Логотип журнала "Провизор"








Жить по природе

Л. В. Львова, канд. биол. наук

В глубокой древности эпифиз называли «центром души» и «третьим глазом». Ему приписывали ясновидческие свойства и считали хранилищем сведений о прошлых инкарнациях. Древнеримский врач Гален утверждал, что эпифиз находится вблизи большой внутримозговой вены и, возможно, участвует в регуляции функционирования лимфатических желез. Основоположник анатомии Везалий сравнивал его с сосновой шишкой и приписывал ему роль клапана, регулирующего распределение ликвора в мозговом желудочке. Французский философ Декарт полагал, что анатомически и функционально эпифиз связан с визуальной системой, и считал его вместилищем души.

Насчет «вместилища души» современная наука умалчивает. Но, по словам заведующей лабораторией хроноэндокринологии, доктора биологических наук Людмилы Александровны Бондаренко, вполне возможно, что эпифиз — это, действительно, «третий глаз, который в процессе эволюции опустился в глубины мозга, частично сохранил фоторецепторы и обрел нейроэндокринные функции».

Об эпифизе

Еpiphysis в переводе с греческого — «сосновая шишка». На сходство с сосновой шишкой указывает и его второе название — пинеальная железа.

Но на сосновую шишку эпифиз походит крайне редко, чаще всего он имеет шарообразную или эллипсоидную форму, а иногда — конусообразную.

Топографически эпифиз представляет собой «физический центр мозга». Он расположен над третьим мозговым желудочком в неглубокой борозде, разделяющей верхние холмики среднего мозга.

В эндотелии капилляров, пронизывающих эпифиз, как и в эндотелии капилляров типичных органов внутренней секреции — гипофиза, щитовидной, поджелудочной и паращитовидных желез, — обнаружены норы диаметром 25–40 нм, что рядом исследователей рассматривается как свидетельство его секреторной функции.

Иннервируется эпифиз постганглионарными симпатическими волокнами, исходящими из верхнего шейного ганглия и заканчивающимися либо в перикапиллярном пространстве, либо поблизости от пинеалоцитов — секреторных клеток, из которых преимущественно состоит эпифизарная паренхима. (Помимо пинеалоцитов в паренхиме присутствуют глиальные элементы, астроциты, эпендимальные клетки, иногда — включения фибробластов, а при патологических состояниях — лимфоциты.)

Масса эпифиза невелика: в среднем 200 мг у взрослых.

В зависимости от возраста и состояния здоровья человека, климатических условий, в которых он живет, и т. п. масса пинеальной железы может существенно изменяться: от 25 до 430 мг.

Размеры эпифиза тоже невелики и значительно варьируют: у взрослых его длина может колебаться от 8 до 15 мм, ширина — от 6 до 10 мм, толщина — от 4–6 мм.

Пик «деятельности» эпифиза приходится на детские годы: по одним данным, инволюция пинеальной железы начинается с пятилетнего возраста, по другим — с семилетнего. После 8 лет в строме, разделяющей железу на дольки, появляется так называемый «мозговой песок» — слоистые шарики, состоящие из отложений фосфатов или карбонатов кальция, фосфатов магния или аммония. К старости строма разрастается, количество конкрементов возрастает, а часть пинеалоцитов атрофируется.

В пинеалоцитах обнаружены ядро и ядрышки, рибосомы и митохондрии, хорошо развитая эндоплазматическая сеть и аппарат Гольджи, лизосомы и липидные капли, т. е. все внутриклеточные компоненты, присущие нейросекреторным клеткам.

Характерная особенность пинеалоцитов — наличие одного или нескольких отростков. Некоторые из этих отростков заканчиваются среди пинеалоцитов, образуя синаптические контакты. Большая часть дендритов оканчивается в периваскулярном пространстве вблизи капилляров, что гарантирует выброс продуктов эпифизарной секреции непосредственно в кровяное русло. В то же время, гормоны, синтезируемые в пинеалоцитах, могут секретироваться в полость третьего желудочка и в спинно-мозговую жидкость.

Гистологически в эпифизе обнаруживаются два типа пинеалоцитов: светлые и темные — это почти одни и те же клетки, но находящиеся в различных функциональных состояниях. Подтверждение этому — способность функционально незрелых темных пинеалоцитов с ацидофильными (а иногда и базофильными) включениями в цитоплазме, постепенно «наращивая» свою активность, превращаться в активно функционирующие крупные светлые клетки со светлой гомогенной цитоплазмой.

