Anatomi av pinealkjertelen

Dypt inne i hjernen er den lille pinealkjertelen, et organ som produserer kroppens melatonin, et innflytelsesrikt hormon som hjelper til med å regulere søvn og våkenhet og de sirkadiske mønstrene som har brede helseeffekter. Oppdag mer om pinealkroppens anatomi, plassering og funksjon og hvordan den påvirker søvn, påvirker sesongmessig reproduksjon hos dyr og kan bli påvirket av spesifikke hjernesvulster.

Anatomi

Pinealkjertelen (eller pinealkroppen) er et lite, furu-kjegleformet organ som ligger på taket av den tredje ventrikkelen, dypt inne i hjernen. Obduksjonsstudier har vist at den gjennomsnittlige størrelsen på pinealkjertelen er lik et riskorn. Ventriklene er væskefylte rom, og den tredje ventrikkelen strekker seg fra de store laterale ventriklene til den smale cerebrale akvedukten, og passerer mellom de to halvdelene av hjernedelen som kalles diencephalon. Den ligger i et område som kalles epithalamus, like bak thalamus og over lillehjernen, og hviler på baksiden av hjernen nær hjernestammen. Det er en liten væskefylt pineal fordypning som rager ut i stilken på pinealkroppen, slik at hormonene den produserer lettere kan spres gjennom hele hjernen.

Struktur

Cellene som utgjør vevet i pinealkjertelen hos mennesker og andre pattedyr inkluderer hormonproduserende pinealocytter og de støttende interstitielle celler. Nerveceller, eller nevroner, kan påvirke pinealocyttene ved utskillelse av spesifikke kjemikalier som kalles nevrotransmittere. Nervefibre når kjertelen via pinealstilken og inneholder mange stoffer, inkludert:

• GABA
• Orexin
• Serotonin
• Histamin
• Oksytocin
• Vasopressin

Pinealocyttcellene har reseptorer for alle disse nevrotransmitterne, noe som tyder på påvirkning fra disse andre kjemikaliene som er vanlige i hjernen.

Hos mennesker og andre pattedyr utvides denne påvirkningen utover hjernen til en samling neuroner som ligger i de sympatiske overlegne livmorhalsganglier og parasympatisk sphenopalatin og otisk ganglier. Denne forbindelsen er et relé fra pinealkjertelen til den suprachiasmatiske kjernen (SCN) som ligger i hypothalamus. SCN er av avgjørende betydning fordi dette er den primære pacemakeren for døgnrytmen i kroppen, påvirket av oppfatningen av lys oppdaget av netthinnen og sendt langs retinohypothalamisk kanal.

Funksjon

Den viktigste funksjonen til pinealkjertelen er produksjonen av hormonet som kalles melatonin. Melatonin syntetiseres fra molekyler i nevrotransmitteren serotonin. Når den er produsert, utskilles den fra pinealkjertelen. Den har viktige effekter på døgnrytmen, inkludert søvnpåvirkning og mulige effekter på reproduksjon hos dyr.

Innenfor pinealkjertelen gjennomgår serotonin (som er avledet fra aminosyren kalt tryptofan) en transformasjon når en acetylgruppe og deretter en metylgruppe blir tilsatt for å gi melatonin. Dette oppnås med to enzymer: serotonin-N-acetyltransferase og hydroksyindol-O-metyltransferase. Produksjonen av melatonin svekkes av lyseksponering.

Hvordan påvirker lys melatoninproduksjonen i pinealkjertelen? For å svare på dette spørsmålet er det viktig å forstå hvordan lys generelt påvirker kroppens sirkadiske rytmer. Fra den latinske betydningen "omtrent en dag" refererer begrepet sirkadisk til mange fysiologiske prosesser som er koblet til tidspunktet for lys og mørke. Selv om det inkluderer søvn og våkenhet, strekker denne sirkadiske timingen seg sannsynligvis til frigjøring av hormoner, bruk av energi for å optimalisere stoffskiftet og koordinering av kroppens sammenkoblede systemer.

Lys som passerer gjennom øyets netthinne aktiverer spesifikke reseptorer som kalles iboende lysfølsomme retinale ganglionceller (ipRGC). Disse cellene inneholder fotopigmentet kalt melanopsin. Herfra sendes signalet fra øynene til pinealkjertelen. Først sendes meldingen langs retinohypothalamisk kanal som strekker seg fra retinalcellene til SCN i fremre hypothalamus i hjernen. Den paraventrikulære kjernen til hypothalamus sender deretter signalet til de preganglioniske sympatiske nevronene i ryggmargen, til den overlegne livmorhalskreft og til slutt videre til pinealkjertelen.

