Fisiologi kelenjar pineal (epifisis)

Kelenjar pineal, atau epifisis, merupakan pertumbuhan dari atap ventrikel ketiga otak. Kelenjar ini ditutupi dengan kapsul jaringan ikat, yang darinya untaian memanjang ke dalam, membagi organ menjadi lobus. Lobus parenkim mengandung pinealosit dan sel glia. Di antara pinealosit, sel yang lebih besar dan lebih terang dibedakan dan sel yang lebih kecil dan lebih gelap. Ciri pembuluh kelenjar pineal, tampaknya, adalah tidak adanya kontak dekat antara sel-sel endotel, yang menyebabkan sawar darah-otak di organ ini tidak dapat dipertahankan. Perbedaan utama antara kelenjar pineal mamalia dan organ yang sesuai dari spesies yang lebih rendah adalah tidak adanya sel fotoreseptor yang sensitif. Sebagian besar saraf kelenjar pineal diwakili oleh serat sel ganglia simpatis serviks superior. Ujung saraf membentuk jaringan di sekitar pinealosit. Proses yang terakhir menghubungi pembuluh darah dan mengandung butiran sekretori. Kelenjar pineal terutama terlihat pada usia muda. Pada masa pubertas, ukurannya biasanya mengecil, dan kemudian garam kalsium dan magnesium mengendap di dalamnya. Kalsifikasi semacam itu sering kali membuat epifisis terlihat jelas pada rontgen tengkorak. Massa kelenjar pineal pada orang dewasa sekitar 120 mg.

Aktivitas kelenjar pineal bergantung pada periodisitas pencahayaan. Dalam cahaya, proses sintetis dan sekresi di dalamnya terhambat, dan dalam gelap, mereka ditingkatkan. Impuls cahaya dirasakan oleh reseptor retina dan memasuki pusat pengaturan sistem saraf simpatik otak dan sumsum tulang belakang dan kemudian - ke ganglia simpatik serviks atas, yang menimbulkan persarafan kelenjar pineal. Dalam gelap, pengaruh saraf penghambat menghilang, dan aktivitas kelenjar pineal meningkat. Penghapusan ganglia simpatik serviks atas menyebabkan hilangnya ritme aktivitas enzim intraseluler kelenjar pineal, yang berpartisipasi dalam sintesis hormonnya. Ujung saraf yang mengandung norepinefrin meningkatkan aktivitas enzim ini melalui reseptor beta seluler. Keadaan ini tampaknya bertentangan dengan data tentang efek penghambatan eksitasi saraf simpatik pada sintesis dan sekresi melatonin. Namun, di satu sisi, telah ditunjukkan bahwa di bawah kondisi pencahayaan, kandungan serotonin dalam kelenjar berkurang, dan di sisi lain, peran serat kolinergik dalam mengatur aktivitas oksiindol-O-metiltransferase (OIOMT) kelenjar pineal telah ditemukan.

Pengaturan kolinergik pada aktivitas kelenjar pineal dikonfirmasi oleh keberadaan asetilkolinesterase pada organ ini. Ganglia servikal superior juga berfungsi sebagai sumber serat kolinergik.

Kelenjar pineal terutama memproduksi indole-N-asetil-5-metoksitriptamin (melatonin). Tidak seperti prekursornya serotonin, zat ini disintesis, tampaknya, secara eksklusif di kelenjar pineal. Oleh karena itu, konsentrasinya dalam jaringan, serta aktivitas OIOMT, berfungsi sebagai indikator status fungsional kelenjar pineal. Seperti O-metiltransferase lainnya, OIOMT menggunakan S-adenosilmetionina sebagai donor gugus metil. Baik serotonin maupun 5-hidroksiindol lainnya dapat berfungsi sebagai substrat metilasi di kelenjar pineal, tetapi N-asetilserotonin merupakan substrat yang lebih disukai (20 kali) untuk reaksi ini. Ini berarti bahwa N-asetilasi mendahului O-metilasi dalam proses sintesis melatonin. Tahap pertama biosintesis melatonin adalah konversi asam amino triptofan di bawah pengaruh triptofan hidroksilase menjadi 5-hidroksitriptofan. Dengan bantuan dekarboksilase asam amino aromatik, serotonin terbentuk dari senyawa ini, yang sebagian diasetilasi, berubah menjadi N-asetilserotonin. Tahap akhir sintesis melatonin (konversi N-asetilserotonin di bawah aksi OIOMT), seperti yang telah disebutkan, bersifat khusus untuk kelenjar pineal. Serotonin yang tidak diasetilasi dideaminasi oleh monoamine oksidase dan diubah menjadi asam 5-hidroksiindoleasetat dan 5-hidroksitriptofoli.

