Supraquiasmatic Nucleus Umiestnenie, funkcie a zmeny

suprachiasmatické jadro (NSQ) sa skladá z dvoch malých mozgových štruktúr (jedna v každej mozgovej hemisfére) zložená z neurónov, ktoré regulujú biologické rytmy.

Tieto štruktúry majú tvar krídel a majú veľkosť špičky ceruzky. Sú umiestnené v prednej časti hypotalamu.

Suprachiasmatické jadro je charakterizované tým, že je to naše vnútorné hodiny, ktoré kontrolujú naše denné rytmy. Je zodpovedný za generovanie cyklov spánku a bdenia v blízkosti 24 hodín.

To spúšťa sériu neuronálnych a hormonálnych javov na kontrolu rôznych funkcií organizmu v 24-hodinovom cykle. Na tento účel používa približne 20 000 neurónov. Táto štruktúra interaguje s mnohými ďalšími oblasťami mozgu.

Aj bez vonkajších signálov počasia sa tieto biologické rytmy zachovávajú. Udržiavanie tohto 24-hodinového cyklu však ovplyvňuje slnečné svetlo a iné environmentálne stimuly. To znamená, že svetlo musí každé ráno upravovať vnútorné hodiny, aby organizmus zostal v synchronizácii s okolitým svetom.

Výskumy uskutočnené s jednotlivými neurónmi suprachiasmatického jadra ukazujú, že každý z nich je funkčný čas. Tieto sú synchronizované s aktivitou ich susedných buniek.

V mnohých experimentoch sa zistilo, že fluktuácie ľudského cirkadiánneho cyklu sú zachované aj vtedy, keď sme izolovaní od svetla dňa..

Na druhej strane, v experimentoch s hlodavcami, v ktorých boli zničené suprachiasmatické jadrá, sa ich cykly spánku a bdenia stali úplne dezorganizované.

Zdá sa, že tento mechanizmus nie je len endogénny, ale má aj genetický pôvod. Tieto rytmy sú aktivované cyklickou aktivitou určitých génov. Najmä cirkadiánna aktivita je odrazom rytmického vzoru expresie esenciálnych génov. Tieto sú známe ako "hodiny gény".

umiestnenia

Suprachiasmatické jadro sa nachádza na základni mozgu, vedľa hypotalamu. Jeho názov je, pretože sa nachádza na vrchole optického chiasmu, kde sa krížia optické nervy. Sú umiestnené bilaterálne na každej strane tretej mozgovej komory.

Toto jadro je na strategickom mieste, aby bolo možné prijímať signály z optických nervov, čo indikuje intenzitu svetla vstupujúceho do sietnice.

funkcie

Živé bytosti sa prispôsobujú existujúcemu prostrediu s cieľom zachovať prežitie tohto druhu. Na tento účel vyvíjajú dva základné stavy správania: aktivitu a adaptívne správanie a odpočinok.

U cicavcov sú tieto stavy identifikované ako bdelosť a spánok. Sú to presné 24-hodinové cykly, ktoré sa vyvinuli ako prispôsobenie sa slnečnému cyklu svetla a tmy.

Teraz je známe, že tieto cirkadiánne rytmy sa nachádzajú v bunkách v celom tele. Suprachiasmatické jadro je cirkadiánny kardiostimulátor, ktorý riadi čas odpočinku, aktivitu, telesnú teplotu, hlad a hormonálnu sekréciu. Za týmto účelom koordinuje s ostatnými oblasťami mozgu a inými telesnými tkanivami.

S vystavením svetlu, suprachiasmatic jadro nám hovorí, že je čas byť hore. Zvyšuje telesnú teplotu a zvyšuje produkciu hormónov, ako je kortizol.

Okrem toho oneskoruje uvoľňovanie hormónov, ako je melatonín, ktorého nárast súvisí s nástupom spánku a zvyčajne nastáva, keď vnímame, že prostredie je tmavé. Tieto úrovne zostávajú vysoké celú noc, takže môžeme správne spať.

Neuróny emitujú akčné potenciály v 24-hodinových rytmoch. Konkrétne v poludnie dosahuje rýchlosť streľby neurónov maximálnu úroveň. Ak však nočný pád klesá, akčný potenciál znižuje ich frekvenciu.

