松果腺的某些分泌功能

出处：按学科分类—自然科学总论 北京出版社《现代科技综述大辞典上》第815页（3143字）

随着实验生物学、特别是神经内分泌学的发展，对松果腺的结构、功能及其内分泌物质的生物化学等都较前有了深入的认识。

脊椎动物的松果腺是由胚胎时期的间脑衍生出的。鸟类和哺乳类虽然只有一个松果腺，但是低等运动则由两个独特部分构成，除颅内的松果腺器官外，另有一个在表层的副松果腺器官(在爬行类被称谓颅顶眼)。

科学证实上述两个腺体均有光感受性能。而光线对松果腺机能具有强有力的调节作用。

视交叉上核是哺乳动物脑中周期性活动的起点，由此发出节律性信号调节着松果腺及其它器官的周期性活动。实验揭示松果腺分泌的激素有两类：(1)吲哚类。早在1941年Fiske即曾报告过，将大鼠置于恒光照下，能使其发情增长。后来 Lerner等从牛松果腺中分离出一种物质，能使蛙的皮肤变浅，以鉴定为5－甲氧基色胺，称为褪黑素。

它是由松果腺细胞从血液中摄取的色氨酸及其羟化酶逐步合成的。合成过程中被称谓羟基吲哚氧位甲基转换酶(简称HIOMT)，对它的活性测定，可用做判定褪黑素分布及其合成与分泌的动向。

过去曾认为去甲肾上腺素是蛙类最强的天然皮肤变白剂，但是与褪黑素相比，后者的活性比前者还要强10倍；虽然剂量小至10^－13g／ml，仍可使两栖类动物的皮肤发生可见性变化。松果腺中褪黑素的含量变化，每天受光照的影响经受着高低起伏的波动，参予对其它激素的作用。

此外，视网膜、哈德氏腺以及胃肠道的嗜铬细胞，均有合成褪黑素的能力。(2)肽类激素8－精加压催产素(AVT)。1963年首次在牛的松果腺中发现的肽类结构。

如将AVT注射给处于性分化阶段的新生小鼠，则可增强其生殖器官的生长，并能达到成体状态；如果在脑的性分化之后注射，则性腺、副性腺器官的生长会受到抑制。

不同种类的动物，其松果腺中的AVT的含量不同。成体动物的单侧卵巢被切除，另一侧卵巢则出现代偿性肥大；如给这类运动第Ⅲ脑室或腹腔直接注入AVT，则这种现象即受到抑制。

这类活性物质具有一个共有的环状结构及8位上的硷性氨基酸，如以巯基乙醇处理这些化合物，则二硫键即告解体，活性随即消失。此外，松果腺的分泌功能变化，既影响生殖系统的结构与功能，而且又与光周期密切相关。

早期的动物实验证明，切除幼年雌鼠的松果腺，可使卵巢增重、阴道提早开口。

青春期提前到来。

切除成年雌鼠的松果腺，则动物出现发情。切除幼年雄鼠的松果腺，则使其睾丸、前列腺和精囊的重量增加，而在注射松果腺提取液后，则受试雄鼠的前列腺和精囊出现萎缩。

松果腺浸液尚抑制PMSG／HCG引起的排卵，使垂体重量减轻及其分泌的FSH、LH减少。相反，行松果腺切除术的动物，常出现垂体－性腺轴活动过度兴奋的现象。

对光周期试验常用叙利亚地鼠进行。雄性地鼠只有在较长的光周期(≥12．5h光照／d)才能较长期地保持其生殖能力。

但是，如果将运动转移到短光照环境中，则在10周之内将引起睾丸的萎缩；如再要恢复性腺功能，需重新经历25周的长光照处理。利用人工光照可促使珍稀毛皮动物的繁殖季节提前，即对乏情动物在秋冬季节补充光照，或模拟夏季的光周期，可促进繁殖季节提前几个月到来。

雪貂的生殖系统对光线尤为敏感，仅13．04cm·cd·烛光(光暗之比为14∶10)即足以促使提前发情。如果以光暗为8∶16h处理雪貂，经4～6周可提早抑制发情。

在两极生活的动物的松果体，跟温带或热带动物的同类腺体相比，其大小差别极为显着。海象、企鹅和海豹的身体大小虽然跟狗一样，但它们的松果体却比狗的大5～10倍。

两极运动的松果体的季节变化特别显着，在夏季，松果腺的活动完全停止；到冬季松果腺的分沁活动极度增强，合成与分泌大量褪黑素，生殖活动也受到抑制，从而避免在猎食困难的隆冬受孕怀胎，这是在进化过程中，生理机能适应自然环境变化的明证。如果将鸟(如鹌鹑)置于长光照的环境中，可使血浆LH及FSH水平升达7倍。