Sejumlah besar serotonin juga memasuki ujung saraf, di mana ia ditangkap oleh butiran yang mencegah penghancuran enzimatik monoamina ini.

Sintesis serotonin diperkirakan terjadi pada pinealosit terang dan dikendalikan oleh neuron noradrenergik. Serat parasimpatis kolinergik mengatur pelepasan serotonin dari sel terang dan dengan demikian ketersediaannya pada pinealosit gelap, tempat modulasi noradrenergik pembentukan dan sekresi melatonin juga terjadi.

Ada data tentang produksi indoles oleh kelenjar pineal, tetapi juga zat-zat yang bersifat polipeptida, dan menurut beberapa peneliti, zat-zat tersebut merupakan hormon sejati kelenjar pineal. Dengan demikian, peptida (atau campuran peptida) dengan berat molekul 1000-3000 dalton dengan aktivitas antigonadotropik diisolasi darinya. Penulis lain mendalilkan peran hormonal arginin-vasotosin yang diisolasi dari kelenjar pineal. Yang lain lagi memperoleh dua senyawa peptida dari kelenjar pineal, yang satu merangsang dan yang lainnya menghambat sekresi gonadotropin oleh kultur sel-sel hipofisis.

Selain ambiguitas mengenai sifat sebenarnya dari hormon kelenjar pineal, terdapat juga ketidaksepakatan mengenai rute masuk ke dalam tubuh: ke dalam darah atau ke dalam cairan serebrospinal. Akan tetapi, sebagian besar bukti menunjukkan bahwa, seperti kelenjar endokrin lainnya, kelenjar pineal mengeluarkan hormonnya ke dalam darah. Terkait erat dengan masalah ini adalah pertanyaan tentang tindakan sentral atau perifer hormon pineal. Percobaan pada hewan (terutama hamster) telah menunjukkan bahwa regulasi pineal terhadap fungsi reproduksi dimediasi oleh pengaruh kelenjar pineal pada sistem hipotalamus-hipofisis, bukan langsung pada kelenjar seks. Selain itu, pengenalan melatonin ke dalam ventrikel ketiga otak menurunkan kadar hormon luteinisasi (LH) dan hormon perangsang folikel (FSH) dan meningkatkan kandungan prolaktin dalam darah, sedangkan infus melatonin ke dalam pembuluh portal kelenjar pituitari tidak disertai dengan perubahan sekresi gonadotropin. Salah satu tempat kerja melatonin di otak adalah eminensia median hipotalamus, tempat liberin dan statin diproduksi, yang mengatur aktivitas kelenjar hipofisis anterior. Namun, masih belum jelas apakah produksi zat-zat ini berubah di bawah aksi melatonin itu sendiri atau apakah ia memodulasi aktivitas neuron monoaminergik dan dengan demikian berpartisipasi dalam pengaturan produksi faktor pelepas. Perlu ditekankan bahwa efek sentral hormon pineal tidak membuktikan sekresi langsungnya ke dalam cairan serebrospinal, karena hormon tersebut juga dapat masuk ke sana dari darah. Selain itu, ada bukti efek melatonin pada testis (di mana zat ini menghambat pembentukan androgen) dan kelenjar endokrin perifer lainnya (misalnya, melemahkan efek TSH pada sintesis tiroksin di kelenjar tiroid). Pemberian melatonin jangka panjang ke dalam darah mengurangi berat testis dan kadar testosteron dalam serum bahkan pada hewan yang mengalami hipofisektomi. Percobaan juga menunjukkan bahwa ekstrak kelenjar pineal bebas melanin menghalangi efek gonadotropin pada berat ovarium pada tikus yang mengalami hipofisektomi.

Dengan demikian, senyawa aktif biologis yang dihasilkan kelenjar ini tampaknya tidak hanya mempunyai efek sentral tetapi juga efek perifer.

