松果体（骨骺）的生理机能

松果体，或称脑干，是从第三脑室顶生长出来的。它被一层结缔组织囊包裹，纤维束由此向内延伸，将大脑分成几个脑叶。脑叶实质内含有松果体细胞和神经胶质细胞。在松果体细胞中，较大、较亮的细胞和较小、较暗的细胞是可区分的。松果体血管的一个特点似乎是内皮细胞之间缺乏紧密接触，因此该器官的血脑屏障失效。哺乳动物的松果体与低等物种的相应器官的主要区别在于没有敏感的光感受器细胞。松果体的大部分神经由颈上交感神经节细胞的纤维组成。神经末梢在松果体细胞周围形成网络。松果体细胞的突起与血管接触，并含有分泌颗粒。松果体在幼儿时期尤为明显。到了青春期，它的体积通常会减小，随后钙和镁盐会沉积其中。这种钙化通常使得骨骺在头骨X光片上清晰可见。成年人的松果体重量约为120毫克。

松果体的活动取决于光照周期。在光照下，其中的合成和分泌过程受到抑制，而在黑暗中则增强。光脉冲被视网膜受体感知，并进入大脑和脊髓交感神经系统的调节中枢，然后到达上颈部交感神经节，从而产生松果体的神经支配。在黑暗中，抑制性神经影响消失，松果体的活动增强。切除上颈部交感神经节会导致松果体细胞内参与其激素合成的酶的活动节律消失。含有去甲肾上腺素的神经末梢通过细胞β受体增强这些酶的活性。这种情况似乎与交感神经兴奋对褪黑激素合成和分泌的抑制作用的数据相矛盾。然而，一方面，研究表明在光照条件下腺体中的血清素含量会降低；另一方面，人们发现了胆碱能纤维在调节松果体氧吲哚-O-甲基转移酶（OIOMT）活性中的作用。

松果体中乙酰胆碱酯酶的存在证实了胆碱能对松果体活动的调节。颈上神经节也是胆碱能纤维的来源之一。

松果体主要产生吲哚-N-乙酰-5-甲氧基色胺（褪黑激素）。与其前体血清素不同，这种物质似乎仅在松果体中合成。因此，其在组织中的浓度以及OIOMT的活性可作为松果体功能状态的指标。与其他O-甲基转移酶一样，OIOMT使用S-腺苷甲硫氨酸作为甲基供体。血清素和其他5-羟基吲哚均可作为松果体中的甲基化底物，但N-乙酰血清素是该反应更佳（20倍）的优选底物。这意味着在褪黑激素合成过程中，N-乙酰化先于O-甲基化。褪黑激素生物合成的第一阶段是在色氨酸羟化酶的作用下，将氨基酸色氨酸转化为5-羟基色氨酸。在芳香族氨基酸脱羧酶的帮助下，该化合物生成血清素，其中一部分被乙酰化，转化为N-乙酰血清素。褪黑素合成的最后阶段（在OIOMT作用下N-乙酰血清素的转化），如前所述，是松果体特有的。非乙酰化的血清素在单胺氧化酶的作用下脱氨基，转化为5-羟基吲哚乙酸和5-羟基色醇。

大量的血清素也会进入神经末梢，在那里被颗粒捕获，从而阻止这种单胺的酶促破坏。

血清素的合成被认为发生在亮区松果体细胞中，并受去甲肾上腺素能神经元的控制。胆碱能副交感神经纤维调节亮区细胞释放血清素，从而调节暗区松果体细胞对其的利用，而去甲肾上腺素能调节褪黑素的形成和分泌也发生在暗区松果体细胞中。

有数据显示松果体不仅能产生吲哚，还能产生多肽类物质。一些研究人员认为，这些物质才是松果体真正的激素。因此，他们从松果体中分离出一种分子量为1000-3000道尔顿、具有抗促性腺激素活性的肽（或肽混合物）。其他作者推测，从松果体中分离出的精氨酸-血管催产素具有激素作用。还有一些人从松果体中提取出两种肽化合物，其中一种刺激垂体细胞培养物分泌促性腺激素，另一种抑制其分泌。

