Анатомия на епифизната жлеза

Дълбоко в мозъка е малката епифизна жлеза, орган, който произвежда мелатонин в тялото, влиятелен хормон, който помага за регулиране на съня и бодърстването и циркадните модели, които имат широко въздействие върху здравето. Открийте повече за анатомията, местоположението и функцията на епифизното тяло и как то влияе върху съня, влияе върху сезонното размножаване при животните и може да бъде повлияно от специфични мозъчни тумори.

Анатомия

Епифизната жлеза (или епифизното тяло) е малък орган с форма на борови конуси, който се намира в покрива на третата камера, дълбоко в мозъка. Изследванията на аутопсията показват, че средният размер на епифизната жлеза е подобен на оризово зърно. Камерите са изпълнени с течност пространства, а третата камера се простира от големите странични вентрикули до тесния церебрален акведукт, преминавайки между двете половини на мозъчната част, наречена диенцефалон. Той се намира в зона, наречена епиталамус, точно зад таламуса и над малкия мозък, отпусната в задната част на мозъка близо до мозъчния ствол. Има малка епифизна вдлъбнатина, пълна с течност, която се проектира в стъблото на епифизното тяло, което позволява на хормоните, които произвежда, да бъдат по-лесно дифузирани в мозъка.

Структура

Клетките, които изграждат тъканта на епифизната жлеза при хора и други бозайници, включват произвеждащи хормони пинеалоцити и поддържащите интерстициални клетки. Нервните клетки или невроните могат да повлияят на пинеалоцитите чрез секреция на специфични химикали, наречени невротрансмитери. Нервните влакна достигат до жлезата чрез епифизната дръжка и съдържат много вещества, включително:

• ГАМК
• Орексин
• Серотонин
• Хистамин
• Окситоцин
• Вазопресин

Клетките на пинеалоцитите имат рецептори за всички тези невротрансмитери, което предполага влияние от тези други химикали, които са често срещани в мозъка.

При хората и други бозайници това влияние се разширява отвъд мозъка до колекция от неврони, разположени в симпатиковите горни цервикални ганглии и парасимпатиковите сфенопалатинови и ушни ганглии. Тази връзка е реле от епифизата към супрахиазматичното ядро ​​(SCN), разположено в хипоталамуса. SCN е от жизненоважно значение, тъй като това е основният пейсмейкър за циркадния ритъм в тялото, засегнат от възприемането на светлина, открита от ретината и изпратена по ретинохипоталамусния тракт.

Функция

Най-важната функция на епифизната жлеза е производството на хормона, наречен мелатонин. Мелатонинът се синтезира от молекулите на невротрансмитера серотонин. Веднъж произведен, той се секретира от епифизната жлеза. Той има важни ефекти върху циркадния ритъм, включително въздействия върху съня и възможни ефекти върху сезонното размножаване при животните.

В епифизната жлеза серотонинът (който се получава от аминокиселината, наречена триптофан) претърпява трансформация, когато се добавят ацетилова група и след това метилова група, за да се получи мелатонин. Това се постига с два ензима: серотонин-N-ацетилтрансфераза и хидроксииндол-О-метилтранфераза. Производството на мелатонин се нарушава от излагането на светлина.

Как влияе светлината върху производството на мелатонин в епифизата? За да отговорим на този въпрос, е важно да разберем как светлината като цяло влияе на циркадните ритми на тялото. От латинското, което означава „около ден“, терминът циркаден се отнася до множество физиологични процеси, които са свързани с времето на светлината и тъмнината. Въпреки че включва сън и бодърстване, този циркаден момент вероятно се простира до освобождаването на хормони, използването на енергия за оптимизиране на метаболизма и координацията на взаимосвързаните системи на тялото.

Светлината, която преминава през ретината на окото, активира специфични рецептори, наречени вътрешно фоточувствителни ретинарни ганглиозни клетки (ipRGC). Тези клетки съдържат фотопигмента, наречен меланопсин. Оттук нататък сигналът се предава от очите към епифизата. Първо съобщението се предава по ретинохипоталамусния тракт, който се простира от клетките на ретината до SCN в предния хипоталамус в мозъка. След това паравентрикуларното ядро ​​на хипоталамуса изпраща сигнала заедно с преганглионарните симпатикови неврони в гръбначния мозък, към горния цервикален ганглий и накрая към епифизната жлеза.

