Original: http://arbl.cvmbs.colostate.edu/hbooks/pathphys/endocrine/otherendo/pineal.html
Шишкоподібна залоза, або епіфіз, синтезує і секретує мелатонін, структурно простий гормон, який передає інформацію про навколишнє середовище освітлення до різних частин тіла. В кінцевому рахунку, мелатонін має здатність захоплювати біологічні ритми і має важливий вплив на репродуктивну функцію багатьох тварин. Світло-перетворювальний здатність шишкоподібної залози призвело деяких викликати шишкоподібної “третє око”.
Анатомія шишкоподібної залози
Шишкоподібної залози являє собою невеликий орган за формою нагадує соснову шишку (звідси назва). Він розташований на середній лінії, прикріплений до заднього краю даху третього шлуночка в головному мозку. Пинеальная варіює за розміром серед видів; в організмі людини він становить близько 1 см в довжину, в той час як у собак має довжину всього близько 1 мм. Для спостереження шишкоподібної, відображають півкуль в бічному напрямку і шукати невеликий сіруватий горбок перед мозочком. Зображення нижче показує шишкоподібну залозу коня по відношенню до мозку.
Гістологічно, шишковидне тіло складається з “пінеалоцітов” і гліальних клітин. У старіших тварин, шишковидная часто містить відкладення кальцію (“мозок піску”).
Як сітківка передають інформацію про світло-темного впливу шишкоподібної залози? Вплив світла на сітківку спочатку передається на супрахіазматичному ядро гіпоталамуса, області мозку, добре відомим для координації біологічних тактових сигналів. Волокна з гіпоталамуса спускаються в спинний мозок і в кінцевому рахунку до проекту верхнього шийного ганглія, від якого після гангліозні нейрони піднестися назад в шишкоподібної залозі. Таким чином, шишковидна залоза подібна до мозкової речовини надниркової залози в тому сенсі, що він перетворює сигнали від симпатичної нервової системи в гормональні сигнали.
Мелатонін: синтез, виділення та рецептори
Попередником мелатоніну є серотонін, нейромедіатор, який сам по собі є похідним від амінокислоти триптофану. У шишкоподібної залози серотонін ацетильований, а потім метіліруется з отриманням мелатонін.
Синтез і секреція мелатоніну різко залежить від впливу світла на очі. Фундаментальна картина спостерігається в тому, що концентрації в сироватці крові мелатоніну є низькими в денні години, а також збільшити до піку під час настання темряви.
Приклади циркадного ритму секреції мелатоніну в організмі людини зображений на
малюнку справа (взято з Вона та ін., Дж. Клін Ендо Метаб 42:752, 1976). Темно-сірі стовпчики представляють ніч, і сироваткові рівні мелатоніну показані для двох осіб (у порівнянні з жовтими світло-блакитний). Зверніть увагу, що рівень в крові мелатоніну, по суті, неможливо виявити в денний час, але різко зростає під час настання темряви. Дуже схожі моделі спостерігаються у інших видів. Тривалість мелатонін секреції кожен день прямо пропорційна довжині ночі.
Механізм позаду цього патерну секреції під час темного циклу є те, що активність лімітує ферменту в синтезі мелатоніну – серотоніну N-ацетилтрансферази (NAT) – низький в денний час і досягає свого піку під час темної фази. У деяких видів, циркадні зміни в активності NAT тісно корелювало з транскрипцією NAT матричну РНК, в той час як у інших видів, пост-транскрипционной регуляції NAT активності відповідає. Активність іншого ферменту, який бере участь в синтезі мелатоніну з серотоніну – метилтрансферази – не вказує регулювання за шаблоном освітленості.
Два рецепторів мелатоніну були ідентифіковані від ссавців (позначених Mel1A і Mel1B), які диференційно експресуються в різних тканинах і, ймовірно, беруть участь в реалізації різні біологічні ефекти. Це G-білком рецепторами клітинної поверхні. Найбільша щільність рецепторів було виявлено в супрахіазматичному ядро гіпоталамуса, передньої долі гіпофіза (здебільшого в бугорній частині передньої долі гіпофіза) і сітківку. Рецептори також в ряді інших областей мозку.
