Fisiologi kelenjar pineal (epiphysis)

Kelenjar pineal, atau epiphysis, adalah hasil daripada bumbung ventrikel ketiga otak. Ia ditutup dengan kapsul tisu penghubung, dari mana helai memanjang ke dalam, membahagikan organ menjadi lobus. Lobus parenkim mengandungi pinealosit dan sel glial. Antara pinealocytes, sel yang lebih besar, lebih ringan dan lebih kecil, sel gelap dibezakan. Satu ciri saluran kelenjar pineal adalah, nampaknya, ketiadaan hubungan rapat antara sel-sel endothelial, yang menyebabkan penghalang darah-otak dalam organ ini tidak solven. Perbezaan utama antara kelenjar pineal mamalia dan organ yang sepadan dengan spesies yang lebih rendah adalah ketiadaan sel fotoreseptor yang sensitif. Kebanyakan saraf kelenjar pineal diwakili oleh gentian sel-sel ganglia simpatetik serviks unggul. Ujung saraf membentuk rangkaian di sekeliling pinealosit. Proses yang terakhir menghubungi saluran darah dan mengandungi butiran rembesan. Kelenjar pineal amat ketara pada usia muda. Apabila akil baligh, saiznya biasanya berkurangan, dan kemudian garam kalsium dan magnesium disimpan di dalamnya. Kalsifikasi sedemikian sering membolehkan epifisis dilihat dengan jelas pada sinar-X tengkorak. Jisim kelenjar pineal pada orang dewasa adalah kira-kira 120 mg.

Aktiviti kelenjar pineal bergantung pada ketepatan pencahayaan. Dalam cahaya, proses sintetik dan rembesan di dalamnya dihalang, dan dalam gelap, mereka dipertingkatkan. Impuls cahaya dilihat oleh reseptor retina dan memasuki pusat pengawalseliaan sistem saraf simpatetik otak dan saraf tunjang dan kemudian - ke ganglia simpatis serviks atas, yang menimbulkan pemuliharaan kelenjar pineal. Dalam gelap, pengaruh saraf yang menghalang hilang, dan aktiviti kelenjar pineal meningkat. Penyingkiran ganglia simpatik serviks atas membawa kepada kehilangan irama aktiviti enzim intraselular kelenjar pineal, mengambil bahagian dalam sintesis hormonnya. Ujung saraf yang mengandungi noradrenalin meningkatkan aktiviti enzim ini melalui reseptor beta selular. Keadaan ini seolah-olah bercanggah dengan data mengenai kesan perencatan pengujaan saraf simpatetik pada sintesis dan rembesan melatonin. Walau bagaimanapun, di satu pihak, telah ditunjukkan bahawa dalam keadaan pencahayaan kandungan serotonin dalam kelenjar berkurangan, dan sebaliknya, peranan gentian kolinergik dalam mengawal aktiviti oxyindole-O-methyltransferase (OIOMT) kelenjar pineal telah ditemui.

Peraturan kolinergik aktiviti kelenjar pineal disahkan oleh kehadiran asetilkolinesterase dalam organ ini. Ganglia serviks superior juga berfungsi sebagai sumber gentian kolinergik.

Kelenjar pineal menghasilkan terutamanya indole-N-acetyl-5-methoxytryptamine (melatonin). Tidak seperti serotonin prekursornya, bahan ini disintesis, nampaknya, secara eksklusif dalam kelenjar pineal. Oleh itu, kepekatannya dalam tisu, serta aktiviti OIOMT, berfungsi sebagai penunjuk keadaan berfungsi kelenjar pineal. Seperti O-methyltransferases yang lain, OIOMT menggunakan S-adenosylmethionine sebagai penderma kumpulan metil. Kedua-dua serotonin dan 5-hydroxyindoles yang lain boleh berfungsi sebagai substrat metilasi dalam kelenjar pineal, tetapi N-asetilserotonin adalah substrat yang lebih (20 kali ganda) pilihan untuk tindak balas ini. Ini bermakna N-asetilasi mendahului O-metilasi dalam proses sintesis melatonin. Peringkat pertama biosintesis melatonin ialah penukaran asid amino tryptophan di bawah pengaruh tryptophan hydroxylase kepada 5-hydroxytryptophan. Dengan bantuan dekarboksilase asid amino aromatik, serotonin terbentuk daripada sebatian ini, sebahagian daripadanya asetilasi, bertukar menjadi N-asetilserotonin. Peringkat akhir sintesis melatonin (penukaran N-acetylserotonin di bawah tindakan OIOMT), seperti yang telah dinyatakan, adalah khusus untuk kelenjar pineal. Serotonin bukan asetilasi dideaminasi oleh monoamine oxidase dan ditukar kepada asid 5-hydroxyindoleacetic dan 5-hydroxytryptophol.

