Особенности распределения псаммомных телец в шишковидной железе человека: новый подход к определению функциональной значимости кальцификатов эпифиза

Эпифиз мозга – нейроэндокринная железа, синхронизирующая функциональную активность внутренних органов со световым режимом с помощью гормона мелатонина, который активно высвобождается в кровеносное русло ночью. Мелатонин синтезируется пинеалоцитами, основной клеточной популяцией эпифиза, помимо которых встречаются также клетки астроглии, микроглии и тучные клетки. Кроме того, в эпифизе встречаются псаммомные тельца (кальцификаты), функциональная значимость которых и механизмы образования не определены. Цель данного исследования состояла в изучении встречаемости кальцификатов в разных отделах эпифиза человека (паренхима, соединительнотканные трабекулы и капсула) и описании взаиморасположения кальцификатов с глиальными клетками и их отростками, тучными клетками, а также кровеносными сосудами и нервными волокнами с использованием соответствующих иммуногистохимических реакций.

Материал и методы. Для иммуногистохимического исследования использовались антитела к глиальному фибриллярному кислому белку (GFAP), виментину, двум маркерам микроглии (Iba-1 и TMEM119), триптазе тучных клеток, тирозингидроксилазе и фактору фон Виллебранда.

Результаты. Установлено, что кальцификаты располагаются преимущественно в центральной части эпифиза, в дольках среди пинеалоцитов, их количество и размер увеличиваются в период от молодого к среднему возрасту. Отростки астроглиальных клеток (в основном GFAP-, но не виментин-содержащих) плотно оплетают псаммомные тельца. Не обнаружено какой-либо взаимосвязи расположения кальциевых конкрементов относительно кровеносных сосудов, тирозингидроксилаза-иммунореактивных нервных волокон, микроглиоцитов или тучных клеток. Не наблюдалось превалирования активированной микроглии и дегранулирующих мастоцитов. Впервые выявлены тирозингидроксилаза-иммунореактивные нервные проводники в эпифизе человека.

Заключение. Полученные данные свидетельствуют, что псаммомные тельца являются нормальным и, по-видимому, обязательными компонентами эпифиза взрослого человека, образование которых связано с пинеалоцитами и/или астроцитами, но не с кровеносными сосудами, нервными волокнами, микроглией или тучными клетками. Возможная функциональная роль кальцификатов в эпифизе человека может быть связана с функциональной активностью пинеалоцитов.

1. Суфиева Д.А., Федорова Е.А., Яковлев В.С., Григорьев И.П. Иммуногистохимическое исследование сосудов эпифиза человека. Мед. акад. ж. 2023;23(2):109–118. doi: 10.17816/MAJ352563

2. Duvernoy H.M., Parratte B., Tatu L., Vuillier F. The human pineal gland: relationships with surrounding structures and blood supply. Neurol. Res. 2000;22(8):747– 790. doi: 10.1080/01616412.2000.11740753

3. Møller M., Baeres F.M. The anatomy and innervation of the mammalian pineal gland. Cell Tissue Res. 2002;309(1):139–150. doi: 10.1007/s00441-002-0580-5

4. Coon S.L., Fu C., Hartley S.W., Holtzclaw L., Mays J.C., Kelly M.C., Kelley M.W., Mullikin J.C., Rath M.F., Savastano L.E., Klein D.C. Single cell sequencing of the pineal gland: the next chapter. Front. Endocrinol. (Lausanne). 2019;10:590. doi: 10.3389/fendo.2019.00590

5. Stehle J.H., Saade A., Rawashdeh O., Ackermann K., Jilg A., Sebesteny T., Maronde E. A survey of molecular details in the human pineal gland in the light of phylogeny, structure, function and chronobiological diseases. J. Pineal Res. 2011;51(1):17–43. doi: 10.1111/j.1600-079X.2011.00856.x

6. Григорьев И.П., Федорова Е.А., Суфиева Д.А., Коржевский Д.Э. Иммуногистохимическое исследование клеточной организации эпифиза человека. Морфология. 2020;158(4-5):19–26. doi: 10.34922/AE.2020.158.4.003

7. Суфиева Д.А., Федорова Е.А., Яковлев В.С., Коржевский Д.Э., Григорьев И.П. GFAP- и виментиниммунопозитивные структуры эпифиза человека. Цитология. 2023;65(2): 191–199. doi: 10.31857/S0041377123020104

8. Alcolado J.C., Moore I.E., Weller R.O. Calcification in the human choroid plexus, meningiomas and pineal gland. Neuropathol. Appl. Neurobiol. 1986;12(3):235–250. doi: 10.1111/j.1365-2990.1986.tb00137.x

9. Bukreeva I., Junemann O., Cedola A., Brun F., Longo E., Tromba G., Wilde F., Chukalina M.V., Krivonosov Y.S., Dyachkova I.G., … Asadchikov V.E. Micromorphology of pineal gland calcification in age-related neurodegenerative diseases. Med. Phys. 2023;50(3):1601–1613. doi: 10.1002/mp.16080

10. Суфиева Д.А., Фeдорова Е.А., Яковлев В.С., Григорьев И.П., Коржевский Д.Э. Микроглия и макрофаги в шишковидной железе человека. Рос. мед. ж. 2024;30(5):442–450. doi: 10.17816/medjrf634587

11. Федорова Е.А., Суфиева Д.А., Григорьев И.П., Коржевский Д.Э. Тучные клетки эпифиза человека. Успехи геронтол. 2018;31(4):484–489. doi: 10.1134/S2079057019010053

12. Maslinska D., Laure-Kamionowska M., Deregowski K., Maslinski S. Association of mast cells with calcification in the human pineal gland. Folia Neuropathol. 2010;48(4):276–282.

