Uykunun Nörobiyolojisi

Sevgini paylaş!

Türk Psikiyatri Dergisi‘nde 2004 yılında Aygün Ertuğrul ve Murat Rezaki tarafından yayınlanan “Uykunun Nörobiyolojisi ve Bellek Üzerine Etkileri” başlıklı makaleden elde ettiğimiz bilgilere göre:

Memeliler için en temel fizyolojik işlevlerden biri olan uykunun ne işe yaradığı yüzyıllardır bilim insanları için araştırma konusu olmuştur.

Özellikle farklı bir bilinç hali olarak düşünülen rüyaların neden ve nasıl ortaya çıktığı yaygın merak konusudur. Uyku; genlerden ve hücre içi mekanizmalardan, hareketi, uyarılmışlığı, otonomik işlevleri, davranışı ve bilişsel işlevleri kontrol eden sinir ağlarına kadar biyolojik yapının her düzeyinde kontrol edilen ve biyolojik yapıyı her düzeyde etkileyen bir durumdur.

Uyku, organizmanın çevreyle iletişiminin değişik şiddette ve uyarılarla geri döndürülebilir biçimde geçici, kısmi ve periyodik olarak kaybolması durumudur ve insan ömrünün ortalama 1/3’ünü oluşturmaktadır.

Uyku sadece günlük yaşamın dışında kalmış bir zaman parçası değil, bedenin kendisini yenilediği, sağlıklı ve uzun yaşamın temeli olan yaşamsal bir gerekliliktir.

İnsan yaşamında uyku nefes alma, yemek yeme ve boşaltım kadar önemli ve vazgeçilemez bir gereksinimdir ve gerek fiziksel, gerekse ruhsal yönden sağlıklı olmanın temel koşuludur.

Uykunun en iyi dinlenme şekli olduğu bilinen bir gerçektir. Düzenli bir uyku uyunmadığında vücut kendini bir sonraki güne hazırlayamaz. Bu doğrultuda yapılan bir çalışmada gece uykusunda 1.3 ile 1.5 saatlik kısalmanın ertesi günkü uyanıklığı %32.0 oranında azalttığı sonucuna varılmıştır. Eğer bireyler gereksinimleri ölçüsünde uyuyamazlarsa belli bir süre sonra yorgunluk, bezginlik, dikkati toplayamama, ağrıya karşı duyarlılığın artması ve sinirlilik gibi durumlarla karşılaşır. İnsanda uyku yoksunluğunda düşünce duygu ve motivasyon alanlarında bozulma başlamaktadır. Yeterince uyumayan bireylerde fiziksel ve bilişsel çökkünlük yaşandığı bilinmektedir.

Moleküler genetik, nörofizyoloji, beyin görüntüleme ve bilişsel nörobilimdeki son gelişmeler uyku ve rüyanın nörobiyolojisiyle ilişkili çalışmalara hız vermiş, uyku sırasında sinir sistemlerinin işleyişindeki değişimlerin beyin ve zihin ilişkisinin anlaşılmasına yol gösterebileceği düşünülmüştür.

UYKUNUN NÖROBİYOLOJİSİ

Uyku-uyanıklık Döngüsü

Uykunun başlatılması ve sürdürülmesinde kortikal ve subkortikal birçok beyin bölgesi rol almaktadır. İnsanlarda uyku-uyanıklık döngüsü Borbely’nin ikili süreç modeli ile açıklanmıştır.

Buna göre uyku-uyanıklık döngüsü, döngüsel etkenler ve homeostatik etkenlerin etkisiyle ortaya çıkmaktadır. Döngüsel etkenler günün belli dönemlerinde uykuya eğilimin daha fazla ya da daha az olmasını sağlar. Gündüz-gece değişiminin oluşturduğu bu 24 saatlik döngü hipotalamusta iki taraflı olarak bulunan suprakiasmatik çekirdekler aracılığı ile kontrol edilmektedir. Homeostatik uyku dürtüsü ise uyanık olarak geçen zaman arttıkça artar. Uyanık kalınan süre arttıkça endojen uyku verici (somnojen) olarak bilinen adenozin ve çeşitli sitokinlerin ve hormonların, özellikle bazal önbeyinde eşik değerinin üstünde birikerek homeostatik uyku gereksinimini artırdığı bildirilmiştir.

Ön hipotalamustan gelen döngüsel girdiler ve endojen kimyasal uyarılar aracılığıyla gelen homeostatik bilgi doğrultusunda hipotalamusta ventrolateral preoptik çekirdek (VLPO) uykuyu başlatır.

Uyanıklığı lateral hipotalamustan gelen oreksinerjik, beyinsapından gelen kolinerjik, noradrenerjik, serotonerjik, posterior hipotalamustan gelen histaminerjik uyarılar sağlamakta, bunların azalması ise uykuyu başlatmaktadır. Beyin sapındaki mezopontin çekirdekler ise uyku sırasındaki NREM-REM döngüsünü kontrol etmektedir.

REM-NREM döngüsü

Memelilerde uyku, belirli aralıklarla tekrar eden REM ve NREM uykusu olmak üzere iki evreden oluşmaktadır. Bu evreler EEG ile ölçülen beyin elektrik aktivitesi, göz hareketleri ve kas tonusundaki değişiklikler değerlendirilerek belirlenmiştir.

Birçok türde NREM uykusu toplam uykunun 4/5’ini oluşturur ve REM uykusu arası dönemler farede 10 dakikadan az, insanda 90 dakika olmak üzere beyin büyüklüğüyle ilişkili olarak değişir.

