Hva er den suprakiasmatiske kjernen?

Den suprakiasmatiske kjernen (SCN) er et par pinhead-størrelse struktur av hypothalamus, en del av hjernen som ligger over optisk chiasme, regionen der synsnervene krysser. Den styrer døgnrytmen, den rytmiske repetisjonen av visse fenomener omtrent på samme tid hver dag. Også kjent som den biologiske klokken, den inneholder rundt 20 000 nevroner som genererer nevronale og hormonelle signaler som regulerer kroppens forskjellige funksjoner i en omtrent 24-timers syklus. Noen signaler som genereres av nevronene i suprakiasmatisk kjernen inkluderer gamma-aminobutyric acid, vasopressin, vasoactive intestinal peptide, og somatostatin. De forskjellige funksjonene i kroppen synkronisert med signalene som genereres er søvn-våken syklus, kroppstemperatur, endringer i blodtrykk, urinproduksjon og hormonsekresjon.

Døgnrytmer kan tas med i miljøets lyse og mørke syklus. Når lys som kommer fra miljøet når øynene, konverterer spesialiserte lysfølsomme netthinneceller kjent som fotoreseptorer lyset til elektriske signaler, og overfører det deretter til hjernen. Disse signalene som beveger seg langs retinohypothalamic kanalen produserer entracement. Entrainment er forskyvning av fasen med suprakiasmatisk kjerneaktivitet slik at den synkroniseres med omgivelsens lys og mørke syklus med samme frekvens. I løpet av subjektiv dagtid medieres entrainment av syklisk adenosinmonofosfat og hypofyse adenylcyklaseaktiverende peptid, mens det under subjektiv nattetid formidles av syklisk guanosinmonofosfat og acetylkolin.

Bortsett fra de miljømessige lyssignalene, påvirkes den suprakiasmatiske kjernen av melatonin. Melatonin er et hormon som er syntetisert fra nevrotransmitteren serotonin av pinealkjertelen. Det er både et middel og regulator av den suprakiasmatiske kjernen. Syntesen er døgnformet, der den hemmes av lys og stimuleres av mørke. Når nivået øker under miljømørket, sender melatonin informasjon til hjernen om at natten har ankommet, og at kroppsfunksjonens entrivasjon blir fremkalt tilsvarende.

Flere gener er identifisert som regulerer døgnrytmen. Dette er tidløse, periode, klokkeslett og syklusgener. De kontrollerer proteinuttrykket, noe som fører til et komplekst intracellulært negativt tilbakemeldingssystem. Det negative tilbakemeldingssystemet står for periodisiteten til den suprakiasmatiske kjernen.

Variasjon i rytmen til nevronal og hormonell signalering skjer sesongmessig. Det kan gjenspeile påvirkningen av variasjon i dagslysets lengde, tidevann, temperatur og solskinn. I jetlag blir den biologiske klokken forstyrret på grunn av en plutselig kunstig endring i klokketid fra å reise til en annen tidssone, noe som resulterer i en brå forskyvning av nevronale og hormonelle signaler. Ofte krever det flere dager å tilbakestille kroppen til å fungere til en normal 24-timers syklus.