrato inequivocabilmente che la melatonina può eliminare radicali liberi. Il lavoro di Tan et al.²³ ha messo in evidenza che la melatonina è in grado di eliminare il più tossico dei radicali, il radicale idrossilico, generato per fotolisi da H₂O₂. E’ stato suggerito che l’eliminazione di radicali da parte della melatonina avviene per reazioni di trasferimento di un elettrone dalla indolamina, che viene rapidamente convertita al corrispondente metabolita chinuramina²⁸. Tali reazioni sono state anche dimostrate molto recentemente³¹ in uno studio nel quale la formazione del catione radicalico di ABTS viene utilizzata quale sonda dell’attacco di radicali formati in un sistema acquoso mediante reazione di Fenton. Inoltre, studi con fotolisi laser-flash hanno messo in evidenza che la melatonina è anche in grado di cedere un atomo di idrogeno a radicali alcossilici³². Un tale tipo di reattività può anche spiegare la capacità della melatonina di spegnere radicali perossilici derivati da AAPH in sistemi cell-free²⁴, nonché l’attività di eliminazione di lipoperossiradicali messa in evidenza nel nostro studio.

Noi abbiamo esaminato il comportamento della melatonina nei termini di un antiossidante lipidico chain-breaking, che agisce in un sistema liposomiale. La melatonina non appare un antiossidante convenzionale in questo sistema. L’effetto antiossidante, messo in evidenza come periodo di inibizione e diminuzione della lunghezza della catena cinetica, sebbene fosse dose-dipendente, non era proporzionale alla concentrazione impiegata, piuttosto una diminuzione di efficienza era osservata all’aumentare delle concentrazioni di melatonina.

Il consumo della melatonina quando è incorporata in liposomi di dimiristoilcolina, dimostra che essa reagisce facilmente con radicali perossilici derivati da AAPH. La deplezione di melatonina non è impedita dalla presenza di lipidi perossidabili. Piuttosto, la velocità di consumo aumenta in presenza di fosfatidilcolina di soja, nello stesso tempo in cui l’ossidazione dei lipidi è rallentata, il che suggerisce che la melatonina reagisce con radicali lipoperossilici. Noi abbiamo calcolato che la velocità di scomparsa della melatonina durante l’ossidazione da perossiradicali è soltanto poco più bassa della velocità di scomparsa di a -tocoferolo in simili condizioni sperimentali, tuttavia l’effetto antiossidante in termini di velocità di inibizione e periodo di inibizione è molto più bassa. Ciò può far pensare che la costante di velocità per la reazione di melatonina con lipoperossiradicali è molto più piccola della costante di a -tocoferolo nel nostro sistema liposomiale. Nel lavoro summenzionato³¹ viene data evidenza indiretta della reattività di melatonina con perossiradicali organici formati in omogenati di cervello. In questo sistema³¹ la costante di reazione di melatonina con i perossiradicali è molto elevata, cioè 7.5 x 10¹¹. L’incorporazione di melatonina in sistemi che mimano le membrane potrebbe variare ampiamente la reattività della melatonina. D’altra parte, se i lipoperossiradicali possono essere spenti per donazione di un atomo di idrogeno³², il destino del radicale derivato dalla melatonina che a sua volta può essere reattivo, è essenziale per determinare l’attività antiossidante complessiva. Effetti proossidanti, che sono stati anche descritti³³, potrebbero perturbare l’azione antiradicalica.

Sono state descritte interazioni sinergiche fra melatonina e antiossidanti idrofili quali trolox, glutatione e acido ascorbico in sistemi acquosi²⁵. Nel nostro lavoro noi abbiamo dato dimostrazione di una protezione antiossidante sinergica con a -tocoferolo in un bistrato lipidico. Pertanto, sebbene nelle nostre condizioni sperimentali le concentrazioni di melatonina necessarie a provocare inibizioni di un certo rilievo appaiano piuttosto elevate, ad esempio rispetto alle condizioni verificate con altri antiossidanti lipidici (Vit. E, Vit. A) in saggi analoghi^34-35, il sinergismo osservato con a -tocoferolo, la cui concentrazione in vivo è molto più elevata di quella della melatonina, può indicare un ruolo antiossidante significativo della melatonina in condizioni biologiche.

Il meccanismo di queste interazioni sinergiche, come quello della reazione con lipoperossiradicali, sono attualmente allo studio. E’ possibile che la cessione di un atomo di idrogeno da parte della melatonina possa rigenerare il radicale tocoferossile della Vit. E, e quindi rendere conto del sinergismo osservato nel nostro studio.