Suprachiasmatic jadro je mozgové centrum, ktorého úlohou je byť naše vnútorné hodiny, ovládanie cirkadiánní rytmy. Je zodpovedný za vytváranie spánku a prebudenia cyklov blízko 24 hodín. Pozostáva z dvoch malých mozgových štruktúr zložených z neurónov, ktoré regulujú biologické rytmy. Tieto štruktúry majú tvar krídel a sú veľkosťou špičky ceruzky; Nachádza sa v prednej časti hypotalamu.
Suprachiasmatické jadro spúšťa sériu neuronálnych a hormonálnych udalostí na kontrolu rôznych funkcií tela v 24-hodinovom cykle. Na tento účel používa približne 20 000 neurónov. Táto štruktúra interaguje s mnohými inými oblasťami mozgu.
Tieto biologické rytmy sa zachovávajú aj bez vonkajších poveternostných signálov. Na udržiavanie tohto 24-hodinového cyklu však vplýva slnečné svetlo a ďalšie stimuly prostredia. Inými slovami, svetlo musí každé ráno resetovať vnútorné hodiny, aby telo zostalo v synchronizácii s vonkajším svetom.
Výskumy uskutočňované s jednotlivými neurónmi suprachiasmatického jadra ukazujú, že každý z nich je funkčným hodinami. Tieto sú synchronizované s aktivitou ich susedných buniek.
Pri mnohých pokusoch sa zistilo, že fluktuácie ľudského cirkadiánneho cyklu sa udržiavajú, aj keď sme izolovaní od denného svetla.
Na druhej strane pri pokusoch s hlodavcami, pri ktorých boli zničené suprachiasmatické jadrá, sa ich cykly spánku a bdelosti úplne dezorganizovali.
Zdá sa, že tento mechanizmus nie je len endogénny, ale má aj genetický pôvod. Tieto rytmy sú aktivované cyklickou aktivitou určitých génov. Konkrétne je cirkadiánna aktivita odrazom rytmického vzoru expresie esenciálnych génov. Sú známe ako „gény s hodinami“.
umiestnenia
Suprachiasmatické jadro je umiestnené v spodnej časti mozgu, vedľa hypotalamu. Jeho názov vychádza zo skutočnosti, že sa nachádza nad optickým šikmom, kde sa protínajú optické nervy. Sú umiestnené bilaterálne na každej strane tretej mozgovej komory.
Toto jadro je na strategickom mieste, aby bolo schopné prijímať signály z optických nervov, čo naznačuje intenzitu svetla, ktoré vstupuje do sietnice.
Vlastnosti
Živé bytosti sa prispôsobili existujúcemu prostrediu s cieľom zachovať prežitie druhov. Za týmto účelom si vyvinuli dva základné stavy správania: činnosť a adaptívne správanie a odpočinok.
U cicavcov sa tieto stavy označujú ako bdelosť a spánok. Stávajú sa v presných 24-hodinových cykloch, ktoré sa vyvinuli ako prispôsobenie slnečnému cyklu svetla a tmy.
Je známe, že tieto cirkadiánne rytmy sa nachádzajú v bunkách celého tela. Suprachiasmatické jadro je cirkadiánny kardiostimulátor, ktorý riadi časy odpočinku, aktivity, telesnú teplotu, hlad a sekréciu hormónov. Za týmto účelom sa koordinuje s ostatnými oblasťami mozgu a inými tkanivami tela.
Pri vystavení svetlu nám suprachiasmatické jadro hovorí, že je čas byť hore. Zvyšuje telesnú teplotu a zvyšuje produkciu hormónov, ako je kortizol.
Okrem toho spomaľuje uvoľňovanie hormónov, ako je melatonín, ktorého zvýšenie súvisí s nástupom spánku a zvyčajne sa vyskytuje, keď si uvedomíme, že prostredie je tmavé. Tieto úrovne zostávajú počas noci zvýšené, aby sme mohli správne spať.
