Physiologie der Zirbeldrüse (Epiphyse)

Die Zirbeldrüse oder Epiphyse ist das Auswuchs des Daches des dritten Ventrikels des Gehirns. Es ist mit einer Bindegewebskapsel bedeckt, von der die Stränge, die das Organ in Lappen trennen, hineingehen. Läppchen des Parenchyms enthalten Pinealocyten und Gliazellen. Unter den Pinealocyten werden größere, leichtere und kleinere dunkle Zellen unterschieden. Die Besonderheit der Gefäße der Epiphyse ist offenbar das Fehlen enger Kontakte zwischen Endothelzellen, wodurch die Blut-Hirn-Schranke in diesem Organ unhaltbar ist. Der Hauptunterschied zwischen der Epiphyse von Säugetieren und dem entsprechenden Organ der unteren Spezies besteht in der Abwesenheit von empfindlichen Photorezeptorzellen darin. Die meisten Nerven der Epiphyse sind durch die Fasern der Zellen der oberen zervikalen sympathischen Ganglien vertreten. Nervenenden bilden Netzwerke um die Pinealocyten herum. Die Prozesse der letzteren kontaktieren die Blutgefäße und enthalten sekretorische Granula. Epiphyse ist besonders in jungen Jahren bemerkbar. In der Pubertät nimmt die Größe gewöhnlich ab und später Calcium- und Magnesiumsalze. Eine solche Verkalkung erlaubt oft, die Epiphyse gut auf den Röntgenaufnahmen des Schädels zu sehen. Die Masse der Zirbeldrüse bei einem Erwachsenen beträgt etwa 120 mg.

Die Aktivität der Epiphyse hängt von der Periodizität der Beleuchtung ab. Im Licht werden synthetische und sekretorische Prozesse darin gehemmt und intensivieren sich im Dunkeln. Lichtimpulse werden retinalen Rezeptoren und wirken bei der Regulation des sympathischen Nervenzentren des Gehirns und des Rückenmarks des Systems wahrgenommen und weiter - zu der oberen Halssympathicus ganglia, was zu Innervation der Zirbeldrüse. Im Dunkeln verschwinden inhibitorische neurale Einflüsse und die Aktivität der Epiphyse nimmt zu. Die Entfernung des oberen Halssympathicus ganglia führt zum Verschwinden des Rhythmus der Zirbeldrüse Aktivität von intrazellulären Enzymen bei der Synthese des Hormons beteiligt. Norepinephrinhaltige Nervenendigungen durch zelluläre Beta-Rezeptoren erhöhen die Aktivität dieser Enzyme. Diese Tatsache scheint die Daten über die inhibitorische Wirkung der Anregung der sympathischen Nerven auf die Synthese und Sekretion von Melatonin zu widersprechen. Jedoch auf der einen Seite ist es, dass in den Beleuchtungsbedingungen Serotoningehalt im Eisen gezeigt reduziert wird, und auf der anderen Seite - erkannt und die Rolle der cholinergen Fasern in der Regulation der Oxindol-O-Methyltransferase (OIOMT) Epiphyse.

Die cholinerge Regulation der Aktivität der Epiphyse wird durch das Vorhandensein von Acetylcholinesterase in diesem Organ bestätigt. Die Quelle der cholinergen Fasern sind auch die oberen Halsganglien.

Die Epiphyse produziert hauptsächlich Indol-N-Acetyl-5-Methoxytryptamin (Melatonin). Im Gegensatz zu seinem Vorgänger Serotonin wird diese Substanz anscheinend ausschließlich in der Zirbeldrüse synthetisiert. Daher dienen seine Konzentration im Gewebe sowie die Aktivität des OIOMT als Indikatoren für den funktionellen Zustand der Epiphyse. Wie andere O-Methyltransferasen verwendet OIOMT S-Adenosylmethionin als Methylgruppendonor. Methylierungssubstrate in der Epiphyse können sowohl als Serotonin als auch als andere 5-Hydroxyindole dienen, aber N-Acetylserotonin ist mehr (20-mal) das bevorzugte Substrat dieser Reaktion. Dies bedeutet, dass während der Synthese von Melatonin die N-Acetylierung der O-Methylierung vorausgeht. Der erste Schritt in der Biosynthese von Melatonin ist die Umwandlung der Tryptophan-Aminosäure unter dem Einfluss von Tryptophan-Hydroxylase zu 5-Hydroxytryptophan. Mit Hilfe der Decarboxylase von aromatischen Aminosäuren wird Serotonin aus dieser Verbindung gebildet, von der ein Teil acetyliert und in N-Acetylserotonin umgewandelt wird. Das letzte Stadium der Synthese von Melatonin (Umwandlung von N-Acetylserotonin unter Einwirkung von OIOMT), wie bereits erwähnt, ist spezifisch für die Epiphyse. Unacetyliertes Serotonin wird durch Monoaminoxidase deaminiert und wird in 5-Hydroxyindolessigsäure und 5-Hydroxytryptophol umgewandelt.

