Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Пинеал безіндегі негізгі жасушалар
Main cells contained in the pineal gland
Пинеалциттер – үшінші қарыншаның артында және мидың екі жарты шарының арасында орналасқан пинеал безіндегі басты жасушалар. Пинеалциттердің негізгі функциясы – циркадтық ритмдерді реттеуде маңызды роль атқаратын мелатонин гормонын бөлу. Адамдарда гипоталамустың супрахиазматикалық ядросы қараңғылық туралы сигналды пинеалциттерге жібереді, соның нәтижесінде күндізгі-түндегі цикл басқарылады. Пинеалциттердің фоторецепторлық жасушалардан пайда болғандығы болжанып жүр. Зерттеулер организм жасы ұлғайған сайын апоптоз арқылы пинеалциттер санының төмендегенін де көрсетті. Пинеалциттердің I және II типі бар, олар пішін, ядролық қабықтың бүктелуінің болуы немесе болмауы және цитоплазма құрамы сияқты белгілі бір қасиеттеріне сәйкес жіктеледі.
Pinealocytes are the main cells contained in the pineal gland, located behind the third ventricle and between the two hemispheres of the brain. The primary function of the pinealocytes is the secretion of the hormone melatonin, important in the regulation of circadian rhythms. In humans, the suprachiasmatic nucleus of the hypothalamus communicates the message of darkness to the pinealocytes, and as a result, controls the day and night cycle. It has been suggested that pinealocytes are derived from photoreceptor cells. Research has also shown the decline in the number of pinealocytes by way of apoptosis as the age of the organism increases. There are two different types of pinealocytes, type I and type II, which have been classified based on certain properties including shape, presence or absence of infolding of the nuclear envelope, and composition of the cytoplasm.
1- типті пиналоциттер
1-типті пинеаллоциттер сонымен қатар жарық пинеаллоциттері деп те аталады, себебі олар жарық микроскопымен қарағанда төмен тығыздықпен боялады және адам көзіне ақшыл көрінеді. Зерттеулер нәтижесінде осы 1-типті жасушалардың дөңгелек немесе сопақ пішінді және 7–11 микрометр диаметрлі екені анықталды. 1-типті пинеаллоциттер балалар мен ересектерде 2-типті пинеаллоциттерге қарағанда көбінесе көптеп кездеседі. Организмнің жасы ұлғайған сайын осы жасушаларда лизосомалар мен тығыз гранулалардың көбеюі де 1-типті пинеаллоциттерге тән ерекшелік, бұл олардағы аутофагоцитоз процесінің маңыздылығын көрсетеді.
Type 1 pinealocytes are also known as light pinealocytes because they stain at a low density when viewed under a light microscope and appear lighter to the human eye. These Type 1 cells have been identified through research to have a round or oval shape and a diameter ranging from 7–11 micrometers. Type 1 pinealocytes are typically more numerous in both children and adults than Type 2 pinealocytes. Another finding consistent with Type 1 pinealocytes is the increase in the amount of lysosomes and dense granules present in the cells as the age of the organism increases, possibly indicating the importance of autophagocytosis in these cells.
