Käbinäärme füsioloogia (epifüüs)

Käbinääre ehk epifüüs on aju kolmanda vatsakese katuse väljakasv. See on kaetud sidekoe kapsliga, millest ulatuvad sissepoole kiud, jagades elundi sagarateks. Parenhüümi sagarates on käbikeha ja gliaalrakud. Käbikeha hulgas eristuvad suuremad, heledamad rakud ja väiksemad, tumedamad rakud. Käbikeha veresoonte tunnuseks on ilmselt tihedate kontaktide puudumine endoteelirakkude vahel, mille tõttu on selle elundi hematoentsefaalbarjäär maksejõuetu. Peamine erinevus imetajate käbikeha ja madalamate liikide vastava elundi vahel on tundlike fotoretseptorirakkude puudumine. Enamikku käbikeha närve esindavad ülemiste emakakaela sümpaatiliste ganglionide rakkude kiud. Närvilõpmed moodustavad käbikehade ümber võrgustikke. Viimaste jätked puutuvad kokku veresoontega ja sisaldavad sekretoorseid graanuleid. Käbinääre on eriti märgatav noores eas. Puberteediks selle suurus tavaliselt väheneb ning hiljem ladestuvad sinna kaltsiumi- ja magneesiumisoolad. Selline lupjumine võimaldab epifüüsi sageli kolju röntgenülesvõtetel selgelt näha. Käbinääre mass täiskasvanul on ligikaudu 120 mg.

Käbinääre aktiivsus sõltub valguse perioodilisusest. Valguses on selles toimuvad sünteetilised ja sekretoorsed protsessid pärsitud, pimedas aga võimenduvad. Valgusimpulsse tajuvad võrkkesta retseptorid ning need sisenevad pea- ja seljaaju sümpaatilise närvisüsteemi regulatsioonikeskustesse ja seejärel ülemistesse emakakaela sümpaatilistesse ganglionitesse, mis annavad alust käbinääre innervatsioonile. Pimeduses kaovad pärssivad närvimõjud ja käbinääre aktiivsus suureneb. Ülemiste emakakaela sümpaatiliste ganglionide eemaldamine viib käbinääre rakusiseste ensüümide aktiivsuse rütmi kadumiseni, mis osalevad selle hormoonide sünteesis. Noradrenaliini sisaldavad närvilõpmed suurendavad nende ensüümide aktiivsust rakuliste beetaretseptorite kaudu. See asjaolu näib olevat vastuolus andmetega sümpaatiliste närvide ergastamise pärssiva mõju kohta melatoniini sünteesile ja sekretsioonile. Ühelt poolt on aga näidatud, et valgustingimustes serotoniini sisaldus näärmes väheneb, teisalt on avastatud koliinergiliste kiudude roll käbinäärme oksüindool-O-metüültransferaasi (OIOMT) aktiivsuse reguleerimisel.

Käbinääre aktiivsuse koliinergilist regulatsiooni kinnitab atsetüülkoliinesteraasi olemasolu selles organis. Ülemised kaelaganglionid toimivad samuti koliinergiliste kiudude allikana.

Käbinääre toodab peamiselt indool-N-atsetüül-5-metoksütrüptamiini (melatoniini). Erinevalt oma eelkäijast serotoniinist sünteesitakse see aine ilmselt eranditult käbinäärmes. Seetõttu on selle kontsentratsioon koes ja OIOMT aktiivsus käbinäärme funktsionaalse seisundi indikaatoriteks. Nagu teisedki O-metüültransferaasid, kasutab OIOMT metüülrühma doonorina S-adenosüülmetioniini. Nii serotoniin kui ka teised 5-hüdroksüindoolid võivad käbinäärmes olla metülatsiooni substraatideks, kuid N-atsetüülserotoniin on selle reaktsiooni jaoks eelistatum (20 korda) substraat. See tähendab, et melatoniini sünteesi protsessis eelneb N-atsetüülimine O-metüleerimisele. Melatoniini biosünteesi esimene etapp on aminohappe trüptofaani muundamine trüptofaanhüdroksülaasi mõjul 5-hüdroksütrüptofaaniks. Aromaatse aminohappe dekarboksülaasi abil moodustub sellest ühendist serotoniin, millest osa atsetüülitakse, muutudes N-atsetüülserotoniiniks. Melatoniini sünteesi viimane etapp (N-atsetüülserotoniini muundamine OIOMT toimel), nagu juba märgitud, on käbinäärmele omane. Atsetüülimata serotoniin deamiinitakse monoamiinoksüdaasi abil ja muundatakse 5-hüdroksüindooläädikhappeks ja 5-hüdroksütrüptofooliks.

