Kandungan
Jauh di dalam otak adalah kelenjar pineal kecil, organ yang menghasilkan melatonin tubuh, hormon berpengaruh yang membantu mengatur tidur dan terjaga serta corak sirkadian yang mempunyai kesan luas pada kesihatan. Ketahui lebih lanjut mengenai anatomi, lokasi, dan fungsi badan pineal dan bagaimana ia mempengaruhi tidur, mempengaruhi pembiakan musiman pada haiwan, dan mungkin dipengaruhi oleh tumor otak tertentu.Anatomi
Kelenjar pineal (atau badan pineal) adalah organ berbentuk kerucut kecil yang terletak di dalam bumbung ventrikel ketiga, jauh di dalam otak. Kajian autopsi menunjukkan bahawa ukuran rata-rata kelenjar pineal serupa dengan sebiji beras. Ventrikel adalah ruang yang berisi bendalir, dan ventrikel ketiga meluas dari ventrikel lateral yang besar ke saluran air serebrum yang sempit, melewati antara dua bahagian otak yang disebut diencephalon. Ia terletak di kawasan yang disebut epithalamus, tepat di belakang thalamus dan di atas cerebellum, terletak di bahagian belakang otak berhampiran batang otak. Terdapat lubang kecil pineal berisi cecair yang keluar ke tangkai badan pineal, yang membolehkan hormon yang dihasilkannya lebih mudah tersebar ke seluruh otak.
Struktur
Sel-sel yang membentuk tisu kelenjar pineal pada manusia dan mamalia lain termasuk pinealosit penghasil hormon dan sel interstitial yang menyokong. Sel saraf, atau neuron, mungkin mempengaruhi pinealosit dengan rembesan bahan kimia tertentu yang disebut neurotransmitter. Serat saraf mencapai kelenjar melalui tangkai pineal dan mengandungi banyak zat, termasuk:
- GABA
- Orexin
- Serotonin
- Histamin
- Oksitosin
- Vasopressin
Sel-sel pinealosit mempunyai reseptor untuk semua neurotransmitter ini, menunjukkan pengaruh dari bahan kimia lain yang biasa di dalam otak.
Pada manusia dan mamalia lain, pengaruh ini meluas di luar otak ke sekumpulan neuron yang terletak di ganglia serviks unggul bersimpati dan spanopalatine parasympatetik dan ganglia otik. Sambungan ini adalah geganti dari kelenjar pineal ke nukleus suprachiasmatic (SCN) yang terletak di hipotalamus. SCN sangat penting kerana ini adalah alat pacu jantung utama untuk irama sirkadian di dalam badan, dipengaruhi oleh persepsi cahaya yang dikesan oleh retina dan dihantar di sepanjang saluran retinohypothalamic.
Fungsi
Fungsi yang paling penting dari kelenjar pineal adalah pengeluaran hormon yang disebut melatonin. Melatonin disintesis dari molekul serotonin neurotransmitter. Setelah dihasilkan, ia dirembeskan dari kelenjar pineal. Ia mempunyai kesan penting pada irama sirkadian, termasuk kesan pada tidur dan kemungkinan kesan pada pembiakan bermusim pada haiwan.
Di dalam kelenjar pineal, serotonin (yang berasal dari asid amino yang disebut triptofan) mengalami transformasi apabila kumpulan asetil dan kemudian kumpulan metil ditambahkan untuk menghasilkan melatonin. Ini dicapai dengan dua enzim: serotonin-N-acetyltransferase dan hydroxyindole-O-methyltranferase. Pengeluaran melatonin terganggu oleh pendedahan cahaya.
