El nucli supraquiasmàtic és un centre cerebral que té la funció de ser el nostre rellotge intern, controlant els ritmes circadians. S'encarrega de generar els cicles de son i vigília propers a les 24 hores. Es compon de dues petites estructures cerebrals compostes de neurones que regulen els ritmes biològics. Aquestes estructures posseeixen forma d'ales i tenen la mida de la punta d'un llapis; es localitzen a la part anterior de l'hipotàlem.
El nucli supraquiasmàtic desencadena una sèrie d'esdeveniments neuronals i hormonals per controlar diverses funcions de l'organisme en el cicle de 24 hores. Per a això, utilitza aproximadament unes 20.000 neurones. Aquesta estructura interactua amb moltes altres regions cerebrals.
Fins i tot sense existir senyals externs de el temps, aquests ritmes biològics es mantenen. No obstant això, la llum de el sol i altres estímuls ambientals influeixen en el manteniment d'aquest cicle de 24 hores. És a dir, la llum ha de reajustar el rellotge intern cada matí perquè l'organisme romangui en sincronia amb el món exterior.
Les investigacions realitzades amb neurones individuals de l'nucli supraquiasmàtic manifesten que cadascuna d'elles és un rellotge funcional. Aquestes es sincronitzen amb l'activitat de les seves cèl·lules veïnes.
S'ha trobat, en molts experiments, que les fluctuacions de l'cicle circadià humà es mantenen fins i tot quan estem aïllats de la llum del dia.
D'altra banda, en experiments amb rosegadors en els quals se li van destruir els nuclis supraquiasmàtics, els seus cicles de son i vigília es van tornar totalment desorganitzats.
Sembla ser que aquest mecanisme no és només endogen, sinó que posseeix també un origen genètic. Aquests ritmes s'activen amb l'activitat cíclica de certs gens. En concret, l'activitat circadiària és un reflex d'un patró rítmic d'expressió de gens essencials. Aquests es coneixen com «gens de rellotge».
localització
El nucli supraquiasmàtic es localitza a la base de el cervell, a la banda de l'hipotàlem. El seu nom es deu al fet que es troba damunt de l'quiasma òptic, on els nervis òptics es creuen. Se situen bilateralment a cada costat de l'tercer ventricle cerebral.
Aquest nucli es troba en un lloc estratègic per poder rebre senyals dels nervis òptics, indicant la intensitat de la llum que està entrant a la retina.
funcions
Els éssers vius s'han anat adaptant a l'entorn existent amb l'objectiu de mantenir la supervivència de l'espècie. Pare això, han anat desenvolupant dos estats fonamentals de comportament: l'activitat i conducta adaptativa, i el descans.
En mamífers aquests estats s'identifiquen com vigília i son. Aquests succeeixen en cicles precisos de 24 hores que han evolucionat com una adaptació a l'cicle solar de llum i foscor.
Actualment se sap que aquests ritmes circadians es troben en les cèl·lules de tot el cos. El nucli supraquiasmàtic és el marcapassos circadià que controla els temps de descans, d'activitat, temperatura corporal, fam i secreció hormonal. Per a això es coordina amb altres regions cerebrals i altres teixits de el cos.
Amb l'exposició a la llum, el nucli supraquiasmàtic ens indica que és hora d'estar despert. Eleva la temperatura de el cos i augmenta la producció d'hormones com el cortisol.
A més, retarda l'alliberament d'hormones com la melatonina, l'augment es relaciona amb l'aparició de la son i sol produir-se quan captem que l'entorn és fosc. Aquests nivells romanen elevats tota la nit perquè puguem dormir adequadament.
Les neurones emeten potencials d'acció en ritmes de 24 hores. Específicament, a l'mig dia, la velocitat de tret de les neurones arriba a un nivell màxim. No obstant això, a mesura que cau la nit, els potencials d'acció disminueixen la seva freqüència.
