Эпифиз это в биологии 8 класс кратко
Обновлено: 19.05.2024
Главную роль в функционировании эндокринной системы выполняют гипоталамус, гипофиз и надпочечники. Эти железы регулируют протекание процессов, обеспечивающих взаимодействие всех частей нашего организма. Высшим подкорковым центром эндокринной регуляции является гипоталамус — отдел продолговатого мозга. Он выделяет нейрогормоны, стимулирующие работу гипофиза.
Гипофиз — это эндокринная железа, которая регулирует активность многих других желёз внутренней секреции и влияет на работу разных органов человека.
Это небольшая железа массой всего \(0,6\)–\(1,1\) г, которая является главной эндокринной железой. Находится она под гипоталамусом и образует с ним единую систему, управляющую многими функциями организма.
Передняя доля образует так называемые тропные гормоны, которые влияют на развитие и функции других желёз внутренней секреции.
В передней доли вырабатывается также соматотропин, или гормон роста. Он влияет на обмен веществ, ускоряет рост костей. При недостатке этого гормона у детей и подростков рост замедляется и наблюдается карликовость (без нарушений пропорций тела и умственного развития). Избыток соматоропина в растущем организме сопровождается избыточным ростом и приводит к гигантизму.
Если соматотропина слишком много у взрослого человека, то развивается акромегалия — начинают непропорционально увеличиваться отдельные части тела и органы: нос, подбородок, сердце, язык и т. д.
Гормон окситоцин оказывает действие на гладкие мышцы и вызывает их сокращение. Этот гормон образуется во время родов; он стимулирует сокращение стенок матки и выделение молока из молочных желез у кормящих женщин.
Гормон вазопрессин ускоряет реабсорбцию, т. е. обратное всасывание воды в почечных канальцах. При недостатке этого гормона образуется очень много мочи и развивается несахарный диабет.
В средней доле гипофиза вырабатывается меланотропный гормон, который влияет на образование в клетках кожи пигмента меланина и определяет её цвет.
Эпифиз (шишковидная железа) тоже расположен в головном мозге. Он вырабатывает гормоны, которые регулируют суточные и сезонные биоритмы организма, а также сдерживающие раннее половое созревание.
Кора надпочечников синтезирует гормоны кортизон и альдостерон, регулирующие обмен органических и минеральных веществ и воды. Здесь вырабатывается также небольшое количество половых гормонов.
Адреналин активизирует нервную систему, ускоряет работу сердца, расширяет сосуды мозга, мышц, печени, снижает утомляемость. В этом слое надпочечников вырабатывается также гормон норадреналин, который служит медиатором в синапсах. Этот гормон повышает тонус артериальных сосудов и давление крови.
Тимус расположен в грудной клетке непосредственно за грудиной. Эта железа хорошо развита у детей, а с возрастом постепенно атрофируется. Гормоны тимуса оказывают влияние на работу других желёз внутренней секреции: сдерживают секрецию щитовидной железой и половое созревание. Гормон тимозин регулирует обмен углеводов и кальция, передачу импульсов в нервно-мышечных синапсах.
Вилочковая железа является главным органом иммунной системы. В ней происходит дифференцировка и созревание лимфоцитов.
Эпифиз определяет циркадные (суточные) ритмы человека, обеспечивая восстановление организма и приспосабливаемость к окружающей среде. Влияет на работу нервной системы и эмоциональное состояние.
Также эта железа участвует в настройке овуляторного цикла у женщин, выработке спермы у мужчин, контролирует наступление полового созревания. Стимулирует иммунную систему, запускает антиоксидантные и противотоксические механизмы.
Строение эпифиза
Эта железа имеет треугольную шишковидную форму, откуда и получила одно из своих названий — шишковидное тело. Она очень маленькая и весит всего от 50 до 200 мг.
Расположен эпифиз на задней поверхности промежуточного мозга, в узкой бороздке между полушариями. Он присоединен поводками к обоим зрительным буграм промежуточного мозга, и получает таким образом световые сигналы.
Эпифиз, как часть мозга, плотно прилегает к мягкой мозговой оболочке, которая покрывает его капсулой из соединительной ткани. Соединительная ткань распространяется внутрь железы, разделяя таким образом ее на доли. Орган имеет интенсивное кровоснабжение, что говорит о его важной роли для организма.
