Эпифиз является уникальной железой, регулирующей биологические ритмы организма, обеспечивающие приспособление к изменяющимся условиям окружающей среды и синхронизацию биологических часов с космическими циклами. Происходит это посредством главного гормона эпифиза – мелатонина, который также принимает участие во множестве процессов, в том числе оказывает немалое влияние на психику.

Эпифиз (шишковидное тело, шишковидная железа) анатомически относится к эпиталамусу, или надталамической области, вместе с поводками и треугольниками поводков. Располагается на задней поверхности промежуточного мозга, прикрепляясь поводками к заднемедиальной стороне таламусов [12]. Относится к нейроэндокринной системе за счет того, что вырабатывает биологически активные вещества, обладающие гормональной активностью – мелатонин, серотонин, адреногломерулотропин и диметилтриптамин. Функции эпифиза долгое время оставались неизвестными, однако после открытия мелатонина и того, что основным местом его выработки является шишковидная железа, внимание множества ученых было привлечено к изучению нормального функционирования и заболеваниям, связанным с нарушением его работы.

Мелатонин вырабатывается преимущественно в эпифизе пинеалоцитами, однако существует мощный пул, имеющий происхождение в других тканях. Так, способностью к синтезу обладают ЖКТ, поджелудочная железа, гепато-билиарная система, почки, надпочечники, параганглии, яичники, эндометрий, плацента, внутреннее ухо, сетчатка глаза [16]. Мелатонин образуется гидроксилазным путем обмена триптофана. Посредством одного из основных ферментов – триптофангидроксилазы, которая так же обладает выраженной суточной активностью, с повышением в ночное время, начинается мелатониновый путь обмена. Промежуточным продуктом является серотонин, который подвергается ацетилированию с помощью N-ацетилтрансферазы, обладающей чувствительностью к ингибирующему действию мелатонина и наиболее активной в эпифизе. В последующем, ацетилированный серотонин проходит метилирование посредством фермента гидроксииндол-О-метилтрансферазы с образованием собственно мелатонина [4].

Сразу после выработки мелатонин поступает в кровь и ликвор, не накапливаясь в железе [4]. Синтез мелатонина контролируется опосредованно, так как информация об освещенности непосредственно в железу не поступает. Через ретиногипоталамический тракт импульсы от палочек и колбочек поступают в супрахиазматические (СХЯ) ядра гипоталамуса, откуда передаются на паравентрикулярные ядра (ПВЯ). ПВЯ имеют проекцию в интермедиолатеральный столб верхних грудных сегментов спинного мозга, где находятся симпатические преганглионарные нейроны. Аксоны этих нейронов вступают в верхние шейные ганглии, откуда симпатические пути идут к эпифизу. Последние нейроны являются норадреналинергическими, активирующими выработку мелатонина. В светлое время суток возбуждение СХЯ вызывает торможение на шейных ганглиях, соответственно, норадреналина поступает меньше, и работа эпифиза угнетается. При отсутствии освещения тормозное влияние отсутствует, что приводит к активации секреции мелатонина [4, 6, 17]. Синтез мелатонина осуществляется не только в зависимости от освещения, но и под действием отрицательной обратной связи и некоторых нейропептидов, например, вазоинтестинального пептида (VIP),который увеличивает выработку гормона, а NPY преимущественно угнетает его продукцию [4].

Рецепторы к мелатонину обнаруживаются в подавляющем большинстве тканей и делятся на два типа – мембранные, активация которых приводит к запуску каскада реакций, и ядерные, позволяющие реализовать эффект напрямую [9].

Как было показано, мелатонин обладает выраженной суточной цикличностью синтеза, пик которой приходится на время между полуночью и пятью часами утра, зависимо происходит выброс серотонина нейронами ядер шва и ведет к запуску медленноволновой фазы сна. Таким образом реализуется наиболее изученная его функция – регулирование циркадных ритмов [5, 9].

В литературе имеются данные об огромном количестве функций мелатонина, но не все они достаточно описаны, кроме того встречаются мнения, противоречащие друг другу. Однако не вызывает сомнений тот факт, что мелатонин способствует адаптации. При нарушении ритмики его выработки могут обостряться хронические, возникать острые заболевания, усиливаться аффективные колебания. При тяжелых заболеваниях суточные колебания выработки мелатонина могут отсутствовать, что само по себе приводит к серьезным нарушением в организме. При восстановлении нормальных пиков, состояние улучшается, что свидетельствует о его участии во многих физиологических процессах [10]. Состояние, характеризующееся нарушением цикличности выработки мелатонина, называется десинхронозом и описывается как неблагополучие организма, патологический синдром, сопровождающий десинхронизацию (рассогласование) ритмов. Причиной десонхроноза является перестройка привычного распорядка, ведущая к конфликтам с циркадными ритмами, различные соматические и психические заболевания. Кроме того, сам по себе десинхроноз является стрессорным фактором [8, 11].

