Пинеалоцити. Те секретират циркулиращия хормон мелатонин



Дата19.01.2018
Размер64.73 Kb.
#48590
7. ЕПИФИЗА
Епифизата (epiphysis cerebri) е малка жлеза, разположена непосредствено зад третото мозъчно стомахче (виж учебника по анатомия). Тя има форма на шишарка, от където произлиза другото название на жлезата – corpus pineale (glandula pinealis). Ендокринните клетки на епифизата (съставящи близо 90 % от масата на жлезата) се наричат пинеалоцити. Те секретират циркулиращия хормон мелатонин. Ролята на епифизата като жлеза с вътрешна секреция все още не е напълно изяснена. Поради това, в някои учебници мелатонинът се причислява (неправилно) към агландуларните циркулиращи хормони.

Пинеалоцитите синтезират първо серотонин (от аминокиселината триптофан). След това чрез ацетилиране и метилиране на серотонина се получава мелатонин. Скоростта, с която пинеалоцитите синтезират мелатонин, се определя от количеството и активността на ензима N-ацетелтрансфераза. След като се синтезира, мелатонинът не се съхранява в ендокринните клетки, а веднага дифундира през тяхната плазмалема и навлиза в кръвта и цереброспиналната течност.

Мелатонинът се разтваря много добре както във вода, така и в липиди, поради което преминава лесно през всички клетъчни мембрани. След като влезе в клетките, той действа като антиоксидант1. Освен това, мелатонинът се свързва със специфични мембранни рецептори на прицелните клетки. Известни са два вида мелатонинови рецептори, които се означават с МТ1 и МТ2. Те действат чрез активирането на съответни G-протеин. У човека МТ1-рецепторите са по-широко разпространени. Особено много такива рецептори имат някои ендокринни клетки, разположени в pars tuberalis на аденохипофизата и много от невроните на хипоталамусните супрахиазматични ядра.
Супрахиазматичните ядра са главният биологичен часовник (master clock) на организма. Благодарение на ретино-хипоталамусния тракт техният циркадианен ритъм се синхронизира с периодичната промяна на осветеността на околната среда в течение на денонощието. Посредством вегетативната нервна система и някои хормони тези ядра налагат своя ритъм на останалите клетки в организма. В това отношение мелатонинът играе важна роля – той е главният хормонален посредник на супрахиазматичните ядра.
1. Регулация на мелатониновата секреция. Секрецията на мелатонин се регулира главно от супрахиазматичните ядра посредством полисинаптичен нервен път, който минава през симпатиковия дял на вегетативната нервна система. Освен това, количеството на секретирания мелатонин зависи от възрастта на индивида.
 От супрахиазматичните ядра излизат нервни влакна, които достигат до определени преганглийни симпатикови неврони, разположени в гръдната част на гръбначния мозък. Аксоните на тези симпатикови неврони завършват с холинергични синапси в горния шиен ганглий на truncus sympathicus. Постганглийните симпатикови влакна, които излизат от този ганглий, се насочват към епифизата и се свързват посредством норадренергични синапси с пинеалоцитите. Последните имат 1-адренорецептори. Когато норадреналинът се свърже с тях, те активират аденилилциклазата (посредством Gs-протеин) и концентрацията на цАМФ в пинеалоцитите се повишава. Това води до увеличаване на количеството и активността на N-ацетилтрансферазата, в резултат на което синтезата на мелатонин се засилва. Колкото по-висока е честотата на АПи на симпатиковите влакна, които инервират епифизата, толкова по-обилна е секрецията на мелатонин.

При нормални условия циркадианният ритъм на супрахиазматичните ядра е добре синхронизиран с периодичната промяна на околната осветеност. В този случай честотата на АПи, които се провеждат по споменатите симпатикови влакна е много ниска през светлата фаза на денонощието. Съответно на това, в интервала от 10 часа до 20 часа секрецията на мелатонин е съвсем слаба. След 20 часа честотата на АПи на симпатиковите влакна започва да се повишава и секрецията на мелатонин се засилва (фиг. 10. 48). Тя е максимална около 2-2,5 часа през нощта, след което постепенно намалява.

Следователно, секрецията на мелатонин има ясно изразени денонощни колебания – той се секретира предимно през нощта.
 Секрецията на мелатонин зависи в значителна степен от възрастта. Тя е максимална при децата на възраст около 5-7 години. В периода от 7 до 14 години секрецията спада незначително. След това броят на пинеалоцитите започва прогресивно да намалява, а тяхното място се заема от съединителна тъкан. В резултат на това секрецията на мелатонин става все по-слаба. На възраст около 30 години тя вече е спаднала наполовина, а на 60-70 години е 15-20 пъти по-ниска от максималната стойност (фиг. 7.1).

 Мелатонинът се метаболизира до 6-хидроксимелатонин в черния дроб и основният му екскретиран метаболит е 6-сулфатоксимелатонин. Изолираното измерване на мелатонина е трудно да се интерпретира предвид неговата циркадна секреция, но уринната екскреция на 6-сулфатоксимелатонина би могла да бъде полезна в изследване на епифизната функция главно при деца.


Фиг. 7.1. Денонощни колебания на секрецията на мелатонин у човек на 20 години (плътна линия) и на 65 години (прекъсната линия).



