Uykunun Kimyası

Uyku, beyindeki özgün kimyasal ve fizyolojik değişimlerle öne çıkan çeşitli evrelerle gelişir. Gün içerisinde adenozin, metabolik aktivitenin bir yan ürünü, uyanık olduğumuz süre boyunca beyinde birikir ve uyanık olduğumuz süreyi sinyaller. Adenozin, hipotalamus üzerindeki uyanıklık durumunu uyarıcı bölgeleri inhibe ederek uyanık kaldığımız süreç boyunca uyuşukluğumuzun giderek artmasına sebep olur. 

Yatağa geçişimizle başlayan ve birkaç dakika süren ilk evre, bizi hafif uyku durumuna hazırlar. Burada doğal hareketler yavaşlar ve kaslar gevşer. İndolamin türevi bir hormon olan melatonin, epifiz bezi tarafından üretilir ve geceleri retinadaki ışık sinyallerine tepki olarak salgılanır. Bu hormon; uyku/uyanıklık döngüsünün düzenlenmesine yardımcı olmasına ek, uyku döngüsünün ilk evresi için özellikle önemlidir.

Uyku döngüsünün en uzun evresi olan ikinci evre, kas gevşemesindeki artış ve yavaşlayan beyin dalga aktivitesinin ani dalgalar halinde gelen elektriksel aktivite ile bölünmesi ile öne çıkar. İnhibe edici bir nörotransmitter olan γ-Aminobütirik asit (GABA), bu evrede kasların gevşemesinde ve beyin aktivitesinin dindirilmesinde görev alır.

Derin ve onarıcı bir evre olan üçünce evre ise, en yavaş solunum hızı, kalp atışı, beyin dalgalarının görüldüğü evredir. Bu REM-dışı evreler GABA ve galanin gibi kimyasallar tarafından kontrol edilir.

Uyku döngüsü boyunca ilerledikçe uykunun yaklaşık 90. dakikasından sonra gerçekleşen REM (Rapid eye movement) evresine ulaşırız. REM uykusu sırasında kapalı göz kapaklarının ardındaki gözlerimiz hızla hareket eder ve beyin dalga frekansları karışır.

Kalp atışı ve solunum düzensiz gerçekleşir ve rüyalar bu evrede oluşur. Pons üzerindeki hücrelerin salgıladığı asetilkolin, bu evrede önemli bir rol üstlenir. Asetilkolin, beynin görsel proseslemeden sorumlu bölgelerini aktifleştirerek rüyaların oluşumuna öncü olur.

Uyanış süreci ise çeşitli nörokimyasal çekirdeklerin aktivasyonunu içerir. Burada dopamin, norepiferin, histamin, asetilkolin, serotonin molekülleri, anahtar görevleri üstlenirler. Bu nörokimyasallar gün içerisinde uyanıklık durumunu destekleyen geniş nörolojik ağları oluşturur.

Asetilkolin hızlıca canlanmamız için gerekli çabuk beyin dalgalarını oluştururken norepiferin beynimizin tetikte olmasını sağlar. Serotonin, vücut ısımızın ve uyanık olma durumunun regüle edilmesinde görev alır. Histamin de uyanıklığın sürdürülmesinde önemli bir rol oynar ve dopamin bilişsel fonksiyonları destekler. Titizlikle düzenlenmiş bu nörokimyasal prosesler uyku dengesinin korunması için son derece önemlidir.

Çeviri: Başar Gültekin

Yazı:  Miranda Wood and Melissa Leyden, UVA ChemSciComm

Kaynakça: https://chemistry.as.virginia.edu/news/story/8916