Uykuda Beyin Temizleniyor


Raşit Gürdilek

Aslında insansı atalarımızı günün önemli bir kısmında yaban hayvanlarının saldırısına açık bırakan, yiyecek  toplamaktan, kazanç sağlamadan ya da cinsel eylemden yoksun bırakan evrimsel bir hata gibi görünen uykunun işlevi, nihayet çözüldü: Uyku, beyni metabolizma atıklarından temizliyor.

Fizyologların  büyük çoğunluğu uykunun anıların güçlenmesinden metabolizmanın ve bağışıklık sisteminin düzgün işlemesine kadar birçok yararlı işlev gördüğü konusunda görüş birliğinde. Uykusuzluğun öğrenmeyi güçleştirdiği bilişsel performansı düşürdüğü, tepki süresini uzattığı,  Alzheimer, inme ve felç gibi nörolojik bozukluklara ve nöbetlere yol açtığı da biliniyor. Uykunun, yararlı işlevlerini gerçekleştirme mekanizmasıysa fazlaca bilinmiyordu.

Şimdiyse, Rochester Üniversitesi’nden (New York) Maiken Nedergaard ve ekip arkadaşlarınca fareler üzerinde gerçekleştirilen bir çalışma, beynin her gün nasıl yenilenmiş olarak günlük görevlerine başladığını ortaya koyuyor.

Vücut hücrelerinin metabolizma atıkları lenf sistemi aracılığıyla karaciğere gönderilip dönüştürülüyor. Oysa,  nöron denen 100 milyar sinir hücresinden oluşan ve bunların her birinin 1000 başka hücreyle bağlanması sonucu 100 trilyon sinaps bağlantısıyla çalışan ve işlevleri sırasında yoğun oksijen tüketen beynin yoğun atık kütlesini nasıl giderdiği bilinmiyordu.

Nedergaard, geçtiğimiz yaz bu atıkların beyin hücreleri arasında bir ağ gibi örülmüş sıvıyla dolu mikroskopik bir ağ tarafından taşındığını keşfetmişti. Ancak bu ağ, lenf sıvısı yerine cerebrospinal sıvı ya da beyin-omurilik sıvısı (CSF) ile dolu. Bir de, beyin hücrelerini çevreleyen boşluklarda biriken Beta amiloid gibi zararlı proteinler ve öteki hücre atıklarını toplayan interstitial sıvının  (ISF) dolaştığı başka bir ağ var. Atar damarlarca beslenen  CSF süreklibeyin içinde dolaşarak zararlı proteinleri ve atıkları toplayıp ISF’ye geçiriyor bu sıvı da topladığı çöplerle birlikte toplardamarlar çevresinde sistemden ayrılıyor. Nedergaard, bu sistemi “ glimfatik sistem” diye adlandırıyor. Glimfatik sistemdeki akışı hücre zarlarındaki kanallar aracılığıyla kontrol eden, beyindeki “glia” denen destek hücreleri. CSF bu kanallardan girerek hücrede birikmiş toksinleri alarak ISF’ye aktarıyor.

Sıvının hücre zarlarından geçişi hayli enerji gerektirdiğinden, araştırmacılar beynin aynı zamanda  hem duyusal verileri işlemleyip hem de kendini temizlemede zorlanacağı varsayımından hareketle, glimpatik sistemin faaliyetinin uyku sırasında değişip değişmediğine bakmak istemiş. Farelerle gerçekleştirilen deneyler sonucu, hücreler arası alanın yüzde 60 oranında genişlediği ve toksinleri temizleyen akımın hızlandığı görülmüş. Ekip ayrıca fareler uyku durumundayken beyinlerine Beta amiloid proteinleri aşılamış. Uyku sırasında bu proteinlerin yüzde 65’inin atıldığı da belirlenmiş.

Sonuç, uykunun gerçekten de beyni temizlşediğini ortaya koyuyor. Araştırmacıların yeni hedefiyse, farelerde gözlemledikleri mekanizmanın öteki hayvanlarda ve insanlarda da çalışıp çalışmadığını bulmak. 

KAYNAKLAR

  • 1. Maiken Nedergaard, Lulu Xie et al., “Sleep Drives Metabolite Clearance from the Adult Brain”, Science, 18 Ekim 2013
  • 2. Emily Underwood, “Sleep: The Brain’s Housekeeper?”, Science, 18 Ekim 2013