Farz edelim bir dünya turuna çıktık ve kısa süre içinde birçok farklı zaman diliminden geçtik. Algılarımız karıştı, gece mi gündüz mü veya aç mıyız tok muyuz bilmiyoruz. Veya final haftasındayız, geceleri daha verimli çalıştığımızı düşündüğümüzden sabaha kadar uyanık kalıyoruz. Bunlar elbette kendi seçimlerimiz ancak vücudumuzun isteklerini kulak ardı ederek aşırı yaşamayı seçersek kendimizi bitkin, kafamız karışmış ve muhtemelen hasta hissederiz. Bunun nedeni, dünyanın diğer sakinlerinin çoğu gibi vücudumuzu gece ve gündüz döngüleriyle eş zamanlı tutan özel bir biyolojik sisteme sahip olmamızdır. Bu bizim sirkadiyen ritmimizdir ve çalar saatimizin aksine, bir erteleme tuşu yoktur.
Sirkadiyen Ritim veya Biyolojik Saat
Birçok biyolojik süreç (açlık, ruh hâli, stres, kalp ritmi ve bağışıklık gibi) düzenli olarak yinelenen nicel ve nitel değişikliklere uğrar. Sirkadiyen ritim olarak da adlandırılan biyolojik saat, gezegenimizin dönme periyodu olan kabaca 24 saatlik bir döngüyü takip eden fiziksel, zihinsel ve davranışsal değişikliklerdir. Bu doğal zamanlayıcı sayesinde hücreler belirli zamanlarda işlevlerini arttırırken diğer zamanlarda azaltır. İnsanlarda ve diğer canlılarda bazı hormonların salgılanması, vücut sıcaklığının düzenlenmesi biyolojik saatin kontrolü altında gerçekleşir.
Biyolojik saat, vücuttaki kimyasal olayların günlük ritmini belirlemenin yanı sıra aylık veya mevsimsel değişiklikleri de düzenler. Örneğin, 28 günde bir kadınların âdet kanamasını kontrol eder; kış uykusuna yatan hayvanların ne zaman uyuduğunu veya göçmen kuşların uzak ülkelere ne zaman göç ettiğini belirler. Yani biyolojik saatin canlılar üzerinde büyük bir etkisi vardır.
Peki Bu Saat Nasıl Çalışıyor?
Biyolojik saat denildiğinde çoğumuzun aklına basitçe, gece gündüz döngüsüyle yani aydınlık ve karanlık etkisiyle vücudumuzun gece dinlenme haline geçmesi veya gündüz aktif olması gelebilir.
18. yüzyılda Gök Bilimci Jean Jacques d’Ortous de Mairan mimoza çiçeklerini gözlemleyerek yapraklarının gündüz güneşe doğru açıldığını ve gece karanlıkta kapandığını keşfetti. Peki bitkiyi uzun bir süre karanlıkta bıraksak ne olacaktı? Devamlı kapalı konumda mı olacaktı? Mairan, güneş görmeyen bir kutuya koyduğu mimoza çiçeğinin sabahları aynı saatte yapraklarını açtığını, akşamları da yine aynı saatlerde kapandığını gözlemledi. Sonuç olarak yaprakların açılıp kapanma durumunun güneş ışığından bağımsız gerçekleştiğini buldu. Çünkü yapraklar ritmik hareketlerine karanlıkta da devam ediyordu. Biyolojik saat kavramı bitkiler üzerinde yapılan bu küçük deney ile ortaya çıkmış oldu.
1970’lerde ise, Amerikalı Fizikçi, Moleküler Biyolog ve Davranışsal Genetikçi Seymour Benzer ve öğrencisi Ronald Konopka, sirkadiyen ritmimizi kontrol eden genlerin olduğunu biliyordu ve bu geni meyve sineklerini kullanarak yalıtmanın mümkün olup olmayacağını merak etmişlerdi. Sineklerin pupa yuvalarından şafak vakti çıktığını bilen Konopka, uygunsuz zamanlarda çıkan sinekleri toplayıp yetiştirdi. Konopka’nın mutant sineklerinin sirkadiyen saatinin, bir gendeki değişinim (mutasyon) sonucu bozulduğunu gösterdiler ve bu gene periyot geni dediler [1]. Fakat bu gen sirkadiyen ritmi nasıl etkileyebilir?