Bagaimana cahaya mempengaruhi pengeluaran melatonin dalam kelenjar pineal? Untuk menjawab soalan ini, penting untuk memahami bagaimana cahaya secara amnya mempengaruhi irama sirkadian badan. Dari bahasa Latin yang bermaksud "kira-kira sehari," istilah circadian merujuk kepada banyak proses fisiologi yang digabungkan dengan waktu cahaya dan kegelapan. Walaupun termasuk tidur dan terjaga, waktu sirkadian ini berkisar pada pelepasan hormon, penggunaan tenaga untuk mengoptimumkan metabolisme, dan koordinasi sistem yang saling berkaitan dengan tubuh.
Cahaya yang melewati retina mata mengaktifkan reseptor tertentu yang disebut sel ganglion retina fotosensitif intrinsik (ipRGC). Sel-sel ini mengandungi photopigment yang disebut melanopsin. Dari sini, isyarat dihantar dari mata ke kelenjar pineal. Pertama, mesej dihantar melalui saluran retinohypothalamic yang meluas dari sel retina ke SCN di hipotalamus anterior di otak. Nukleus paraventrikular hipotalamus kemudian menghantar isyarat ke neuron simpatik preganglionik di saraf tunjang, ke ganglion serviks yang unggul, dan akhirnya ke kelenjar pineal.
Kelenjar pineal kemudian dapat mengubah pengeluaran melatonin, berdasarkan jumlah cahaya yang dirasakan oleh mata. Ini menyebabkan kelenjar pineal disebut "mata ketiga" tubuh, karena kemampuannya untuk menanggapi persepsi cahaya.
Apabila melatonin dihasilkan, ia tidak dilepaskan ke dalam vakum untuk melakukan sesuka hati. Seperti yang berlaku untuk banyak proses di dalam badan, ada keseimbangan yang terjaga. Keseimbangan ini dipanggil homeostasis. Apabila kelenjar pineal mengeluarkan melatonin, ini akan memberi makan melalui tindakan pada reseptor melatonin MT1 dan MT2 di SCN. Interaksi ini mempengaruhi kawalan sistem sirkadian di dalam badan, dengan implikasi yang lebih luas untuk penyakit berpotensi.
Terdapat beberapa kesan melatonin yang tidak dapat difahami sepenuhnya pada manusia. Telah diketahui bahawa pada model haiwan melatonin dapat menurunkan rembesan hormon pelepasan gonadotropin (GnRH) dari hipotalamus. Ini mungkin mempunyai kesan penghambatan terhadap fungsi pembiakan. Pada mamalia, ini dapat memperlambat pematangan sperma dan telur dan mengurangkan fungsi organ pembiakan. Secara teori, ia boleh mempengaruhi fungsi pembiakan bermusim pada beberapa haiwan. Apabila malam lebih lama di bulan-bulan musim sejuk, dan akses ke makanan dapat dikurangkan, kegelapan yang meningkat dapat menyebabkan kadar melatonin lebih tinggi dan kesuburan berkurang. Ini mungkin menjadikan sebilangan kecil haiwan mungkin mempunyai usia muda yang mungkin tidak bertahan pada musim sejuk. Kepentingan ini, terutama di kalangan manusia, tidak diketahui.
Terdapat beberapa kehati-hatian yang disarankan dalam penggunaan melatonin tambahan (yang merupakan satu-satunya hormon yang tidak terkawal yang tersedia untuk pembelian di kaunter di Amerika Syarikat) pada wanita hamil dan kanak-kanak. Pelepasan melatonin oleh kelenjar pineal mungkin berperanan dalam masa pematangan seksual manusia. Tahap melatonin menurun sedikit pada masa pubertas, dan tumor pineal yang menghilangkan pengeluaran melatonin akan menyebabkan baligh pramatang pada anak kecil.
Akhirnya, melatonin yang dihasilkan oleh kelenjar pineal adalah antioksidan yang sangat berkesan. Ia dapat melindungi neuron dalam sistem saraf pusat dari radikal bebas, seperti nitrik oksida atau hidrogen peroksida. Bahan kimia ini dihasilkan dalam tisu saraf aktif. Radikal bebas boleh meningkatkan risiko kerosakan dan disfungsi tisu, termasuk risiko masalah perubatan seperti barah dan penyakit neurodegeneratif.