2 типті пинеалциттер
2-типті пинеаллоциттер сондай-ақ қара пинеаллоциттер деп те аталады, себебі олар жарық микроскопымен қарағанда жоғары тығыздықпен боялады және адам көзіне қараңғырақ көрінеді. Зерттеулер мен микроскопия көрсеткендей, олар диаметрі шамамен 7–11.2 микрометр болатын дөңгелек, овал немесе сопақ жасушалар болып табылады. Төменгі омыртқалыларда синаптық ленталар фоторецепторлық мүше ретінде қызмет етеді, ал жоғарғы омыртқалыларда олар жасуша ішінде секреторлық функцияларды атқарады. Munc13 1 сияқты белоктардың болуы олардың нейротрансмиттерлерді босатуда маңызды екенін көрсетеді. Екі жасуша түрінің арасында құрылымдық, функционалдық және генетикалық ұқсастықтар бар. Құрылымдық тұрғыдан алғанда, екеуі де эмбриологиялық даму кезінде мидың диэнцефалон деп аталатын аймағынан, сонымен қатар таламус пен гипоталамусты қамтитын аймақтан дамиды. Екі жасуша түрі де кірпікшелер, бүктеліп жатқан мембраналар және полярлық сияқты ұқсас ерекшеліктерге ие. Эволюцияның осы теориясының функционалдық дәлелі сүтқоректі емес омыртқалыларда байқалады. Лампреялардың, балықтардың, қосмекенділердің, бауырымен жорғалаушылардың және құстардың пинеаллоциттерінің фотосезімталдығын сақтауы және осы төменгі омыртқалылардың кейбіреулерінің мелатонин секрециялауы, сүтқоректілердің пинеаллоциттері бұрын фоторецепторлық жасушалар ретінде қызмет еткен болуы мүмкін екенін көрсетеді. Зерттеушілер сондай-ақ тауық пен балықтардың пинеаллоциттерінде торлы қабықта табылған бірнеше фоторецепторлық ақуыздардың бар екенін көрсетті. Генетикалық дәлелдер фототрансдукция гендерінің торлы қабықтың фоторецепторларында экспрессияланатынын, сондай-ақ пинеаллоциттерде де бар екенін көрсетеді. Пинеаллоциттердің фоторецепторлық жасушалардан эволюциялануына қосымша дәлел – екі жасуша түріндегі ленталық кешендердің ұқсастығы. RIBEYE ақуызының және басқа ақуыздардың пинеаллоциттерде де, сезімдік жасушаларда да (фоторецепторлар мен шашты жасушалар) табылуы екі жасушаның эволюциялық жағынан байланысты екенін көрсетеді. Екі синаптық лента арасында ERC2/CAST1 сияқты белгілі бір ақуыздардың болуы және әр жасушаның кешендері ішіндегі ақуыздардың таралуында айырмашылықтар бар.
Type 2 pinealocytes are also known as dark pinealocytes because they stain at a high density when viewed under a light microscope and appear darker to the human eye. As indicated by research and microscopy, they are round, oval, or elongated cells with a diameter of about 7–11.2 micrometers. In lower vertebrates, synaptic ribbons serve as a photoreceptive organ, but in upper vertebrates, they serve secretory functions within the cell. The presence of proteins such as Munc13 1 indicates that they are important in neurotransmitter release. Structural, functional, and genetic similarities exist between the two cell types. Structurally, both develop from the area of the brain designated the diencephalon, also the area containing the thalamus and hypothalamus, during embryological development. Both types of cells have similar features, including cilia, folded membranes, and polarity. Functional evidence for this theory of evolution can be seen in non mammalian vertebrates. The retention of photosensitivity of the pinealocytes of lampreys, fish, amphibians, reptiles, and birds and the secretion of melatonin by some of these lower vertebrates suggests that mammalian pinealocytes may have once served as photoreceptor cells. Researchers have also indicated the presence of several photoreceptor proteins found in the retina in the pinealocytes in chicken and fish. Genetic evidence demonstrates that phototransduction genes expressed in the photoreceptors of the retina are also present in pinealocytes. More evidence for the evolution of pinealocytes from photoreceptor cells is the similarities between the ribbon complexes in the two types of cells. The presence of the protein RIBEYE and other proteins in both pinealocytes and sensory cells (both photoreceptors and hair cells) suggests that the two cells are related to one another evolutionarily. Differences between the two synaptic ribbons exist in the presence of certain proteins, such as ERC2/CAST1, and the distribution of proteins within the complexes of each cell.
