Ghiandola pineale - Pineal gland

Ghiandola pineale
Illu ghiandola pituitaria pineale.jpg
Diagramma delle ghiandole pituitaria e pineale nel cervello umano
Particolari
Precursore Ectoderma neurale , tetto del diencefalo
Arteria Arteria cerebrale posteriore
Identificatori
latino Glandula pinealis
Maglia D010870
NeuroNomi 297
ID NeuroLex birnlex_1184
TA98 A11.2.00.001
TA2 3862
FMA 62033
Termini anatomici di neuroanatomia
Ghiandola pineale o epifisi (in rosso quando si osserva il cervello da dietro). Espandi l'immagine in una versione animata

La ghiandola pineale , conarium , o epiphysis cerebri , è una piccola ghiandola endocrina nel cervello della maggior parte dei vertebrati . La ghiandola pineale produce melatonina , un ormone derivato dalla serotonina che modula i ritmi del sonno sia nei cicli circadiani che stagionali . La forma della ghiandola ricorda una pigna , da cui prende il nome. La ghiandola pineale si trova nell'epitalamo , vicino al centro del cervello, tra i due emisferi , nascosta in un solco dove si uniscono le due metà del talamo . La ghiandola pineale è uno degli organi circumventricolari secretori neuroendocrini in cui i capillari sono principalmente permeabili ai soluti nel sangue.

Quasi tutte le specie di vertebrati possiedono una ghiandola pineale. L'eccezione più importante è un vertebrato primitivo, la missina . Anche nella missina, tuttavia, può esserci una struttura "equivalente pineale" nel diencefalo dorsale . La lancetta Branchiostoma lanceolatum , il parente più prossimo esistente ai vertebrati, manca anche di una ghiandola pineale riconoscibile. La lampreda (un altro vertebrato primitivo), tuttavia, ne possiede uno. Alcuni vertebrati più complessi hanno perso la ghiandola pineale nel corso della loro evoluzione.

I risultati di varie ricerche scientifiche in biologia evolutiva, neuroanatomia comparata e neurofisiologia hanno spiegato la storia evolutiva ( filogenesi ) della ghiandola pineale in diverse specie di vertebrati. Dal punto di vista dell'evoluzione biologica, la ghiandola pineale è una sorta di fotorecettore atrofizzato . Nel epitalamo di alcune specie di anfibi e rettili, è collegato ad un organo sensibile alla luce, noto come occhio parietale , che è anche chiamato l'occhio pineale o terzo occhio.

René Descartes credeva che la ghiandola pineale umana fosse la "sede principale dell'anima". La filosofia accademica dei suoi contemporanei considerava la ghiandola pineale come una struttura neuroanatomica priva di particolari qualità metafisiche; la scienza lo ha studiato come una ghiandola endocrina tra le tante.

Etimologia

La parola pineale , dal latino pinea ( pigna ), fu usata per la prima volta alla fine del XVII secolo per riferirsi alla forma conica della ghiandola cerebrale.

Struttura

La ghiandola pineale è una struttura cerebrale della linea mediana che non è accoppiata. Prende il nome dalla sua forma a pigna. La ghiandola è grigio-rossastra e nell'uomo ha le dimensioni di un chicco di riso (5-8 mm). La ghiandola pineale, chiamata anche corpo pineale, fa parte dell'epitalamo e si trova tra i corpi talamici posizionati lateralmente e dietro la commessura abenulare . Si trova nella cisterna quadrigeminale vicino ai corpora quadrigemina . Si trova anche dietro il terzo ventricolo ed è immerso nel liquido cerebrospinale fornito attraverso un piccolo recesso pineale del terzo ventricolo che sporge nel gambo della ghiandola.

Riserva di sangue

A differenza della maggior parte del cervello dei mammiferi, la ghiandola pineale non è isolata dal corpo dal sistema di barriera ematoencefalica ; ha un flusso sanguigno abbondante, secondo solo al rene , fornito dai rami coroidali dell'arteria cerebrale posteriore .

