Epifýza - Pineal gland

Epifýza
Illu hypofýza epifýza ..jpg
Schéma hypofýzy a epifýzy v lidském mozku
Podrobnosti
Předchůdce Neurální ektoderm , střecha diencephalonu
Tepna Zadní mozková tepna
Identifikátory
latinský Glandula pinealis
Pletivo D010870
NeuroNames 297
NeuroLex ID birnlex_1184
TA98 A11.2.00.001
TA2 3862
FMA 62033
Anatomické termíny neuroanatomie
Epifýza nebo epifýza (červeně při pohledu na mozek zezadu). Rozbalte obrázek na animovanou verzi

Šišinka , conarium nebo epifýzy cerebri , je malá endokrinní žláza v mozku většiny obratlovců . Epifýza produkuje melatonin , hormon odvozený od serotoninu, který moduluje spánkový režim v cirkadiánních i sezónních cyklech . Žláza svým tvarem připomíná borovicovou šišku , která jí dává jméno. Epifýza se nachází v epithalamu , poblíž středu mozku, mezi oběma hemisférami , zasunutá do drážky, kde se obě poloviny thalamu spojují. Epifýza je jedním z neuroendokrinních sekrečních cirkumventrikulárních orgánů, ve kterých jsou kapiláry většinou propustné pro rozpuštěné látky v krvi.

Téměř všechny druhy obratlovců mají epifýzu. Nejvýznamnější výjimkou je primitivní obratlovce, sliznatek . I u jelenů však může být v hřbetním diencephalonu struktura „epifýzového ekvivalentu“ . Lancelet kopinatec plžovitý , nejbližší stávající relativní obratlovcům, také postrádá rozpoznatelnou epifýza. Mihule (další primitivní obratlovců) však nemá mít jeden. Několik složitějších obratlovců během svého vývoje ztratilo epifýzu.

Výsledky různých vědeckých výzkumů v evoluční biologii, srovnávací neuroanatomii a neurofyziologii vysvětlily evoluční historii ( fylogenezi ) epifýzy u různých druhů obratlovců. Z pohledu biologické evoluce je epifýza jakýmsi atrofovaným fotoreceptorem . V epithalamu některých druhů obojživelníků a plazů je spojen s orgánem snímajícím světlo, známým jako temenní oko , kterému se také říká epifýza nebo třetí oko.

René Descartes věřil, že lidská epifýza je „hlavním sídlem duše“. Akademická filozofie mezi jeho současníky považovala epifýzu za neuroanatomickou strukturu bez zvláštních metafyzických kvalit; věda ji studovala jako jednu endokrinní žlázu mezi mnoha.

Etymologie

Slovo pineal , z latinského pinea ( šiška ), bylo poprvé použito na konci 17. století k označení kuželového tvaru mozkové žlázy.

Struktura

Epifýza je středová mozková struktura, která není spárována. Název dostal podle tvaru borovice. Žláza je červenošedá a u člověka má velikost zrnka rýže (5–8 mm). Epifýza, také nazývaná epifýza, je součástí epithalamu a leží mezi laterálně umístěnými talamickými těly a za habenulární komisurou . Nachází se v kvadrigeminální cisterně poblíž corpora quadrigemina . Je také umístěn za třetí komorou a je koupán v mozkomíšním moku přiváděném malým epifýzovým vybráním třetí komory, která vyčnívá do stonku žlázy.

Dodávka krve

Na rozdíl od většiny savčího mozku není epifýza izolována od těla bariérovým systémem krev -mozek ; má hojný průtok krve, druhý za ledvinou , dodávaný z choroidálních větví zadní mozkové tepny .

Nervová zásoba

Epifýza dostává sympatickou inervaci z nadřazeného cervikálního ganglia . Rovněž je přítomna parasympatická inervace z pterygopalatinu a otic ganglia . Dále některá nervová vlákna pronikají do epifýzy přes epifýzu (centrální inervace). Také neurony v trigeminálním gangliu inervují žlázu nervovými vlákny obsahujícími neuropeptid PACAP .

Mikroanatomie

Parenchym epifýzy s kalcifikací.
Mikrofotografie normální epifýzy - velmi vysoké zvětšení.
Mikrofotografie normální epifýzy - střední zvětšení.

Šišinka tělo člověka sestává z lobulární parenchymu z pinealocytes obklopených pojivové tkáně mezerami. Povrch žlázy je pokryt piolovou kapslí.

