Suprakiasmaattinen ydin: sisäinen kello

23.3.2019
Aivotutkijoiden mukaan suprakiasmaattinen ydin on kehon sisäinen kello. Se säätelee vuorokausirytmiä. Kaikki tähän kohdistuvat muutokset voivat johtaa unettomuuteen ja muistinmenetykseen.

Suprakiasmaattinen ydin sijaitsee hypotalamuksen etuosassa, ja se sisältää noin 20 000 hermosolua. Se toimii sisäisenä kellona, säädellen nukkumisen ja heräämisen sykliä. Se vastaanottaa ärsykkeitä verkkokalvon kautta, joka sallii meidän olla enemmän tai vähemmän aktiivisia riippuen vuorokaudenajasta.

Aivan kuten eläimetkin, ihmiset ovat herkkiä ympäristön muutoksille. Maapallo ja sen kierto muodostaa valo- ja lämpötilakuvioita, jotka ehdollistavat aktiivisuuden tasojamme. Täten metabolismimme on intiimisti yhteydessä luontoon, vaikka joskus ei siltä vaikuttaisikaan.

Vuorokausirytmi on biologinen rytmi, joka toistuu luonnollisesti 24 tunnin välein. Suprakiasmaattinen ydin on yksi aivojen mielenkiintoisimmista osista, sillä se toimii vuorokausirytmin välittäjänä. Tarkemmin sanottuna tämä ydin on sääntelykeskus, joka kykenee saamaan neuronaaliset ja hormonaaliset tapahtumat liikkeelle. Toisaalta se hallitsee tärkeitä aspekteja, kuten lepoa, energiaa, ruumiin lämpötilaa, tai nälkää.

“Tarkastele luontoa läheltä, vasta sitten voit ymmärtää paremmin kaikkea.”

-Albert Einstein-

Suprakiasmaattinen ydin: sijainti ja toiminnot

Meillä on itse asiassa kaksi suprakiasmaattista ydintä. Ne sijaitsevat kummassakin aivopuoliskossa, erittäin lähellä hypotalamusta. Ne sijaitsevat juuri optisen kiasman yläpuolella, sillä ne vastaanottavat signaaleja joita verkkokalvo kaappaa säädelläkseen laajaa määrää erilaisia biologisia prosesseja.

Tutkimukset, kuten tämä tohtori Joseph L. Bendotin suorittama, kutsuvat suprakiasmaattista ydintä aivojen keskeiseksi kelloksi. Tiedämme tämän aivojen rakenteen edistävän tärkeitä prosesseja, kuten muistia ja oppimista. 

Riittävän ja levollisen unen saaminen on oleellista aivoillemme ja sen jokaiselle prosessille. Täten mikä tahansa vuorokausirytmin toimintahäiriö voi johtaa unihäiriöihin tai jopa muistinmenetykseen. 

Kuinka suprakiasmaattinen ydin toimii?

Suprakiasmaattinen ydin on monimutkainen. Sen liikkeelle asettamat biokemialliset prosessit ovat yhtä tarkkoja kuin ne ovat mutkikkaitakin.

  • Tämä alue vastaanottaa informaatiota ympäristöstä verkkokalvon välityksellä.
  • Verkkokalvo ei ole vain täynnä fotoreseptoreita, joita käytämme erottaaksemme värit ja muodot. Tämän lisäksi sillä on myös gangliosoluja, joissa on runsaasti melanopsiinia, joka on eräänlainen pigmenttityyppi.
  • Tämä pigmentti ja sen solut kuljettavat informaatiota suoraan suprakiasmaattiseen ytimeen. Myöhemmin, tämän informaation analysoimisen jälkeen, se lähettää signaaleja ylempään kaulan ganglioon. Nämä signaalit viestivät käpyrauhaselle tai epifyysille, että niiden on eritettävä melatoniinia tai estettävä sen tuotanto.
  • Jos on yö, melatoniinin eritys lisääntyy. Tämä auttaa laskemaan aktiivisuustasoja ja edistämään nukkumista. 
värikäs silmä ja silmänympärys

Suprakiasmaattinen ydin on kaikkien muiden sisäisten kellojemme herra

Tiedemiehet ovat viimeisten vuosikymmenien aikana löytäneet lisää informaatiota tästä rakenteesta, ja kiitos siitä kuuluu Drosofilia -kärpäselle. Kuten monet tietävät, tämän hyönteisen tutkiminen on tarjonnut arvokasta tietoa fundamentaalisesta biologiasta ja geneettisistä periaatteista.

Nykyään tiedämme, että suprakiasmaattinen ydin auttaa meitä hallitsemaan vuorokausirytmiä. Se tekee tämän koordinoimalla ja synkronisoimalla monia muita sisäisiä vuorokausirytmin ”kelloja”. Sekä ruumiillamme että aivoillamme on satoja eri mekanismeja, jotka säätelevät loputtomia prosesseja ja käytöksiä.

Prosessit, joita se auttaa säätelemään:

  • Nälkä
  • Ruoansulatus
  • Talviuni eläimillä
  • Ruumiinlämpö
  • Hormonien eritys
  • Se rohkaisee aivojamme ja kehoamme suorittamaan ylläpitäviä ja palauttavia tehtäviä. Se tekee tämän erityisesti REM-unen aikana.
suprakiasmaattinen ydin tarvitsee unen REM-vaihetta

Suprakiasmaattisen ytimen muutokset

Monet tekijät voivat muuttaa suprakiasmaattisen ytimen toimintaa. Monet niistä ovat peräisin päivittäisistä toimistamme:

Lisäksi suprakiasmaattisella ytimellä on suora yhteys aivolisäkkeeseen ja melatoniinin eritykseen. Hormonitasomme laskevat vanhetessammeTämä johtaa erilaisiin ongelmiin, kuten uniongelmiin, väsymykseen, muistinmenetykseen, uupumukseen, masennukseen, yms.

Tutkijat ovat tämän lisäksi oivaltaneet, että neurodegeneratiiviset sairaudet, kuten Alzheimer, johtavat progressiiviseen hermosolujen menetykseen, jotka muodostavat suprakiasmaattisen ytimen.

Siksi meidän olisi alettava seuraamaan säännöllistä aikataulua. Meidän on myös alettava hallitsemaan altistumista siniselle valolle, jota elektroniikkalaitteemme säteilevät.

  • Benarroch, E. E. (2008). Suprachiasmatic nucleus and melatonin Reciprocal interactions and clinical correlations. Neurology, 71(8), 594-598.
  • Mirmiran, M., Swaab, D. F., Kok, J. H., Hofman, M. A., Witting, W., & Van Gool, W. A. (1992). Circadian rhythms and the suprachiasmatic nucleus in perinatal development, aging and Alzheimer’s disease. Progress in brain research, 93, 151-163.
  • Moore, R. Y. (2007). Suprachiasmatic nucleus in sleep–wake regulation. Sleep medicine, 8, 27-33.
  • Joseph L. Bedont (2014) Constructing the suprachiasmatic nucleus: a watchmaker’s perspective on the central clockworks. Frontiers in Neurology DOI 10.3389/fnsys.2015.00074