REM uykusunda beynin yenilendiği fare modelinde gösterildi

Uykuya ve rüyalara dair edebi referanslar antik zamanlara kadar gidebilmekte^[i]. Uykuya, M.Ö. 70 ile 19 yılları arasında yaşamış olan Romalı ozan Virgil’in Roma İmparatorluğunun destanı sayılan Aeneid’in birçok yerinde değinilir. Aeneid’in konusu Aeneas, Afrodit’in oğlu, Truva’nın kahramanlarından biri ve Hektor’un kuzenidir^[ii]. “Gece çöktü ve uyku yeryüzünde yaşayan her şeyi esir aldı”, “O tatlı, derin uyku, sakin ölüme çok yakın”^[i] gibi Aeneid’de geçen uykuya ve uykunun farklı evrelerine referans veren dizeler tarih boyunca uykunun insan yaşamının ne kadar merkezinde olduğunun da bir göstergesi galiba.

Bilim insanları onlarca yıldır uyku üzerine çalışmakta. Uzunca bir süredir de aslında, getirdiği çeşitli olumsuz yönlere (örneğin hayvanların uyku süresindeki savunmasızlığı vb.) rağmen, uykunun neden önemli olduğu sorusuna cevap aranmakta. Bilindiği gibi uyku döngümüz iki ana bölümden oluşmakta. Hızlı göz hareketleri ile simgelenen ve rüyalarımızın büyük bölümünü gördüğümüz REM ile hızlı göz hareketi olmayan, derin uyku hali gibi diğer aşamaları toplayan NREM aşamaları. Şimdiye kadar yapılan çalışmalar, özellikle NREM aşamalarının hafızanın birleştirilmesinden, sinapsların (sinir uçlarının birleştiği bölgeler) plastikliğinin sağlanması ile beynin bakımı ya da metabolizmaya kadar önemli işlevler üstlendiğini göstermekte.

Tsukuba Üniversitesinden araştırmacıların yeni çalışmaları ve uyguladıkları yeni bir yöntem, hakkında daha az şey bildiğimiz REM uykusunun işlevinin beynin yenilenmesi olduğunu ortaya koydu. Araştırmacılar, farelerde farklı uyku aşamalarında beyin kan akışını doğru bir şekilde görünteleyebilecek bir yöntem uyguladılar. İki foton mikroskopisini kullanan araştırmacılar, bunun için, kırmızı kan hücrelerine bağlanarak sinyal veren bir takip boyası kullandılar. Aslında bu alanda daha önceleri de kan akışını ölçmeye yönelik, farklı yöntemler kullanılmış ancak birbirine zıt sonuçlar elde edilmişti. Ekip, iki foton mikroskobunu ve takip boyasını kullanarak, kırmızı kan hücrelerinin beyin kılcal damarlarındaki hareketini farklı uyku aşamalarında takip etmeyi başardı. Beyin kılcal damarları hem besinlerin hem de artık maddelerin değişiminin yapıldığı alanlardır. Ekip farelere herhangi bir anestezi uygulamaksızın, uyku aşamalarını EEG ve EMG dalgalarını mikroskopla eş zamanlı izleyerek analiz etti. REM uykusu esnasında, beyin kılcal damarlarına büyük bir kırmızı kan hücresi hücumunun olduğu gözlendi. NREM aşaması ve uyanıklık halinde bu tür bir hücum gözlenmedi. Dahası ekip, farelerin uykusunu bölerek, fareleri “yeniden” REM uykusuna geçirdiğinde kan akışının bu müdahaleyi sağaltacak şekilde daha da arttığını gözledi. Adenozin A2a reseptörlerinin silindiği fare modelinde deney tekrarlandığında ise kan akışının daha az arttığı görüldü. Bu reseptörler G-proteinine bağlı reseptör ailesinde sınıflandırılan, hayatımızda artık önemli bir yer tutan kafein molekülünün hedefindeki reseptörlerdir. Bunların, kalp kasındaki oksijen tüketimini, coroner kan akışını, merkezi sinir sistemindeki nörotransmitterleri düzenledikleri bilinmektedir.

Araştırma kan akışı ile REM uykusunun gücü arasında bir ilişki olduğunu, REM uykusu sırasında kan akışının düzenlenmesinde Adenozin A2a reseptörlerinin rol aldığını ve bunların yeni ilaç hedefi olarak kullanılabileceğini göstermesi bakımından oldukça önemli.

^[i] Fariba K, Tadi P. Parasomnias. 2021 Jul 22. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2021 Jan–. PMID: 32809359.

^[ii] Tsai C. et al. Cerebral capillary blood flow upsurge during REM sleep is mediated by A2a receptors. Cell Reports, 2021; 36 (7): 109558 DOI: 10.1016/j.celrep.2021.109558