Справка! Эпифиз развивается на втором месяце внутриутробного развития, постепенно выпячиваясь из верхней стенки промежуточного мозга. Изначально он разделен на две доли, но к концу внутриутробного периода соединяется в один орган.
Эпифиз на 95% состоит из пинеалоцитов — клеток, которые выполняют секретирующую функцию, то есть производят гормоны:
- серотонин;
- мелатонин;
- диметилтриптамин
- адреногломерулотропин.
Также пинеалоциты синхронизируют выработку мелатонина и серотонина. Эти вещества организм производит циклично — серотонин вырабатывается только при солнечном свете, а мелатонин в темноте.
Форма и размер пинеалоцитов меняется с возрастом, и зависит от пола. Оставшиеся 5% клеточной структуры шишковидного тела приходятся на астроциты. Они относятся к нейроглие — вспомогательным клеткам нервной ткани, которые выполняют опорную, питательную, секреторную, защитную функции.
Эпифиз связан нервными волокнами с эпиталамусом и гипоталамусом, влияя на активность гипоталамо-гипофизарной системы и периферических эндокринных желез.
Справка! Центральная эндокринная система — связанные между собой железы, которые расположены в головном мозге (гипоталамус, гипофиз, эпифиз, эпиталамус). Периферическая эндокринная система включает в себя: щитовидную, поджелудочную, половые железы, надпочечники, паращитовидную железу. Работа периферических органов регулируется центральной системой.
Эпифиз содержит мелкие кристаллы солей кальция — так называемый мозговой песок, назначение которого пока неизвестно. Находят эпифизарный песок только только у взрослых людей.
Функции шишковидного тела или за что отвечает эпифиз
Это основная функция эпифиза. Управляет этим процессом мелатонин. Это светочувствительный гормон, концентрация которого в крови максимальна в темное время суток, а минимальна в светлое. Под его воздействием успокаивается нервная система, расслабляются мышцы, понижаются температура, артериальное давление и уровень холестерина. Максимум выработки мелатонина приходится на временной период от 24:00 до 5:00, а пик — на 2:00.
Ганглиозные клетки сетчатки глаза реагируют на солнечный свет. Сигнал от них поступает по ретиногипоталамическому тракту в супрахиазматические ядра (СХЯ) гипоталамуса. Далее сигнал передается в эпифиз, регулируя суточный ритм биосинтеза мелатонина. Нейрогормональные сигналы от СХЯ и эпифиза поступают в периферические органы, синхронизируя суточные ритмы их активности.
Чтобы эпифиз вырабатывал нужное количество мелатонина не рекомендуется спать при включенном свете и вести ночную активную жизнь. Люди, работающие по ночам, имеют худшую сопротивляемость организма, более высокий риск диабета, ожирения и даже онкологических заболеваний. Поэтому им рекомендуется принимать пептидные препараты эпифиза.
Антиоксидантное действие. Мелатонин — мощный антиоксидант. Он дезактивирует свободные радикалы и некоторые токсины, предотвращая повреждение клетки и ее преждевременное старение.
Влияние эпифиза на эндокринную систему в основном ингибиторное, то есть подавляющее. Он тормозит синтез гормона роста, инсулина, кортизола, тироксина и некоторых других веществ, которые активизируют процессы роста и метаболизма. Способность мелатонина замедлять рост и деление клеток делают его перспективным в качестве противоопухолевого средства. На эту тему сейчас проводятся клинические исследования.
Стимуляция иммунитета. Если на эндокринные органы он оказывает преимущественно тормозящее действие, то на некоторые звенья иммунитета — стимулирующее. Мелатонин способствует выработке клеток, образующих антитела, тем самым улучшая способность организма противостоять инфекциям
Регуляция половой сферы. Эпифиз влияет на репродуктивную функцию, сексуальное и материнское поведение, овуляторно-менструальный цикл у женщин, старение половой сферы. Колебания уровня мелатонина влияют на выброс гипоталамо-гипофизарной системой половых гормонов — лютеинизирующего и фолликулостимулирующего, окситоцина, пролактина.
Успокаивающий, анальгезирующий, антидепрессивный эффект. Серотонин с мелатонином повышают болевой порог, улучшают настроение, снижают тревожность.
