Nucleus suprachiasmaticus
DerNucleus suprachiasmaticus(suprachiasmatischer Kern;englischsuprachiasmatic nucleus,SCN) ist einKerngebietimGehirn,genauer im ventralenHypothalamus,vonSäugetieren.Es liegt beidseits unter dem III.Hirnventrikelund über der Kreuzung derSehnerven(Chiasma opticum). Das Kerngebiet ist sehr zellreich und enthält sehr vieleSynapsen.Zytoarchitektonisch lassen sich zwei Teile unterscheiden. Alle zuführenden Nervenbahnen (Afferenzen) enden in derPars ventrolateralis(bauchwärts und zur Seite liegender Teil), die auch eine deutlich stärkere Verzweigung derDendritenzeigt. Ihr gegenüber findet sich diePars dorsomedialis(rückenwärts und zur Mitte gelegener Teil).[1]
Es gilt inzwischen als gesichert, dass die „Master-Clock “, das heißt die diecircadianen Rhythmenkontrollierende „innere Uhr “der Säugetiere, in diesem Gebiet lokalisiert ist. Der Nucleus suprachiasmaticus ist der wichtigste, aber nicht der einzige Koordinator desSchlaf-Wach-Rhythmus.[2]Der Kern enthält beim Menschen etwa 20.000 selbstoszillierende Neurone, die selbst bei absoluter Dunkelheit den artspezifischen Tagesrhythmus aufrechterhalten. Dieser Rhythmus wird durch die Synchronisation der einzelnen Suprachiasmatikusneurone ermöglicht, die durch die innige Verschaltung innerhalb dieses Kerngebiets realisiert wird.[3]
Verschaltung
[Bearbeiten|Quelltext bearbeiten]Lichtinformationen aus derNetzhauterhält der Kern überKollateralendesTractus opticus,[2]nämlich über optische Fasern vomseitlichen Kniehöcker(Corpus geniculatum laterale) und derArea hypothalami lateralis.Zudem gibt es afferente undefferenteBahnen zurArea retrochiasmaticaund zumNucleus ventromedialis hypothalami,die ebenfalls als schwache Oszillatoren gelten.[2]Der Input von den äußeren Lichtverhältnissen ist insbesondere zur Anpassung der inneren Uhr auf Jahreszeiten oder bei einem Zeitzonenwechsel notwendig. Andererseits darf jeder äußere Einfluss die dem Kern eigene Oszillation nicht zu stark modifizieren, da sonst jedes Ein- oder Ausschalten vonKunstlichteine Störung der inneren Uhr und damit einenJetlagauslösen würde. Nur etwa ein Viertel der Neurone reagieren auf äußere Lichtreize, die anderen sind lichtunabhängig.[3]Efferenzen gibt es darüber hinaus zurRegio preoptica,zum lateralenSeptum,zumNucleus interstitialisderStria medullaris,zumNucleus anterior hypothalamiund zumNucleus paraventricularis.Die Steuerung derZirbeldrüseerfolgt über indirekte Efferenzen, dieSympathikusneuroneim Hypothalamus.[1]Der Nucleus suprachiasmaticus hat keinen direkten Einfluss auf andere Hirnregionen. Die rhythmischen Entladungen seiner Neurone und Axone beeinflussen eher indirekt andere Kerne und die Hormonausschüttung.[2]
Läsionendes Nucleus suprachiasmaticus führen zum Verlust aller biologischen Rhythmen.[1]Tiere mit zerstörtem Nucleus suprachiasmaticus zeigen nach wie vor Wach- und Schlafphasen, diese sind aber ohne regelmäßige Muster. Neben dem Nucleus suprachiasmaticus gibt es weitere subkortikale Strukturen, die eine Rhythmik aufweisen und mittelsNeurotransmitternundHormonenmit diesem zusammenwirken, um den Schlaf und die Wachphasen in einem Rhythmus ablaufen zu lassen.[2]
Neurotransmitter und Neuropeptide
[Bearbeiten|Quelltext bearbeiten]In den Neuronen des Nucleus suprachiasmaticus sind zahlreicheNeurotransmitterundNeuropeptidenachgewiesen. Dasvasoaktive intestinale Polypeptid(VIP) ist vorwiegend in derPars ventrolateralisinintrinsischenNeuronen zu finden, welche die afferenten Impulse zu den Efferenzen in derPars dorsomedialisumschalten. In der Pars dorsomedialis liegenVasopressinundSomatostatinexprimierende Nervenzellkörper. Darüber hinaus lassen sich im Nucleus suprachiasmaticus Neurone mitγ-Aminobuttersäure,Substanz P,Cholecystokinin,NeurotensinundCorticotropin-releasing Hormonenachweisen.[1]
Einzelnachweise
[Bearbeiten|Quelltext bearbeiten]- ↑abcdKarlheinz Meier-Ewert, Hartmut Schulz:Schlaf und Schlafstörungen.Springer, Berlin 2013,ISBN 978-3-642-84063-0,S.18–23.
- ↑abcdeRobert F. Schmidt,Gerhard Thews:Physiologie des Menschen.27. Auflage. Springer, Berlin 2013,ISBN 978-3-662-00485-2,S.151.
- ↑abC. G. Gu, P. Wang, T. F. Weng, H. J. Yang, J. Rohling:Heterogeneity of neuronal properties determines the collective behavior of the neurons in the suprachiasmatic nucleus.In:Mathematical biosciences and engineering: MBE.Band 16, Nummer 4, März 2019, S. 1893–1913,doi:10.3934/mbe.2019092,PMID 31137191.