Delen:
Supraquiasmatische nucleaire locatie, functies en wijzigingen
de suprachiasmatische kern (NSQ) is samengesteld uit twee kleine hersenstructuren (één in elke hersenhelft) samengesteld uit neuronen die biologische ritmen reguleren.
Deze structuren hebben de vorm van vleugels en zijn zo groot als een potloodpunt. Ze bevinden zich in het voorste deel van de hypothalamus.
De suprachiasmatische kern wordt gekenmerkt door onze interne klok, die onze circadiane ritmes controleert. Het is verantwoordelijk voor het genereren van slaap- en waakcycli in de buurt van 24 uur.
Dit veroorzaakt een reeks neuronale en hormonale gebeurtenissen om verschillende functies van het organisme in de 24-uurscyclus te controleren. Hiervoor gebruikt het ongeveer 20.000 neuronen. Deze structuur interageert met veel andere hersengebieden.
Zelfs zonder externe weersignalen worden deze biologische ritmes gehandhaafd. Zonlicht en andere omgevingsstimuli beïnvloeden echter het onderhoud van deze 24-uurscyclus. Dat wil zeggen, het licht moet elke ochtend de interne klok aanpassen, zodat het organisme synchroon blijft met de buitenwereld.
De onderzoeken uitgevoerd met individuele neuronen van de suprachiasmatische kern laten zien dat elk van hen een functionele klok is. Deze worden gesynchroniseerd met de activiteit van hun naburige cellen.
In veel experimenten is gebleken dat de fluctuaties van de circadiane cyclus in de mens behouden blijven, zelfs als we geïsoleerd zijn van het daglicht..
Aan de andere kant, in experimenten met knaagdieren waarin suprachiasmatische kernen vernietigd werden, werden hun slaap- en waakcycli totaal ongeorganiseerd.
Het lijkt erop dat dit mechanisme niet alleen endogeen is, maar ook een genetische oorsprong heeft. Deze ritmes worden geactiveerd door de cyclische activiteit van bepaalde genen. In het bijzonder is de circadiaanse activiteit een weerspiegeling van een ritmisch patroon van expressie van essentiële genen. Deze staan bekend als "klokgenen".
plaats
De suprachiasmatische kern bevindt zich aan de basis van de hersenen, naast de hypothalamus. De naam is omdat het zich boven op de optische chiasm bevindt, waar de oogzenuwen elkaar kruisen. Ze bevinden zich bilateraal aan elke zijde van de derde hersenkamer.
Deze kern bevindt zich op een strategische plaats om signalen van de optische zenuwen te kunnen ontvangen, wat de intensiteit aangeeft van het licht dat het netvlies binnengaat.
functies
De levende wezens hebben zich aangepast aan de bestaande omgeving met als doel het overleven van de soort te behouden. Om dit te doen, hebben ze twee fundamentele gedragsstaten ontwikkeld: activiteit en aanpassingsgedrag en rust.
Bij zoogdieren worden deze staten geïdentificeerd als wakkerheid en slaap. Deze gebeuren in precieze 24-uurs cycli die zijn geëvolueerd als een aanpassing aan de zonnecyclus van licht en duisternis.
Het is nu bekend dat deze circadiane ritmes worden gevonden in cellen door het hele lichaam. De suprachiasmatische kern is de circadiane pacemaker die de rusttijden, activiteit, lichaamstemperatuur, honger en hormonale afscheiding regelt. Om dit te doen, coördineert het met andere hersengebieden en andere lichaamsweefsels.
Door blootstelling aan licht, vertelt de suprachiasmatische kern dat het tijd is om wakker te zijn. Verhoogt de lichaamstemperatuur en verhoogt de productie van hormonen zoals cortisol.
Bovendien vertraagt het de afgifte van hormonen zoals melatonine, waarvan de toename gerelateerd is aan het begin van de slaap en meestal optreedt wanneer we waarnemen dat de omgeving donker is. Deze niveaus blijven de hele nacht hoog, zodat we goed kunnen slapen.
Neuronen zenden actiepotentialen uit in 24-uursritmes. In het bijzonder bereikt de activeringssnelheid van de neuronen 's middags een maximum niveau. Naarmate de nacht valt, nemen de actiepotentialen echter af.