Специализируются эти функционально активные пинеалоциты на продуцировании биологически активных соединений двух различных классов — индолов и пептидов. И если о самих пептидах известно, в общем-то, немного, то их тесные взаимоотношения с индолами вряд ли у кого-нибудь вызывают сомнения. Хотя бы потому что индолы, как выяснилось, способны облегчать попадание пептидов в кровоток за счет изменения проницаемости мембраны пинеалоцитов, а пептиды, со своей стороны, способны стимулировать секрецию главного эпифизарного индола — мелатонина — из перфузируемой пинеальной железы. Кроме того, сотрудники лаборатории хроноэндокринологии Харьковского института эндокринной патологии установили, что утренние инъекции эпиталамина — препарата, полученного из эпифизов крупного рогатого скота, — усиливают продукцию и секрецию мелатонина в ночное время, и не только у молодых половозрелых животных, но и у старых животных, с инволютивными изменениями эпифиза.

Впоследствии данные, полученные харьковскими исследователями, послужили основанием для использования эпиталамина в клинической практике в качестве геропротектора. Правда, механизм влияния пептидов на процессы биосинтеза мелатонина остался без объяснений.

Синтез эпифизарных индолов начинается с того, что функционально активные пинеалоциты «захватывают» из крови триптофан. «Захваченный» триптофан при активном участии внутриклеточных ферментов триптофангидроксилазы и декарбоксилазы ароматических аминокислот трансформируется в серотонин, который способен метаболизироваться несколькими путями:

  • прямым О-метилированием с образованием 5-метокситриптамина;
  • окислительным дезаминированием и последующим О-метилированием с образованием 5-окси- и 5-метоксииндолилуксусной кислоты;
  • окислительным дезаминированием и последующим О-метилированием с образованием 5-окси- и 5-метокси-триптофолов;
  • N-ацетилированием и последующим О-метилированием с образованием N-ацетилсеротонина и мелатонина.

Необходимым условием образования мелатонина является присутствие ацетилкоэнзима-А и S-аденозилметионина. Первого — как донора ацетильных групп в реакции N-ацетилирования серотонина в N-ацетилсеротонин, катализируемой ферментом N-ацетилтрансферазой, второго — как донора метильных групп в реакции О-метилирование и как фактора, необходимого «для работы» N-ацетилтрансферазы. Активность фермента, катализирующего О-метилирование, остается неизменно высокой на протяжении суток, а активность N-ацетилтрансферазы очень резко — в 10, а то и в 100 раз — возрастает в ночные часы, что указывает на ее главенствующую роль в формировании ночного пика мелатонина.

Как известно, информация о световом сигнале, воспринимаемом глазами, по нейронам супрахиазматического ядра базального гипоталамуса, интермедиолатерального клеточного ствола верхней грудной части спинного мозга и верхнего шейного ганглия поступает в эпифиз — конечный орган зрительной системы. Ночью электрические сигналы, приходящие из супрахиазматического ядра, стимулируют образование и высвобождение норадреналина из окончаний постганглионарных симпатических нейронов. (Днем активность нейронов супрахиазматического ядра подавлена и норадреналин из терминалей не освобождается.)

После высвобождения норадреналин взаимодействует с адренорецепторами на мембранах пинеалоцитов. При взаимодействии норадреналина с адренорецепторами пинеалоцитов активность внутриклеточной аденилатциклазы возрастает, что влечет за собой увеличение продукции циклического аденозинмонофосфата (цАМФ) и активацию цАМФ-зависимой протеинкиназы. Протеинкиназа, в свою очередь, активирует специфический белок, который стимулирует транскрипцию гена, кодирующего N-ацетилтрансферазу (синтез матричной РНК). В результате количество фермента в пинеалоцитах возрастает и процесс превращения серотонина в мелатонин интенсифицируется.

Синтезированный мелатонин в эпифизе не накапливается: высокая липофильность обеспечивает ему быстрое проникновение в различные биологические среды организма. (В ночное время повышение уровня мелатонина обнаружено в спинно-мозговой, овариальной, фолликулярной, семенной и амниотической жидкостях, в жидкости передней камеры глаз, слюне и грудном молоке.) К клеткам-мишеням практически всех органов и тканей мелатонин транспортируется сывороточным альбумином. Попав «к месту назначения», мелатонин освобождается от связи с альбумином и незамедлительно связывается со специфическими мембранными рецепторами; благодаря наличию ОСН3-группы в пятом положении индольного кольца проникает в ядро клетки-мишени и таким образом получает возможность воздействовать непосредственно на ее геном. Свободный, не связавшийся с рецепторами мелатонин довольно быстро гидроксилируется и конъюгируется с серной и глюкуроновой кислотой в микросомах печени и затем в виде сульфатов и глюкуронидов экскретируется с мочой. По содержанию в моче основного метаболита мелатонина — 6-гидроксимелатонинсульфата — можно судить о состоянии мелатонинобразующей функции пинеальной железы.