Alimentazione nervosa

La ghiandola pineale riceve un'innervazione simpatica dal ganglio cervicale superiore . È presente anche un'innervazione parasimpatica dai gangli pterigopalatino e otico . Inoltre, alcune fibre nervose penetrano nella ghiandola pineale attraverso il gambo pineale (innervazione centrale). Inoltre, i neuroni nel ganglio del trigemino innervano la ghiandola con fibre nervose contenenti il neuropeptide PACAP .

Microanatomia

Parenchima della ghiandola pineale con calcificazioni.
Micrografia di una ghiandola pineale normale – ingrandimento molto elevato.
Micrografia di una ghiandola pineale normale – ingrandimento intermedio.

Il corpo pineale nell'uomo è costituito da un parenchima lobulare di pinealociti circondato da spazi di tessuto connettivo . La superficie della ghiandola è ricoperta da una capsula piale .

La ghiandola pineale è costituita principalmente da pinealociti , ma sono stati identificati altri quattro tipi di cellule . Essendo abbastanza cellulare (in relazione alla corteccia e alla sostanza bianca), può essere scambiato per una neoplasia .

Tipo di cella Descrizione
Pinealociti I pinealociti sono costituiti da un corpo cellulare con 4-6 processi emergenti. Producono e secernono melatonina . I pinealociti possono essere colorati con speciali metodi di impregnazione con argento. Il loro citoplasma è leggermente basofilo . Con colorazioni speciali, i pinealociti mostrano processi citoplasmatici lunghi e ramificati che si estendono ai setti connettivi e ai suoi vasi sanguigni.
Cellule interstiziali Le cellule interstiziali si trovano tra i pinealociti. Hanno nuclei allungati e un citoplasma che è macchiato più scuro di quello dei pinealociti.
perivascolare fagocita Molti capillari sono presenti nella ghiandola e i fagociti perivascolari si trovano vicino a questi vasi sanguigni. I fagociti perivascolari sono cellule che presentano l'antigene.
Neuroni pineali Nei vertebrati superiori i neuroni si trovano solitamente nella ghiandola pineale. Tuttavia, questo non è il caso dei roditori.
Cellule simili ai neuroni peptidergici In alcune specie sono presenti cellule peptidergiche neuronali. Queste cellule potrebbero avere una funzione di regolazione paracrina.

Sviluppo

La ghiandola pineale umana cresce di dimensioni fino a circa 1-2 anni di età, rimanendo stabile in seguito, sebbene il suo peso aumenti gradualmente dalla pubertà in poi. Si ritiene che gli abbondanti livelli di melatonina nei bambini inibiscano lo sviluppo sessuale e i tumori della pineale sono stati collegati alla pubertà precoce . Quando arriva la pubertà, la produzione di melatonina si riduce.

Simmetria

Nel pesce zebra la ghiandola pineale non si trova a cavallo della linea mediana, ma mostra un'inclinazione sul lato sinistro. Negli esseri umani , la dominanza cerebrale funzionale è accompagnata da una sottile asimmetria anatomica.

Funzione

La funzione primaria della ghiandola pineale è quella di produrre melatonina . La melatonina ha varie funzioni nel sistema nervoso centrale , la più importante delle quali è quella di aiutare a modulare i modelli di sonno. La produzione di melatonina è stimolata dall'oscurità e inibita dalla luce. Le cellule nervose sensibili alla luce nella retina rilevano la luce e inviano questo segnale al nucleo soprachiasmatico (SCN), sincronizzando il SCN con il ciclo giorno-notte. Le fibre nervose trasmettono quindi le informazioni diurne dal SCN ai nuclei paraventricolari (PVN), quindi al midollo spinale e tramite il sistema simpatico ai gangli cervicali superiori (SCG) e da lì alla ghiandola pineale.

