Anatomi af pinealkirtlen

Dybt inde i hjernen er den lille pinealkirtel, et organ, der producerer kroppens melatonin, et indflydelsesrig hormon, der hjælper med at regulere søvn og vågenhed og de cirkadiske mønstre, der har brede sundhedsvirkninger. Oplev mere om pinealkropens anatomi, placering og funktion, og hvordan den påvirker søvn, påvirker sæsonbestemt reproduktion hos dyr og kan blive påvirket af specifikke hjernetumorer.

Anatomi

Pinealkirtlen (eller pinealkrop) er et lille fyrretræsformet organ, der ligger inden for taget af den tredje ventrikel dybt inde i hjernen. Obduktionsundersøgelser har vist, at den gennemsnitlige størrelse af pinealkirtlen svarer til et riskorn. Ventriklerne er væskefyldte rum, og den tredje ventrikel strækker sig fra de store laterale ventrikler til den smalle cerebrale akvædukt og passerer mellem de to halvdele af hjernens del kaldet diencephalon. Det er placeret i et område kaldet epithalamus, lige bag thalamus og over lillehjernen, hviler bag på hjernen nær hjernestammen. Der er en lille væskefyldt pineal udsparing, der rager ud i stilken på pinealkroppen, så de hormoner, den producerer, lettere kan diffundere i hele hjernen.

Struktur

Cellerne, der udgør vævet fra pinealkirtlen hos mennesker og andre pattedyr, inkluderer hormonproducerende pinealocytter og de understøttende interstitielle celler. Nerveceller eller neuroner kan påvirke pinealocytterne ved sekretion af specifikke kemikalier kaldet neurotransmittere. Nervefibre når kirtlen via pinealstilken og indeholder mange stoffer, herunder:

• GABA
• Orexin
• Serotonin
• Histamin
• Oxytocin
• Vasopressin

Pinealocytcellerne har receptorer til alle disse neurotransmittere, hvilket tyder på indflydelse fra disse andre kemikalier, der er almindelige i hjernen.

Hos mennesker og andre pattedyr udvides denne indflydelse ud over hjernen til en samling af neuroner, der er placeret i de sympatiske overlegne cervikale ganglier og den parasympatiske sphenopalatin og otiske ganglier. Denne forbindelse er et relæ fra pinealkirtlen til den suprachiasmatiske kerne (SCN) placeret i hypothalamus. SCN er af vital betydning, fordi dette er den primære pacemaker for den døgnrytme i kroppen, påvirket af opfattelsen af ​​lys, der registreres af nethinden og sendes langs retinohypothalamisk kanal.

Fungere

Den vigtigste funktion af pinealkirtlen er produktionen af ​​hormonet kaldet melatonin. Melatonin syntetiseres fra molekyler i neurotransmitteren serotonin. Når den er produceret, udskilles den fra pinealkirtlen. Det har vigtige virkninger på døgnrytme, herunder indvirkning på søvn og mulige effekter på sæsonbestemt reproduktion hos dyr.

Inden i pinealkirtlen gennemgår serotonin (som er afledt af aminosyren kaldet tryptophan) en transformation, når en acetylgruppe og derefter en methylgruppe tilsættes for at give melatonin. Dette opnås med to enzymer: serotonin-N-acetyltransferase og hydroxyindol-O-methyltranferase. Produktionen af ​​melatonin er svækket af lyseksponering.

Hvordan påvirker lys melatoninproduktionen i pinealkirtlen? For at besvare dette spørgsmål er det vigtigt at forstå, hvordan lys generelt påvirker kroppens døgnrytme. Fra den latinske betydning "omkring en dag" henviser udtrykket døgnrytme til adskillige fysiologiske processer, der er koblet til tidspunktet for lys og mørke. Selvom det inkluderer søvn og vågenhed, strækker denne cirkadiske timing sandsynligvis sig til frigivelse af hormoner, brugen af ​​energi til at optimere stofskiftet og koordineringen af ​​kroppens sammenkoblede systemer.

Lys, der passerer gennem øjets nethinde, aktiverer specifikke receptorer kaldet iboende lysfølsomme retinale ganglionceller (ipRGC). Disse celler indeholder fotopigmentet kaldet melanopsin. Herfra sendes signalet fra øjnene til pinealkirtlen. Først sendes meddelelsen langs retinohypothalamisk kanal, der strækker sig fra retinalcellerne til SCN i den forreste hypothalamus i hjernen. Den paraventrikulære kerne i hypothalamus sender derefter signalet videre til de preganglioniske sympatiske neuroner i rygmarven, til den overlegne cervikale ganglion og endelig videre til pinealkirtlen.

