Lokasi Inti, Fungsi dan Perubahan Supraquiasmatic Nucleus

itu inti suprachiasmatic (NSQ) terdiri dari dua struktur otak kecil (satu di setiap belahan otak) yang terdiri dari neuron yang mengatur ritme biologis..

Struktur ini memiliki bentuk sayap dan seukuran ujung pensil. Mereka terletak di bagian anterior hipotalamus.

Inti suprachiasmatic ditandai dengan menjadi jam internal kita, mengendalikan ritme sirkadian kita. Ini bertanggung jawab untuk menghasilkan siklus tidur dan bangun hampir 24 jam.

Ini memicu serangkaian peristiwa neuronal dan hormonal untuk mengontrol berbagai fungsi organisme dalam siklus 24 jam. Untuk ini, ia menggunakan sekitar 20.000 neuron. Struktur ini berinteraksi dengan banyak daerah otak lainnya.

Bahkan tanpa sinyal cuaca eksternal, ritme biologis ini tetap terjaga. Namun, sinar matahari dan rangsangan lingkungan lainnya memengaruhi pemeliharaan siklus 24 jam ini. Artinya, cahaya harus menyesuaikan jam internal setiap pagi sehingga organisme tetap selaras dengan dunia luar.

Investigasi 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 diisolasi dari cahaya hari..

Di sisi lain, dalam percobaan dengan tikus di mana inti suprachiasmatic dihancurkan, siklus tidur dan bangun mereka menjadi benar-benar kacau..

Tampaknya mekanisme ini tidak hanya bersifat endogen, tetapi juga memiliki asal genetik. Ritme ini diaktifkan oleh aktivitas siklik dari gen-gen tertentu. Secara khusus, aktivitas sirkadian adalah refleksi dari pola ritme ekspresi gen esensial. Ini dikenal sebagai "gen jam".

Lokasi

Inti suprachiasmatic terletak di dasar otak, di sebelah hipotalamus. Namanya karena terletak di atas chiasm optik, di mana saraf optik bersilangan. Mereka terletak secara bilateral di setiap sisi ventrikel otak ketiga.

Nukleus ini berada di tempat yang strategis untuk dapat menerima sinyal dari saraf optik, yang menunjukkan intensitas cahaya yang memasuki retina..

Fungsi

Makhluk hidup telah beradaptasi dengan lingkungan yang ada dengan tujuan menjaga kelangsungan hidup spesies. Untuk melakukan ini, mereka telah mengembangkan dua keadaan perilaku mendasar: aktivitas dan perilaku adaptif, dan istirahat.

Pada mamalia, kondisi ini diidentifikasi sebagai bangun dan tidur. Ini terjadi dalam siklus 24 jam yang tepat yang telah berevolusi sebagai adaptasi terhadap siklus cahaya dan kegelapan matahari.

Sekarang diketahui bahwa ritme sirkadian ini ditemukan dalam 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 sudah waktunya untuk bangun. Meningkatkan suhu tubuh dan meningkatkan produksi hormon seperti kortisol.

Selain itu, ia menunda pelepasan hormon seperti melatonin, yang peningkatannya terkait dengan timbulnya tidur dan biasanya terjadi ketika kita melihat bahwa lingkungannya gelap. Level ini tetap tinggi sepanjang malam sehingga kita bisa tidur dengan benar.

Neuron memancarkan potensi aksi dalam ritme 24 jam. Secara khusus, pada siang hari, laju pembakaran neuron mencapai tingkat maksimum. Namun, saat malam tiba, potensi aksi mengurangi frekuensi mereka.

Bagian dorsomedial dari nukleus ini adalah yang dianggap bertanggung jawab atas siklus endogen 24 jam. Yaitu, kita dapat mempertahankan ritme sirkadian meskipun tetap membuat kita dalam kegelapan.

Cara kerja inti suprachiasmatic?

