ABD’de California Üniversitesi Berkeley araştırmacıları, derin uyku ile büyüme hormonu arasındaki ilişkiyi yöneten sinir hücrelerini belirleyerek, beynin fiziksel yenilenme ve uyanıklık süreçlerini nasıl dengelediğine ilişkin yeni bulgular elde etti.

Cell dergisinde yayımlanan araştırmada, uykunun büyüme hormonu salgılanmasını artırdığı, bu hormonun da beyne geri bildirim göndererek uyku ve uyanıklık döngüsünü etkilediği ortaya konuldu.

Araştırma sonuçları, yetersiz uykunun metabolizma ve beyin sağlığı üzerindeki olumsuz etkilerinin anlaşılmasına katkı sağlayabilecek.

Bilim insanları, bulguların gelecekte diyabetle bağlantılı uyku bozukluklarının yanı sıra Parkinson ve Alzheimer gibi nörolojik hastalıklarla ilişkili uyku sorunlarına yönelik yeni tedavi yaklaşımlarının geliştirilmesine yardımcı olabileceğini belirtiyor.

Derin uyku kasları, kemikleri ve metabolizmayı etkiliyor

Büyüme hormonu, çocukluk ve ergenlik döneminde boy uzamasında önemli rol oynarken, yetişkinlikte kas ve kemik dokusunun korunmasına, yağ metabolizmasının düzenlenmesine ve kan şekeri seviyelerinin kontrolüne katkıda bulunuyor.

Vücut, özellikle gecenin ilk bölümünde ağırlıklı olarak gerçekleşen derin uyku sırasında büyüme hormonu salgılıyor.

Bilim insanları, uyku eksikliğinin büyüme hormonu üretimini olumsuz etkilediğini uzun zamandır biliyordu. Ancak beynin bu süreci hangi sinir hücreleri aracılığıyla yönettiği tam olarak açıklanamamıştı.

Büyüme hormonunun yağ ve glikoz metabolizmasındaki rolü nedeniyle, sürekli bölünen veya yetersiz kalan uykunun obezite, diyabet ve kalp-damar hastalıkları riskinin artmasına katkıda bulunabileceği değerlendiriliyor.

Araştırmada beynin hipotalamus bölgesine odaklanıldı

California Üniversitesi Berkeley Sinirbilim Profesörü Yang Dan'ın laboratuvarında yürütülen araştırmada, beynin derinliklerinde bulunan hipotalamus bölgesi incelendi.

Hipotalamus, açlık, vücut sıcaklığı, hormon üretimi ve uyku-uyanıklık döngüsünün düzenlenmesinde temel görevler üstleniyor.

Araştırmacılar, bu bölgede büyüme hormonu salgılatıcı hormon (GHRH) üreten sinir hücreleri ile somatostatin üreten iki farklı sinir hücresi grubunun faaliyetlerini inceledi.

Büyüme hormonu salgılatıcı hormon (GHRH), hipofiz bezini uyararak büyüme hormonu üretimini artırırken, somatostatin bu süreci baskılıyor. Birbirine karşıt etki gösteren bu iki hormon, beynin tabanında bulunan hipofiz bezinden kana salgılanan büyüme hormonu miktarını birlikte düzenliyor.

Araştırmada, farelerin beyinlerine yerleştirilen elektrotlarla sinir hücrelerinin faaliyetleri kaydedildi. Bilim insanları ayrıca ışık kullanarak belirli sinir hücrelerini uyardı ve farklı uyku evrelerinde ortaya çıkan değişimleri izledi.

REM ve derin uykuda farklı mekanizmalar çalışıyor

Araştırma, büyüme hormonu salgılanmasının uykunun farklı evrelerinde farklı sinirsel mekanizmalarla düzenlendiğini gösterdi.

Canlı rüyalarla ilişkilendirilen hızlı göz hareketleri (REM) uykusunda, hem GHRH hem de somatostatinle bağlantılı sinirsel faaliyetlerin arttığı belirlendi.

Normal koşullarda birbirine karşıt etkiler gösteren bu hormonları düzenleyen sinir hücrelerinin eş zamanlı faaliyetleri, REM uykusunda büyüme hormonu salgılanmasının artmasına katkıda bulundu.

