Supraquiasmatic Nucleus Location, funkcije in spremembe



The suprachiasmatic jedro (NSQ) sestavljajo dve majhni možganski strukturi (ena na vsaki možganski hemisferi), sestavljena iz nevronov, ki uravnavajo biološke ritme.

Te strukture imajo obliko kril in so velikosti konice svinčnika. Nahajajo se v prednjem delu hipotalamusa.

Za suprachiasmatic jedro je značilna naša notranja ura, ki nadzoruje naše cirkadiane ritme. Odgovoren je za ustvarjanje ciklov spanja in budnosti blizu 24 ur.

To sproži vrsto nevronskih in hormonskih dogodkov za nadzor različnih funkcij organizma v 24-urnem ciklu. Za to uporablja približno 20.000 nevronov. Ta struktura sodeluje z mnogimi drugimi možganskimi regijami.

Tudi brez zunanjih vremenskih signalov se ti biološki ritmi ohranijo. Vendar sončna svetloba in drugi vplivi na okolje vplivajo na vzdrževanje tega 24-urnega cikla. To pomeni, da mora svetloba vsako jutro prilagoditi notranjo uro, tako da organizem ostane sinhroniziran z zunanjim svetom.

Raziskave, opravljene s posameznimi nevroni supriazazmatskega jedra, kažejo, da je vsaka od njih funkcionalna ura. Ti so sinhronizirani z aktivnostjo sosednjih celic.

V številnih poskusih je bilo ugotovljeno, da se nihanja v človeškem cirkadijskem ciklu ohranijo tudi, ko smo izolirani od svetlobe dneva.

Po drugi strani pa so v poskusih z glodalci, v katerih so uničili supriazazmatska jedra, njihovi cikli spanja in zbujanja postali popolnoma neorganizirani.

Zdi se, da ta mehanizem ni le endogen, ampak ima tudi genetsko poreklo. Ti ritmi se sprožijo s ciklično aktivnostjo določenih genov. Predvsem cirkadiane aktivnosti so odraz ritmičnega vzorca izražanja esencialnih genov. To so znani kot "geni ure".

Lokacija

Suprachiasmatic jedro se nahaja na dnu možganov, poleg hipotalamusa. Njegovo ime je zato, ker se nahaja na vrhu optične chiasm, kjer se optični živci križajo. Nahajajo se dvostransko na vsaki strani tretjega možganskega ventrikla.

To jedro je na strateškem mestu, da lahko sprejema signale iz optičnih živcev, kar kaže na intenziteto svetlobe, ki vstopa v mrežnico.

Funkcije

Živa bitja se prilagajajo obstoječemu okolju z namenom ohranjanja preživetja vrste. Da bi to dosegli, so razvili dva temeljna stanja vedenja: aktivnost in prilagodljivo vedenje ter počitek.

Pri sesalcih so ta stanja označena kot budnost in spanje. To se dogaja v natančnih 24-urnih ciklih, ki so se razvili kot prilagoditev sončnemu ciklu svetlobe in teme.

Zdaj je znano, da so ti cirkadiani ritmi najdeni v celicah po celem telesu. Suprachiasmatic jedro je cirkadiani srčni spodbujevalnik, ki nadzoruje čas počitka, aktivnost, telesno temperaturo, lakoto in hormonsko izločanje. Da bi to naredili, se usklajuje z drugimi regijami možganov in drugimi telesnimi tkivi.

Z izpostavljenostjo svetlobi, suprachiasmatic jedro nam pove, da je čas, da se budni. Poveča telesno temperaturo in poveča proizvodnjo hormonov, kot je kortizol.

Poleg tega zamuja sproščanje hormonov, kot je melatonin, katerega povečanje je povezano z nastopom spanja in se ponavadi pojavi, ko opazimo, da je okolje temno. Te ravni ostanejo visoke celo noč, da lahko dobro spimo.

Nevroni oddajajo akcijske potenciale v 24-urnih ritmih. Natančneje, opoldne, stopnja streljanja nevronov doseže najvišjo raven. Vendar, ko noč pade, akcijski potencial zmanjšuje njihovo frekvenco.

