Günde 4 saat uyuyanları hep kıskanmışımdır. Daha az uyku ile dinç kalabiliyorsanız bu büyük bir lütuf. Düşünün her gün fazladan 4 saatiniz var. Bu bir nevi her gün fazladan bir kitap okumaya eş değer. Hayatınıza ne kadar çok şey katabileceğinizi tasavvur edebiliyor musunuz? Uykunun genetiği uzun yıllardır araştırılıyor. Özellikle sirkadyen ritminin genetik yapısı ve son zamanların odak noktasında yer alıyor. Ancak uykunun düzenlenmesinde rol alan genler hakkında çok az şey biliyoruz. Özellikle vücudumuzun ne kadar uykuya ihtiyacı olduğunu belirleyen genlerde. Araştırmacılar ortalamadan daha az uyuyan bir ailede yaptıkları araştırmalarda yeni bir gen keşfetti. Bu genin işleyişi vücudumuzun ne kadar uykuya ihtiyacı olduğunu belirliyor olabilir.
Çağlayan Taybaş/Sinirbilim
Uyku Çok Karmaşık Bir Olay
Ortalama 8 saat uykuya ihtiyaç duyan bir insan ömrünün üçte birini uyuyarak geçiriyor ama yine de uyku hakkında çok az şey biliyoruz. İnsanlarda uykunun birçok aşaması var ve her bir evrenin kendine has özellikleri bulunuyor. Uykunun yapısı bu kadar karmaşık olunca onu çözmek de kolay olmuyor. Amerika’da San Francisco California Üniversitesi’nde çalışan araştırmacılar uykunun genetiği ile ilgili önemli bir bulguya ulaştılar. Louis Ptacek uyku ve uyanıklıkta farklı tür nöronların görev aldığını ve ulaştıkları sonuçların beyinde uyku devrelerini daha iyi analiz etmeyi sağladığını belirtiyor.
Çalışmanın az uyku uyuyan bir ailenin üyeleri üstünde yapıldığını söylemiştik. Ptacek ve ekibin genetikçisi Ying-Hui Fu bir süredir uyku ile ilgili olabilecek bazı genler üstünde çalışıyorlardı. Günde 6 saat uyuyup normal bir şekilde hayatlarını sürdüren bu aile üyeleri ADRB1 adlı bir geni taşıyorlardı. Az uyuyarak dinç hissetmelerini sağlayan ise bu genin nadir görülen bir varyantıydı. Araştırmacılar uzun ve yoğun araştırmalar sonunda bu genin varyantlarını, diğer bir deyişle değişik formlarını listelediler. 8 saat uyuyan ve 6 saat uyuyan insanların DNA’ları kıyaslandığında bu yeni, nadir varyantın işlevi ortaya çıktı. Bu arada varyant ilgili genin çok küçük bir değişikliğe uğraşmış halidir.
Az Uyku ile Dinç Kalmak Sanıldığı Kadar Kolay Değil
6 saat uyuyarak dinç hissetmek size pek bir anlam ifade etmemiş olabilir. Bu durumu hafife alıyorsanız yanılıyorsunuz. Uyku fizyolojisinde uyku borcu (sleep debt) diye bir kavram vardır. Rutin uyku düzeninizden az uyuduğunuz günlerde beyninize uyku borçlanırsınız. Bu biriktiğinde sizi yorgun hale getirir ve sonraki günlerde daha fazla uyumanıza neden olur. Bu yüzden her gün 8 saat uyuyan biriyseniz bir gün 6 saat uyumak sizi yıpratmaz. Ancak bu düzenli olarak yaptığınızda bir süre sonra güne yorgun başlarsınız.
