Supraquiasmatic Nucleus Plats, Funktioner och Förändringar

den suprachiasmatisk kärna (NSQ) består av två små hjärnstrukturer (en i varje hjärnhalvkula) som består av neuroner som reglerar biologiska rytmer.

Dessa strukturer har formen av vingar och är storleken på spetsen på en penna. De är belägna i den främre delen av hypotalamusen.

Den suprachiasmatiska kärnan kännetecknas av att vara vår interna klocka, som styr våra cirkadiska rytmer. Det är ansvarigt för att generera sömn och vakna cykler nära 24 timmar.

Detta utlöser en serie neuronala och hormonella händelser för att kontrollera olika funktioner hos organismen i 24-timmarscykeln. För detta använder den cirka 20 000 neuroner. Denna struktur interagerar med många andra hjärnregioner.

Även utan yttre väder signaler, bibehålls dessa biologiska rytmer. Solljus och andra miljömässiga stimulanser påverkar dock underhållet av denna 24-timmarscykel. Det vill säga ljuset måste justera den interna klockan varje morgon så att organismen håller sig synkront med omvärlden.

Undersökningarna utförda med enskilda neuroner i den suprachiasmatiska kärnan visar att var och en av dem är en funktionell klocka. Dessa synkroniseras med aktiviteten hos deras närliggande celler.

Det har i många experiment visat sig att fluktuationerna i den mänskliga cirkadiancykeln bibehålls även när vi isoleras från dagens ljus.

Å andra sidan, i försök med gnagare, i vilka suprachiasmatiska kärnor förstördes, blev deras sömn- och väckcykler fullständigt oorganiserade.

Det verkar som om denna mekanism inte bara är endogen, utan också har ett genetiskt ursprung. Dessa rytmer aktiveras av den cykliska aktiviteten hos vissa gener. I synnerhet är den cirkadiska aktiviteten en återspegling av ett rytmiskt uttrycksmönster av väsentliga gener. Dessa är kända som "klockgener".

plats

Den suprachiasmatiska kärnan ligger vid basen av hjärnan, bredvid hypotalamusen. Dess namn är att den ligger på toppen av den optiska chiasmen, där de optiska nerverna korsas. De ligger bilateralt på vardera sidan av den tredje hjärnkammaren.

Denna kärna ligger på en strategisk plats för att kunna ta emot signaler från de optiska nerverna, vilket indikerar intensiteten hos det ljus som kommer in i retina.

funktioner

De levande varelserna har anpassat sig till den befintliga miljön med målet att bibehålla artens överlevnad. För att göra detta har de utvecklat två grundläggande beteenden: beteende och adaptivt beteende och vila.

I däggdjur identifieras dessa tillstånd som vakenhet och sömn. Dessa händer i exakta 24-timmarscykler som har utvecklats som en anpassning till solens ljuscykel och mörker.

Det är nu känt att dessa cirkadiska rytmer finns i celler i hela kroppen. Den suprachiasmatiska kärnan är den cirkadiska pacemakern som kontrollerar vilotider, aktivitet, kroppstemperatur, hunger och hormonell utsöndring. För att göra detta samordnas det med andra hjärnregioner och andra kroppsvävnader.

Med exponering för ljus berättar den suprachiasmatiska kärnan att det är dags att vara vaken. Ökar kroppstemperaturen och ökar produktionen av hormoner som kortisol.

Dessutom fördröjer det frisättningen av hormoner såsom melatonin, som ökningen är relaterad till uppkomsten av sömn och ofta inträffar när grepp omgivningen är mörk. Dessa nivåer förblir höga hela natten så vi kan sova ordentligt.

Neuroner avger actionpotentialer i 24-timmars rytmer. Specifikt, vid middagstid når bränningsgraden hos neuronerna en maximal nivå. Men när natten faller minskar handlingspotentialen sin frekvens.

