Núcleo Supraquiasmático: Localización, Funciones y Alteraciones

El núcleo supraquiasmático (NSQ) se compone de dos pequeñas estructuras cerebrales (una en cada hemisferio cerebral) 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.

esquema cerebro y núcleo supraquiasmático

El núcleo supraquiasmático se caracteriza por ser nuestro reloj interno, controlando nuestros ritmos circadianos. Se encarga de generar los ciclos de sueño y vigilia cercanos a las 24 horas.

Éste 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.

Las investigaciones realizadas con neuronas individuales del núcleo supraquiasmático manifiestan que cada una de ellas es un reloj funcional. Estas se sincronizan con la actividad de sus células vecinas.

Se ha encontrado, en muchos experimentos, que las fluctuaciones del ciclo circadiano humano se mantienen incluso cuando estamos aislados de la luz del día.

Por otro lado, en experimentos con roedores en los que se le destruyeron los núcleos supraquiasmáticos, sus ciclos de sueño y vigilia se volvieron totalmente desorganizados.

Parece ser que este mecanismo no es solo endógeno, sino que posee también un origen genético. Estos ritmos se activan con la actividad cíclica de ciertos genes. En concreto, la actividad circadiana es un reflejo de un patrón rítmico de expresión de genes esenciales. Estos se conocen como “genes de reloj”.

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. Éstos 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 del 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.

¿Cómo funciona el núcleo supraquiasmático?

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 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

  1. Benarroch, E. E. (2008). Suprachiasmatic nucleus and melatonin Reciprocal interactions and clinical correlations. Neurology, 71(8), 594-598.
  2. Mirmiran, M., Swaab, D. F., Kok, J. H., Hofman, M. A., Witting, W., & Van Gool, W. A. (1992). Circadian rhythms and the suprachiasmatic nucleus in perinatal development, aging and Alzheimer’s disease. Progress in brain research, 93, 151-163.
  3. Moore, R. Y. (2007). Suprachiasmatic nucleus in sleep–wake regulation. Sleep medicine, 8, 27-33.
  4. SLEEP DRIVE AND YOUR BODY CLOCK. (s.f.). Recuperado el 20 de abril de 2017, de National Sleep Foundation: sleepfoundation.org.
  5. Suprachiasmatic nucleus. (s.f.). Recuperado el 20 de abril de 2017, de Wikipedia: en.wikipedia.org.
  6. The Human Suprachiasmatic Nucleus. (s.f.). Recuperado el 20 de abril de 2017, de BioInteractive: hhmi.org.
  7. THE SUPRACHIASMATIC NUCLEI AND THE PINEAL GLAND. (s.f.). Recuperado el 20 de abril de 2017, de The brain from top to bottom: thebrain.mcgill.ca.
COMPARTIR
Licenciada en Psicología (Universidad de Huelva). Cursando Máster en Estudios Avanzados en Cerebro y Conducta de la Universidad de Sevilla.

1 Comentario

  1. Información muy interesante para el desarrollo de una investigación sobre el riesgo de trabajar de noche.

DEJA UNA RESPUESTA

Please enter your comment!
Please enter your name here