Регуляция минерального обмена. Известно, что пептиды шишковидного тела участвуют в регуляции минерального обмена. Они повышают уровень калия и кальция, снижают количество глюкозы в крови.
Заболевания эпифиза
Опухоли и кисты. Большинство болезней шишковидного тела вызваны пинеаломами. Их разделяют на два типа — пинеобластомы (злокачественные) и пинеоцитомы (доброкачественные).
Синдром Марбурга-Милку. Пинеалома может вызывать гиперфункцию эпифиза, то есть патологическое усиление ее функции. В результате развиваются: эпифизарное ожирения, гипофункция щитовидной железы, в подростковом возрасте — недоразвитие половых органов.
Синдром Пеллицци. Снижение функции шишковидного тела (гипофункция) в детском возрасте ведет к аномальной активности гонадотропинов и преждевременному половому созреванию — к 10 годам и даже раньше. Страдают синдромом Пеллицци чаще всего мальчики.
Функциональная гипофункция эпифиза
Снижение активности пинеальной железы, не связанное с ее органическими поражениями, называется функциональным. Как правило, развивается оно в процессе старения, но возможны и другие причины.
Проявления недостаточности шишковидной железы:
- расстройство сна (инсомния);
- неврозы, депрессивные и депрессивные состояния;
- вялость, низкая работоспособность;
- понижение иммунного статуса;
- гормональные расстройства.
Функциональная гипофункция эпифиза излечима. Восстановить нормальную работу органа поможет препарат Эндолутен. Он содержит комплекс А-8 (натуральные пептидные биорегуляторы эпифиза), который восстанавливают работу железы на уровне ДНК.
В результате приема улучшается сон, повышается работоспособность и настроение, нормализуется гормональный обмен, омолаживается организм, отодвигается наступление климакса и укрепляется иммунитет.
Кроме того, пептиды шишковидной железы рекомендованы, как составляющая комплексного лечения онкологических заболеваний и нейроэндокринных расстройств.
Хотя на сегодняшний день медицине известно много о структуре и физиологии эпифиза, еще остались белые пятна, которые дают простор воображению. Например, неизученные мозговые кристаллы современные эзотерики считают органами-приемниками для телепатии и связи с духовным миром.
При этом воздействие на психику человека со стороны эпифиза — медицински подтвержденный факт, а изыскания на стыке психиатрии и духовных практик в 90-е годы прошлого века велись вполне официально.
Эпифиз (шишковидное тело). Строение эпифиза. Функция эпифиза. Сосуды (кровоснабжение) эпифиза
Эпифиз ( шишковидное тело ), corpus pineale, располагается над верхними холмиками пластинки крыши среднего мозга, будучи связано с таламусами посредством habenulae. Оно представляет небольшое, овальной формы и красноватой окраски тело, более узкий конец которого направлен вниз и назад. Длинник тела 7 — 10 мм, поперечник 5 — 7 мм.
Группирующиеся в виде тяжей клетки имеют секреторные свойства. Шишковидное тело крупнее в раннем детстве (у женщин также крупнее, чем у мужчин), но еще до наступления половой зрелости обнаруживаются явления инволюции, первые признаки которой заметны уже на 7-м году жизни.
Функция эпифиза. Функция шишковидного тела не вполне выяснена. Экстирпация железы у молодых животных влечет за собой быстрый рост скелета с преждевременным и преувеличенным развитием половых желез и вторичных половых признаков. Поэтому нужно думать, что железа оказывает тормозящее действие на эти функции.
Развитие эпифиза. Шишковидное тело развивается в виде первоначально полого выроста из верхней стенки промежуточного мозга (будущего III желудочка).
Сосуды ( кровоснабжение ) эпифиза. К шишковидному телу подходит несколько веточек от а. chorioidea posterior (ветвь a. cerebri posterior), a. cerebelli и a. cerebri media. Симпатические волокна, входящие в corpus pineale, предназначены, по-видимому, для иннервации кровеносных сосудов.
Обзор
Автор
Редакторы
Генеральный партнер конкурса — международная инновационная биотехнологическая компания BIOCAD.
Эпифиз известен людям очень давно, еще древнеиндийские философы считали его органом ясновидения и органом для размышлений о перевоплощении душ.