Мелатонин является одним из самых сильных эндогенных антиоксидантов при ПОЛ, способен дезактивировать свободные радикалы и родственные им токсические вещества, что предотвращает их негативное влияние на клетки и их структуры [9, 16]. Показано, что мелатонин участвует в механизмах защиты от влияния экзогенных химических факторов, что имеет значение в развитии побочного действия лекарственных средств [2]. Действие мелатонина на иммунную систему неоднозначно, он может как угнетать, так и стимулировать ее. В физиологических условиях мелатонин обладает иммуномодулирующей активностью, воздействует непосредственно на специфические рецепторы клеток лимфоидных органов и клеток крови и опосредованно через другие системы, тормозит секрецию АКТГ, тиреотропина, изменяет выработку кортикостероидов корой надпочечников, стимулирует продукцию лейкоцитами иммуноглобулинов и интерлейкинов, ослабляет пролиферацию [2, 5, 9, 16]. Мелатонин способен потенцировать эффект цитостатиков, способствует активации и переориентации иммунного ответа в сторону Т-хелперов 1 типа и увеличению продукции ряда цитокинов, снижению экспрессии VEGF рецептора, активации апоптоза в опухолевых клетках, уменьшению активности теломеразы. На основании указанных свойств был опыт использования препаратов мелатонина в лечении опухолевых заболеваний, однако на настоящий момент испытания не завершены и не внедрены широко в клиническую практику [13].

Репродуктивная система также подвержена влиянию мелатонина, он участвует в процессах созревания и развития половых органов, регуляции менструального цикла, старении ее [3]. При опухоли эпифиза (пинеаломе) может развиваться преждевременное половое созревание [14]. Данные о влиянии мелатонина на пролактин противоречивы, но наличие их взаимосвязи не вызывает сомнений. Таким образом, могут возникать патологические состояния, приводящие не только к соматическим изменениям, но и нарушению полового поведения, аффективным расстройствам и ухудшению адаптации [3].

Заслуживают внимание такие функции мелатонина каканксиолитическая, антидепрессивная, геропротекторная [2]. Мелатонин увеличивает содержание ГАМК в ЦНС, серотонина в среднем мозге и гипоталамусе, тем самым оказывая положительное влияние на различные звенья нейропротективного механизма [5]. Стимулирует поглощение глюкозы и депонирование гликогена в тканях, увеличивает концентрацию АТФ и креатинфосфата, пролиферацию и дифференцировку клеток, что в том числе способствует повышению устойчивости организма к стрессорным воздействиям [3]. Мелатонин способен ликвидировать митохондриальную дисфункцию, возникающую при кардиоваскулярной, возрастной, нейродегенеративной патологии, также сдерживает апоптоз с одновременным усилением репарации. Показана лечебная активность мелатонина в экспериментальных и клинических условиях при такой патологии как инсомния, неврозы, психогенная депрессия, ЧМТ, болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, эпилепсия, так как при действии на ЦНС оноказывает нормализацию циркадных ритмов, эмоциональной реактивности, аффективной и когнитивной сфер [1].

Однократное употребление алкоголя приводит к временному нарушению выработки мелатонина, а при алкоголизме достигает практически полного отсутствия ее цикличности. В связи с этим проводились исследования, по данным которых использование препаратов на основе мелатонина, включенных в схему для лечения абстинентного синдрома, показали лучший результат по сравнению с только традиционными методами [8].

С возрастом и изменениями, связанными с функционированием половых желез, наблюдается снижение амплитуды и количества секреции мелатонина в течение суток, что коррелируется с увеличением частоты инсомнических расстройств, включающих трудности при засыпании, частые ночные и утренние пробуждения, ранние окончательные утренние пробуждения, сонливость в течение дня. Для лечения инсомнии назначают препараты из различных фармакологических групп – седативные препараты растительного происхождения, транквилизаторы, барбитураты, седативные нейролептики, антидепрессанты. Однако большинство из них имеют такие побочные эффекты, которые приводят к снижению комплаенса или вызывают привыкание. На настоящий момент создаются препараты, влияющие на обмен мелатонина или на его основе, которые заметно улучшают качество и продолжительность сна, облегчают засыпание, не приводя к дневной сонливости и снижению работоспособности, а также обладаютменьшим профилем побочных эффектов и имеют высокий профиль безопасности [7, 8].

В последнее время активно изучается влияние антипсихотических препаратов на эпифиз и, следовательно, на выработку мелатонина. Так, показано, что при длительном лечении антипсихотиками развиваются изменения в эпифизе, выражающиеся в увеличении количества стромы по сравнению с паренхимой. Изменения становятся заметными после 5 лет приема препаратов и достигают максимума к периоду в 10 лет антипсихотической терапии, что очевидно приводит к нарушению нормальных циркадных ритмов и сказывается на многих параметрах жизнедеятельности [2].

