Anatomia szyszynki

Głęboko w mózgu znajduje się maleńka szyszynka – organ wytwarzający w organizmie melatoninę – wpływowy hormon pomagający regulować sen i czuwanie oraz wzorce dobowe, które mają szeroki wpływ na zdrowie. Dowiedz się więcej na temat anatomii, lokalizacji i funkcji szyszynki oraz jej wpływu na sen, sezonową reprodukcję u zwierząt i mogą mieć wpływ określone guzy mózgu.

Anatomia

Szyszynka (lub szyszynka) to mały narząd w kształcie szyszki, znajdujący się pod sklepieniem trzeciej komory, głęboko w mózgu. Badania autopsyjne wykazały, że średnia wielkość szyszynki jest podobna do wielkości ziarenka ryżu. Komory to przestrzenie wypełnione płynem, a trzecia komora rozciąga się od dużych komór bocznych do wąskiego wodociągu mózgowego, przechodząc pomiędzy dwiema połówkami części mózgu zwanej międzymózgowiem .

Znajduje się w obszarze zwanym nadwzgórzem, tuż za wzgórzem i nad móżdżkiem, w tylnej części mózgu, w pobliżu pnia mózgu. W szyszynce znajduje się niewielka, wypełniona płynem wnęka, która wystaje w głąb szyszynki, dzięki czemu produkowane przez nią hormony łatwiej rozprzestrzeniają się po całym mózgu.

Struktura

Komórki tworzące tkankę szyszynki u ludzi i innych ssaków obejmują pinealocyty wytwarzające hormony i pomocnicze komórki śródmiąższowe. Komórki nerwowe, czyli neurony, mogą wpływać na pinealocyty poprzez wydzielanie określonych substancji chemicznych zwanych neuroprzekaźnikami. Włókna nerwowe docierają do gruczołu poprzez szyszynkę i zawierają wiele substancji, w tym:

• GABA
• Oreksyna
• Serotonina
• Histamina
• Oksytocyna
• Wazopresyna

Komórki pinealocytów mają receptory dla wszystkich tych neuroprzekaźników, co sugeruje wpływ innych substancji chemicznych powszechnych w mózgu.

U ludzi i innych ssaków wpływ ten rozciąga się poza mózg i obejmuje zbiór neuronów zlokalizowanych we współczulnych zwojach szyjnych górnych oraz przywspółczulnych zwojach klinowo-podniebiennych i ucha. To połączenie jest przekaźnikiem z szyszynki do jądra nadskrzyżowaniowego (SCN) , zlokalizowanego w podwzgórzu.

SCN ma ogromne znaczenie, ponieważ jest głównym rozrusznikiem rytmu dobowego w organizmie, na który wpływa percepcja światła wykrywanego przez siatkówkę i wysyłanego wzdłuż drogi siatkówkowo-podwzgórzowej.

Funkcjonować

Najważniejszą funkcją szyszynki jest produkcja melatoniny. Melatonina jest syntetyzowana z cząsteczek neuroprzekaźnika serotoniny. Po wytworzeniu jest wydzielany z szyszynki. Ma istotny wpływ na rytm dobowy, w tym na sen i możliwy wpływ na sezonową reprodukcję zwierząt.

W szyszynce serotonina (pochodząca z aminokwasu zwanego tryptofanem) ulega przemianie po dodaniu grupy acetylowej, a następnie grupy metylowej, w wyniku czego powstaje melatonina. Osiąga się to za pomocą dwóch enzymów: serotoniny-N-acetylotransferazy i hydroksyindolo-O-metylotransferazy. Produkcja melatoniny jest upośledzona pod wpływem światła.

Jak światło wpływa na produkcję melatoniny w szyszynce? Aby odpowiedzieć na to pytanie, ważne jest zrozumienie, w jaki sposób światło ogólnie wpływa na rytmy dobowe organizmu.

Z języka łacińskiego oznaczającego „około dnia” słowo „okołodobowy” odnosi się do licznych procesów fizjologicznych, które są powiązane z czasem światła i ciemności. Choć obejmuje sen i czuwanie, ten rytm dobowy prawdopodobnie obejmuje uwalnianie hormonów, wykorzystanie energii w celu optymalizacji metabolizmu i koordynację wzajemnie połączonych układów organizmu.

Światło przechodzące przez siatkówkę oka aktywuje specyficzne receptory zwane samoistnie światłoczułymi komórkami zwojowymi siatkówki (ipRGC). Komórki te zawierają fotopigment zwany melanopsyną. Stąd sygnał jest przekazywany z oczu do szyszynki.

Najpierw wiadomość przekazywana jest wzdłuż drogi siatkówkowo-podwzgórzowej, która rozciąga się od komórek siatkówki do SCN w przednim podwzgórzu mózgu. Jądro przykomorowe podwzgórza wysyła następnie sygnał do przedzwojowych neuronów współczulnych w rdzeniu kręgowym, do zwoju szyjnego górnego i w końcu do szyszynki.