Ketika cahaya sekitar mencapai retina, ia mengaktifkan sel fotosensitif yang disebut sel ganglion. Sel-sel ini mengubah partikel cahaya (foton) menjadi sinyal listrik. Neuron di retina mengirim sinyal ini melalui saraf optik.

Saraf-saraf ini bersilangan membentuk chiasm optik. Kemudian informasi visual mencapai bagian belakang otak, yang disebut lobus oksipital. Itu diproses dalam bentuk gambar yang secara sadar kita rasakan.

Namun, ada sekelompok neuron yang berasal dari chiasm optik dan mencapai nukleus suprachiasmatic untuk menjalankan fungsi siklik organisme. Dengan demikian, nukleus ini memutuskan untuk mengaktifkan atau menghambat kelenjar pineal sehingga mengeluarkan hormon yang berbeda. Diantaranya, melatonin.

Pengaruh sirkadian dari neuron nukleus suprachiasmatic berkembang melalui organ target tubuh yang berbeda dengan sinyal neuron yang berbeda dan oleh sirkulasi melatonin.

Inti suprachiasmatic mengatur sekresi melatonin dari kelenjar pineal sesuai dengan cahaya dan kegelapan lingkungan. Melatonin adalah zat yang mengendalikan tidur dan aktivitas siklik tubuh lainnya. 

Melatonin memiliki fungsi panggilan kedua jam setiap jam dalam sehari, dan kalender yang menunjukkan waktu tahun untuk semua jaringan tubuh.

Telah ditemukan bahwa perubahan melatonin terkait dengan gangguan tidur khas penuaan, penyakit Alzheimer dan penyakit neurodegeneratif lainnya. Bahkan, tampaknya memiliki efek antioksidan, melindungi neuron kita.

Perubahan nukleus suprachiasmatic

Aktifitas dapat diubah dalam berbagai tahap kehidupan. Sebagai contoh, pada remaja, kadar melatonin naik lebih lambat dari pada kebanyakan anak-anak dan orang dewasa. Karena itu, mereka mungkin kesulitan tidur lebih awal.

Di sisi lain, pada orang tua, ada lebih banyak kebangkitan pada malam hari karena pelepasan melatonin berubah seiring bertambahnya usia..

Pengoperasian nukleus suprachiasmatic dapat dideregulasi oleh faktor-faktor eksternal. Inilah yang terjadi dengan jet lag atau jika kita tidak mempertahankan rutinitas harian dan memaksa tubuh kita untuk tetap terjaga di malam hari.

Penting untuk dicatat bahwa, pada penyakit neurodegeneratif seperti Alzheimer, ritme sirkadian diubah karena hilangnya neuron secara progresif dalam nukleus suprachiasmatic..

Referensi

1. Benarroch, E. E. (2008). Inti suprachiasmatic dan melatonin. Interaksi timbal balik dan korelasi klinis. Neurologi, 71 (8), 594-598.
2. Mirmiran, M., Swaab, D.F., Kok, J.H., Hofman, M.A., Witting, W., & Van Gool, W. (1992). Irama sirkadian dan nukleus suprachiasmatic pada perkembangan perinatal, penuaan dan penyakit Alzheimer. Kemajuan dalam penelitian otak, 93, 151-163.
3. Moore, R. Y. (2007). Inti suprachiasmatic dalam pengaturan tidur-bangun. Obat tidur, 8, 27-33.
4. TIDUR DRIVE DAN JAM TUBUH ANDA. (s.f.). Diperoleh pada 20 April 2017, dari National Sleep Foundation: sleepfoundation.org.
5. Inti suprachiasmatic. (s.f.). Diperoleh pada 20 April 2017, dari Wikipedia: en.wikipedia.org.
6. Inti Suprachiasmatic Manusia. (s.f.). Diperoleh pada 20 April 2017, dari BioInteractive: hhmi.org.
7. NUCLEI SUPRACHIASMATIC DAN PANDANG PINEAL. (s.f.). Diperoleh pada 20 April 2017, dari Otak dari atas ke bawah: thebrain.mcgill.ca.