Oxford Üniversitesi’nde yapılan ve Nature mecmuasında yayımlanan yeni bir araştırma, uykunun sadece zihinsel bir dinlenme süreci olmadığını, birebir vakitte bedenin güç istikrarını muhafazaya yönelik hayati bir fonksiyon taşıdığını ortaya koyuyor. Çalışmaya nazaran uyku muhtaçlığının temelinde, beyin hücrelerinde biriken güç kaynaklı gerilim yatıyor.
Oxford Üniversitesi Fizyoloji, Anatomi ve Genetik Bölümü’nden Prof. Gero Miesenböck ile Oxford Hudut Devreleri ve Davranış Merkezi’nden Dr. Raffaele Sarnataro’nun öncülüğünde yürütülen araştırma, uyku dürtüsünün biyolojik temelini anlamada kıymetli bir adım olarak görülüyor. Bilim insanları, beynin uykuyu tetikleyen düzeneğinin, hücreler ortası güç dengesizliğine verdiği reaksiyonla devreye girdiğini belirledi.
Araştırmanın merkezinde, hücrelerin güç üretiminden sorumlu olan mitokondriler yer alıyor. Meyve sinekleri üzerinde yapılan deneylerde, birtakım özel beyin hücrelerinin mitokondrileri yakından incelendi. Elde edilen bulgulara nazaran, mitokondriler fazla güç yükü altındayken, içerideki elektronları dışarı sızdırmaya başlıyor. Bu sızıntı, hücre içinde ziyanlı reaktif oksijen moleküllerinin (ROS) oluşmasına neden oluyor. Bilim beşerlerine nazaran, bu moleküller adeta bir ihtar sinyali fonksiyonu görerek beyni uykuya geçmeye zorluyor.
Dr. Sarnataro, bu süreci şu sözlerle açıklıyor: “Mitokondri, çok yüklendiğinde güç sızıntısı meydana geliyor ve bu sızıntı hücreyi tehdit eden ziyanlı bileşiklerin oluşmasına yol açıyor. Beyin ise bu tehlikeyi algılayarak sistemi uykuya geçiriyor.”
Araştırma takımı, kimi nöronların bu güç sızıntısını ölçen bir çeşit ‘devre kesici’ üzere çalıştığını tespit etti. Bu hücreler, sızan elektronların muhakkak bir eşiği aşması durumunda uykuyu başlatan biyolojik mekanizmayı harekete geçiriyor. Dahası, bilim insanları bu hücrelerin güç düzeyini laboratuvar ortamında yapay olarak artırarak yahut azaltarak sineklerin uyku müddetini denetim etmeyi başardı. Hatta ışık aracılığıyla hücrelere direkt güç transferi sağlayan formüller de kullanıldı ve tıpkı sonuçlara ulaşıldı: Daha fazla güç, daha fazla sızıntı ve hasebiyle daha çok uyku muhtaçlığı.
Prof. Miesenböck, bu keşfin uzun müddettir cevabı aranan bir soruya ışık tuttuğunu tabir ediyor: “Yıllardır uykunun neden gerekli olduğunu anlamaya çalışıyoruz. Bu araştırmayla birlikte uykunun temelinde, oksijenli güç üretim sürecinin neden olduğu bir biyolojik yüklenmenin yattığını görüyoruz. Mitokondriler çok yüklendiğinde, sistem kendini korumak için uyku moduna geçiyor.”
Elde edilen bulgular, metabolizma, uyku sistemi ve hayat müddeti ortasındaki irtibatlara da yeni bir bakış açısı sunuyor. Örneğin, bedenlerine oranla daha fazla oksijen tüketen küçük canlılar ekseriyetle daha uzun uyuyor fakat daha kısa yaşıyor. Emsal formda, mitokondriyal hastalıkları olan bireylerde görülen çok yorgunluk hissi de bu yeni sistem ile açıklanabilir hale geliyor.
Dr. Sarnataro, bu noktada çalışmanın kıymetini şöyle vurguluyor: “Uyku gereksinimimizin kaynağı, aslında hücrelerimizin oksijenle nasıl güç ürettiğine dayanıyor. Bu, biyolojinin en temel sırlarından birine ışık tutuyor.”
