הגרעין התצלובתי הוא מרכז מוח שיפקיד להיות השעון הפנימי שלנו, שליטה בקצב יממה. זה אחראי על יצירת מחזורי השינה והעירות קרוב ל -24 שעות. זה מורכב משני מבנים מוחיים קטנים המורכבים מנוירונים המווסתים את המקצבים הביולוגיים. מבנים אלה מעוצבים ככנפיים והם בגודל קצה העיפרון; הם ממוקמים בחלק הקדמי של ההיפותלמוס.
הגרעין העל-מוחי מעורר סדרה של אירועים עצביים והורמונליים כדי לשלוט בתפקודים השונים בגוף במחזור של 24 שעות. לשם כך הוא משתמש בכ 20,000 נוירונים. מבנה זה מקיים אינטראקציה עם אזורי מוח רבים אחרים.
אפילו ללא אותות מזג אוויר חיצוניים, מקצבים ביולוגיים אלה נשמרים. עם זאת, אור שמש וגירויים סביבתיים אחרים משפיעים על תחזוקת מחזור זה 24 שעות ביממה. במילים אחרות, האור צריך לאפס את השעון הפנימי בכל בוקר כך שהגוף יישאר מסונכרן עם העולם שבחוץ.
מחקירות שנערכו עם נוירונים בודדים של הגרעין העל-מוחי, עולה כי כל אחד מהם הוא שעון פונקציונלי. אלה מסונכרנים עם פעילות התאים השכנים שלהם.
נמצא, בניסויים רבים, כי תנודות המחזור הצבאי האנושי נשמרות גם כאשר אנו מבודדים מאור יום.
לעומת זאת, בניסויים עם מכרסמים שבהם נהרסו הגרעינים העל-מוחיים, מחזורי ערות השינה שלהם הפכו לא מאורגנים לחלוטין.
נראה כי מנגנון זה אינו רק אנדוגני, אלא גם מקורו גנטי. מקצבים אלה מופעלים על ידי פעילות מחזורית של גנים מסוימים. באופן ספציפי, פעילות בצירוף היא השתקפות של דפוס ביטוי קצבי של גנים חיוניים. אלה מכונים "גנים לשעון".
מקום
הגרעין העל-מוחי ממוקם בבסיס המוח, בסמוך להיפותלמוס. שמה נובע מהעובדה שהוא ממוקם מעל לפתח האופטי, שם מצטלבים עצבי הראייה. הם ממוקמים דו צדדית בכל צד של חדר המוח השלישי.
גרעין זה נמצא במקום אסטרטגי כדי להיות מסוגל לקבל איתותים מעצבי הראייה, המציין את עוצמת האור שנכנס לרשתית.
מאפיינים
יצורים חיים הסתגלו לסביבה הקיימת במטרה לשמור על הישרדותו של המין. לשם כך הם פיתחו שני מצבי התנהגות בסיסיים: פעילות והתנהגות אדפטיבית, ומנוחה.
אצל יונקים מצבים אלו מזוהים כערות ושינה. אלה מתרחשים במחזורים מדויקים של 24 שעות שהתפתחו כהסתגלות למחזור השמש של אור וחושך.
כיום ידוע כי מקצבים צירים אלה נמצאים בתאים בכל הגוף. הגרעין העל-מוחי הוא הקוצב העשוי השולט בזמני מנוחה, פעילות, טמפרטורת גוף, רעב והפרשת הורמונים. לשם כך הוא מתאם עם אזורי מוח אחרים ורקמות גוף אחרות.
עם חשיפה לאור, הגרעין העל-מוחי אומר לנו שהגיע הזמן להיות ער. זה מעלה את חום הגוף ומגביר את ייצור ההורמונים כמו קורטיזול.
בנוסף, זה מעכב את שחרורם של הורמונים כמו מלטונין, שהעלייה שלהם קשורה לתחילת השינה ומתרחשת בדרך כלל כאשר אנו תופסים שהסביבה חשוכה. רמות אלה נשארות גבוהות לאורך כל הלילה כך שנוכל לישון כמו שצריך.
נוירונים פולטים פוטנציאל פעולה במקצבים של 24 שעות. באופן ספציפי בצהריים, מהירות הירי של נוירונים מגיעה לרמה מקסימאלית. עם זאת, עם רדת הלילה, פוטנציאל הפעולה פוחת בתדירות.
