Mais Sobre a Anatomia SCN Humana
P>Na ausência de tacos de tempo externos, os humanos mantêm um ritmo de dormir-despertar muito próximo das 24 horas. Tipicamente o sistema circadiano de um organismo é composto por componentes que recebem input ambiental, que geram o ritmo de 24 horas, e que medeiam a saída rítmica para todos os tecidos do corpo. Nos mamíferos, o componente de controlo do relógio que gera um ritmo de 24 horas é o núcleo supraquiasmático (SCN), localizado numa parte do cérebro chamada hipotálamo. O SCN produz um sinal que pode manter o resto do corpo num horário de aproximadamente 24 horas. Contudo, como o período do relógio interno não é exactamente 24 horas, os sinais ambientais – o mais importante, a luz – são necessários para reiniciar o relógio todas as manhãs e manter o organismo em sincronia com o mundo externo. Veja esta animação para ver como a luz solar é transformada num sinal que pode repor os neurónios no SCN.
A luz entra no olho e activa os neurónios na retina que convertem os fotões (partículas de luz) em sinais eléctricos. Os neurónios da retina transmitem os sinais eléctricos da retina através de axónios longos no nervo óptico. Ao longo do caminho está o quiasma óptico, onde os nervos ópticos do olho esquerdo e direito se encontram e se cruzam. No quiasma óptico, a informação visual continua em direcção à parte de trás do cérebro, onde é processada em imagens que podemos perceber conscientemente. Os neurónios que transportam a informação para o SCN, contudo, seguem um caminho diferente. Eles saem do quiasma óptico e voltam-se para cima, em direcção ao SCN (supraquiasmático significa “acima do quiasma”).
O SCN é uma estrutura pequena, emparelhada, em forma de asa no hipotálamo, localizada na base do cérebro. A animação mostra o SCN isolado esquerdo, nervo óptico, e olho, enquanto o SCN direito é mostrado embutido no hipotálamo no cérebro. Dentro de cada lado do SCN existe uma rede de até vários milhares de neurónios. Experiências com neurónios SCN isolados individuais sugerem que cada célula SCN é um relógio funcional, normalmente sincronizado com a actividade dos seus vizinhos.
Dentro de um único neurónio SCN, o produto proteico de um gene de relógio biológico desliga a produção de mais proteína, formando um laço de feedback negativo. Vá à animação intitulada “The Mammalian Molecular Model” para ver como estas oscilações moleculares resultam em ritmos circadianos.
Even na ausência de sinais de tempo externos, os humanos mantêm um ritmo de dormir-despertar muito próximo das 24 horas. Tipicamente o sistema circadiano de um organismo é constituído por componentes que recebem input ambiental, que geram o ritmo de 24 horas, e que medeiam a saída rítmica para todos os tecidos do corpo. Nos mamíferos, o componente de controlo do relógio que gera um ritmo de 24 horas é o núcleo supraquiasmático (SCN), localizado numa parte do cérebro chamada hipotálamo. O SCN produz um sinal que pode manter o resto do corpo num horário de aproximadamente 24 horas. Contudo, como o período do relógio interno não é exactamente 24 horas, os sinais ambientais – o mais importante, a luz – são necessários para reiniciar o relógio todas as manhãs e manter o organismo em sincronia com o mundo externo. Veja esta animação para ver como a luz solar é transformada num sinal que pode repor os neurónios no SCN.
A luz entra no olho e activa os neurónios na retina que convertem os fotões (partículas de luz) em sinais eléctricos. Os neurónios da retina transmitem os sinais eléctricos da retina através de axónios longos no nervo óptico. Ao longo do caminho está o quiasma óptico, onde os nervos ópticos do olho esquerdo e direito se encontram e se cruzam. No quiasma óptico, a informação visual continua em direcção à parte de trás do cérebro, onde é processada em imagens que podemos perceber conscientemente. Os neurónios que transportam a informação para o SCN, contudo, seguem um caminho diferente. Eles saem do quiasma óptico e voltam-se para cima, em direcção ao SCN (supraquiasmático significa “acima do quiasma”).