Epifýza se skládá převážně z pinealocytů , ale byly identifikovány další čtyři typy buněk . Jelikož je poměrně buněčný (ve vztahu k kůře a bílé hmotě), může být zaměněn za novotvar .

Typ buňky Popis
Pinealocyty Pinealocyty se skládají z buněčného těla se vznikajícími 4–6 procesy. Produkují a vylučují melatonin . Pinealocyty lze barvit speciálními metodami impregnace stříbrem. Jejich cytoplazma je lehce bazofilní . Se speciálními skvrnami vykazují pinealocyty zdlouhavé, rozvětvené cytoplazmatické procesy, které zasahují do pojivové přepážky a jejích cév.
Intersticiální buňky Intersticiální buňky jsou umístěny mezi pinealocyty. Mají prodloužená jádra a cytoplazmu, která je obarvena tmavěji než pinealocyty.
Perivaskulární fagocyt Ve žláze je přítomno mnoho kapilár a v blízkosti těchto cév jsou umístěny perivaskulární fagocyty. Perivaskulární fagocyty jsou buňky prezentující antigen.
Pineal neurony U vyšších obratlovců jsou neurony obvykle umístěny v epifýze. U hlodavců tomu tak ale není.
Peptidergní buňky podobné neuronům U některých druhů jsou přítomny peptidergní buňky podobné neuronům. Tyto buňky mohou mít parakrinní regulační funkci.

Rozvoj

Lidská epifýza roste do velikosti přibližně 1–2 let, poté zůstává stabilní, i když se její hmotnost od puberty postupně zvyšuje. Předpokládá se, že hojné hladiny melatoninu u dětí inhibují sexuální vývoj a epifýzové nádory jsou spojeny s předčasnou pubertou . Když přijde puberta, produkce melatoninu se sníží.

Symetrie

V zebrafish epifýza není obkročmo na středové linii, ale vykazuje levostrannou předpojatost. U lidí je funkční mozková dominance doprovázena jemnou anatomickou asymetrií.

Funkce

Primární funkcí epifýzy je produkce melatoninu . Melatonin má v centrálním nervovém systému různé funkce , z nichž nejdůležitější je pomoci modulovat spánkový režim. Produkce melatoninu je stimulována temnotou a inhibována světlem. Nervové buňky citlivé na světlo v sítnici detekují světlo a vysílají tento signál do suprachiasmatického jádra (SCN), čímž synchronizují SCN s cyklem den-noc. Nervová vlákna pak přenášejí informace o denním světle z SCN do paraventrikulárních jader (PVN), poté do míchy a přes sympatický systém do horních cervikálních ganglií (SCG) a odtud do epifýzy.

Sloučenina pinolin je také prohlášena za vyrobenou v epifýze; je to jeden z beta-karbolinů . Toto tvrzení je předmětem určité kontroverze.

Regulace hypofýzy

Studie na hlodavcích naznačují, že epifýza ovlivňuje sekreci pohlavních hormonů, folikuly stimulujícího hormonu (FSH) a luteinizačního hormonu (LH) v hypofýze . Pinealektomie prováděná na hlodavcích nevyvolala žádnou změnu hmotnosti hypofýzy, ale způsobila zvýšení koncentrace FSH a LH ve žláze. Podávání melatoninu nevrátilo koncentrace FSH na normální úroveň, což naznačuje, že epifýza ovlivňuje sekreci FSH a LH hypofýzou prostřednictvím nepopsané přenášející molekuly.

Epifýza obsahuje receptory pro regulační neuropeptid , endotelin -1 , který po injekci v pikomolárním množství do laterální mozkové komory způsobí zvýšení epifýzy glukózy zprostředkované vápníkem .

Regulace kostního metabolismu

Studie na myších naznačují, že melatonin pocházející z epifýzy reguluje ukládání nové kosti. Melatonin odvozený z pinea zprostředkovává svůj účinek na kostní buňky prostřednictvím receptorů MT2. Tato cesta by mohla být potenciálním novým cílem léčby osteoporózy, protože studie ukazuje léčebný účinek orální léčby melatoninem na postmenopauzálním myším modelu osteoporózy.

Klinický význam

Kalcifikace

Kalcifikace epifýzy je typická pro mladé dospělé a byla pozorována u dětí mladších dvou let. Je známo, že vnitřní sekrece epifýzy brání rozvoji reprodukčních žláz, protože pokud je u dětí vážně poškozena, urychluje se vývoj pohlavních orgánů a kostry. Kalcifikace epifýzy poškozuje její schopnost syntetizovat melatonin a vědecká literatura uvádí nepřesvědčivá zjištění o tom, zda způsobuje problémy se spánkem.

