Epifizės (epifizės) fiziologija

Kankorėžinė liauka arba epifizė yra trečiojo smegenų skilvelio stogo ataugas. Ją dengia jungiamojo audinio kapsulė, iš kurios į vidų tęsiasi gijos, dalijančios organą į skiltis. Parenchimos skiltyse yra pinealocitų ir glijos ląstelių. Tarp pinealocitų išskiriamos didesnės, šviesesnės ląstelės ir mažesnės, tamsios ląstelės. Kankorėžinės liaukos kraujagyslių bruožas, matyt, yra glaudžių kontaktų tarp endotelio ląstelių nebuvimas, dėl kurio šio organo kraujo ir smegenų barjeras yra nemokus. Pagrindinis skirtumas tarp žinduolių kankorėžinės liaukos ir atitinkamo žemesniųjų rūšių organo yra jautrių fotoreceptorių ląstelių nebuvimas. Daugumą kankorėžinės liaukos nervų sudaro viršutinių kaklo simpatinių ganglijų ląstelių skaidulos. Nervų galūnės sudaro tinklus aplink pinealocitus. Pastarųjų ataugos liečiasi su kraujagyslėmis ir turi sekretinių granulių. Kankorėžinė liauka ypač pastebima jauname amžiuje. Iki brendimo jos dydis paprastai sumažėja, vėliau joje nusėda kalcio ir magnio druskos. Dėl tokio kalcifikacijos epifizė dažnai aiškiai matoma kaukolės rentgeno nuotraukose. Suaugusiojo kankorėžinės liaukos masė yra maždaug 120 mg.

Kankorėžinės liaukos aktyvumas priklauso nuo apšvietimo periodiškumo. Šviesoje sintetiniai ir sekreciniai procesai joje yra slopinami, o tamsoje – sustiprėja. Šviesos impulsus suvokia tinklainės receptoriai ir jie patenka į galvos ir nugaros smegenų simpatinės nervų sistemos reguliavimo centrus, o toliau – į viršutinius kaklo simpatinius ganglijus, kurie sukelia kankorėžinės liaukos inervaciją. Tamsoje slopinantis nervinis poveikis išnyksta, o kankorėžinės liaukos aktyvumas padidėja. Pašalinus viršutinius kaklo simpatinius ganglijus, išnyksta kankorėžinės liaukos viduląstelinių fermentų, dalyvaujančių jos hormonų sintezėje, aktyvumo ritmas. Nervų galūnėlės, kuriose yra noradrenalino, padidina šių fermentų aktyvumą per ląstelių beta receptorius. Ši aplinkybė, atrodo, prieštarauja duomenims apie slopinamąjį simpatinių nervų sužadinimo poveikį melatonino sintezei ir sekrecijai. Tačiau, viena vertus, įrodyta, kad esant apšvietimo sąlygoms serotonino kiekis liaukoje mažėja, kita vertus, atrastas cholinerginių skaidulų vaidmuo reguliuojant kankorėžinės liaukos oksiindol-O-metiltransferazės (OIOMT) aktyvumą.

Cholinerginį kankorėžinės liaukos aktyvumo reguliavimą patvirtina acetilcholinesterazės buvimas šiame organe. Viršutiniai kaklo ganglijai taip pat yra cholinerginių skaidulų šaltinis.

Kankorėžinė liauka daugiausia gamina indol-N-acetil-5-metoksitriptaminą (melatoniną). Skirtingai nuo savo pirmtako serotonino, ši medžiaga sintetinama, matyt, išskirtinai kankorėžinėje liaukoje. Todėl jos koncentracija audiniuose, taip pat OIOMT aktyvumas, yra kankorėžinės liaukos funkcinės būklės rodikliai. Kaip ir kitos O-metiltransferazės, OIOMT naudoja S-adenozilmetioniną kaip metilo grupės donorą. Tiek serotoninas, tiek kiti 5-hidroksiindoliai gali būti metilinimo substratai kankorėžinėje liaukoje, tačiau N-acetilserotoninas yra labiau (20 kartų) pageidaujamas šios reakcijos substratas. Tai reiškia, kad melatonino sintezės procese N-acetilinimas vyksta prieš O-metilinimą. Pirmasis melatonino biosintezės etapas yra aminorūgšties triptofano pavertimas triptofano hidroksilazės įtakoje 5-hidroksitriptofanu. Padedant aromatinei aminorūgšties dekarboksilazei, iš šio junginio susidaro serotoninas, kurio dalis acetilinama, virsdama N-acetilserotoninu. Paskutinis melatonino sintezės etapas (N-acetilserotonino konversija veikiant OIOMT), kaip jau minėta, būdingas kankorėžinei liaukai. Neacetilintas serotoninas deamininamas monoamino oksidazės ir paverčiamas 5-hidroksiindolacto rūgštimi ir 5-hidroksitriptofoliu.

