Физиологија епифизе (пинеалне жлезде)

Епифиза, или епифиза, је израстак крова треће коморе мозга. Прекривена је капсулом везивног ткива, из које се праменови пружају ка унутра, делећи орган на режњеве. Режњеви паренхима садрже пинеалоците и глијалне ћелије. Међу пинеалоцитима се разликују веће, светлије ћелије и мање, тамне ћелије. Карактеристика крвних судова епифизе је, очигледно, одсуство блиских контаката између ендотелних ћелија, због чега је крвно-мождана баријера у овом органу инсолвентна. Главна разлика између епифизе сисара и одговарајућег органа нижих врста је одсуство осетљивих фоторецепторских ћелија. Већину нерава епифизе представљају влакна ћелија горњих цервикалних симпатичких ганглија. Нервни завршеци формирају мреже око пинеалоцита. Наставци ових других контактирају крвне судове и садрже секреторне грануле. Епифиза је посебно приметна у младом добу. До пубертета се њена величина обично смањује, а касније се у њој таложе соли калцијума и магнезијума. Таква калцификација често омогућава да се епифиза јасно види на рендгенским снимцима лобање. Маса епифизе код одрасле особе је приближно 120 мг.

Активност епифизе зависи од периодичности осветљења. На светлости су синтетички и секреторни процеси у њој инхибирани, а у мраку су појачани. Светлосне импулсе перципирају рецептори мрежњаче и улазе у центре регулације симпатичког нервног система мозга и кичмене мождине, а затим - у горње цервикалне симпатичке ганглије, које доводе до инервације епифизе. У мраку, инхибиторни нервни утицаји нестају, а активност епифизе се повећава. Уклањање горњих цервикалних симпатичких ганглија доводи до нестанка ритма активности интрацелуларних ензима епифизе, који учествују у синтези њених хормона. Нервни завршеци који садрже норадреналин повећавају активност ових ензима путем ћелијских бета рецептора. Ова околност као да противречи подацима о инхибиторном ефекту ексцитације симпатичких нерава на синтезу и секрецију мелатонина. Међутим, с једне стране, показано је да се под условима осветљења садржај серотонина у жлезди смањује, а с друге стране, откривена је улога холинергичких влакана у регулацији активности оксииндол-О-метилтрансферазе (ОИОМТ) епифизе.

Холинергичка регулација активности епифизе потврђена је присуством ацетилхолинестеразе у овом органу. Горњи цервикални ганглији такође служе као извор холинергичких влакана.

Епифиза производи углавном индол-N-ацетил-5-метокситриптамин (мелатонин). За разлику од свог прекурсора серотонина, ова супстанца се синтетише, очигледно, искључиво у епифизи. Стога, њена концентрација у ткиву, као и активност OIOMT-а, служе као индикатори функционалног стања епифизе. Као и друге O-метилтрансферазе, OIOMT користи S-аденозилметионин као донор метил групе. И серотонин и други 5-хидроксииндоли могу служити као супстрати за метилацију у епифизи, али је N-ацетилсеротонин (20 пута) префериранији супстрат за ову реакцију. То значи да N-ацетилација претходи O-метилацији у процесу синтезе мелатонина. Прва фаза биосинтезе мелатонина је конверзија аминокиселине триптофан под утицајем триптофан хидроксилазе у 5-хидрокситриптофан. Уз помоћ ароматичне аминокиселине декарбоксилазе, из овог једињења се формира серотонин, чији се део ацетилује, претварајући се у N-ацетилсеротонин. Завршна фаза синтезе мелатонина (конверзија N-ацетилсеротонина под дејством OIOMT), као што је већ напоменуто, специфична је за епифизу. Неацетиловани серотонин се деаминује моноамин оксидазом и претвара у 5-хидроксииндолсирћетну киселину и 5-хидрокситриптофол.

Значајна количина серотонина такође улази у нервне завршетке, где га хватају грануле које спречавају ензимско уништавање овог моноамина.

Сматра се да се синтеза серотонина одвија у светлим пинеалоцитима и да је контролишу норадренергички неурони. Холинергичка парасимпатичка влакна регулишу ослобађање серотонина из светлих ћелија и тиме његову доступност тамним пинеалоцитима, где се такође јавља норадренергичка модулација стварања и секреције мелатонина.