Bir genin hücrede ve vücuttaki işlevini anlamak istiyorsanız öncelikle ürettiği proteini veya proteinleri ayrıştırmalısınız. Geni anlamada ilk adım ürettiği proteini anlamaktır. Bunun için genin varyantları da dahil olmak üzere bütün protein ayrıştırılır ve karşılaştırılır. Az uyuyan ailenin DNA’larında ADRB1 geninin bir varyantı bulunduğu için bu mutasyonun herhangi bir işlevsel farklılığa neden olup olmadığı incelendi. Araştırmacılar ADRB1 geninin beta1-adrenerjik reseptörlerden birini kodladığını buldu. Bu reseptörler beyinde adrenalin nörotransmitterinin hücrede bağlandığı proteinlerdir. Ancak genin bu varyantı daha kararsız reseptörler üretiyordu. Bu reseptörlerin çalışma biçimi de kararlı olanlarına kıyasla daha verimsiz oluyor. Adrenalin moleküllerinin bunlara bağlanması ve tutunması daha zor oluyor. Bu durum da beynin işleyişine doğrudan etki ediyor. Araştırmacılar az uyku ile adrenalin arasında net bir bağlantı olduğunu belirtiyor.
ADRB1 Mutantı Fareleri de Az Uyutuyor
Ekip insanlarda gördüğü gen varyantını fareler üstünde denemeye çalıştı. Farelerin ADRB1 geninde gereken mutasyon yaratıldı ve farelerin uyku süreleri incelendi. Genleri mutasyona uğratılan farelerin diğerlerinden ortalama 55 dakika daha az uyuduğu görüldü. İnsanlarda bu durum yaklaşık 2 saate tekabül ediyor. Şimdi sırada genin nerede protein ürettiğini bulmak vardı. Nöronların hepsinin DNA’ları birebir aynı değildir, bu yüzden aynı proteinleri aynı miktarda üretmezler. Araştırmacılar ADRB1 geninin dorsal ponsta yüksek miktarlarda protein kodladığını keşfetti. Pons bölgesi ensemize yakın yerdeki beyin sapımızda bulunan bir alandır. Özellikle uyku, solunum gibi hayati olaylar ile ilgilenir.
Araştırmacıların ponsta bulduğu ADRB1 geni hem uyanıklıkta hem de REM uykusunda çok aktif çalışıyordu. Ancak REM dışı uykuda pek faal görünmeyip, protein kodlamıyordu. Konu uykuya gelmişken uykunun evrelerine de kısaca değinelim. Gözlerimizi kapatıp dalmaya başladığımızda önce REM dışı uykuya gireriz. Bu kısımda alfa beyin dalgaları gözlenir. Daha sonra sırasıyla beta dalgalarının görüldüğü 2. Evre, teta ve delta dalgalarının görüldüğü 3. ve 4. evreye geçeriz. 4. evre uykunun en derin olduğu yerdir. Bu aşamadan sonra hızlı göz hareketlerinin görüldüğü REM uykusu başlar. Eğer REM’den sonra uyanmazsak tekrar REM dışı uykuya geçilir. Bu 5 evrenin toplam süresi yaklaşık 90 dakikadır.
Fareler ve İnsanlar Aynı Değildir
ADRB1 geninin mutant haline sahip nöronlar doğal haline sahip olanlardan daha faal çalışıyorlardı. Araştırmacılar optogenetik yöntemlerle nöronları izlediklerinde genin mutant versiyonunun daha fazla protein ürettiğini gördüler. Dahası fareler uykudayken ADRB1 nöronlarını uyardıklarında fareler hemen uyandılar. Şu an kesin olarak ADRB1 proteininin uyanma ve az uyku ile doğrudan bir ilişkisi olduğunu biliyoruz.
İnsanlarda gözlenen ADRB1 geni farelerde de keşfedilmiş ve işlevi ortaya çıkartılmıştı. Ancak farelerde yapılan analizleri hemen insanlara uyarlayamazsınız. Öncelikle iki canlının uyku örüntüleri farklıdır. Diğer yandan biz kafein gibi uyarıcı maddeler ile uyku uyanıklık döngümüzü bilinçli olarak değiştirebiliriz. Bu yüzden ADRB1 geninin insanlardaki etkisini anlamak için daha fazla çalışma yapılması gerekiyor.
www.sinirbilim.org/az-uyku-ile-dinc-kalmak