Den dorsomediella delen av denna kärna är den som anses vara ansvarig för 24-timmars endogena cykler. Det betyder att vi kan behålla våra cirkadiska rytmer trots att vi håller oss i mörkret.

Hur den suprachiasmatiska kärnan fungerar?

När omgivande ljus når näthinnan aktiverar det ljuskänsliga celler som kallas ganglionceller. Dessa celler omvandlar ljuspartiklar (fotoner) till elektriska signaler. Neuronerna i näthinnan sänder dessa signaler genom de optiska nerverna.

Dessa nerver korsar bildandet av den optiska chiasmen. Senare når den visuella informationen i ryggen av hjärnan, kallad occipitalloben. Där bearbetas det i form av bilder som vi medvetet uppfattar.

Det finns emellertid en grupp neuroner som kommer från den optiska chiasmen och når den suprachiasmatiska kärnan för att utöva organismens cykliska funktioner. Således beslutar denna kärna att aktivera eller hämma tallkörteln så att den utsöndrar olika hormoner. Bland dem melatonin.

Cirkadiska influenser av suprachiasmatiska nucleus neuroner expanderas genom de olika målorgan i kroppen av olika neurala signaler och cirkulerande melatonin.

Den suprachiasmatiska kärnan reglerar utsöndringen av melatonin från tallkörteln enligt ljusets och mörkret i miljön. Melatonin är ett ämne som kontrollerar sömn och andra cykliska aktiviteter i kroppen. 

Melatonin har en funktion av både klockan ringer varje timme på dagen och kalender som indikerar årstid för alla kroppens vävnader.

Det har visat sig att förändringarna av melatonin är relaterade till sömnstörningar typiska för åldrande, Alzheimers sjukdom och andra neurodegenerativa sjukdomar. Faktum är att det verkar ha antioxidantverkningar, som skyddar våra neuroner.

Förändringar av den suprachiasmatiska kärnan

Aktiviteten hos kan ändras i olika stadier av livet. Till exempel stiger melatoninnivåerna hos ungdomar senare än hos de flesta barn och vuxna. På grund av detta kan de ha svårt att gå och lägga sig tidigt.

Å andra sidan, hos äldre, finns det fler uppvakningar under natten eftersom frisättningen av melatonin förändras när vi ålder.

Operationen av den suprachiasmatiska kärnan kan avregleras av externa faktorer. Det här är vad som händer med jetlag eller om vi inte upprätthåller en daglig rutin och tvingar vår kropp att hålla sig vaken på natten.

Viktigare, vid neurodegenerativa sjukdomar, såsom Alzheimers, är dygnsrytmen störs på grund av den progressiva förlusten av neuroner i suprachiasmatiska kärnan.

referenser

1. Benarroch, E.E. (2008). Suprachiasmatisk kärna och melatonin Kvinnliga interaktioner och kliniska korrelationer. Neurology, 71 (8), 594-598.
2. Mirmiran, M., Swaab, D.F., Kok, J.H., Hofman, M.A., Witting, W., & Van Gool, W.A. (1992). Cirkadianrytmer och den suprachiasmatiska kärnan i perinatal utveckling, åldrande och Alzheimers sjukdom. Framsteg i hjärnforskning, 93, 151-163.
3. Moore, R. Y. (2007). Suprachiasmatisk kärna i sömnvaktreglering. Sömnmedicin, 8, 27-33.
4. SLEEP DRIVE OCH DIN KONTROLLKlocka. (N.D.). Hämtad den 20 april 2017, från National Sleep Foundation: sleepfoundation.org.
5. Suprachiasmatisk kärna. (N.D.). Hämtad den 20 april 2017, från Wikipedia: en.wikipedia.org.
6. Den mänskliga suprachiasmatiska kärnan. (N.D.). Hämtad den 20 april 2017, från BioInteractive: hhmi.org.
7. SUPRACHIASMATIC NUCLEI OCH PINEAL GLAND. (N.D.). Hämtad den 20 april 2017, från hjärnan från topp till botten: thebrain.mcgill.ca.