Eine signifikante Menge von Serotonin tritt auch in die Nervenenden ein, wo es von Granula gefangen wird, was den enzymatischen Abbau dieses Monoamins verhindert.

Es wird angenommen, dass die Synthese von Serotonin in den hellen Pinealocyten stattfindet und von noradrenergen Neuronen gesteuert wird. Cholinergen parasympathischen Fasern, die die Freisetzung von Serotonin aus Licht Zellen regulieren und damit die Zugänglichkeit für dunkle Pinealozyten, die auch die noradrenergen Modulation der Bildung und Sekretion von Melatonin enthält.

Es gibt Daten über die Produktion der Epiphyse, nicht nur Indole, sondern auch Substanzen polypeptischer Natur, und laut einer Reihe von Forschern sind sie die wahren Hormone der Zirbeldrüse. Auf diese Weise wird ein antigonadotropisch aktives Peptid (oder eine Mischung von Peptiden) mit einem Molekulargewicht von 1000-3000 Dalton daraus isoliert. Andere Autoren postulieren die hormonelle Rolle von Arginin-Vasotocin, das aus der Epiphyse isoliert wird. Wieder andere - erhielten von der Epiphyse zwei Peptidverbindungen, von denen eine stimulierte und die andere die Sekretion von Gonadotropinen durch die Kultur der Hypophysenzellen hemmte.

Zusätzlich zu Unsicherheiten über die wahre Natur des Hormons (e) des Zirbeldrüse, besteht Uneinigkeit über die Frage der Möglichkeiten, sie in dem Körper eintreten: das Blut oder Liquor. Allerdings schlagen die meisten Hinweise darauf, dass, wie bei anderen endokrinen Drüsen, die Zirbeldrüse setzt Hormone im Blut. Dieses Problem ist eng mit der Frage nach der zentralen oder peripheren Wirkung des epiphyseal Hormons. In Experimenten in Tieren (insbesondere in Hamstern) festgestellt, dass die Fortpflanzungsfunktion Verordnung epiphysären von der Zirbeldrüse Wirkung auf dem Hypothalamus-Hypophysen-System und nicht direkt auf den Gonaden durchgeführt. Außerdem kann die Verabreichung von Melatonin in der III Hirnventrikel die Niveaus des luteinisierenden reduziert (LH) und Follikel-stimulierendes Hormon (FSH), Hormone und Prolaktin-Gehalt erhöht im Blut, während die Infusion von Melatonin in der Hypophyse Portal Gefäße nicht durch eine Änderung in der Sekretion von Gonadotropinen begleitet wurde. Eine der Aktionen der Anwendung Orte von Melatonin im Gehirn ist die Median Eminenz des Hypothalamus, die liberiny und Statine hergestellt werden, um die Aktivität des vorderen Hypophyse reguliert. Es bleibt jedoch unklar, ob die Herstellung dieser Substanzen durch die Wirkung von Melatonin variiert oder moduliert die Aktivität der monoaminergen Neuronen und somit in der Regulierung der Freisetzungsfaktoren der Produktion beteiligt. Es soll betont werden, dass die zentralen Wirkungen der Zirbeldrüse Hormone nicht ihre Sekretion in die Liquor nachweisen, wie sie ausgesetzt sein wird und aus dem Blut. Ferner gibt es Hinweise auf die Wirkung von Melatonin auf Hoden Ebene (wobei diese Substanz die Bildung von Andes-Roguin hemmt) und anderen peripheren endokrinen Drüsen (z.B. TTG abschwächende Wirkung auf die Synthese von Thyroxin durch die Schilddrüse). Die langfristige Verabreichung von Melatonin im Blut reduziert das Gewicht der Hoden und den Testosteronspiegel im Serum, auch in hypophysektomierter Tieren. Die Versuche zeigten auch, dass der Extrakt der Zirbeldrüse bezmelaninovy blockiert die Wirkung von Gonadotropinen auf ovarian Gewicht in hypophysektomierten Ratten.

Somit haben biologisch aktive Verbindungen, die von dieser Drüse produziert werden, offensichtlich nicht nur eine zentrale, sondern auch eine periphere Wirkung.