Мелатонин образуется не только в эпифизе. Клетки, синтезирующие главный предшественник мелатонина и сам мелатонин и получившие название апудоцитов*, обнаружены в зрительной системе (сетчатке, гардериановой железе) и желудочно-кишечном тракте, в эпителии дыхательных путей и под печеночной капсулой, в корковом слое почек и в надпочечниках, в симпатических ганглиях и желчном пузыре, в яичниках и эндометрии, в плаценте и внутреннем ухе, в тимусе и мозжечке, в щитовидной и поджелудочных железах. Однако под контролем фотопериода находятся только пинеалоциты и апудоциты зрительной системы: в них ритм секреции мелатонина совпадает с циклом свет-темнота. В остальных апудоцитах выработка мелатонина не зависит от ритма свет-темнота.

* Апудоциты — от английской аббревиатуры APUD, которая расшифровывается как amine precursor uptake and decarboxylation (все клетки, отнесенные к апудоцитам, способны поглощать предшественники моноаминов — 5-гидрокситриптофан и L-гидроксифениланин).

Об эпифизарном мелатонине и окружающей среде

Профессор Р. Рейтер назвал эпифизарный мелатонин «химическим выражением темноты». И это действительно так. Но в то же время уровень мелатонина — как в эпифизе, так и в крови — меняется с изменением спектрального состава светового потока, его интенсивности и продолжительности.

Известно, что биосинтез мелатонина в большей мере зависит от спектрального состава светового потока и что степень этого влияния возрастает с уменьшением длины волны: ни инфракрасный, ни красный свет на мелатонинобразующую функцию эпифиза практически не влияют. Под влиянием желтого света она, хоть и слабо, но все же меняется, зеленый вызывает заметное уменьшение продукции мелатонина, а голубой — сильное.

Именно преобладанием зеленого и голубого объясняется максимальное снижение концентрации мелатонина в полдень и летний всплеск гормональной активности половых желез у многих млекопитающих: голубой и зеленый подавляют мелатонинобразующую функцию эпифиза; снижение продукции мелатонина стимулирует образование гипофизарных гонадотропинов, активизирующих работу половых желез. (Считается, что именно такой механизм у большинства млекопитающих и обеспечивает сезонную регуляцию репродукции.)

Суточные ритмы мелатонинобразующей функции эпифиза регулируются иначе. Здесь многое зависит от интенсивности света. (Свидетельство тому — обнаруженное экспериментально уменьшение продукции мелатонина при увеличении светового потока, попадающего на сетчатку.)

Сами же суточные ритмы различны у разных млекопитающих. У человека, к примеру, после наступления темноты содержание мелатонина нарастает постепенно, достигая своего максимума в середине темной фазы суток. Зимой, с удлинением ночного периода пропорционально увеличивается и продолжительность подъема концентрация мелатонина. Летом, когда ночи становятся короче, длительность подъема концентрации мелатонина сокращается. Другими словами, с изменением длины светового дня меняется и характер формирования ночного пика мелатонина, что, как считается, и обеспечивает формирование сезонных ритмов.

Надо заметить, что столь же чутко эпифиз реагирует и на другие изменения в среде обитания. Подтверждение тому — эксперименты, проведенные лабораторией хроноэндокринологии Харьковского института эндокринной патологии.

По данным первого эксперимента, за полтора часа до солнечного затмения, во время затмения и через полтора часа после него в крови подопытных животных, оттекающей от семенников, отсутствовали тестостерон и его предшественники — дельта-4-андростендион, 17-альфа-прогестерон и прогестерон. Другими словами, в этот период биосинтез андрогенов в яичках полностью блокировался, что, по мнению исследователей, могло быть связано с усилением мелатонинобразующей функции эпифиза в ответ на наступившую темноту.

Во втором эксперименте, проведенном ночью, спустя 12 часов после солнечного затмения, в периферической крови животных было зафиксировано двукратное снижение концентрации тестостерона, двукратное увеличение уровней пролактина и тироксина, а в эпифизе — четырехкратное уменьшение концентрации мелатонина (по отношению к норме). Столь резкое падение ночного пика мелатонина авторы исследования расценили как следствие его высокой продукции днем, в период затмения. В генерализованной перестройке эндокринной системы именно эпифизу они отвели роль нейроэндокринного посредника между организмом и окружающей средой, подчеркнув при этом, что выдвинутое предположение нуждается в дополнительной экспериментальной проверке.

