Супрахіазматіческое ядро є центром мозку, функція якого є нашими внутрішніми годинник, контролюючи циркадні ритми. Він відповідає за генерацію циклів сну і неспання близько 24 годин. Він складається з двох малих структур мозку, що складаються з нейронів, які регулюють біологічні ритми. Ці структури мають форму крил і мають розмір кінчика олівця; Вони розташовані в передній частині гіпоталамуса.
Супрахіазматичне ядро запускає низку нейронних та гормональних подій для контролю різних функцій організму протягом 24-годинного циклу. Для цього використовується приблизно 20 000 нейронів. Ця структура взаємодіє з багатьма іншими регіонами мозку.
Навіть без зовнішніх погодних сигналів ці біологічні ритми зберігаються. Однак сонячне світло та інші стимули навколишнього середовища впливають на підтримання цього 24-годинного циклу. Іншими словами, світло повинен скидати внутрішній годинник щоранку, щоб тіло залишалося синхронізованим із зовнішнім світом.
Дослідження, проведені з окремими нейронами супрахіазматичного ядра, показують, що кожен з них є функціональним годинником. Вони синхронізовані з активністю сусідніх клітин.
В багатьох експериментах було встановлено, що коливання циркадного циклу людини підтримуються навіть тоді, коли ми ізольовані від денного світла.
З іншого боку, в експериментах з гризунами, в яких були знищені супрахіазматичні ядра, їх цикли сну-неспання стали повністю неорганізованими.
Здається, що цей механізм не тільки ендогенний, а й має генетичне походження. Ці ритми активізуються циклічною активністю певних генів. Зокрема, циркадна активність - це відображення ритмічної картини вираження суттєвих генів. Вони відомі як "гени годинника".
Розташування
Супрахіазматичне ядро розташоване в основі мозку, поруч з гіпоталамусом. Його назва походить від того, що він розташований над оптичним хіазмом, де перетинаються зорові нерви. Вони розташовані двосторонньо з кожної сторони третього мозкового шлуночка.
Це ядро знаходиться в стратегічному місці, щоб мати можливість приймати сигнали від зорових нервів, що вказує на інтенсивність світла, що потрапляє в сітківку.
Особливості
Живі істоти адаптувались до існуючого середовища з метою підтримки виживання виду. Для цього вони розробили два основні стани поведінки: активність та адаптаційну поведінку та відпочинок.
У ссавців ці стани визначають як неспання і сон. Вони трапляються в точних 24-годинних циклах, які розвивалися як адаптація до сонячного циклу світла і темряви.
Ці циркадні ритми зараз відомі в клітинах у всьому тілі. Супрахіазматичне ядро - це циркадний кардіостимулятор, який контролює час спокою, активність, температуру тіла, голод та секрецію гормонів. Для цього він координує інші області мозку та інші тканини тіла.
Піддаючись впливу світла, супрахіазматичне ядро говорить нам, що пора прокинутися. Він підвищує температуру тіла і збільшує вироблення гормонів, таких як кортизол.
Крім того, він затримує вивільнення таких гормонів, як мелатонін, підвищення яких пов'язане з початком сну і зазвичай відбувається, коли ми сприймаємо, що навколишнє середовище темне. Ці рівні залишаються підвищеними протягом ночі, щоб ми могли нормально спати.
Нейрони випромінюють потенціал дії в 24-годинних ритмах. Зокрема, опівдні швидкість стрільби нейронів досягає максимального рівня. Однак, коли настає ніч, потенціал дії зменшується за частотою.
Вважається, що дорсомедіальна частина цього ядра відповідає за ендогенні 24-годинні цикли. Тобто, що ми можемо підтримувати свої циркадні ритми, незважаючи на перебування в темряві.
Функціонування
Коли навколишнє світло потрапляє на сітківку, воно активує світлочутливі клітини, які називаються гангліозними клітинами. Ці клітини перетворюють частинки світла (фотони) в електричні сигнали. Нейрони сітківки посилають ці сигнали через зорові нерви.
Ці нерви схрещуються, утворюючи зоровий хіазм. Пізніше зорова інформація доходить до задньої частини мозку, яка називається потиличною часткою. Там він обробляється у вигляді образів, які ми усвідомлено сприймаємо.
Однак є група нейронів, які залишають оптичний хіазм і дістаються до надбрівного ядра для здійснення циклічних функцій організму. Таким чином, це ядро вирішує активувати або гальмувати шишкоподібну залозу для виділення різних гормонів. Серед них мелатонін.
Циркадні впливи нейронів в супрахіазматичному ядрі поширюються через різні органи-мішені організму за допомогою різних сигналів нейронів та циркуляції мелатоніну.
Супрахіазматичне ядро регулює секрецію мелатоніну з шишковидної залози відповідно до світла і темряви навколишнього середовища. Мелатонін - це речовина, яка контролює сон та інші циклічні дії в організмі.
Мелатонін має функцію як годинник, що позначає кожну годину дня, так і календар, який вказує час року на всі тканини тіла.
Було виявлено, що порушення мелатоніну пов'язані з порушеннями сну, пов'язаними зі старінням, хворобою Альцгеймера та іншими нейродегенеративними захворюваннями. Насправді, схоже, він має антиоксидантну дію, захищаючи наші нейрони.
Супрахіазматичні зміни ядер
Активність супрахіазматичного ядра можна змінювати на різних стадіях життя. Наприклад, у підлітків рівень мелатоніну підвищується пізніше, ніж у більшості дітей та дорослих. Через це їм може важко заснути рано.
З іншого боку, у літніх людей відбувається більше пробуджень протягом ночі, оскільки вивільнення мелатоніну змінюється в міру просування по віці.
Функціонування супрахіазматичного ядра може порушуватися зовнішніми факторами. Це те, що відбувається із струменевим відставанням або якщо ми не дотримуємось розпорядку дня і змушуємо наше тіло залишатися неспаним вночі.
Важливо зауважити, що при нейродегенеративних захворюваннях, таких як Альцгеймер, циркадні ритми змінюються через прогресуючу втрату нейронів в надрахезматичному ядрі.
Список літератури
- Бенаррох, ЕЕ (2008). Супрахіазматичне ядро та мелатонін Взаємні взаємодії та клінічні кореляції. Неврології, 71 (8), 594-598.
- Мірміран, М., Swaab, DF, Kok, JH, Hofman, MA, Witting, W. та Van Gool, WA (1992). Циркадні ритми та супрахіазматичне ядро в перинатальному розвитку, старінні та хвороби Альцгеймера. Прогрес у дослідженнях мозку, 93, 151-163.
- Мур, RY (2007). Супрахіазматичне ядро у режимі сну - регулювання неспання. Ліки сну, 8, 27-33.
- МЛЕЧНИЙ ДВІГ І ВАШИЙ ТІЛЬКИЙ ЧАС. (sf). Отримано 20 квітня 2017 року з Національного фонду сну: sleepfoundation.org.
- Супрахіазматичне ядро. (sf). Отримано 20 квітня 2017 року з Вікіпедії: en.wikipedia.org.
- Супрахіазматичне ядро людини. (sf). Отримано 20 квітня 2017 року з BioInteractive: hhmi.org.
- СУПРАХІАСМАТИЧНИЙ ЯДРО І ПІНАЛЬНА СЛАНА. (sf). Отримано 20 квітня 2017 року з "Мозок зверху вниз": thebrain.mcgill.ca.