시교차 상핵: 내부의 시계

· 2019-03-24

신경 과학자들은 시교차 상핵이 신체 내부의 시계이고 말한다. 이것은 사람의 생물학적 주기를 조절하는 역할을 한다. 이 부분에 변화가 생기면 불면증 또는 기억력 손실로 이어질 수 있다.

시교차 상핵시상하부 앞부분에 위치하고 있고 약 2만 개의 신경 세포를 포함하고 있다. 이것은 신체 내부의 시계 역할을 하는데, 수면과 기상의 주기를 조절한다. 특히, 망막을 통해 자극을 받아들여 시간대에 따라 우리를 좀 더 활동적으로 만들거나, 덜 활동적으로 만든다.

동물과 마찬가지로 사람 역시 환경의 변화에 민감하다. 지구와 지구의 자전은 사람의 활동성 정도를 조절하는 빛과 온도를 결정한다. 우리의 신진대사는 자연과 매우 밀접하게 연결되어 있다. 비록 그렇게 보이지 않는다고 해도 말이다.

생물학적 주기는 바이오 리듬으로, 24시간 마다 다시 반복되는 것이 정상이다. 시교차 상핵은 두뇌 중 가장 흥미로운 부위 중 하나인데, 그 이유는 이 부분이 사람의 생물학적 주기를 조절하기 때문이다. 특히, 이 세포핵은 세포와 호르몬 상태를 활성화하는 통제 센터이다. 따라서 이 부분은 휴식, 에너지, 체온, 허기와 같은 생존의 중요한 부분들을 제어한다.

“자연을 자세히 들여다보자, 그러면 당신은 모든 것을 좀 더 잘 이해할 수 있을 것이다.”

-알베르트 아인슈타인-

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시교차 상핵의 위치 및 기능

인간은 사실 2개의 시교차 위핵을 가지고 있다. 이것들은 각각 대뇌반구의 시상하부와 매우 가까운 위치에 자리하고 있다. 이들은 모두 시교차의 바로 윗부분에 자리하고 있는데, 그 이유는 이들이 다양한 신체적 활동을 조절하기 위해 망막이 포착한 신호를 받아들이기 때문이다.

조셉 L 벤돗 박사는 자신의 실험에서 시교차 상핵을 두뇌의 시계라고 불렀다. 이 부위가 기억력 및 학습 등의 중요 과정을 돕는다는 것은 이미 알려진 사실이다.

충분하고 편안한 수면은 우리의 두뇌는 물론, 모든 두뇌 활동에 매우 중요하다. 생물학적 체계의 기능에 문제가 생기는 경우, 수면 장애 는 물론, 심지어 기억력 손실로 이어질 수도 있다. 

내부의 시계, 시교차 상핵이 작용하는 방식은?

시교차 위핵은 매우 복잡한 일을 한다. 이것이 작동시키는 생화학 활동은 매우 복잡하고 상당히 정밀하다.

  • 망막을 통해 주변에 관한 정보를 수용한다.
  • 망막은 단순히 형태와 색깔을 구분하는 완벽한 광수용기의 역할만 하는 것이 아니다. 망막에는 색소의 일종인 멜라놉신이 풍부한 신경절 세포가 있다.
  • 이 색소와 신경절 세포는 시교차 위핵으로 직접 정보를 전달한다. 그리고 정보를 분석한 이후, 상경신경절로 신호를 보낸다. 이 신호는 솔방울샘 또는 골단에 멜라토닌 생성을 분비 또는 억제하게 만든다.
  • 밤에는 멜라토닌 분비가 증가한다. 특히 이것은 활동 수준을 낮추고 수면을 촉진하는 데 도움이 된다
시교차 상핵: 내부의 시계 01

시교차 상핵은 신체 내부의 시계 중 가장 큰 역할을 한다

몇 세기 전부터, 과학자들은 초파리를 이용해 시교차 상핵에 대해서 더 많은 정보를 알게 되었다. 많은 사람이 알고 있듯이, 이 곤충의 연구는 근본적인 생물학과 유전적 원리에 대한 매우 소중한 정보를 알려주었다.

오늘날 우리는 시교차 상핵이 생물학적 주기를 통제하는 데 도움이 된다는 것을 알고 있다. 예를 들어, 시교차 상핵은 내부의 생물학적 시계들을 통합하고 동기화한다. 우리의 신체와 두뇌가 수백 개의 체계를 가지고 있고, 그것들이 수없이 많은 활동과 행동을 통제하기 때문이다.

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여기에 해당하는 신체 활동을 알아보자.

  • 허기
  • 소화 활동
  • 동물의 동면
  • 체온
  • 호르몬 생성
  • 두뇌와 신체의 유지 및 복원 업무에 도움을 준다. 특히, REM 수면 단계를 통한 도움이다.
내부의 3

시교차 상핵의 변화

시교차 상핵의 기능에 변화를 가져올 수 있는 다양한 요소들이 있다. 그중 대부분이 우리의 일상 습관으로 인한 것이다:

  • 화면 앞에서 밤에 깨어 있는 행동
  • 규칙적인 생활을 하지 않는 경우
  • 여행 등으로 인한 시차
  • 오염이 심한 지역에서 거주

또한, 시교차 상핵은 뇌하수체와 멜라토닌 생성에 직접적인 연관이 있다. 나이가 들어감에 따라 호르몬 수치가 저하된다. 이것은 수면 장애, 피로, 기억력 손실, 탈진, 우울증 등의 다양한 문제로 이어지게 된다.

또한, 과학자들은 알츠하이머와 같은 퇴행성 질병이 시교차 상핵을 구성하고 있는 신경 세포의 점진적 손실로 이어진다는 것을 발견했다.

따라서 규칙적인 생활을 하는 것이 중요하다. 그리고 전자 기기에서 나오는 블루라이트에 노출되지 않도록 주의하는 것이 좋다.

  • Benarroch, E. E. (2008). Suprachiasmatic nucleus and melatonin Reciprocal interactions and clinical correlations. Neurology, 71(8), 594-598.
  • 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.
  • Moore, R. Y. (2007). Suprachiasmatic nucleus in sleep-wake regulation. Sleep medicine, 8, 27-33.
  • Joseph L. Bedont (2014) Constructing the suprachiasmatic nucleus: a watchmaker’s perspective on the central clockworks. Frontiers in Neurology DOI 10.3389/fnsys.2015.00074