Что касается влияния стрессовых ситуаций — будь то холодовой стресс или действие ионизирующей радиации, — то здесь, как выяснили сотрудники лаборатории хроноэндокринологии, дела обстоят следующим образом.

За время трехчасового пребывания подопытных животных при температуре +4 градуса Цельсия мелатонинобразующая функция эпифиза проходит через три фазы: фазу усиления (в первые 15 минут), фазу нормализации (в последующие 15 минут) и фазу угнетения. (В третьей и последней фазе часть пинеалоцитов перестает функционировать.)

Аналогичный, т. е. трехфазный, ответ прослеживается и в реакции эпифиза на воздействие малыми дозами гамма-излучения: в первые дни после облучения концентрация как самого серотонана, так и продуктов его метаболизма — N-ацетилсеротонина, 5-метокситриптамина, мелатонина — возрастает. Впоследствии, через два-три месяца продукция метоксииндолов нормализуется, а в отдаленные сроки (примерно через полгода после облучения) — резко снижается, что свидетельствует «о первоначальной мобилизации и последующем постепенном истощении резервных возможностей пинеалоцитов». Кстати говоря, мелатонин, как и 5-метокситриптамин, является радиопротектором, правда, более слабым, чем его предшественник.

Тем не менее, после курсового лечения эпиталамином у ликвидаторов-чернобыльцев с вегетативной дистонией и дисциркуляторной энцефалопатией уменьшались интенсивность и частота головных болей и головокружений, снижалась утомляемость, нормализовалось артериальное давление, редуцировались пароксизмальные состояния, улучшались показатели биоэлектрической активности головного мозга и церебрального кровообращения. (Для справки: действие эптиталамина основано на стимуляции формирования ночного пика мелатонина.)

О взаимоотношениях эпифиза с репродуктивной и иммунной системами

Предположение о взаимосвязи между эпифизом и гонадами было высказано более века назад, в 1898 году, когда в литературе появилось описание двух клинических случаев тератомы эпифиза у мальчиков с преждевременным половым созреванием. Фактически с этого момента началось изучение эпифизарно-гонадных взаимоотношений с использованием традиционных физиологических методов, таких как удаление пинеальной железы или введение эпифизарных экстрактов. Исследований было очень много, но разобраться в тонкостях этих взаимоотношений удалось относительно недавно, после открытия мелатонина. (Результаты многочисленных исследований первоначального этапа изучения эпифизарно-гонадных взаимоотношений отличались крайней противоречивостью.)

Как выяснилось, мелатонин способен угнетать секрецию гонадотропинов как на уровне гипоталамуса, так и на уровне гипофиза. Колебания его концентрации сказываются:

  • на уровне фолликулстимулирующего гормона, регулирующего образование спермы у мужчин и созревание яичников у женщин (избыток фоллитропина вызывает преждевременное половое созревание, недостаток может стать причиной бесплодия);
  • на уровне пролактина, стимулирующего развитие молочных желез и лактации;
  • на уровне окситоцина, стимулирующего сокращение гладкой мускулатуры матки при родах и сокращение мышечных волокон, расположенных вокруг альвеол молочных желез, вызывающее выделение молока;
  • на уровне лютенизирующего гормона, необходимого для овуляции и секреции эстрогена (избыток лютропина вызывает преждевременное половое созревание, недостаток — бесплодие).

Но с другой стороны, лютеинизирующий гормон за счет блокирования трансляции матричной РНК фермента N-ацетилтрансферазы способен подавлять продукцию эпифизарного мелатонина; такими же свойствами обладает и тестостерон.

Кроме того, у женщин уровень мелатонина меняется в зависимости от фазы менструального цикла. Например, по наблюдениям американских исследователей, в первой части цикла величина ночного пика мелатонина вдвое меньше, чем перед началом менструации. Уровень мелатонинона значительно снижается и в дни, соответствующие овуляции. При аномальном менструальном цикле, как и при отсутствии менструаций, что нередко бывает у профессиональных спортсменок, переусердствовавших с тренировками, ночной пик мелатонина вдвое больше, чем у женщин с нормальным циклом.

В то же время подавление мелатонинобразующей функции эпифиза влечет за собой усиленное образование половых стероидов. В свою очередь чрезмерная андрогенизация у мужчин — особенно у подростков и юношей — может вылиться в агрессивное поведение. Такой же эффект способны вызвать и антагонисты мелатонина — меланотропин, тиреотропин, гонадотропины, тестостерон, что необходимо учитывать при назначении гормональной терапии.

