Núcleo supraquiasmático: qué es, localización, funciones, alteraciones
El núcleo supraquiasmático es un centro cerebral cuya función es ser nuestro reloj interno, controlando los ritmos circadianos. Se encarga de generar los ciclos de sueño y vigilia cercanos a las 24 horas. Se compone de dos pequeñas estructuras cerebrales compuestas de neuronas que regulan los ritmos biológicos. Dichas estructuras poseen forma de alas y tienen el tamaño de la punta de un lápiz; se localizan en la parte anterior del hipotálamo.
El núcleo supraquiasmático desencadena una serie de acontecimientos neuronales y hormonales para controlar distintas funciones del organismo en el ciclo de 24 horas. Para ello, utiliza aproximadamente unas 20.000 neuronas. Esta estructura interactúa con muchas otras regiones cerebrales.
Incluso sin existir señales externas del tiempo, estos ritmos biológicos se mantienen. Sin embargo, la luz del sol y otros estímulos ambientales influyen en el mantenimiento de este ciclo de 24 horas. Es decir, la luz tiene que reajustar el reloj interno cada mañana para que el organismo permanezca en sincronía con el mundo exterior.
Localización
El núcleo supraquiasmático se localiza en la base del cerebro, al lado del hipotálamo. Su nombre se debe a que se encuentra encima del quiasma óptico, donde los nervios ópticos se cruzan. Se sitúan bilateralmente a cada lado del tercer ventrículo cerebral.
Este núcleo se encuentra en un lugar estratégico para poder recibir señales de los nervios ópticos, indicando la intensidad de la luz que está entrando en la retina.
Funciones
Los seres vivos se han ido adaptando al entorno existente con el objetivo de mantener la supervivencia de la especie. Pare ello, han ido desarrollando dos estados fundamentales de comportamiento: la actividad y conducta adaptativa, y el descanso.
En mamíferos estos estados se identifican como vigilia y sueño. Estos suceden en ciclos precisos de 24 horas que han evolucionado como una adaptación al ciclo solar de luz y oscuridad.
Actualmente se sabe que estos ritmos circadianos se encuentran en las células de todo el cuerpo. El núcleo supraquiasmático es el marcapasos circadiano que controla los tiempos de descanso, de actividad, temperatura corporal, hambre y secreción hormonal. Para ello se coordina con otras regiones cerebrales y otros tejidos del cuerpo.
Con la exposición a la luz, el núcleo supraquiasmático nos indica que es hora de estar despierto. Eleva la temperatura del cuerpo y aumenta la producción de hormonas como el cortisol.
Además, retrasa la liberación de hormonas como la melatonina, cuyo aumento se relaciona con la aparición del sueño y suele producirse cuando captamos que el entorno es oscuro. Estos niveles permanecen elevados toda la noche para que podamos dormir adecuadamente.
Las neuronas emiten potenciales de acción en ritmos de 24 horas. Específicamente, al medio día, la velocidad de disparo de las neuronas alcanza un nivel máximo. Sin embargo, a medida que cae la noche, los potenciales de acción disminuyen su frecuencia.
La parte dorsomedial de este núcleo es la que se piensa que es la responsable de los ciclos endógenos de 24 horas. Es decir, que podamos mantener nuestros ritmos circadianos a pesar de mantenernos en la oscuridad.
Funcionamiento
Cuando llega luz ambiental a la retina, ésta activa unas células fotosensibles llamadas células ganglionares. Dichas células convierten las partículas de luz (fotones) en señales eléctricas. Las neuronas de la retina envían éstas señales a través de los nervios ópticos.
Estos nervios se cruzan formando el quiasma óptico. Posteriormente la información visual llega a la parte posterior del cerebro, llamada lóbulo occipital. Allí se procesa en forma de imágenes que percibimos de manera consciente.
Sin embargo, existen un grupo de neuronas que salen desde el quiasma óptico y llegan hacia el núcleo supraquiasmático para ejercer las funciones cíclicas del organismo. Así, este núcleo decide activar o inhibir a la glándula pineal para que segregue diferentes hormonas. Entre ellas, la melatonina.
Las influencias circadianas de las neuronas del núcleo supraquiasmático se expanden a través de los distintos órganos diana del cuerpo por diferentes señales neuronales y por la circulación de la melatonina.
El núcleo supraquiasmático regula la secreción de melatonina de la glándula pineal según la luz y oscuridad del ambiente. La melatonina es una sustancia que controla el sueño y otras actividades cíclicas del organismo.
La melatonina tiene una función tanto de reloj marcando cada hora del día, como de calendario señalando la época del año a todos los tejidos del cuerpo.
Se ha encontrado que las alteraciones de la melatonina están relacionadas con los trastornos del sueño propios del envejecimiento, la enfermedad de Alzheimer y otras enfermedades neurodegenerativas. De hecho, parece tener efectos antioxidantes, protegiendo a nuestras neuronas.
Alteraciones del núcleo supraquiasmático
La actividad del núcleo supraquiasmático puede alterarse en diferentes etapas de la vida. Por ejemplo, en adolescentes los niveles de melatonina se elevan más tarde que en la mayoría de niños y adultos. Por eso, pueden tener dificultades para ir a dormir temprano.
Por otro lado, en los ancianos, se dan más despertares durante la noche, ya que la liberación de melatonina se va alterando a medida que avanzamos en edad.
El funcionamiento del núcleo supraquiasmático puede desregularse por factores externos. Esto es lo que ocurre con el jet lag o si no mantenemos una rutina diaria y obligamos a nuestro cuerpo a permanecer despierto durante la noche.
Es importante destacar que, en las enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer, los ritmos circadianos se alteran debido a la pérdida progresiva de neuronas en el núcleo supraquiasmático.
Referencias
- Benarroch, E. E. (2008). Suprachiasmatic nucleus and melatonin Reciprocal interactions and clinical correlations. Neurology, 71(8), 594-598.
- Moore, R. Y. (2007). Suprachiasmatic nucleus in sleep–wake regulation. Sleep medicine, 8, 27-33.
- SLEEP DRIVE AND YOUR BODY CLOCK. (s.f.). Recuperado el 20 de abril de 2017, de National Sleep Foundation: sleepfoundation.org.