Nemažai serotonino taip pat patenka į nervų galūnes, kur jį užfiksuoja granulės, kurios neleidžia fermentiniam šio monoamino sunaikinimui.

Manoma, kad serotonino sintezė vyksta šviesiuose pinealocituose ir yra kontroliuojama noradrenerginių neuronų. Cholinerginės parasimpatinės skaidulos reguliuoja serotonino išsiskyrimą iš šviesių ląstelių ir tokiu būdu jo prieinamumą tamsiuose pinealocituose, kur taip pat vyksta noradrenerginė melatonino susidarymo ir sekrecijos moduliacija.

Yra duomenų apie tai, kad kankorėžinė liauka gamina ne tik indolus, bet ir polipeptidinės prigimties medžiagas, ir, anot kai kurių tyrėjų, tai yra tikrieji kankorėžinės liaukos hormonai. Taigi, iš jos buvo išskirtas peptidas (arba peptidų mišinys), kurio molekulinė masė yra 1000–3000 daltonų ir kuris pasižymi antigonadotropiniu aktyvumu. Kiti autoriai teigia, kad iš kankorėžinės liaukos išskirtas argininas-vazotocinas atlieka hormoninį vaidmenį. Dar kiti iš kankorėžinės liaukos gavo du peptidinius junginius, iš kurių vienas stimuliavo, o kitas slopino gonadotropinų sekreciją hipofizės ląstelių kultūroje.

Be neaiškumų dėl tikrosios kankorėžinės liaukos hormono (-ų) prigimties, taip pat nesutariama dėl patekimo į organizmą būdo: į kraują ar į smegenų skystį. Tačiau dauguma įrodymų rodo, kad, kaip ir kitos endokrininės liaukos, kankorėžinė liauka išskiria savo hormonus į kraują. Su šiuo klausimu glaudžiai susijęs klausimas dėl centrinio ar periferinio kankorėžinės liaukos hormonų veikimo. Eksperimentai su gyvūnais (daugiausia su žiurkėnais) parodė, kad kankorėžinės liaukos reprodukcinės funkcijos reguliavimą lemia kankorėžinės liaukos įtaka pagumburio-hipofizės sistemai, o ne tiesiogiai lytinėms liaukoms. Be to, melatonino įvedimas į trečiąjį smegenų skilvelį sumažino liuteinizuojančio hormono (LH) ir folikulus stimuliuojančio hormono (FSH) kiekį ir padidino prolaktino kiekį kraujyje, o melatonino infuzija į hipofizės vartų kraujagysles gonadotropinų sekrecija nepakito. Viena iš melatonino veikimo vietų smegenyse yra pagumburio vidurinė eminencija, kur gaminami liberinai ir statinai, reguliuojantys priekinės hipofizės veiklą. Tačiau lieka neaišku, ar šių medžiagų gamyba kinta veikiant pačiam melatoninui, ar jis moduliuoja monoaminerginių neuronų aktyvumą ir tokiu būdu dalyvauja reguliuojant išlaisvinimo faktorių gamybą. Reikėtų pabrėžti, kad centrinis kankorėžinės liaukos hormonų poveikis neįrodo jų tiesioginės sekrecijos į smegenų skystį, nes jie gali ten patekti ir iš kraujo. Be to, yra įrodymų apie melatonino poveikį sėklidėms (kur ši medžiaga slopina androgenų susidarymą) ir kitoms periferinėms endokrininėms liaukoms (pavyzdžiui, silpnina TSH poveikį tiroksino sintezei skydliaukėje). Ilgalaikis melatonino vartojimas į kraują sumažina sėklidžių svorį ir testosterono kiekį serume net ir gyvūnams, kuriems pašalinta hipofizė. Eksperimentai taip pat parodė, kad melanino neturintis kankorėžinės liaukos ekstraktas blokuoja gonadotropinų poveikį kiaušidžių svoriui žiurkėms, kurioms buvo atlikta hipofizė.

Taigi, šios liaukos gaminami biologiškai aktyvūs junginiai, matyt, turi ne tik centrinį, bet ir periferinį poveikį.

