Функции и строение эпифиза, роль в выработке мелатонина

Эпифиз, или шишковидное тело, - небольшая эндокринная железа, расположенная в центре головного мозга. Несмотря на свои скромные размеры, эпифиз играет важную роль в регуляции многих физиологических функций организма. Основная функция эпифиза - синтез гормона мелатонина, регулирующего циркадные (суточные) биоритмы.

В данной статье мы подробно рассмотрим строение и физиологию эпифиза, его роль в выработке мелатонина и регуляции циркадных ритмов организма.

Анатомия и гистология эпифиза

эпифиз строение

Эпифиз представляет собой небольшое образование размером около 1 см, расположенное в центральной части головного мозга над таламусом. Он состоит из двух долей, разделенных соединительнотканной перегородкой. Эпифиз окружен оболочками мозга и кровеносными сосудами. Его основными клетками являются пинеалоциты, которые вырабатывают гормоны.

Из клеток эпифиза наиболее многочисленны пинеалоциты (около 50-60%). Они имеют разветвленные отростки, богаты липидными включениями и рибосомами. Также в эпифизе есть астроциты, олигодендроциты, микроглия и другие вспомогательные клетки.

Кроме того, в структуре железы выделяют сосудистое сплетение, нервные окончания и соединительнотканную строму с коллагеновыми и ретикулиновыми волокнами. Таким образом, эпифиз имеет типичное строение эндокринного органа, приспособленного для синтеза и секреции биологически активных веществ.

Связь эпифиза с гипоталамусом и роль света

Эпифиз тесно связан с гипоталамусом, в частности с его супрахиазматическим ядром, которое является основным «внутренним часами» организма. Именно гипоталамус контролирует циркадные (суточные) ритмы физиологических функций.

Супрахиазматическое ядро получает информацию о световом режиме по зрительному тракту от сетчатки глаз, а затем передает сигналы в эпифиз по симпатическим нервным волокнам. Так свет косвенно регулирует функцию эпифиза.

При темноте активность симпатических нервов, иннервирующих эпифиз, повышается. Это приводит к усилению синтеза и высвобождения из эпифиза мелатонина – основного гормона этой железы. Свет, наоборот, тормозит активность эпифиза.

Таким образом, одна из важнейших функций эпифиза – реагировать на изменения освещенности и соответственно регулировать циркадные ритмы в организме с помощью мелатонина.

Биосинтез и секреция мелатонина

Основные этапы биосинтеза мелатонина в эпифизе следующие. Из аминокислоты триптофана с участием ферментов образуется серотонин. Далее под действием ферментов гидроксиндол-О-метилтрансферазы и ацетилсеротонин-О-метилтрансферазы серотонин последовательно превращается в N-ацетилсеротонин и мелатонин.

Скорость синтеза и высвобождения мелатонина регулируется норадреналином, выделяемым окончаниями симпатических нервов в эпифизе. Норадреналин стимулирует активность ферментов биосинтеза мелатонина.

Таким образом, одна из важнейших функций эпифиза – синтезировать и выделять в кровоток мелатонин, уровень которого меняется в течение суток под контролем освещенности. Этот гормон играет ключевую роль в регуляции циркадных ритмов физиологических функций.

Регуляция циркадных ритмов мелатонином

эпифиз строение

Одна из основных функций мелатонина - регуляция циркадных (околосуточных) ритмов различных физиологических процессов в организме человека.

Уровень мелатонина в крови имеет четкий циркадный ритм: начинает повышаться вечером, достигает пика около полуночи, а к утру снижается до минимальных значений. Такой ритм секреции задается эпифизом под влиянием освещенности с помощью гипоталамо-гипофизарной системы.

Повышение уровня мелатонина в крови в вечерне-ночное время вызывает сонливость, снижение температуры тела и другие изменения, характерные для периода отдыха.

Наоборот, пониженные концентрации мелатонина днем обеспечивают бодрствование, активность и повышение работоспособности. Так мелатонин помогает организму отслеживать смену дня и ночи и оптимально распределять цикл «сон - бодрствование».

Кроме того, мелатонин синхронизирует ритмы выработки других гормонов (например, кортизола), циклы пищеварения, температурную регуляцию и многое другое с суточным циклом.

Влияние мелатонина на другие гормоны и физиологические функции

Помимо регуляции суточных ритмов, мелатонин оказывает разнообразные эффекты на многие физиологические функции организма.

В частности, мелатонин может влиять на репродуктивную функцию, тормозя выработку гонадотропных гормонов гипофизом. Он также способен модулировать секрецию гормона роста, пролактина, тиреоидных гормонов.

Кроме того, мелатонин обладает антиоксидантными свойствами, стимулирует иммунитет, участвует в регуляции артериального давления, влияет на процессы клеточной пролиферации и апоптоза.

Таким образом, функции мелатонина многообразны и затрагивают регуляцию многих важнейших систем организма. Однако в большинстве случаев механизмы действия мелатонина изучены недостаточно полно.

Клиническое значение эпифиза и мелатонина

Нарушения функции эпифиза и обмена мелатонина связаны с различными заболеваниями и патологическими состояниями.

Например, при болезни Альцгеймера отмечается снижение уровня мелатонина в крови, что может быть одной из причин нарушения сна и циркадных ритмов у таких больных. Препараты мелатонина в некоторых случаях способны улучшить состояние пациентов с болезнью Альцгеймера.

У людей с нервно-психическими расстройствами, такими как депрессия, шизофрения и биполярное аффективное расстройство, часто регистрируют нарушение циркадных ритмов выработки мелатонина, что может быть одним из патогенетических факторов этих заболеваний.

Сбои в функции эпифиза и обмене мелатонина отмечаются при метаболическом синдроме, сахарном диабете 2 типа, ожирении. Это проявляется в виде нарушения циркадных ритмов различных гормонов и метаболитов.

Помимо этого, с возрастом выработка мелатонина эпифизом снижается, что является одной из причин нарушений сна, когнитивных функций и других процессов у пожилых людей. Применение препаратов мелатонина может частично компенсировать его дефицит.

Статья закончилась. Вопросы остались?
Комментарии 0
Подписаться
Я хочу получать
Правила публикации
Редактирование комментария возможно в течении пяти минут после его создания, либо до момента появления ответа на данный комментарий.