Den suprakiasmatiske kerne er et hjernecenter, hvis funktion er at være vores interne ur, der styrer døgnrytmer. Det er ansvarligt for at generere søvn- og vågne cyklusser tæt på 24 timer. Det består af to små hjernestrukturer, der består af neuroner, der regulerer biologiske rytmer. Disse strukturer er formet som vinger og er på størrelse med spidsen af en blyant; De er placeret i den forreste del af hypothalamus.
Den suprakiasmatiske kerne udløser en række neuronale og hormonelle begivenheder for at kontrollere forskellige funktioner i kroppen i den 24-timers cyklus. For at gøre dette bruger den cirka 20.000 neuroner. Denne struktur interagerer med mange andre hjerneområder.
Selv uden eksterne vejrsignaler opretholdes disse biologiske rytmer. Imidlertid påvirker sollys og andre miljømæssige stimuli vedligeholdelsen af denne 24-timers cyklus. Med andre ord skal lys nulstille det interne ur hver morgen, så kroppen forbliver synkroniseret med omverdenen.
Undersøgelserne udført med individuelle neuroner i den suprakiasmatiske kerne viser, at hver enkelt af dem er et funktionelt ur. Disse synkroniseres med aktiviteten af deres naboceller.
Det har vist sig i mange eksperimenter, at udsvingene i den menneskelige døgncyklus opretholdes, selv når vi er isoleret fra dagslys.
På den anden side i eksperimenter med gnavere, hvor de suprakiasmatiske kerner blev ødelagt, blev deres vågne cyklus totalt uorganiseret.
Det ser ud til, at denne mekanisme ikke kun er endogen, men også har en genetisk oprindelse. Disse rytmer aktiveres af cykliske aktivitet af visse gener. Specifikt er døgnaktivitet en afspejling af et rytmisk ekspressionsmønster for essentielle gener. Disse er kendt som "urgener."
Beliggenhed
Den suprakiasmatiske kerne er placeret ved hjernen, ved siden af hypothalamus. Navnet kommer fra det faktum, at det er placeret over den optiske chiasme, hvor de optiske nerver skærer hinanden. De er placeret bilateralt på hver side af den tredje cerebrale ventrikel.
Denne kerne er på et strategisk sted for at være i stand til at modtage signaler fra synsnerverne, hvilket indikerer intensiteten af lyset, der kommer ind i nethinden.
Funktioner
Levende væsener har tilpasset sig det eksisterende miljø med det formål at bevare artenes overlevelse. Til dette har de udviklet to grundlæggende adfærdstilstande: aktivitet og adaptiv adfærd og hvile.
Hos pattedyr identificeres disse stater som vågenhed og søvn. Disse sker i nøjagtige 24-timers cyklusser, der har udviklet sig som en tilpasning til solcyklussen i lys og mørke.
Disse døgnrytmer er nu kendt for at findes i celler i hele kroppen. Den suprakiasmatiske kerne er den cirkadiske pacemaker, der kontrollerer tidspunkter for hvile, aktivitet, kropstemperatur, sult og hormonsekretion. For at gøre dette koordineres det med andre hjerneområder og andet kropsvæv.
Med eksponering for lys fortæller den suprakiasmatiske kerne, at det er tid til at være vågen. Det hæver kropstemperaturen og øger produktionen af hormoner såsom cortisol.
Derudover forsinker det frigivelsen af hormoner såsom melatonin, hvis stigning er relateret til begyndelsen af søvn og normalt opstår, når vi opfatter, at miljøet er mørkt. Disse niveauer forbliver forhøjede hele natten, så vi kan sove ordentligt.
Neuroner udsender handlingspotentialer i 24-timers rytmer. Konkret ved middagstid når neuronernes skydehastighed et maksimalt niveau. Men når natten falder, falder handlingspotentialerne i hyppighed.