Unter den vielen verschiedenen Wirkungen dieser Verbindungen erregt ihr Einfluß auf die Sekretion der Gonadotropine der Hypophyse die größte Aufmerksamkeit. Daten über die Verletzung der Pubertät bei Epiphysen-Tumoren waren das erste Anzeichen für seine endokrine Rolle. Solche Tumoren können sowohl mit einer Beschleunigung als auch mit einer Verzögerung der Pubertät einhergehen, die mit der unterschiedlichen Natur der Auswüchse von parenchymalen und nicht parenchymatösen Zellen der Epiphyse von Tumoren einhergeht. Der Hauptbeweis für die antigonadotrope Wirkung der Hormone der Zirbeldrüse wurde an Tieren (Hamstern) erhalten. Im Dunkeln (d. H. Unter den Bedingungen der Aktivierung der Epiphysenfunktion) zeigen die Tiere eine ausgeprägte Involution der Genitalorgane und eine Abnahme des Spiegels von LH im Blut. Bei epiphysektomierten Individuen oder bei Zuständen, die die Nerven der Epiphyse schneiden, hat die Dunkelheit keinen solchen Effekt. Es wird angenommen, dass die antigonadotrope Substanz der Epiphyse die Freisetzung von Lyuliberin oder dessen Wirkung auf die Hypophyse verhindert. Ähnliche, wenn auch weniger genaue Daten werden bei Ratten erhalten, deren Dunkelheit die Pubertät etwas verzögert, und die Entfernung der Epiphyse führt zu einem Anstieg der Spiegel von LH und FSH im Blut. Besonders deutlich antigonadotropnym Einfluss die Zirbeldrüse ist bei Tieren mit eingeschränkter Funktion der Hypothalamus-Hypophysen-Gonaden-System Verabreichung von Sexualhormonen in der frühen postnatalen Phase beobachtet.

Epiphysektomie in solchen Ratten stellt die sexuelle Entwicklung wieder her. Antigonadotrope Wirkungen der Zirbeldrüse und ihrer Hormone werden auch in einem Anosmie- und Fastenzustand verstärkt.

Hemmende Wirkung auf die Sekretion von LH und FSH hat nicht nur Melatonin, sondern seine Derivate - 5-Methoxytryptophol und 5-Oxytryptophol, sowie Serotonin. Wie bereits erwähnt, haben die unzureichend identifizierten Polypeptidprodukte der Epiphyse auch die Fähigkeit, die Sekretion von Gonadotropinen in vitro und in vivo zu beeinflussen. Ein solches Produkt (mit einem Molekulargewicht von 500-1000 Dalton) war 60-70 mal aktiver als Melatonin in Bezug auf die Blockade der Hypertrophie des verbleibenden Eierstocks bei einseitigen ovariektomierten Mäusen. Eine andere Fraktion von Epiphysenpeptiden produzierte dagegen einen Gonadotropin-Effekt.

Die Entfernung der Epiphyse in unreifen Ratten führt zu einem erhöhten Prolaktin-Wert in der Hypophyse, während seinen Spiegel im Blut zu senken. Analoge Verschiebungen finden bei Tieren statt, die in konstantem Licht gehalten werden, während die umgekehrten Verschiebungen bei Ratten im Dunkeln auftreten. Es wird angenommen, dass die Zirbeldrüse Prolaktin-inhibierenden Faktor (PIF) hypothalamische Synthese und Sekretion von Prolaktin in Hypophyse Störeinflüsse eine Substanz absondert, den Hormongehalt in dem reduzierten Eisen zu verursachen. Epiphysektomie verursacht gegensätzliche Veränderungen. Der Wirkstoff Epiphyse ist in diesem Fall wahrscheinlich Melatonin, da seine Injektion in das III Ventrikel des Gehirns wird übergangsweise die Höhe der Prolaktin im Blut erhöht.

Unter den Bedingungen einer konstanten Abwesenheit von Licht verlangsamt sich das Wachstum von Tieren und der Gehalt an Wachstumshormon in der Hypophyse nimmt signifikant ab. Die Epiphysektomie beseitigt den Effekt der Dunkelheit und beschleunigt manchmal selbst das Wachstum. Die Einführung von Epiphysenextrakten reduziert den stimulierenden Wachstumseffekt von Hypophysenmedikamenten. Gleichzeitig beeinflusst Melatonin nicht die Wachstumsrate von Tieren. Vielleicht hemmt ein anderer epiphysärer Faktor (Faktoren) die Synthese und Freisetzung von Somatoliberin oder stimuliert die Produktion von Somatostatin.

In Versuchen wurde gezeigt, dass der Einfluss der Epiphyse auf die somatotrope Funktion der Hypophyse nicht durch einen Mangel an Androgenen oder Schilddrüsenhormonen vermittelt wird.

