Epifiza

Epifiza, numită și glanda pineală, este o structură mică a creierului care secretă melatonină. Producerea melatoninei urmează ciclul zi–noapte: de regulă, semnalele luminoase reduc secreția, iar întunericul o favorizează. Astfel, melatonina oferă organismului informații despre momentul zilei. Ea participă la reglarea ritmurilor biologice, inclusiv a pregătirii pentru somn, dar somnul depinde de numeroase circuite nervoase și de obiceiurile de viață.

Lumina ajunge la retină, informația este transmisă spre ceasul biologic din hipotalamus, iar de acolo circuite nervoase influențează epifiza. Nu este un răspuns direct al epifizei la razele care ar lumina-o prin craniu. Un program de somn neregulat sau expunerea la lumină seara pot schimba sincronizarea ritmurilor. În biologie, evită afirmația că melatonina „pornește” singură somnul ca un comutator. Pentru o schemă, notează stimulul extern, structurile care îl detectează și hormonul eliberat. Lecția Somnul și veghea descrie mai amplu stările de somn și veghe, iar Paratiroidele, timusul, epifiza așază epifiza între celelalte glande discutate în această temă.

Pinealocitele sintetizează melatonină pornind de la serotonină. Nucleul suprachiasmatic al hipotalamusului este sincronizat de informația retiniană și influențează epifiza printr-un circuit autonom. Secreția nocturnă de melatonină este un semnal de timp biologic. Melatonina nu este identică cu un neurotransmițător al tuturor circuitelor de somn și nu explică singură calitatea somnului.

Melatonina secretată de epifiză contribuie la ritmul zi–noapte. Are și efect antigonadotrop: frânează maturarea gonadelor până la pubertate. Secreția sa este influențată de lumină prin conexiuni cu sistemul nervos.

Melatonina este secretată mai mult în întuneric și participă la sincronizarea ritmului somn–veghe. Lumina percepută de retină transmite informații către nucleul suprachiasmatic, care influențează epifiza pe cale nervoasă. De exemplu, expunerea la lumină puternică seara poate întârzia semnalul biologic al nopții; melatonina nu reprezintă un „întrerupător” unic al somnului.

Epifiza (glanda pineală) are aproximativ 8 mm lungime și 5 mm lățime și cântărește 100–150 mg; se află în epitalamus, în spatele ventriculului al III-lea. Pinealocitele sintetizează melatonină din triptofan: triptofanul este transformat în serotonină, apoi serotonina este acetilată și metilată enzimatic; sinteza este controlată de enzima care transformă serotonina în N-acetilserotonină. Calea nervoasă a controlului: retina (celule ganglionare cu melanopsină, sensibile la lumina albastră de aproximativ 460–480 nm) → nucleul suprachiasmatic al hipotalamusului (ceasul biologic, cu perioadă de aproximativ 24 de ore) → coloana intermediolaterală a măduvei toracice superioare → ganglionul cervical superior → epifiză. Noaptea, noradrenalina eliberată de fibrele simpatice activează sinteza de melatonină; ziua, lumina o frânează. Valorile plasmatice sunt maxime între orele 2 și 4 și foarte mici ziua. Melatonina scade ușor temperatura corpului, favorizează somnul și are efect antigonadotrop (la copil, secreția mare frânează pubertatea; după pubertate nivelul scade). Cu vârsta, în epifiză apar depozite de calciu (corpora arenacea), vizibile la radiografie, care nu indică boală.

Exemplu rezolvat 1: urmărirea căii luminii. O persoană este expusă la lumina ecranului în ora de dinainte de culcare.

1. Fotoreceptorii și celulele ganglionare cu melanopsină din retină detectează lumina albastră.
2. Semnalul ajunge la nucleul suprachiasmatic, care interpretează „este zi”.
3. Prin circuitul simpatic, stimularea epifizei scade, deci melatonina nu mai crește la ora obișnuită.
4. Rezultatul: adormirea poate fi întârziată; reducerea luminii intense seara și un program regulat ajută sincronizarea ceasului.