Sebilangan besar serotonin juga memasuki hujung saraf, di mana ia ditangkap oleh butiran yang menghalang pemusnahan enzimatik monoamine ini.

Sintesis serotonin dianggap berlaku dalam pinealocytes ringan dan dikawal oleh neuron noradrenergik. Serat parasimpatetik kolinergik mengawal pembebasan serotonin daripada sel cahaya dan dengan itu ketersediaannya kepada pinealosit gelap, di mana modulasi noradrenergik pembentukan dan rembesan melatonin juga berlaku.

Terdapat data mengenai pengeluaran bukan sahaja indole oleh kelenjar pineal, tetapi juga bahan-bahan yang bersifat polipeptida, dan, menurut beberapa penyelidik, mereka adalah hormon sebenar kelenjar pineal. Oleh itu, peptida (atau campuran peptida) dengan berat molekul 1000-3000 dalton dengan aktiviti antigonadotropik telah diasingkan daripadanya. Penulis lain menyatakan peranan hormon untuk arginin-vasotocin yang diasingkan daripada kelenjar pineal. Yang lain lagi memperoleh dua sebatian peptida daripada kelenjar pineal, satu daripadanya merangsang dan satu lagi menghalang rembesan gonadotropin oleh kultur sel pituitari.

Sebagai tambahan kepada kekaburan mengenai sifat sebenar hormon kelenjar pineal, terdapat juga perselisihan mengenai laluan masuk ke dalam badan: ke dalam darah atau ke dalam cecair serebrospinal. Walau bagaimanapun, kebanyakan bukti menunjukkan bahawa, seperti kelenjar endokrin yang lain, kelenjar pineal merembeskan hormonnya ke dalam darah. Berkait rapat dengan isu ini ialah persoalan tindakan pusat atau periferal hormon pineal. Eksperimen haiwan (terutama hamster) telah menunjukkan bahawa peraturan pineal fungsi pembiakan dimediasi oleh pengaruh kelenjar pineal pada sistem hipotalamus-pituitari, dan bukannya secara langsung pada kelenjar seks. Selain itu, pengenalan melatonin ke dalam ventrikel ketiga otak menurunkan tahap hormon luteinizing (LH) dan hormon perangsang folikel (FSH) dan meningkatkan kandungan prolaktin dalam darah, manakala penyerapan melatonin ke dalam saluran portal kelenjar pituitari tidak disertai dengan perubahan dalam rembesan gonadotropin. Salah satu tapak tindakan melatonin di otak ialah keunggulan median hipotalamus, di mana liberin dan statin dihasilkan, mengawal aktiviti kelenjar pituitari anterior. Walau bagaimanapun, masih tidak jelas sama ada pengeluaran bahan-bahan ini berubah di bawah tindakan melatonin itu sendiri atau sama ada ia memodulasi aktiviti neuron monoaminergik dan dengan itu mengambil bahagian dalam pengawalan pengeluaran faktor pelepas. Perlu ditekankan bahawa kesan pusat hormon pineal tidak membuktikan rembesan langsung mereka ke dalam cecair serebrospinal, kerana ia juga boleh sampai ke sana dari darah. Di samping itu, terdapat bukti kesan melatonin pada testis (di mana bahan ini menghalang pembentukan androgen) dan kelenjar endokrin periferi lain (contohnya, melemahkan kesan TSH pada sintesis tiroksin dalam kelenjar tiroid). Pentadbiran jangka panjang melatonin ke dalam darah mengurangkan berat testis dan tahap testosteron dalam serum walaupun pada haiwan yang mengalami hipofisis. Eksperimen juga telah menunjukkan bahawa ekstrak bebas melanin daripada kelenjar pineal menyekat kesan gonadotropin pada berat ovari dalam tikus yang mengalami hipofisis.

Oleh itu, sebatian aktif secara biologi yang dihasilkan oleh kelenjar ini nampaknya bukan sahaja mempunyai kesan pusat tetapi juga periferi.