Реттеу
Мелатонин синтезін реттеу мелатониннің циркадтық ритмдердегі басты функциясы үшін маңызды. Омыртқалы жануарларда мелатонин секрециясын бақылайтын негізгі молекулалық механизм – AANAT ферменті (ариллкиламин N-ацетилтрансфераза). AANAT генінің экспрессиясын транскрипциялық фактор pCREB басқарады, және бұл pCREB транскрипциясына әсер ететін эпиталонмен емделген жасушаларда мелатонин синтезінің жоғарылауында көрінеді. AANAT циклдық AMP (cAMP) қатысатын протеинкиназа A жүйесі арқылы белсендіріледі. AANAT-тың белсендірілуі мелатонин өндірісінің артуына алып келеді. Белгілі бір омыртқалы жануарлар түрлеріне тән ерекшеліктер болғанымен, cAMP-ның AANAT-қа және AANAT-тың мелатонин синтезіне тигізетін әсері тұрақты болып қалады. Мелатонин синтезін сонымен қатар жүйке жүйесі де реттейді. Ретиногипоталамус жолындағы жүйке талшықтары торлы қабықты (ретинаны) супрахиазмалық ядроға (СХЯ) қосады. СХЯ жоғары мойын ганглиясынан шығатын симпатикалық жүйке талшықтары арқылы пинеалоциттермен синапс жасап, норэпинефрин босатуды ынталандырады. Норэпинефрин cAMP өндірісін ынталандыру арқылы пинеалоциттерде мелатонин өндірісін қозғайды. Норэпинефриннің жүйке талшықтарынан түнгі уақытта босатылуының нәтижесінде, осы реттеу жүйесі организмнің циркадтық ырғағын сақтап тұрады.
Regulation of melatonin synthesis is important to melatonin’s main function in circadian rhythms. The main molecular control mechanism that exists for melatonin secretion in vertebrates is the enzyme AANAT (arylalkylamine N acetyltransferase). The expression of the AANAT gene is controlled by the transcription factor pCREB, and this is evident when cells treated with epithalone, a peptide which affects pCREB transcription, have a resulting increase in melatonin synthesis. AANAT is activated through a protein kinase A system in which cyclic AMP (cAMP) is involved. The activation of AANAT leads to an increase in melatonin production. Though there are some differences specific to certain species of vertebrates, the effect of cAMP on AANAT and AANAT on melatonin synthesis remains fairly consistent. Melatonin synthesis is also regulated by the nervous system. Nerve fibers in the retinohypothalamic tract connect the retina to the suprachiasmatic nucleus (SCN). The SCN stimulates the release of norepinephrine from sympathetic nerve fibers from the superior cervical ganglia that synapse with the pinealocytes. Norepinephrine causes the production of melatonin in the pinealocytes by stimulating the production of cAMP. Because the release of norepinephrine from the nerve fibers occurs at night, this system of regulation maintains the body’s circadian rhythms.
Синтез
Пинеалциттер мелатонин гормонын синтездеу үшін ең алдымен триптофан аминқышқылын серотонинге түрлендіреді. Содан кейін серотонин ААНАТ ферментімен ацетилденіп, N-ацетилсеротонинге айналады. N-ацетилсеротонин гидроксииндол-O-метилтрансфераза (HIOMT) ферменті, сондай-ақ ацетилсеротонин-O-метилтрансфераза (ASMT) арқылы мелатонинге түрлендіріледі. Бұл ферменттердің активтілігі түнде жоғары болады және бұрын талқыланған норэпинефринге қатысты механизмдермен реттеледі.
Pinealocytes synthesize the hormone melatonin by first converting the amino acid tryptophan to serotonin. The serotonin is then acetylated by the AANAT enzyme and converted into N acetylserotonin. N acetylserotonin is converted into melatonin by the enzyme hydroxyindole O methyltransferase (HIOMT), also known as acetylserotonin O methyltransferase (ASMT). Activity of these enzymes is high during the night and regulated by the mechanisms previously discussed involving norepinephrine.