La part dorsomedial d'aquest nucli és la que es pensa que és la responsable dels cicles endògens de 24 hores. És a dir, que puguem mantenir els nostres ritmes circadians tot i mantenir-nos en la foscor.
funcionament
Quan arriba llum ambiental a la retina, aquesta activa unes cèl·lules fotosensibles anomenades cèl·lules ganglionars. Aquestes cèl·lules converteixen les partícules de llum (fotons) en senyals elèctrics. Les neurones de la retina envien aquestes senyals a través dels nervis òptics.
Aquests nervis es creuen formant el quiasma òptic. Posteriorment la informació visual arriba a la part posterior de l'cervell, anomenada lòbul occipital. Allà es processa en forma d'imatges que percebem de manera conscient.
No obstant això, hi ha un grup de neurones que surten des del quiasma òptic i arriben cap al nucli supraquiasmàtic per exercir les funcions cícliques de l'organisme. Així, aquest nucli decideix activar o inhibir a la glàndula pineal perquè segregui diferents hormones. Entre elles, la melatonina.
Les influències circadiàries de les neurones de l'nucli supraquiasmàtic s'expandeixen a través dels diferents òrgans diana de el cos per diferents senyals neuronals i per la circulació de la melatonina.
El nucli supraquiasmàtic regula la secreció de melatonina de la glàndula pineal segons la llum i foscor de l'ambient. La melatonina és una substància que controla el somni i altres activitats cícliques de l'organisme.
La melatonina té una funció tant de rellotge marcant cada hora del dia, com de calendari assenyalant l'època de l'any a tots els teixits de el cos.
S'ha trobat que les alteracions de la melatonina estan relacionades amb els trastorns de la son propis de l'envelliment, la malaltia d'Alzheimer i altres malalties neurodegeneratives. De fet, sembla tenir efectes antioxidants, protegint a les nostres neurones.
Alteracions de l'nucli supraquiasmàtic
L'activitat de l'nucli supraquiasmàtic pot alterar-se en diferents etapes de la vida. Per exemple, en adolescents els nivells de melatonina s'eleven més tard que a la majoria de nens i adults. Per això, poden tenir dificultats per anar a dormir d'hora.
D'altra banda, en la gent gran, es donen més desvetllaments durant la nit ja que l'alliberament de melatonina es va alterant a mesura que avancem en edat.
El funcionament de l'nucli supraquiasmàtic pot desregularse per factors externs. Això és el que passa amb el jet lag o si no mantenim una rutina diària i obliguem al nostre cos a romandre despert durant la nit.
És important destacar que, en les malalties neurodegeneratives com l'Alzheimer, els ritmes circadians s'alteren causa de la pèrdua progressiva de neurones en el nucli supraquiasmático.
referències
- Benarroch, EE (2008). Suprachiasmatic nucleus and melatonina Reciprocal interactions and clinical correlations. Neurology, 71 (8), 594-598.
- Mirmiran, M., Swaab, DF, Kok, JH, Hofman, MA, Witting, W., & Van Gool, WA (1992). Circadian Rhythms and the suprachiasmatic nucleus in perinatal development, aging and Alzheimer 's disease. Progress in brain research, 93, 151-163.
- Moore, RI (2007). Suprachiasmatic nucleus in sleep-wake regulation. Sleep medicine, 8, 27-33.
- SLEEP DRIVE AND YOUR BODY CLOCK. (Sf). Recuperat el 20 d'abril de 2017, de National Sleep Foundation: sleepfoundation.org.
- Suprachiasmatic nucleus. (Sf). Recuperat el 20 d'abril de 2017, de Wikipedia: en.wikipedia.org.
- The Human Suprachiasmatic Nucleus. (Sf). Recuperat el 20 d'abril de 2017, de BioInteractive: hhmi.org.
- THE SUPRACHIASMATIC NUCLEI AND THE pineal gland. (Sf). Recuperat el 20 d'abril de 2017, de The brain from top to bottom: thebrain.mcgill.ca.