Кроме мелатонина эпифизом вырабатываются адреногломерулотропин и диметилтриптамин (ДМТ). Адреногломерулотропин – продукт биотрансформации мелатонина, способный действовать на клетки клубочковой зоны надпочечников, продуцирующие альдостерон,тем самым изменяя скорость клубочковой фильтрации в сторону ее снижения. Диметилтриптамин – сильнодействующее психоактивное вещество из класса триптаминов, агонист 5-НТ_2А рецепторов серотонина. В наибольшем количестве вырабатывается во время сна и преагональных состояниях, гипоксии мозга. Его действие на ЦНС связывают с возникновением сновидений, а при употреблении препаратов, содержащих ДМТ, возникают пугающие зрительные галлюцинации. Изучен эндогенный диметилтриптамин недостаточно, что связано, в том числе, с этическими проблемами [15, 18].

Подготовила: Жукова С.О.

Источники:

1. Арушанян Э.Б. Универсальные терапевтические возможности мелатонина / Клиническая медицина. №2. 2013г. Стр. 4-8.
2. Волков В.П. Функциональная морфология пинеальной железы при антипсихотической терапии / Universum: Медицина и фармакология: электронный научный журнал. №9 (10).2014г.
3. Гафарова Е.А. Роль шишковидной железы и ее гормона мелатонина в репродуктивной функции женщины / Практическая медицина. №6 (54). 2011г. Стр. 19-22.
4. Золотухин М.М. Гидроксилазный путь обмена триптофана в центральной нервной системе млекопитающих / Журнал ГрГМУ. Лекции и обзоры. №2. 2009г. Стр. 16-21.
5. Изнак А.Ф., Изнак Е.В. Цикл сон-бодрствование, депрессия и антидепрессанты / Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». Т. 11. №1. 2009г. Стр. 30-31.
6. Постнова М.В., Мулик Ю.А. Механизмы формирования циркадианных ритмов поведенческой активности человека / Вестник Волгоградского государственного университета. Сер.3, Экон. Экол. 2009г. №2 (15). Стр. 228-232.
7. Прохорова С.В., Максимова Т.Н. Опыт применения пролонгированного мелатонина для терапии нарушений сна при депрессии / Неврология, нейропсихиатрия, психосоматика. 2015г. №7 (3). Стр. 46-50.
8. Рагозин О.Н., Бочкарев М.В. Влияние измененного фотопериодизма северного региона на биологические ритмы человекав норме и патологии. В кн.: Руководство по хронобиологии и хрономедицине. М.; 2012г.Стр. 119-136.
9. Рапопорт С.И. Мелатонин и его роль в клинике внутренних болезней / Вестник Смоленской медицинской академии. №1. 2011г. Стр. 59-63.
10. Рапопорт С.И. Хрономедицина, циркадианные ритмы. Кому это нужно? / Ж. Клиническая медицина. №8. 2012г. Стр. 73-75.
11. Рапопорт С.И., Большакова Т.Д., Малиновская Н.К., Бреус Т.К. Магнитные бури как стресс. Биофизика. 1998г.№43 (4).Стр. 632-639.
12. Сапин М.Р. Анатомия и топография нервной системы: учебое пособие / М.Р. Сапин, Д.Б. Никитюк, С.В. Клочкова. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2016г. 192 с. Стр. 46-48.
13. Семиглазова Т.Ю., Осипов М.А., Новик А.В., Клименко В.В. Анисимов В.Н. Перспективы использования мелатонина в клинической онкологии / Ж. Злокачественные опухоли. №4. 2016г. Стр. 21-29.
14. Фархутдинова Л.М. Преждевременное половое созревание центрального происхождения / Архивъ внутренней медицины. №4. 2017г. Стр. 245-251.
15. Хашаев З. Х.-М. Передача информационных сигналов в субклеточных системах / Известия ЮФУ. Технические науки. Тематический выпуск. 2009г. Стр. 167-175.
16. Хоменко В.Г. Мелатонин – как продукт шишковидной железы в регуляции физиологических функций организма / Thejournalofscientificarticles “Health & education millennium” (seriesMedicine), 2013, Т. 15 Р. 1-4.
17. Cipolla-NetoJ., AmaralF. G., AfecheS. C., TanD. X., ReiterR. J. Melatonin, energymetabolism, andobesity: areview./ Journal of pineal research. 2014. Vol. 56. No. 4. P. 371-381.
18. Quay W.B. Indole derivatives of pineal and related neural and retinal tissues / Pharmacological Reviews –1965. Vol. 17, Is.Р. 321-345.