Neden Uyuruz?
Sadece insanlar değil, omurgasızlar da dâhil olmak üzere, sinir sistemine sahip tüm canlılar uyur. Peki neden uykuya ihtiyaç duyarız? Vahşi doğadaki, etrafı yırtıcı hayvanlarla dolu bir canlının uykuya dalması hayatını tehlikeye atan bir risk değil midir? Uykunun sinir sistemi ve tekil hücreler açısından ne faydası var? Yıllardır yapılan çalışmalara rağmen bu soruların tam olarak cevaplandığı söylenemez. Ancak yakın zamanlarda bir grup araştırmacınınMolecular Cell‘de yayımladığı makale, hem neden uykuya ihtiyacımız olduğuna hem de bu ihtiyacın hücreler tarafından nasıl algılandığına ışık tutuyor.Uyanık kaldığımız sürece giderek yoruluruz ve artık uyumaya ihtiyacımız olduğunu hissetmeye başlarız. İyi bir gece uykusu yorgunluğumuzu alır ve yeni güne dinlenmiş olarak başlarız. Peki uyku sırasında hücrelerimizde hangi etkinlikler devam eder? Uykunun yorgunluk hissini gidermesinin sebebi nedir?
Hücrelerde meydana gelen süreçler bazen DNA’da hasar bırakır. DNA’nın zarar görmesinin nedenleri arasında sinirsel etkinlikler, radyasyon ve enzim içeren süreçlerdeki hatalar sayılabilir. Eğer DNA’da meydana gelen hasarlar onarılmaz ve birikmeye devam ederse sonunda tehlikeli boyutlara ulaşır. Hem uyanıkken hem de uykudayken DNA’yı onaran sistemler iş başındadır. Ancak İsrail’deki Bar-Ilan Üniversitesinden Prof. Dr. Lior Appelbaum ve öğrencilerinin yaptığı çalışmalar, uyku hâlinin DNA onarım sistemlerinin daha verimli çalışmasına yardımcı olduğuna işaret ediyor.
Araştırmacılar, giderek artan bir yorgunluk hissiyle DNA’daki hasarlar arasında bir ilişki olup olmadığını tespit etmek için bir dizi deney yapmışlar. İlk önce zebra balıkları üzerinde çalışmışlar. Geceleri uyuyan, şeffaf görünümlü bu balıkların beyni insanlarınkine benzer.
Deneylerde radyasyon kullanarak zebra balıklarının DNA’larına hasar verilmiş ve uyku düzenlerinde meydana gelen değişiklikler takip edilmiş. Balıkların DNA’larındaki hasar arttıkça uykuya olan ihtiyaçlarının da arttığı ve sonunda balıkların uyumaya başladığı gözlemlenmiş. Uyku sırasındaysa DNA’daki hasarlar azalmış.Araştırmacılar ne kadar uykunun “yeterli” olduğunu da tespit etmeye çalışmışlar. Zebra balıkları da insanlar gibi ortamdaki ışığa duyarlı canlılar. Gece vakti belirli bir süre uyumalarına izin verildikten sonra ortamdaki ışık miktarının yavaşça artırıldığı deneyler sonucunda, altı saatlik uykunun balıklar için yeterli olduğu tespit edilmiş. Geceleri altı saatten az uyuyan balıklarınsa gündüz vakti yeniden uykuya daldığı görülmüş.
Peki beyindeki hangi mekanizma DNA’lardaki hasarın arttığının ve uykuya ihtiyaç olduğunun algılanmasını sağlıyor?
PARP1 adı verilen protein DNA onarım mekanizmasının bir parçasıdır. Hasar gören DNA kısımlarını işaretler, onarımda rol alan tüm sistemlerin hasarlı bölgeye gelmesini sağlar. Yapılan deneyler de uyanıkken PARP1’in hasarlı DNA bölgelerinde biriktiğini, uyku sırasındaysa dağıldığını gösteriyor.
Zebra balıklarının genlerine müdahale edilerek PARP1 proteinlerinin normalden fazla üretilmesi sağlandığında, balıkların hem daha kolay uykuya daldığı hem de uyku sırasındaki DNA onarımının arttığı gözlemlenmiş. PARP1 proteinlerinin üretimi engellendiğinde ise balıkların yorulduklarını anlayamadıkları ve uykuya dalmadıkları belirlenmiş. Bu da DNA onarımının gerçekleşmemesine yol açmış.
Araştırmacılar, PARP1 proteinlerinin uykuyu düzenlemedeki rolünü fareler üzerinde de test etmiş ve zebra balıklarındakine benzer sonuçlar elde etmişler.
Elde edilen sonuçlar, hücre seviyesinde gerçekleşen süreçlerle uyku arasında bir ilişki kuruyor. Bu sonuçlardan uyku bozuklukları ile yaşlanma ya da Parkinson ve Alzheimer gibi nörodejeneratif hastalıklar (sinir hücrelerinin dokularında meydana gelen bozukluklar) arasında ilişki kurmak mümkün olabilir.