Tarp daugelio įvairių šių junginių poveikių, didžiausią dėmesį skiria jų įtaka hipofizės gonadotropinų sekrecijai. Duomenys apie brendimo sutrikimą kankorėžinės liaukos navikuose buvo pirmieji požymiai apie jo endokrininį vaidmenį. Tokius navikus gali lydėti tiek brendimo pagreitėjimas, tiek sulėtėjimas, o tai susiję su skirtingu navikų, kylančių iš kankorėžinės liaukos parenchiminių ir neparenchiminių ląstelių, pobūdžiu. Pagrindiniai kankorėžinės liaukos hormonų antigonadotropinio poveikio įrodymai gauti tiriant gyvūnus (žiurkėnus). Tamsoje (t. y. aktyvavus kankorėžinės liaukos funkciją) gyvūnams pasireiškia ryški lytinių organų involiucija ir sumažėja LH kiekis kraujyje. Epifizektomizuotiems asmenims arba perkirtus kankorėžinės liaukos nervus tamsa tokio poveikio neturi. Manoma, kad kankorėžinės liaukos antigonadotropinė medžiaga neleidžia išsiskirti luliberinui arba jo poveikiui hipofizei. Panašūs, nors ir mažiau aiškūs, duomenys gauti tiriant žiurkes, kurioms tamsa šiek tiek vėluoja brendimą, o pašalinus kankorėžinę liauką, padidėja LH ir FSH kiekis kraujyje. Kankorėžinės liaukos antigonadotropinis poveikis ypač ryškus gyvūnams, kuriems sutrikusi pagumburio-hipofizės-lytinių liaukų sistemos funkcija, įvedant lytinius steroidus ankstyvuoju postnataliniu laikotarpiu.

Tokioms žiurkėms atlikus epifizektomiją, atkuriamas lytinis vystymasis. Anosmijos ir badavimo sąlygomis taip pat sustiprėja kankorėžinės liaukos ir jos hormonų antigonadotropinis poveikis.

Ne tik melatoninas, bet ir jo dariniai – 5-metoksitriptofolis ir 5-oksitriptofolis, taip pat serotoninas, slopina LH ir FSH sekreciją. Kaip jau minėta, prastai identifikuoti kankorėžinės liaukos polipeptidiniai produktai taip pat gali paveikti gonadotropinų sekreciją in vitro ir in vivo. Vienas iš šių produktų (kurio molekulinė masė yra 500–1000 daltonų) pasirodė esąs 60–70 kartų aktyvesnis už melatoniną blokuojant likusios kiaušidės hipertrofiją pelėms, kurioms buvo atlikta vienpusė ovariektomija. Kita kankorėžinės liaukos peptidų frakcija, priešingai, turėjo progonadotropinį poveikį.

Pašalinus kankorėžinę liauką nesubrendusioms žiurkėms, padidėja prolaktino kiekis hipofizėje ir tuo pačiu sumažėja jo kiekis kraujyje. Panašūs pokyčiai stebimi gyvūnams, laikomiems nuolatinio apšvietimo sąlygomis, ir priešingi – žiurkėms, laikomoms tamsoje. Manoma, kad kankorėžinė liauka išskiria medžiagą, kuri neleidžia pagumburio prolaktino slopinančiajam faktoriui (PIF) daryti įtakos prolaktino sintezei ir sekrecijai hipofizėje, dėl to sumažėja hormono kiekis šioje liaukoje. Epifizektomija sukelia priešingus pokyčius. Šiuo atveju kankorėžinės liaukos veiklioji medžiaga tikriausiai yra melatoninas, nes jo suleidimas į trečiąjį smegenų skilvelį laikinai padidino prolaktino kiekį kraujyje.

Nuolatinio šviesos nebuvimo sąlygomis gyvūnų augimas sulėtėja, o augimo hormono kiekis hipofizėje žymiai sumažėja. Epifizės pašalinimo operacija pašalina tamsos poveikį ir kartais pati savaime pagreitina augimą. Kankorėžinės liaukos ekstraktų įvedimas sumažina hipofizės preparatų augimą stimuliuojantį poveikį. Tuo pačiu metu melatoninas neturi įtakos gyvūnų augimo greičiui. Galbūt koks nors kitas epifizinis faktorius (faktoriai) slopina somatoliberino sintezę ir sekreciją arba stimuliuoja somatostatino gamybą.

Eksperimentai parodė, kad kankorėžinės liaukos įtaka hipofizės somatotropinei funkcijai nėra tarpininkaujama androgenų ar skydliaukės hormonų trūkumui.

