Vsebina
Globoko v možganih je drobna epifiza, organ, ki proizvaja telesni melatonin, vpliven hormon, ki pomaga uravnavati spanje in budnost ter cirkadijske vzorce, ki imajo široke učinke na zdravje. Odkrijte več o anatomiji, lokaciji in delovanju epifize ter o tem, kako vpliva na spanje, vpliva na sezonsko razmnoževanje živali in nanj lahko vplivajo specifični možganski tumorji.Anatomija
Epifiza (ali epifiza) je majhen organ v obliki borovega stožca, ki leži znotraj strehe tretjega prekata, globoko v možganih. Obdukcijske študije so pokazale, da je povprečna velikost epifize podobna zrnu riža. Prekati so prostori, napolnjeni s tekočino, tretji prekat pa se razteza od velikih stranskih prekatov do ozkega možganskega vodovoda, ki poteka med dvema polovicama možganskega dela, imenovanega diencefalon. Nahaja se na območju, imenovanem epitelamus, tik za talamusom in nad malim možganom, počiva na zadnjem delu možganov blizu možganskega debla. Obstaja majhna vdolbina epifize, napolnjena s tekočino, ki štrli v steblo epifize, kar omogoča, da se hormoni, ki jih proizvaja, lažje razpršijo po možganih.
Struktura
Celice, ki tvorijo tkivo epifize pri ljudeh in drugih sesalcih, vključujejo pinealocite, ki proizvajajo hormone, in podporne intersticijske celice. Živčne celice ali nevroni lahko vplivajo na pinealocite z izločanjem določenih kemikalij, imenovanih nevrotransmiterji. Živčna vlakna dosežejo žlezo preko epifize in vsebujejo številne snovi, med drugim:
- GABA
- Orexin
- Serotonin
- Histamin
- Oksitocin
- Vazopresin
Celice pinealocitov imajo receptorje za vse te nevrotransmiterje, kar kaže na vpliv drugih kemikalij, ki so pogoste v možganih.
Pri ljudeh in drugih sesalcih se ta vpliv razširi preko možganov na zbirko nevronov, ki se nahajajo v simpatičnih zgornjih vratnih ganglijih ter parasimpatičnih sfenopalatinskih in ušnih ganglijih. Ta povezava je rele od epifize do suprahiasmatskega jedra (SCN), ki se nahaja v hipotalamusu. SCN je ključnega pomena, ker je to glavni srčni spodbujevalnik za cirkadiani ritem v telesu, na katerega vpliva zaznavanje svetlobe, ki jo zazna mrežnica in se pošlje vzdolž retinohipotalamičnega trakta.
Funkcija
Najpomembnejša funkcija epifize je proizvodnja hormona, imenovanega melatonin. Melatonin se sintetizira iz molekul nevrotransmiterja serotonina. Ko se proizvede, se izloči iz epifize. Ima pomembne učinke na cirkadiani ritem, vključno z vplivi na spanje in možnimi učinki na sezonsko razmnoževanje živali.
V epifizi se serotonin (ki izvira iz aminokisline, imenovane triptofan) pretvori, ko dodamo acetilno skupino in nato metilno skupino, da dobimo melatonin. To dosežemo z dvema encimoma: serotonin-N-acetiltransferazo in hidroksiindol-O-metiltranferazo. Izpostavljenost melatoninu poslabša izpostavljenost svetlobi.
Kako svetloba vpliva na proizvodnjo melatonina v epifizi? Da bi odgovorili na to vprašanje, je pomembno razumeti, kako svetloba na splošno vpliva na cirkadiane ritme telesa. Iz latinskega pomena "približno en dan" se izraz cirkadian nanaša na številne fiziološke procese, povezane s časom svetlobe in teme. Čeprav vključuje spanje in budnost, se ta časovni čas verjetno razteza na sproščanje hormonov, uporabo energije za optimizacijo metabolizma in koordinacijo medsebojno povezanih sistemov telesa.
Svetloba, ki prehaja skozi očesno mrežnico, aktivira specifične receptorje, imenovane notranje fotosenzibilne mrežnične ganglijske celice (ipRGC). Te celice vsebujejo fotopigment, imenovan melanopsin. Od tu se signal prenaša z oči na epifizo. Najprej se sporočilo prenese po retinohipotalamičnem traktu, ki se razteza od mrežničnih celic do SCN v sprednjem hipotalamusu v možganih. Paraventrikularno jedro hipotalamusa nato pošlje signal na preganglijske simpatične nevrone v hrbtenjači, na nadrejeni vratni ganglij in nazadnje na epifizo.
Epifiza lahko nato spremeni proizvodnjo melatonina na podlagi količine svetlobe, ki jo zaznajo oči. Zaradi tega se epifiza zaradi njene sposobnosti odzivanja na zaznavanje svetlobe imenuje "tretje oko" telesa.