Exemplu rezolvat 2: decalajul orar. O persoană zboară spre est și traversează 6 fusuri orare.

1. Ceasul intern rămâne la ora de plecare, deci la sosire maximul secreției de melatonină are loc la o oră când localnicii sunt treji.
2. Adaptarea se face cu aproximativ o zi pentru fiecare fus orar când se zboară spre est, deci aproximativ 6 zile; spre vest, adaptarea este puțin mai rapidă.
3. Expunerea la lumină dimineața (după ora locală) avansează ceasul, iar lumina seara îl întârzie; melatonina administrată la recomandarea medicului poate ajuta adaptarea.

Localizează epifiza și identifică melatonina. Reconstituie legătura retină–hipotalamus–epifiză și direcția generală a efectului luminii asupra secreției. Melatonina contribuie la sincronizarea ritmului somn–veghe, fără a susține că epifiza vede lumina direct.

Reține: epifiza este în epitalamus; melatonina derivă din triptofan, prin serotonină; maximul este nocturn; lumina o inhibă prin retină, nucleul suprachiasmatic și calea simpatică; efectul antigonadotrop este mai pronunțat înaintea pubertății.

Pentru întrebări, urmărește sensul semnalului: noaptea, noradrenalina eliberată de fibrele simpatice stimulează pinealocitele, ceea ce crește melatonina; ziua, lumina oprește această stimulare. Melatonina trece în sânge și în lichidul cefalorahidian, iar rolul ei este de semnal de timp: scade temperatura corpului, favorizează somnul și frânează axa gonadotropă înainte de pubertate. Orice tumoră a epifizei care o distruge poate produce pubertate precoce.

Exemplu rezolvat: lumina din cameră noaptea. Un elev folosește telefonul într-o cameră luminată până la miezul nopții și adoarme greu. Cum se explică?

1. Lumina ajunge la retină, iar semnalul merge la nucleul suprachiasmatic din hipotalamus.
2. De aici, calea simpatică spre epifiză este oprită: fibrele simpatice nu mai eliberează noradrenalină pe pinealocite.
3. Fără această stimulare, pinealocitele produc mai puțină melatonină din serotonină, deci semnalul de noapte lipsește, iar temperatura corpului scade mai greu.
4. Concluzie: lumina inhibă secreția de melatonină, iar somnul vine mai târziu. Efectul este indirect, prin retină și căile nervoase, nu prin lumină care ar ajunge la epifiză.

Exemplu în formatul examenului (complement grupat). Despre epifiză sunt corecte afirmațiile:

1. Melatonina este sintetizată din serotonină.
2. Secreția de melatonină este maximă noaptea.
3. Lumina inhibă secreția de melatonină, prin conexiuni nervoase.
4. Epifiza face parte din hipotalamus.

• a) „Numai afirmațiile 1, 2 și 3 sunt corecte.”
• b) „Numai afirmațiile 1 și 3 sunt corecte.”
• c) „Numai afirmațiile 2 și 4 sunt corecte.”
• d) „Numai afirmația 4 este corectă.”
• e) „Toate afirmațiile sunt corecte sau toate sunt false.”

Răspuns: a. Afirmația 4 este falsă: epifiza face parte din epitalamus, o regiune a diencefalului diferită de hipotalamus. Reține și că melatonina nu este un „hormon al somnului” unic: ea transmite informația despre timp, iar somnul depinde și de alte circuite.

Greșeli frecvente

• Greșit: Epifiza primește lumină direct prin craniu ca un ochi.
  Corect: Epifiza primește indirect informații despre lumină prin circuite nervoase.
• Greșit: Melatonina este singurul regulator al somnului.
  Corect: Somnul este reglat prin mai multe circuite și semnale, inclusiv melatonina.
• Greșit: Epifiza este un organ care se găsește în hipotalamus, la baza creierului.
  Corect: Epifiza se află în epitalamus, între cele două emisfere, în spatele ventriculului al III-lea.

Înainte și după