Suprachiasmatic jedro je možganski center, katerega naloga je, da se naša notranja ura, nadzor cirkadiani ritem. Odgovoren je za ustvarjanje ciklov spanja in budnosti blizu 24 ur. Sestavljena je iz dveh majhnih možganskih struktur, sestavljenih iz nevronov, ki uravnavajo biološke ritme. Te strukture so oblikovane kot krila in so velikosti vrha svinčnika; Nahajajo se v sprednjem delu hipotalamusa.
Suprachiasmaticno jedro sproži vrsto nevronskih in hormonskih dogodkov za nadzor različnih funkcij telesa v 24-urnem ciklu. Za to uporablja približno 20.000 nevronov. Ta struktura vpliva na številne druge regije možganov.
Tudi brez zunanjih vremenskih signalov se ti biološki ritmi ohranjajo. Vendar sončna svetloba in drugi okoljski dražljaji vplivajo na vzdrževanje tega 24-urnega cikla. Z drugimi besedami, svetloba mora vsako jutro ponastaviti notranjo uro, da telo ostane v sozvočju z zunanjim svetom.
Raziskave, izvedene s posameznimi nevroni suprahijazmatičnega jedra, kažejo, da je vsak izmed njih funkcionalna ura. Te so sinhronizirane z aktivnostjo sosednjih celic.
V mnogih poskusih je bilo ugotovljeno, da se nihanja človeškega cirkadianskega cikla ohranjajo, tudi ko smo izolirani od dnevne svetlobe.
Po drugi strani so v poskusih z glodalci, v katerih so bila uničena suprahijazmatična jedra, njihovi cikli spanja in budnosti postali popolnoma neorganizirani.
Zdi se, da ta mehanizem ni samo endogen, ampak ima tudi genetski izvor. Ti ritmi se aktivirajo s ciklično aktivnostjo nekaterih genov. Konkretno, cirkadiana aktivnost je odraz ritmičnega vzorca izražanja bistvenih genov. Ti so znani kot "geni ur."
Lokacija
Suprachiasmaticno jedro se nahaja na dnu možganov, poleg hipotalamusa. Njegovo ime izvira iz dejstva, da se nahaja nad optičnim chiasmom, kjer se očesni živci sekajo. Nahajajo se dvostransko na vsaki strani tretjega možganskega prekata.
To jedro je na strateškem mestu, da lahko sprejema signale iz optičnih živcev, kar kaže na jakost svetlobe, ki vstopa v mrežnico.
Lastnosti
Živa bitja so se prilagodila obstoječemu okolju, da bi ohranila preživetje vrste. Za to so razvili dve temeljni stanji vedenja: aktivnost in prilagodljivo vedenje ter počitek.
Pri sesalcih so ta stanja opredeljena kot budnost in spanec. To se dogaja v natančnih 24-urnih ciklih, ki so se razvili kot prilagoditev sončnemu ciklu svetlobe in teme.
Ti cirkadiani ritmi so zdaj znani, da jih najdemo v celicah po telesu. Suprachiasmaticno jedro je cirkadianski spodbujevalnik, ki nadzoruje čas počitka, aktivnosti, telesno temperaturo, lakoto in izločanje hormonov. Če želite to narediti, se usklajuje z drugimi možganskimi regijami in drugimi telesnimi tkivi.
S izpostavljenostjo svetlobi nam suprachiasmaticno jedro sporoča, da je čas, da se prebudimo. Zviša telesno temperaturo in poveča proizvodnjo hormonov, kot je kortizol.
Poleg tega upočasni sproščanje hormonov, kot je melatonin, katerih povečanje je povezano z začetkom spanja in se običajno pojavi, ko zaznamo, da je okolje temno. Te ravni ostanejo povišane čez noč, da lahko pravilno spimo.
Nevroni oddajajo akcijske potenciale v 24-urnih ritmih. Konkretno opoldne hitrost izstreljevanja nevronov doseže najvišjo raven. Vendar, ko pade noč, se akcijski potenciali pogosto spreminjajo.