Pinealkirtlen kan derefter ændre sin produktion af melatonin baseret på den mængde lys, der opfattes af øjnene. Dette har ført til, at pinealkirtlen kaldes kroppens ”tredje øje” på grund af dets evne til at reagere på opfattelsen af ​​lys.

Når melatonin produceres, frigives det ikke i et vakuum for at gøre som det vil. Som det er tilfældet for mange processer i kroppen, er der en balance, der bevares. Denne balance kaldes homeostase. Når pinealkirtlen udskiller melatonin, føder dette sig tilbage via handling på MT1- og MT2-melatoninreceptorerne på SCN. Dette samspil påvirker styringen af ​​det cirkadiske system i kroppen med bredere implikationer for potentiel sygdom.

Der er et par andre nysgerrige effekter af melatonin, som ikke forstås fuldt ud hos mennesker. Det er kendt, at melatonin i dyremodeller kan nedsætte sekretionen af ​​gonadotropinfrigivende hormon (GnRH) fra hypothalamus. Dette kan have en hæmmende virkning på reproduktive funktioner. Hos pattedyr kan dette nedsætte modningen af ​​sædceller og æg og reducere reproduktive organers funktion. Det teoretiseres, at det kan påvirke sæsonens reproduktive funktioner hos nogle dyr. Når nætterne er længere i vintermånederne, og adgangen til mad kan blive reduceret, kan det øgede mørke føre til højere melatoninniveauer og nedsat fertilitet. Dette kan gøre det mindre sandsynligt for nogle dyrearter at få unger, der muligvis ikke overlever vinterens magre tider. Betydningen af ​​dette, især blandt mennesker, er ukendt.

Der er dog en vis forsigtighed tilrådes i brugen af ​​supplerende melatonin (som er det eneste uregulerede hormon, der er tilgængeligt over-the-counter i USA) hos gravide kvinder og børn. Frigivelsen af ​​melatonin fra pinealkirtlen kan spille en rolle i timingen af ​​menneskelig seksuel modning. Melatoninniveauet falder lidt i puberteten, og pinealtumorer, der eliminerer melatoninproduktion, vil forårsage for tidlig pubertet hos små børn.

Endelig er melatonin produceret af pinealkirtlen en meget effektiv antioxidant. Det kan beskytte neuroner i centralnervesystemet mod frie radikaler, såsom nitrogenoxid eller hydrogenperoxid. Disse kemikalier genereres i aktive neurale væv. Frie radikaler kan øge risikoen for vævsskade og dysfunktion, herunder risikoen for medicinske problemer som kræft og neurodegenerativ sygdom.

Det er også kendt, at melatoninproduktionen falder med naturlig ældning, og hvordan dette forværrer sygdommen stadig undersøges.

Tilknyttede forhold

Pinealkirtlen og dens produktion af melatonin er centrale for de døgnrytmeforstyrrelser, der påvirker søvn. Det kan for eksempel forværre søvnløshed i forsinket søvnfasesyndrom. Det kan også have en rolle i sæsonbetinget affektiv lidelse, undertiden kendt som vinterdepression. Derudover, når pinealkirtlen påvirkes af tumorer, kan virkningerne føre til hjernekirurgi.

Circadian Rhythm Disorders

Disse forhold opstår, når synkroniseringen mellem vågenhedsmønstre og søvn ikke stemmer overens med samfundsmæssige normer eller den naturlige rytme af lys og mørke. Karakteriseret ved uregelmæssig sengetid og opvågninger, vil den berørte person opleve søvnløshed og ukorrekt søvnighed. De cirkadiske søvnforstyrrelser inkluderer:

• Forsinket søvnfasesyndrom: Natugler, der har svært ved at komme i søvn og har problemer med at vågne på et tidligere tidspunkt.
• Avanceret søvnfasesyndrom: Karakteriseret ved tidlig søvnudbrud og tidlig opvågnen.
• Friløbende eller ikke-24: Ofte fundet hos blinde mennesker uden lysopfattelse, timingen af ​​søvn kan skifte gradvis over uger eller måneder.
• Uregelmæssig søvn-vågne-rytme: I stedet for en længere søvnperiode natten over opdeles søvn i kortere intervaller i løbet af 24-timersdagen.

Hvordan kan timingen af ​​søvn forstyrres? I sidste ende kan dette afhænge af personligt perspektiv, stort set påvirket af social sammenhæng. Man skal være forsigtig med at undgå at mærke normale variationer af fysiologiske mønstre som en sygdom. Når der er betydelig social og erhvervsmæssig dysfunktion (inklusive fravær fra skole eller arbejde), kan behandling være passende. Heldigvis søges der typisk ikke lægehjælp for dem, hvis uregelmæssige søvnmønstre er uden konsekvens.