С точки зрения анатомии первым описал эпифиз Гален во втором веке нашей эры, он же ввел название glandula pinealis — шишковидная железа — за схожесть с сосновой шишкой (pinea — итальянская сосна). Эту схожесть отмечали и другие анатомы, например, Везалий. Возможно, это действительно тот случай, когда название соответствует внешнему виду, предлагаю сравнить шишку и эпифиз (рис. 1).
Рисунок 1. Сравнение шишки и шишковидной железы
Интересно, что Гален отвергает бытовавшее тогда воззрение об эпифизе, как о клапане для пневмы — некой духовной материи человека. Он отрицал способность к движению у эпифиза, считал его просто железой, поддерживающей вены. Гален предположил, что его назначение связано с регуляцией лимфатической системы, поскольку рядом с эпифизом расположены лимфатические узлы. Мнение Галена дожило до средневековья, а потом сгинуло со всей остальной наукой: в раннем средневековье церковь запретила производить вскрытия, один из немногих методов изучения анатомии, а позже разрешила, но в ограниченных количествах.
Очень интересно мнение Декарта о том, что свет через глаза поступает на эпифиз и его лучи в теле беременной женщины могут попасть на плод и создать родимые пятна. Конечно, сейчас мы не верим в движения духов, знаем, как появляются родимые пятна и как устроено зрение, некоторая интересная связь с действительностью в заключениях Декарта прослеживается. Ведь сейчас известно о том, что клетки эпифиза, пинеалоциты, синтезируют гормон мелатонин, а на его выработку влияет освещенность.
Несколько последующих столетий ученые много рассуждали об эпифизе, но не могли точно установить его функцию. Они уже обнаружили нервы, поняли, что никакой пневмы не существует, однако назначение эпифиза оставалось загадкой. В медицинском словаре Dictionnaire des Sciences Medicales, изданном в 1829 г., сказано, что ничего из провозглашенного Галеном или Декартом о шишковидной железе не может быть принято за истину, и в ней же утверждалось, что еще ничего не известно о ее функции. Да, в медицинском словаре специально написали о незнании.
Черный труд в 20 веке
Наконец, в 20 веке благодаря совершенствованию методов стремительно развиваются цитология, гистология. В том числе изобретаются различные методы окрашивания. Захария Димитрова, болгарский ученый, занималась изучением различных желез, окрашивала их и описывала. В своем изучении эпифиза она описала его клетки пинеалоциты. Ключевым ее наблюдением стало обнаружение специфических гранул рядом с ядром. Она заметила, что такие включения встречаются у клеток многих других желез, поэтому предположила, что эпифиз тоже является секреторной железой. Сейчас известно, что эти включения произошли от гранулярной эндоплазматической сети, которая синтезирует белки, в том числе, гормоны. В 1917 году был проведен эксперимент по кормлению головастиков экстрактом эпифиза коров, в результате которого у них обесцвечивалась кожа, что позволяло наблюдать за работой их внутренних органов.
Итак, к концу 20 века стало известно, что эпифиз — это эндокринная железа, секретирующая мелатонин и некоторые другие гормоны. Казалось бы, вот все секреты эпифиза и раскрыты. Но мелатонин и биоритмы — это только одна, вероятно, главная и понятная составляющая эпифиза.
Эпифиз как третий глаз
Если функция эпифиза как вместилища души была опровергнута, то третьим глазом его, с некоторыми оговорками, можно вполне законно называть. Сейчас меня можно заподозрить в обмане: научно-популярная статья о третьем глазе, что дальше? Но не спешите, посмотрите на макушку этой ящерицы:
Рисунок 2. Взрослая гаттерия, белое пятнышко на голове — третий глаз подпись
Рисунок 3. Антарктические тюлени
Но как связан эпифиз и третий глаз? Выяснилось, что пинеалоциты, клетки эпифиза, у многих животных сохранили способность к фоточувствительности. Происхождение пинеалоцитов и клеток теменного глаза общее, они очень похожи, теменной глаз тоже способен к синтезу мелатонина и к регуляции биоритмов, но в гораздо меньших объемах, чем эпифиз, и не у всех его обладателей. Существуют различные теории о происхождении эпифиза и третьего глаза, о том, как светочувствительные клетки оказались во тьме теменной коробки. Но однозначного вывода пока нет, опять эпифиз сохраняет свою загадочность [5].