O SCN é uma estrutura pequena, emparelhada, em forma de asa no hipotálamo, localizada na base do cérebro. A animação mostra o SCN isolado esquerdo, nervo óptico, e olho, enquanto o SCN direito é mostrado embutido no hipotálamo no cérebro. Dentro de cada lado do SCN existe uma rede de até vários milhares de neurónios. Experiências com neurónios SCN isolados individuais sugerem que cada célula SCN é um relógio funcional, normalmente sincronizado com a actividade dos seus vizinhos.
Dentro de um único neurónio SCN, o produto proteico de um gene de relógio biológico desliga a produção de mais proteína, formando um laço de feedback negativo. Vá à animação intitulada “The Mammalian Molecular Model” para ver como estas oscilações moleculares resultam em ritmos circadianos.
Human SCN Anatomy Background
Os organismos vivos têm desenvolvido mecanismos internos de cronometragem para sincronizar o comportamento e a fisiologia com os ciclos do dia e da noite. Estes relógios biológicos foram encontrados em organismos tão diversos como fungos, moscas da fruta, hamsters, e seres humanos. O relógio biológico dos seres humanos encontra-se nas profundezas do cérebro. Esta animação leva o espectador numa viagem tridimensional seguindo o caminho de entrada de luz para o núcleo supraquiasmático (SCN), uma colecção de neurónios que regula os nossos ritmos circadianos.
Esta animação foi concebida em conjunto com as 2000 Conferências de Férias da série Clockwork Genes da HHMI sobre Ciência: Descobertas no Tempo Biológico.
Dicas de Ensino de Anatomia SCN Humana
As animações nesta secção têm uma grande variedade de aplicações em sala de aula. Use as dicas abaixo para começar, mas procure dicas de ensino mais específicas num futuro próximo. Diga-nos como está a utilizar as animações na sua sala de aula enviando um e-mail para [email protected].
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Utilizar as animações para tornar as ideias científicas abstractas visíveis e concretas.
- p>Explicar princípios científicos importantes através das animações. Por exemplo, as animações de relógios biológicos podem ser utilizadas para demonstrar os fundamentos da transcrição e tradução.
- p>> Certifica-te de que os estudantes aprendem o material repetindo secções das animações com a frequência que achares necessária para reforçar os princípios científicos subjacentes. Pode iniciar, reiniciar, e reproduzir secções das animações.
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Urge students to use the animations in accordance with their own learning styles. Os alunos mais orientados visualmente podem ver as animações primeiro e ler o texto depois, enquanto outros podem preferir ler as explicações primeiro e depois ver os gráficos.
- p>Incorporar as animações em módulos de aprendizagem baseados na Web que criar para complementar os seus currículos de sala de aula.
- p>Encorajar os alunos a incorporar as animações nos seus próprios projectos baseados na Web.
Recursos Anatómicos SCN Humanos
1. Urso, MF, Connors, BW, e Paradiso, MA. Neurociência: explorando o cérebro. Baltimore: Williams e Wilkins, 1996.
2. Herzog, ED, Takahashi, JS, e Block, GD. O relógio controla o período circadiano em neurónios de núcleo supraquiasmático isolados. Nature Neuroscience 1:708-713
3. Lydic, R, Albers, HE, Tepper, B, e Moore-Ede, MC. Estrutura tridimensional dos núcleos supraquiasmáticos dos mamíferos: um estudo comparativo de cinco espécies. J. Comp. Neurol. 204: 225-237, 1982.
4. van den Pol, A. Núcleo supraquiasmático hipotalâmico: anatomia intrínseca. J. Comp. Neurol. 191: 661-702, 1980.
Human SCN Anatomy Credits
Director: Dennis Liu, Ph.D.
Direcção Científica: Joseph Takahashi, Ph.D.
Conteúdo Científico: Donna Messersmith, Ph.D.
Animador: Eric Keller