Anatómia epifýzy

Hlboko v mozgu je drobná epifýza, orgán, ktorý produkuje v tele melatonín, vplyvný hormón, ktorý pomáha regulovať spánok a bdenie a cirkadiánne vzorce, ktoré majú široký vplyv na zdravie. Objavte viac informácií o anatómii, umiestnení a funkcii epifýzy a o tom, ako ovplyvňuje spánok, sezónnu reprodukciu zvierat a môže byť ovplyvnená konkrétnymi mozgovými nádormi.

Anatómia

Epifýza (alebo epifýza) je malý orgán v tvare šišky, ktorý leží v streche tretej komory, hlboko v mozgu. Pitevné štúdie preukázali, že priemerná veľkosť epifýzy je podobná zrnku ryže. Komory sú tekutinou naplnené priestory a tretia komora siaha od veľkých bočných komôr po úzky mozgový vodovod a prechádza medzi dvoma polovicami časti mozgu nazývanej diencefalon. Nachádza sa v oblasti zvanej epitalamus, hneď za talamom a nad mozočkom, spočívajúce na zadnej časti mozgu blízko mozgového kmeňa. Existuje malé tekutinou naplnené epifýzové vybranie, ktoré vyčnieva do stopky epifýzového tela, čo umožňuje ľahšiu difúziu produkovaných hormónov do mozgu.

Štruktúra

Medzi bunky, ktoré tvoria tkanivo epifýzy u ľudí a iných cicavcov, patria pinealocyty produkujúce hormóny a podporné intersticiálne bunky. Nervové bunky alebo neuróny môžu ovplyvňovať pinealocyty vylučovaním špecifických chemikálií nazývaných neurotransmitery. Nervové vlákna sa dostávajú do žľazy cez epifýzu a obsahujú veľa látok, vrátane:

• GABA
• Orexín
• Serotonín
• Histamín
• Oxytocín
• Vazopresín

Bunky pinealocytov majú receptory pre všetky tieto neurotransmitery, čo naznačuje vplyv týchto ďalších chemických látok, ktoré sú v mozgu bežné.

U ľudí a iných cicavcov je tento vplyv rozšírený mimo mozog na súbor neurónov nachádzajúcich sa v sympatických vyšších cervikálnych gangliách a parasympatických sfenopalatinách a ušných gangliách. Toto spojenie je prenosom z epifýzy do suprachiasmatického jadra (SCN) umiestneného v hypotalame. SCN má zásadný význam, pretože toto je primárny kardiostimulátor pre cirkadiánny rytmus v tele, ovplyvnený vnímaním svetla detekovaným sietnicou a vysielaným pozdĺž retinohypotalamického traktu.

Funkcia

Najdôležitejšou funkciou epifýzy je produkcia hormónu nazývaného melatonín. Melatonín sa syntetizuje z molekúl neurotransmiteru serotonínu. Akonáhle je vyrobený, vylučuje sa z epifýzy. Má dôležité účinky na cirkadiánny rytmus vrátane vplyvov na spánok a možných účinkov na sezónnu reprodukciu u zvierat.

V epifýze prechádza serotonín (ktorý je odvodený od aminokyseliny nazývanej tryptofán) transformáciou, keď sa pridá acetylová skupina a potom metylová skupina, aby sa získal melatonín. Toho sa dosahuje pomocou dvoch enzýmov: serotonín-N-acetyltransferázy a hydroxyindol-O-metyltranferázy. Produkcia melatonínu je ovplyvnená vystavením svetlu.

Ako ovplyvňuje svetlo produkciu melatonínu v epifýze? Pri odpovedi na túto otázku je dôležité pochopiť, ako svetlo všeobecne ovplyvňuje cirkadiánne rytmy tela. V latinčine, ktorá znamená „asi jeden deň“, sa termín cirkadiánny vzťahuje na početné fyziologické procesy spojené s načasovaním svetla a tmy. Aj keď vrátane spánku a bdenia, toto cirkadiánne načasovanie sa pravdepodobne rozširuje na uvoľňovanie hormónov, využitie energie na optimalizáciu metabolizmu a koordináciu vzájomne prepojených systémov tela.

Svetlo, ktoré prechádza cez sietnicu oka, aktivuje špecifické receptory nazývané vnútorne fotocitlivé gangliové bunky sietnice (ipRGC). Tieto bunky obsahujú fotopigment nazývaný melanopsín. Odtiaľto sa signál prenáša z očí do epifýzy. Najskôr sa správa odovzdá pozdĺž retinohypotalamického traktu, ktorý siaha od buniek sietnice po SCN v prednom hypotalame v mozgu. Paraventrikulárne jadro hypotalamu potom vysiela signál spolu s preganglionickými sympatickými neurónmi v mieche, do horného cervikálneho gangliu a nakoniec do epifýzy.

Epifýza potom môže meniť svoju produkciu melatonínu na základe množstva svetla, ktoré je vnímané očami. To viedlo k tomu, že epifýza bola nazývaná „tretím okom“ tela kvôli jeho schopnosti reagovať na vnímanie svetla.