Si sostiene inoltre che il composto pinolina sia prodotto nella ghiandola pineale; è una delle beta-carboline . Questa affermazione è soggetta a qualche controversia.

Regolazione della ghiandola pituitaria

Studi sui roditori suggeriscono che la ghiandola pineale influenza la secrezione della ghiandola pituitaria degli ormoni sessuali, dell'ormone follicolo-stimolante (FSH) e dell'ormone luteinizzante (LH). La pinealectomia eseguita su roditori non ha prodotto alcun cambiamento nel peso dell'ipofisi, ma ha causato un aumento della concentrazione di FSH e LH all'interno della ghiandola. La somministrazione di melatonina non ha riportato le concentrazioni di FSH a livelli normali, suggerendo che la ghiandola pineale influenza la secrezione della ghiandola pituitaria di FSH e LH attraverso una molecola trasmittente non descritta.

La ghiandola pineale contiene recettori per il neuropeptide regolatore , l' endotelina-1 , che, quando iniettato in quantità picomolari nel ventricolo cerebrale laterale , provoca un aumento mediato dal calcio nel metabolismo del glucosio pineale .

Regolazione del metabolismo osseo

Studi sui topi suggeriscono che la melatonina derivata dalla pineale regola la nuova deposizione ossea. La melatonina di derivazione pineale media la sua azione sulle cellule ossee attraverso i recettori MT2. Questo percorso potrebbe essere un potenziale nuovo obiettivo per il trattamento dell'osteoporosi poiché lo studio mostra l'effetto curativo del trattamento orale con melatonina in un modello murino di osteoporosi postmenopausale.

Significato clinico

Calcificazione

La calcificazione della ghiandola pineale è tipica dei giovani adulti ed è stata osservata in bambini di appena due anni. È noto che le secrezioni interne della ghiandola pineale inibiscono lo sviluppo delle ghiandole riproduttive perché quando è gravemente danneggiata nei bambini, lo sviluppo degli organi sessuali e dello scheletro viene accelerato. La calcificazione della ghiandola pineale è dannosa per la sua capacità di sintetizzare la melatonina e la letteratura scientifica presenta risultati inconcludenti sul fatto che causi problemi di sonno.

La ghiandola calcificata è spesso visto in cranio raggi x . I tassi di calcificazione variano ampiamente da paese a paese e sono correlati con un aumento dell'età, con la calcificazione che si verifica in circa il 40% degli americani all'età di diciassette anni. La calcificazione della ghiandola pineale è associata ai corpi arenacei , noti anche come "sabbia cerebrale".

tumori

I tumori della ghiandola pineale sono chiamati pinealomi . Questi tumori sono rari e dal 50% al 70% sono germinomi che derivano da cellule germinali embrionali sequestrate . Istologicamente sono simili ai testicoli seminoma e ovarici disgerminomi .

Un tumore pineale può comprimere i collicoli superiori e l'area pretettale del mesencefalo dorsale , producendo la sindrome di Parinaud . I tumori pineali possono anche causare la compressione dell'acquedotto cerebrale , determinando un idrocefalo non comunicante . Altre manifestazioni sono la conseguenza dei loro effetti pressori e consistono in disturbi visivi, cefalea , deterioramento mentale e talvolta comportamenti simili alla demenza.

Queste neoplasie si dividono in tre categorie: pineoblastomi, pineocitomi e tumori misti, in base al loro livello di differenziazione, che a sua volta è correlato alla loro aggressività neoplastica. Il decorso clinico dei pazienti con pineocitomi è prolungato, in media fino a diversi anni. La posizione di questi tumori li rende difficili da rimuovere chirurgicamente.

Altre condizioni

La morfologia della ghiandola pineale differisce notevolmente nelle diverse condizioni patologiche. Ad esempio, è noto che il suo volume è ridotto sia nei pazienti obesi che nei pazienti con insonnia primaria .

