ตำแหน่งของนิวเคลียส Supraquiasmatic หน้าที่และการเปลี่ยนแปลง

นิวเคลียส suprachiasmatic (NSQ) ประกอบด้วยสองโครงสร้างสมองเล็ก ๆ (หนึ่งในแต่ละซีกสมอง) ประกอบด้วยเซลล์ประสาทที่ควบคุมจังหวะทางชีวภาพ.

โครงสร้างเหล่านี้มีรูปร่างของปีกและมีขนาดของปลายดินสอ พวกเขาตั้งอยู่ในส่วนหน้าของมลรัฐ.

นิวเคลียส suprachiasmatic มีลักษณะเป็นนาฬิกาภายในของเราควบคุมจังหวะ circadian ของเรา มันมีหน้าที่ในการสร้างรอบการนอนหลับและปลุกใกล้ถึง 24 ชั่วโมง.

สิ่งนี้ก่อให้เกิดเหตุการณ์ต่าง ๆ ของเส้นประสาทและฮอร์โมนเพื่อควบคุมการทำงานของอวัยวะต่าง ๆ ในรอบ 24 ชั่วโมง สำหรับสิ่งนี้มันใช้ประมาณ 20,000 เซลล์ประสาท โครงสร้างนี้โต้ตอบกับพื้นที่สมองอื่น ๆ อีกมากมาย.

แม้ว่าจะไม่มีสัญญาณสภาพอากาศภายนอกก็ตาม แต่จังหวะทางชีวภาพเหล่านี้ก็ยังคงอยู่ อย่างไรก็ตามแสงแดดและสิ่งกระตุ้นสิ่งแวดล้อมอื่น ๆ มีผลต่อการบำรุงรักษาวงจร 24 ชั่วโมงนี้ นั่นคือแสงจะต้องปรับนาฬิกาภายในทุก ๆ เช้าเพื่อให้สิ่งมีชีวิตอยู่ในเวลาเดียวกันกับโลกภายนอก.

การสืบสวนดำเนินการกับเซลล์ประสาทส่วนบุคคลของนิวเคลียส suprachiasmatic แสดงให้เห็นว่าพวกเขาแต่ละคนเป็นนาฬิกาทำงาน สิ่งเหล่านี้จะประสานกับกิจกรรมของเซลล์ข้างเคียง.

ในการทดลองหลาย ๆ ครั้งพบว่าความผันผวนของวัฏจักร circadian ของมนุษย์ยังคงอยู่แม้ว่าเราจะโดดเดี่ยวจากแสงของวัน.

ในทางตรงกันข้ามในการทดลองกับหนูที่นิวเคลียสของ suprachiasmatic ถูกทำลายวงจรการนอนหลับและตื่นของพวกเขาก็ไม่เป็นระเบียบ.

ดูเหมือนว่ากลไกนี้ไม่เพียง แต่ภายนอก แต่ยังมีต้นกำเนิดทางพันธุกรรม จังหวะเหล่านี้ถูกกระตุ้นโดยกิจกรรมวนรอบของยีนบางชนิด โดยเฉพาะอย่างยิ่งกิจกรรม circadian เป็นภาพสะท้อนของรูปแบบจังหวะของการแสดงออกของยีนที่สำคัญ สิ่งเหล่านี้รู้จักกันในนาม "ยีนสัญญาณนาฬิกา".

ที่ตั้ง

นิวเคลียส suprachiasmatic ตั้งอยู่ที่ฐานของสมองถัดจาก hypothalamus ชื่อของมันคือเพราะมันตั้งอยู่ด้านบนของ chiasm แก้วนำแสงที่เส้นประสาทตาข้าม พวกเขาตั้งอยู่ทั้งสองข้างในแต่ละด้านของช่องสมองส่วนที่สาม.

นิวเคลียสนี้อยู่ในจุดยุทธศาสตร์ที่จะสามารถรับสัญญาณจากเส้นประสาทตาซึ่งแสดงถึงความเข้มของแสงที่เข้าสู่เรตินา.

