Suprachiasmatic jezgra je mozak središte čija je funkcija da bude naš unutarnji sat, kontroliranje cirkadijurni ritmovi. Odgovorna je za stvaranje ciklusa spavanja i budnosti u blizini od 24 sata. Sastoji se od dvije male moždane strukture sastavljene od neurona koji reguliraju biološke ritmove. Te su strukture oblikovane poput krila i veličine su vrha olovke; Smješteni su u prednjem dijelu hipotalamusa.
Suprachiasmatic jezgro pokreće niz neuronskih i hormonalnih događaja za kontrolu različitih funkcija tijela u ciklusu od 24 sata. Da biste to učinili, koristi otprilike 20 000 neurona. Ova struktura u interakciji je s mnogim drugim regijama mozga.
Čak i bez vanjskih vremenskih signala, ovi biološki ritmi se održavaju. Međutim, sunčeva svjetlost i ostali okolišni podražaji utječu na održavanje ovog 24-satnog ciklusa. Drugim riječima, svjetlost mora resetirati unutarnji sat svako jutro kako bi tijelo ostalo u sinkronizaciji s vanjskim svijetom.
Istraživanja provedena s pojedinim neuronima suprachiasmatic jezgre pokazuju da je svaki od njih funkcionalni sat. One se sinkroniziraju s aktivnostima njihovih susjednih stanica.
U mnogim je eksperimentima utvrđeno da se fluktuacije ljudskog cirkadijanskog ciklusa održavaju čak i kad smo izolirani od dnevne svjetlosti.
S druge strane, u eksperimentima sa glodavcima u kojima su uništene suprahijazmatične jezgre, njihovi ciklusi budnosti i spavanja postali su potpuno neorganizirani.
Čini se da taj mehanizam nije samo endogen, već ima i genetsko podrijetlo. Ti se ritmovi aktiviraju cikličkom aktivnošću određenih gena. Naime, cirkadijanska aktivnost odraz je ritmičkog obrasca izražavanja esencijalnih gena. Oni su poznati kao "geni sata".
Mjesto
Suprahijazmatično jezgro nalazi se u dnu mozga, pored hipotalamusa. Ime mu dolazi od činjenice da se nalazi iznad optičkog kijazma, gdje se optički živci presijecaju. Smješteni su bilateralno sa svake strane treće moždane komore.
Ovo jezgro nalazi se na strateškom mjestu kako bi moglo primati signale iz optičkih živaca, što ukazuje na intenzitet svjetlosti koji ulazi u mrežnicu.
Značajke
Živa bića prilagodila su se postojećem okolišu s ciljem održavanja opstanka vrste. Za to su razvili dva temeljna stanja ponašanja: aktivnosti i prilagodljivo ponašanje i ostalo.
Kod sisavaca se ta stanja identificiraju kao budnost i san. To se događa u preciznim ciklusima od 24 sata koji su se razvijali kao prilagodba solarnom ciklusu svjetla i mraka.
Ovi cirkadijanski ritmi za sada su poznati da se nalaze u stanicama širom tijela. Suprachiasmatic jezgra je cirkadijanski pacemaker koji kontrolira vrijeme odmora, aktivnosti, tjelesne temperature, gladi i izlučivanje hormona. Da bi se to postiglo, koordinira se s drugim regijama mozga i drugim tjelesnim tkivima.
Izlaganjem svjetlu, suprachiasmatic jezgra govori nam da je vrijeme da se budimo. Podiže tjelesnu temperaturu i povećava proizvodnju hormona poput kortizola.
Osim toga, odgađa oslobađanje hormona poput melatonina, čije je povećanje povezano s početkom spavanja i obično se događa kada osjetimo da je okolina mračna. Te razine ostaju povišene tijekom cijele noći kako bismo mogli pravilno spavati.
Neuroni emitiraju akcijske potencijale u 24-satnim ritmovima. Konkretno u podne brzina pucanja neurona dostiže maksimalnu razinu. No, kako pada noć, akcijski potencijali smanjuju se po učestalosti.