נראה כי החלק הגבי של הגרעין הזה אחראי למחזורים אנדוגניים של 24 שעות. כלומר, אנו יכולים לשמור על המקצבים הצמודים שלנו למרות להישאר בחושך.
תִפקוּד
כאשר אור הסביבה פוגע ברשתית, הוא מפעיל תאים רגישים המכונים תאי גנגליון. תאים אלה ממירים חלקיקי אור (פוטונים) לאותות חשמליים. נוירונים ברשתית העין מעבירים אותות אלה דרך עצבי הראיה.
עצבים אלה חוצים ויוצרים את הכריזמה האופטית. מאוחר יותר, המידע החזותי מגיע לחלק האחורי של המוח, הנקרא האונה האבספיטאלית. שם זה מעובד בצורה של תמונות שאנחנו תופסים במודע.
עם זאת, קיימת קבוצה של נוירונים שעוזבים את הכריזמה האופטית ומגיעים לגרעין העל-מוחי כדי להפעיל את התפקודים המחזוריים של האורגניזם. כך, גרעין זה מחליט להפעיל או לעכב את בלוטת האצטרובל להפרשת הורמונים שונים. ביניהם, מלטונין.
ההשפעות הצירקדיות של נוירונים בגרעין העל-מוחי מופצות דרך אברי המטרה השונים בגוף על ידי אותות עצביים שונים ועל ידי זרימת מלטונין.
הגרעין העל-מוחי מסדיר את הפרשת המלטונין מבלוטת האצטרובל על פי האור והחושך של הסביבה. מלטונין הוא חומר השולט בשינה ופעילויות מחזוריות אחרות בגוף.
למלטונין פונקציה הן כשעון המסמן כל שעה ביום, כמו גם לוח שנה המציין את זמן השנה לכל רקמות הגוף.
נמצא כי הפרעות במלטונין קשורות להפרעות שינה הקשורות להזדקנות, מחלת אלצהיימר ומחלות עצביות אחרות. למעשה, נראה שיש לו השפעות נוגדות חמצון, המגנים על העצבים שלנו.
שינויים בגרעין Suprachiasmatic
ניתן לשנות את פעילות הגרעין העל-מוחי בשלבים שונים של החיים. לדוגמה, בקרב מתבגרים, רמות המלטונין עולות מאוחר מאשר אצל מרבית הילדים והמבוגרים. בגלל זה, יתכן שהם מתקשים ללכת לישון מוקדם.
לעומת זאת, בקרב קשישים ישנן יותר התעוררות במהלך הלילה מאז שחרור המלטונין משתנה ככל שאנו מתקדמים בגיל.
ניתן לווסת את תפקוד הגרעין העל-מוחי על ידי גורמים חיצוניים. זה מה שקורה עם ג'ט לג או אם אנחנו לא מקפידים על שגרה יומיומית ומאלצים את גופנו להישאר ערים בלילה.
חשוב לציין כי במחלות ניווניות, כמו אלצהיימר, מקצבים צירפיים משתנים בגלל אובדן מתמשך של נוירונים בגרעין העל-מוחי.
הפניות
- Benarroch, EE (2008). גרעין Suprachiasmatic ומלטונין אינטראקציות הדדיות וקורלציות קליניות. נוירולוגיה, 71 (8), 594-598.
- Mirmiran, M., Swaab, DF, Kok, JH, Hofman, MA, Witting, W., and Van Gool, WA (1992). מקצבים צמודים והגרעין העל-מוחי בהתפתחות הלידה, הזדקנות ומחלת אלצהיימר. התקדמות במחקר מוח, 93, 151-163.
- מור, RY (2007). גרעין Suprachiasmatic בשינה - ויסות מעורר. רפואת שינה, 8, 27-33.
- לנהוג בשכיבה ושעון הגוף שלך. (sf). הוחזר ב- 20 באפריל 2017 מהקרן הלאומית לשינה: sleepfoundation.org.
- גרעין Suprachiasmatic. (sf). הוחזר ב- 20 באפריל 2017 מוויקיפדיה: en.wikipedia.org.
- הגרעין העל-מוחי-אנושי. (sf). הוחזר ב- 20 באפריל 2017 מ- BioInteractive: hhmi.org.
- הגרעין הסופראשימטי והבלב האורני. (sf). הוחזר ב- 20 באפריל 2017 מהמוח מלמעלה למטה: thebrain.mcgill.ca.