Pinealkjertelen kan da endre produksjonen av melatonin, basert på mengden lys som blir oppfattet av øynene. Dette har ført til at pinealkjertelen ble kalt kroppens ”tredje øye” på grunn av dets evne til å svare på lysoppfatningen.

Når melatonin produseres, slippes det ikke ut i et vakuum for å gjøre som det vil. Som det er sant for mange prosesser i kroppen, er det en balanse som er bevart. Denne balansen kalles homeostase. Når pinealkjertelen utskiller melatonin, strømmer dette tilbake via handling på MT1- og MT2-melatoninreseptorene på SCN. Dette samspillet påvirker kontrollen av det sirkadiske systemet i kroppen, med bredere implikasjoner for potensiell sykdom.

Det er noen andre nysgjerrige effekter av melatonin som ikke er fullstendig forstått hos mennesker. Det er kjent at melatonin i dyremodeller kan redusere gonadotropinfrigivende hormon (GnRH) sekresjon fra hypothalamus. Dette kan ha en hemmende effekt på reproduksjonsfunksjonene. Hos pattedyr kan dette redusere modningen av sæd og egg og redusere funksjonen til reproduksjonsorganene. Det teoretiseres at det kan påvirke sesongens reproduksjonsfunksjoner hos noen dyr. Når nettene er lengre i vintermånedene, og tilgangen på mat kan bli redusert, kan det økte mørket føre til høyere melatoninnivå og redusert fruktbarhet. Dette kan gjøre det mindre sannsynlig for noen dyrearter å ha unger som kanskje ikke overlever de magre vintertidene. Betydningen av dette, særlig blant mennesker, er ukjent.

Det er imidlertid noen forsiktighet anbefalt ved bruk av supplerende melatonin (som er det eneste uregulerte hormonet som er tilgjengelig for kjøp reseptfritt i USA) hos gravide kvinner og barn. Utslipp av melatonin av pinealkjertelen kan spille en rolle i tidspunktet for menneskelig kjønnsmodning. Melatoninnivået synker litt i puberteten, og pinealtumorer som eliminerer melatoninproduksjonen, vil føre til for tidlig pubertet hos små barn.

Til slutt er melatonin produsert av pinealkjertelen en veldig effektiv antioksidant. Det kan beskytte nevroner i sentralnervesystemet mot frie radikaler, som nitrogenoksid eller hydrogenperoksid. Disse kjemikaliene genereres i aktive nevrale vev. Frie radikaler kan øke risikoen for vevskader og dysfunksjon, inkludert risikoen for medisinske problemer som kreft og nevrodegenerativ sykdom.

Det er også kjent at melatoninproduksjonen avtar med naturlig aldring, og hvordan dette forverrer sykdommen blir fortsatt undersøkt.

Tilknyttede forhold

Pinealkjertelen og produksjonen av melatonin er sentralt i døgnrytmeforstyrrelser som påvirker søvn. Det kan for eksempel forverre søvnløshet i forsinket søvnfasesyndrom. Det kan også ha en rolle i sesongmessig affektiv lidelse, noen ganger kjent som vinterdepresjon. I tillegg, når pinealkjertelen påvirkes av svulster, kan effektene føre til hjernekirurgi.

Circadian Rhythm Disorders

Disse forholdene oppstår når synkroniseringen mellom våkenhet og søvn ikke stemmer overens med samfunnsnormene eller den naturlige rytmen til lys og mørke. Karakterisert av uregelmessig leggetid og oppvåkning, vil den berørte personen oppleve søvnløshet og feil søvnighet. Søvnforstyrrelser i døgnet inkluderer:

• Forsinket søvnfasesyndrom: Nattugler som har vanskeligheter med å sove og har problemer med å våkne på et tidligere tidspunkt.
• Avansert søvnfasesyndrom: Karakterisert av tidlig søvn og tidlig morgenoppvåkning.
• Friløp eller ikke-24: Ofte funnet hos blinde mennesker uten lysoppfatning, tidspunktet for søvn kan skifte gradvis over uker eller måneder.
• Uregelmessig søvn-våknerytme: I stedet for en lengre søvnperiode over natten, blir søvnen delt opp i kortere intervaller i løpet av 24-timersdagen.

Hvordan kan timingen av søvn forstyrres? Til slutt kan dette avhenge av personlig perspektiv, i stor grad påvirket av sosial kontekst. Man må være forsiktig med å unngå å merke normale variasjoner av fysiologiske mønstre som en sykdom. Når det er betydelig sosial og yrkesmessig dysfunksjon (inkludert fravær fra skole eller jobb), kan behandling være hensiktsmessig. Heldigvis, for de som har uregelmessige søvnmønstre uten konsekvenser, blir det vanligvis ikke søkt medisinsk hjelp.

