Пинеалоцит - Pinealocyte

Пинеалоцит
Шишковидная железа - high mag.jpg
Поперечное сечение эпифиза, показывающее пинеалоциты и другие клетки
Подробности
СистемаЭндокринная система
Место расположенияШишковидная железа
Идентификаторы
латинскийПинеалоцит,
эндокриноцит шишковидной железы
THH3.08.02.3.00002
FMA83417
Анатомические термины микроанатомии

Пинеалоциты основные ячейки, содержащиеся в шишковидная железа, расположенный за третий желудочек и между двумя полушариями мозг. Основная функция пинеалоцитов - секреция гормона. мелатонин, важно в регулировании циркадные ритмы.[1] У людей супрахиазматическое ядро из гипоталамус передает сообщение о темноте пинеалоцитам и, как следствие, контролирует дневной и ночной цикл.[2] Было высказано предположение, что пинеалоциты происходят из фоторецепторные клетки.[3][4] Исследования также показали снижение количества пинеалоцитов за счет апоптоз с возрастом организма увеличивается.[5] Существует два разных типа пинеалоцитов, тип I и тип II, которые были классифицированы на основе определенных свойств, включая форму, наличие или отсутствие складки ядерной оболочки и состав цитоплазма.

Типы пинеалоцитов

Пинеалоциты 1 типа

Пинеалоциты 1 типа также известны как светлые пинеалоциты, потому что они окрашиваются с низкой плотностью при просмотре под микроскопом. оптический микроскоп и кажутся светлее человеческому глазу. В ходе исследований было установлено, что эти клетки типа 1 имеют круглую или овальную форму и диаметр от 7 до 11 микрометров.[6] Пинеалоциты 1 типа обычно более многочисленны как у детей, так и у взрослых, чем пинеалоциты 2 типа.[6] Они также считаются более активными клетками из-за наличия определенного клеточного содержимого, включая высокую концентрацию митохондрии.[7] Другой результат, согласующийся с пинеалоцитами 1 типа, - увеличение количества лизосомы и плотные гранулы присутствуют в клетках с возрастом организма, что может указывать на важность аутофагоцитоз в этих камерах.[6] Исследования также показали, что пинеалоциты 1 типа содержат нейромедиатор. серотонин, который позже преобразуется в мелатонин, главный гормон секретно шишковидная железа.[8]

Пинеалоциты 2 типа

Пинеалоциты 2 типа также известны как темные пинеалоциты, потому что они окрашиваются с высокой плотностью при просмотре под микроскопом. оптический микроскоп и кажутся более темными для человеческого глаза. Как показали исследования и микроскопия, это клетки круглой, овальной или удлиненной формы с диаметром примерно 7–11,2 мкм.[6] В ядро пинеалоцита 2 типа содержит множество складок, которые содержат большое количество шероховатой эндоплазматической сети и рибосомы.[6] Обилие реснички и центриоли также был обнаружен в этих клетках 2 типа шишковидная железа.[7] Уникальным для Типа 2 является наличие вакуоли содержащий 2 слоя мембраны.[7] Поскольку ячейки типа 1 содержат серотонин, Ячейки типа 2 содержат мелатонин и считается, что они обладают такими же характеристиками, как эндокринные и нейрональные клетки.[8]

Синаптические ленты

Дальнейшая информация: Ленточный синапс

Синаптические ленты органеллы наблюдается в пинеалоцитах с использованием электронная микроскопия. Синаптические ленты обнаруживаются в пинеалоцитах как у детей, так и у взрослых, но не встречаются у плодов человека.[6] Исследования на крысах дали больше информации об этих органеллах. Характерным белком синаптических лент является RIBEYE, что выявлено с помощью световой и электронной микроскопии.[9] В нижнем позвоночные, синаптические ленты служат фоторецептивным органом, но у верхних позвоночных они служат секреторный функции внутри клетки. Присутствие белков, таких как Munc13-1, указывает на то, что они важны для нейротрансмиттер релиз.[9] Ночью синаптические ленты крыс кажутся более крупными и слегка изогнутыми, но днем ​​они кажутся меньше и похожи на палочки.[9]

