Oxford Üniversitesi’nde yapılan ve Nature dergisinde yayımlanan yeni bir araştırma, uykunun yalnızca zihinsel bir dinlenme süreci olmadığını, aynı zamanda vücudun enerji dengesini korumaya yönelik hayati bir işlev taşıdığını ortaya koyuyor. Çalışmaya göre uyku ihtiyacının temelinde, beyin hücrelerinde biriken enerji kaynaklı stres yatıyor.
Oxford Üniversitesi Fizyoloji, Anatomi ve Genetik Bölümü’nden Prof. Gero Miesenböck ile Oxford Sinir Devreleri ve Davranış Merkezi’nden Dr. Raffaele Sarnataro’nun öncülüğünde yürütülen araştırma, uyku dürtüsünün biyolojik temelini anlamada önemli bir adım olarak görülüyor. Bilim insanları, beynin uykuyu tetikleyen mekanizmasının, hücreler arası enerji dengesizliğine verdiği tepkiyle devreye girdiğini belirledi.
Araştırmanın merkezinde, hücrelerin enerji üretiminden sorumlu olan mitokondriler yer alıyor. Meyve sinekleri üzerinde yapılan deneylerde, bazı özel beyin hücrelerinin mitokondrileri yakından incelendi. Elde edilen bulgulara göre, mitokondriler fazla enerji yükü altındayken, içerideki elektronları dışarı sızdırmaya başlıyor. Bu sızıntı, hücre içinde zararlı reaktif oksijen moleküllerinin (ROS) oluşmasına neden oluyor. Bilim insanlarına göre, bu moleküller adeta bir uyarı sinyali işlevi görerek beyni uykuya geçmeye zorluyor.
Dr. Sarnataro, bu süreci şu sözlerle açıklıyor: “Mitokondri, aşırı yüklendiğinde enerji sızıntısı meydana geliyor ve bu sızıntı hücreyi tehdit eden zararlı bileşiklerin oluşmasına yol açıyor. Beyin ise bu tehlikeyi algılayarak sistemi uykuya geçiriyor.”
Araştırma ekibi, bazı nöronların bu enerji sızıntısını ölçen bir tür ‘devre kesici’ gibi çalıştığını tespit etti. Bu hücreler, sızan elektronların belirli bir eşiği aşması durumunda uykuyu başlatan biyolojik mekanizmayı harekete geçiriyor. Dahası, bilim insanları bu hücrelerin enerji seviyesini laboratuvar ortamında yapay olarak artırarak veya azaltarak sineklerin uyku süresini kontrol etmeyi başardı. Hatta ışık aracılığıyla hücrelere doğrudan enerji aktarımı sağlayan yöntemler de kullanıldı ve aynı sonuçlara ulaşıldı: Daha fazla enerji, daha fazla sızıntı ve dolayısıyla daha çok uyku ihtiyacı.
Prof. Miesenböck, bu keşfin uzun süredir yanıtı aranan bir soruya ışık tuttuğunu ifade ediyor: “Yıllardır uykunun neden gerekli olduğunu anlamaya çalışıyoruz. Bu araştırmayla birlikte uykunun temelinde, oksijenli enerji üretim sürecinin neden olduğu bir biyolojik yüklenmenin yattığını görüyoruz. Mitokondriler aşırı yüklendiğinde, sistem kendini korumak için uyku moduna geçiyor.”
Elde edilen bulgular, metabolizma, uyku düzeni ve yaşam süresi arasındaki bağlantılara da yeni bir bakış açısı sunuyor. Örneğin, vücutlarına oranla daha fazla oksijen tüketen küçük canlılar genellikle daha uzun uyuyor ama daha kısa yaşıyor. Benzer şekilde, mitokondriyal hastalıkları olan bireylerde görülen aşırı yorgunluk hissi de bu yeni mekanizma ile açıklanabilir hale geliyor.
Dr. Sarnataro, bu noktada çalışmanın önemini şöyle vurguluyor: “Uyku ihtiyacımızın kaynağı, aslında hücrelerimizin oksijenle nasıl enerji ürettiğine dayanıyor. Bu, biyolojinin en temel sırlarından birine ışık tutuyor.”