Smatra se da je dorsomedijalni dio ove jezgre odgovoran za endogene 24-satne cikluse. Odnosno, da možemo održavati svoje cirkadijanske ritmove unatoč tome što smo ostali u mraku.
Funkcioniranje
Kad okolna svjetlost pogodi mrežnicu, aktivira fotoosjetljive stanice nazvane ganglijske stanice. Te stanice pretvaraju svjetlosne čestice (fotone) u električne signale. Neuroni u mrežnici šalju te signale kroz optičke živce.
Ti se živci ukrštaju i tvore optički kijas. Kasnije vizualne informacije dopiru do stražnjeg dijela mozga, zvane okcipitalni režanj. Tamo se obrađuje u obliku slika koje svjesno opažamo.
Međutim, postoji skupina neurona koji napuštaju optički kijas i dopiru do suprachiasmatic jezgre kako bi izvršili cikličke funkcije organizma. Dakle, ovo jezgro odlučuje aktivirati ili inhibirati pinealnu žlijezdu da luči različite hormone. Među njima i melatonin.
Cirkadijanski utjecaji neurona u suprahijazmatičnoj jezgri šire se kroz različite ciljne organe tijela različitim neuronskim signalima i cirkulacijom melatonina.
Suprahijazmatično jezgro regulira izlučivanje melatonina iz pinealne žlijezde u skladu sa svjetlom i tamom okoliša. Melatonin je tvar koja kontrolira san i ostale cikličke aktivnosti u tijelu.
Melatonin ima funkciju i kao sat koji označava svaki sat u danu, kao i kalendar koji označava doba godine u svim tkivima tijela.
Pokazalo se da su poremećaji melatonina povezani sa poremećajima spavanja povezanim sa starenjem, Alzheimerovom bolešću i drugim neurodegenerativnim bolestima. Zapravo, čini se da ima antioksidativne učinke, štiteći naše neurone.
Suprachiasmatic promjene jezgre
Aktivnost suprachiasmatic jezgre može se mijenjati u različitim životnim fazama. Na primjer, kod adolescenata, razina melatonina raste kasnije nego kod većine djece i odraslih. Zbog toga će im možda biti teško spavati rano.
S druge strane, u starijih osoba postoji više buđenja tijekom noći jer se puštanje melatonina mijenja s vremenom kako napredujemo u dobi.
Djelovanje suprachiasmatic jezgre može biti poremećeno vanjskim čimbenicima. To se događa s mlaznim zaostajanjem ili ako ne održavamo dnevnu rutinu i prisiljavamo naše tijelo da budno ostane noću.
Važno je napomenuti da se kod neurodegenerativnih bolesti poput Alzheimerove cirkadijanske ritmovi mijenjaju zbog progresivnog gubitka neurona u suprahijazmatičnoj jezgri.
Reference
- Benarroch, EE (2008). Suprachiasmatic nukleus i melatonin Recipročne interakcije i kliničke korelacije. Neurologija, 71 (8), 594-598.
- Mirmiran, M., Swaab, DF, Kok, JH, Hofman, MA, Witting, W. i Van Gool, WA (1992). Cirkadijanski ritmovi i suprahijazmatična jezgra u perinatalnom razvoju, starenju i Alzheimerovoj bolesti. Napredak u istraživanju mozga, 93, 151-163.
- Moore, RY (2007). Suprachiasmatic jezgra u regulaciji spavanja - budnosti. Lijek za spavanje, 8, 27-33.
- SLEP vožnja i sat s tijelom. (SF). Preuzeto 20. travnja 2017. iz Nacionalne zaklade za spavanje: sleepfoundation.org.
- Suprachiasmatic jezgra. (SF). Preuzeto 20. travnja 2017. s Wikipedije: en.wikipedia.org.
- Ljudski suprahijazmatični nukleus. (SF). Preuzeto 20. travnja 2017. iz BioInteractive: hhmi.org.
- SUPRACHIASMATSKI NUKLEI I PINEALNA ŽELJA. (SF). Preuzeto 20. travnja 2017. iz mozga od vrha do dna: thebrain.mcgill.ca.