Зачем нужен третий глаз ящерицам?
Самой логичной теорией о его назначении была теория о том, что теменной глаз является детектором смены сезонов. Но в 2010 году в Biological Journal of the Linnean Society вышла статья, в которой ученые анализировали, как разные экологические факторы влияют на размер и развитость теменного глаза. Выяснилось, что широта и долгота практически не влияют на его размер.
Результаты этого исследования поставили крест на самой популярной теории о предназначении теменного глаза ящериц для определения смены сезонов, но до сих пор ее можно встретить во многих источниках [5].
Зато исследователи нашли другие достоверные способности третьего глаза ящериц. Несмотря на то, что теменной глаз не передает изображение, как обычные глаза, он воспринимает свет и способен определить положение поляризации света, в отличие от обычных парных глаз [7].
Тут стоит немного поговорить о поляризованном свете.
Рисунок 4. Неполяризованный свет и два плоскополяризованных света
Свет — это волны, изначально не упорядоченные и проходящие во множестве направлений. Солнечный свет, проходя через атмосферу, частично поляризуется — это значит, что часть направлений его волн отсеивается, и остаются только определенные направления волн, образующие параллельные плоскости поляризации. На рисунке 4 вы видите схемы поляризации света: слева — неполяризованный свет, в центре и справа — 2 плоскополяризованных света, первый в плоскость под углом в 0 градусов, а другой под 45 градусов.
Можно представить это как просеивание песка, часть направлений сохраняется, а часть пропадает, и свет несколько упорядочивается. В зависимости от положения солнца эти плоскости меняются, меняется степень поляризации (насколько много направлений отсеялось, насколько выражен главный вектор), при этом пасмурность не сильно влияет на поляризацию [8]. Ящерицы, наблюдая теменным глазом за направлениями поляризации света, могут понимать, где солнце, даже в пасмурную погоду, а, зная, где находится солнце, можно ориентироваться в пространстве. Таким образом, эта способность могла бы использоваться ящерицами, как своеобразный компас, известно, что многие насекомые ориентируются таким образом. В отдельном эксперименте проверяли, пользуются ли ящерицы такой способностью теменного глаза на самом деле. Ящериц помещали в шестигранный ящик с лабиринтом (рис. 5), до этого их обучали его проходить, потом ящик освещали плоскополяризованным светом, сначала с одним направлением, а потом с перпендикулярным ему. В итоге ящерицы действительно по-разному проходили лабиринт в зависимости от того, какая плоскость поляризации была у света, поворачивая на 90 градусов вместе с плоскостью поляризации [7].
Рисунок 5. Ящик для ящериц с лабиринтом внутри, огороженный забором, чтобы ящерицы не видели то, что их окружает. Снаружи ящика лампы, испускающие плоскополяризованный свет.
Второе достоверно известное назначение третьего глаза — защита от перегрева и переохлаждения. Благодаря светочувствительности теменной глаз оценивает освещенность: при интенсивном освещении он предостерегает земноводных от длительного пребывания на солнце, так он оберегает рептилий от перегрева. В экспериментах лягушки, которым удаляли теменной глаз, больше времени проводили на солнце.
А почему у современных животных редко встречается третий глаз? Существующие гипотезы говорят о том, что раньше терморегуляция была развита хуже и необходимо было очень внимательно отслеживать освещенность, прятаться от солнца, теменной глаз был необходим, но с развитием систем терморегуляции потребность в нем постепенно отпала [5].
Пока ясны не все функции третьего глаза у разных животных. Непонятно, насколько он необходим современным животным, как он развивался, ученые находят у него новые функции, отметают ранее предположенные. В предыдущих абзацах описывались функции только теменного глаза ящериц, хотя есть он еще у рыб и амфибий.
В голове не ветер, не опилки, а песок
Но все же эпифиз не равен третьему глазу, хотя по происхождению и функциям связан с ним. Вернемся же к нему. Надеюсь, ни у кого не поседели волосы и в голове не стало больше песка, пока они читали этот текст. Дело в том, что с возрастом у нас не только появляются седина, морщины и т.д., но и в голове действительно появляются минеральные отложения, особенно в эпифизе, он буквально заполняется песком. Но не переживайте, это нормальное явление. Тем не менее кальцификация эпифиза имеет значение, у нее есть как негативные, так и позитивные стороны. Благодаря свойству кальция и его соединений светиться в ультрафиолете довольно давно известно, что твердые частицы в эпифизе получились именно из-за откладывания кальция в клетках. На то, как выглядит песчинка в эпифизе, можно посмотреть на рисунке 6.