Märkimisväärne kogus serotoniini siseneb ka närvilõpmetesse, kus see kinnipüütakse graanulite abil, mis takistavad selle monoamiini ensümaatilist lagunemist.

Arvatakse, et serotoniini süntees toimub heledates pinealotsüütides ja seda kontrollivad noradrenergilised neuronid. Kolinergilised parasümpaatilised kiud reguleerivad serotoniini vabanemist heledatest rakkudest ja seeläbi selle kättesaadavust tumedatele pinealotsüütidele, kus toimub ka melatoniini moodustumise ja sekretsiooni noradrenergiline modulatsioon.

On andmeid mitte ainult indoolide, vaid ka polüpeptiidse iseloomuga ainete tootmise kohta käbinäärmes ning mõnede uurijate sõnul on need käbinäärme tõelised hormoonid. Nii eraldati sellest peptiid (või peptiidide segu) molekulmassiga 1000–3000 daltonit, millel on antigonadotroopne toime. Teised autorid oletavad käbinäärmest eraldatud arginiin-vasototsiini hormonaalset rolli. Veel teised said käbinäärmest kaks peptiidühendit, millest üks stimuleeris ja teine pärssis gonadotropiinide sekretsiooni hüpofüüsi rakkude kultuuris.

Lisaks ebaselgusele käbinäärme hormooni(de) tegeliku olemuse osas on lahkarvamusi ka organismi sisenemise tee osas: verre või tserebrospinaalvedelikku. Enamik tõendeid viitab aga sellele, et nagu teisedki endokriinnäärmed, eritab käbinäärme oma hormoone verre. Selle küsimusega on tihedalt seotud küsimus käbinäärme hormoonide tsentraalsest või perifeersest toimest. Loomkatsed (peamiselt hamstrites) on näidanud, et käbinäärme regulatsioon reproduktiivfunktsioonis toimub pigem käbinäärme mõju kaudu hüpotaalamuse-hüpofüüsi süsteemile kui otse sugunäärmetele. Lisaks vähendas melatoniini viimine aju kolmandasse vatsakesse luteiniseeriva hormooni (LH) ja folliikuleid stimuleeriva hormooni (FSH) taset ning suurendas prolaktiini sisaldust veres, samas kui melatoniini infusioon hüpofüüsi portaalveresoontesse ei kaasnenud gonadotropiinide sekretsiooni muutustega. Üks melatoniini toimekohti ajus on hüpotalamuse keskmine eminents, kus toodetakse liberiine ja statiine, mis reguleerivad hüpofüüsi eessagara aktiivsust. Siiski jääb selgusetuks, kas nende ainete tootmine muutub melatoniini enda toimel või moduleerib see monoaminergiliste neuronite aktiivsust ja osaleb seeläbi vabastavate faktorite tootmise regulatsioonis. Tuleb rõhutada, et käbikeha hormoonide tsentraalne toime ei tõesta nende otsest sekretsiooni tserebrospinaalvedelikku, kuna nad võivad sinna jõuda ka verest. Lisaks on tõendeid melatoniini mõju kohta munanditele (kus see aine pärsib androgeenide moodustumist) ja teistele perifeersetele endokriinsetele näärmetele (näiteks nõrgestab TSH mõju türoksiini sünteesile kilpnäärmes). Melatoniini pikaajaline manustamine verre vähendab munandite kaalu ja testosterooni taset seerumis isegi hüpofüsektoomia läbinud loomadel. Katsed on samuti näidanud, et melaniinivaba käbinäärme ekstrakt blokeerib gonadotropiinide mõju munasarjade kaalule hüpofüsektoomiaga rottidel.

Seega on selle näärme poolt toodetud bioloogiliselt aktiivsetel ühenditel ilmselt mitte ainult tsentraalne, vaid ka perifeerne toime.

