Глибоко в головному мозку знаходиться крихітна епіфіза - орган, що виробляє в організмі мелатонін, впливовий гормон, який допомагає регулювати сон і неспання, і циркадні схеми, що мають широкий вплив на здоров’я. Дізнайтеся більше про анатомію, розташування та функції епіфізового тіла, а також про те, як воно впливає на сон, впливає на сезонне розмноження тварин і може зазнати впливу специфічних пухлин головного мозку.
Хенк Греб / Getty ImagesАнатомія
Епіфіз (або епіфізоване тіло) - це невеликий орган у формі соснової шишки, який лежить у даху третього шлуночка, глибоко в мозку. Дослідження розтину показали, що середній розмір епіфіза схожий на зерно рису. Шлуночки - це заповнені рідиною простори, а третій шлуночок простягається від великих бічних шлуночків до вузького церебрального водопроводу, проходячи між двома половинками тієї частини мозку, яка називається проміжним мозку. Він знаходиться в межах області, яка називається епіталамус, відразу за таламусом і над мозочком, спираючись на задню частину мозку біля стовбура мозку. Існує невеликий заповнений рідиною епіфіз, що виступає у стебло епіфіза, дозволяючи гормонам, які утворюються, легше розповсюджуватись у мозку.
Структура
Клітини, що складають тканину епіфіза у людини та інших ссавців, включають гормонопродукуючі пінеалоцити та підтримуючі інтерстиціальні клітини. Нервові клітини або нейрони можуть впливати на пінеалоцити шляхом секреції специфічних хімічних речовин, званих нейромедіаторами. Нервові волокна потрапляють до залози через епіфіз і містять багато речовин, серед яких:
- ГАМК
- Орексин
- Серотонін
- Гістамін
- Окситоцин
- Вазопресин
Клітини пінеалоцитів мають рецептори для всіх цих нейромедіаторів, що свідчить про вплив інших хімічних речовин, поширених у мозку.
У людей та інших ссавців цей вплив поширюється за межі мозку на сукупність нейронів, розташованих у симпатичних верхніх шийних гангліях та парасимпатичних сфенопалатинових та вушних гангліях. Цей зв’язок являє собою реле від епіфіза до супрахіазматичного ядра (SCN), розташованого в гіпоталамусі. SCN має життєво важливе значення, оскільки це основний кардіостимулятор для добового ритму в організмі, на який впливає сприйняття світла, виявленого сітківкою ока і направленого вздовж ретиногіпоталамічного тракту.
Функція
Найважливішою функцією епіфіза є вироблення гормону, який називається мелатонін. Мелатонін синтезується з молекул нейромедіатора серотоніну. Після виробництва він виділяється з епіфіза. Це має важливий вплив на добовий ритм, включаючи вплив на сон та можливі наслідки на сезонне розмноження тварин.
В епіфізі серотонін (який походить від амінокислоти, яка називається триптофан) зазнає трансформації, коли додають ацетильну групу, а потім метильну групу, отримуючи мелатонін. Це досягається за допомогою двох ферментів: серотонін-N-ацетилтрансферази та гідроксиіндол-O-метилтранферази. Виробництво мелатоніну порушується під впливом світла.
Як світло впливає на вироблення мелатоніну в епіфізі? Для того, щоб відповісти на це питання, важливо зрозуміти, як світло в цілому впливає на циркадні ритми тіла. З латинського, що означає "близько доби", термін "циркадний" позначає численні фізіологічні процеси, пов'язані з часом світла та темряви. Хоча це включає сон і неспання, ці добові терміни, ймовірно, поширюються на вивільнення гормонів, використання енергії для оптимізації обміну речовин і координацію взаємопов’язаних систем організму.
Світло, яке проходить через сітківку ока, активує специфічні рецептори, які називаються внутрішньо світлочутливими клітинами гангліїв сітківки (ipRGC). Ці клітини містять фотопігмент, який називається меланопсин. Звідси сигнал передається від очей до епіфіза. Спочатку повідомлення передається вздовж ретиногіпоталамічного тракту, який простягається від клітин сітківки до SCN у передньому гіпоталамусі мозку. Потім паравентрикулярне ядро гіпоталамуса посилає сигнал уздовж прегангліонарних симпатичних нейронів спинного мозку, до верхнього шийного ганглія і, нарешті, до епіфізу.