Рисунок 6. Конкремент, частичка мозгового песка (а), разные типы клеток в конкременте (б и в)
Рисунок 7. Обменник кальция
На самом деле кальцифицироваться может любая клетка, а наши кости обладают прочностью именно из-за кальция. Минерализация, вариантом которой является кальцификация, происходит, когда в клетке оказывается очень много кальция, фосфора и других минеральных веществ. Для клеток такой процесс губителен, ведь кальций заполняет их внутренности, они становятся мертвыми и твердыми. В организме человека такая прочность нужна только костям и зубам, поэтому клетки постоянно избавляются от избытка кальция благодаря мембранным белкам: обменнику кальция и натрия и Ca-AТФазе. Эти белки в мембране по-разному пропускают ионы, в зависимости от заряда и концентрации. Ca-AТФаза выводит кальций из клетки против градиента заряда и концентрации с затратой энергии АТФ, а обменник, как можно догадаться по названию, меняет ионы кальция, располагающиеся внутри клетки, на ионы натрия, в избытке находящиеся снаружи.
В эпифизе эти механизмы с возрастом начинают хуже работать, потому что эпифиз — очень активная железа, он регулярно синтезирует гормоны, выделяет их в кровь, кровь постоянно проходит через эпифиз, а в крови содержится кальций. В итоге из-за постоянной работы сильные изменения можно заметить уже к подростковому возрасту — со временем эпифиз кальцифицируется все сильнее и сильнее, некоторые ученые отмечают сходство кальцификации шишковидной железы и остеонов костей. На рисунке 8 представлена кальцифицурующаяся часть шишковидной железы человека в 14 лет (а) — видно, что белого на снимке мало, кальцификация еще не сильная; в 47 лет (б) — почти все белое, кальцификация очень сильна; и в 62 года (в) — все белое, кальцификация фрагмента полная. Последняя картинка — это фото остеона — структурной единицы кости. Заметно внешнее сходство песчинок эпифиза и остеона: похожая слоистая радиальная структура.
Рисунок 8. Кальцификация фрагмента эпифиза в 14 лет (а), 47 лет (б) и 62 года (в). г — Остеон.
Кроме того, схожесть с костями прослеживается в почти одинаковом соотношении фосфора в песчинках эпифиза и в костях, эмали зубов. Все это: схожесть с кальцификацией костей, начало кальцификации в раннем возрасте у всех людей — указывает на то, что это нормальный физиологический, а не патологический процесс. Так что песок в голове — это нормально, как бы странно это ни звучало.
И все же негативный эффект от песка в эпифизе есть. Очевидно, что песок — затвердевшие, не живые пинеалоциты, — не может синтезировать мелатонин. Это довольно плохо, есть предположение, что из-за этого пожилые люди меньше и хуже спят. Известно, что у людей с болезнью Альцгеймера и некоторыми другими психическими заболеваниями кальцификация эпифиза выражена сильнее, чем у здоровых людей, хотя нет доказательств того, что кальцификация является причиной этих состояний, существуют предположения о том, что ухудшение секреции мелатонина вносит свой вклад в развитие заболеваний. В связи с этим авторы исследований кальцификации предлагают серьезнее заниматься исследованием мозгового песка в эпифизе, потому что до сих пор точно не ясен механизм кальцификации, как возникает повышенная кальцификация, как именно она влияет на организм [6].
В конце хочется еще раз сказать о том, насколько эпифиз необыкновенный. Мало того, что до середины прошлого века его функции оставались неясными. Мало того, что он действительно имеет связь с третьим глазом, пусть и не духовным, предсказательским, а с реальным. Он даже сейчас задает исследователям загадки о своем функционировании и предназначении, о своей роли в организме. Возможно, открыв их, мы сможем больше узнать о психических заболеваниях и продвинуться в их лечении, и будем лучше высыпаться.
Читайте также: