Vad är den suprakiasmatiska kärnan?

Den suprakiasmatiska kärnan (SCN) är ett par pinhead-storlek struktur av hypotalamus, en del av hjärnan belägen ovanför den optiska chiasmen, regionen där de optiska nerven korsar. Den styr døgnrytmen, den rytmiska upprepningen av vissa fenomen ungefär samma gång varje dag. Även känd som den biologiska klockan, den innehåller cirka 20 000 nervceller som genererar neuronala och hormonella signaler som reglerar kroppens olika funktioner i en ungefär 24-timmarscykel. Vissa signaler som genereras av neuronerna från suprakiasmatisk kärna inkluderar gamma-aminobutyrinsyra, vasopressin, vasoaktiv tarmpeptid och somatostatin. De olika funktionerna i kroppen synkroniserade med de genererade signalerna är sömn-vakningscykeln, kroppstemperatur, förändringar i blodtryck, urinproduktion och hormonsekretion.

Cirkadiska rytmer kan täcks av miljöns ljusa och mörka cykel. När ljuset kommer från miljön når ögonen, överför specialiserade ljuskänsliga näthinneceller som kallas fotoreceptorer ljuset till elektriska signaler och överför det sedan till hjärnan. Dessa signaler som färdas längs retinohypothalamikanalen ger intrång. Entrainment förskjuter fasen för suprakiasmatisk kärnaktivitet så att den synkroniseras med miljön med ljus och mörk i samma frekvens. Under subjektiv dagtid medieras entrainment av cyklisk adenosinmonofosfat och hypofysadenylcyklasaktiverande peptid, medan den under subjektiv nattetid medieras av cyklisk guanosinmonofosfat och acetylkolin.

Förutom miljöbelysningssignalerna påverkas den suprakiasmatiska kärnan av melatonin. Melatonin är ett hormon som syntetiseras från neurotransmitteren serotonin av pinealkörteln. Det är både ett medel och regulator för den suprakiasmatiska kärnan. Dess syntes är circadian, där den hämmas av ljus och stimuleras av mörker. När nivån ökar under miljömörket skickar melatonin information till hjärnan om att natten har kommit och kroppsfunktionens intrång framkallas därefter.

Flera gener har identifierats som reglerar døgnrytmen. Dessa är tidlösa, period-, dklock- och cykelgener. De kontrollerar proteinuttrycket, vilket leder till ett komplext intracellulärt negativt feedback-system. Det negativa återkopplingssystemet står för periodiciteten hos den suprakiasmatiska kärnan.

Variation i rytmen för neuronal och hormonell signalering sker säsongsmässigt. Det kan återspegla påverkan av variation i dagsljusets längd, tidvatten, temperatur och solljus. I jetlag störs den biologiska klockan på grund av en plötslig konstgjord förändring av klocktiden från att resa till en annan tidszon, vilket resulterar i en plötslig förskjutning av neuronala och hormonella signaler. Ofta kräver det flera dagar att återställa kroppen fungerar till en normal 24-timmars cykel.