Потім епіфіз може змінити вироблення мелатоніну залежно від кількості світла, яке сприймається очима. Це призвело до того, що епіфіз став називатися „третім оком” тіла, завдяки його здатності реагувати на сприйняття світла.
Коли виробляється мелатонін, він не випускається у вакуум, щоб робити, як заманеться. Як і для багатьох процесів в організмі, існує рівновага, яка зберігається. Цей баланс називається гомеостазом. Коли епіфіз виділяє мелатонін, він подає назад дію на рецептори мелатоніну MT1 та MT2 на SCN. Ця взаємодія впливає на контроль за циркадною системою в організмі, що має більш широкі наслідки для потенційних захворювань.
Є кілька інших цікавих ефектів мелатоніну, які не до кінця зрозумілі в організмі людини. Відомо, що на тваринних моделях мелатонін може зменшити секрецію гонадотропін-рилізинг-гормону (GnRH) із гіпоталамуса. Це може мати інгібуючий вплив на репродуктивні функції. У ссавців це може уповільнити дозрівання сперми та яйцеклітин та зменшити функцію репродуктивних органів. Існує теорія, що це може впливати на сезонні репродуктивні функції деяких тварин. Коли ночі довші в зимові місяці, і доступ до їжі може бути зменшений, збільшена темрява може призвести до підвищення рівня мелатоніну та зниження родючості. Це може зменшити ймовірність появи у деяких видів тварин молодняку, котрий може не пережити худих зимових періодів. Значення цього, особливо серед людей, невідоме.
Однак рекомендується застосовувати додатковий мелатонін (який є єдиним нерегульованим гормоном, що продається без рецепта в США) вагітним жінкам та дітям. Виділення мелатоніну епіфізом може відігравати певну роль у термінах статевого дозрівання людини. У період статевого дозрівання рівень мелатоніну незначно знижується, а пухлини епіфізу, що усувають вироблення мелатоніну, спричинять передчасне статеве дозрівання у маленьких дітей.
Нарешті, мелатонін, що виробляється епіфізом, є дуже ефективним антиоксидантом. Він може захищати нейрони в центральній нервовій системі від вільних радикалів, таких як оксид азоту або перекис водню. Ці хімічні речовини утворюються в активних нервових тканинах. Вільні радикали можуть збільшити ризик пошкодження тканин та дисфункції, включаючи ризик таких медичних проблем, як рак та нейродегенеративні захворювання.
Також відомо, що виробництво мелатоніну зменшується з природним старінням, і як це посилює хворобу, все ще досліджують.
Супутні умови
Епіфіз і його вироблення мелатоніну є центральними для порушень циркадного ритму, що впливають на сон. Наприклад, це може посилити безсоння при синдромі затримки фази сну. Він також може відігравати роль при сезонних афективних розладах, які іноді називають зимовою депресією. Крім того, коли епіфіз уражений пухлинами, наслідки можуть призвести до операції на мозку.
Порушення добового ритму
Ці умови виникають, коли синхрон між моделями неспання та сну не узгоджується з соціальними нормами або природним ритмом світла і темряви. Характеризуючись нерегулярним сном і пробудженням, постраждала людина відчуватиме безсоння і неправильно приурочену сонливість. До циркадних розладів сну належать:
- Синдром затримки фази сну: нічні сови, яким важко спати і проблеми з пробудженням раніше.
- Синдром поглибленої фази сну: Характеризується раннім настанням сну та ранним ранковим пробудженням.
- Вільний або не 24: Найчастіше зустрічається у сліпих людей без сприйняття світла, час сну може поступово змінюватися протягом тижнів або місяців.
- Нерегулярний ритм сну і неспання: Замість тривалого періоду сну на ніч, сон розпадається на коротші інтервали протягом 24 годин.
Як можна порушити час сну? Зрештою, це може залежати від особистої точки зору, значною мірою під впливом соціального контексту. Потрібно бути обережним, щоб не позначати нормальні зміни фізіологічних особливостей хворобою. Коли спостерігаються значні соціальні та професійні дисфункції (включаючи прогули у школі чи на роботі), лікування може бути доцільним. На щастя, для тих, у кого нерегулярний режим сну без наслідків, медична допомога, як правило, не звертається.