Erişkinlerin yedi-sekiz saat süren monofazik uyku paterni vardır. NREM ve REM’in bir döngüsü 90-100 dakikada tamamlanır. Normal bir uyku periyodunda beş-altı döngü olur. Uykunun ilk iki evresinde NREM 1 ve iki yüzeyel uyku evreleri egemendir. Bu dönemlerde kişi işitsel veya görsel uyaranlarla kolayca uyanır. Uyku ilerledikçe NREM kısalır, REM uzar. İkinci uyku döngüsünden sonra evre 4 ve üçüncü uyku döngüsünden sonra evre 3 görülmez. Sonuç olarak, NREM 3-4 sadece uyku süresinin ilk yarısında görülür. Uykunun ikinci yarısında ise REM uykusu egemendir, bu nedenle sabaha karşı uyanmalar sıktır. Rüyaların %80’i REM’de, %20’si NREM’de görülür. REM rüyaları daha kompleks ve garipken NREM rüyaları daha gerçek ögeler içerir.

Uyku dönemleri ve sinir cevabındaki değişiklikler asetilkolin, norepinefrin, serotonin ve histaminin farklı salıverilmeleri ile yönlendirilmektedir.

Uyanıklık sırasında tüm bu nöromodülatörler yüksek seviyede salınırken, REM sırasında serotonin ve norepinefrin salınması en aza iner ve tek başına asetilkolin salınımı baskındır. NREM sırasında ise tüm bu nöromodülatörler göreceli olarak daha düşük seviyede salınmaktadır.

NREM uykusunun özellikleri

Uykuya geçişten sonraki süreç, fizyolojik ölçütlere göre ayrılmış iki temel evreden oluşur. Bunlar “rapid eye movement (REM)” yani hızlı göz hareketlerinin olduğu ve non-REM (NREM) yani hızlı göz hareketlerinin olmadığı dönemlerdir. NREM’in dört evresi vardır. Evre 3 ve evre 4 uyku tek evre olarak da kabul edilebilmektedir. Evre 1 uyku; uyanıklık ve uyku arasında bir geçiş evresidir. Yatağa girdikten sonra evre 1’e kadar geçen süre uyku latansı olarak adlandırılır. Bu süre normalde 20 dakikaya kadar uzayabilmektedir. Evre 2 uyku elektroensefalografi (EEG)’de uyku iğcikleri ve K kompleksleri ile karakterizedir. Evre 3 ve evre 4 EEG’de yavaş delta dalgalarının olması ile ayırt edilir. Evre 3 ve 4 yavaş dalga uykusu, delta uyku veya derin uyku olarak da adlandırılmaktadır. Dinlendirici uyku NREM 3 ve 4 dönemidir.

Pozitron emisyon tomografi çalışmaları, NREM sırasında beyinde enerji metabolizmasında REM ve uyanıklığa göre yaygın bir azalma olduğunu göstermiştir. NREM sırasında uyanıklığa göre pons, talamus, hipotalamus, kaudat çekirdek, lateral ve medial prefrontal bölgelerde, prefrontal ve paryetal multimodal asosiyasyon kortekslerinde glukoz ve oksijen kullanımında bölgesel azalma olduğu bulunmuş, bu azalmanın NREM’in başlangıcı ve derinleşmesine eşlik ettiği görülmüştür.

Elektroensefalogram, kortekste ve diğer beyin bölgelerindeki eşzamanlı sinir aktivitesini gösteren delta (0.5-4 Hz) ve sigma (7-14 Hz) frekanslarında yüksek dalga boylu dalgalardan oluşur.

REM uykusunun özellikleri

REM uykusu ayrı dönemlere ayrılmamakla birlikte tonik ve fazik ögeler içermektedir. Tonik ögeler göz kasları ve diyafram dışındaki iskelet kaslarında atoni ile karakterizedir. Fazik ögeler ise düzensiz hızlı göz hareketleri ve kas seyirmeleri şeklinde kendini göstermektedir.

Uyanıklık sırasında olduğu gibi REM sırasında da önbeyin retiküler aktive edici sistem tarafından uyarılmakta ancak uyanıklıktan farklı olarak noradrenerjik, serotonerjik uyarılar azalırken kolinerjik uyarılar baskın duruma gelmektedir. REM uykusu sırasında beyinsapı, talamus, amigdala, hipotalamus, anterior singulat ve bazal ganglionlara olan kan akımı artar. Uyanıklıkla karşılaştırıldığında REM döneminde limbik ve paralimbik bölgelerde etkinlik daha fazla iken dorsolateral prefrontal kortekste etkinlikte azalma olduğu gösterilmiştir. Uyku – uyanıklık ile NREM ve REM dönemlerindeki bu farklılıklar bilinçlilik durumunu yorumlamakta önemlidir.

REM uykusu sırasındaki sinirsel aktivite uyanıklıktakine benzemektedir. EEG’de sinirsel aktivitedeki desenkronizasyonu gösteren düşük dalga boylu, hızlı aktivite mevcuttur. Bu dalgaların rüya sırasındaki hayali duyusal bilgiyi beyin sapından kortekse taşıma işlevi olduğu düşünülmüştür.

Kaynak: Türk Psikiyatri Dergisi

Ertuğrul, Aygün, and Murat Rezaki. “Uykunun Nörobiyolojisi ve Bellek Üzerine Etkileri.” Türk Psikiyatri Dergisi 15.4 (2004): 300-308. APA
BOZUKLUKLARI, UYKU. “Hastanede Yatan Yetişkin Hastaların Uykusunu Etkileyen Bazı Faktörler.” Toraks dergisi 8.4 (2007): 234-40.
Kaymak, S. U., Peker, S., Cankurtaran, E. Ş., & Soygür, A. H. (2010). Yaşlılarda uyku sorunları. Akad Geriatri, 2, 61-70.