REM dışı (non-REM) uyku sırasında ise farklı bir mekanizma devreye girdi.

Bu evrede somatostatin faaliyetinin azalması, büyüme hormonu salgılanması üzerindeki baskıyı hafifletirken, GHRH faaliyetindeki ılımlı artış hormon salgılanmasını destekledi.

Böylece beynin, uykunun farklı evrelerinde aynı hormonun salgılanmasını farklı yollarla düzenlediği ortaya konuldu.

Büyüme hormonu uyanma zamanını da etkiliyor

Araştırmanın en dikkat çekici bulgularından biri, büyüme hormonunun uyku sırasında salgılanmakla kalmayıp uyanıklığı düzenleyen beyin devrelerini de etkilemesi oldu.

Bilim insanları, büyüme hormonu seviyeleri uyku boyunca yükseldikçe, beyin sapında bulunan locus coeruleus adlı bölgedeki sinir hücrelerinin uyarıldığını belirledi.

Dikkat, uyanıklık ve bilişsel faaliyetlerin düzenlenmesinde rol oynayan bu bölgenin etkinliğinin artması, uykudan uyanıklığa geçişi destekliyor.

Böylece uyku ile büyüme hormonu arasında çift yönlü bir geri bildirim mekanizması bulunduğu anlaşıldı.

Uyku büyüme hormonu salgılanmasını artırırken, büyüme hormonu da beyne geri dönerek uyanıklık düzeyinin düzenlenmesine katkıda bulunuyor.

Araştırmacılar, söz konusu beyin bölgesinin aşırı uyarılmasının beklenenin tersine uykululuğu artırabildiğini de belirtti.

Bu bulgular, sağlıklı uyku için hormon salgılanması ile sinirsel faaliyetler arasında hassas bir denge gerektiğini gösteriyor.

Uyku ile büyüme hormonu arasında hassas bir denge var

Araştırmanın yazarlarından Daniel Silverman, uyku ve büyüme hormonunun birbirini karşılıklı olarak düzenleyen bir sistem oluşturduğunu belirtti.

Silverman'a göre yetersiz uyku büyüme hormonu salgılanmasını azaltırken, hormonun aşırı yükselmesi de beyni uyanıklığa yönlendirebiliyor.

Bu dengenin korunması, büyüme, doku onarımı ve metabolizma sağlığı açısından önem taşıyor.

Araştırmanın başyazarı Xinlu Ding ise büyüme hormonunun kas ve kemik gelişimini desteklemenin ve yağ dokusunun azaltılmasına katkıda bulunmanın yanında, uyanma sonrasındaki zihinsel faaliyetler üzerinde de olumlu etkileri olabileceğini ifade etti.

Diyabet, Parkinson ve Alzheimer araştırmalarına katkı sağlayabilir

Bilim insanları, keşfedilen sinir devresinin uyku bozuklukları ve hormon dengesizliklerine yönelik yeni tedavilerin araştırılmasında kullanılabileceğini değerlendiriyor.

Özellikle metabolik hastalıklarla ilişkili uyku sorunları ve nörolojik hastalıklarda görülen uyku-uyanıklık düzensizlikleri, gelecekteki çalışmaların odak noktalarından biri olabilir.

Araştırmacılar, belirli sinir hücrelerini hedefleyen deneysel gen tedavilerinin de bu alanda yeni olanaklar sağlayabileceğine dikkat çekiyor. Ancak araştırmanın fareler üzerinde gerçekleştirildiği ve aynı mekanizmaların insanlarda nasıl işlediğinin henüz belirlenmediği vurgulanıyor.

Bu nedenle bulguların insanlarda uygulanabilecek güvenli ve etkili tedavilere dönüşmesi için yeni araştırmalara ihtiyaç bulunuyor.

Çalışma, uykunun beynin faaliyetlerini durdurduğu pasif bir dinlenme dönemi olmadığını; hormonlar ve sinir devreleri arasındaki sürekli iletişimle büyüme, onarım, metabolizma ve uyanıklığın düzenlendiği aktif bir biyolojik süreç olduğunu ortaya koyuyor.

Kaynaklar: Cell - Science Daily