Сезонні афективні розлади (SAD)
З тривалою темрявою ночі, яка відбувається в зимові місяці в північній півкулі, може настати сезонний афективний розлад. Також відомий як зимова депресія, стан може бути пов’язано з іншими симптомами, включаючи зниження фізичної активності та збільшення ваги. Фототерапія зі штучним нанесенням світла від світлового короба або окулярів світлотерапії може бути корисною. Час світла, як правило, вранці, але важливо дотримуватися вказівок медичного працівника.
Пухлини на епіфізі
Рак рідко може вражати епіфіз. Насправді менше 1 відсотка пухлин головного мозку відбувається в епіфізі, але тут виявлено від 3 до 8 відсотків пухлин головного мозку у дітей. Як правило, пухлини епіфіза зустрічаються частіше серед молодих людей, тих осіб від 20 до 40 років віку. Існує лише кілька пухлин, які можуть впливати на епіфіз у мозку. Насправді існує лише три типи справжніх пухлин клітин епіфізу. До них належать:
- Пінеоцитома: повільно зростаюча, часто класифікується як пухлина ІІ ступеня.
- Пінеобластома: Як правило, більш агресивна, або класифікується як проміжна форма III ступеня, або більш злоякісна IV ступеня.
- Змішана пухлина епіфізу: Містить комбінацію типів клітин, що робить чисту класифікацію менш можливою.
Ці пухлини можуть зростати досить великими, щоб перешкоджати нормальному потоку ліквору в шлуночках. Вважається, що 10-20 відсотків пухлин епіфіза також можуть поширюватися через це середовище, особливо найбільш агресивний варіант пінеобластоми. На щастя, ці раки рідко метастазують в інших місцях тіла.
Симптоми, що розвиваються при пухлині епіфіза, можуть включати:
- Порушення рухів очей, що спричиняють подвійний зір
- Головний біль
- Нудота
- Блювота
Якщо виявлено пухлину епіфіза, лікування, як правило, включає опромінення. Якщо присутній пінеобластома, необхідно опромінити весь головний та спинний мозок. Якщо пухлина поширилася або вона відновлюється після променевого лікування, може бути призначена хіміотерапія. У деяких випадках може бути проведена хірургічна операція для визначення типу пухлини шляхом видалення частини пухлини. Якщо потік спинномозкової рідини перекритий, що призводить до набряку всередині мозку, може бути встановлений шунт для забезпечення нормальної циркуляції за межами місця пухлини.
Інші умови
Примітно, що певні ліки можуть впливати на реле від сприйняття світла оком до вироблення мелатоніну в епіфізі. Зокрема, бета-блокуючі ліки, що застосовуються для лікування гіпертонії, тахікардії та серцевих захворювань, можуть перешкоджати нормальному вивільненню мелатоніну. До таких так званих бета-блокаторів належать Лопресор (метопролол), Тенормін (атенолол), Індерал (пропранолол) ), і інші. Якщо це суттєво впливає на сон або здоров'я, можливо, доведеться використовувати інший препарат.
Епіфіз може кальцинувати у людей старшого віку, висвітлюючись на КТ через підвищену щільність, і приводячи до присутності «мозкового піску» при патологічній оцінці тканини.
Тести
У більшості випадків тестування для оцінки епіфіза не показане. Рівні мелатоніну можна виміряти в слині, крові та сечі без безпосередньої оцінки епіфіза; однак це в основному робиться в контексті наукових досліджень, а не в клінічній допомозі. Враховуючи його розмір, деякі методи візуалізації можуть надати лише обмежені дані про структуру. У контексті пухлин епіфіза можуть бути доцільними такі тести:
- Комп’ютерна томографія (КТ)
- Магнітно-резонансна томографія (МРТ)
- Біопсія мозку
Подальша оцінка циркадних розладів може зажадати оцінки спеціалістом зі сну, сертифікованим комітетом, який поставить цілеспрямовані питання для подальшого розуміння закономірностей та наслідків проблеми.
Відстеження добового ритму може виконуватися поздовжньо за допомогою журналів сну або актиграфії. Технологія, яка можна носити, включаючи звичайні фітнес-трекери, може надати деякі з цих біометричних даних. Фахівець зі сну також направить відповідні заходи, включаючи потенційне використання добавок мелатоніну або фототерапії, для оптимізації сну та самопочуття.
.jpg)
.jpg)