Keď sa melatonín produkuje, neuvoľňuje sa do vákua, aby robil, čo sa mu páči. Ako je pravda pre mnoho procesov v tele, existuje rovnováha, ktorá je zachovaná. Táto rovnováha sa nazýva homeostáza. Keď epifýza vylučuje melatonín, živí sa to späť pôsobením na receptory melatonínu MT1 a MT2 na SCN. Táto súhra ovplyvňuje kontrolu cirkadiánneho systému v tele a má širšie dôsledky pre potenciálne ochorenie.

Existuje niekoľko ďalších kurióznych účinkov melatonínu, ktoré u ľudí nie sú úplne pochopené. Je známe, že na zvieracích modeloch môže melatonín znižovať sekréciu hormónu uvoľňujúceho gonadotropíny (GnRH) z hypotalamu. To môže mať inhibičný účinok na reprodukčné funkcie. U cicavcov to môže spomaliť dozrievanie spermií a vajíčok a znížiť funkciu reprodukčných orgánov. Predpokladá sa, že môže ovplyvniť sezónne reprodukčné funkcie niektorých zvierat. Ak sú noci v zimných mesiacoch dlhšie a môže sa znížiť prístup k jedlu, zvýšená tma môže viesť k vyššej hladine melatonínu a zníženej plodnosti. To môže znížiť pravdepodobnosť, že niektoré druhy zvierat budú mať mláďatá, ktoré nemusia prežiť štíhle zimné obdobia. Dôležitosť toho, najmä medzi ľuďmi, nie je známa.

Pri používaní doplnkového melatonínu (čo je jediný neregulovaný hormón, ktorý je v USA k dispozícii na predaj v USA) je však potrebná opatrnosť u tehotných žien a detí. Uvoľňovanie melatonínu epifýzou môže hrať úlohu v načasovaní ľudského pohlavného dozrievania. Hladiny melatonínu v puberte mierne klesajú a epifýzy, ktoré vylučujú produkciu melatonínu, spôsobia predčasnú pubertu u malých detí.

A nakoniec, melatonín produkovaný epifýzou je veľmi účinným antioxidantom. Môže chrániť neuróny v centrálnom nervovom systéme pred voľnými radikálmi, ako je oxid dusnatý alebo peroxid vodíka. Tieto chemikálie sa vytvárajú v aktívnych nervových tkanivách. Voľné radikály môžu zvyšovať riziko poškodenia a dysfunkcie tkanív vrátane rizika zdravotných problémov, ako je rakovina a neurodegeneratívne ochorenie.

Je tiež známe, že produkcia melatonínu klesá s prirodzeným starnutím a to, ako to zhoršuje ochorenie, sa stále skúma.

Súvisiace podmienky

Epifýza a jej produkcia melatonínu sú ústredné pri poruchách cirkadiánneho rytmu, ktoré ovplyvňujú spánok. Môže napríklad zhoršiť nespavosť pri syndróme oneskorenej spánkovej fázy. Môže mať tiež úlohu pri sezónnych afektívnych poruchách, niekedy známych ako zimná depresia. Okrem toho, keď sú epifýzy postihnuté nádormi, môžu tieto účinky viesť k operácii mozgu.

Poruchy cirkadiánneho rytmu

Tieto podmienky nastávajú, keď synchrónnosť medzi vzormi bdelosti a spánku nezodpovedá spoločenským normám alebo prirodzenému rytmu svetla a tmy. Postihnutá osoba, ktorá sa vyznačuje nepravidelnými časmi spánku a prebudením, pocíti nespavosť a nesprávne načasovanú ospalosť. Medzi cirkadiánne poruchy spánku patria:

• Syndróm oneskorenej fázy spánku: Nočné sovy, ktoré majú ťažkosti so spánkom a problémami s prebudením v skoršom čase.
• Syndróm pokročilej fázy spánku: Charakterizovaný skorým spánkom a skorým ranným prebudením.
• Voľný beh alebo non-24 rokov: Najčastejšie sa vyskytuje u nevidiacich ľudí bez vnímania svetla, načasovanie spánku sa môže postupne posúvať v priebehu týždňov alebo mesiacov.
• Nepravidelný rytmus spánok-bdenie: Namiesto 24-hodinového denného spánku sa spánok delí na kratšie intervaly.

Ako môže byť narušené načasovanie spánku? Nakoniec to môže závisieť od osobnej perspektívy, do značnej miery ovplyvnenej sociálnym kontextom. Je potrebné byť opatrný, aby sa zabránilo označeniu normálnych variácií fyziologických vzorcov ako choroby. Ak dôjde k významnej sociálnej a pracovnej dysfunkcii (vrátane neprítomnosti v škole alebo v práci), môže byť vhodná liečba. Našťastie pre tých, ktorých nepravidelné spánkové vzorce sú bez následkov, sa lekárska pomoc zvyčajne nehľadá.