Di antara banyak kesan pelbagai sebatian ini, pengaruhnya terhadap rembesan gonadotropin pituitari menarik perhatian yang paling besar. Data mengenai gangguan akil baligh dalam tumor kelenjar pineal adalah petunjuk pertama peranan endokrinnya. Tumor sedemikian boleh disertai oleh kedua-dua pecutan dan nyahpecutan akil baligh, yang dikaitkan dengan sifat berbeza neoplasma yang berasal dari sel parenchymatous dan bukan parenchymatous kelenjar pineal. Bukti utama kesan antigonadotropik hormon kelenjar pineal diperolehi pada haiwan (hamster). Dalam keadaan gelap (iaitu, dalam keadaan pengaktifan fungsi kelenjar pineal), haiwan menunjukkan involusi yang ketara pada alat kelamin dan penurunan tahap LH dalam darah. Dalam individu yang mengalami epifisik atau dalam keadaan transeksi saraf pineal, kegelapan tidak mempunyai kesan sedemikian. Adalah dipercayai bahawa bahan antigonadotropik kelenjar pineal menghalang pembebasan luliberin atau kesannya pada kelenjar pituitari. Serupa, walaupun kurang jelas, data diperoleh pada tikus, di mana kegelapan agak melambatkan akil baligh, dan penyingkiran kelenjar pineal membawa kepada peningkatan tahap LH dan FSH dalam darah. Kesan antigonadotropik kelenjar pineal amat ketara pada haiwan yang mengalami gangguan fungsi sistem hipotalamus-pituitari-gonad dengan pengenalan steroid seks pada tempoh awal selepas bersalin.

Epiphyseectomy pada tikus tersebut memulihkan perkembangan seksual. Kesan antigonadotropik kelenjar pineal dan hormonnya juga dipertingkatkan dalam keadaan anosmia dan kelaparan.

Bukan sahaja melatonin tetapi juga derivatifnya, 5-methoxytryptophol dan 5-oxytryptophol, serta serotonin, mempunyai kesan perencatan pada rembesan LH dan FSH. Seperti yang telah dinyatakan, produk polipeptida yang kurang dikenal pasti dari kelenjar pineal juga mempunyai keupayaan untuk mempengaruhi rembesan gonadotropin secara in vitro dan in vivo. Salah satu produk ini (dengan berat molekul 500-1000 dalton) ternyata 60-70 kali lebih aktif daripada melatonin dalam menyekat hipertrofi ovari yang tinggal pada tikus yang diovariektomi secara unilateral. Satu lagi pecahan peptida kelenjar pineal, sebaliknya, mempunyai kesan progonadotropik.

Pembuangan kelenjar pineal pada tikus yang tidak matang membawa kepada peningkatan kandungan prolaktin dalam kelenjar pituitari dengan penurunan serentak dalam parasnya dalam darah. Peralihan yang sama berlaku pada haiwan yang disimpan dalam keadaan pencahayaan yang berterusan, dan sebaliknya - pada tikus yang disimpan dalam gelap. Adalah dipercayai bahawa kelenjar pineal merembeskan bahan yang menghalang pengaruh faktor perencatan prolaktin (PIF) hipotalamus pada sintesis dan rembesan prolaktin dalam kelenjar pituitari, akibatnya kandungan hormon dalam kelenjar ini berkurangan. Epiphyseectomy menyebabkan perubahan yang bertentangan. Bahan aktif kelenjar pineal dalam kes ini mungkin melatonin, kerana suntikannya ke dalam ventrikel ketiga otak secara sementara meningkatkan tahap prolaktin dalam darah.

Dalam keadaan ketiadaan cahaya yang berterusan, pertumbuhan haiwan menjadi perlahan dan kandungan hormon pertumbuhan dalam kelenjar pituitari berkurangan dengan ketara. Epiphyseectomy menghilangkan kesan kegelapan dan kadangkala mempercepatkan pertumbuhan dengan sendirinya. Pengenalan ekstrak kelenjar pineal mengurangkan kesan merangsang pertumbuhan persediaan kelenjar pituitari. Pada masa yang sama, melatonin tidak menjejaskan kadar pertumbuhan haiwan. Mungkin beberapa faktor (faktor) epifisis lain menghalang sintesis dan rembesan somatoliberin atau merangsang pengeluaran somatostatin.

Eksperimen telah menunjukkan bahawa pengaruh kelenjar pineal pada fungsi somatotropik kelenjar pituitari tidak dimediasi oleh kekurangan androgen atau hormon tiroid.