Nende ühendite paljude mitmekesiste mõjude hulgast pälvib suurimat tähelepanu nende mõju hüpofüüsi gonadotropiinide sekretsioonile. Andmed puberteedi häirete kohta käbinäärme kasvajate puhul olid esimesed viited selle endokriinsele rollile. Selliste kasvajatega võib kaasneda nii puberteedi kiirenemine kui ka aeglustumine, mis on seotud käbinäärme parenhümatoossetest ja mitteparenhümatoossetest rakkudest pärinevate kasvajate erineva olemusega. Käbinäärme hormoonide antigonadotroopse toime peamised tõendid saadi loomadel (hamstrid). Pimedas (st käbinäärme funktsiooni aktiveerimise tingimustes) ilmneb loomadel suguelundite väljendunud involutsioon ja LH taseme langus veres. Epifüsektoomiaga isenditel või käbinäärme närvide läbilõikamise tingimustes ei ole pimedusel sellist mõju. Arvatakse, et käbinäärme antigonadotroopne aine takistab luliberiini vabanemist või selle mõju hüpofüüsile. Sarnaseid, ehkki vähem selgeid andmeid saadi rottide kohta, kellel pimedus mõnevõrra edasi lükkab puberteeti ning käbikeha eemaldamine viib LH ja FSH taseme tõusuni veres. Käbikeha antigonadotroopne toime on eriti väljendunud loomadel, kellel on hüpotaalamuse-hüpofüüsi-sugunäärmete süsteemi talitlushäire, kuna varases postnataalses perioodis manustatakse suguhormoone.

Selliste rottide epifüseektoomia taastab seksuaalse arengu. Käbinääre ja selle hormoonide antigonadotroopsed toimed tugevnevad ka anosmia ja nälgimise tingimustes.

Mitte ainult melatoniin, vaid ka selle derivaadid 5-metoksütrüptofool ja 5-oksütrüptofool, aga ka serotoniin, omavad LH ja FSH sekretsiooni pärssivat toimet. Nagu juba märgitud, on ka käbinäärme halvasti identifitseeritud polüpeptiidproduktidel võime mõjutada gonadotropiinide sekretsiooni nii in vitro kui ka in vivo. Üks neist produktidest (molekulaarmassiga 500–1000 daltonit) osutus ühepoolselt ovariektomeeritud hiirtel allesjäänud munasarja hüpertroofia blokeerimisel 60–70 korda aktiivsemaks kui melatoniin. Teine osa käbinäärme peptiididest omas seevastu progonadotroopset toimet.

Käbinääre eemaldamine ebaküpsetel rottidel viib prolaktiini sisalduse suurenemiseni hüpofüüsis, millega kaasneb samaaegne selle taseme langus veres. Sarnased nihked esinevad pideva valgustuse tingimustes peetavatel loomadel ja vastupidised - pimedas peetavatel rottidel. Arvatakse, et käbinääre eritab ainet, mis takistab hüpotalamuse prolaktiini inhibeeriva faktori (PIF) mõju prolaktiini sünteesile ja sekretsioonile hüpofüüsis, mille tulemusel hormooni sisaldus selles näärmes väheneb. Epifüseektoomia põhjustab vastupidiseid muutusi. Käbinääre toimeaine on antud juhul tõenäoliselt melatoniin, kuna selle süstimine aju kolmandasse vatsakesse suurendas ajutiselt prolaktiini taset veres.

Pideva valguse puudumise tingimustes loomade kasv aeglustub ja hüpofüüsi kasvuhormooni sisaldus väheneb oluliselt. Epifüseektoomia eemaldab pimeduse mõju ja mõnikord kiirendab see iseenesest kasvu. Käbinääre ekstraktide sissetoomine vähendab hüpofüüsi preparaatide kasvu stimuleerivat toimet. Samal ajal ei mõjuta melatoniin loomade kasvukiirust. Võib-olla pärsib somatoliberiini sünteesi ja sekretsiooni või stimuleerib somatostatiini tootmist mõni muu epifüüsi faktor (faktorid).

Katsed on näidanud, et käbinääre mõju hüpofüüsi somatotroopsele funktsioonile ei ole vahendatud androgeenide või kilpnäärmehormoonide puudulikkuse poolt.

