Fizyoloji, Anatomi ve Genetik Bölümü’nden Profesör Gero Miesenböck ile Oxford Sinirsel Devreler ve Davranış Merkezi’nden Dr. Raffaele Sarnataro liderliğindeki araştırma ekibi, uykunun beyindeki hassas bir enerji dengesizliğine tepki olarak tetiklendiğini keşfetti.
Bu süreçte kilit rolü mitokondriler oynuyor – yani oksijen ve gıdayı vücut tarafından kullanılabilir enerjiye dönüştüren mikroskobik organeller.
Meyve sineklerinde incelenen belirli uyku düzenleyici nöronlarda, aşırı yüklenen mitokondrilerin elektron sızdırmaya başladığı gözlemlendi. Bu sızıntı, reaktif oksijen türleri (hücreye zarar verebilecek moleküller) üretiyor. Bu sızıntı, beyne uyuması gerektiğine dair bir sinyal gönderiyor; bu sayede hücre hasarı yayılmadan önce enerji dengesi yeniden sağlanıyor.
“Mitokondrilerinizin çok fazla elektron sızdırmasını istemezsiniz,” diyor Dr. Sarnataro. “Çünkü bu durumda, hücrelere zarar veren reaktif moleküller üretiyorlar.”
Araştırma ekibi, bazı özel nöronların devre kesici gibi davrandığını da ortaya koydu. Bu nöronlar mitokondrilerdeki elektron sızıntısını izliyor ve sızıntı belirli bir eşiği aştığında uyku sürecini başlatıyor.
Bilim insanları, bu hücrelerin enerjiyi nasıl yönettiğini (elektron akışını artırarak veya azaltarak) değiştirerek meyve sineklerinin uyku miktarını doğrudan kontrol edebildi.
Hatta, bazı deneylerde elektronlar yerine mikroorganizmalardan alınan proteinler aracılığıyla ışık enerjisi verildiğinde bile aynı sonuç gözlendi: daha fazla enerji, daha fazla sızıntı, daha fazla uyku.
Bu bulgular, uzun zamandır bilinen bazı biyolojik bağlantıları da açıklamaya yardımcı oluyor. Örneğin, vücut ağırlığına oranla daha fazla oksijen tüketen küçük hayvanlar daha fazla uyur ve genellikle daha kısa ömürlü olur. Ayrıca, mitokondriyal hastalıkları olan insanlar, fiziksel bir çaba harcamadan bile aşırı yorgunluk yaşar. Bu yeni mekanizma, bu semptomları açıklamada kullanılabilir.
