Supraquiasmatic Nucleus placering, funktioner og ændringer

den suprachiasmatisk kerne (NSQ) består af to små hjernestrukturer (en i hver hjernehalvdel) sammensat af neuroner, som regulerer de biologiske rytmer.

Disse strukturer har form af vinger og er størrelsen af ​​spidsen af ​​en blyant. De er placeret i den forreste del af hypothalamus.

Den suprachiasmatiske kerne er karakteriseret ved at være vores indre ur, der styrer vores cirkadiske rytmer. Det er ansvarligt for at generere søvn og vækkecykler tæt på 24 timer.

Dette udløser en række neuronale og hormonelle hændelser for at kontrollere forskellige funktioner i organismen i 24-timerscyklussen. Til dette bruger den ca. 20.000 neuroner. Denne struktur interagerer med mange andre hjerneområder.

Selv uden eksterne vejrssignaler opretholdes disse biologiske rytmer. Dog påvirker sollys og andre miljømæssige stimuli vedligeholdelsen af ​​denne 24-timers cyklus. Det vil sige, lyset er nødt til at justere det indre ur hver morgen, så organismen forbliver synkroniseret med omverdenen.

Undersøgelserne udført med individuelle neuroner i den suprachiasmatiske kerne viser, at hver af dem er et funktionelt ur. Disse er synkroniseret med deres nabocellers aktivitet.

Det har i mange eksperimenter vist sig, at svingningerne i den menneskelige cirkadiske cyklus opretholdes, selv når vi er isoleret fra dagens lys.

På den anden side blev deres søvn- og vågencykluser uorganiseret i forsøg med gnavere, hvor suprachiasmatiske kerner blev ødelagt..

Det ser ud til, at denne mekanisme ikke kun er endogen, men også har en genetisk oprindelse. Disse rytmer aktiveres ved visse geners cykliske aktivitet. Den cirkadiske aktivitet er især en afspejling af et rytmisk mønster af ekspression af essentielle gener. Disse er kendt som "urgener".

placering

Den suprachiasmatiske kerne er placeret ved hjernens bund ved siden af ​​hypothalamus. Dets navn er fordi den er placeret oven på den optiske chiasme, hvor de optiske nerver krydser. De er placeret bilateralt på hver side af den tredje hjerneventrikel.

Denne kerne er beliggende i et strategisk sted at modtage signaler fra de optiske nerver, der angiver intensiteten af ​​lys, der kommer ind i nethinden.

funktioner

De levende væsener har tilpasset sig det eksisterende miljø med det formål at opretholde artens overlevelse. For at gøre dette har de udviklet to grundlæggende adfærdstilstande: aktivitet og adaptiv adfærd og hvile.

I pattedyr er disse stater identificeret som vågenhed og søvn. Disse sker i præcise 24-timers cyklusser, der er udviklet som en tilpasning til solcellen af ​​lys og mørke.

Det er nu kendt, at disse døgnrytmen findes i celler i hele kroppen. Den suprachiasmatiske kerne er den cirkadiske pacemaker, der styrer hviletider, aktivitet, kropstemperatur, sult og hormonal sekretion. For at gøre dette koordinerer den med andre hjerneområder og andre kropsvæv.

Med udsættelse for lys fortæller den suprachiasmatiske kerne os, at det er tid til at være vågen. Øger kropstemperaturen og øger produktionen af ​​hormoner som cortisol.

Derudover forsinker det frigivelsen af ​​hormoner som melatonin, hvis stigning er relateret til søvnforbruget og normalt opstår, når vi opfatter, at miljøet er mørkt. Disse niveauer forbliver høje hele natten, så vi kan sove godt.

Neuroner udsender actionpotentialer i 24-timers rytmer. Specielt ved middagstid når brændhastigheden for neuronerne et maksimalniveau. Men som om natten falder, mindsker aktionspotentialet deres frekvens.

Den dorsomediale del af denne kerne er den, der menes at være ansvarlig for 24-timers endogene cykler. Det vil sige, vi kan bevare vores cirkadiske rytmer trods at holde os i mørket.

Hvordan den suprachiasmatiske kerne fungerer?

Når omgivende lys når nethinden, aktiverer det lysfølsomme celler kaldet ganglionceller. Disse celler konverterer lyspartikler (fotoner) til elektriske signaler. Neuronerne i nethinden sender disse signaler gennem de optiske nerver.

Disse nerver krydser danner den optiske chiasme. Senere kommer den visuelle information til bagsiden af ​​hjernen, kaldet occipitalloben. Der behandles det i form af billeder, som vi bevidst opfatter.

Der er imidlertid en gruppe neuroner, der kommer fra den optiske chiasme og når den suprachiasmatiske kerne til at udøve organismens cykliske funktioner. Således beslutter denne kerne at aktivere eller hæmme pinealkirtlen, så den udskiller forskellige hormoner. Blandt dem melatonin.

Den cirkadiske påvirkning af neuronerne i den suprachiasmatiske kerne ekspanderer gennem de forskellige målorganer i kroppen ved forskellige neuronale signaler og ved omsætning af melatonin.

Suprachiasmatic nucleus regulerer sekretionen af ​​melatonin fra pinealkirtlen ifølge lys og mørke omgivelser. Melatonin er et stof, der styrer søvn og andre cykliske aktiviteter af kroppen. 

Melatonin har en funktion af både uropkald hver time på dagen og kalender, der angiver tidspunktet på året for alle væv i kroppen.

Det har vist sig, at ændringerne af melatonin er relateret til søvnforstyrrelser, der er typiske for aldring, Alzheimers sygdom og andre neurodegenerative sygdomme. Faktisk synes det at have antioxidantvirkninger, der beskytter vores neuroner.

Ændringer af den suprachiasmatiske kerne

Aktiviteten af ​​den kan ændres i forskellige stadier af livet. For eksempel stiger melatoninniveauer hos unge i højere grad end hos de fleste børn og voksne. På grund af dette kan de have svært ved at gå i seng tidligt.

På den anden side er der i de ældre flere vækkelser i løbet af natten, da frigivelsen af ​​melatonin ændres, når vi alder.

Operationen af ​​den suprachiasmatiske kerne kan dereguleres af eksterne faktorer. Dette er hvad der sker med jetlag eller hvis vi ikke opretholder en daglig rutine og tvinger vores krop til at holde sig vågen om natten.

Det er vigtigt at bemærke, at i neurodegenerative sygdomme som Alzheimer er cirkadiske rytmer ændret på grund af det progressive tab af neuroner i den suprachiasmatiske kerne.

referencer

1. Benarroch, E. E. (2008). Suprachiasmatisk kerne og melatonin Gensidige interaktioner og kliniske 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). Cirkadiske rytmer og den suprachiasmatiske kerne i perinatal udvikling, aldring og Alzheimers sygdom. Fremskridt i hjerneforskning, 93, 151-163.
3. Moore, R. Y. (2007). Suprachiasmatisk kerne i søvnvågregulering. Sov medicin, 8, 27-33.
4. SLEEP DRIVE OG DERES KROKKER. (N.D.). Hentet den 20. april 2017, fra National Sleep Foundation: sleepfoundation.org.
5. Suprachiasmatisk kerne. (N.D.). Hentet den 20. april 2017, fra Wikipedia: en.wikipedia.org.
6. Den Human Suprachiasmatic Nucleus. (N.D.). Hentet den 20. april 2017, fra BioInteractive: hhmi.org.
7. SUPRACHIASMATIC NUCLEI OG PINEAL GLAND. (N.D.). Hentet den 20. april 2017, fra hjernen fra top til bund: thebrain.mcgill.ca.