Постоје подаци о производњи не само индола од стране епифизе, већ и супстанци полипептидне природе, и, према неким истраживачима, то су прави хормони епифизе. Тако је из ње изолован пептид (или мешавина пептида) молекулске тежине од 1000-3000 далтона са антигонадотропним дејством. Други аутори постулирају хормонску улогу аргинин-вазотоцина изолованог из епифизе. Трећи су добили два пептидна једињења из епифизе, од којих је једно стимулисало, а друго инхибирало лучење гонадотропина културом ћелија хипофизе.

Поред нејасноћа у вези са правом природом хормона епифизе, постоји и неслагање око пута уласка у тело: у крв или у цереброспиналну течност. Међутим, већина доказа указује на то да, као и друге ендокрине жлезде, епифиза лучи своје хормоне у крв. Уско повезано са овим питањем је питање централног или периферног дејства хормона епифизе. Експерименти на животињама (првенствено хрчцима) показали су да је регулација репродуктивне функције епифизе посредована утицајем епифизе на хипоталамус-хипофизни систем, а не директно на полне жлезде. Штавише, уношење мелатонина у трећу комору мозга смањило је нивое лутеинизујућег хормона (ЛХ) и фоликулостимулирајућег хормона (ФСХ) и повећало садржај пролактина у крви, док инфузија мелатонина у порталне судове хипофизе није била праћена променом у лучењу гонадотропина. Једно од места дејства мелатонина у мозгу је медијална еминенција хипоталамуса, где се производе либерини и статини, који регулишу активност предњег режња хипофизе. Међутим, остаје нејасно да ли се производња ових супстанци мења под дејством самог мелатонина или он модулира активност моноаминергичких неурона и тако учествује у регулацији производње фактора ослобађања. Треба нагласити да централни ефекти хормона епифизе не доказују њихово директно излучивање у цереброспиналну течност, јер тамо могу доспети и из крви. Поред тога, постоје докази о дејству мелатонина на тестисе (где ова супстанца инхибира стварање андрогена) и друге периферне ендокрине жлезде (на пример, слабљење ефекта ТСХ на синтезу тироксина у штитној жлезди). Дуготрајна примена мелатонина у крв смањује тежину тестиса и ниво тестостерона у серуму чак и код животиња са хипофизектомијом. Експерименти су такође показали да екстракт епифизе без меланина блокира ефекат гонадотропина на тежину јајника код пацова којима је уклоњена хипофизектомија.

Дакле, биолошки активна једињења која производи ова жлезда очигледно имају не само централни већ и периферни ефекат.

Међу многим разноврсним ефектима ових једињења, њихов утицај на лучење гонадотропина хипофизе привлачи највећу пажњу. Подаци о поремећају пубертета код тумора епифизе били су прва индикација његове ендокрине улоге. Такви тумори могу бити праћени и убрзањем и успоравањем пубертета, што је повезано са различитом природом неоплазми које потичу из паренхиматозних и непаренхиматозних ћелија епифизе. Главни доказ антигонадотропног дејства хормона епифизе добијен је на животињама (хрчцима). У мраку (тј. под условима активације функције епифизе), животиње показују изражену инволуцију гениталија и смањење нивоа ЛХ у крви. Код епифизектомисаних јединки или под условима трансекције епифизних живаца, тама нема такав ефекат. Верује се да антигонадотропна супстанца епифизе спречава ослобађање лулиберина или његов ефекат на хипофизу. Слични, мада мање јасни, подаци добијени су код пацова, код којих тама донекле одлаже пубертет, а уклањање епифизе доводи до повећања нивоа ЛХ и ФСХ у крви. Антигонадотропни ефекат епифизе је посебно изражен код животиња са оштећеном функцијом хипоталамус-хипофизно-гонадног система уношењем полних стероида у раном постнаталном периоду.

Епифизектомија код таквих пацова обнавља сексуални развој. Антигонадотропни ефекти епифизе и њених хормона су такође појачани у условима аносмије и гладовања.

Не само мелатонин, већ и његови деривати, 5-метокситриптофол и 5-окситриптофол, као и серотонин, имају инхибиторни ефекат на секрецију ЛХ и ФСХ. Као што је већ напоменуто, слабо идентификовани полипептидни производи епифизе такође имају способност да утичу на секрецију гонадотропина in vitro и in vivo. Један од ових производа (са молекулском тежином од 500-1000 далтона) показао се 60-70 пута активнијим од мелатонина у блокирању хипертрофије преосталог јајника код једнострано оваријектомизованих мишева. Друга фракција пептида епифизе, напротив, имала је прогонадотропни ефекат.