Pinealektominėms žiurkėms kortikosterono sekrecija laikinai padidėja, nors antinksčių streso atsakas po pinealektomijos yra žymiai susilpnėjęs. Kortikosterono sekrecija padidėja esant nuolatiniam apšvietimui, kuris, kaip žinoma, slopina kankorėžinės liaukos aktyvumą. Yra įrodymų, kad pinealektomija susilpnina likusio antinksčio kompensacinę hipertrofiją po vienpusės adrenalektomijos ir sutrikdo gliukokortikoidų sekrecijos cirkadinį ritmą. Tai rodo kankorėžinės liaukos svarbą įgyvendinant priekinės hipofizės adrenokortikotropinę funkciją, ką patvirtina AKTH gamybos pokytis hipofizės audinyje, pašalintame iš gyvūnų, kuriems buvo atlikta pinealektomija. Literatūroje nėra sutarimo dėl kankorėžinės liaukos veikliosios medžiagos, kuri turi įtakos hipofizės adrenokortikotropiniam aktyvumui.

Pašalinus kankorėžinę liauką, padidėja melanocitus stimuliuojančio hormono (MSH) kiekis hipofizėje, o įvedus melatonino į IG smegenų skilvelį, jo kiekis sumažėja. Pastarojo kiekis šviesoje gyvenančių žiurkių hipofizėje padidėja, o melatonino įvedimas blokuoja šį poveikį. Manoma, kad melatoninas stimuliuoja melanotropiną slopinančio faktoriaus MIF gamybą hipotalamoje.

Kankorėžinės liaukos ir jos hormonų įtaka kitoms hipofizės tropinėms funkcijoms yra mažiau ištirta. Periferinių endokrininių liaukų aktyvumo pokyčiai gali atsirasti dėl tiesioginio epifizinių faktorių veikimo. Taigi, pašalinus kankorėžinę liauką, skydliaukės masė šiek tiek padidėja net ir nesant hipofizės. Skydliaukės hormonų sekrecijos greitis padidėja labai mažai ir trumpai. Tačiau, remiantis kitais duomenimis, kankorėžinė liauka slopina TSH sintezę ir sekreciją nesubrendusiems gyvūnams.

Daugelio eksperimentų metu poodinis, intraperitoninis, intraveninis ir net intraventrikulinis melatonino vartojimas sumažino skydliaukės jodo koncentravimo funkciją.

Kankorėžinės liaukos transplantacija į antinksčius, nepaveikiant žievės fascikulinių ir tinklinių zonų būklės, beveik padvigubino glomerulų zonos dydį, o tai rodo tiesioginį kankorėžinės liaukos produktų poveikį mineralokortikoidus gaminančioms ląstelėms. Be to, iš kankorėžinės liaukos buvo išskirta medžiaga (1-metoksi-1,2,3,4-tetrahidro-beta-karbolinas), stimuliuojanti aldosterono sekreciją ir todėl vadinama adrenoglomerulotropinu. Tačiau netrukus buvo gauti duomenys, paneigiantys šio junginio fiziologinį vaidmenį ir netgi abejojantys pačiu specifinio kankorėžinės liaukos adrenoglomerulotropinio faktoriaus egzistavimu.

Yra pranešimų, kad kankorėžinės liaukos pašalinimas sumažina prieskydinių liaukų funkcinį aktyvumą. Taip pat yra priešingų pastebėjimų. Kankorėžinės liaukos poveikio kasos endokrininei funkcijai tyrimų rezultatai dažniausiai yra neigiami.

Šiuo metu vis dar yra daug neišspręstų klausimų, ypač susijusių su šios liaukos gaminamų junginių prigimtimi. Mažiausiai abejotina yra kankorėžinės liaukos įtaka hipofizės tropinių hormonų sekrecijai, tačiau negalima atmesti ir tiesioginio poveikio periferinėms endokrininėms liaukoms bei kitiems organams galimybės. Matyt, veikiant aplinkos dirgikliams, kankorėžinė liauka gamina ne vieną, o kelis junginius, kurie pirmiausia patenka į kraują. Šios medžiagos moduliuoja centrinės nervų sistemos monoaminerginių neuronų, kurie kontroliuoja tam tikrų smegenų struktūrų liberinų ir statinų gamybą ir tokiu būdu veikia hipofizės tropinių hormonų sintezę ir sekreciją, aktyvumą. Kankorėžinės liaukos poveikis pagumburio centrams pirmiausia yra slopinamasis.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]