13. Pollice L., Colonna M., Losacco T., Barbera V. Histological changes of the human pineal gland with regard to age variations and with particular reference to mast cell component behaviour. Ric. Clin. Lab. 1974;4(1-4):892–913. doi: 10.1007/BF03055088

14. Bhatt B.P. Evaluation of intracranial physiological calcifications in computed tomography. Radiography Open. 2023;9(1):50–59. doi: 10.7577/radopen.5205

15. Daghighi M.H., Rezaei V., Zarritan S., Pourfathi H. Intracranial physiological calcifications in adults on computed tomography in Tabriz, Iran. Folia Morph. (Warsz). 2007;66(2):115–119.

16. Jotania B.M., Patel S.V., Patel S.M., Patel P., Patel S.M., Singhal R. Study of age related calcifications in pineal gland, choroid plexus and falx cerebri based on cranio-cerebral computed tomograms. Int. J. Res. Med. 2014;3(3);1–7.

17. Schindelin J., Arganda-Carreras I., Frise E., Kaynig V., Longair M., Pietzsch T., Preibisch S., Rueden C., Saalfeld S., Schmid B., … Cardona A. Fiji: an open-source platform for biological-image analysis. Nat. Methods. 2012;9(7):676–682. doi: 10.1038/nmeth.2019

18. Wurtman R.J., Axelrod J., Barchas J.D. Age and enzyme activity in the human pineal. J. Clin. Endocrinol. Metab. 1964;24:299–301. doi: 10.1210/jcem24-3-299

19. Süzen M., Dilaver E., Uckan S. Evaluation of prevalence and dimension of pineal gland calcification by cone-beam computed tomography (CBCT). Cumhuriyet Dent. J. 2022;25(3):258–262. doi: 10.7126/cumudj.1111722

20. Bersani G., Garavini A., Taddei I., Tanfani G., Nordio M., Pancheri P. Computed tomography study of pineal calcification in schizophrenia. Eur. Psychiatry. 1999;14(3):163–166. doi: 10.1016/S0924-9338(99)80735-4

21. Matsuoka T., Oya N., Imai A., Sun W., Kitabayashi Y., Akazawa K., Yamada K., Ikeda K., Matoba S., Narumoto J. Intracranial calcifications associated with factors related and unrelated to atherosclerosis in older people: A community dwelling cohort study. Heliyon. 2024;10(9):e30011. doi: 10.1016/j.heliyon.2024.e30011

22. Beker-Acay M., Turamanlar O., Horata E., Unlu E., Fidan N., Oruc S. Assessment of pineal gland volume and calcification in healthy subjects: Is it related to aging? J. Belg. Soc. Radiol. 2016;100(1):13. doi: 10.5334/jbr-btr.892

23. Uduma F.U., Fokam P., Okere P.C.N., Motah M. Incidence of physiologicalpineal gland and choroid plexus calcifications incraniocerebral computed tomograms in Douala, Cameroon. Glob. J. Med. Res. 2011;11:5–11.

24. Serindere M., Polat G. Intracranial physiological calcifications: A computed tomography study. Imaging. 2023;15(2):23–30. doi: 10.1556/1647.2023.00114

25. Kiraz M. The relationship with age and gender of intracranial physiological calcifications: a study from Corum, Turkey. Ann. Med. Res. 2021;28(9):1775– 1780. doi: 10.5455/annalsmedres.2020.10.1022

26. Fan K.J. Pineal calcification among black patients. J. Natl. Med. Assoc. 1983;75(8):765–769.

27. Pal B., Ghosal A.K., Minj A.P., Ghosh R.K. Comparative histomorphological study of the pineal gland in human and fowl. Al Ameen J. Med. Sci. 2013;6(1):80–84.

28. Юнеман О.А. Морфологическая организация эпифиза и сосудистого сплетения III желудочка головного мозга человека. Морфол. ведомости. 2012;(3):97–100.

29. Koshy S., Vettivel S.K. Varying appearances of calcification in human pineal gland: a light microscopic study. J. Anat. Soc. India. 2001;50(1):17–18.

30. Kado M., Yoshida A., Hira Y., Sakai Y., Matsushima S. Light and electron microscopic immunocytochemical study on the innervation of the pineal gland of the tree shrew (Tupaia glis), with special reference to peptidergic synaptic junctions with pinealocytes. Brain Res. 1999;842(2):359–375. doi: 10.1016/s0006-8993(99)01856-9

31. Nowicki M., Wojtkiewicz J., Seremak B., Sulik M., Ostaszewski J., Lewczuk B., Majewski M., Przybylska-Gornowicz B. Specific distribution pattern of nerve fibers containing catecholamine-synthesizing enzymes, neuropeptide Y (NPY) and C-terminal flanking peptide of NPY (CPON) in the pineal gland of the chinchilla (Chinchilla laniger) – an immunohistochemical study. Folia Histochem. Cytobiol. 2003;41(4):193– 200.

32. Scharenberg, K., Liss, L. The histologic structure of the human pineal body. Prog. Brain Res. 1965;10:193–217. doi: 10.1016/s0079-6123(08)63452-4

33. Cozzi B. Cell types in the pineal gland of the horse: an ultrastructural and immunocytochemical study. Anat. Rec. 1986;216(2):165–174. doi: 10.1002/ar.1092160208

34. Milin J. Stress-reactive response of the gerbil pineal gland: concretion genesis. Gen. Comp. Endocrinol. 1998;110(3):237–251. doi: 10.1006/gcen.1998.7069

35. Butt A., Verkhratsky A. Neuroglia: realising their true potential. Brain Neurosci. Adv. 2018;2:2398212818817495. doi: 10.1177/2398212818817495