Di antara sekian banyak efek yang beragam dari senyawa-senyawa ini, pengaruhnya terhadap sekresi gonadotropin hipofisis menarik perhatian yang paling besar. Data tentang gangguan pubertas pada tumor kelenjar pineal merupakan indikasi pertama dari peran endokrinnya. Tumor semacam itu dapat disertai dengan percepatan dan perlambatan pubertas, yang dikaitkan dengan perbedaan sifat neoplasma yang berasal dari sel parenkim dan non-parenkim kelenjar pineal. Bukti utama efek antigonadotropik hormon kelenjar pineal diperoleh pada hewan (hamster). Dalam kegelapan (yaitu, dalam kondisi aktivasi fungsi kelenjar pineal), hewan menunjukkan involusi genital yang nyata dan penurunan kadar LH dalam darah. Pada individu yang mengalami epifisektomi atau dalam kondisi transeksi saraf pineal, kegelapan tidak memiliki efek seperti itu. Dipercayai bahwa zat antigonadotropik kelenjar pineal mencegah pelepasan luliberin atau efeknya pada kelenjar pituitari. Data serupa, meskipun kurang jelas, diperoleh pada tikus, di mana kegelapan agak menunda pubertas, dan pengangkatan kelenjar pineal menyebabkan peningkatan kadar LH dan FSH dalam darah. Efek antigonadotropik kelenjar pineal terutama terlihat pada hewan dengan gangguan fungsi sistem hipotalamus-hipofisis-gonad akibat pemberian steroid seks pada periode pascanatal awal.

Epifisektomi pada tikus tersebut mengembalikan perkembangan seksual. Efek antigonadotropik kelenjar pineal dan hormon-hormonnya juga meningkat dalam kondisi anosmia dan kelaparan.

Tidak hanya melatonin tetapi juga turunannya, 5-metoksitriptophol dan 5-oksitriptophol, serta serotonin, memiliki efek penghambatan pada sekresi LH dan FSH. Seperti yang telah dicatat, produk polipeptida kelenjar pineal yang kurang teridentifikasi juga memiliki kemampuan untuk memengaruhi sekresi gonadotropin secara in vitro dan in vivo. Salah satu produk ini (dengan berat molekul 500-1000 dalton) ternyata 60-70 kali lebih aktif daripada melatonin dalam menghalangi hipertrofi ovarium yang tersisa pada tikus yang diovariektomi unilateral. Sebaliknya, sebagian kecil peptida kelenjar pineal memiliki efek progonadotropik.

Pengangkatan kelenjar pineal pada tikus yang belum dewasa menyebabkan peningkatan kandungan prolaktin di kelenjar pituitari dengan penurunan kadarnya dalam darah secara bersamaan. Pergeseran serupa terjadi pada hewan yang dipelihara dalam kondisi pencahayaan konstan, dan sebaliknya - pada tikus yang dipelihara dalam kegelapan. Dipercayai bahwa kelenjar pineal mengeluarkan zat yang mencegah pengaruh faktor penghambat prolaktin (PIF) hipotalamus pada sintesis dan sekresi prolaktin di kelenjar pituitari, akibatnya kandungan hormon dalam kelenjar ini menurun. Epifisiektomi menyebabkan perubahan yang berlawanan. Zat aktif kelenjar pineal dalam kasus ini mungkin melatonin, karena suntikannya ke ventrikel ketiga otak untuk sementara meningkatkan kadar prolaktin dalam darah.

Dalam kondisi kekurangan cahaya secara konstan, pertumbuhan hewan melambat dan kandungan hormon pertumbuhan di kelenjar pituitari menurun secara signifikan. Epifisiektomi menghilangkan efek kegelapan dan terkadang mempercepat pertumbuhan dengan sendirinya. Pengenalan ekstrak kelenjar pineal mengurangi efek stimulasi pertumbuhan dari sediaan kelenjar pituitari. Pada saat yang sama, melatonin tidak memengaruhi laju pertumbuhan hewan. Mungkin beberapa faktor epifisis lainnya menghambat sintesis dan sekresi somatoliberin atau merangsang produksi somatostatin.

Percobaan telah menunjukkan bahwa pengaruh kelenjar pineal pada fungsi somatotropik kelenjar pituitari tidak dimediasi oleh kekurangan androgen atau hormon tiroid.