切除性腺的鹌鹑，在短光照状态下，LH为0．5ng／ml，如将其迁移到长光照条件下，血浆LH则上升达100ng／ml以上；在短光照条件下，血浆FSH为20ng／ml，而在长光照的环境中则上升至5000ng／ml；如将手术动物再转移到短日照条件下，则需经过两周才能恢复到基础水平。在自然环境中褪黑素的生物合成有很严密的昼夜节律性，同时也受人工光照与黑暗的影响。

通常从午夜12h到凌晨2h，生物合成达到高峰。

此时松果腺中褪黑素的含量最高。

然后合成逐渐减少，至中午12h降至最低值。在血浆中褪黑素的含量变化也有昼夜节律性，如大鼠血浆中，在午夜为45pg／ml，而到日间仅为10pg／ml。

放免测定技术证实，家兔脑脊液中褪黑素的含量，夜间较日间高17倍；绵羊和人类也有类似的节律，人类血浆褪黑素的含量，夜间较白天高4倍；尿中排出量夜间较白天高5～7倍。此外，褪黑素与毛皮的生长、成熟关系密切。

如将水貂置于短光照(光暗之比为6∶18h)或给予补注褪黑素，则导致夏毛提早脱落及冬毛的提前生长。法国D．Allian，(1981)及美国Rose(1984)曾利用外源褪黑素对水貂睾丸的大小及功能影响以及在不同生理状况下，探讨褪黑素的消长与皮肤毛囊的生长发育和促性腺素(FSH、LH、PRL)、类固醇激素(孕酮、雌二醇)等的相关性进行过基础研究。

后来又报道通过饲喂、长期注射的方法。研究褪黑素调节家畜(牛、羊等)的光照周期。

新西兰的学者则更着眼于生产性观点，探讨褪黑素作用于山羊，研究其促进羊毛及羊绒生长的可能性。80～90年代，美国Sigma制药公司及有些实验室，也根据不同受试动物的需要，将褪黑素制备成系列产品。供应畜牧业及毛皮动物养殖业的试用。

但由于应试对象、剂量及用药的方法不同，因而效果各异。

90年代初期，前苏联学者已将褪黑素类性质的药物(被称之为MePNA)规模性应用于毛皮动物养殖业，取得了较好的效果。在中国，80年代末曾有学者利用恒定短日照和逐渐缩短日照的物理方法，导致水貂的冬毛成熟期提前的报道。

但是该方法如用于较大群体的动物，则将出现不易控制的情况，如需要建造控光房舍及一些附属设备，耗资较大，使该方法的推广难免受到一定的限制。几乎在同一时期，柳建昌(1988～1992)选择了适当的载体，将有效剂量的褪黑素利用特制的工具分别埋入了貂、狐、貉雪兔及绒山羊身上，均取得了显着的效果。

由于松果腺及其合成与分泌的激素对一定的光周期存在严格依赖性特点，因此无论对实验动物(包括鱼类、两栖、爬行、鸟类及哺乳类)、某些野生珍禽及毛皮兽类等的良种培育、繁殖种群、甚至宇宙航行时差对人们造成不适的综合症等，必须改虑光照因素对于调节松果腺功能的意义。因为有机体对光线的生物学反应及松果腺功能失调，会导致动物及人类有机体产生包括生殖功能障碍的许多疾病，褪黑素对中枢系统的抑制作用已得到证实，如给小鸡注射，它将引起镇静与睡眠现象。这已受到生物－医学领域的注意。另外，对环境中光照强度及光谱能量比例的检测也相当重要，因为这些因素对动物和人类神经内分泌功能调节影响颇大，大鼠在全光谱白光(0．5μW／cm2)或相当于月光强度10倍的环境中，其褪黑素合成受抑制程度约达50%；当有机体处在绿光环境中，其褪黑素合成酶将受到最大程度的抑制；而红光环境中则几乎没有影响。

这是由于这种作用与眼睛的视紫质对光谱的吸收效应一致之故。此外，松果腺功能作用的发挥又与其他内分泌腺及有关激素相互连系、制约，共同参与维护生命的活动。所以根据不同种属动物对光周期节律季节性与生理性需要的特点，建立相应合理的光暗周期比例，不仅对生殖生物学、宇宙生物学具有广阔前景，而且对珍贵禽兽和其他经济动物的生产也具有实践意义。

(中国科学院动物研究所柳建昌教授撰)