Dorsomedialni del tega jedra je tisti, za katerega velja, da je odgovoren za 24-urne endogene cikle. To pomeni, da lahko ohranimo naše cirkadiane ritme kljub temu, da nas držimo v temi.

Kako deluje suprachiasmatic jedro?

Ko svetloba doseže mrežnico, aktivira fotosenzitivne celice, imenovane ganglijske celice. Te celice pretvarjajo svetlobne delce (fotone) v električne signale. Nevroni v mrežnici pošljejo te signale skozi optične živce.

Ti živci prečkajo optično chiasm. Kasneje vizualne informacije dosežejo zadnji del možganov, ki se imenuje okcipitalni lobe. Tam se obdeluje v obliki podob, ki jih zavestno zaznavamo.

Vendar pa obstaja skupina nevronov, ki prihajajo iz optične chiasm in dosežejo suprachiasmatic jedro za izvajanje ciklične funkcije organizma. Tako se to jedro odloči aktivirati ali zavreti epifizo, tako da izloča različne hormone. Med njimi je melatonin.

Krožni vplivi nevronov suprachiasmatic jedra se širijo skozi različne ciljne organe telesa z različnimi nevronskimi signali in s cirkulacijo melatonina.

Suprachiasmatic jedro uravnava izločanje melatonina iz pinealne žleze glede na svetlobo in temo okolja. Melatonin je snov, ki nadzoruje spanje in druge ciklične aktivnosti telesa. 

Melatonin ima funkcijo tako urnega klicanja vsako uro dneva, kot tudi koledarja, ki kaže čas leta na vsa tkiva telesa..

Ugotovljeno je bilo, da so spremembe melatonina povezane s motnjami spanja, značilnimi za staranje, Alzheimerjevo boleznijo in druge nevrodegenerativne bolezni. Pravzaprav ima antioksidativne učinke in ščiti naše nevrone.

Spremembe suprachiasmatic jedra

Dejavnost se lahko spreminja v različnih življenjskih obdobjih. Na primer, pri mladostnikih se raven melatonina dvigne pozneje kot pri večini otrok in odraslih. Zaradi tega imajo lahko težave z zgodnjim spanjem.

Po drugi strani pa je pri starejših več nočitev, saj se sproščanje melatonina spreminja v starosti..

Delovanje suprachiasmatic jedra se lahko deregulira z zunanjimi dejavniki. To se dogaja z jet lag ali če ne vzdržujemo dnevne rutine in prisilimo naše telo, da ostane budna ponoči.

Pomembno je omeniti, da se pri nevrodegenerativnih boleznih, kot je Alzheimerjeva bolezen, cirkadiani ritmi spremenijo zaradi progresivne izgube nevronov v suprachiazmatskem jedru..

Reference

  1. Benarroch, E.E. (2008). Suprakhismatsko jedro in melatonin Vzajemne interakcije in klinične 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). Cirkadijski ritmi in suprachiasmatic jedro v perinatalnem razvoju, staranju in Alzheimerjevi bolezni. Napredek pri raziskavah možganov, 93, 151-163.
  3. Moore, R. Y. (2007). Suprakhazmatsko jedro v regulaciji spanja in budnosti. Zdravilo za spanje, 8, 27-33.
  4. SLEEP DRIVE IN VAŠ TELO. (s.f.). Pridobljeno 20. aprila 2017, iz National Sleep Foundation: sleepfoundation.org.
  5. Suprakhazmatsko jedro. (s.f.). Pridobljeno 20. aprila 2017, iz Wikipedije: en.wikipedia.org.
  6. Človeška suprahijazmična jedra. (s.f.). Pridobljeno 20. aprila 2017, z BioInteractive: hhmi.org.
  7. SUPRACHIASMATIC NUCLEI IN PINEAL GLAND. (s.f.). Pridobljeno 20. aprila 2017, iz možganov od zgoraj navzdol: thebrain.mcgill.ca.