Szyszynka może następnie zmieniać produkcję melatoniny w zależności od ilości światła odbieranego przez oczy. To doprowadziło do tego, że szyszynkę nazwano „trzecim okiem” organizmu, ze względu na jej zdolność reagowania na percepcję światła.

Kiedy melatonina jest wytwarzana, nie jest ona uwalniana do próżni i może działać według własnego uznania. Podobnie jak w przypadku wielu procesów zachodzących w organizmie, zachowana jest równowaga. Równowaga ta nazywana jest homeostazą. Kiedy szyszynka wydziela melatoninę, następuje to poprzez działanie na receptory melatoniny MT1 i MT2 w SCN. To wzajemne oddziaływanie wpływa na kontrolę układu dobowego w organizmie, co ma szersze konsekwencje dla potencjalnej choroby.

Istnieje kilka innych ciekawych efektów melatoniny, które nie są w pełni poznane u ludzi. Wiadomo, że w modelach zwierzęcych melatonina może zmniejszać wydzielanie hormonu uwalniającego gonadotropinę (GnRH) z podwzgórza . Może to mieć hamujący wpływ na funkcje rozrodcze. U ssaków może to spowolnić dojrzewanie plemników i komórek jajowych oraz upośledzić funkcję narządów rozrodczych.

Przypuszcza się, że może to wpływać na sezonowe funkcje rozrodcze niektórych zwierząt. Kiedy w miesiącach zimowych noce są dłuższe, a dostęp do pożywienia może być ograniczony, zwiększona ciemność może prowadzić do wyższego poziomu melatoniny i zmniejszonej płodności. Może to zmniejszyć prawdopodobieństwo posiadania przez niektóre gatunki zwierząt młodych, które mogą nie przetrwać chudych okresów zimy. Znaczenie tego, szczególnie wśród ludzi, jest nieznane.

Zaleca się jednak pewną ostrożność podczas stosowania suplementacji melatoniny (będącej jedynym nieuregulowanym hormonem dostępnym bez recepty w Stanach Zjednoczonych) u kobiet w ciąży i dzieci. Uwalnianie melatoniny przez szyszynkę może odgrywać rolę w czasie dojrzewania płciowego człowieka. Poziom melatoniny nieznacznie spada w okresie dojrzewania, a guzy szyszynki eliminujące produkcję melatoniny będą powodować przedwczesne dojrzewanie u małych dzieci.1

Wreszcie melatonina wytwarzana przez szyszynkę jest bardzo skutecznym przeciwutleniaczem. Może chronić neurony w ośrodkowym układzie nerwowym przed wolnymi rodnikami, takimi jak tlenek azotu i nadtlenek wodoru. Te substancje chemiczne powstają w aktywnych tkankach nerwowych. Wolne rodniki mogą zwiększać ryzyko uszkodzenia i dysfunkcji tkanek, w tym ryzyko problemów medycznych, takich jak rak i choroby neurodegeneracyjne.

Wiadomo również, że produkcja melatoniny zmniejsza się wraz z naturalnym starzeniem się i wciąż bada się, w jaki sposób to zaostrza chorobę.

Powiązane warunki

Szyszynka i wytwarzana przez nią melatonina mają kluczowe znaczenie dla zaburzeń rytmu dobowego wpływających na sen. Może na przykład zaostrzać bezsenność w przebiegu zespołu opóźnionej fazy snu. Może również odgrywać rolę w sezonowych zaburzeniach afektywnych, czasami nazywanych depresją zimową. Ponadto, gdy szyszynka jest dotknięta nowotworem, skutki mogą prowadzić do operacji mózgu.

Zaburzenia rytmu dobowego

Warunki te występują, gdy synchronizacja między wzorcami czuwania i snu nie jest zgodna z normami społecznymi lub naturalnym rytmem światła i ciemności. Osoba dotknięta tą chorobą, charakteryzująca się nieregularnymi porami snu i przebudzeniami, doświadczy bezsenności i senności w nieodpowiednim czasie. Do zaburzeń snu okołodobowego zalicza się:

• Zespół opóźnionej fazy snu : nocne marki, które mają trudności z zasypianiem i wczesnym budzeniem się
• Zespół zaawansowanej fazy snu : charakteryzuje się wczesnym zasypianiem i wczesnym porannym przebudzeniem
• Wolnobieżny lub nie-24 : Najczęściej spotykany u osób niewidomych bez percepcji światła, czas snu może zmieniać się stopniowo w ciągu tygodni lub miesięcy
• Nieregularny rytm snu i czuwania : krótsze odstępy snu w ciągu 24 godzin na dobę zamiast dłuższego okresu snu w nocy

Jak można zaburzyć porę snu? Ostatecznie może to zależeć od osobistej perspektywy, na którą duży wpływ ma kontekst społeczny. Należy zachować ostrożność, aby uniknąć etykietowania normalnych zmian wzorców fizjologicznych jako choroby. W przypadku znacznych dysfunkcji społecznych i zawodowych (w tym nieobecności w szkole lub pracy) właściwe może być leczenie. Na szczęście osoby, których nieregularny sen nie powoduje żadnych konsekwencji, zazwyczaj nie zwracają się o pomoc lekarską.

