Núcleo supraquiasmático

Qué es el núcleo supraquiasmático

Situado en la región anterior del hipotálamo, junto al tercer ventrículo, el núcleo supraquiasmático (NSQ) forma en realidad un par de estructuras, una a cada lado de la línea media, apenas por encima del quiasma óptico. Su nombre latino, nucleus suprachiasmaticus, es la base de la nomenclatura anatómica internacional.

El término combina el latín supra («por encima de») con quiasma, del griego χίασμα (khíasma), «cruce en forma de X», la misma letra chi que da nombre a la figura. La Real Academia Española define quiasma como el entrecruzamiento de estructuras orgánicas, como el que forman los nervios ópticos. El sufijo «-ático», de origen griego, añade el matiz de «relativo a»: literalmente, relativo a la región situada sobre el cruce de los nervios ópticos, el punto exacto donde se aloja el núcleo.

Organización anatómica: núcleo core y núcleo shell

Cada uno de los dos núcleos contiene alrededor de 10.000 neuronas, unas 20.000 en total, agrupadas en dos subregiones con funciones distintas. La subregión ventrolateral, o core, recibe de forma directa las aferencias de la retina y libera péptido intestinal vasoactivo y péptido liberador de gastrina. La subregión dorsomedial, o shell, produce sobre todo arginina-vasopresina y proyecta hacia el núcleo paraventricular del hipotálamo, con el que coordina los ritmos de ingesta, y hacia el área encargada de regular la sed. El core marca el ritmo; el shell lo transmite.

Vía de entrada de luz y proyecciones eferentes

La señal que sincroniza el reloj procede de la retina, no de la vía visual clásica. Un grupo de células ganglionares intrínsecamente fotosensibles envía sus axones directamente al núcleo supraquiasmático a través del tracto retinohipotalámico, sin pasar por el tálamo ni por la corteza visual. Esta vía directa es la que permite ajustar el reloj interno al ciclo de luz y oscuridad del entorno, de forma independiente de la percepción visual consciente.

Las proyecciones de salida alcanzan, entre otras estructuras, la glándula pineal, a la que ordena liberar melatonina durante las horas de oscuridad, y participan en la sincronización de la secreción de cortisol y de otros ritmos hormonales periféricos.

El reloj molecular

A nivel celular, el ritmo de 24 horas depende de un bucle de retroalimentación genética. Las proteínas CLOCK y BMAL1 forman un heterodímero que se une a secuencias reguladoras del ADN y activa la transcripción de los genes Per y Cry. Sus proteínas se acumulan en el citoplasma, se trasladan al núcleo celular e inhiben la actividad del propio heterodímero CLOCK-BMAL1, lo que reduce progresivamente su propia producción. Cuando la inhibición cede, el ciclo vuelve a empezar: un mecanismo autónomo que cada célula del núcleo supraquiasmático repite, de forma sincronizada, cada veinticuatro horas aproximadamente.

Descubrimiento y contexto histórico

La estructura se había descrito anatómicamente ya en 1962, como un grupo compacto de pequeños somas neuronales junto al tercer ventrículo, sin que se le atribuyera entonces ninguna función especial. Su papel como reloj central no se estableció hasta una década después. En 1972, dos equipos de investigación (el de Robert Moore y Victor Eichler y, de forma independiente, el de Fred Stephan e Irving Zucker) comprobaron que lesionar el núcleo supraquiasmático en ratas eliminaba la ritmicidad circadiana de la corteza suprarrenal y de la actividad locomotora, y lo señalaron como el marcapasos central del organismo.

Diferenciación con el núcleo del rafe

No debe confundirse con el núcleo del rafe, un conjunto muy distinto de agrupaciones neuronales situado en el tronco del encéfalo y dedicado sobre todo a la síntesis de serotonina. Ambas estructuras, eso sí, mantienen una conversación bioquímica constante: el núcleo supraquiasmático envía señales temporales al núcleo del rafe a través del hipotálamo dorsomedial, y este ajusta en consecuencia la cantidad de serotonina que libera a lo largo del día.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene el nombre «núcleo supraquiasmático»?

El nombre combina el latín supra, «por encima de», con quiasma, del griego χίασμα, «cruce en forma de X». Describe con precisión su ubicación: justo encima del punto donde se entrecruzan los nervios ópticos.

¿Cuántas neuronas tiene el núcleo supraquiasmático?

Unas 20.000 en total, repartidas casi a partes iguales entre los dos núcleos, uno en cada lado del hipotálamo. Cada uno mide menos de un milímetro cúbico.

¿Es el único reloj biológico del cuerpo?

No. Prácticamente todos los tejidos del organismo, del hígado al tejido adiposo, contienen su propia maquinaria molecular de genes reloj capaz de generar ritmos de 24 horas. La diferencia es que esos relojes periféricos no reciben luz directamente: dependen del núcleo supraquiasmático para mantenerse sincronizados entre sí y con el ciclo día-noche.

¿Cuándo se descubrió su papel como marcapasos central?

En 1972, casi veinte años después de que se describiera su anatomía. Dos grupos de investigación llegaron a la misma conclusión por separado, mediante estudios de lesión en ratas: sin núcleo supraquiasmático, los ritmos circadianos del animal desaparecían.

¿Qué relación tiene con la glándula pineal?

La relación es de dependencia jerárquica. El núcleo supraquiasmático no libera hormonas directamente a la sangre: envía una señal nerviosa que recorre varias sinapsis (el núcleo paraventricular del hipotálamo, la médula espinal y el ganglio cervical superior) hasta alcanzar la glándula pineal. Durante las horas de oscuridad, esa vía queda desinhibida y la glándula pineal libera melatonina a la sangre. Con la luz del amanecer, el propio núcleo supraquiasmático frena la señal y la producción de melatonina desciende. Este circuito, indirecto y multisináptico, explica por qué la señal luminosa captada por la retina tarda un cierto tiempo en traducirse en un cambio de la producción hormonal. La glándula pineal, en cierto modo, actúa como el brazo ejecutor hormonal de un reloj que reside enteramente en el hipotálamo.

Referencias

1. Ma MA, Morrison EH. Neuroanatomy, Nucleus Suprachiasmatic. StatPearls, NCBI Bookshelf (actualizado 2023). Disponible en NCBI Bookshelf
2. National Institute of General Medical Sciences (NIH). Circadian Rhythms. Consultar ficha informativa
3. Kenhub. Suprachiasmatic nucleus: Anatomy and function. Consultar atlas anatómico
4. Real Academia Española. Quiasma. Diccionario de la lengua española. Consultar definición