Den suprakiasmatiska kärnan är ett hjärncentrum vars funktion är att vara vår inre klocka, som kontrollerar døgnrytmer. Det ansvarar för att generera sömnen och vakna cykler nära 24 timmar. Det består av två små hjärnstrukturer som består av neuroner som reglerar biologiska rytmer. Dessa strukturer är formade som vingar och är storleken på spetsen av en blyertspenna; De är belägna i den främre delen av hypotalamus.
Den suprakiasmatiska kärnan utlöser en serie neuronala och hormonella händelser för att kontrollera kroppens olika funktioner under 24-timmarscykeln. För att göra detta använder den cirka 20 000 neuroner. Denna struktur interagerar med många andra hjärnregioner.
Även utan yttre vädersignaler bibehålls dessa biologiska rytmer. Solljus och andra miljöstimulus påverkar emellertid underhållet av denna 24-timmars cykel. Med andra ord måste ljus återställa den interna klockan varje morgon så att kroppen förblir synkroniserad med omvärlden.
Undersökningarna som utförts med enskilda neuroner i den suprakiasmatiska kärnan visar att var och en av dem är en funktionell klocka. Dessa synkroniseras med aktiviteten hos deras angränsande celler.
I många experiment har man funnit att fluktuationerna i den mänskliga djurcykeln bibehålls även om vi isoleras från dagsljus.
Å andra sidan, i experiment med gnagare i vilka de suprakiasmatiska kärnorna förstördes, blev deras sömn-vakningscykler helt oorganiserade.
Det verkar som att denna mekanism inte bara är endogen, utan också har ett genetiskt ursprung. Dessa rytmer aktiveras av cykliska aktiviteten hos vissa gener. Speciellt är cirkadisk aktivitet en återspegling av ett rytmiskt uttrycksmönster för väsentliga gener. Dessa är kända som "klockgener."
Plats
Den suprakiasmatiska kärnan är belägen vid hjärnans bas, intill hypotalamus. Namnet kommer från det faktum att det är beläget ovanför optisk chiasm, där optiska nerverna korsar varandra. De är placerade bilateralt på varje sida av den tredje cerebrala ventrikeln.
Denna kärna är på ett strategiskt ställe för att kunna ta emot signaler från de optiska nerverna, vilket indikerar ljusets intensitet som kommer in i näthinnan.
Funktioner
Levande varelser har anpassat sig till den befintliga miljön i syfte att upprätthålla artens överlevnad. För detta har de utvecklat två grundläggande beteendestillstånd: aktivitet och adaptivt beteende och vila.
Hos däggdjur identifieras dessa tillstånd som vakenhet och sömn. Dessa händer i exakta 24-timmarscykler som har utvecklats som en anpassning till solcykeln mellan ljus och mörker.
Det är nu känt att dessa dygnsrytmer finns i celler i hela kroppen. Den suprakiasmatiska kärnan är den cirkadiska pacemakern som styr tidpunkter för vila, aktivitet, kroppstemperatur, hunger och hormonsekretion. För att göra detta koordineras det med andra hjärnregioner och andra kroppsvävnader.
Med exponering för ljus berättar den suprakiasmatiska kärnan att det är dags att vara vaken. Det höjer kroppstemperaturen och ökar produktionen av hormoner som kortisol.
Dessutom försenar det frisättningen av hormoner som melatonin, vars ökning är relaterad till början av sömn och vanligtvis inträffar när vi uppfattar att miljön är mörk. Dessa nivåer förblir förhöjda under natten så att vi kan sova ordentligt.
Neuroner avger handlingspotentialer i 24-timmars rytmer. Speciellt vid middagstid når neurons avfyrningshastighet en maximal nivå. Men när natten faller, minskar handlingspotentialerna i frekvens.
Den dorsomediala delen av denna kärna anses vara ansvarig för endogena 24-timmarscykler. Det vill säga att vi kan behålla våra dykande rytmer trots att vi håller oss i mörkret.
fungerande
När omgivande ljus träffar näthinnan aktiverar den ljuskänsliga celler som kallas ganglionceller. Dessa celler konverterar ljuspartiklar (fotoner) till elektriska signaler. Neuroner i näthinnan skickar dessa signaler genom optiska nerver.
Dessa nerver korsar för att bilda den optiska chiasmen. Senare når den visuella informationen bakom hjärnan, kallad occipitalloben. Där behandlas det i form av bilder som vi medvetet uppfattar.
Det finns emellertid en grupp neuroner som lämnar den optiska chiasmen och når den suprakiasmatiska kärnan för att utöva kroppens cykliska funktioner. Således beslutar denna kärna att aktivera eller hämma pinealkörteln för att utsöndra olika hormoner. Bland dem melatonin.
De cirkadianska påverkningarna av neuroner i den suprakiasmatiska kärnan sprids genom kroppens olika målorgan med olika neuronala signaler och genom cirkulationen av melatonin.
Den suprakiasmatiska kärnan reglerar utsöndring av melatonin från pinealkörteln enligt miljöns ljus och mörker. Melatonin är ett ämne som styr sömn och andra cykliska aktiviteter i kroppen.
Melatonin har en funktion både som en klockamarkering varje timme på dagen, och som en kalender som indikerar årstid till alla vävnader i kroppen.
Melatoninstörningar har visat sig vara kopplade till åldringsrelaterade sömnstörningar, Alzheimers sjukdom och andra neurodegenerativa sjukdomar. I själva verket verkar det ha antioxidanteffekter som skyddar våra nervceller.
Suprakiasmatiska kärnförändringar
Aktiviteten hos den suprakiasmatiska kärnan kan förändras i olika livsfaser. Till exempel hos tonåringar stiger melatoninnivåerna senare än hos de flesta barn och vuxna. Så de kan ha svårt att sova tidigt.
Å andra sidan hos äldre finns det fler uppvakningar under natten eftersom frisättningen av melatonin förändras när vi går vidare i ålder.
Funktionen av den suprakiasmatiska kärnan kan regleras 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.
Det är viktigt att notera att vid neurodegenerativa sjukdomar såsom Alzheimers förändras dygnsrytmer på grund av den gradvisa förlusten av neuroner i den suprakiasmatiska kärnan.
referenser
- Benarroch, EE (2008). Suprakiasmatisk kärna och melatonin Ömsesidiga interaktioner och kliniska korrelationer. Neurology, 71 (8), 594-598.
- Mirmiran, M., Swaab, DF, Kok, JH, Hofman, MA, Witting, W., & Van Gool, WA (1992). Cirkadiska rytmer och den suprakiasmatiska kärnan vid perinatal utveckling, åldrande och Alzheimers sjukdom. Framsteg inom hjärnforskning, 93, 151-163.
- Moore, RY (2007). Suprakiasmatisk kärna i reglering av sömn - vaken. Sovmedicin, 8, 27-33.
- SOVA Driv och din kroppsklocka. (Sf). Hämtad den 20 april 2017 från National Sleep Foundation: sleepfoundation.org.
- Suprakiasmatisk kärna. (Sf). Hämtad 20 april 2017 från Wikipedia: en.wikipedia.org.
- Human Suprachiasmatic Nucleus. (Sf). Hämtad 20 april 2017 från BioInteractive: hhmi.org.
- DEN SUPRACHIASMATISKA NUKLEIEN OCH PINEALKÄLLAN. (Sf). Hämtad 20 april 2017 från hjärnan från topp till botten: thebrain.mcgill.ca.