La glande pinéale tient son nom de sa forme, qui évoque celle d'une pomme de pin. Elle pèse 100 mg chez l’humain et mesure 6 mm de long et 3 mm de diamètre. Nichée au cœur du cerveau, elle a un rôle central dans la régulation des rythmes saisonniers et des rythmes biologiques : jour/nuit, veille/sommeil.
La glande pinéale secrète l'hormone de la nuit
La glande pinéale synthétise la mélatonine à partir de molécules captées directement dans le sang. Elle libère cette hormone dans la circulation sanguine et indique ainsi à l’organisme que la nuit arrive. De ce fait, elle contribue à l’endormissement et au maintien du sommeil. La mélatonine est une hormone dont la sécrétion est typiquement circadienne, c’est-à dire que sa synthèse obéit à un cycle d’une durée de 24 heures environ. Elle est libérée dans le sang en fin de journée, avec un pic de production entre deux et quatre heures du matin. Ensuite, sa présence dans le corps diminue jusqu’à la soirée suivante.
L’activité de la glande pinéale est contrôlée par une horloge interne
Enfouie au fond de notre cerveau, sans accès à la lumière, la glande pinéale reçoit l’information de l’alternance jour/nuit grâce à une horloge interne, logée dans l’hypothalamus du cerveau. L’horloge est "mise à l’heure" par différents agents extérieurs dont le plus important est la lumière. Lorsque la rétine reçoit de la lumière, un influx nerveux informe l’hypothalamus. Ce signal suit ensuite une voie complexe passant par la moelle épinière et remontant vers la glande pinéale. Elle est alors informée qu’il fait jour : la sécrétion de la mélatonine est inhibée. En revanche, si la rétine ne reçoit pas de lumière, l’horloge interne le signale à la glande pinéale : la sécrétion de mélatonine est alors stimulée. En soirée, l’exposition des yeux à une lumière artificielle, si celle-ci est intense et persistante, décale la sécrétion de mélatonine : la vigilance reste active et l’endormissement devient difficile.
Il est possible de traiter certains troubles du sommeil avec de la mélatonine de synthèse. Cependant un avis médical est préférable.
L’activité de la glande pinéale varie tout au long de la vie
La sécrétion de la mélatonine diminue régulièrement avec l’âge. Elle atteint son pic de production, dans la vie d’un individu, entre 3 et 6 ans. Son rôle dans l’apparition de la puberté est encore discuté. Elle peut totalement disparaître à un âge avancé, ce phénomène étant lié au développement de concrétions et à une diminution de volume de la glande pinéale.
La glande pinéale et le "troisième œil"
Chez l’être humain, et plus généralement chez les mammifères, la glande pinéale n’est pas un organe photosensible et n’est pas directement reliée à une structure sensible à la lumière. Ce n’est pas le cas pour d’autres vertébrés. Certains reptiles possèdent un œil pariétal, en plus de leurs deux yeux qui assurent la vision. Ce "troisième œil", comme il est souvent nommé, possède des cellules photoréceptrices. S’il perçoit l'intensité de la lumière, cet organe est en revanche incapable d’analyser des images. Chez certains vertébrés — l’anolis vert, un lézard américain, notamment —, cette structure oculaire primitive initie la synthèse de la mélatonine.
Plusieurs hypothèses ont été émises pour expliquer cette différence entre mammifères et reptiles. L’une d’elles postule qu’il existe un organe photorécepteur commun entre ces deux classes animales. Dans le cas des mammifères, cet organe aurait évolué : d’une part, ces cellules photoréceptrices auraient perdu leur capacité à percevoir la lumière et auraient évolué vers d’autres fonctions ; d’autre part, certaines parties de l’organe auraient formé la glande pinéale. Ce schéma évolutif est encore très discuté.