След това епифизната жлеза може да промени производството на мелатонин въз основа на количеството светлина, което се възприема от очите. Това е накарало епифизната жлеза да бъде наречена „третото око” на тялото, поради способността й да реагира на възприемането на светлината.

Когато се произвежда мелатонин, той не се отделя във вакуум, за да се направи, както му харесва. Както е вярно за много процеси в тялото, има баланс, който се запазва. Този баланс се нарича хомеостаза. Когато епифизната жлеза отделя мелатонин, това се връща обратно чрез действие върху MT1 и MT2 мелатониновите рецептори на SCN. Това взаимодействие влияе върху контрола на циркадната система в тялото, с по-широки последици за потенциалното заболяване.

Има няколко други любопитни ефекти на мелатонина, които не са напълно разбрани от хората. Известно е, че при животински модели мелатонинът може да намали секрецията на гонадотропин-освобождаващ хормон (GnRH) от хипоталамуса. Това може да има инхибиторен ефект върху репродуктивните функции. При бозайниците това може да забави узряването на сперматозоидите и яйцата и да намали функцията на репродуктивните органи. Предполага се, че това може да повлияе на сезонните репродуктивни функции на някои животни. Когато нощите са по-дълги през зимните месеци и достъпът до храна може да бъде намален, повишената тъмнина може да доведе до по-високи нива на мелатонин и намалена плодовитост. Това може да намали вероятността някои животински видове да имат малки, които може да не преживеят постните зимни периоди. Значението на това, особено сред хората, е неизвестно.

Съществува известна предпазливост при употребата на допълнителен мелатонин (който е единственият нерегулиран хормон, който може да се купи без рецепта в САЩ) при бременни жени и деца. Освобождаването на мелатонин от епифизната жлеза може да играе роля в момента на половото съзряване на човека. Нивата на мелатонин леко намаляват в пубертета, а епифизните тумори, които елиминират производството на мелатонин, ще причинят преждевременно пубертетно развитие при малки деца.

И накрая, мелатонинът, произведен от епифизната жлеза, е много ефективен антиоксидант. Той може да предпази невроните в централната нервна система от свободни радикали, като азотен оксид или водороден прекис. Тези химикали се генерират в активни невронни тъкани. Свободните радикали могат да увеличат риска от увреждане на тъканите и дисфункция, включително риска от медицински проблеми като рак и невродегенеративни заболявания.

Също така е известно, че производството на мелатонин намалява с естественото стареене и как това изостря болестта, все още се изследва.

Свързани условия

Епифизата и нейното производство на мелатонин са от основно значение за нарушенията на циркадния ритъм, които засягат съня. Това може да влоши безсънието при синдром на забавена фаза на съня, например. Също така може да има роля при сезонно афективно разстройство, понякога известно като зимна депресия. Освен това, когато епифизната жлеза е засегната от тумори, ефектите могат да доведат до мозъчна операция.

Нарушения на циркадния ритъм

Тези условия се случват, когато синхронът между моделите на будност и сън не се привежда в съответствие с обществените норми или естествения ритъм на светлината и тъмнината. Характеризиращо се с нередовно лягане и събуждания, засегнатото лице ще изпита безсъние и неправилно определена сънливост. Циркадните нарушения на съня включват:

• Синдром на фаза на забавен сън: Нощни сови, които имат трудности със съня и проблеми с събуждането по-рано.
• Синдром на напреднала фаза на съня: Характеризира се с ранното начало на съня и ранното сутрешно събуждане.
• Свободно бягане или не-24: Най-често се среща при слепи хора без възприемане на светлина, времето за сън може да се променя постепенно в продължение на седмици или месеци.
• Нередовен ритъм на сън и събуждане: Вместо продължителен период на сън през нощта, сънят се разделя на по-кратки интервали през 24-часовия ден.

Как може да се наруши времето за сън? В крайна сметка това може да зависи от личната гледна точка, до голяма степен повлияна от социалния контекст. Трябва да се внимава, за да се избегне етикетирането на нормалните вариации на физиологичните модели като болест. Когато има значителна социална и професионална дисфункция (включително отсъствие от училище или работа), лечението може да е подходящо. За щастие, за тези, чийто нередовен режим на сън е без последствия, обикновено не се търси медицинска помощ.