Ko se melatonin proizvede, se ne sprosti v vakuum, da naredi, kot želi. Kot velja za številne procese v telesu, se ohrani ravnovesje. To ravnovesje imenujemo homeostaza. Ko epifiza izloča melatonin, se ta napaja z delovanjem na receptorje za melatonin MT1 in MT2 na SCN. To medsebojno vplivanje vpliva na nadzor nad cirkadianskim sistemom v telesu, kar ima širše posledice za potencialno bolezen.
Obstaja še nekaj drugih nenavadnih učinkov melatonina, ki jih ljudje v celoti ne razumejo. Znano je, da lahko na živalskih modelih melatonin zmanjša izločanje gonadotropin-sproščujočega hormona (GnRH) iz hipotalamusa. To lahko zaviralno vpliva na reproduktivne funkcije. Pri sesalcih lahko to upočasni dozorevanje sperme in jajčec ter zmanjša delovanje reproduktivnih organov. Teoretizirajo se, da lahko vpliva na sezonske reproduktivne funkcije nekaterih živali. Ko so noči v zimskih mesecih daljše in se lahko zmanjša dostop do hrane, lahko povečana tema povzroči višjo raven melatonina in zmanjšuje plodnost. Zaradi tega je lahko manj verjetno, da bodo nekatere živalske vrste imele mlade, ki morda ne bodo preživele pustega časa zime. Pomen tega, zlasti pri ljudeh, ni znan.
Vendar je pri uporabi dodatnega melatonina (ki je edini neregulirani hormon, ki ga je mogoče kupiti v prosti prodaji v Združenih državah Amerike) pri nosečnicah in otrocih previdno. Sproščanje melatonina v epifizi ima lahko pomembno vlogo pri času spolnega zorenja človeka. Raven melatonina v puberteti rahlo upade, epifize tumorjev, ki odpravljajo nastajanje melatonina, pa bodo pri majhnih otrocih povzročile prezgodnjo puberteto.
Končno je melatonin, ki ga proizvaja epifiza, zelo učinkovit antioksidant. Lahko zaščiti nevrone v centralnem živčnem sistemu pred prostimi radikali, kot sta dušikov oksid ali vodikov peroksid. Te kemikalije nastajajo v aktivnih živčnih tkivih. Prosti radikali lahko povečajo tveganje za poškodbe tkiva in disfunkcijo, vključno s tveganjem za zdravstvene težave, kot so rak in nevrodegenerativne bolezni.
Znano je tudi, da se proizvodnja melatonina z naravnim staranjem zmanjšuje in kako to poslabšuje bolezen, še vedno raziskujejo.
Pridruženi pogoji
Epifiza in njena proizvodnja melatonina sta osrednjega pomena za motnje cirkadianskega ritma, ki vplivajo na spanje. Na primer, lahko poslabša nespečnost pri sindromu zapoznele faze spanja. Lahko ima tudi vlogo pri sezonskih afektivnih motnjah, včasih znanih tudi kot zimska depresija. Poleg tega, če tumorji prizadenejo epifizo, lahko učinki povzročijo operacijo možganov.
Motnje cirkadijskega ritma
Ti pogoji se pojavijo, ko se sinhronost med vzorci budnosti in spanja ne ujema z družbenimi normami ali naravnim ritmom svetlobe in teme. Zanj so značilne nepravilne postelje in prebujanja, prizadeta oseba bo imela nespečnost in neprimerno časovno zaspanost. Cirkadijske motnje spanja vključujejo:
- Sindrom zapoznele faze spanja: Nočne sove, ki imajo težave s spanjem in težave s prebujanjem prej.
- Sindrom napredne faze spanja: Značilen z zgodnjim začetkom spanja in zgodnjim jutranjim prebujanjem.
- Prosti ali ne-24: Najpogosteje pri slepih ljudeh brez zaznavanja svetlobe, čas spanja se lahko postopoma spreminja skozi tedne ali mesece.
- Nepravilen ritem spanja in budnosti: Namesto daljšega spanca čez noč se spanje razdeli na krajše intervale v 24-urnem dnevu.
Kako je lahko čas spanja neurejen? Na koncu je to lahko odvisno od osebne perspektive, na katero v veliki meri vpliva družbeni kontekst. Previden mora biti, da običajnih variacij fizioloških vzorcev ne označi kot bolezen. Kadar obstajajo pomembne socialne in poklicne motnje (vključno z opustitvijo šolanja ali dela), je zdravljenje morda primerno. Na srečo pri tistih, katerih neredni vzorci spanja ne vplivajo, običajno ni treba poiskati zdravniške pomoči.
