Supraquiasmatic Nucleus Location, funkcije i promjene

suprachiasmatic nucleus (NSQ) sastoji se od dvije male moždane strukture (jedna u svakoj cerebralnoj hemisferi) sastavljena od neurona koji reguliraju biološke ritmove.

Ove strukture imaju oblik krila i veličine su olovke. Nalaze se u prednjem dijelu hipotalamusa.

Suprachiasmatic jezgru karakterizira naš unutarnji sat, kontrolirajući naše cirkadijanske ritmove. On je odgovoran za stvaranje ciklusa spavanja i budnosti blizu 24 sata.

To izaziva niz neuronskih i hormonalnih događaja za kontrolu različitih funkcija organizma u 24-satnom ciklusu. Za to koristi otprilike 20.000 neurona. Ova struktura je u interakciji s mnogim drugim regijama mozga.

Čak i bez vanjskih vremenskih signala, ti se biološki ritmovi održavaju. Međutim, sunčeva svjetlost i drugi utjecaji na okoliš utječu na održavanje ovog 24-satnog ciklusa. Naime, svjetlo mora svakog jutra podesiti unutarnji sat tako da organizam ostane u sinkroni s vanjskim svijetom.

Istraživanja provedena s pojedinim neuronima suprachiasmatic jezgre pokazuju da je svaki od njih funkcionalni sat. Oni su sinkronizirani s aktivnošću njihovih susjednih stanica.

U mnogim je pokusima utvrđeno da se fluktuacije ljudskog cirkadijskog ciklusa održavaju čak i kada smo izolirani od svjetlosti dana.

S druge strane, u pokusima s glodavcima u kojima su uništene supriazazmatske jezgre, njihovi ciklusi spavanja i budnosti postali su potpuno neorganizirani.

Čini se da ovaj mehanizam nije samo endogen, već ima i genetsko podrijetlo. Ovi ritmovi se aktiviraju cikličkom aktivnošću određenih gena. Konkretno, cirkadijalna aktivnost je odraz ritmičkog obrasca ekspresije esencijalnih gena. To su poznati kao "geni satova".

lokacija

Suprachiasmatic jezgra nalazi se u bazi mozga, uz hipotalamus. Njegovo ime je zato što se nalazi na vrhu optičkog chiasma, gdje se optički živci križaju. Nalaze se bilateralno na svakoj strani treće moždane komore.

Ova jezgra je na strateškom mjestu da bi mogla primati signale od optičkih živaca, što ukazuje na intenzitet svjetlosti koja ulazi u mrežnicu.

funkcije

Živa bića se prilagođavaju postojećem okruženju s ciljem održavanja opstanka vrste. Da bi to postigli, razvijaju se dva temeljna stanja ponašanja: aktivnost i adaptivno ponašanje i odmor.

Kod sisavaca, ova stanja su identificirana kao budnost i san. To se događa u preciznim 24-satnim ciklusima koji su evoluirali kao prilagodba solarnom ciklusu svjetla i tame.

Sada je poznato da se ti cirkadijanski ritmovi nalaze u stanicama cijelog tijela. Suprachiasmatic jezgra je cirkadijurni pejsmejker koji kontrolira vrijeme odmora, aktivnost, tjelesnu temperaturu, glad i hormonsko lučenje. Da bi to učinio, koordinira s drugim regijama mozga i drugim tkivima tijela.

Izlaganjem svjetlu, suprachiasmatic jezgra nam govori da je vrijeme da budemo budni. Povećava tjelesnu temperaturu i povećava proizvodnju hormona kao što je kortizol.

Osim toga, odgađa oslobađanje hormona kao što je melatonin, čije je povećanje povezano s pojavom sna i obično se javlja kada uočimo da je okolina tamna. Ove razine ostaju visoke cijele noći kako bismo mogli pravilno spavati.

Neuroni emitiraju akcijske potencijale u 24-satnim ritmovima. Naime, u podne, brzina okidanja neurona doseže maksimalnu razinu. Međutim, kako noć pada, akcijski potencijali smanjuju njihovu učestalost.