Біологічні ефекти мелатоніну
Мелатонін має важливий вплив на інтеграцію фотопериод і зачіпаючи циркадні ритми. Отже, було повідомлено, будуть мати значний вплив на відтворення, цикли сну-неспання і інші явища, що показують циркадний ритм.
Вплив на репродуктивну функцію
Сезонні зміни світлового дня надають глибоке вплив на репродуктивну 
функцію у багатьох видів, і мелатонін є ключовим гравцем в контролі таких подій. У помірному кліматі, тварини, як хом’яки, коні і вівці мають яскраво виражені сезон розмноження. Під час негнездящогося сезону, гонади стають неактивними (наприклад самці не виробляють сперму в будь-якій кількості), але, як сезон розмноження підходів, гонади повинні бути омолоджується. Фотоперіод – тривалість дня проти ночі – це найважливіша репліка дозволяє тварин, щоб визначити, яку пору року це. Як ви, ймовірно, виведена зараз, епіфіз здатний вимірювати і коригувати світлового дня секрецію мелатоніну відповідно. Хом’як без шишкоподібної залози або з ураженням, яке запобігає шишкоподібної від отримання фотоінформації не в змозі підготуватися до сезону розмноження.
Вплив мелатоніну на репродуктивних систем можна підсумувати, кажучи, що це анти-гонадотропін. Іншими словами, мелатонін пригнічує секрецію гонадотропних гормонів лютеїнізуючого гормону і фолікулостимулюючого гормону з передньої долі гіпофіза. Велика частина цього гальмуючого дії, здається, через пригнічення гонадотропін-рилізинг-гормону з гіпоталамуса, який необхідний для секреції гормонів передньої долі гіпофіза.
Одним практичне застосування ролі мелатоніну в контролі сезонного розмноження знаходиться в його використанні штучно маніпулювати цикли в сезонних заводчиків. Наприклад, вівці, які зазвичай розмножуються тільки один раз в рік може бути викликаний, щоб мати два сезони розмноження шляхом обробки мелатоніну.
Вплив на сон і активність
Мелатонін, ймовірно, не є основним регулятором нормального сну, але, без сумніву, має якийсь ефект. Одна тема, яка отримала велику кількість інтерес використовує мелатоніну в поодинці, або в поєднанні з фототерапії, для лікування розладів сну. Існує кілька ознак того, що рівень мелатоніну нижче у літніх безсонням по відношенню до відповідної вікової, які не є безсонням, і мелатонін терапія в таких випадках виявляється скромно корисним в усуненні проблеми.
Інший розлад сну проявляється в вахтовиків, які часто важко пристосуватися до
роботи в нічний час і спати протягом дня. Корисність мелатоніну терапії aleviate цю проблему неоднозначні і, як видається, не буде настільки ж ефективним, як фототерапії. Ще одне захворювання, що зачіпає порушення циркадних ритмів зміна часових поясів. У цьому випадку, він неодноразово було показано, що приймати мелатонін близько до мети перед сном за призначенням може полегшити симптоми; вона має найбільший позитивний ефект при біоритму передбачається гіршому випадку (наприклад, перетинаючи безліч часових поясів).
У різних видів, включаючи людину, введення мелатоніну було показано, що зниження рухової активності, викликають втому і низьку температуру тіла, особливо у високих дозах. Ефект від температури тіла може відігравати суттєву роль в здатності мелатоніну захоплювати цикли сну і неспання, так як у пацієнтів з біоритму.
Інший вплив мелатоніну
Одним з перших експериментів, проведених для з’ясування функції епіфіза, екстракти з шишкоподібної залози великої рогатої худоби були додані у воду, яка містить пуголовків. Цікаво, що пуголовки відповів, ставши дуже світлий колір або майже прозорим через зміни в розподілі пігменту меланіну. Хоча такі шкірний ефекти мелатоніну спостерігаються в різних “нижчих видів”, гормон не має такого ефекту у ссавців або птахів.
| Востаннє оновлено 17 березня 2003 року |
| Автор: Р. Боуен |