Sezonska afektivna motnja (SAD)
Ob dolgotrajni nočni temi, ki se pojavi v zimskih mesecih na severni polobli, lahko nastopi sezonska afektivna motnja. Znano tudi kot zimska depresija, je stanje lahko povezano z drugimi simptomi, vključno z zmanjšano telesno aktivnostjo in povečanjem telesne mase. V pomoč je lahko fototerapija z umetno uporabo svetlobe iz svetlobne škatle ali kozarcev za svetlobno terapijo. Čas svetlobe je običajno zjutraj, vendar je pomembno, da sledite navodilom zdravstvenega delavca.
Tumorji epifize
Rak lahko redko prizadene epifizo. Dejansko se v epifizi pojavi manj kot 1 odstotek možganskih tumorjev, tu pa najdemo 3 do 8 odstotkov možganskih tumorjev pri otrocih. Na splošno se tumorji epifize pojavljajo več pri mladih odraslih, tistih med 20 in 40 leti starosti. Obstaja le nekaj tumorjev, ki lahko prizadenejo epifizo v možganih. Dejansko obstajajo le tri vrste resničnih tumorjev epifize. Tej vključujejo:
- Pineocitom: Počasi rastoč, pogosto razvrščen kot tumor stopnje II.
- Pineoblastoma: Na splošno bolj agresiven, bodisi razvrščen kot vmesna oblika III. Stopnje ali bolj maligni IV.
- Mešani pinealni tumor: Vsebuje kombinacijo vrst celic, zaradi česar je čista razvrstitev manj možna.
Ti tumorji lahko zrastejo dovolj veliki, da ovirajo normalen pretok cerebrospinalne tekočine znotraj prekatov. Ocenjuje se, da se lahko s tem medijem širi tudi 10 do 20 odstotkov tumorjev epifize, predvsem bolj agresivna varianta pineoblastoma. Na srečo ti raki le redko metastazirajo drugje v telesu.
Simptomi, ki se razvijejo s tumorjem epifize, lahko vključujejo:
- Okvarjeni gibi oči, ki povzročajo dvojni vid
- Glavobol
- Slabost
- Bruhanje
Če se ugotovi tumor epifize, zdravljenje običajno vključuje obsevanje. Če je prisoten pineoblastom, je treba obsevati celotne možgane in hrbtenjačo. Če se je tumor razširil ali če se po zdravljenju z obsevanjem ponovi, je lahko indicirana kemoterapija. V nekaterih primerih se lahko izvede operacija za določitev vrste tumorja z odstranitvijo dela tumorja. Če je pretok cerebrospinalne tekočine blokiran, kar vodi do otekanja v možganih, se lahko postavi shunt, ki zagotavlja normalno cirkulacijo izven mesta tumorja.
Drugi pogoji
Opaziti je, da lahko nekatera zdravila vplivajo na rele od zaznavanja svetlobe do očesa do proizvodnje melatonina v epifizi. Zlasti zaviralci beta, ki se uporabljajo za zdravljenje hipertenzije, tahikardije in bolezni srca, lahko motijo normalno sproščanje melatonina. Ti tako imenovani zaviralci beta vključujejo Lopressor (metoprolol), Tenormin (atenolol), Inderal (propranolol) ), in drugi. Če to pomembno vpliva na spanje ali zdravje, bo morda treba uporabiti druga zdravila.
Epifiza se pri starejših posameznikih lahko poapne, osvetli se na CT preiskavah zaradi povečane gostote in vodi do prisotnosti "možganskega peska" pri patološki oceni tkiva.
Testi
V večini primerov testiranje za oceno epifize ni indicirano. Raven melatonina je mogoče izmeriti v slini, krvi in urinu brez neposredne ocene epifize; vendar se to večinoma izvaja v okviru raziskovalnih študij in ne v klinični oskrbi. Glede na njegovo velikost lahko nekatere slikovne tehnike zagotavljajo le omejene podatke o strukturi. V okviru tumorjev epifize so lahko ustrezni naslednji testi:
- Računalniška tomografija (CT)
- Skeniranje z magnetno resonanco (MRI)
- Biopsija možganov
Za nadaljnjo oceno cirkadijskih motenj bo morda potrebna ocena, ki jo bo opravil strokovnjak za spanje, certificiran s strani odbora, ki bo zastavil ciljno zastavljena vprašanja za nadaljnje razumevanje vzorcev in učinkov težave.
Sledenje cirkadianskemu ritmu se lahko izvaja vzdolžno z dnevniki spanja ali aktigrafijo. Nosljiva tehnologija, vključno s splošnimi sledilci telesne pripravljenosti, lahko zagotovi nekatere od teh biometričnih podatkov. Strokovnjak za spanje bo usmeril tudi ustrezne posege, vključno z morebitno uporabo dodatkov melatonina ali fototerapijo, za optimizacijo spanja in dobrega počutja.