Sezonowe zaburzenie afektywne (SAD)

Wraz z przedłużającą się ciemnością nocy, która występuje w miesiącach zimowych na półkuli północnej, może wystąpić sezonowe zaburzenie afektywne. Stan ten, znany również jako depresja zimowa, może wiązać się z innymi objawami, w tym zmniejszoną aktywnością fizyczną i przyrostem masy ciała.

Pomocna może być fototerapia, polegająca na sztucznym zastosowaniu światła z kasetonu lub okularów do terapii światłem. Zapalenie światła następuje zazwyczaj rano, ale ważne jest, aby postępować zgodnie ze wskazówkami lekarza.

Guzy szyszynki

Rak rzadko może atakować szyszynkę. W rzeczywistości mniej niż 1 procent guzów mózgu występuje w szyszynce, ale 3–8% guzów mózgu u dzieci znajduje się właśnie tutaj.2Ogólnie rzecz biorąc, nowotwory szyszynki występują częściej u młodych dorosłych, osób w wieku od 20 do 40 lat. Istnieje tylko kilka nowotworów, które mogą atakować szyszynkę w mózgu. W rzeczywistości istnieją tylko trzy rodzaje prawdziwych guzów szyszynki. Obejmują one:

• Pineocytoma : Wolno rosnący, często klasyfikowany jako guz II stopnia
• Pineoblastoma : Generalnie bardziej agresywny, klasyfikowany jako postać pośrednia III stopnia lub bardziej złośliwa w stopniu IV
• Mieszany guz szyszynki : zawiera kombinację typów komórek, co utrudnia czystą klasyfikację

Guzy te mogą urosnąć na tyle, że utrudniają normalny przepływ płynu mózgowo-rdzeniowego w komorach. Szacuje się, że 10–20% guzów szyszynki może również rozprzestrzeniać się za pośrednictwem tego podłoża, zwłaszcza bardziej agresywny wariant szyszynki wielopostaciowej. Na szczęście nowotwory te rzadko powodują przerzuty w innych częściach ciała.

Objawy rozwijające się w przypadku guza szyszynki mogą obejmować:

• Upośledzone ruchy oczu powodujące podwójne widzenie
• Ból głowy
• Mdłości
• Wymioty

Jeśli zostanie zidentyfikowany guz szyszynki, leczenie zazwyczaj obejmuje radioterapię. Jeśli występuje pineoblastoma, cały mózg i rdzeń kręgowy muszą zostać poddane radioterapii. Jeśli guz rozprzestrzenił się lub odrośnie po radioterapii, wskazana może być chemioterapia. W niektórych przypadkach można wykonać operację w celu określenia rodzaju guza poprzez usunięcie części guza. Jeśli przepływ płynu mózgowo-rdzeniowego jest zablokowany, co prowadzi do obrzęku mózgu, można założyć zastawkę, aby zapewnić normalne krążenie poza miejscem guza.

Inne warunki

Warto zauważyć, że niektóre leki mogą wpływać na przekaźnik od percepcji światła przez oko do produkcji melatoniny w szyszynce. W szczególności leki beta-adrenolityczne stosowane w leczeniu nadciśnienia, tachykardii i chorób serca mogą zakłócać normalne uwalnianie melatoniny.3Beta-blokery obejmują Lopressor (metoprolol), Tenormin (atenolol) i Inderal (propranolol). Jeśli ma to znaczący wpływ na sen lub zdrowie, może być konieczne zastosowanie innego leku.

U starszych osób szyszynka może ulegać zwapnieniu, co może rozjaśniać się w tomografii komputerowej (CT) ze względu na jej zwiększoną gęstość i prowadzić do obecności „piasku mózgowego” w patologicznej ocenie tkanki.4

Testy

W większości przypadków badanie oceniające szyszynkę nie jest wskazane. Poziom melatoniny można zmierzyć w ślinie, krwi i moczu bez bezpośredniej oceny szyszynki; jednakże odbywa się to głównie w kontekście badań naukowych, a nie w opiece klinicznej. Biorąc pod uwagę jego rozmiar, niektóre techniki obrazowania mogą dostarczyć jedynie ograniczonych danych na temat struktury. W kontekście guzów szyszynki odpowiednie mogą być następujące badania:

• tomografia komputerowa
• Badanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI).
• Biopsja mózgu (pobranie próbki tkanki do dalszych badań w laboratorium)

Dalsza ocena zaburzeń okołodobowych może wymagać oceny przez certyfikowanego specjalistę ds. snu, który zada ukierunkowane pytania, aby lepiej zrozumieć wzorce i skutki problemu.

Śledzenie rytmu dobowego można przeprowadzić podłużnie za pomocą dzienników snu lub aktigrafii. Niektóre z tych danych biometrycznych mogą być dostarczane przez technologie ubieralne, w tym popularne urządzenia do monitorowania kondycji. Specjalista ds. snu pokieruje również odpowiednimi interwencjami, w tym potencjalnym zastosowaniem suplementacji melatoniny lub fototerapii, w celu optymalizacji snu i dobrego samopoczucia.