Neuróny emitujú akčný potenciál v 24-hodinovom rytme. Konkrétne v poludnie dosiahne rýchlosť vypaľovania neurónov maximálnu úroveň. Ak však noc klesá, akčný potenciál klesá.
Predpokladá sa, že dorzomediálna časť tohto jadra je zodpovedná za endogénne 24-hodinové cykly. To znamená, že si dokážeme udržať cirkadiánne rytmy, aj keď zostávame v tme.
fungovanie
Keď okolité svetlo zasiahne sietnicu, aktivuje fotocitlivé bunky zvané gangliové bunky. Tieto bunky prevádzajú svetelné častice (fotóny) na elektrické signály. Neuróny v sietnici vysiela tieto signály cez optické nervy.
Tieto nervy sa krížia a vytvárajú optickú priepasť. Neskôr sa vizuálna informácia dostane na chrbát mozgu, ktorý sa nazýva týlny lalok. Tam sa spracúva vo forme obrazov, ktoré vedome vnímame.
Existuje však skupina neurónov, ktoré opúšťajú optický chiasmus a dosahujú suprachiasmatické jadro, aby vykonávali cyklické funkcie organizmu. Toto jadro sa teda rozhodne aktivovať alebo inhibovať epifýzu a vylučovať rôzne hormóny. Medzi nimi melatonín.
Cirkadiánne vplyvy neurónov v suprachiasmatickom jadre sa šíria rôznymi cieľovými orgánmi tela rôznymi neuronálnymi signálmi a cirkuláciou melatonínu.
Suprachiasmatické jadro reguluje vylučovanie melatonínu z epifýzy podľa svetlosti a temnoty prostredia. Melatonín je látka, ktorá reguluje spánok a iné cyklické aktivity v tele.
Melatonín má funkciu ako hodinové značenie každú hodinu dňa, ako aj kalendár označujúci ročný čas do všetkých tkanív tela.
Zistilo sa, že poruchy melatonínu sú spojené s poruchami spánku spojenými so starnutím, Alzheimerovou chorobou a inými neurodegeneratívnymi ochoreniami. V skutočnosti sa zdá, že má antioxidačné účinky a chráni naše neuróny.
Suprachiasmatické zmeny jadra
Aktivita suprachiasmatického jadra sa môže meniť v rôznych štádiách života. Napríklad u dospievajúcich sa hladiny melatonínu zvyšujú neskôr ako u väčšiny detí a dospelých. Z tohto dôvodu môžu mať problémy so spánkom skoro.
Na druhej strane u starších ľudí sa v noci viac prebúdza, pretože uvoľňovanie melatonínu sa mení s postupujúcim vekom.
Fungovanie suprachiasmatického jadra môže byť deregulované vonkajšími faktormi. To je to, čo sa stane s jet lag, alebo ak nebudeme udržiavať 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
- Benarroch, EE (2008). Suprachiasmatické jadro a melatonín Recipročné interakcie a klinické korelácie. Neurology, 71 (8), 594-598.
- Mirmiran, M., Swaab, DF, Kok, JH, Hofman, MA, Witting, W., a Van Gool, WA (1992). Cirkadiánne rytmy a suprachiasmatické jadro pri perinatálnom vývoji, starnutí a Alzheimerovej chorobe. Pokrok vo výskume mozgu, 93, 151-163.
- Moore, RY (2007). Suprachiasmatické jadro regulácie spánku a bdenia. Spánkový liek, 8, 27-33.
- SPÁNKA POHONU A HODINY VAŠEHO TELA. (SF). Získané 20. apríla 2017 z National Sleep Foundation: sleepfoundation.org.
- Suprachiasmatické jadro. (SF). Zdroj: 20. apríla 2017, z Wikipedia: en.wikipedia.org.
- Human Suprachiasmatic Nucleus. (SF). Získané 20. apríla 2017, z funkcie BioInteractive: hhmi.org.
- SUPRACHIASMATICKÝ NUCLEI A PINEÁLNA Žľaza. (SF). Našiel sa 20. apríla 2017, z mozgu zhora nadol: thebrain.mcgill.ca.