Altri animali

La maggior parte dei vertebrati viventi ha ghiandole pineali. È probabile che l' antenato comune di tutti i vertebrati avesse una coppia di organi fotosensoriali sulla sommità della testa, simile alla disposizione delle moderne lamprede . Alcuni pesci devoniani estinti hanno due forami parietali nei loro crani, suggerendo una bilateralità ancestrale degli occhi parietali. L'occhio parietale e la ghiandola pineale dei tetrapodi viventi sono probabilmente i discendenti rispettivamente delle parti sinistra e destra di questo organo.

Durante lo sviluppo embrionale , l' occhio parietale e l'organo pineale delle moderne lucertole e dei tuatara si formano insieme da una tasca formata nell'ectoderma cerebrale . La perdita degli occhi parietali in molti tetrapodi viventi è supportata dalla formazione evolutiva di una struttura accoppiata che successivamente si fonde in un'unica ghiandola pineale nello sviluppo di embrioni di tartarughe, serpenti, uccelli e mammiferi.

Gli organi pineali dei mammiferi rientrano in una delle tre categorie in base alla forma. I roditori hanno ghiandole pineali strutturalmente più complesse rispetto ad altri mammiferi.

I coccodrilli e alcune linee tropicali di mammiferi (alcuni xenartran ( bradipi ), pangolini , sireniani ( lamantini e dugonghi ) e alcuni marsupiali ( petauri dello zucchero ) hanno perso sia l'occhio parietale che l'organo pineale. Mammiferi polari, come i trichechi e alcune foche , possiedono ghiandole pineali insolitamente grandi.

Tutti gli anfibi hanno un organo pineale, ma alcune rane e rospi hanno anche quello che viene chiamato "organo frontale", che è essenzialmente un occhio parietale.

Pinealocytes in molti non mammiferi vertebrati hanno una forte somiglianza con i fotorecettori della occhio . L'evidenza dalla morfologia e dalla biologia dello sviluppo suggerisce che le cellule pineali possiedono un antenato evolutivo comune con le cellule retiniche.

La citostruttura pineale sembra avere somiglianze evolutive con le cellule retiniche degli occhi laterali. Gli uccelli e i rettili moderni esprimono il pigmento fototrasduttore melanopsina nella ghiandola pineale. Si pensa che la ghiandola pineale aviaria agisca come il nucleo soprachiasmatico nei mammiferi . La struttura dell'occhio pineale nelle lucertole moderne e nel tuatara è analoga alla cornea, al cristallino e alla retina degli occhi laterali dei vertebrati.

Nella maggior parte dei vertebrati, l'esposizione alla luce innesca una reazione a catena di eventi enzimatici all'interno della ghiandola pineale che regola i ritmi circadiani . Nell'uomo e in altri mammiferi, i segnali luminosi necessari per impostare i ritmi circadiani vengono inviati dall'occhio attraverso il sistema retinoipotalamico ai nuclei soprachiasmatici (SCN) e alla ghiandola pineale.

I crani fossilizzati di molti vertebrati estinti hanno un forame pineale (apertura), che in alcuni casi è più grande di quello di qualsiasi vertebrato vivente. Sebbene i fossili raramente conservino l'anatomia morbida del cervello profondo, il cervello dell'uccello fossile russo Cerebavis cenomanica di Melovatka, di circa 90 milioni di anni, mostra un occhio parietale e una ghiandola pineale relativamente grandi.

Rick Strassman , autore e Professore Associato di Psichiatria presso l' Università del New Mexico School of Medicine , ha teorizzato che la ghiandola pineale umana è in grado di produrre l'allucinogeno N,N-Dimetiltriptamina (DMT) in determinate circostanze. Nel 2013 lui e altri ricercatori hanno segnalato per la prima volta la DMT nel microdializzato della ghiandola pineale dei roditori.