Sæsonbetinget affektiv lidelse (SAD)

Med det langvarige nattemørke, der opstår i vintermånederne på den nordlige halvkugle, kan der opstå sæsonbetinget affektiv lidelse. Også kendt som vinterdepression, kan tilstanden være forbundet med andre symptomer, herunder nedsat fysisk aktivitet og vægtøgning. Fototerapi med kunstig anvendelse af lys fra en lysboks eller lysterapibriller kan være nyttigt. Lysets timing er typisk om morgenen, men det er vigtigt at følge vejledningen fra en læge.

Pinealkirteltumorer

Kræft kan sjældent påvirke pinealkirtlen. Faktisk forekommer mindre end 1 procent af hjernetumorer i pinealkirtlen, men 3 til 8 procent af hjernetumorer hos børn findes her. Generelt forekommer pinealkirteltumorer mere blandt unge voksne, de personer mellem 20 og 40 år af alder. Der er kun en håndfuld tumorer, der kan påvirke pinealkirtlen i hjernen. Faktisk er der kun tre typer ægte pinealcelletumorer. Disse inkluderer:

• Pineocytom: Langsomt voksende, ofte klassificeret som en grad II tumor.
• Pineoblastom: Generelt mere aggressiv, enten klassificeret som en grad III mellemform eller mere ondartet grad IV.
• Blandet pineal tumor: Indeholder en kombination af celletyper, hvilket gør en ren klassificering mindre mulig.

Disse tumorer kan vokse sig store nok til at forhindre den normale strøm af cerebrospinalvæske i ventriklerne. Det anslås, at 10 til 20 procent af pinealkirteltumorerne også kan sprede sig via dette medium, især den mere aggressive pineoblastom-variant. Heldigvis metastaserer disse kræftformer sjældent andre steder i kroppen.

Symptomer, der udvikler sig med en pinealkirteltumor, kan omfatte:

• Nedsat øjenbevægelse forårsager dobbeltsyn
• Hovedpine
• Kvalme
• Opkast

Hvis der identificeres en pinealkirteltumor, inkluderer behandlingen typisk stråling. Hvis pineoblastom er til stede, skal hele hjernen og rygmarven bestråles. Hvis tumoren har spredt sig, eller hvis den vokser igen efter strålebehandling, kan kemoterapi indikeres. I nogle tilfælde kan kirurgi udføres for at bestemme tumortypen ved at fjerne en del af tumoren. Hvis strømmen af ​​cerebrospinalvæske er blokeret, hvilket fører til hævelse i hjernen, kan en shunt placeres for at sikre normal cirkulation ud over tumorstedet.

Andre forhold

Det er bemærkelsesværdigt, at visse medikamenter kan påvirke relæet fra øjets opfattelse af lys til produktionen af ​​melatonin i pinealkirtlen. Især kan betablokkende medicin, der anvendes til behandling af hypertension, takykardi og hjertesygdomme, interferere med den normale frigivelse af melatonin. Disse såkaldte betablokkere inkluderer Lopressor (metoprolol), Tenormin (atenolol), Inderal (propranolol) ), og andre. Hvis dette har betydelig indflydelse på søvn eller sundhed, kan det være nødvendigt at bruge en anden medicin.

Pinealkirtlen kan forkalkes hos ældre individer og lyser op på CT-scanninger på grund af den øgede tæthed og fører til tilstedeværelsen af ​​"hjernesand" på en patologisk vurdering af vævet.

Test

I de fleste tilfælde er test for at vurdere pinealkirtlen ikke angivet. Melatoninniveauer kan måles i spyt, blod og urin uden direkte vurdering af pinealkirtlen; dette sker dog mest i sammenhæng med forskningsundersøgelser og ikke i klinisk pleje. I betragtning af dens størrelse kan nogle billedteknikker kun give begrænsede data om strukturen. I forbindelse med pinealkirteltumorer kan følgende tests være passende:

• Computeriseret tomografi (CT) scanning
• Magnetisk resonansbilleddannelse (MRI)
• Hjernebiopsi

Yderligere vurdering af de cirkadiske lidelser kan kræve evaluering af en bestyrelsescertificeret søvnspecialist, der vil stille målrettede spørgsmål for yderligere at forstå mønstrene og virkningerne af problemet.

Sporing af den døgnrytme kan ske i længderetningen med søvnlogfiler eller aktigrafi. Bærbar teknologi, herunder almindelige fitness-trackere, kan give nogle af disse biometriske data. Søvnspecialisten vil også rette passende indgreb, herunder den potentielle anvendelse af melatonintilskud eller fototerapi, for at optimere søvn og velvære.