Bei epiphysektomierten Ratten nimmt die Sekretion von Corticosteron vorübergehend zu, obwohl die Stressreaktion der Nebennieren nach Entfernung der Epiphyse signifikant abgeschwächt ist. Die Sekretion von Corticosteron nimmt unter Bedingungen konstanter Beleuchtung zu, die bekanntermaßen die Aktivität der Zirbeldrüse hemmen. Es gibt Hinweise darauf, dass die Entfernung der Zirbeldrüse reduziert die kompensatorische Hypertrophie der verbleibenden Nebenniere nach unilateraler Adrenalektomie und stört den zirkadianen Rhythmus der Glucocorticoid-Sekretion. Dies zeigt die Bedeutung der Zirbeldrüse für adrenocorticotropic Funktion des vorderen Hypophyse, die durch die Änderung in ACTH Hypophysengewebe Produkten bestätigt wird, entfernt von epifizektomirovannyh Tieren. Bezüglich des aktiven Beginns der Epiphyse, die die adrenocorticotrope Aktivität der Hypophyse beeinflusst, gibt es in der Literatur keinen Konsens.

Die Entfernung der Epiphyse erhöht den Gehalt an Melanozyten-stimulierendem Hormon (MSH) in der Hypophyse, während die Einführung von Melatonin in die Zerebralparese der Hirnkammer ihren Inhalt reduziert. Das Niveau der letzteren in der Hypophyse von Ratten, die im Licht leben, nimmt zu und die Einführung von Melatonin blockiert diesen Effekt. Es wird angenommen, dass Melatonin die hypothalamische Produktion des Melanotropin-hemmenden Faktors MYTH stimuliert.

Der Einfluss der Epiphyse und ihrer Hormone auf andere tropische Funktionen der Hypophyse ist weniger erforscht. Veränderungen in der Aktivität der peripheren endokrinen Drüsen können aufgrund der direkten Wirkung von Epiphysenfaktoren auftreten. So führt die Entfernung der Epiphyse auch bei fehlender Hypophyse zu einer gewissen Erhöhung der Schilddrüsenmasse. Die Sekretionsrate der Schilddrüsenhormone nimmt nur wenig und kurzzeitig zu. Nach anderen Angaben hat die Epiphyse jedoch eine inhibitorische Wirkung auf die Synthese und Sekretion von TSH in unreifen Tieren.

In den meisten Experimenten führte die subkutane, intraperitoneale, intravenöse und sogar intraventrikuläre Verabreichung von Melatonin zu einer Abnahme der jodkonzentrierenden Funktion der Schilddrüse.

Zirbeldrüse zu den Nebennieren Neubepflanzung, ohne die Balken und die retikulären Zonen des Kortex betreffen, nahezu verdoppelt die Größe der glomerulären Zone, eine direkte Wirkung auf dem Produkt von den Zirbeldrüse Zellen angibt, die Mineralocorticoid erzeugen. Darüber hinaus ist aus der Zirbeldrüse hat er zugeordnete Substanz wurde (1-meth-oxy-1,2,3,4-tetrahydro-beta-carbolin), die Sekretion von Aldosteron-stimulierenden und damit synchronisierte adrenoglomerulotropin. Bald wurden jedoch Daten erhalten, die die physiologische Rolle dieser Verbindung leugneten und sogar die Existenz eines spezifischen adreno-glomerulotrophen Faktors der Epiphyse in Frage stellten.

Es gibt Berichte, dass die Entfernung der Epiphyse die funktionelle Aktivität der Nebenschilddrüsen reduziert. Es gibt auch gegenteilige Beobachtungen. Die Ergebnisse der Untersuchung des Einflusses der Epiphyse auf die endokrine Funktion der Bauchspeicheldrüse sind meist negativ.

Gegenwärtig gibt es noch viele ungelöste Fragen, insbesondere hinsichtlich der Art der Verbindungen, die von dieser Drüse produziert werden. Der geringste Zweifel ist der Einfluß der Epiphyse auf die Sekretion tropischer Hormone in der Hypophyse, aber eine unmittelbare Wirkung auf die peripheren endokrinen Drüsen und andere Organe kann nicht ausgeschlossen werden. Offensichtlich erzeugt die Epiphyse unter dem Einfluss von Stimuli aus der äußeren Umgebung nicht eine, sondern mehrere Verbindungen, die hauptsächlich ins Blut fallen. Diese Verbindungen modulieren die Aktivität von monoaminergen Neuronen im zentralen Nervensystem, das die Produktion und Statine liberinov bestimmten Gehirnstrukturen zu steuern und dadurch zu beeinflussen, die Synthese und Sekretion von Hypophysenhormonen Tropic. Der Einfluss der Epiphyse auf die Hypothalamus-Zentren ist überwiegend hemmend.

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