Pada tikus yang mengalami pineektomi, sekresi kortikosteron meningkat sementara, meskipun respons stres kelenjar adrenal setelah pineektomi melemah secara signifikan. Sekresi kortikosteron meningkat dalam kondisi pencahayaan konstan, yang diketahui menghambat aktivitas kelenjar pineal. Ada bukti bahwa pineektomi melemahkan hipertrofi kompensasi kelenjar adrenal yang tersisa setelah adrenalektomi unilateral dan mengganggu ritme sirkadian sekresi glukokortikoid. Hal ini menunjukkan pentingnya kelenjar pineal untuk penerapan fungsi adrenokortikotropik kelenjar hipofisis anterior, yang dikonfirmasi oleh perubahan produksi ACTH oleh jaringan hipofisis yang diambil dari hewan yang mengalami pineektomi. Tidak ada konsensus dalam literatur mengenai prinsip aktif kelenjar pineal yang memengaruhi aktivitas adrenokortikotropik kelenjar hipofisis.

Pengangkatan kelenjar pineal meningkatkan kandungan hormon perangsang melanosit (MSH) di kelenjar pituitari, sementara pengenalan melatonin ke dalam ventrikel serebral IG menurunkan kandungannya. Kadar melatonin di kelenjar pituitari tikus yang hidup di tempat terang meningkat, dan pengenalan melatonin menghalangi efek ini. Dipercayai bahwa melatonin merangsang produksi faktor penghambat melanotropin MIF oleh hipotalamus.

Pengaruh kelenjar pineal dan hormon-hormonnya terhadap fungsi-fungsi tropik lain dari kelenjar pituitari masih kurang dipelajari. Perubahan-perubahan dalam aktivitas kelenjar endokrin perifer dapat terjadi karena aksi langsung dari faktor-faktor epifisis. Dengan demikian, pengangkatan kelenjar pineal menyebabkan sedikit peningkatan pada massa kelenjar tiroid bahkan tanpa adanya kelenjar pituitari. Laju sekresi hormon tiroid meningkat sangat sedikit dan dalam waktu singkat. Akan tetapi, menurut data lain, kelenjar pineal memiliki efek penghambatan pada sintesis dan sekresi TSH pada hewan-hewan yang belum dewasa.

Dalam sebagian besar percobaan, pemberian melatonin secara subkutan, intraperitoneal, intravena, dan bahkan intraventrikular mengakibatkan penurunan fungsi konsentrasi yodium pada kelenjar tiroid.

Transplantasi kelenjar pineal ke kelenjar adrenal, tanpa mempengaruhi keadaan zona fasikular dan retikuler korteks, hampir menggandakan ukuran zona glomerulus, yang menunjukkan efek langsung produk kelenjar pineal pada sel-sel yang memproduksi mineralokortikoid. Selain itu, suatu zat (1-met-oksi-1,2,3,4-tetrahidro-beta-karbolin) diisolasi dari kelenjar pineal, yang merangsang sekresi aldosteron dan karenanya disebut adrenoglomerulotropin. Akan tetapi, data segera diperoleh yang menyangkal peran fisiologis senyawa ini dan bahkan mempertanyakan keberadaan faktor adrenoglomerulotropik spesifik kelenjar pineal.

Ada laporan yang menyatakan bahwa pengangkatan kelenjar pineal mengurangi aktivitas fungsional kelenjar paratiroid. Ada pula pengamatan yang berlawanan. Hasil penelitian tentang pengaruh kelenjar pineal terhadap fungsi endokrin pankreas sebagian besar negatif.

Saat ini, masih banyak masalah yang belum terselesaikan, terutama yang menyangkut sifat senyawa yang dihasilkan oleh kelenjar ini. Yang paling tidak diragukan adalah pengaruh kelenjar pineal terhadap sekresi hormon tropik kelenjar pituitari, tetapi kemungkinan efek langsungnya pada kelenjar endokrin perifer dan organ lain tidak dapat dikesampingkan. Rupanya, di bawah pengaruh rangsangan lingkungan, kelenjar pineal menghasilkan bukan hanya satu, tetapi beberapa senyawa yang masuk terutama ke dalam darah. Zat-zat ini memodulasi aktivitas neuron monoaminergik dalam sistem saraf pusat, yang mengendalikan produksi liberin dan statin oleh struktur otak tertentu dan dengan demikian memengaruhi sintesis dan sekresi hormon tropik kelenjar pituitari. Efek kelenjar pineal pada pusat hipotalamus terutama bersifat penghambatan.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]