Kalcifikovaná žláza je často vidět na rentgenových paprskech lebky . Míra kalcifikace se v jednotlivých zemích velmi liší a koreluje s nárůstem věku, přičemž kalcifikace se vyskytuje u odhadovaných 40% Američanů ve věku sedmnácti let. Kalcifikace epifýzy je spojena s corpora arenacea , známým také jako „mozkový písek“.

Nádory

Nádory epifýzy se nazývají pinealomy . Tyto nádory jsou vzácné a 50% až 70% jsou germinomy, které pocházejí ze sekvestrovaných embryonálních zárodečných buněk . Histologicky jsou podobné testikulárním seminomům a ovariálním dysgerminomům .

Epifýzový nádor může stlačit nadřazené colliculi a pretectální oblast hřbetního středního mozku , což vede k Parinaudovu syndromu . Pineal tumory mohou také způsobit stlačení mozkového akvaduktu , což má za následek nekomunikující hydrocefalus . Další projevy jsou důsledkem jejich tlakových účinků a skládají se z poruch zraku, bolesti hlavy , mentálního zhoršení a někdy i chování podobného demenci.

Tyto novotvary jsou rozděleny do tří kategorií: pineoblastomy, pineocytomy a smíšené nádory na základě úrovně jejich diferenciace, která zase koreluje s jejich neoplastickou agresivitou. Klinický průběh pacientů s pineocytomy je prodloužen, v průměru až několik let. Pozice těchto nádorů ztěžuje chirurgické odstranění.

Jiné podmínky

Morfologie epifýzy se v různých patologických stavech výrazně liší. Například je známo, že jeho objem je snížen jak u obézních pacientů, tak u pacientů s primární nespavostí .

Ostatní zvířata

Většina žijících obratlovců má epifýzy. Je pravděpodobné, že společný předek všech obratlovců měl na temeni hlavy dvojici fotosenzorických orgánů, podobné uspořádání v moderních lampách . Některé vyhynulé devonské ryby mají v lebce dvě parietální foraminy, což naznačuje rodovou bilateralitu parietálních očí. Parietální oko a epifýza živých tetrapodů jsou pravděpodobně potomky levé a pravé části tohoto orgánu.

Během embryonálního vývoje se parietální oko a epifýza moderních ještěrek a tuatarů tvoří společně z kapsy vytvořené v mozkovém ektodermu . Ztráta temenních očí u mnoha žijících tetrapodů je podporována vývojovou tvorbou spárované struktury, která se následně spojí do jediné epifýzy při vývoji embryí želv, hadů, ptáků a savců.

Šišinkové orgány savců spadají podle tvaru do jedné ze tří kategorií. Hlodavci mají strukturálně složitější epifýzy než ostatní savci.

Crocodilians a některé tropické linie savců (některé xenarthrans ( lenosti ), luskounovití , sirenians ( Manatees a moronů ), a některé vačnatci ( cukr kluzáky ) ztratily jak jejich parietální oko a jejich šišinku varhany. Polární savce, jako mrožů a některé těsnění , mají neobvykle velké epifýzy.

Všichni obojživelníci mají epifýzu, ale některé žáby a ropuchy mají také to, čemu se říká „frontální orgán“, což je v podstatě parietální oko.

Pinealocytes v mnoha ne-savčích obratlovců mají silnou podobnost k buněk fotoreceptorů v oku . Důkazy z morfologie a vývojové biologie naznačují, že pineální buňky mají společného evolučního předka se sítnicovými buňkami.

Šišinka cytostructure Zdá se, že evoluční podobnosti s buněk sítnice bočních očí. Moderní ptáci a plazi exprimují fototransdukční pigment melanopsin v epifýze. Předpokládá se, že ptačí šišinky působí u savců jako suprachiasmatické jádro . Struktura epifýzy u moderních ještěrek a tuatarů je analogická s rohovkou, čočkou a sítnicí bočních očí obratlovců.

U většiny obratlovců vystavení světlu spustí řetězovou reakci enzymatických událostí v epifýze, která reguluje cirkadiánní rytmy . U lidí a jiných savců jsou světelné signály nezbytné k nastavení cirkadiánních rytmů vysílány z oka retinohypotalamickým systémem do suprachiasmatických jader (SCN) a epifýzy.

