Hvad er den suprakiasmatiske kerne?
Den suprakiasmatiske kerne (SCN) er et par pinhead-størrelse struktur af hypothalamus, en del af hjernen placeret over den optiske chiasme, det område, hvor de optiske nerver krydser. Det styrer døgnrytmen, den rytmiske gentagelse af visse fænomener på omtrent det samme tidspunkt hver dag. Også kendt som det biologiske ur, indeholder det omkring 20.000 neuroner, der genererer neuronale og hormonelle signaler, der regulerer kroppens forskellige funktioner i en ca. 24-timers cyklus. Nogle signaler frembragt af neuroner fra suprachiasmatisk kerne inkluderer gamma-aminobutyric acid, vasopressin, vasoaktivt tarmpeptid og somatostatin. De forskellige funktioner i kroppen synkroniseret med de genererede signaler er søvn-vågne cyklus, kropstemperatur, ændringer i blodtryk, urinproduktion og hormonsekretion.
Døgnrytmer kan medtages af miljøets lys og mørke cyklus. Når lys, der kommer fra miljøet, når øjnene, konverterer specialiserede lysfølsomme nethindeceller kendt som fotoreseptorer lyset til elektriske signaler og overfører det derefter til hjernen. Disse signaler, der bevæger sig langs retinohypothalamisk kanal, producerer spænding. Entrainment skifter fase af suprakiasmatisk kerneaktivitet, så den synkroniseres med lyset og mørket i miljøet med samme frekvens. I løbet af subjektiv dagtid medieres medrivning af cyklisk adenosinmonophosphat og hypofyse-adenylcyklaseaktiverende peptid, medens det under subjektiv nattid formidles af cyklisk guanosinmonophosphat og acetylcholin.
Bortset fra de miljømæssige lyssignaler påvirkes den suprakiasmatiske kerne af melatonin. Melatonin er et hormon, der syntetiseres fra neurotransmitteren serotonin af pinealkirtlen. Det er både et middel og regulator af den suprakiasmatiske kerne. Dens syntese er døgnformet, hvor den hæmmes af lys og stimuleres af mørke. Når niveauet stiger under miljømørket, sender melatonin information til hjernen om, at natten er ankommet, og kropsfunktionens ophængning fremkaldes i overensstemmelse hermed.
Der er identificeret flere gener, der regulerer døgnrytmen. Dette er tidløse, periode, dclock og cyklus gener. De kontrollerer proteinekspressionen, hvilket fører til et komplekst intracellulært negativt feedback-system. Det negative feedback-system står for periodiciteten af den suprachiasmatiske kerne.
Variation i rytmen for neuronal og hormonal signalering forekommer sæsonmæssigt. Det kan afspejle påvirkningen af variation i længde, tidevand, temperatur og sollys i dagslys. I jetlag afbrydes det biologiske ur på grund af en pludselig kunstig ændring i uretiden fra rejse til en anden tidszone, hvilket resulterer i en pludselig forskydning af neuronale og hormonelle signaler. Ofte kræver det flere dage at nulstille kroppen fungerer tilbage til en normal 24-timers cyklus.