ฟังก์ชั่น

สิ่งมีชีวิตได้รับการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่มีอยู่โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อรักษาความอยู่รอดของสายพันธุ์ ในการทำเช่นนี้พวกเขาได้พัฒนาสถานะพื้นฐานของพฤติกรรมสองประการ: กิจกรรมและพฤติกรรมปรับตัวและส่วนที่เหลือ.

ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมสถานะเหล่านี้ถูกระบุว่าตื่นตัวและนอนหลับ สิ่งเหล่านี้เกิดขึ้นในรอบ 24 ชั่วโมงที่แม่นยำซึ่งพัฒนาขึ้นเพื่อปรับให้เข้ากับวัฏจักรสุริยะของแสงและความมืด.

ขณะนี้เป็นที่ทราบกันว่าจังหวะ circadian เหล่านี้พบในเซลล์ทั่วร่างกาย นิวเคลียส suprachiasmatic เป็นเครื่องกระตุ้นหัวใจแบบเป็นกลางที่ควบคุมเวลาพักผ่อนกิจกรรมอุณหภูมิร่างกายความหิวและการหลั่งฮอร์โมน เมื่อต้องการทำเช่นนี้มันจะประสานกับส่วนอื่น ๆ ของสมองและเนื้อเยื่อของร่างกาย.

ด้วยการสัมผัสกับแสงนิวเคลียส suprachiasmatic บอกเราว่าถึงเวลาที่จะต้องตื่น เพิ่มอุณหภูมิของร่างกายและเพิ่มการผลิตฮอร์โมนเช่นคอร์ติซอล.

นอกจากนี้มันยังชะลอการปล่อยฮอร์โมนเช่นเมลาโทนินซึ่งการเพิ่มขึ้นนั้นเกี่ยวข้องกับการโจมตีของการนอนหลับและมักจะเกิดขึ้นเมื่อเรารับรู้ว่าสภาพแวดล้อมมืด ระดับเหล่านี้ยังคงสูงตลอดทั้งคืนเพื่อให้เราสามารถนอนหลับได้อย่างถูกต้อง.

เซลล์ประสาทปล่อยศักยภาพการออกฤทธิ์ในจังหวะ 24 ชั่วโมง โดยเฉพาะตอนเที่ยงอัตราการยิงของเซลล์ประสาทถึงระดับสูงสุด อย่างไรก็ตามเมื่อถึงเวลากลางคืนการกระทำที่มีศักยภาพจะลดความถี่ลง.

ส่วน dorsomedial ของนิวเคลียสนี้เป็นส่วนที่เชื่อกันว่ามีความรับผิดชอบต่อวงจรภายใน 24 ชั่วโมง นั่นคือเราสามารถรักษาจังหวะ circadian ของเราแม้จะทำให้เราอยู่ในความมืด.

วิธีการทำงานของนิวเคลียส suprachiasmatic?

เมื่อแสงโดยรอบมาถึงเรตินามันจะเปิดใช้งานเซลล์แสงที่เรียกว่าเซลล์ปมประสาท เซลล์เหล่านี้แปลงอนุภาคแสง (โฟตอน) เป็นสัญญาณไฟฟ้า เซลล์ประสาทในเรตินาส่งสัญญาณเหล่านี้ผ่านเส้นประสาทตา.

เส้นประสาทเหล่านี้จะก่อให้เกิด chiasm แบบแสง ต่อมาข้อมูลภาพถึงด้านหลังของสมองที่เรียกว่ากลีบท้ายทอย มีการประมวลผลในรูปแบบของภาพที่เรารับรู้.

อย่างไรก็ตามมีกลุ่มของเซลล์ประสาทที่มาจาก chiasm แก้วนำแสงและเข้าถึงนิวเคลียส suprachiasmatic เพื่อออกกำลังกายฟังก์ชั่นวงจรของสิ่งมีชีวิต ดังนั้นนิวเคลียสนี้จึงตัดสินใจเปิดใช้งานหรือยับยั้งต่อมไพเนียลเพื่อที่จะหลั่งฮอร์โมนที่แตกต่างกัน ในหมู่พวกเขาเมลาโทนิ.

