Anatomija epifize

Duboko u mozgu nalazi se sićušna epifiza, organ koji proizvodi tjelesni melatonin, utjecajni hormon koji pomaže u regulaciji sna i budnosti i cirkadijski obrasci koji imaju široke učinke na zdravlje. Otkrijte više o anatomiji, položaju i funkciji epifize i kako utječe na san, utječe na sezonsku reprodukciju životinja i na njega mogu utjecati specifični tumori mozga.

Anatomija

Epifiza (ili epifiza) je mali organ u obliku borove šišarke koji leži unutar krova treće klijetke, duboko u mozgu. Obdukcijske studije pokazale su da je prosječna veličina epifize slična zrnu riže. Ventrikuli su prostori ispunjeni tekućinom, a treća se komora proteže od velikih bočnih komora do uskog cerebralnog akvadukta, prolazeći između dvije polovice dijela mozga koji se naziva diencefalon. Nalazi se unutar područja nazvanog epitelamus, odmah iza talamusa i iznad malog mozga, počivajući na stražnjem dijelu mozga u blizini moždanog debla. Postoji malo udubljenje epifize ispunjeno tekućinom koja se izbacuje u stabljiku epifize, što omogućava da se hormoni koje proizvodi lakše šire u mozgu.

Struktura

Stanice koje čine tkivo epifize kod ljudi i drugih sisavaca uključuju pinealocite koji proizvode hormone i podržavajuće intersticijske stanice. Živčane stanice ili neuroni mogu utjecati na pinealocite lučenjem specifičnih kemikalija zvanih neurotransmiteri. Živčana vlakna dopiru do žlijezde putem epifize i sadrže mnoge tvari, uključujući:

• GABA
• Orexin
• Serotonin
• Histamin
• Oksitocin
• Vazopresin

Stanice pinealocita imaju receptore za sve ove neurotransmitere, što upućuje na utjecaj ovih drugih kemikalija koje su uobičajene u mozgu.

U ljudi i ostalih sisavaca taj se utjecaj širi izvan mozga na kolekciju neurona smještenih u simpatičkim gornjim vratnim ganglijima i parasimpatičkim sfenopalatinskim i očnim ganglijima. Ova veza je relej od epifize do suprahiasmatske jezgre (SCN) smještene u hipotalamusu. SCN je od vitalne važnosti jer je ovo primarni srčani stimulator za cirkadijski ritam u tijelu, na koji utječe percepcija svjetlosti koju mrežnica otkriva i šalje duž retinohipotalamičkog trakta.

Funkcija

Najvažnija funkcija epifize je proizvodnja hormona koji se naziva melatonin. Melatonin se sintetizira iz molekula neurotransmitera serotonina. Jednom proizveden, izlučuje se iz epifize. Ima važne učinke na cirkadijski ritam, uključujući utjecaje na san i moguće učinke na sezonsko razmnožavanje životinja.

Unutar epifize, serotonin (koji je izveden iz aminokiseline koja se naziva triptofan) prolazi kroz transformaciju kada se doda acetilna skupina, a zatim metilna skupina dajući melatonin. To se postiže s dva enzima: serotonin-N-acetiltransferaza i hidroksiindol-O-metiltranferaza. Proizvodnja melatonina oslabljena je izlaganjem svjetlosti.

Kako svjetlost utječe na proizvodnju melatonina u epifizi? Da bi se odgovorilo na ovo pitanje, važno je razumjeti kako svjetlost općenito utječe na cirkadijske ritmove tijela. Od latinskog značenja "oko jednog dana", izraz cirkadijan odnosi se na brojne fiziološke procese koji su povezani s vremenom svjetla i tame. Iako uključuje spavanje i budnost, ovo se cirkadijansko vrijeme vjerojatno proteže na oslobađanje hormona, upotrebu energije za optimizaciju metabolizma i koordinaciju međusobno povezanih sustava tijela.

Svjetlost koja prolazi kroz mrežnicu oka aktivira specifične receptore koji se nazivaju suštinski fotoosjetljive ganglijske stanice mrežnice (ipRGC). Te stanice sadrže fotopigment nazvan melanopsin. Odavde se signal prenosi s očiju na epifizu. Prvo se poruka prenosi duž retinohipotalamičnog trakta koji se proteže od stanica mrežnice do SCN-a u prednjem hipotalamusu u mozgu. Paraventrikularna jezgra hipotalamusa zatim šalje signal duž preganglijskih simpatičkih neurona u leđnoj moždini, do gornjeg cervikalnog ganglija i na kraju dalje do epifize.

Epifiza tada može izmijeniti proizvodnju melatonina, na temelju količine svjetlosti koju opažaju oči. To je dovelo do toga da se epifiza naziva "trećim okom" tijela, zbog svoje sposobnosti da reagira na percepciju svjetlosti.