除了松果体激素的真正性质尚不明确之外，关于其进入人体的途径也存在分歧：是进入血液还是进入脑脊液。然而，大多数证据表明，与其他内分泌腺一样，松果体将其激素分泌到血液中。与此密切相关的是松果体激素作用于中枢还是外周的问题。动物实验（主要是仓鼠）表明，松果体对生殖功能的调节是通过松果体对下丘脑-垂体系统的影响来介导的，而不是直接作用于性腺。此外，将褪黑激素注入大脑的第三脑室会降低黄体生成素 (LH) 和促卵泡激素 (FSH) 的水平，并增加血液中的催乳素含量，而将褪黑激素输入垂体的门血管并没有伴随促性腺激素分泌的变化。褪黑激素在大脑中起作用的部位之一是下丘脑的正中隆起，这里产生释放素和他汀类药物，调节垂体前叶的活动。但目前还不清楚这些物质的产生是在褪黑激素本身的作用下发生变化，还是褪黑激素调节单胺能神经元的活动，从而参与调节释放因子的产生。需要强调的是，松果体激素的中枢作用并不能证明它们直接分泌到脑脊液中，因为它们也可以从血液中到达脑脊液。此外，有证据表明褪黑激素对睾丸（这种物质会抑制雄激素的生成）和其他外周内分泌腺（例如，削弱促甲状腺激素（TSH）对甲状腺合成甲状腺素的作用）有影响。长期向血液中注入褪黑激素，即使在切除垂体的动物中，也会降低睾丸重量和血清睾酮水平。实验还表明，不含黑色素的松果体提取物可以阻断促性腺激素对切除垂体的大鼠卵巢重量的影响。

因此，该腺体产生的生物活性化合物显然不仅具有中枢作用，而且具有外周作用。

在这些化合物的众多不同作用中，它们对垂体促性腺激素分泌的影响最受关注。关于松果体肿瘤导致青春期紊乱的数据，是其内分泌作用的第一个迹象。此类肿瘤可伴有青春期的加速或减缓，这与源自松果体实质细胞和非实质细胞的肿瘤性质不同有关。松果体激素抗促性腺激素作用的主要证据是在动物（仓鼠）身上获得的。在黑暗条件下（即在松果体功能激活的条件下），动物的生殖器官明显退化，血液中促黄体生成素（LH）水平下降。在骨骺切除的个体中或在松果体神经被横断的情况下，黑暗不会产生这种影响。人们认为，松果体中的抗促性腺激素物质会阻止卢利贝林的释放或其对垂体的作用。在大鼠中也获得了类似的数据，尽管结果不太清楚。黑暗环境会在一定程度上推迟青春期，而松果体的移除会导致血液中LH和FSH水平升高。松果体的抗促性腺激素作用在出生后早期因引入性类固醇而导致下丘脑-垂体-性腺系统功能受损的动物中尤为明显。

这类大鼠的骨骺切除术后恢复了性发育。在嗅觉丧失和饥饿条件下，松果体及其激素的抗促性腺激素作用也会增强。

不仅褪黑激素，其衍生物5-甲氧基色醇和5-羟色醇以及血清素，都对促黄体生成素（LH）和促卵泡激素（FSH）的分泌有抑制作用。如前所述，一些尚未鉴定的松果体多肽产物也能够在体内和体外影响促性腺激素的分泌。其中一种产物（分子量为500-1000道尔顿）在阻断单侧卵巢切除小鼠剩余卵巢肥大方面，其活性比褪黑激素高60-70倍。相反，松果体肽的另一种组分具有促促性腺激素作用。

