Zawartość
Głęboko w mózgu znajduje się maleńka szyszynka, narząd wytwarzający melatoninę, wpływowy hormon, który pomaga regulować sen i czuwanie oraz wzorce okołodobowe, które mają szeroki wpływ na zdrowie. Dowiedz się więcej o anatomii, lokalizacji i funkcji szyszynki oraz o tym, jak wpływa ona na sen, wpływa na sezonową reprodukcję u zwierząt i może mieć na nią wpływ określone guzy mózgu.Anatomia
Szyszynka (lub szyszynka) to mały organ w kształcie szyszki, który znajduje się w sklepieniu trzeciej komory, głęboko w mózgu. Badania autopsyjne wykazały, że średnia wielkość szyszynki jest podobna do ziarenka ryżu. Komory to przestrzenie wypełnione płynem, a trzecia komora rozciąga się od dużych bocznych komór do wąskiego wodociągu mózgowego, przechodząc między dwiema połówkami części mózgu zwanej międzymózgowia. Znajduje się w obszarze zwanym epithalamus, tuż za wzgórzem i powyżej móżdżku, spoczywając z tyłu mózgu w pobliżu pnia mózgu. Istnieje mała, wypełniona płynem wnęka szyszynki, która wystaje do trzonu szyszynki, dzięki czemu hormony, które wytwarza, są łatwiejsze do rozprowadzenia w mózgu.
Struktura
Komórki tworzące tkankę szyszynki u ludzi i innych ssaków obejmują pinealocyty wytwarzające hormony i wspierające komórki śródmiąższowe. Komórki nerwowe lub neurony mogą wpływać na pinealocyty poprzez wydzielanie określonych substancji chemicznych zwanych neuroprzekaźnikami. Włókna nerwowe docierają do gruczołu przez szyszynkę i zawierają wiele substancji, w tym:
- GABA
- Orexin
- Serotonina
- Histamina
- Oksytocyna
- Wazopresyna
Komórki szyszynki mają receptory dla wszystkich tych neuroprzekaźników, co sugeruje wpływ tych innych substancji chemicznych, które są powszechne w mózgu.
U ludzi i innych ssaków wpływ ten rozciąga się poza mózg i obejmuje zbiór neuronów zlokalizowanych we współczulnych zwojach szyjnych górnych oraz w zwojach przywspółczulnych klinowo-podniebiennych i usznych. To połączenie jest przekaźnikiem od szyszynki do jądra nadskrzyżowaniowego (SCN) zlokalizowanego w podwzgórzu. SCN ma kluczowe znaczenie, ponieważ jest głównym stymulatorem rytmu dobowego w organizmie, na który wpływa percepcja światła wykrywanego przez siatkówkę i wysyłanego wzdłuż drogi siatkówkowo-podwzgórzowej.
Funkcjonować
Najważniejszą funkcją szyszynki jest produkcja hormonu zwanego melatoniną. Melatonina jest syntetyzowana z cząsteczek neuroprzekaźnika serotoniny. Po wyprodukowaniu jest wydzielany z szyszynki. Ma istotny wpływ na rytm dobowy, w tym na sen i możliwy wpływ na sezonową reprodukcję zwierząt.
W szyszynce serotonina (pochodząca z aminokwasu zwanego tryptofanem) ulega przemianie, gdy dodaje się grupę acetylową, a następnie grupę metylową, aby uzyskać melatoninę. Odbywa się to za pomocą dwóch enzymów: serotoniny-N-acetylotransferazy i hydroksyindolo-O-metylotranferazy. Ekspozycja na światło osłabia produkcję melatoniny.
Jak światło wpływa na produkcję melatoniny w szyszynce? Aby odpowiedzieć na to pytanie, ważne jest, aby zrozumieć, jak ogólnie światło wpływa na rytmy dobowe organizmu. Z łaciny oznaczającego „około jednego dnia”, termin okołodobowy odnosi się do wielu procesów fizjologicznych, które są powiązane z czasem światła i ciemności. Chociaż obejmuje sen i czuwanie, ten dobowy czas prawdopodobnie rozciąga się na uwalnianie hormonów, wykorzystanie energii do optymalizacji metabolizmu i koordynację wzajemnie połączonych systemów organizmu.
Światło przechodzące przez siatkówkę oka aktywuje specyficzne receptory zwane wewnętrznie światłoczułymi komórkami zwojowymi siatkówki (ipRGC). Te komórki zawierają fotopigment zwany melanopsyną. Stąd sygnał jest przekazywany z oczu do szyszynki. Po pierwsze, wiadomość jest przekazywana wzdłuż układu siatkówkowo-podwzgórzowego, który rozciąga się od komórek siatkówki do SCN w przednim podwzgórzu mózgu. Jądro przykomorowe podwzgórza wysyła następnie sygnał do przedwojowych neuronów współczulnych w rdzeniu kręgowym, do zwoju szyjnego górnego, a na końcu do szyszynki.