Zkamenělé lebky mnoha vyhynulých obratlovců mají epifýzu (otvor), která je v některých případech větší než u jakéhokoli živého obratlovce. Přestože fosilie jen zřídka zachovávají měkkou anatomii hlubokého mozku, mozek ruského fosilního ptáka Cerebavis cenomanica z Melovatky, starý asi 90 milionů let, vykazuje poměrně velké temenní oko a epifýzu.

Rick Strassman , autor a klinický docent psychiatrie na Lékařské fakultě University of New Mexico , se domníval, že lidská epifýza je za určitých okolností schopna produkovat halucinogen N, N-dimethyltryptamin (DMT). V roce 2013 on a další vědci poprvé hlásili DMT v mikrodialyzátu epifýzy hlodavců.

Společnost a kultura

Schéma fungování epifýzy pro Descarta v pojednání o člověku (obrázek publikovaný ve vydání z roku 1664)

Filozof a vědec sedmnáctého století René Descartes se velmi zajímal o anatomii a fyziologii. Diskutoval o epifýze jak ve své první knize Pojednání o člověku (napsané před rokem 1637, ale vyšlo až posmrtně 1662/1664), tak ve své poslední knize Umučení duše (1649) a pokládal ji za „ hlavní sídlo duše a místo, kde se formují všechny naše myšlenky. " Ve Pojednání o člověku Descartes popsal koncepční modely člověka, konkrétně stvoření stvořená Bohem, která se skládají ze dvou složek, těla a duše. Ve vášních Descartes rozdělil člověka na tělo a duši a zdůraznil, že duši spojuje s celým tělem „jistá velmi malá žláza umístěná uprostřed mozkové hmoty a zavěšená nad průchodem, kterým duchové v přední dutiny mozku komunikují s těmi v jeho zadních dutinách “. Descartes přikládal žláze význam, protože věřil, že je to jediná část mozku, která existuje jako jedna část, nikoli jako polovina páru. Některé Descartovy základní anatomické a fyziologické předpoklady byly zcela mylné, a to nejen podle moderních standardů, ale také ve světle toho, co již bylo v jeho době známo.

Pojem „pineal-eye“ je ústředním bodem filozofie francouzského spisovatele Georgese Batailleho , kterou podrobně analyzuje literární vědec Denis Hollier ve své studii Proti architektuře . V této práci Hollier pojednává o tom, jak Bataille používá koncept „pineal-eye“ jako odkaz na slepé místo v západní racionalitě a orgán přebytku a deliria. Toto koncepční zařízení je explicitní v jeho surrealistických textech Jesuve a The Pineal Eye .

Na konci 19. století Madame Blavatsky (která založila teosofii ) identifikovala epifýzu s hinduistickým konceptem třetího oka neboli Ajna čakry . Toto sdružení je stále populární dodnes.

V povídce od H. P. LovecraftaOdsud “ vědec vytvoří elektronické zařízení, které vydává rezonanční vlnu, která stimuluje epifýzu postiženého člověka, čímž mu umožňuje vnímat roviny existence mimo rámec přijímané reality , průsvitné, mimozemské prostředí, které překrývá naši vlastní uznávanou realitu. Byl adaptován jako stejnojmenný film v roce 1986. Hororový film Banshee Chapter 2013 je touto povídkou silně ovlivněn.

Dějiny

Sekreční aktivita epifýzy je chápána jen částečně. Jeho umístění hluboko v mozku naznačovalo filozofům v celé historii, že má zvláštní význam. Tato kombinace vedla k tomu, že byla považována za „tajemnou“ žlázu s mystickými , metafyzickými a okultními teoriemi obklopujícími její vnímané funkce.

Epifýza byla původně věřil být „ zbytkový zbytek“ většího orgánu. V roce 1917 bylo známo, že výtažek z kravské šišinky zesvětlil žabí kůži. Dermatology profesor Aaron B. Lerner a jeho kolegové na univerzitě v Yale a doufají, že látka z pineal by mohly být užitečné při léčbě kožních onemocnění, izolované a pojmenované hormon melatonin v roce 1958. Látka Neprokázalo se, že by užitečné, jak bylo zamýšleno, ale jeho objev pomohlo vyřešit několik záhad, například proč odstranění krysího epifýzy zrychlilo růst vaječníků, proč udržování krys v konstantním světle snížilo hmotnost jejich pinealů a proč pinealektomie a konstantní světlo ovlivňují růst vaječníků ve stejné míře; tyto znalosti posílily tehdy novou oblast chronobiologie .

Další obrázky

Na těchto obrázcích je označeno tělo šišinky.

Viz také

Reference

externí odkazy