Не менее тесные взаимоотношения связывают эпифиз и иммунную систему.

Подтверждением тому может служить, во-первых, угнетение пролиферации в костном мозге клеток-предшественников гранулоцитов и макрофагов, наблюдаемое у животных после пинеалэктомии и при подавлении ночной продукции мелатонина. Во-вторых, циркадные изменения численности нейтрофилов, Т- и В-лимфоцитов в кровотоке с максимумом в темное время суток. В-третьих, иммуностимулирующий эффект мелатонина, обнаруженный у животных при эндотоксическом шоке, вызванном летальными дозами мембранных липополисахаридов бактерий, при стрессе, вирусной инфекции, введении кортикостероидов и противоопухолевых препаратов. В-четвертых, наличие рецепторов к мелатонину на иммунокомпетентных клетках, через которые и реализуется его активирующее воздействие на эти клетки. И, наконец, способность цитокинов, вырабатываемых активированными иммунными клетками, стимулировать продукцию эпифизарного мелатонина.

О мелатонинобразующей функции эпифиза и атеросклерозе

Многочисленные исследования свидетельствуют: утрата циркадного ритма мелатонинобразующей функции эпифиза приводит к снижению адаптивных возможностей организма, аномальная стойкость циркадного ритма вызывает нарушение адаптации к смене часовых поясов, а его (т. е. циркадного ритма) нарушение чревато столь неприятными последствиями, как бессонница, дисфория, раздражительность, депрессивные расстройства, вегетативная дисфункция, ухудшение памяти и способности концентрировать внимание.

В лаборатории хроноэндокринологии Института эндокринной патологии при активном участии лабораториии патоморфологии атеросклероза Института терапиии проводилось изучение роли пинеальной железы в патогенезе атеросклероза.

Почему выбор пал именно на атеросклероз? С одной стороны, на атеросклероз и ишемическую болезнь сердца приходится львиная доля летальных исходов от сердечно-сосудистых заболеваний. С другой стороны, атеросклероз причисляется к так называемым болезням цивилизации». Цивилизации, которая, на ее взгляд, начиналась не с ухудшения экологии или пресловутых стрессов, а электрификации и связанного с этой самой электрификацией искусственного увеличения продолжительности светового дня.

Эксперимент длился пять месяцев. Подопытные животные были разделены на четыре группы. Первая, контрольная группа кроликов, содержалась в условиях естественного освещения и получала обычный пищевой рацион; вторая группа тоже содержалась в условиях естественного освещения, получая холестерин по Аничкову; третья и четвертая группы содержались в условиях круглосуточного освещения. Разница лишь в том, что кролики третьей группы получали обычный растительный рацион, а четвертой — холестерин по Аничкову. (Для создания круглосуточного освещения использовалась обычная электрическая лампочка мощностью 100 вт. В клетках интенсивность света была невысока — 30–40 люкс.)

По словам Людмилы Александровны, хуже всего пришлось кроликам четвертой группы. В течение первого месяца «организм еще хоть как-то сопротивлялся», через два месяца начинались биохимические изменения, потом — структурные, причем настолько значительные, что к концу эксперимента поражения аорты были заметны даже невооруженным глазом, не говоря уже о жировых сумках вокруг внутренних органов. У кроликов третьей группы, холестерином некормленных, жировые сумки отсутствовали, но изменения липидного обмена у них были столь же выраженными, как и у кроликов четвертой группы, а изменения сердца практически ничем не отличались от изменений, выявляемых при аутопсии умерших от инфаркта миокарда.

Обнаруженные нарушения исследователи объяснили мелатониновой недостаточностью, наступающей вследствие того, что включенный ночью свет блокирует формирование ночного пика мелатонина. Экспериментальную модель ишемической болезни сердца они запатентовали.

Результаты этой работы и ранее полученные данные о роли мелатониновой недостаточности в изменении функции надпочечников, развитии гипотиреоза и гипогонадизма привели Людмилу Александровну к убеждению: лучшая профилактика болезней цивилизации — «жить по природе, вовремя выключать свет и вовремя просыпаться». Тем более что в животном мире эти самые болезни отсутствуют, если, конечно, животное живет по своему собственному, естественному режиму, а не по режиму хозяина-полуночника.





© Провизор 1998–2017



Грипп у беременных и кормящих женщин
Актуально о профилактике, тактике и лечении

Грипп. Прививка от гриппа
Нужна ли вакцинация?
















Крем от морщин
Возможен ли эффект?
Лечение миомы матки
Как отличить ангину от фарингита






Журнал СТОМАТОЛОГ



џндекс.Њетрика