Уклањање епифизе код незрелих пацова доводи до повећања садржаја пролактина у хипофизи уз истовремени пад његовог нивоа у крви. Сличне промене се јављају код животиња које се држе у условима сталног осветљења, а супротне - код пацова који се држе у мраку. Верује се да епифиза лучи супстанцу која спречава утицај фактора инхибирања пролактина (ПИФ) хипоталамуса на синтезу и лучење пролактина у хипофизи, услед чега се смањује садржај хормона у овој жлезди. Епифизектомија изазива супротне промене. Активна супстанца епифизе у овом случају је вероватно мелатонин, пошто је његова ињекција у трећу комору мозга пролазно повећала ниво пролактина у крви.

У условима сталног одсуства светлости, раст животиња се успорава и садржај хормона раста у хипофизи значајно се смањује. Епифизектомија уклања ефекат таме и понекад сама по себи убрзава раст. Уношење екстраката епифизе смањује раст-стимулишући ефекат препарата хипофизе. Истовремено, мелатонин не утиче на брзину раста животиња. Можда неки други епифизни фактор (фактори) инхибира синтезу и секрецију соматолиберина или стимулише производњу соматостатина.

Експерименти су показали да утицај епифизе на соматотропну функцију хипофизе није посредован недостатком андрогена или тироидних хормона.

Код пацова са пинеектомијом, секреција кортикостерона се пролазно повећава, иако је одговор надбубрежних жлезда на стрес након пинеалектомије значајно ослабљен. Секреција кортикостерона се повећава у условима константног осветљења, за које је познато да инхибира активност епифизе. Постоје докази да пинеалектомија слаби компензаторну хипертрофију преостале надбубрежне жлезде након унилатералне адреналектомије и ремети циркадијални ритам секреције глукокортикоида. Ово указује на значај епифизе за спровођење адренокортикотропне функције предњег режња хипофизе, што је потврђено променом у производњи АЦТХ од стране ткива хипофизе уклоњеног из животиња са пинеектомијом. У литератури не постоји консензус у вези са активним принципом епифизе који утиче на адренокортикотропну активност хипофизе.

Уклањање епифизе повећава садржај меланоцит-стимулирајућег хормона (МСХ) у хипофизи, док уношење мелатонина у IG мождану комору смањује њен садржај. Ниво овог другог у хипофизи пацова који живе на светлости се повећава, а уношење мелатонина блокира овај ефекат. Верује се да мелатонин стимулише хипоталамску производњу меланотропин-инхибиторног фактора МИФ.

Утицај епифизе и њених хормона на друге тропске функције хипофизе је мање проучен. Промене у активности периферних ендокриних жлезда могу се јавити услед директног дејства епифизних фактора. Дакле, уклањање епифизе доводи до извесног повећања масе штитне жлезде чак и у одсуству хипофизе. Брзина лучења хормона штитне жлезде се повећава врло мало и краткотрајно. Међутим, према другим подацима, епифиза има инхибиторни ефекат на синтезу и лучење ТСХ код незрелих животиња.

У већини експеримената, субкутана, интраперитонеална, интравенозна, па чак и интравентрикуларна примена мелатонина резултирала је смањењем функције концентрације јода у штитној жлезди.

Трансплантација епифизе у надбубрежне жлезде, без утицаја на стање фасцикуларних и ретикуларних зона кортекса, скоро је удвостручила величину гломеруларне зоне, што указује на директан ефекат продуката епифизе на ћелије које производе минералокортикоиде. Штавише, из епифизе је изолована супстанца (1-мет-окси-1,2,3,4-тетрахидро-бета-карболин) која стимулише лучење алдостерона и стога је названа адреногломерулотропин. Међутим, убрзо су добијени подаци који негирају физиолошку улогу овог једињења, па чак и доводе у питање само постојање специфичног адреногломерулотропног фактора епифизе.

Постоје извештаји да уклањање епифизе смањује функционалну активност паратироидних жлезда. Постоје и супротна запажања. Резултати студија о утицају епифизе на ендокрину функцију панкреаса су углавном негативни.

Тренутно још увек постоји много нерешених питања, посебно у вези са природом једињења која производи ова жлезда. Најмање сумњив је утицај епифизе на лучење тропских хормона хипофизе, али се не може искључити могућност њеног директног дејства на периферне ендокрине жлезде и друге органе. Изгледа да под утицајем стимулуса из околине, епифиза производи не једно, већ неколико једињења која првенствено улазе у крв. Ове супстанце модулирају активност моноаминергичких неурона у централном нервном систему, који контролишу производњу либерина и статина од стране одређених структура мозга и тиме утичу на синтезу и лучење тропских хормона хипофизе. Дејство епифизе на хипоталамичке центре је првенствено инхибиторно.

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