Szyszynka może wtedy zmienić produkcję melatoniny na podstawie ilości światła dostrzeganego przez oczy. To doprowadziło do tego, że szyszynka została nazwana „trzecim okiem” ciała, ze względu na jej zdolność do reagowania na percepcję światła.
Kiedy melatonina jest produkowana, nie jest uwalniana do próżni, aby robić, co chce. Tak jak w przypadku wielu procesów zachodzących w organizmie, zachowana jest równowaga. Ta równowaga nazywa się homeostazą. Kiedy szyszynka wydziela melatoninę, jest ona sprzężona zwrotnie poprzez działanie na receptory melatoniny MT1 i MT2 w SCN. Ta wzajemna zależność wpływa na kontrolę układu okołodobowego w organizmie, co ma szersze konsekwencje dla potencjalnej choroby.
Istnieje kilka innych ciekawych efektów melatoniny, które nie są w pełni zrozumiałe u ludzi. Wiadomo, że w modelach zwierzęcych melatonina może zmniejszać wydzielanie hormonu uwalniającego gonadotropinę (GnRH) z podwzgórza. Może to mieć hamujący wpływ na funkcje rozrodcze. U ssaków może to spowolnić dojrzewanie plemników i komórek jajowych oraz osłabić działanie narządów rodnych. Istnieje teoria, że może to wpływać na sezonowe funkcje rozrodcze niektórych zwierząt. Kiedy noce są dłuższe w miesiącach zimowych, a dostęp do pożywienia może być ograniczony, zwiększona ciemność może prowadzić do wyższych poziomów melatoniny i zmniejszonej płodności. Może to zmniejszyć prawdopodobieństwo, że niektóre gatunki zwierząt będą miały młode, które mogą nie przetrwać chudej zimy. Znaczenie tego, zwłaszcza wśród ludzi, jest nieznane.
Zaleca się jednak ostrożność w stosowaniu uzupełniającej melatoniny (która jest jedynym nieregulowanym hormonem dostępnym do kupienia bez recepty w Stanach Zjednoczonych) u kobiet w ciąży i dzieci. Uwalnianie melatoniny przez szyszynkę może odgrywać rolę w czasie dojrzewania płciowego człowieka. Poziom melatoniny nieznacznie spada w okresie dojrzewania, a guzy szyszynki, które eliminują produkcję melatoniny, powodują przedwczesne dojrzewanie u małych dzieci.
Wreszcie melatonina wytwarzana przez szyszynkę jest bardzo skutecznym przeciwutleniaczem. Może chronić neurony w ośrodkowym układzie nerwowym przed wolnymi rodnikami, takimi jak tlenek azotu czy nadtlenek wodoru. Te substancje chemiczne powstają w aktywnych tkankach nerwowych. Wolne rodniki mogą zwiększać ryzyko uszkodzenia i dysfunkcji tkanek, w tym ryzyko problemów zdrowotnych, takich jak rak i choroby neurodegeneracyjne.
Wiadomo również, że produkcja melatoniny spada wraz z naturalnym starzeniem się, a sposób, w jaki to zaostrza chorobę, jest nadal przedmiotem badań.
Warunki powiązane
Szyszynka i wytwarzana przez nią melatonina mają kluczowe znaczenie dla zaburzeń rytmu okołodobowego, które wpływają na sen. Na przykład może nasilać bezsenność w zespole opóźnionej fazy snu. Może również odgrywać rolę w sezonowych zaburzeniach afektywnych, czasami nazywanych depresją zimową. Ponadto, gdy szyszynka jest dotknięta guzami, skutki mogą prowadzić do operacji mózgu.
Zaburzenia rytmu okołodobowego
Te warunki występują, gdy synchronizacja między wzorami czuwania i snu nie jest zgodna z normami społecznymi lub naturalnym rytmem światła i ciemności. Charakteryzująca się nieregularnymi porami snu i przebudzeniami osoba dotknięta chorobą będzie doświadczać bezsenności i senności w niewłaściwym czasie. Zaburzenia snu okołodobowego obejmują:
- Zespół opóźnionej fazy snu: Nocne marki, które mają trudności z zasypianiem i budzą się we wcześniejszym czasie.
- Zespół zaawansowanej fazy snu: Charakteryzuje się wczesnym zasypianiem i budzeniem się wczesnym rankiem.
- Swobodny lub nie 24: Najczęściej spotykane u osób niewidomych bez percepcji światła, czas snu może zmieniać się stopniowo w ciągu tygodni lub miesięcy.
- Nieregularny rytm snu i czuwania: Zamiast długiego snu nocnego, sen jest podzielony na krótsze okresy w ciągu 24-godzinnego dnia.
Jak można zaburzyć czas snu? Ostatecznie może to zależeć od osobistej perspektywy, na którą duży wpływ ma kontekst społeczny. Należy uważać, aby nie określać normalnych zmian wzorców fizjologicznych mianem choroby. W przypadku poważnych dysfunkcji społecznych i zawodowych (w tym nieobecności w szkole lub pracy) właściwe może być leczenie. Na szczęście dla tych, których nieregularne wzorce snu są bez konsekwencji, zazwyczaj nie szuka się pomocy medycznej.