Misli se, da je dorsomedialni del tega jedra odgovoren za endogene 24-urne cikle. Se pravi, da lahko vzdržujemo svoje cirkadiane ritme kljub temu, da ostanemo v temi.
Delovanje
Ko zunanja svetloba zadene mrežnico, aktivira fotosenzibilne celice, ki jih imenujemo ganglijske celice. Te celice pretvorijo svetlobne delce (fotone) v električne signale. Nevroni v mrežnici te signale pošljejo skozi optične živce.
Ti živci se križajo in tvorijo optični chizem. Kasneje vizualne informacije dosežejo zadnji del možganov, imenovan okcipitalni reženj. Tam ga obdelujemo v obliki podob, ki jih zavestno zaznavamo.
Vendar pa obstaja skupina nevronov, ki zapustijo optični hihizem in dosežejo suprachiasmaticno jedro, da bi izvajali ciklične funkcije organizma. Tako se to jedro odloči aktivirati ali zavirati pinealno žlezo, da izloči različne hormone. Med njimi tudi melatonin.
Cirkadijanski vplivi nevronov v suprahijazmatičnem jedru se skozi različne ciljne organe telesa širijo z različnimi nevronskimi signali in s kroženjem melatonina.
Suprachiasmaticno jedro uravnava izločanje melatonina iz pinealne žleze glede na svetlobo in temo okolja. Melatonin je snov, ki nadzoruje spanje in druge ciklične aktivnosti v telesu.
Melatonin deluje tako kot ura, ki označuje vsako uro dneva, kot tudi koledar, ki označuje čas leta v vsa tkiva telesa.
Ugotovljeno je bilo, da so motnje melatonina povezane z motnjami spanja, povezane s staranjem, Alzheimerjevo boleznijo in drugimi nevrodegenerativnimi boleznimi. V resnici se zdi, da ima antioksidativne učinke in ščiti naše nevrone.
Suprachiasmaticne spremembe jedra
Delovanje suprachiasmatic jedra je mogoče spremeniti v različnih življenjskih obdobjih. Na primer, pri mladostnikih se raven melatonina dvigne pozneje kot pri večini otrok in odraslih. Zaradi tega bodo morda težko zgodaj zaspali.
Po drugi strani je pri starejših ponoči več prebujanja, saj se sproščanje melatonina spreminja, ko napredujemo s starostjo.
Delovanje suprahijazmatičnega jedra je mogoče izravnati z zunanjimi dejavniki. To se zgodi z jet zaostajanjem ali če ne vzdržujemo dnevne rutine in sili telo, da ostane budno ponoči.
Pomembno je omeniti, da se pri nevrodegenerativnih boleznih, kot je Alzheimerjeva bolezen, cirkadijski ritmi spreminjajo zaradi progresivne izgube nevronov v suprahijazmatičnem jedru.
Reference
- Benarroch, EE (2008). Suprachiasmatic jedro in melatonin Vzajemne interakcije in klinične korelacije. Nevrologija, 71 (8), 594–598.
- Mirmiran, M., Swaab, DF, Kok, JH, Hofman, MA, Witting, W. in Van Gool, WA (1992). Cirkadijski ritmi in suprahijazmatično jedro v perinatalnem razvoju, staranju in Alzheimerjevi bolezni. Napredek v raziskavah možganov, 93, 151–163.
- Moore, RY (2007). Suprachiasmaticno jedro v regulaciji spanja - budnosti. Zdravilo za spanje, 8, 27–33.
- SLEEP Drive in VAŠA UREDBA TELESA. (sf). Pridobljeno 20. aprila 2017 iz Nacionalne fundacije za spanje: sleepfoundation.org.
- Suprachiasmaticno jedro. (sf). Pridobljeno 20. aprila 2017 z Wikipedije: en.wikipedia.org.
- Človeško suprahijazmatično jedro. (sf). Pridobljeno 20. aprila 2017 z BioInteractive: hhmi.org.
- SUPRACHIASMATIC NUCLEI IN PINEAL GLAND. (sf). Pridobljeno 20. aprila 2017, iz možganov od zgoraj navzdol: thebrain.mcgill.ca.