幼鼠松果体切除后，脑垂体中催乳素含量增加，同时血液中催乳素水平下降。在持续光照条件下饲养的动物也会出现类似的变化，而在黑暗条件下饲养的大鼠则会出现相反的变化。据信，松果体会分泌一种物质，阻止下丘脑催乳素抑制因子 (PIF) 对脑垂体催乳素合成和分泌的影响，结果导致脑垂体中激素含量降低。骨骺切除术则会导致相反的变化。在这种情况下，松果体的活性物质可能是褪黑激素，因为将其注射到大脑的第三脑室会暂时提高血液中的催乳素水平。

在持续缺乏光照的条件下，动物的生长会减慢，脑垂体中生长激素的含量也会显著下降。骨骺切除术可以消除黑暗的影响，有时甚至会加速生长。注射松果体提取物会降低脑垂体制剂的生长刺激作用。同时，褪黑激素不会影响动物的生长速度。或许还有其他一些骨骺因子抑制了生长激素释放素的合成和分泌，或刺激了生长抑素的产生。

实验表明，松果体对垂体生长激素功能的影响并不是由雄激素或甲状腺激素的缺乏所介导的。

在松果体切除大鼠中，皮质酮分泌暂时增加，尽管松果体切除后肾上腺的应激反应显著减弱。皮质酮分泌在持续光照条件下增加，已知光照会抑制松果体的活动。有证据表明，松果体切除会削弱单侧肾上腺切除后剩余肾上腺的代偿性肥大，并扰乱糖皮质激素分泌的昼夜节律。这表明松果体对于垂体前叶促肾上腺皮质功能实现的重要性，这已通过松果体切除动物的垂体组织中促肾上腺皮质激素生成的变化得到证实。关于松果体中影响垂体促肾上腺皮质活性的活性成分，文献中尚未达成共识。

切除松果体会增加脑垂体中促黑素细胞激素（MSH）的含量，而将褪黑激素引入脑室则会降低其含量。生活在光照下的大鼠脑垂体中MSH的含量会增加，而引入褪黑激素则会抑制这种效应。人们认为，褪黑激素会刺激下丘脑产生促黑素细胞激素抑制因子MIF。

松果体及其激素对垂体其他热带功能的影响研究较少。由于骨骺因素的直接作用，外周内分泌腺的活动可能会发生变化。因此，即使在没有垂体的情况下，切除松果体也会导致甲状腺质量有所增加。甲状腺激素的分泌率增加幅度很小且持续时间很短。然而，根据其他数据，松果体对未成熟动物的促甲状腺激素（TSH）的合成和分泌有抑制作用。

在大多数实验中，皮下、腹膜内、静脉内甚至脑室内注射褪黑激素都会导致甲状腺的碘浓缩功能下降。

将松果体移植到肾上腺后，在不影响皮质束状区和网状区的情况下，肾小球区的大小几乎增加了一倍，这表明松果体产品对产生盐皮质激素的细胞有直接作用。此外，从松果体中分离出一种物质（1-甲氧基-1,2,3,4-四氢-β-咔啉），这种物质能够刺激醛固酮的分泌，因此被称为促肾上腺皮质激素。然而，很快获得的数据否定了这种化合物的生理作用，甚至对松果体中是否存在特定的促肾上腺皮质激素因子提出了质疑。

有报道称，切除松果体会降低甲状旁腺的功能活动。也有相反的观察结果。关于松果体对胰腺内分泌功能影响的研究结果大多是负面的。

目前，仍有许多问题尚未解决，特别是关于该腺体所产生化合物的性质。毫无疑问的是松果体对脑垂体促激素分泌的影响，但也不能排除其直接影响外周内分泌腺和其他器官的可能性。显然，在环境刺激的影响下，松果体产生的化合物不只一种，而是几种，这些化合物主要进入血液。这些物质调节中枢神经系统单胺能神经元的活动，这些神经元控制大脑某些结构产生利贝林和他汀类药物，从而影响脑垂体促激素的合成和分泌。松果体对下丘脑中枢的影响主要是抑制性的。

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