Juga diketahui bahawa pengeluaran melatonin menurun dengan penuaan semula jadi, dan bagaimana penyakit ini memburukkan lagi masih disiasat.
Syarat Bersekutu
Kelenjar pineal dan penghasilan melatonin adalah pusat gangguan irama sirkadian yang mempengaruhi tidur. Contohnya, ini boleh memperburuk insomnia pada sindrom fasa tidur yang tertunda. Ini juga mungkin berperanan dalam gangguan afektif musiman, kadang-kadang dikenal sebagai kemurungan musim sejuk. Di samping itu, apabila kelenjar pineal dipengaruhi oleh tumor, kesannya boleh menyebabkan pembedahan otak.
Gangguan Irama Circadian
Keadaan ini berlaku apabila penyelarasan antara pola terjaga dan tidur tidak selari dengan norma masyarakat atau irama semula jadi cahaya dan kegelapan. Dicirikan oleh waktu tidur dan terjaga yang tidak teratur, orang yang terkena akan mengalami insomnia dan mengantuk yang tepat pada waktunya. Gangguan tidur sirkadian merangkumi:
- Sindrom fasa tidur kelewatan: Burung hantu malam yang mengalami kesukaran untuk tidur dan kesulitan bangun pada waktu yang lebih awal.
- Sindrom fasa tidur lanjut: Disifatkan oleh permulaan tidur awal dan bangun pagi.
- Berlari bebas atau tidak 24: Paling sering dijumpai pada orang buta tanpa persepsi cahaya, waktu tidur boleh berubah secara beransur-ansur selama beberapa minggu atau bulan.
- Irama tidur-bangun yang tidak teratur: Daripada waktu tidur yang lama dalam semalam, tidur dipecah menjadi selang waktu yang lebih pendek selama 24 jam sehari.
Bagaimana waktu tidur boleh terganggu? Pada akhirnya, ini mungkin bergantung pada perspektif peribadi, sebahagian besarnya dipengaruhi oleh konteks sosial. Seseorang mesti berhati-hati untuk mengelakkan melabelkan variasi normal corak fisiologi sebagai penyakit. Apabila terdapat disfungsi sosial dan pekerjaan yang signifikan (termasuk ketidakhadiran dari sekolah atau tempat kerja), rawatan mungkin sesuai. Nasib baik, bagi mereka yang corak tidurnya yang tidak teratur tanpa akibat, bantuan perubatan biasanya tidak dicari.
Gangguan Afektif Musim (SAD)
Dengan kegelapan malam yang berpanjangan yang terjadi pada bulan-bulan musim sejuk di hemisfera utara, gangguan afektif bermusim dapat terjadi. Juga dikenali sebagai kemurungan musim sejuk, keadaan ini mungkin berkaitan dengan gejala lain, termasuk penurunan aktiviti fizikal dan kenaikan berat badan. Fototerapi, dengan penggunaan cahaya buatan dari kotak cahaya atau gelas terapi cahaya, mungkin bermanfaat. Waktu cahaya biasanya pada waktu pagi, tetapi penting untuk mengikuti panduan profesional perubatan.
Tumor Kelenjar Pineal
Kanser jarang mempengaruhi kelenjar pineal. Sebenarnya, kurang dari 1 peratus tumor otak berlaku di kelenjar pineal, tetapi 3 hingga 8 persen tumor otak pada kanak-kanak terdapat di sini. Secara amnya, tumor kelenjar pineal berlaku lebih banyak di kalangan orang dewasa muda, mereka yang berumur antara 20 hingga 40 tahun dari usia. Hanya ada segelintir tumor yang boleh mempengaruhi kelenjar pineal di dalam otak. Sebenarnya, hanya ada tiga jenis tumor sel pineal sejati. Ini termasuk:
- Pineositoma: Tumbuh lambat, sering diklasifikasikan sebagai tumor kelas II.