อิทธิพล circadian ของเซลล์ประสาทของนิวเคลียส suprachiasmatic ขยายผ่านอวัยวะเป้าหมายที่แตกต่างกันของร่างกายโดยสัญญาณประสาทที่แตกต่างกันและจากการไหลเวียนของเมลาโทนิ.

นิวเคลียส suprachiasmatic ควบคุมการหลั่งเมลาโทนินจากต่อมไพเนียลตามแสงและความมืดของสิ่งแวดล้อม เมลาโทนินเป็นสารที่ควบคุมการนอนหลับและการวนรอบของร่างกาย. 

เมลาโทนินมีฟังก์ชั่นการหมุนนาฬิกาทั้งสองชั่วโมงทุกวันและปฏิทินแสดงเวลาของปีไปยังเนื้อเยื่อทั้งหมดของร่างกาย.

มีการค้นพบว่าการเปลี่ยนแปลงของเมลาโทนิเกี่ยวข้องกับความผิดปกติของการนอนหลับตามแบบฉบับของอายุ, โรคอัลไซเมอร์และโรคระบบประสาท ในความเป็นจริงดูเหมือนว่าจะมีผลต้านอนุมูลอิสระปกป้องเซลล์ประสาทของเรา.

การเปลี่ยนแปลงของนิวเคลียส suprachiasmatic

กิจกรรมของสามารถเปลี่ยนแปลงได้ในขั้นตอนต่าง ๆ ของชีวิต ตัวอย่างเช่นในวัยรุ่นระดับเมลาโทนินเพิ่มขึ้นช้ากว่าในเด็กและผู้ใหญ่ส่วนใหญ่ ด้วยเหตุนี้พวกเขาอาจมีปัญหาในการเข้านอนเร็ว.

ในทางกลับกันในผู้สูงอายุมีการตื่นขึ้นมากขึ้นในช่วงกลางคืนเนื่องจากการปล่อยเมลาโทนินจะเปลี่ยนไปเมื่อเราอายุมากขึ้น.

การทำงานของนิวเคลียส suprachiasmatic สามารถลดลงได้จากปัจจัยภายนอก นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นกับ jet lag หรือถ้าเราไม่ทำกิจวัตรประจำวันและบังคับให้ร่างกายตื่นตัวในเวลากลางคืน.

มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่าในโรค neurodegenerative เช่นอัลไซเมอร์จังหวะ circadian มีการเปลี่ยนแปลงเนื่องจากการสูญเสียความก้าวหน้าของเซลล์ประสาทในนิวเคลียส suprachiasmatic.

การอ้างอิง

1. Benarroch, E. E. (2008) นิวเคลียส Suprachiasmatic และเมลาโทนินปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันและความสัมพันธ์ทางคลินิก ประสาทวิทยา, 71 (8), 594-598.
2. Mirmiran, M. , Swaab, D.F. , Kok, J.H. , Hofman, M.A. , Witting, W. , & Van Gool, W.A. (1992) จังหวะของ Circadian และนิวเคลียส suprachiasmatic ในการพัฒนาปริกำเนิดอายุและโรคอัลไซเมอร์ ความก้าวหน้าในการวิจัยสมอง, 93, 151-163.
3. Moore, R. Y. (2007) นิวเคลียส Suprachiasmatic ในการควบคุมการนอนหลับปลุก ยานอนหลับ, 8, 27-33.
4. นอนหลับไดรฟ์และนาฬิการ่างกายของคุณ ( N.d. ) สืบค้นเมื่อวันที่ 20 เมษายน 2017 จาก National Sleep Foundation: sleepfoundation.org.
5. นิวเคลียส Suprachiasmatic ( N.d. ) สืบค้นเมื่อวันที่ 20 เมษายน 2017 จาก Wikipedia: en.wikipedia.org.
6. นิวเคลียสของมนุษย์ Suprachiasmatic ( N.d. ) สืบค้นเมื่อวันที่ 20 เมษายน 2017 จาก BioInteractive: hhmi.org.
7. SUPRACHIASMATIC NUCLEI และ PINEAL GLAND ( N.d. ) สืบค้นจาก 20 เมษายน 2017 จากสมองจากบนลงล่าง: thebrain.mcgill.ca.