Het dorsomediale deel van deze kern is degene die geacht wordt verantwoordelijk te zijn voor de endogene cycli van 24 uur. Dat wil zeggen, we kunnen onze circadiaanse ritmes behouden, ondanks dat we ons in het duister houden.
Hoe de suprachiasmatische kern werkt?
Wanneer omgevingslicht het netvlies bereikt, activeert het fotogevoelige cellen die ganglioncellen worden genoemd. Deze cellen zetten lichtdeeltjes (fotonen) om in elektrische signalen. De neuronen in het netvlies sturen deze signalen door de oogzenuwen.
Deze zenuwen kruisen het optische chiasme. Later bereikt de visuele informatie de achterkant van de hersenen, de occipitale lob genoemd. Daar wordt het verwerkt in de vorm van beelden die we bewust waarnemen.
Er is echter een groep neuronen die van het optische chiasme komen en de suprachiasmatische kern bereiken om de cyclische functies van het organisme uit te oefenen. Zo beslist deze kern om de pijnappelklier te activeren of te remmen, zodat deze verschillende hormonen uitscheidt. Onder hen, melatonine.
De circadiaanse invloeden van de neuronen van de suprachiasmatische kern expanderen door de verschillende doelorganen van het lichaam door verschillende neurale signalen en door de circulatie van melatonine.
De suprachiasmatische kern reguleert de uitscheiding van melatonine uit de pijnappelklier volgens het licht en de duisternis van de omgeving. Melatonine is een stof die de slaap en andere cyclische activiteiten van het lichaam regelt.
Melatonine heeft een functie van zowel klokkiezen elk uur van de dag, en kalender die de tijd van het jaar aangeeft voor alle weefsels van het lichaam.
Er is gevonden dat de veranderingen van melatonine gerelateerd zijn aan slaapstoornissen typisch voor veroudering, de ziekte van Alzheimer en andere neurodegeneratieve ziekten. Het lijkt zelfs antioxiderende effecten te hebben die onze neuronen beschermen.
Veranderingen van de suprachiasmatische kern
De activiteit van het kan worden veranderd in verschillende levensfasen. Bij adolescenten stijgen de melatoninegehaltes bijvoorbeeld later dan bij de meeste kinderen en volwassenen. Hierdoor kunnen ze problemen hebben om vroeg naar bed te gaan.
Aan de andere kant zijn er bij ouderen meer ontwaken tijdens de nacht, omdat de afgifte van melatonine verandert naarmate we ouder worden.
De werking van de suprachiasmatische kern kan worden gedereguleerd door externe factoren. Dit is wat er gebeurt met jetlag of als we geen dagelijkse routine aanhouden en ons lichaam dwingen 's nachts wakker te blijven.
Het is belangrijk op te merken dat bij neurodegeneratieve ziekten zoals Alzheimer, de circadiane ritmen worden veranderd als gevolg van het progressieve verlies van neuronen in de suprachiasmatische kern.
referenties
- Benarroch, E. E. (2008). Suprachiasmatische nucleus en melatonine Reciprocale interacties en klinische correlaties. Neurology, 71 (8), 594-598.
- Mirmiran, M., Swaab, D.F., Kok, J.H., Hofman, M.A., Witting, W., & Van Gool, W.A. (1992). Circadiane ritmen en de suprachiasmatische kern in perinatale ontwikkeling, veroudering en de ziekte van Alzheimer. Vooruitgang in hersenonderzoek, 93, 151-163.
- Moore, R. Y. (2007). Suprachiasmatische kern in slaap-waakregulatie. Slaapgeneeskunde, 8, 27-33.
- SLAAP AANDRIJVING EN UW KLOK. (N.D.). Opgehaald op 20 april 2017, van de National Sleep Foundation: sleepfoundation.org.
- Suprachiasmatische kern. (N.D.). Opgehaald op 20 april 2017, van Wikipedia: en.wikipedia.org.
- De menselijke Suprachiasmatische kern. (N.D.). Opgehaald op 20 april 2017, van BioInteractive: hhmi.org.
- DE SUPRACHIASMATISCHE NUCLEI EN DE PINEALE GOLF. (N.D.). Op 20 april 2017 opgehaald uit het brein van boven naar beneden: thebrain.mcgill.ca.