Эпифиз представляет собой вырост крыши III желудочка мозга. Он покрыт соединительнотканной капсулой, от которой внутрь отходят тяжи, разделяющие орган на доли. Размеры железы: до 12 мм в длину, 3-8 мм в ширину и 4 мм в толщину. Величина и вес меняются с возрастом. Масса эпифиза у взрослого человека составляет примерно 120 мг. Артерии шишковидной железы отходят от сосудистого сплетения III желудочка. Особенностью сосудов эпифиза является, отсутствие тесных контактов между эндотелиальными клетками, в силу чего гематоэнцефалический барьер в этом органе оказывается несостоятельным.

Большинство нервов эпифиза представлено волокнами клеток верхних шейных симпатических ганглиев.

Гистологически различают паренхиму и соединительнотканную строму. Гистологическое строение эпифиза новорожденных отличается от его строения у взрослого. Ядра клеток имеют обычно овальную форму, резко контурированны. Хроматиновые зерна расположены преимущественно по периферии ядра. Строма состоит из коллегановых, эластичных и аргирофильных волокон и клеточных элементов.

Достоверных морфологических признаков, свидетельствующих о секреторной функции, нет. Однако дольчатость и тесные контакты паренхиматозных клеток с соединительнотканными и нейроглиальными элементами позволяют судить о железистой структуре эпифиза. Изучение ультраструктуры клеток также показывает способность пинеалоцитов к выделению секреторного продукта. Кроме того, в цитоплазме пинеалоцитов обнаружены плотные пузырьки (dens core vesicles) диаметром 30-50нм, свидетельствующие о секреторном процессе. В эндотелии капилляров эпифиза найдены норы диаметром 25 - 4нм. Капилляры с такой ультраструктурой обнаружены в гипофизе, щитовидной железе, паращитовидных и поджелудочной железах, т. е. в типичных органах внутренней секреции. По мнению Wolfe и А. М. Хелимского, поры в эндотелии капилляров являются ещё одним признаком, указывающим на его секреторную функцию. Исследования последних лет установили, что эпифиз - метаболически активный орган. В его ткани обнаруживаются биогенные амины и ферменты, катализирующие процессы синтеза и инактивации этих соединении. Установлено, что в эпифизе происходит интенсивный обмен липидов, белков, фосфора и нуклеиновых кислот. Изучены три физиологически активных вещества, обнаруженных в эпифизе:

серотонин,

мелатонин,

норадреналин.

Есть немало данных и об аптигипоталамическом факторе, который связывает эпиталамо-эпифизарный комплекс с гипоталамо - гипофизарной системой. Так, например, в нем вырабатываются:

аргинин-вазотоцин (стимулирует секрецию пролактина);

эпифиз-гормон, или фактор «Милку»;

эпиталамин -суммарный пептидный комплекс и др.

В эпифизе обнаружены пептидные гормоны и биогенные амины, что позволяет отнести его клетки (пинеалоциты) к клеткам АПУД-системы. Не исключено, что в эпифизе могут также синтезироваться и накапливаться и другие гормональные соединения. Эпифиз участвует в регуляции процессов протекающих в организме циклически (например овариально-менструального цикла), деятельность эпифиза связывают с функцией поддержания биоритма (смена сна и бодрствования). Эпифиз - звено реализации биологических ритмов ритмов, в т.ч. околосуточных.

Пинеалоциты продуцируют мелатонин, производное серотонина, который подавляет гонадотропную секрецию и препятствует раннему половому созреванию. Разрушение этой железы, ее недоразвитие или удаление эпифиза у инфантильных животных в эксперименте имеют следствием наступление преждевременного полового созревания.

Ингибирующее влияние эпифиза на половые функции обусловливается несколькими факторами: пинеалоциты вырабатывают серотонин, который в них же превращается в мелатонин. Этот нейроамин, ослабляет или угнетает секрецию гонадолиберина гипоталамусом и гонадотропинов передней доли гипофиза. В то же время пинеалоциты продуцируют ряд белковых гормонов и в их числе антигонадотропин, ослабляющий секрецию лютропна передней доли гипофиза. Наряду с антигонадотропином пинеалоциты образуют другой белковый гормон, повышающий уровень калия в крови, следовательно, участвующий в регуляции минеарльного обмена. Число регуляторных пепидов продуцируемых пинеалоцитами, приближается к 40. Из них наиболее важны аргинин - вазотоцин, тиролиберин, люлиберин и даже тиротропин.

Эпифиз моделирует активность гипофиза, панкреатических островков, паращитовидных желез, надпочечников, половых желез и щитовидной железы. Влияние эпифиза на эндокринную систему носит в основном ингибиторный характер. Доказано действие его гормонов на систему гипоталамус-гипофиз-гонады. Мелатонин угнетает секрецию гонадотропинов как на уровне секреции либеринов гипоталамуса, так и на уровне аденогипофиза. Мелатонин определяет ритмичность гонадотропных эффектов, в том числе продолжительность менструального цикла у женщин.

Колебания уровня мелатонина влияют на образование гипофизом ряда гормонов, регулирующих сексуальную активность: лютенизирующего гормона, необходимого для овуляции секреции эстрогена; фолликул-стимулирующего гормона, регулирующего образование спермы у мужчин и созревания яичников у женщин; пролактина и окситоцина, стимулирующих образование молока и проявление материнской привязанности. Ряд исследований показал, что уровень мелатонина у женщин изменяется в зависимости от фазы менструального цикла. Гормоны эпифиза угнетают биоэлектрическую активность мозга и нервно-психическую деятельность, оказывая снотворный, анальгезирующий и седативный эффект. Экстракты эпифиза вызывают инсулиноподобный (гипогликемический), паратиреоподобный (гиперкальциемический) и диуретический эффекты. Имеются данные об участии в иммунной защите. Участие в тонкой регуляции почти всех видов обмена веществ.