Dorsomedijalni dio ove jezgre je onaj za koji se smatra da je odgovoran za 24-satne endogene cikluse. To jest, možemo održavati naše cirkadijalne ritmove unatoč tome što nas drže u mraku.

Kako funkcionira suprachiasmatic jezgra?

Kada ambijentalno svjetlo stigne do mrežnice, aktivira fotosenzitivne stanice koje se nazivaju ganglijske stanice. Ove stanice pretvaraju svjetlosne čestice (fotone) u električne signale. Neuroni u mrežnici šalju te signale kroz optičke živce.

Ovi živci prelaze u optički hijasam. Kasnije vizualne informacije stižu do stražnjeg dijela mozga, nazvanog okcipitalnog režnja. Tamo se obrađuje u obliku slika koje svjesno percipiramo.

Međutim, postoji skupina neurona koji dolaze iz optičkog chiasma i dopiru do suprachiasmatic jezgre kako bi ostvarili cikličke funkcije organizma. Dakle, ova jezgra odlučuje aktivirati ili inhibirati epifizu tako da izlučuje različite hormone. Među njima, melatonin.

Cirkadijalni utjecaji neurona suprachiasmatic nucleus proširuju se kroz različite ciljne organe tijela različitim neuronskim signalima i cirkulacijom melatonina.

Suprachiasmatic jezgra regulira izlučivanje melatonina iz pinealne žlijezde prema svjetlu i tami okoline. Melatonin je tvar koja kontrolira spavanje i druge cikličke aktivnosti tijela. 

Melatonin ima funkciju oba sata na satu svakog sata u danu i kalendar koji pokazuje godišnje doba za sva tkiva u tijelu..

Utvrđeno je da su promjene melatonina povezane s poremećajima spavanja tipičnim za starenje, Alzheimerovu bolest i druge neurodegenerativne bolesti. Zapravo, čini se da ima antioksidativne učinke, štiteći naše neurone.

Alteracije suprachiasmatic jezgre

Aktivnost se može mijenjati u različitim fazama života. Primjerice, kod adolescenata razina melatonina raste kasnije nego kod većine djece i odraslih. Zbog toga mogu imati poteškoća s ranim odlaskom u krevet.

S druge strane, u starijoj dobi postoji više buđenja tijekom noći, jer se oslobađanje melatonina mijenja kako starimo.

Djelovanje suprachiasmatic jezgre može se deregulirati vanjskim čimbenicima. To je ono što se događa s jet lag ili ako ne održavamo dnevnu rutinu i prisiljavamo naše tijelo da ostane budna noću.

Važno je napomenuti da se kod neurodegenerativnih bolesti poput Alzheimerove bolesti cirkadijanski ritmovi mijenjaju zbog progresivnog gubitka neurona u suprachiasmatic jezgri..

reference

1. Benarroch, E.E. (2008). Suprahizmatska jezgra i melatonin Recipročne interakcije i kliničke korelacije. Neurology, 71 (8), 594-598.
2. Mirmiran, M., Swaab, D.F., Kok, J.H., Hofman, M.A., Witting, W., & Van Gool, W.A. (1992). Cirkadijalni ritmovi i suprachiasmatic jezgra u perinatalnom razvoju, starenju i Alzheimerovoj bolesti. Napredak u istraživanju mozga, 93, 151-163.
3. Moore, R. Y. (2007). Suprahizmatska jezgra u regulaciji sna i budnosti. Lijek za spavanje, 8, 27-33.
4. VOŽNJA SPAVANJA I VRIJEME TELA. (N. D.). Preuzeto 20. travnja 2017. iz National Sleep Foundation: sleepfoundation.org.
5. Suprahizmatska jezgra. (N. D.). Preuzeto 20. travnja 2017., s Wikipedije: en.wikipedia.org.
6. Ljudska suprahijazmatska jezgra. (N. D.). Preuzeto 20. travnja 2017. iz tvrtke BioInteractive: hhmi.org.
7. SUPRACHIASMATIC NUCLEI I BOJE. (N. D.). Preuzeto 20. travnja 2017., iz mozga od vrha do dna: thebrain.mcgill.ca.