- Pineoblastoma: Umumnya lebih agresif, sama ada diklasifikasikan sebagai bentuk pertengahan gred III atau gred IV yang lebih ganas.
- Tumor pineal bercampur: Mengandungi gabungan jenis sel, menjadikan klasifikasi bersih tidak mungkin dilakukan.
Tumor ini boleh tumbuh cukup besar untuk menghalang aliran normal cecair serebrospinal dalam ventrikel. Dianggarkan bahawa 10 hingga 20 peratus tumor kelenjar pineal juga boleh merebak melalui media ini, terutama varian pineoblastoma yang lebih agresif. Nasib baik, kanser ini jarang berlaku di tempat lain di dalam badan.
Gejala yang timbul dengan tumor kelenjar pineal termasuk:
- Pergerakan mata terjejas menyebabkan penglihatan berganda
- Sakit kepala
- Loya
- Muntah
Sekiranya tumor kelenjar pineal dikenal pasti, rawatan biasanya merangkumi radiasi. Sekiranya pineoblastoma ada, seluruh otak dan saraf tunjang mesti disinari. Sekiranya tumor telah merebak, atau jika ia tumbuh semula setelah rawatan radiasi, kemoterapi mungkin ditunjukkan. Dalam beberapa kes, pembedahan boleh dilakukan untuk menentukan jenis tumor dengan membuang sebahagian tumor. Sekiranya aliran cairan serebrospinal disekat, menyebabkan pembengkakan di dalam otak, shunt dapat dilakukan untuk memastikan peredaran normal di luar lokasi tumor.
Syarat-syarat lain
Perlu diperhatikan bahawa ubat-ubatan tertentu dapat mempengaruhi relay dari persepsi cahaya terhadap pengeluaran melatonin dalam kelenjar pineal. Khususnya, ubat penghalang beta yang digunakan untuk merawat hipertensi, takikardia, dan penyakit jantung boleh mengganggu pelepasan melatonin yang normal. Penyekat beta yang disebut ini termasuk Lopressor (metoprolol), Tenormin (atenolol), Inderal (propranolol ), dan lain lain. Sekiranya ini memberi kesan yang besar pada tidur atau kesihatan, ubat lain mungkin perlu digunakan.
Kelenjar pineal dapat dikalsifikasi pada individu yang lebih tua, menerangi imbasan CT kerana peningkatan kepadatan, dan menyebabkan adanya "pasir otak" pada penilaian patologi tisu.
Ujian
Dalam kebanyakan kes, ujian untuk menilai kelenjar pineal tidak ditunjukkan. Tahap melatonin dapat diukur dalam air liur, darah, dan air kencing tanpa penilaian langsung kelenjar pineal; namun, ini kebanyakan dilakukan dalam konteks kajian penyelidikan dan bukan dalam perawatan klinikal. Memandangkan ukurannya, beberapa teknik pengimejan mungkin hanya menyediakan data terhad mengenai struktur. Dalam konteks tumor kelenjar pineal, ujian berikut mungkin sesuai:
- Imbasan tomografi berkomputer (CT)
- Imbasan pengimejan resonans magnetik (MRI)
- Biopsi otak
Penilaian lebih lanjut mengenai gangguan sirkadian mungkin memerlukan penilaian oleh pakar tidur yang diperakui oleh dewan yang akan mengajukan soalan yang disasarkan untuk lebih memahami corak dan kesan masalah.
Penjejakan irama sirkadian dapat dilakukan secara membujur dengan log tidur atau aktigrafi. Teknologi yang boleh dipakai, termasuk pelacak kecergasan biasa, mungkin menyediakan sebahagian daripada data biometrik ini. Pakar tidur juga akan mengarahkan intervensi yang sesuai, termasuk potensi penggunaan suplemen melatonin atau fototerapi, untuk mengoptimumkan tidur dan kesejahteraan.