Шишковидная железа и мелатонин

Анатомия щитовидной железы

Шишковидная железа – небольшой орган, сформированный как сосновый конус (отсюда и его название). Он расположен по средней линии, прикрепленной к заднему концу крыши третьего желудочка мозга. Шишковидная железа различается по размеру среди видов; У человека она составляет примерно 1 см в длину, тогда как у собак она составляет всего около 1 мм в длину. Чтобы наблюдать шишковидную шишку, отразите полушария головного мозга в стороны и посмотрите на маленький сероватый выступ перед мозжечком. На приведенных ниже рисунках показана шишковидная железа лошади по отношению к мозгу.

Как сетчатка передает информацию о светло-темном воздействии на шишковидную железу?  Световая экспозиция сетчатки сначала передается в супрахиазматическое ядро гипоталамуса – область мозга, хорошо известную для координации биологических сигналов часов. Волокна из гипоталамуса опускаются до спинного мозга и в конечном итоге проецируются в верхние шейные ганглии, откуда постганглионарные нейроны поднимаются назад к шишковидной железе.. Таким образом, шишковидной похож на мозговое вещество надпочечников в том смысле , что она передает сигналы от симпатической нервной системы в гормональный сигнал.

Мелатонин: Синтез, секреция и Рецепторы

Предшественником мелатонина является серотонин , Нейротрансмиттер, который сам является производным аминокислоты триптофана. В пределах шишковидной железы серотонин ацетилируют, а затем метилируют, получая мелатонин.

Два мелатонина рецепторов были идентифицированы из млекопитающих (обозначенных Mel1A и Mel1B) , которые дифференциально экспрессируются в различных тканях и , вероятно , участвуют в реализации различных биологических эффектов. Эти G-белком рецепторы клеточной поверхности. Высокая плотность рецепторов была найдена в супрахиазматическоге ядра гипоталамуса, то передняя доля гипофиз (преимущественно рагз tuberalis) и сетчатку. Рецепторы также в ряде других областей мозга.

Биологические эффекты мелатонина

Мелатонин имеет важные эффекты в интеграции фотопериода и влиянии на циркадные ритмы. Следовательно, сообщалось, что он оказывает значительное влияние на воспроизводство, циклы сна и бодрствования и другие явления, показывающие циркадный ритм.

Влияние на репродуктивную функцию

Сезонные изменения светового дня оказывают глубокое воздействие на размножение у многих видов, и мелатонин является ключевым игроком в контроле таких событий. В умеренном климате животные, такие как хомяки, лошади и овцы, имеют разный сезон размножения. Во время неселективного сезона гонады становятся неактивными (например, самцы не в состоянии производить сперму в любом количестве), но по мере приближения сезона размножения, гонады должны быть обновлены. Photoperiod – длина дня и ночи – это самый важный сигнал, позволяющий животным определять, какой сезон он. Как вы, вероятно, уже определили, шишковидная железа способна измерять продолжительность светового дня и соответственно регулировать секрецию мелатонина. Хомяк без шишковидной железы или с поражением, которое препятствует получению фотоизображения из эпифиза, не может подготовиться к сезону размножения.

Влияние мелатонина на репродуктивную систему можно резюмировать, говоря , что это анти-гонадотропин. Другими словами, мелатонин ингибирует секрецию гонадотропных гормонов лютеинизирующего гормона и фолликулостимулирующего гормона из передней доли гипофиза. Большая часть этого ингибирующего эффекта , кажется , за счет ингибирования гонадотропин-рилизинг гормона из гипоталамуса, который необходим для секреции гормонов передней доли гипофиза.

Одно из практических применений роли мелатонина в регулировании сезонного размножения заключается в его использовании для искусственного манипулирования циклами у сезонных селекционеров. Например, овцы, которые обычно размножаются только один раз в год, могут быть вынуждены иметь два сезона размножения путем лечения мелатонином.

Влияние на сон и активность

Мелатонин, вероятно, не является основным регулятором нормальных режимов сна, но, несомненно, обладает определенным эффектом. Одна из тем, которая вызвала большой интерес, – использование мелатонина в одиночку или в сочетании с фототерапией для лечения расстройств сна. Существует некоторая информация о том, что уровень мелатонина ниже у лиц пожилого возраста, страдающих бессонницей, по сравнению с неинсомническими по возрасту, и терапия мелатонина в таких случаях представляется скромной выгодой для коррекции проблемы.

Другое расстройство сна наблюдается у сменщиков, которым часто бывает трудно приспособиться к работе ночью и спать в течение дня. Полезность терапии мелатонином для облегчения этой проблемы неоднозначна и, по-видимому, не столь эффективна, как фототерапия. Еще одним условием нарушения циркадианных ритмов является реактивное отставание. В этом случае неоднократно было продемонстрировано, что прием мелатонина вблизи целевого времени сна назначения может облегчить симптомы; Он имеет наибольший положительный эффект, когда прогнозируется, что реактивное отставание является наихудшим (например, пересечение многих часовых поясов).

Показано, что у разных видов, включая людей, введение мелатонина снижает моторную активность, вызывают усталость и понижают температуру тела, особенно при высоких дозах. Влияние на температуру тела может играть важную роль в способности мелатонина увлекать циклы сна-бодрствования, как у пациентов с реактивной задержкой.

Другие эффекты мелатонина

Один из первых экспериментов, проведенных с целью выяснения функции шишковидной железы, в воду, содержащую головастиков, добавили экстракты шишковидной железы крупного рогатого скота. Интересно, что головастики ответили, становясь очень светлыми в цвете или почти прозрачными из-за изменений в распределении пигмента меланина. Хотя такие кожные эффекты мелатонина наблюдаются у различных «низших видов», гормон не оказывает такого эффекта у млекопитающих или птиц.