Pinealektoomiaga rottidel suureneb kortikosterooni sekretsioon ajutiselt, kuigi neerupealiste stressireaktsioon pärast pinealektoomiat on oluliselt nõrgenenud. Kortikosterooni sekretsioon suureneb pideva valguse tingimustes, mis teadaolevalt pärsib käbinäärme aktiivsust. On tõendeid, et pinealektoomia nõrgestab pärast ühepoolset adrenalektoomiat allesjäänud neerupealise kompenseerivat hüpertroofiat ja häirib glükokortikoidide sekretsiooni ööpäevast rütmi. See näitab käbinäärme olulisust hüpofüüsi eessagara adrenokortikotroopse funktsiooni rakendamisel, mida kinnitab AKTH tootmise muutus pineektomeeritud loomadelt eemaldatud hüpofüüsikoes. Kirjanduses puudub üksmeel käbinäärme toimeaine osas, mis mõjutab hüpofüüsi adrenokortikotroopset aktiivsust.

Käbinääre eemaldamine suurendab melanotsüüte stimuleeriva hormooni (MSH) sisaldust hüpofüüsis, samas kui melatoniini viimine IG ajuvatsakesse vähendab selle sisaldust. Viimase tase valguse käes elavate rottide hüpofüüsis suureneb ja melatoniini manustamine blokeerib selle efekti. Arvatakse, et melatoniin stimuleerib hüpotaalamuse melanotropiini inhibeeriva faktori MIF tootmist.

Käbinääre ja selle hormoonide mõju hüpofüüsi teistele troopilistele funktsioonidele on vähem uuritud. Perifeersete endokriinsete näärmete aktiivsuse muutused võivad tekkida epifüüsi faktorite otsese toime tõttu. Seega viib käbinääre eemaldamine kilpnäärme massi mõningase suurenemiseni isegi hüpofüüsi puudumisel. Kilpnäärmehormoonide sekretsiooni kiirus suureneb väga vähe ja lühiajaliselt. Teiste andmete kohaselt on käbinäärel aga ebaküpsetel loomadel TSH sünteesi ja sekretsiooni pärssiv toime.

Enamikus katsetes põhjustas melatoniini subkutaanne, intraperitoneaalne, intravenoosne ja isegi intraventrikulaarne manustamine kilpnäärme joodi kontsentreeriva funktsiooni vähenemist.

Käbinääre siirdamine neerupealisetesse, mõjutamata ajukoore fastsikulaarsete ja retikulaarsete tsoonide seisundit, peaaegu kahekordistas glomerulaarse tsooni suurust, mis viitab käbinääre produktide otsesele mõjule mineralokortikoide tootvatele rakkudele. Lisaks eraldati käbinäärest aine (1-metoksü-1,2,3,4-tetrahüdro-beeta-karboliin), mis stimuleerib aldosterooni sekretsiooni ja mida seetõttu nimetatakse adrenoglomerulotropiiniks. Peagi saadi aga andmeid, mis eitasid selle ühendi füsioloogilist rolli ja seadsid isegi kahtluse alla käbinääre spetsiifilise adrenoglomerulotroopse faktori olemasolu.

On teateid, et käbikeha eemaldamine vähendab kõrvalkilpnäärmete funktsionaalset aktiivsust. On ka vastupidiseid tähelepanekuid. Käbikeha mõju uuringute tulemused kõhunäärme endokriinsele funktsioonile on enamasti negatiivsed.

Praegu on veel palju lahendamata küsimusi, eriti mis puudutab selle näärme poolt toodetavate ühendite olemust. Kõige vähem kahtlane on käbinääre mõju hüpofüüsi troopiliste hormoonide sekretsioonile, kuid ei saa välistada ka selle otsese mõju võimalust perifeersetele endokriinnäärmetele ja teistele organitele. Ilmselt toodab käbinääre keskkonnastiimulite mõjul mitte ühte, vaid mitut ühendit, mis sisenevad peamiselt verre. Need ained moduleerivad kesknärvisüsteemis monoamiinergiliste neuronite aktiivsust, mis kontrollivad liberiinide ja statiinide tootmist teatud aju struktuuride poolt ning mõjutavad seeläbi hüpofüüsi troopiliste hormoonide sünteesi ja sekretsiooni. Käbinääre mõju hüpotaalamuse keskustele on peamiselt pärssiv.

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