2. Физиологични действия на мелатонина. Мелатонинови мембранни рецептори (МТ1 и МТ2) притежават клетките на редица тъкани и органи (ендокринни клетки, неврони, лимфоцити, тимус, слезка, гладкомускулни клетки на съдовете и др.). Освен това мелатонинът влиза вътре в клетките и действа като антиоксидант. Поради това физиологичните ефекти на мелатонина са многобройни. Ние ще се спрем само на по-важните от тях.

а) Мелатонинът участва в регулацията на съня. Той предизвиква сънливост, улеснява настъпването на съня и съкращава периода на заспиването. Мелатонинът подобрява качествата на съня, увеличава неговата продължителност и намалява честотата на събужданията по време на сън. Поради това той се използва и като лекарство при лечението на някои видове нарушения на съня.
б) Мелатонинът съдейства за понижаване на вътрешната телесна температура (температурата на вътрешните органи) по време на сън, като намалява топлопродукцията и засилва топлоотдаването. Отдаването на топлина към околната среда се засилва чрез разширяване на кръвоносните съдове на кожата, предимно в областта на крайниците.
в) Мелатонинът е много мощен антиоксидант. Той има голямо значение за предпазването на ядрената и митохондриалната ДНК от увреждащото действие на свободните радикали. За разлика от другите антиоксиданти (например витамин С), окисленият мелатонин не се подлага на редукция, а образува стабилни крайни продукти. Поради това той се нарича “краен” антиоксидант.

При улавянето на токсичните радикали мелатонинът е много по-ефективен от глутатиона, показва по-голяма ефективност от витамин Е при неутрализирането на пероксилните радикали. Стимулира и глутатион пероксидазата, който е главният антиоксидантен ензим на мозъка, глутатион пероксидазата.


Мелатонин и рак

Антиоксидантното действие на мелатонина, подобряването на качествата на съня и понижаването на температурата по време на сън улесняват възстановителните процеси в организма и забавят стареенето на клетките. Ето защо мелатонинът се нарича още “хормон на младостта”, въпреки че това название е може би малко преувеличено.


г) Мелатонинът повишава имунитета на организма. Той стимулира синтезата на интерлевкин-2 и засилва имунния отговор на Т-лимфоцитите.
д) Както казахме, много от невроните на супрахиазматичните ядра в хипоталамуса имат мелатонинови рецептори. Така се получава една обратна връзка – супрахиазматичните ядра регулират секрецията на мелатонин, а мелатонинът действа върху ядрата. Физиологичната роля на тази обратна връзка не е достатъчно изяснена. Известно е обаче, че мелатонинът помага (макар и слабо) на супрахиазматичните ядра при синхронизирането на техния циркадианен ритъм с периодично променящата се осветеност на околната среда. При полет с реактивен самолет от Европа до Америка човек преминава за кратко време през няколко часови пояса (зони). Разбира се броят на часовите зони зависи от мястото на излитането и мястото на кацането, а продължителността на полета – от скоростта на самолета. Ако пътуването трае 7 часа и самолетът излети от Европа примерно в 14 часа, при кацането в Америка часовниците на пътниците ще показват 21 часа. За супрахиазматичните ядра също ще бъде 21 часа, поради което те вече са започнали да стимулират епифизата и секрецията на мелатонин е в процес на усилване – организмът се подготвя за сън. Когато слезат от самолета, пътниците ще видят, че часовникът на летището показва примерно 15 часа. Така възниква фазово отместване2 (в нашия пример със 6 часа) на циркадианния ритъм на организма спрямо денонощните колебания на осветеността на околната среда. Това отместване поражда състояние на дискомфорт. За да се преодолее това състояние, супрахиазматичните ядра трябва да синхронизират своя ендогенен ритъм с околните условия (трябва да “преместят стрелките” на своя часовник). За тази пренастройка на биологичния часовник е необходимо време. При нормална секреция на мелатонин приспособяването към новите условия продължава приблизително толкова денонощия, колкото часа е фазовото отместване. Ако секрецията на мелатонин е понижена, това време леко се удължава. Допълнителното приемане на мелатонин към края на пътуването и през следващите няколко дни скъсява периода на адаптацията.

РЕЧНИК НА ТЕРМИНИТЕ
Антиоксидант1

Съединение или молекула, които потискат окислителните процеси протичащи с други съединения.


Фазово отместване2

При подаване на хармоничния сигнал на входа на едно устройство, то на изхода също се получава хармоничен сигнал. Този изходен сигнал ще бъде със същия период като входния, но ще има две основни различия:



  1. Амплитудата може да е различна от амплитудата на входния сигнал. Тя може да е по-малка, по-голяма или равна на входната амплитуда.

  2. Докато сигналът се получи на изхода се забелязва известно закъснение, Това закъснение има за мерна единица „ъгъл” (в градуси или радиани) и се нарича „фазово закъснение” или фазово изместване”. На фигурата ако входният сигнал е означен в червен цвят, а изходния със син, то ако се разположат в една координатна система, се вижда изоставането на изходния сигнал.








Това е ъгълът, до който се е завъртял радиусът при поява на сигнала на изхода.


Сподели с приятели:




©obuch.info 2024
отнасят до администрацията

    Начална страница