Acțiune:
Supraquiasmatic Nucleus Locație, Funcții și Modificări
nucleul suprachiasmatic (NSQ) este compus din două structuri mici ale creierului (una în fiecare emisferă cerebrală) compusă din neuroni care reglează ritmurile biologice.
Aceste structuri au forma aripilor și sunt mărimea vârfului unui creion. Ele sunt situate în partea anterioară a hipotalamusului.
Nucleul suprachiasmatic este caracterizat prin faptul că suntem ceasul nostru intern, controlând ritmurile noastre circadiene. Ea este responsabilă pentru generarea ciclurilor de somn și trezire de aproape 24 de ore.
Aceasta declanșează o serie de evenimente neuronale și hormonale pentru a controla diferitele funcții ale organismului în ciclul de 24 de ore. Pentru aceasta, foloseste aproximativ 20.000 de neuroni. Această structură interacționează cu multe alte regiuni ale creierului.
Chiar și fără semnale meteorologice externe, aceste ritmuri biologice sunt menținute. Cu toate acestea, lumina soarelui și alți stimuli de mediu influențează menținerea acestui ciclu de 24 de ore. Aceasta înseamnă că lumina trebuie să readapte în fiecare dimineață ceasul intern, astfel încât organismul să rămână în sincronie cu lumea exterioară.
Investigațiile efectuate cu neuronii individuali ai nucleului suprachiasmatic arată că fiecare dintre ele este un ceas funcțional. Acestea sunt sincronizate cu activitatea celulelor vecine.
Sa constatat, în multe experimente, că fluctuațiile ciclului circadian uman sunt menținute chiar și atunci când suntem izolați de lumina zilei.
Pe de altă parte, în experimentele cu rozătoarele în care nucleele suprachiasmatice au fost distruse, ciclurile lor de somn și trezire au devenit complet dezorganizate.
Se pare că acest mecanism nu este numai endogen, ci are și o origine genetică. Aceste ritmuri sunt activate de activitatea ciclică a anumitor gene. În special, activitatea circadiană este o reflectare a unui model ritmic de exprimare a genelor esențiale. Acestea sunt cunoscute sub numele de "gene de ceas".
locație
Nucleul suprachiasmatic este situat la baza creierului, alături de hipotalamus. Numele ei se datorează faptului că se află pe partea superioară a chiasmului optic, unde nervurile optice se încrucișează. Acestea sunt localizate bilateral pe fiecare parte a celui de-al treilea ventricul cerebral.
Acest nucleu se află într-un loc strategic pentru a putea primi semnale de la nervii optici, indicând intensitatea luminii care intră în retină.
funcții
Ființele vii s-au adaptat la mediul existent pentru a menține supraviețuirea speciei. Pentru aceasta, ei au dezvoltat două stări fundamentale de comportament: activitate și comportament adaptiv, și odihnă.
La mamifere, aceste stări sunt identificate ca stare de veghe și de somn. Acestea se întâmplă în cicluri precise de 24 de ore care au evoluat ca o adaptare la ciclul solar al luminii și întunericului.
Acum este cunoscut faptul că aceste ritmuri circadiene se găsesc în celulele din întreg corpul. Nucleul suprachiasmatic este pacemakerul circadian care controlează timpul de odihnă, activitatea, temperatura corpului, foamea și secreția hormonală. Pentru aceasta, aceasta se coordonează cu alte regiuni ale creierului și cu alte țesuturi ale corpului.
Prin expunerea la lumină, nucleul suprachiasmatic ne spune că este timpul să fim treji. Aceasta crește temperatura corpului și crește producția de hormoni, cum ar fi cortizolul.
În plus, aceasta întârzie eliberarea hormonilor cum ar fi melatonina, a cărei creștere este legată de debutul somnului și apare, de obicei, atunci când percepem că mediul este întunecat. Aceste niveluri rămân ridicate toată noaptea, astfel încât să putem dormi în mod corespunzător.
Neuronii emit potențiale de acțiune în ritmuri de 24 de ore. Mai exact, la prânz, rata de ardere a neuronilor atinge un nivel maxim. Cu toate acestea, pe măsură ce cad noapte, potențialul de acțiune scade frecvența.