Сезонно афективно разстройство (SAD)

С продължителната нощна тъмнина, която настъпва през зимните месеци в северното полукълбо, може да настъпи сезонно афективно разстройство. Известно също като зимна депресия, състоянието може да бъде свързано с други симптоми, включително намалена физическа активност и наддаване на тегло. Фототерапията с изкуствено прилагане на светлина от светлинна кутия или очила за светлинна терапия може да бъде полезна. Времето на светлината обикновено е сутрин, но е важно да се следват указанията на медицински специалист.

Тумори на епифизната жлеза

Ракът рядко може да засегне епифизата. Всъщност по-малко от 1% от мозъчните тумори се срещат в епифизната жлеза, но тук се откриват 3 до 8% от мозъчните тумори при деца.Обикновено туморите на епифизната жлеза се срещат повече сред младите възрастни, тези лица между 20 и 40 години на възраст. Има само шепа тумори, които могат да засегнат епифизата в мозъка. Всъщност има само три вида истински тумор на епифизната клетка. Те включват:

• Пинеоцитом: Бавно растящ, често класифициран като тумор от степен II.
• Пинеобластом: Като цяло по-агресивен, или класифициран като междинна форма III степен или по-злокачествен IV степен.
• Смесен епифизен тумор: Съдържа комбинация от клетъчни типове, което прави чистата класификация по-малко възможна.

Тези тумори могат да нараснат достатъчно големи, за да възпрепятстват нормалния поток на цереброспиналната течност в рамките на вентрикулите. Смята се, че 10 до 20 процента от туморите на епифизната жлеза също могат да се разпространят чрез тази среда, най-вече по-агресивният вариант на пинеобластома. За щастие тези видове рак рядко метастазират другаде в тялото.

Симптомите, които се развиват при тумор на епифизната жлеза, могат да включват:

• Нарушени движения на очите, причиняващи двойно виждане
• Главоболие
• Гадене
• Повръщане

Ако се идентифицира тумор на епифизната жлеза, лечението обикновено включва облъчване. Ако присъства пинеобластом, целият мозък и гръбначен мозък трябва да бъдат облъчени. Ако туморът се е разпространил или ако се възстанови след лъчелечение, може да се посочи химиотерапия. В някои случаи може да се направи операция за определяне на вида на тумора чрез отстраняване на част от тумора. Ако потокът на цереброспиналната течност е блокиран, което води до подуване в мозъка, може да се постави шънт, за да се осигури нормална циркулация извън мястото на тумора.

Други условия

Забележително е, че някои лекарства могат да повлияят на релето от възприемането на светлината от окото до производството на мелатонин в епифизната жлеза. По-специално, бета-блокиращите лекарства, които се използват за лечение на хипертония, тахикардия и сърдечни заболявания, могат да попречат на нормалното освобождаване на мелатонин.Тези така наречени бета-блокери включват Lopressor (метопролол), Tenormin (атенолол), Inderal (пропранолол) ), и други. Ако това има значително въздействие върху съня или здравето, може да се наложи да се използва друго лекарство.

Епифизната жлеза може да се калцира при по-възрастни индивиди, осветявайки се при CT сканиране поради увеличената плътност и да доведе до наличието на „мозъчен пясък“ при патологична оценка на тъканта.

Тестове

В повечето случаи не са показани тестове за оценка на епифизата. Нивата на мелатонин могат да бъдат измерени в слюнката, кръвта и урината без директна оценка на епифизната жлеза; това обаче се прави най-вече в контекста на научни изследвания, а не в клинични грижи. Като се има предвид големината му, някои техники за изобразяване могат да предоставят само ограничени данни за структурата. В контекста на туморите на епифизната жлеза може да са подходящи следните тестове:

• Сканиране с компютърна томография (КТ)
• Сканиране с магнитен резонанс (MRI)
• Мозъчна биопсия

По-нататъшната оценка на циркадните разстройства може да изисква оценка от специалист по сън, сертифициран от борда, който ще задава целенасочени въпроси, за да разбере допълнително моделите и въздействието на проблема.

Проследяването на циркадния ритъм може да се извършва надлъжно с дневници за сън или актиграфия. Носимите технологии, включително обичайните фитнес тракери, могат да предоставят някои от тези биометрични данни. Специалистът по сън ще насочи и подходящи интервенции, включително потенциалното използване на добавки с мелатонин или фототерапия, за оптимизиране на съня и благосъстоянието.