Nucleus suprachiasmaticus
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Synonym: SCN
Englisch: suprachiasmatic nucleus
1. Definition
Der Nucleus suprachiasmaticus ist ein Bestandteil des Hypothalamus. Er liegt oberhalb des Chiasma opticum. Der SNC hat eine entscheidende Bedeutung für die Regulation des zirkadianen Rhythmus.
2. Funktion
Der Nucleus suprachiasmaticus ist der Hauptzeitgeber der inneren Uhr des Menschen, der einen endogenen zirkadianen Rhythmus generiert. Seine Funktion wird über das Erkennen von Hell und Dunkel über Afferenzen aus der Retinamoduliert. Efferent ist er mit dem Septum, Corpus mamillare und den Nuclei habenulae verbunden. Andere Fasern aus dem Nucleus suprachiasmaticus projizieren über den Nucleus paraventricularis, das Rückenmark, das Ganglion cervicale superius und den Plexus caroticus internus verlaufend zur Glandula pinealis. Auf diese Art wird dort die Melatoninausschüttung reguliert.
Eine Zerstörung dieses Kerngebietes führt zu einer Aufhebung der zirkadianen Rhythmik.
2.1. Genauer Schrittmacherprozess
Die Grundlage für den zellulären Schrittmacherprozess im Nucleus suprachiasmaticus bildet eine rhythmische Transkription von Genen wie beispielsweise PER. PER wiederum wird durch Transkriptionsfaktoren wie CLOCK reguliert. Nach dem Prinzip der negativen Rückkopplung hemmt PER - wenn dieses in den Zellkern importiert wurde - diese Transkriptionsfaktoren. Dadurch wird PER in einer etwa 25-stündlichen Periode oszillierend exprimiert. Kationenkanäle und Ryanodinorezeptoren (RyR2) werden durch PER reguliert. So dass die zirkadische Expression des PER-Gens zu einer rhythmischen Veränderung der elektrischen Erregbarkeit der Neurone des Nucleus suprachiasmaticus führt.
3. Klinik
Durch den etwa 25-stündigen Periode des Nucleus suprachiasmaticus ergeben sich besonders Schwierigkeiten bei der Resynchronisation der zirkadianen Rhythmik bei Reisen vor allem in West-Ost-Richtung. Das Krankheitsbild, welches sich dadurch ergibt ist bekannt unter dem Namen Jetlag. Der Jetlag geht einher mit Übelkeit, Schlafstörungen und Konzentrationsproblemen. Pro Stunde Zeitverschiebung benötigt die Rhythmussynchronisation einen Tag. Um Abhilfe dabei zu verschaffen, ist die Gabe von synthetischem Melatonin zu empfehlen.
Eine Flugreise in Ost-West-Richtung, die den Tag künstlich verlängert, ist weniger problematisch, da der Eigenrhythmus des Nucleus suprachiasmaticus auch länger als ein normaler Tag ist.
Bei vollständig erblindeten Menschen ergibt sich die sogenannte Non-24-Schlafstörung. Dabei erhält der Nucleus suprachiasmaticus keine regulierenden retinalen Informationen und kann nicht mit dem Tageslicht synchronisiert werden. Die Rhythmogenese läuft folglich nur noch nach dem endogenen Rhythmus. Die Non-24-Schlafstörung kann auch bei sehenden Menschen auftreten, wenn die tägliche Synchronisation anderweitig gestört ist.