Partea dorsomedială a acestui nucleu este cea considerată a fi responsabilă pentru ciclurile endogene de 24 de ore. Adică, putem să ne menținem ritmurile circadiene, în ciuda faptului că ne aflăm în întuneric.
Cum funcționează nucleul suprachiasmatic?
Când lumina ambientală ajunge în retină, aceasta activează celulele fotosensibile numite celule ganglionare. Aceste celule transformă particulele de lumină (fotoni) în semnale electrice. Neuronii din retină trimit aceste semnale prin nervii optici.
Acești nervi traversează formarea chiasmului optic. Ulterior, informațiile vizuale ajung la partea din spate a creierului, numită lobul occipital. Acolo este procesată sub formă de imagini pe care le percepem într-un mod conștient.
Cu toate acestea, există un grup de neuroni care pleacă de la chiasmul optic și ajung la nucleul suprachiasmatic pentru a exercita funcțiile ciclice ale organismului. Astfel, acest nucleu decide să activeze sau să inhibe glanda pineală, astfel încât să secrete hormoni diferiți. Printre ei, melatonina.
Influențele circadiene ale neuronilor nucleului suprachiasmatic se extind prin diferitele organe țintă ale corpului prin diferite semnale neuronale și prin circulația melatoninei.
Nucleul suprachiasmatic reglează secreția de melatonină din glanda pineală în funcție de lumina și întunericul mediului.Melatonina este o substanță care controlează somnul și alte activități ciclice ale corpului.
Melatonina are funcție atât de apelare de ceas la fiecare oră din zi, cât și de calendar care indică timpul anului pentru toate țesuturile corpului.
S-a constatat că modificările melatoninei sunt legate de tulburările de somn tipice de îmbătrânire, boala Alzheimer și alte boli neurodegenerative. De fapt, se pare că are efecte antioxidante, protejând neuronii noștri.
Modificări ale nucleului suprachiasmatic
Activitatea poate fi modificată în diferite etape ale vieții. De exemplu, la adolescenți, nivelurile de melatonină cresc mai târziu decât în majoritatea copiilor și adulților. Prin urmare, pot avea dificultăți în a dormi mai devreme.
Pe de altă parte, la vârstnici, există mai multe treziri în timpul nopții de când eliberarea melatoninei este modificată pe măsură ce îmbătrânim.
Funcționarea nucleului suprachiasmatic poate fi dereglementată de factori externi. Acest lucru se întâmplă cu jet lag sau dacă nu ne menținem o rutină zilnică și ne forțăm corpul să rămână treaz noaptea.
Este important de observat că, în bolile neurodegenerative, cum ar fi Alzheimer, ritmurile circadiane sunt modificate datorită pierderii progresive a neuronilor din nucleul suprachiasmatic.
referințe
- Benarroch, E.E. (2008). Suprachiasmatic nucleu și melatonină Interacțiuni reciproce și corelații clinice. Neurology, 71 (8), 594-598.
- Mirmiran, M., Swaab, D.F., Kok, J.H., Hofman, M.A., Witting, W., & Van Gool, W.A. (1992). Ritmurile circadiane și nucleul suprachiasmatic în dezvoltarea perinatală, îmbătrânirea și boala Alzheimer. Progresele în cercetarea creierului, 93, 151-163.
- Moore, R. Y. (2007). Suprachiasmatic în reglarea somnului. Medicina somnului, 8, 27-33.
- SLEEP DRIVE și corpul tau. (N.d.). Recuperat pe 20 aprilie 2017, de la Fundația National Sleep: sleepfoundation.org.
- Suprachiasmatic nucleu. (N.d.). Adus pe 20 aprilie 2017 de pe Wikipedia: en.wikipedia.org.
- Nucleul suprachiasmatic uman. (N.d.). Adus la 20 aprilie 2017 de la BioInteractive: hhmi.org.
- NUCLEI SUPRAACHIASMATIC ȘI GANDUL PINEAL. (N.d.). Adus pe 20 aprilie 2017, de la creier de sus în jos: thebrain.mcgill.ca.