Società e cultura

Schema del funzionamento della ghiandola pineale per Cartesio nel Trattato dell'Uomo (figura pubblicata nell'edizione del 1664)

Il filosofo e scienziato del XVII secolo René Descartes era molto interessato all'anatomia e alla fisiologia. Discusse la ghiandola pineale sia nel suo primo libro, il Trattato dell'uomo (scritto prima del 1637, ma pubblicato solo postumo nel 1662/1664), sia nel suo ultimo libro, Le passioni dell'anima (1649) e lo considerò come "il sede principale dell'anima e il luogo in cui si formano tutti i nostri pensieri." Nel Trattato dell'uomo , Cartesio descrive modelli concettuali dell'uomo, cioè creature create da Dio, che consistono di due ingredienti, un corpo e un'anima. Nelle Passioni , Cartesio scinde l'uomo in un corpo e in un'anima e sottolinea che l'anima è unita a tutto il corpo da "una certa piccolissima ghiandola situata nel mezzo della sostanza del cervello e sospesa al di sopra del passaggio attraverso il quale gli spiriti in cavità anteriori del cervello comunicano con quelle nelle sue cavità posteriori". Cartesio attribuiva un significato alla ghiandola perché credeva che fosse l'unica sezione del cervello ad esistere come una singola parte piuttosto che come metà di una coppia. Alcuni dei presupposti anatomici e fisiologici di base di Cartesio erano totalmente errati, non solo per gli standard moderni, ma anche alla luce di ciò che era già noto a suo tempo.

La nozione di "occhio pineale" è centrale nella filosofia dello scrittore francese Georges Bataille , che viene analizzata a lungo dallo studioso di letteratura Denis Hollier nel suo studio Contro l'architettura . In questo lavoro Hollier discute come Bataille usi il concetto di "occhio pineale" come riferimento a un punto cieco nella razionalità occidentale, e un organo di eccesso e delirio. Questo dispositivo concettuale è esplicito nei suoi testi surrealisti, The Jesuve e The Pineal Eye .

Alla fine del XIX secolo Madame Blavatsky (fondatrice della teosofia ) identificò la ghiandola pineale con il concetto indù del terzo occhio , o Ajna chakra . Questa associazione è ancora popolare oggi.

Nel racconto " From Beyond " di H.P. Lovecraft , uno scienziato crea un dispositivo elettronico che emette un'onda di risonanza, che stimola la ghiandola pineale di una persona affetta, permettendogli così di percepire piani di esistenza al di fuori della portata della realtà accettata , un traslucido, ambiente alieno che si sovrappone alla nostra realtà riconosciuta. È stato adattato come film con lo stesso nome nel 1986. Il film horror del 2013 Banshee Chapter è fortemente influenzato da questo racconto.

Storia

L'attività secretoria della ghiandola pineale è solo parzialmente compresa. La sua posizione nel profondo del cervello ha suggerito ai filosofi nel corso della storia che possiede un'importanza particolare. Questa combinazione ha portato alla sua considerazione come una ghiandola "misteriosa" con teorie mistiche , metafisiche e occulte che circondano le sue funzioni percepite.

Originariamente si credeva che la ghiandola pineale fosse un " resto vestigiale " di un organo più grande. Nel 1917 si sapeva che l'estratto di pineale bovina schiariva la pelle delle rane. Il professore di dermatologia Aaron B. Lerner e colleghi della Yale University , sperando che una sostanza della pineale potesse essere utile nel trattamento delle malattie della pelle, isolarono e chiamarono l'ormone melatonina nel 1958. La sostanza non si dimostrò utile come previsto, ma la sua scoperta ha aiutato a risolvere diversi misteri come il motivo per cui la rimozione della pineale del ratto ha accelerato la crescita delle ovaie, perché tenere i ratti in una luce costante ha diminuito il peso della loro pineale e perché la pinealectomia e la luce costante influenzano la crescita delle ovaie in egual misura; questa conoscenza diede impulso all'allora nuovo campo della cronobiologia .

Immagini aggiuntive

Il corpo pineale è etichettato in queste immagini.

Guarda anche

Riferimenti

link esterno