suprachiasmatic nucleus merupakan pusat otak yang berfungsi untuk menjadi jam internal kita, mengendalikan ritme sirkadian. Ini bertanggung jawab untuk menghasilkan siklus tidur dan bangun hampir 24 jam. Ini terdiri dari dua struktur otak kecil yang terdiri dari neuron yang mengatur ritme biologis. Struktur ini berbentuk seperti sayap dan seukuran ujung pensil; Mereka terletak di bagian anterior hipotalamus.
suprachiasmatic nucleus memicu serangkaian acara neuronal dan hormonal untuk mengontrol fungsi tubuh yang berbeda dalam siklus 24 jam. Untuk melakukan ini, ia menggunakan sekitar 20.000 neuron. Struktur ini berinteraksi dengan banyak daerah otak lainnya.
Lokasi nukleus suprachiasmatic
Bahkan tanpa sinyal cuaca eksternal, ritme biologis ini tetap terjaga. Namun, sinar matahari dan rangsangan lingkungan lainnya mempengaruhi pemeliharaan siklus 24 jam ini. Dengan kata lain, cahaya harus mengatur ulang jam internal setiap pagi agar tubuh tetap sinkron dengan dunia luar.
Penyelidikan yang dilakukan dengan neuron individu dari nukleus suprachiasmatic menunjukkan bahwa masing-masing dari mereka adalah jam fungsional. Ini disinkronkan dengan aktivitas sel tetangga mereka.
Telah ditemukan, dalam banyak percobaan, bahwa fluktuasi siklus sirkadian manusia dipertahankan bahkan ketika kita terisolasi dari siang hari.
Di sisi lain, dalam percobaan dengan hewan pengerat di mana inti suprachiasmatic dihancurkan, siklus tidur-bangun mereka menjadi tidak teratur.
Tampaknya mekanisme ini tidak hanya endogen, tetapi juga memiliki asal genetik. Ritme ini diaktifkan oleh aktivitas siklus gen tertentu. Secara khusus, aktivitas sirkadian adalah refleksi dari pola ritme ekspresi gen esensial. Ini dikenal sebagai “gen jam.”
Indeks artikel
Lokasi
Diagram yang menunjukkan pengaruh siklus gelap-terang pada ritme sirkadian
Nukleus suprachiasmatic terletak di dasar otak, di sebelah hipotalamus. Namanya karena fakta bahwa ia terletak di atas kiasma optik , di mana saraf optik berpotongan. Mereka terletak bilateral di setiap sisi ventrikel serebral ketiga.
Nukleus ini berada pada tempat yang strategis untuk dapat menerima sinyal dari saraf optik yang menunjukkan intensitas cahaya yang masuk ke retina.
Fitur
Makhluk hidup telah beradaptasi dengan lingkungan yang ada untuk mempertahankan kelangsungan hidup spesies. Untuk ini, mereka telah mengembangkan dua keadaan dasar perilaku: aktivitas dan perilaku adaptif, dan istirahat.
Pada mamalia, keadaan ini diidentifikasi sebagai terjaga dan tidur. Ini terjadi dalam siklus 24 jam yang tepat yang telah berevolusi sebagai adaptasi terhadap siklus matahari terang dan gelap.
Ritme sirkadian ini sekarang diketahui ditemukan di sel-sel di seluruh tubuh. Nukleus suprachiasmatic adalah alat pacu jantung sirkadian yang mengontrol waktu istirahat, aktivitas, suhu tubuh, rasa lapar, dan sekresi hormon. Untuk melakukan ini, ia berkoordinasi dengan daerah otak lain dan jaringan tubuh lainnya.
Dengan paparan cahaya, nukleus suprachiasmatic memberi tahu kita bahwa inilah saatnya untuk bangun. Ini meningkatkan suhu tubuh dan meningkatkan produksi hormon seperti kortisol.
Selain itu, menunda pelepasan hormon seperti melatonin , yang peningkatannya terkait dengan permulaan tidur dan biasanya terjadi ketika kita melihat bahwa lingkungan gelap. Kadar ini tetap tinggi sepanjang malam sehingga kita bisa tidur dengan nyenyak.
Neuron memancarkan potensial aksi dalam ritme 24 jam. Secara khusus, pada siang hari, kecepatan penembakan neuron mencapai tingkat maksimum. Namun, saat malam tiba, potensial aksi berkurang frekuensinya.