Sezónna afektívna porucha (SAD)

S predĺženou tmavou nocou, ktorá sa vyskytuje v zimných mesiacoch na severnej pologuli, môže dôjsť k sezónnej afektívnej poruche. Tento stav, tiež známy ako zimná depresia, môže byť spojený s ďalšími príznakmi, vrátane zníženej fyzickej aktivity a prírastku hmotnosti. Môže byť užitočná fototerapia s umelou aplikáciou svetla zo svetelnej skrinky alebo okuliarov na svetelnú terapiu. Načasovanie svetla je zvyčajne ráno, je však potrebné dodržiavať pokyny lekára.

Nádory epifýzy

Rakovina môže zriedkavo postihnúť epifýzu. V skutočnosti sa menej ako 1 percento mozgových nádorov vyskytuje v epifýze, ale nachádza sa tu 3 až 8 percent mozgových nádorov u detí. Nádory epifýzy sa všeobecne vyskytujú viac u mladých dospelých, u osôb vo veku od 20 do 40 rokov. veku. Existuje iba niekoľko nádorov, ktoré môžu ovplyvniť epifýzu v mozgu. V skutočnosti existujú iba tri typy skutočných nádorov epifýzy. Tie obsahujú:

• Pineocytóm: Pomaly rastúci, často klasifikovaný ako nádor II. Stupňa.
• Pineoblastóm: Spravidla agresívnejší, klasifikovaný buď ako medziprodukt stupňa III alebo ako malígnejší stupeň IV.
• Zmiešaný epifýzový nádor: Obsahuje kombináciu typov buniek, vďaka čomu je čistá klasifikácia menej možná.

Tieto nádory môžu rásť dostatočne veľké na to, aby bránili normálnemu prietoku mozgovomiechového moku v komorách. Odhaduje sa, že týmto médiom sa môže šíriť aj 10 až 20 percent nádorov epifýzy, najmä agresívnejší variant pinoblastómu. Našťastie tieto druhy rakoviny zriedka metastázujú inde v tele.

Medzi príznaky, ktoré sa vyvinú s nádorom epifýzy, patria:

• Zhoršené pohyby očí spôsobujúce dvojité videnie
• Bolesť hlavy
• Nevoľnosť
• Zvracanie

Ak sa zistí nádor epifýzy, liečba zvyčajne zahrnuje ožarovanie. Ak je prítomný pinoblastóm, musí sa ožarovať celý mozog a miecha. Ak sa nádor rozšíril alebo po ožarovaní znova dorástol, môže byť indikovaná chemoterapia. V niektorých prípadoch je možné vykonať chirurgický zákrok na určenie typu nádoru odstránením časti nádoru. Ak je prietok mozgovomiechového moku zablokovaný, čo vedie k opuchu v mozgu, môže sa zaviesť skrat, ktorý zabezpečí normálnu cirkuláciu mimo miesto nádoru.

Ďalšie podmienky

Je pozoruhodné, že niektoré lieky môžu ovplyvňovať prenos z vnímania svetla očami na produkciu melatonínu v epifýze. Beta-blokátory, ktoré sa používajú na liečbu hypertenzie, tachykardie a srdcových chorôb, môžu interferovať s normálnym uvoľňovaním melatonínu. Medzi tieto takzvané betablokátory patria Lopressor (metoprolol), Tenormin (atenolol), Inderal (propranolol) ), a ďalšie. Ak to má významný vplyv na spánok alebo zdravie, bude pravdepodobne potrebné použiť iný liek.

Epifýza môže byť u starších jedincov zvápenatená, rozsvieti sa na CT vyšetreniach v dôsledku zvýšenej hustoty a vedie k prítomnosti „mozgového piesku“ pri patologickom hodnotení tkaniva.

Skúšky

Vo väčšine prípadov nie je indikované testovanie na posúdenie epifýzy. Hladinu melatonínu je možné merať v slinách, krvi a moči bez priameho stanovenia epifýzy; väčšinou sa to však deje v rámci výskumných štúdií, a nie v klinickej starostlivosti. Vzhľadom na svoju veľkosť môžu niektoré zobrazovacie techniky poskytovať iba obmedzené údaje o štruktúre. V súvislosti s nádormi epifýzy môžu byť vhodné nasledujúce testy:

• Počítačová tomografia (CT)
• Skenovanie pomocou magnetickej rezonancie (MRI)
• Biopsia mozgu

Ďalšie hodnotenie cirkadiánnych porúch si môže vyžadovať vyhodnotenie spánkovým špecialistom certifikovaným doskou, ktorý bude klásť cielené otázky, aby lepšie pochopil vzorce a dopady problému.

Sledovanie cirkadiánneho rytmu sa môže uskutočňovať pozdĺžne pomocou záznamov spánku alebo aktigrafie. Niektoré z týchto biometrických údajov môžu poskytovať nositeľné technológie vrátane bežných sledovačov fitnes. Špecialista na spánok tiež nasmeruje vhodné intervencie, vrátane potenciálneho využitia doplnku melatonínu alebo fototerapie, s cieľom optimalizovať spánok a pohodu.