Kada se proizvodi melatonin, on se ne ispušta u vakuum kako bi učinio kako želi. Kao što vrijedi za mnoge procese u tijelu, postoji ravnoteža koja se čuva. Ta se ravnoteža naziva homeostaza. Kada epifiza luči melatonin, on se vraća djelovanjem na MT1 i MT2 receptore melatonina na SCN. Ova interakcija utječe na kontrolu cirkadijanskog sustava u tijelu, sa širim implikacijama na potencijalnu bolest.

Postoji još nekoliko znatiželjnih učinaka melatonina koji kod ljudi nisu potpuno razumljivi. Poznato je da na životinjskim modelima melatonin može smanjiti lučenje gonadotropin-oslobađajućeg hormona (GnRH) iz hipotalamusa. To može imati inhibicijski učinak na reproduktivne funkcije. U sisavaca to može usporiti sazrijevanje sperme i jajnih stanica i smanjiti funkciju reproduktivnih organa. Teoretizira se da to može utjecati na sezonske reproduktivne funkcije nekih životinja. Kada su noći duže u zimskim mjesecima, a pristup hrani može biti smanjen, povećana tama može dovesti do veće razine melatonina i smanjene plodnosti. To može smanjiti vjerojatnost da neke životinjske vrste dobiju mladunče koje možda neće preživjeti zima bez tjeskobe. Značaj toga, posebno među ljudima, nije poznat.

Međutim, savjetuje se oprez pri upotrebi dopunskog melatonina (koji je jedini neregulirani hormon dostupan u SAD-u bez recepta) kod trudnica i djece. Otpuštanje melatonina od epifize može igrati ulogu u vremenu ljudskog spolnog sazrijevanja. Razina melatonina lagano opada u pubertetu, a tumori epifize koji eliminiraju proizvodnju melatonina uzrokovat će prerani pubertet u male djece.

Napokon, melatonin koji proizvodi epifiza vrlo je učinkovit antioksidans. Može zaštititi neurone u središnjem živčanom sustavu od slobodnih radikala, poput dušikovog oksida ili vodikovog peroksida. Te se kemikalije stvaraju u aktivnim živčanim tkivima. Slobodni radikali mogu povećati rizik od oštećenja tkiva i disfunkcije, uključujući rizik od medicinskih problema poput raka i neurodegenerativne bolesti.

Također je poznato da se proizvodnja melatonina smanjuje s prirodnim starenjem, a kako se to pogoršava bolest još se istražuje.

Pridruženi uvjeti

Epifiza i proizvodnja njenog melatonina ključni su za poremećaje cirkadijalnog ritma koji utječu na san. Na primjer, može pogoršati nesanicu u sindromu odgođene faze spavanja. Također može imati ulogu u sezonskom afektivnom poremećaju, ponekad poznatom i kao zimska depresija. Osim toga, kada epifiza utječe na tumore, učinci mogu dovesti do operacije na mozgu.

Poremećaji cirkadijanskog ritma

Ta se stanja javljaju kad se sinkronija između obrazaca budnosti i sna ne poklapa s društvenim normama ili prirodnim ritmom svjetlosti i tame. Karakterizirano neredovitim spavanjem i buđenjem, pogođena osoba doživjet će nesanicu i nepropisno pospanost. Cirkadijalni poremećaji spavanja uključuju:

• Sindrom faze odgođenog spavanja: Noćne sove koje imaju poteškoće s spavanjem i ranije se bude.
• Sindrom napredne faze spavanja: Karakterizira rani početak spavanja i rano jutarnje buđenje.
• Slobodno trčanje ili ne-24: Najčešće se nalazi kod slijepih osoba bez percepcije svjetlosti, vrijeme spavanja može se postupno mijenjati tijekom tjedana ili mjeseci.
• Nepravilan ritam spavanja i buđenja: Umjesto produljenog razdoblja spavanja preko noći, spavanje se dijeli na kraće intervale tijekom 24-satnog dana.

Kako se vrijeme spavanja može poremetiti? U konačnici, to može ovisiti o osobnoj perspektivi, na koju u velikoj mjeri utječe socijalni kontekst. Treba biti oprezan kako bi se izbjeglo označavanje normalnih varijacija fizioloških obrazaca bolešću. Kada postoji značajna socijalna i profesionalna disfunkcija (uključujući izostajanje sa škole ili s posla), liječenje može biti prikladno. Srećom, za one čiji su neredoviti oblici spavanja bez posljedica, obično se ne traži liječnička pomoć.