Seasonal Affective Disorder (SAD)

Med det langvarige nattemørket som oppstår i vinterhalvåret på den nordlige halvkule, kan sesongmessig affektiv lidelse oppstå. Også kjent som vinterdepresjon, kan tilstanden være assosiert med andre symptomer, inkludert redusert fysisk aktivitet og vektøkning. Fototerapi, med kunstig påføring av lys fra en lysboks eller lysterapi-briller, kan være nyttig. Tidspunktet for lyset er vanligvis om morgenen, men det er viktig å følge veiledningen fra en medisinsk fagperson.

Svulster i pinealkjertelen

Kreft kan sjelden påvirke pinealkjertelen. Faktisk forekommer mindre enn 1 prosent av hjernesvulster i pinealkjertelen, men 3 til 8 prosent av hjernesvulster hos barn finnes her. Generelt forekommer pinealkjerteltumorer mer blant unge voksne, de personene mellom 20 og 40 år. av alder. Det er bare en håndfull svulster som kan påvirke pinealkjertelen i hjernen. Faktisk er det bare tre typer ekte pinealcelletumorer. Disse inkluderer:

• Pineocytom: Langsomt voksende, ofte klassifisert som en grad II svulst.
• Pineoblastom: Generelt mer aggressiv, enten klassifisert som en grad III mellomform eller mer ondartet grad IV.
• Blandet pineal tumor: Inneholder en kombinasjon av celletyper, noe som gjør en ren klassifisering mindre mulig.

Disse svulstene kan vokse seg store nok til å hindre den normale strømmen av cerebrospinalvæske i ventriklene. Det er anslått at 10 til 20 prosent av pinealkjerteltumorene også kan spre seg via dette mediet, spesielt den mer aggressive pineoblastom-varianten. Heldigvis metastaserer disse kreftformene sjelden andre steder i kroppen.

Symptomer som utvikler seg med en pinealkjertelsvulst kan omfatte:

• Nedsatt øyebevegelse forårsaker dobbeltsyn
• Hodepine
• Kvalme
• Oppkast

Hvis en pinealkjertelsvulst blir identifisert, inkluderer behandlingen vanligvis stråling. Hvis pineoblastom er tilstede, må hele hjernen og ryggmargen bestråles. Hvis svulsten har spredt seg, eller hvis den vokser igjen etter strålebehandling, kan cellegift være indikert. I noen tilfeller kan kirurgi gjøres for å bestemme svulsttypen ved å fjerne en del av svulsten. Hvis strømmen av cerebrospinalvæske er blokkert, noe som fører til hevelse i hjernen, kan en shunt plasseres for å sikre normal sirkulasjon utenfor tumorstedet.

Andre forhold

Det er bemerkelsesverdig at visse medisiner kan påvirke reléet fra øyets oppfatning av lys til produksjonen av melatonin i pinealkjertelen. Spesielt kan betablokkende medisiner som brukes til å behandle hypertensjon, takykardi og hjertesykdom forstyrre den normale frigjøringen av melatonin. Disse såkalte betablokkere inkluderer Lopressor (metoprolol), Tenormin (atenolol), Inderal (propranolol) ), og andre. Hvis dette har betydelig innvirkning på søvn eller helse, kan det hende at en annen medisinering må brukes.

Pinealkjertelen kan forkalkes hos eldre individer, og lyser opp på CT-skanninger på grunn av den økte tettheten, og fører til tilstedeværelsen av "hjernesand" på en patologisk vurdering av vevet.

Tester

I de fleste tilfeller er ikke testing for å vurdere pinealkjertelen indikert. Melatoninnivået kan måles i spytt, blod og urin uten direkte vurdering av pinealkjertelen; dette gjøres imidlertid mest i sammenheng med forskningsstudier og ikke i klinisk behandling. På grunn av størrelsen, kan noen avbildningsteknikker bare gi begrensede data om strukturen. I sammenheng med pinealkjerteltumorer kan følgende tester være hensiktsmessige:

• Datastyrt tomografi (CT) skanning
• Magnetic resonance imaging (MRI) scan
• Hjernebiopsi

Videre vurdering av sirkadiske lidelser kan kreve evaluering av en styresertifisert søvnspesialist som vil stille målrettede spørsmål for å forstå mønstrene og effektene av problemet ytterligere.

Sporing av døgnrytmen kan gjøres på langs med søvnlogger eller aktigrafi. Slitesterk teknologi, inkludert vanlige treningssporere, kan gi noen av disse biometriske dataene. Søvnspesialisten vil også rette passende inngrep, inkludert potensiell bruk av melatonintilskudd eller lysterapi, for å optimalisere søvn og velvære.