Bagian dorsomedial dari nukleus ini dianggap bertanggung jawab atas siklus 24 jam endogen. Artinya, kita dapat mempertahankan ritme sirkadian kita meskipun berada dalam kegelapan.
berfungsi
Ketika cahaya sekitar mengenai retina, ia mengaktifkan sel-sel fotosensitif yang disebut sel ganglion. Sel-sel ini mengubah partikel cahaya (foton) menjadi sinyal listrik. Neuron di retina mengirimkan sinyal ini melalui saraf optik.
Saraf ini bersilangan untuk membentuk kiasma optikum. Kemudian, informasi visual mencapai bagian belakang otak, yang disebut lobus oksipital . Di sana diproses dalam bentuk gambar yang secara sadar kita rasakan.
Namun, ada sekelompok neuron yang meninggalkan kiasma optikum dan mencapai nukleus suprakiasmatik untuk menjalankan fungsi siklus organisme. Dengan demikian, nukleus ini memutuskan untuk mengaktifkan atau menghambat kelenjar pineal untuk mengeluarkan hormon yang berbeda. Di antaranya, melatonin.
Pengaruh sirkadian neuron di nukleus suprachiasmatic disebarkan melalui berbagai organ target tubuh oleh sinyal neuron yang berbeda dan oleh peredaran melatonin.
Nukleus suprachiasmatic mengatur sekresi melatonin dari kelenjar pineal sesuai dengan terang dan gelapnya lingkungan. Melatonin adalah zat yang mengontrol tidur dan aktivitas siklus lainnya dalam tubuh.
Melatonin memiliki fungsi baik sebagai penunjuk jam setiap jam dalam sehari, dan sebagai kalender yang menunjukkan waktu dalam setahun ke semua jaringan tubuh.
Gangguan melatonin telah ditemukan terkait dengan gangguan tidur terkait penuaan, penyakit Alzheimer, dan penyakit neurodegeneratif lainnya. Bahkan, tampaknya memiliki efek antioksidan, melindungi neuron kita.
Perubahan nukleus suprachiasmatic
Aktivitas nukleus suprachiasmatic dapat diubah pada berbagai tahap kehidupan. Misalnya, pada remaja, kadar melatonin meningkat lebih lambat daripada kebanyakan anak-anak dan orang dewasa. Karena itu, mereka mungkin sulit tidur lebih awal.
Di sisi lain, pada orang tua, lebih banyak terbangun di malam hari, karena pelepasan melatonin berubah seiring bertambahnya usia.
Fungsi nukleus suprachiasmatic dapat didisregulasi oleh faktor eksternal. Inilah yang terjadi dengan jet lag atau jika kita tidak menjaga rutinitas sehari-hari dan memaksa tubuh kita untuk tetap terjaga di malam hari.
Yang penting, pada penyakit neurodegeneratif seperti Alzheimer, ritme sirkadian diubah karena hilangnya neuron secara progresif di nukleus suprachiasmatic.
Referensi
- Benarroch, EE (2008). Nukleus suprakiasmatik dan melatonin Interaksi timbal balik dan korelasi klinis. Neurologi, 71 (8), 594-598.
- Mirmiran, M., Swaab, DF, Kok, JH, Hofman, MA, Witting, W., & Van Gool, WA (1992). Ritme sirkadian dan nukleus suprachiasmatic dalam perkembangan perinatal, penuaan dan penyakit Alzheimer. Kemajuan dalam penelitian otak, 93, 151-163.
- Moore, RY (2007). Nukleus suprachiasmatic dalam tidur – pengaturan bangun. Obat tidur, 8, 27-33.
- SLEEP DRIVE DAN JAM TUBUH ANDA. (sf). Diperoleh pada 20 April 2017, dari National Sleep Foundation: sleepfoundation.org.
- Nukleus suprakiasmatik. (sf). Diperoleh pada 20 April 2017, dari Wikipedia: en.wikipedia.org.
- Inti Suprachiasmatic Manusia. (sf). Diperoleh pada 20 April 2017, dari BioInteractive: hhmi.org.
- NUKLEI SUPRACHIASMATIC DAN KELENJAR PINEAL. (sf). Diakses pada 20 April 2017, dari Otak dari atas ke bawah: thebrain.mcgill.ca.