Эволюция пинеалоцитов

Общая теория о эволюция пинеалоцитов состоит в том, что они произошли от фоторецепторные клетки. Предполагается, что у предков позвоночные пинеалоциты выполняют ту же функцию, что и фоторецепторные клетки, такие как клетки сетчатки; у многих позвоночных, не являющихся млекопитающими, клетки пинеальной железы сетчатки все еще активно светочувствительны, хотя эти клетки не вносят вклад в визуальное изображение.[10][11] Между этими двумя типами клеток существует структурное, функциональное и генетическое сходство. Конструктивно оба развиваются из области мозг назначил промежуточный мозг, а также область, содержащую таламус и гипоталамус, во время эмбриологического развития.[3] Оба типа ячеек имеют схожие функции, в том числе: реснички, складчатые мембраны и полярность.[4] Функциональные доказательства этой теории эволюции можно увидеть у позвоночных, не являющихся млекопитающими. Сохранение светочувствительности пинеалоцитов миног, рыб, земноводных, рептилий и птиц, а также секреция мелатонин Некоторые из этих низших позвоночных предполагают, что пинеалоциты млекопитающих могли когда-то служить фоторецепторными клетками.[3][4] Исследователи также указали на присутствие нескольких фоторецепторных белков, обнаруженных в сетчатка в пинеалоцитах курицы и рыбы.[3] Генетические данные демонстрируют, что фототрансдукция гены, экспрессируемые в фоторецепторах сетчатки, также присутствуют в пинеалоцитах.[4]

Еще одним свидетельством эволюции пинеалоцитов из фоторецепторных клеток является сходство между ленточными комплексами в двух типах клеток. Присутствие белка RIBEYE и других белков как в пинеалоцитах, так и в сенсорных клетках (как фоторецепторах, так и волосковых клетках) предполагает, что эти две клетки связаны друг с другом эволюционно.[9] Различия между двумя синаптическими лентами существуют в присутствии определенных белков, таких как ERC2 / CAST1, а также распределение белков в комплексах каждой клетки.[9]

Мелатонин

Структура мелатонина

Регулирование

Регуляция синтеза мелатонина важна для основной функции мелатонина в циркадные ритмы. Основным молекулярным механизмом контроля секреции мелатонина у позвоночных является фермент ААНАТ (арилалкиламино-N-ацетилтрансфераза). Экспрессия гена AANAT контролируется фактором транскрипции pCREB, и это становится очевидным, когда клетки, обработанные эпиталоном, пептидом, который влияет на транскрипцию pCREB, приводят к увеличению синтеза мелатонина.[8] AANAT активируется через протеинкиназа А система, в которой циклический AMP (цАМФ) участвует.[4] Активация AANAT приводит к увеличению выработки мелатонина.[4] Хотя есть некоторые различия, характерные для определенных видов позвоночных, влияние цАМФ на AANAT и AANAT на синтез мелатонина остается довольно постоянным.[4]

Синтез мелатонина также регулируется нервной системой. Нервные волокна в ретиногипоталамическом тракте соединяют сетчатку с сетчаткой. супрахиазматическое ядро (SCN). SCN стимулирует высвобождение норэпинефрин из симпатические нервные волокна от верхние шейные ганглии этот синапс с пинеалоцитами.[1][4] Норэпинефрин вызывает выработку мелатонина в пинеалоцитах, стимулируя выработку цАМФ. Поскольку высвобождение норэпинефрина из нервных волокон происходит ночью, эта система регуляции поддерживает циркадные ритмы организма.[1]

Синтез

Пинеалоциты синтезируют гормон мелатонин, сначала превращая аминокислоту. триптофан к серотонину. Затем серотонин ацетилируется ферментом AANAT и превращается в N-ацетилсеротонин. N-ацетилсеротонин превращается в мелатонин ферментом гидроксииндол-O-метилтрансферазой (HIOMT), также известным как ацетилсеротонин-O-метилтрансфераза (АСМТ).[1] Активность этих ферментов высока в ночное время и регулируется механизмами, которые ранее обсуждались с участием норэпинефрина.[1]