Dorsomediálna časť tohto jadra je tá, ktorá je považovaná za zodpovednú za 24-hodinové endogénne cykly. To znamená, že môžeme zachovať naše cirkadiánne rytmy, aj keď nás držia v tme.

Ako funguje suprachiasmatické jadro?

Keď okolité svetlo dosiahne sietnicu, aktivuje fotosenzitívne bunky nazývané gangliové bunky. Tieto bunky konvertujú ľahké častice (fotóny) na elektrické signály. Neuróny v sietnici vysielajú tieto signály cez optické nervy.

Tieto nervy vytvárajú optický chiasmus. Neskôr sa vizuálne informácie dostanú do zadnej časti mozgu, nazývanej okcipitálny lalok. Tam je spracovaná vo forme obrázkov, ktoré vedome vnímame.

Existuje však skupina neurónov, ktoré pochádzajú z optického chiasmu a dosahujú suprachiasmatické jadro na vykonávanie cyklických funkcií organizmu. Toto jadro sa teda rozhodne aktivovať alebo inhibovať epifýzu tak, že vylučuje rôzne hormóny. Medzi nimi melatonín.

Cirkadiánne vplyvy neurónov suprachiasmatického jadra expandujú rôznymi cieľovými orgánmi tela rôznymi neuronálnymi signálmi a cirkuláciou melatonínu..

Suprachiasmatické jadro reguluje vylučovanie melatonínu z epifýzy podľa svetla a tmy prostredia. Melatonín je látka, ktorá kontroluje spánok a iné cyklické aktivity tela. 

Melatonín má funkciu hodinového vytáčania každú hodinu dňa a kalendár udávajúci ročný čas do všetkých tkanív tela.

Zistilo sa, že zmeny melatonínu súvisia s poruchami spánku, ktoré sú typické pre starnutie, Alzheimerovu chorobu a iné neurodegeneratívne ochorenia. Zdá sa, že má antioxidačné účinky, ktoré chránia naše neuróny.

Zmeny suprachiasmatického jadra

Činnosť môže byť zmenená v rôznych štádiách života. Napríklad u adolescentov hladiny melatonínu stúpajú neskôr ako u väčšiny detí a dospelých. Z tohto dôvodu môžu mať problémy so skorým spaním.

Na druhej strane, u starších ľudí je v noci viac prebudení, pretože uvoľňovanie melatonínu sa mení v závislosti od veku..

Činnosť suprachiasmatického jadra môže byť deregulovaná externými faktormi. To je to, čo sa deje s jet lag alebo ak si neudržíme každodennú rutinu a nútime naše telo, aby zostalo hore v noci.

Je dôležité poznamenať, že pri neurodegeneratívnych ochoreniach, ako je Alzheimerova choroba, sa cirkadiánne rytmy menia v dôsledku progresívnej straty neurónov v suprachiasmatickom jadre.

referencie

1. Benarroch, E. E. (2008). Suprachiasmatické jadro a melatonín Vzájomné interakcie a klinické korelácie. Neurology, 71 (8), 594-598.
2. Mirmiran, M., Swaab, D.F., Kok, J.H., Hofman, M.A., Witting, W., & Van Gool, W.A. (1992). Cirkadiánne rytmy a suprachiasmatické jadro pri perinatálnom vývoji, starnutí a Alzheimerovej chorobe. Pokrok vo výskume mozgu, 93, 151-163.
3. Moore, R. Y. (2007). Suprachiasmatické jadro v regulácii spánku a bdelosti. Spánkový liek, 8, 27-33.
4. SLEEP DRIVE A VAŠE HODINY TELA. (N. D.). Získané dňa 20. apríla 2017 z National Sleep Foundation: sleepfoundation.org.
5. Suprachiasmatické jadro. (N. D.). Zdroj: 20. apríl 2017, z Wikipédie: sk.wikipedia.org.
6. Ľudský Suprachiasmatic Nucleus. (N. D.). Zdroj: 20. apríl 2017, z BioInteractive: hhmi.org.
7. SUPRACHIASMATIC NUCLEI A PINEAL GLAND. (N. D.). Zdroj: apríl 20, 2017, z The brain from top down: thebrain.mcgill.ca.