Sezonski afektivni poremećaj (SAD)

S produljenom noćnom tamom koja se javlja u zimskim mjesecima na sjevernoj hemisferi, može nastupiti sezonski afektivni poremećaj. Poznato i kao zimska depresija, stanje može biti povezano s drugim simptomima, uključujući smanjenu tjelesnu aktivnost i debljanje. Fototerapija, uz umjetnu primjenu svjetlosti iz svjetlosne kutije ili naočala za svjetlosnu terapiju, može biti korisna. Vrijeme svjetla je obično ujutro, ali važno je slijediti smjernice medicinskog stručnjaka.

Tumori žlijezde epifize

Rak rijetko može zahvatiti epifizu. Zapravo se manje od 1 posto tumora na mozgu javlja u epifizi, ali ovdje se nalazi 3 do 8 posto tumora na mozgu u djece. Općenito, tumori epifize javljaju se više među mladim odraslima, onim osobama između 20 i 40 godina starosti. Postoji samo nekoliko tumora koji mogu utjecati na epifizu u mozgu. Zapravo postoje samo tri vrste istinskih tumora epifiza. To uključuje:

• Pineocitom: sporo rastući, često klasificiran kao tumor II stupnja.
• Pineoblastoma: Općenito agresivniji, bilo klasificiran kao srednji oblik III. Stupnja ili više maligni IV. Stupanj.
• Mješoviti tumor epifize: Sadrži kombinaciju vrsta stanica, čineći čistu klasifikaciju manje mogućom.

Ti tumori mogu narasti dovoljno veliki da ometaju normalan protok cerebrospinalne tekućine unutar ventrikula. Procjenjuje se da se 10 do 20 posto tumora epifize također može proširiti tim medijem, a posebno agresivnijom inačicom pineoblastoma. Srećom, ovi karcinomi rijetko metastaziraju negdje drugdje u tijelu.

Simptomi koji se razvijaju s tumorom epifize mogu uključivati:

• Oštećeni pokreti očiju koji uzrokuju dvostruki vid
• Glavobolja
• Mučnina
• Povraćanje

Ako se identificira tumor epifize, liječenje obično uključuje zračenje. Ako je prisutan pineoblastom, mora se ozračiti cijeli mozak i leđna moždina. Ako se tumor proširio ili ako se ponovno liječi nakon liječenja zračenjem, može biti indicirana kemoterapija. U nekim se slučajevima može učiniti operacija za određivanje vrste tumora uklanjanjem dijela tumora. Ako je protok cerebrospinalne tekućine blokiran, što dovodi do oticanja unutar mozga, može se postaviti šant kako bi se osigurala normalna cirkulacija izvan mjesta tumora.

Ostali uvjeti

Značajno je da određeni lijekovi mogu utjecati na relej od percepcije svjetlosti oka do stvaranja melatonina unutar epifize. Konkretno, beta-blokatori koji se koriste za liječenje hipertenzije, tahikardije i bolesti srca mogu ometati normalno oslobađanje melatonina. Ti takozvani beta-blokatori uključuju Lopressor (metoprolol), Tenormin (atenolol), Inderal (propranolol) ), i drugi. Ako ovo značajno utječe na san ili zdravlje, možda će se trebati koristiti drugi lijek.

Epifiza se može kalcificirati u starijih osoba, osvijetliti se na CT snimcima zbog povećane gustoće i dovesti do prisutnosti "mozgovnog pijeska" na patološkoj procjeni tkiva.

Ispitivanja

U većini slučajeva ispitivanje za procjenu epifize nije indicirano. Razine melatonina mogu se mjeriti u slini, krvi i mokraći bez izravne procjene epifize; međutim, to se uglavnom radi u kontekstu istraživačkih studija, a ne u kliničkoj skrbi. S obzirom na njegovu veličinu, neke tehnike snimanja mogu pružiti samo ograničene podatke o strukturi. U kontekstu tumora epifize, sljedeći testovi mogu biti prikladni:

• Skeniranje putem računalne tomografije (CT)
• Skeniranje magnetske rezonancije (MRI)
• Biopsija mozga

Daljnja procjena cirkadijskih poremećaja može zahtijevati procjenu od strane stručnjaka za spavanje certificiranog od strane odbora koji će postavljati ciljana pitanja kako bi dalje razumio obrasce i utjecaje problema.

Praćenje cirkadijalnog ritma može se izvršiti uzdužno dnevnicima spavanja ili aktigrafijom. Nosljiva tehnologija, uključujući uobičajene uređaje za praćenje kondicije, može pružiti neke od ovih biometrijskih podataka. Stručnjak za spavanje također će uputiti odgovarajuće intervencije, uključujući potencijalnu uporabu dodataka melatonina ili fototerapije, kako bi optimizirao san i dobrobit.