Dalam tikus pineectomized, rembesan kortikosteron meningkat secara sementara, walaupun tindak balas tekanan kelenjar adrenal selepas pinealectomy menjadi lemah dengan ketara. Rembesan kortikosteron meningkat dalam keadaan pencahayaan yang berterusan, yang diketahui menghalang aktiviti kelenjar pineal. Terdapat bukti bahawa pinealectomy melemahkan hipertrofi pampasan kelenjar adrenal yang tinggal selepas adrenalektomi unilateral dan mengganggu irama sirkadian rembesan glukokortikoid. Ini menunjukkan kepentingan kelenjar pineal untuk pelaksanaan fungsi adrenocorticotropic kelenjar pituitari anterior, yang disahkan oleh perubahan dalam pengeluaran ACTH oleh tisu pituitari yang dikeluarkan daripada haiwan pineectomized. Tiada konsensus dalam kesusasteraan mengenai prinsip aktif kelenjar pineal yang mempengaruhi aktiviti adrenokortikotropik kelenjar pituitari.

Penyingkiran kelenjar pineal meningkatkan kandungan hormon perangsang melanosit (MSH) dalam kelenjar pituitari, manakala pengenalan melatonin ke dalam ventrikel serebrum IG mengurangkan kandungannya. Tahap yang terakhir dalam kelenjar pituitari tikus yang hidup dalam cahaya meningkat, dan pengenalan melatonin menyekat kesan ini. Adalah dipercayai bahawa melatonin merangsang pengeluaran hipotalamik faktor penghalang melanotropin MIF.

Pengaruh kelenjar pineal dan hormonnya terhadap fungsi tropik lain kelenjar pituitari kurang dikaji. Perubahan dalam aktiviti kelenjar endokrin periferal mungkin berlaku disebabkan oleh tindakan langsung faktor epifisis. Oleh itu, penyingkiran kelenjar pineal membawa kepada beberapa peningkatan dalam jisim kelenjar tiroid walaupun tanpa ketiadaan kelenjar pituitari. Kadar rembesan hormon tiroid meningkat sangat sedikit dan sekejap. Walau bagaimanapun, menurut data lain, kelenjar pineal mempunyai kesan perencatan pada sintesis dan rembesan TSH pada haiwan yang tidak matang.

Dalam kebanyakan eksperimen, pentadbiran subkutaneus, intraperitoneal, intravena, dan juga intraventrikular melatonin mengakibatkan penurunan dalam fungsi penumpuan iodin kelenjar tiroid.

Pemindahan kelenjar pineal ke kelenjar adrenal, tanpa menjejaskan keadaan zon fascicular dan reticular korteks, hampir dua kali ganda saiz zon glomerular, yang menunjukkan kesan langsung produk kelenjar pineal pada sel yang menghasilkan mineralocorticoids. Selain itu, bahan (1-meth-oxy-1,2,3,4-tetrahydro-beta-carboline) telah diasingkan daripada kelenjar pineal, merangsang rembesan aldosteron dan oleh itu dipanggil adrenoglomerulotropin. Walau bagaimanapun, data tidak lama kemudian diperoleh menafikan peranan fisiologi sebatian ini dan malah mempersoalkan kewujudan faktor adrenoglomerulotropik tertentu kelenjar pineal.

Terdapat laporan bahawa penyingkiran kelenjar pineal mengurangkan aktiviti fungsi kelenjar paratiroid. Terdapat juga pemerhatian yang bertentangan. Hasil kajian kesan kelenjar pineal terhadap fungsi endokrin pankreas kebanyakannya negatif.

Pada masa ini, masih terdapat banyak isu yang tidak dapat diselesaikan, terutamanya mengenai sifat sebatian yang dihasilkan oleh kelenjar ini. Yang paling tidak diragukan ialah pengaruh kelenjar pineal pada rembesan hormon tropika kelenjar pituitari, tetapi kemungkinan kesan langsungnya pada kelenjar endokrin periferal dan organ lain tidak boleh diketepikan. Nampaknya, di bawah pengaruh rangsangan alam sekitar, kelenjar pineal tidak menghasilkan satu, tetapi beberapa sebatian yang masuk terutamanya ke dalam darah. Bahan-bahan ini memodulasi aktiviti neuron monoaminergik dalam sistem saraf pusat, yang mengawal pengeluaran liberin dan statin oleh struktur otak tertentu dan dengan itu menjejaskan sintesis dan rembesan hormon tropik kelenjar pituitari. Kesan kelenjar pineal pada pusat hipotalamus adalah perencatan terutamanya.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]