Sezonowe zaburzenie afektywne (SAD)
Wraz z przedłużającą się ciemnością nocy, która występuje w miesiącach zimowych na półkuli północnej, może dojść do sezonowych zaburzeń afektywnych. Stan ten, znany również jako depresja zimowa, może wiązać się z innymi objawami, w tym zmniejszoną aktywnością fizyczną i przyrostem masy ciała. Pomocna może być fototerapia ze sztucznym zastosowaniem światła z kasetonu lub okularów do światłoterapii. Czas zapalania jest zwykle rano, ale ważne jest, aby postępować zgodnie ze wskazówkami lekarza.
Guzy szyszynki
Rak rzadko może wpływać na szyszynkę. W rzeczywistości mniej niż 1 procent guzów mózgu występuje w szyszynce, ale występuje tu od 3 do 8 procent guzów mózgu u dzieci. Ogólnie guzy szyszynki występują częściej u młodych dorosłych, osób w wieku od 20 do 40 lat w wieku. Istnieje tylko kilka guzów, które mogą wpływać na szyszynkę w mózgu. W rzeczywistości istnieją tylko trzy typy prawdziwych guzów szyszynki. Obejmują one:
- Pineocytoma: Wolno rosnący, często klasyfikowany jako guz II stopnia.
- Pineoblastoma: Generalnie bardziej agresywny, klasyfikowany jako forma pośrednia III stopnia lub bardziej złośliwy IV.
- Mieszany guz szyszynki: Zawiera kombinację typów komórek, co utrudnia czystą klasyfikację.
Guzy te mogą urosnąć na tyle duże, że utrudniają prawidłowy przepływ płynu mózgowo-rdzeniowego w komorach. Szacuje się, że od 10 do 20 procent guzów szyszynki może również rozprzestrzeniać się przez to podłoże, zwłaszcza bardziej agresywny wariant szyszynki. Na szczęście te nowotwory rzadko dają przerzuty w innych częściach ciała.
Objawy, które rozwijają się w przypadku guza szyszynki, mogą obejmować:
- Upośledzone ruchy oczu powodujące podwójne widzenie
- Bół głowy
- Nudności
- Wymioty
W przypadku stwierdzenia guza szyszynki leczenie zazwyczaj obejmuje napromienianie. Jeśli obecny jest pineoblastoma, cały mózg i rdzeń kręgowy muszą zostać napromieniowane. Jeśli guz się rozprzestrzenił lub odrodzi się po radioterapii, wskazana może być chemioterapia. W niektórych przypadkach można przeprowadzić operację w celu określenia typu guza poprzez usunięcie części guza. Jeśli przepływ płynu mózgowo-rdzeniowego jest zablokowany, co prowadzi do obrzęku w mózgu, można zastosować przetokę, aby zapewnić normalne krążenie poza miejscem guza.
Inne warunki
Należy zauważyć, że niektóre leki mogą wpływać na przekaźnik od postrzegania światła przez oko do produkcji melatoniny w szyszynce. W szczególności leki beta-adrenolityczne stosowane w leczeniu nadciśnienia, tachykardii i chorób serca mogą zakłócać normalne uwalnianie melatoniny. Do tak zwanych beta-blokerów należą Lopressor (metoprolol), Tenormin (atenolol), Inderal (propranolol). ), i inni. Jeśli ma to znaczący wpływ na sen lub zdrowie, może być konieczne zastosowanie innego leku.
U osób starszych szyszynka może ulec zwapnieniu, zapalając się na tomografii komputerowej z powodu zwiększonej gęstości i prowadząc do obecności „piasku mózgowego” w patologicznej ocenie tkanki.
Testy
W większości przypadków badanie w celu oceny szyszynki nie jest wskazane. Poziomy melatoniny można mierzyć w ślinie, krwi i moczu bez bezpośredniej oceny szyszynki; jednakże odbywa się to głównie w kontekście badań naukowych, a nie opieki klinicznej. Biorąc pod uwagę jego rozmiar, niektóre techniki obrazowania mogą dostarczać jedynie ograniczonych danych o strukturze. W przypadku guzów szyszynki odpowiednie mogą być następujące testy:
- Skan tomografii komputerowej (CT)
- Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI)
- Biopsja mózgu
Dalsza ocena zaburzeń okołodobowych może wymagać oceny specjalisty snu z certyfikatem komisji, który zada ukierunkowane pytania, aby lepiej zrozumieć wzorce i skutki problemu.
Śledzenie rytmu okołodobowego można przeprowadzić podłużnie za pomocą dzienników snu lub aktygrafii. Niektóre z tych danych biometrycznych mogą być dostarczane przez technologię do noszenia, w tym popularne urządzenia do monitorowania kondycji. Specjalista od snu nakieruje również odpowiednie interwencje, w tym potencjalne zastosowanie suplementacji melatoniny lub fototerapii, aby zoptymalizować sen i dobre samopoczucie.