Также обнаружено существенное иммуностимулирующее влияние мелатонина на иммунные процессы. Он стимулирует образование антителообразующих клеток. Введение гормона в организм полностью восстанавливает нарушение иммунных реакций, наблюдающихся после блокады функций эпифиза, вызванной сменой светового режима или блокатором бета-адренергических рецепторов пропанолом. Поскольку блокатор опиоидных рецепторов налтрексон полностью отменяет стимулирующий эффект мелатонина при введении in vivo, предполагается, что опиоидные пептиды могут вовлекаться в реализацию влияния этого гормона на иммунную систему.

1.5 История исследований.

Глава 2. Гормоны Эпифиза.

2.1 Серотонин, его строение и синтез.

Первым этапом биосинтеза в эпифизе является превращение аминокислоты триптофана под воздействием триптофангидроксилазы в 5-окситриптофан. С помощью декарбоксилазы ароматических аминокислот из этого соединения образуется серотонин, часть которого ацетилируется, превращаясь в N-ацетилсеротонин. Заключительный этап синтеза (превращение N-ацетилсеротонина под действием ОНОМТ), специфичен для эпифиза. Неацетилированный серотонин дезаминируется моноаминоксидазой и преобразуется в 5- оксииндолуксусную кислоту и 5-окситриптофол.

Значительное количество серотонина поступает также в нервные окончания, где захватываются гранулами, препятствующими ферментативному разрушению этого моноамина.

Полагают, что синтез серотонина происходит в светлых пинеалоцитах и контролируется норадренергическими нейронами. Холенергические парасимпатические волокна регулируют высвобождение серотонина из светлых клеток и тем самым его доступность для тёмных пинеалоцитов, в которых также имеет место норадренергическая модуляция образования и секреции мелатонина.

Серотонин метаболизируется в организме до 5-гидроксииндолуксусной кислоты, которая затем выводится с мочой.

2.2 Физиологические функции серотонина.

Серотонин наряду с дофамином играет важную роль в механизмах гипоталамической регуляции гормональной функции гипофиза. Стимуляция серотонинергических путей, связывающих гипоталамус с гипофизом, вызывает увеличение секреции пролактина и некоторых других гормонов передней доли гипофиза -- действие, противоположное эффектам стимуляции дофаминергических путей.

Серотонин также играет важную роль в процессах свёртывания крови. Тромбоциты крови содержат значительные количества серотонина и обладают способностью захватывать и накапливать серотонин из плазмы крови. Серотонин повышает функциональную активность тромбоцитов и их склонность к агрегации и образованию тромбов. Стимулируя специфические серотониновые рецепторы в печени, серотонин вызывает увеличение синтеза печенью факторов свёртывания крови. Выделение серотонина из повреждённых тканей является одним из механизмов обеспечения свёртывания крови по месту повреждения.

Серотонин также является одним из важных медиаторов аллергии и воспаления. Он повышает проницаемость сосудов, усиливает хемотаксис и миграцию лейкоцитов в очаг воспаления, увеличивает содержание эозинофилов в крови, усиливает дегрануляцию тучных клеток и высвобождение других медиаторов аллергии и воспаления. Местное (например, внутримышечное) введение экзогенного серотонина вызывает сильную боль в месте введения. Предположительно серотонин наряду с гистамином и простагландинами, раздражая рецепторы в тканях, играет роль в возникновении болевой импульсации из места повреждения или воспаления.

Также большое количество серотонина производится в кишечнике. Серотонин играет важную роль в регуляции моторики и секреции в желудочно-кишечном тракте, усиливая его перистальтику и секреторную активность. Кроме того, серотонин играет роль фактора роста для некоторых видов симбиотических микроорганизмов, усиливает бактериальный метаболизм в толстой кишке. Сами бактерии толстой кишки также вносят некоторый вклад в секрецию серотонина кишечником, поскольку многие виды симбиотических бактерий обладают способностью декарбоксилировать триптофан. При дисбактериозе и ряде других заболеваний толстой кишки продукция серотонина кишечником значительно снижается.

Массивное высвобождение серотонина из погибающих клеток слизистой желудка и кишечника при воздействии цитотоксических химиопрепаратов является одной из причин возникновения тошноты и рвоты, диареи при химиотерапии злокачественных опухолей. Аналогичное состояние бывает при некоторых злокачественных опухолях, эктопически продуцирующих серотонин.

Большое содержание серотонина также отмечается в матке. Серотонин играет роль в паракринной регуляции сократимости матки и маточных труб и в координации родов. Продукция серотонина в миометрии возрастает за несколько часов или дней до родов и ещё больше увеличивается непосредственно в процессе родов. Также серотонин вовлечён в процесс овуляции -- содержание серотонина (и ряда других биологически активных веществ) в фолликулярной жидкости увеличивается непосредственно перед разрывом фолликула, что, приводит к увеличению внутрифолликулярного давления.

Серотонин участвует в регуляции сосудистого тонуса, вызывает спазм сосудов. Нарушение серотонинергической регуляции сосудистого тонуса является, одной из причин мигрени.

2.3 Синтез и метаболизм мелатонина.

2.4 Регуляция синтеза мелатонина.