The suprachiasmatic nucleus merupakan pusat otak yang berfungsi untuk menjadi jam internal kami, mengendalikan ritme sirkadian. Ini bertanggung jawab untuk menghasilkan siklus tidur dan bangun hampir 24 jam. Itu 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.
Inti suprachiasmatic memicu serangkaian peristiwa neuronal dan hormonal untuk mengontrol berbagai fungsi tubuh dalam siklus 24 jam. Untuk melakukan ini, ia menggunakan sekitar 20.000 neuron. Struktur ini berinteraksi dengan banyak daerah otak lainnya.
Bahkan tanpa sinyal cuaca eksternal, ritme biologis ini tetap dipertahankan. Namun, sinar matahari dan rangsangan lingkungan lainnya mempengaruhi pemeliharaan siklus 24 jam ini. Dengan kata lain, cahaya harus menyetel 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 tetangganya.
Telah ditemukan, dalam banyak eksperimen, bahwa fluktuasi siklus sirkadian manusia dipertahankan bahkan ketika kita diisolasi dari siang hari.
Di sisi lain, dalam eksperimen dengan hewan pengerat di mana inti suprachiasmatic dihancurkan, siklus tidur-bangun mereka menjadi tidak teratur sama sekali.
Tampaknya mekanisme ini tidak hanya bersifat endogen, tetapi juga memiliki asal usul genetik. Ritme ini diaktivasi oleh aktivitas siklus gen tertentu. Secara khusus, aktivitas sirkadian adalah cerminan dari pola ritme ekspresi gen esensial. Ini dikenal sebagai "gen jam".
Lokasi
Inti suprachiasmatic terletak di dasar otak, di sebelah hipotalamus. Namanya berasal dari fakta bahwa ia terletak di atas kiasma optik, tempat saraf optik berpotongan. Mereka terletak secara bilateral di setiap sisi ventrikel serebral ketiga.
Inti ini berada di 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 dengan tujuan untuk menjaga kelangsungan hidup spesies tersebut. 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 telah berevolusi sebagai adaptasi terhadap siklus terang dan gelap matahari.
Irama sirkadian ini sekarang diketahui ditemukan di sel-sel di seluruh tubuh. Inti 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, penundaan pelepasan hormon seperti melatonin, yang peningkatannya terkait dengan permulaan tidur dan biasanya terjadi ketika kita merasakan bahwa lingkungannya gelap. Kadar ini tetap tinggi sepanjang malam agar kita bisa tidur nyenyak.
Neuron memancarkan potensi aksi dalam ritme 24 jam. Secara khusus, pada siang hari, kecepatan tembak neuron mencapai tingkat maksimum. Namun, saat malam tiba, potensi aksi berkurang dalam frekuensi.
Bagian dorsomedial nukleus ini dianggap bertanggung jawab atas siklus 24 jam endogen. Artinya, kita bisa mempertahankan ritme sirkadian kita meski berada dalam kegelapan.
Berfungsi
Ketika cahaya sekitar mengenai retina, ia mengaktifkan 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 kiasme optik. Kemudian, informasi visual mencapai bagian belakang otak, yang disebut lobus oksipital. Di sana diolah dalam bentuk gambar yang kita rasakan secara sadar.
Namun, ada sekelompok neuron yang meninggalkan kiasma optik dan mencapai nukleus suprachiasmatic untuk menjalankan fungsi siklus organisme. Jadi, nukleus ini memutuskan untuk mengaktifkan atau menghambat kelenjar pineal untuk mengeluarkan hormon yang berbeda. Diantaranya, melatonin.
Pengaruh sirkadian neuron dalam nukleus suprachiasmatic disebarkan melalui organ target tubuh yang berbeda dengan sinyal neuron yang berbeda dan dengan sirkulasi melatonin.
Inti suprachiasmatic mengatur sekresi melatonin dari kelenjar pineal sesuai dengan terang dan gelap lingkungan. Melatonin adalah zat yang mengontrol tidur dan aktivitas siklus lainnya di dalam tubuh.
Melatonin memiliki fungsi baik sebagai jam yang menandai setiap jam dalam sehari, maupun sebagai kalender yang menunjukkan waktu dalam setahun ke seluruh jaringan tubuh.
Gangguan melatonin telah ditemukan terkait dengan gangguan tidur terkait penuaan, penyakit Alzheimer, dan penyakit neurodegeneratif lainnya. Faktanya, tampaknya memiliki efek antioksidan, melindungi neuron kita.
Perubahan inti suprachiasmatic
Aktivitas inti suprachiasmatic dapat diubah pada berbagai tahap kehidupan. Misalnya, pada remaja, kadar melatonin naik 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 diubah seiring bertambahnya usia.
Fungsi inti suprachiasmatic dapat tidak diatur oleh faktor-faktor eksternal. Inilah yang terjadi dengan jet lag atau jika kita tidak menjaga rutinitas harian 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). Inti suprachiasmatic 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). Irama sirkadian dan nukleus suprachiasmatic dalam perkembangan perinatal, penuaan dan penyakit Alzheimer. Kemajuan dalam penelitian otak, 93, 151-163.
- Moore, RY (2007). Inti suprachiasmatic dalam pengaturan tidur - bangun. Obat tidur, 8, 27-33.
- SLEEP DRIVE DAN JAM TUBUH ANDA. (sf). Diperoleh pada 20 April 2017, dari National Sleep Foundation: sleepfoundation.org.
- Inti suprachiasmatic. (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 PINEAL GLAND. (sf). Diperoleh pada 20 April 2017, dari The brain from top to bottom: thebrain.mcgill.ca.