Синтез мелатонина

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е Панди-Перумал С.Р., Сринивасан В., Маэстрони Г.Дж., Кардинали Д.П., Поеггелер Б., Харделанд Р. (июль 2006 г.). «Мелатонин: самый универсальный биологический сигнал природы?». Журнал FEBS. 273 (13): 2813–38. Дои:10.1111 / j.1742-4658.2006.05322.x. PMID  16817850.
  2. ^ Маронд Э, Стеле Дж. Х. (2007). «Шишковидная железа млекопитающих: известные факты, неизвестные аспекты». Тенденции в эндокринологии и метаболизме. 18 (4): 142–9. Дои:10.1016 / j.tem.2007.03.001. PMID  17374488.
  3. ^ а б c d Мано Х., Фукада Й. (2006). «Срединный третий глаз: шишковидная железа повторяет эволюцию светочувствительных органов позвоночных». Фотохимия и фотобиология. 83 (1): 11–8. Дои:10.1562 / 2006-02-24-IR-813. PMID  16771606.
  4. ^ а б c d е ж грамм час Кляйн, округ Колумбия (2006). «Эволюция эпифиза позвоночных: гипотеза AANAT». Международная хронобиология. 23 (1–2): 5–20. Дои:10.1080/07420520500545839. PMID  16687276.
  5. ^ Полякова В.О., Линькова Н.С., Пичугин С.А. (февраль 2011 г.). «Изменения апоптоза и пролиферации клеток эпифиза человека при старении». Вестник экспериментальной биологии и медицины. 150 (4): 468–70. Дои:10.1007 / s10517-011-1170-х. PMID  22268045.
  6. ^ а б c d е ж Аль-Хусейн С.М. (август 2006 г.). «Пинеалоциты эпифиза человека: световое и электронно-микроскопическое исследование». Folia Morphologica. 65 (3): 181–7. PMID  16988913.
  7. ^ а б c Кальво Дж., Бойя Дж. (Май 1984 г.). «Ультраструктура шишковидной железы взрослой крысы». Журнал анатомии. 138 (Pt 3) (3): 405–9. ЧВК  1164325. PMID  6735903.
  8. ^ а б c Хавинсон, В. Х., Линкова Н. С., Кветной И. М., Кветная Т. В., Полякова В. О., Корф Х. В. (2012). «Молекулярно-клеточные механизмы регуляции синтеза мелатонина пептидами в культуре пинеалоцитов». Вестник экспериментальной биологии и медицины. 153 (2): 255–58. Дои:10.1007 / s10517-012-1689-5.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  9. ^ а б c d е Spiwoks-Becker I, Maus C, tom Dieck S, Fejtová A, Engel L, Wolloscheck T, Wolfrum U, Vollrath L, Spessert R (август 2008 г.). «Белки активной зоны динамически связаны с синаптическими лентами в пинеалоцитах крыс». Исследования клеток и тканей. 333 (2): 185–95. Дои:10.1007 / s00441-008-0627-3. ЧВК  2757586. PMID  18523806.
  10. ^ Пу Г.А., Доулинг Дж. Э. (ноябрь 1981 г.). «Анатомо-физиологические характеристики фоторецепторных клеток шишковидной железы у личинок миноги Petromyzon marinus». Журнал нейрофизиологии. 46 (5): 1018–38. Дои:10.1152 / jn.1981.46.5.1018. PMID  7299444.
  11. ^ Кавано-Ямасита Э, Коянаги М., Шичида Ю., Оиси Т., Тамоцу С., Теракита А. (январь 2011 г.). Барнс С (ред.). «β-аррестин функционально регулирует не отбеливающий пигмент парапинопсин в шишковидной железе миноги». PLOS ONE. 6 (1): e16402. Дои:10.1371 / journal.pone.0016402. ЧВК  3031554. PMID  21305016.

внешняя ссылка