Den dorsomediale del af denne kerne menes at være ansvarlig for endogene 24-timers cyklusser. Det vil sige, at vi kan bevare vores døgnrytmer på trods af at vi bliver i mørke.
Fungerende
Når omgivende lys rammer nethinden, aktiverer det lysfølsomme celler, der kaldes ganglionceller. Disse celler konverterer lyspartikler (fotoner) til elektriske signaler. Neuroner i nethinden sender disse signaler gennem synsnerverne.
Disse nerver krydser for at danne den optiske chiasme. Senere når den visuelle information bagsiden af hjernen, kaldet den occipital lobe. Der behandles det i form af billeder, som vi bevidst opfatter.
Der er imidlertid en gruppe neuroner, der forlader den optiske chiasme og når den suprakiasmatiske kerne for at udøve de cykliske funktioner i organismen. Således beslutter denne kerne at aktivere eller hæmme pinealkirtlen for at udskille forskellige hormoner. Blandt dem melatonin.
Cirkaanske påvirkninger af neuroner i den suprakiasmatiske kerne spredes gennem de forskellige målorganer i kroppen ved forskellige neuronale signaler og ved cirkulation af melatonin.
Den suprakiasmatiske kerne regulerer udskillelsen af melatonin fra pinealkirtlen i henhold til miljøets lys og mørke. Melatonin er et stof, der kontrollerer søvn og andre cykliske aktiviteter i kroppen.
Melatonin har en funktion både som et urmærke hver time på dagen og som en kalender, der angiver årstidspunktet til alle væv i kroppen.
Melatonin-forstyrrelser har vist sig at være knyttet til aldringsrelaterede søvnforstyrrelser, Alzheimers sygdom og andre neurodegenerative sygdomme. Faktisk ser det ud til at have antioxidantvirkninger og beskytte vores neuroner.
Suprakiasmatiske nucleusændringer
Aktiviteten af den suprakiasmatiske kerne kan ændres på forskellige livsfaser. For eksempel stiger melatoninniveauerne hos unge senere end hos de fleste børn og voksne. På grund af dette kan de have svært ved at sove tidligt.
På den anden side hos ældre er der flere vågner i løbet af natten, da frigivelsen af melatonin ændres, når vi skrider frem i alderen.
Funktionen af den suprakiasmatiske kerne kan dysreguleres af eksterne faktorer. Dette er hvad der sker med jetlag, eller hvis vi ikke opretholder en daglig rutine og tvinger vores krop til at holde sig vågen om natten.
Det er vigtigt at bemærke, at i neurodegenerative sygdomme, såsom Alzheimers, ændres døgnrytmer på grund af det progressive tab af neuroner i den suprakiasmatiske kerne.
Referencer
- Benarroch, EE (2008). Suprachiasmatisk kerne og melatonin Gensidige vekselvirkninger og kliniske korrelationer. Neurology, 71 (8), 594-598.
- Mirmiran, M., Swaab, DF, Kok, JH, Hofman, MA, Witting, W., & Van Gool, WA (1992). Døgnrytmer og den suprakiasmatiske kerne i perinatal udvikling, aldring og Alzheimers sygdom. Fremskridt inden for hjerneforskning, 93, 151-163.
- Moore, RY (2007). Suprachiasmatisk kerne i søvn-vågne regulering. Sovemedicin, 8, 27-33.
- SOVE KØRNING OG DIN BAGY-UR. (Sf). Hentet den 20. april 2017 fra National Sleep Foundation: sleepfoundation.org.
- Suprachiasmatisk kerne. (Sf). Hentet den 20. april 2017 fra Wikipedia: en.wikipedia.org.
- Den menneskelige suprachiasmatiske kerne. (Sf). Hentet den 20. april 2017 fra BioInteractive: hhmi.org.
- DET SUPRACHIASMATISKE NUKLEI OG PINEALKLANDET. (Sf). Hentet den 20. april 2017 fra hjernen fra top til bund: thebrain.mcgill.ca.