Sirkadiyen Ritim Genlerimizle Bağlantılı Mı?
Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash ve Michael W. Young biyolojik saatimizin iç işleyişini açıkladıkları çalışmalarıyla 2017 yılında Nobel Fizyoloji ve Tıp Ödülü’nü almaya hak kazandı [2]. Bir önceki paragrafta bahsedilen Benzer ve Konopka’nın model organizma olarak düşündüğü meyve sineklerini kullanarak günlük biyolojik ritmi kontrol eden bir geni yalıttılar. Bu genin, gece boyunca hücrede biriken ve daha sonra gün içinde parçalanan bir proteini kodladığını gösterdiler. Böylece iç saatimiz bizi, gün boyu fizyolojik olarak deneyimlediğimiz birçok farklı evreye uyarlar. Davranış, hormon seviyeleri, uyku, vücut sıcaklığı ve metabolizma gibi ciddi işlevleri düzenler.
Biyolojik saatin dengesi bozulduğunda farklı sorunlara neden olabilir. Araştırmalar, doğal ritimlerimizin bozulmasının vücuda olağanüstü bir yük bindirdiğini ve bir dizi ciddi hastalık riskini arttırdığını göstermiştir.
Bildiğimiz gibi birçok ilacın vücudumuza en uygun şekilde etki ettiği zaman aralıkları vardır. En etkili faydayı elde etmek için vücut saatinizin kaçı gösterdiğini bilmek çok önemlidir.
DNA onarım mekanizmaları üzerine yaptığı araştırmayla 2015 yılında Nobel Kimya Ödülü’nü alan Prof. Dr. Aziz Sancar’ın biyolojik saat ve kanser arasındaki ilişki üzerinde de araştırmaları vardı. Hastaların biyolojik saatlerine göre kemoterapi uygulandığında daha etkili sonuçlar elde edildiğini fark etmişti. Onun öğrencisi Doç. Dr. Nuri Öztürk, biyolojik saat genlerinin hücrelerdeki yıkımının etkilerini ve kanserde temel basamaklar olan hücre ölümü ve hücre hareketliliğini nasıl etkilediğini hâlen araştırmaktadır [3]. Sonuç olarak, biyolojik ritim bozuklukları son yıllarda sıklıkla kanser biyolojisi ile ilişkilendirilmektedir. Örneğin, 2007’de Uluslararası Kanser Araştırmaları Ajansı, sirkadiyen eş zamansızlığı içeren vardiyalı çalışmanın kanserojen olabileceğini açıkladı [4].
Uyuma ve Uyanma Zamanımızın Biyolojik Saatle Bağlantısı
Öte yandan biyolojik saat ile uyku arasında önemli bir ilişki vardır. Birçoğumuz uzun bir tatilin ardından işe ya da okula başlarken erken uyanmak için alarm kurarız. Birkaç gün veya birkaç hafta sonra saat çalmadan ve hatta alarmdan birkaç dakika önce uyanabiliriz. Akşamları uykumuz neredeyse hep aynı saatte gelir. Kısaca uyku ile biyolojik saat arasında bir bağlantı vardır. Uyku ve sirkadiyen zamanlama sisteminin çoklu beyin bölgeleri, nörotransmitter sistemler ve düzenleyici hormonlar arasındaki karmaşık etkileşimin ürünü olduğu göz önüne alındığında, bozulmaya karşı çok hassastır. Son çalışmalar, uyku ve sirkadiyen ritim bozukluğunun (SCRD), nörotransmiter yollarının bozulduğu nörodejeneratif ve nöropsikiyatrik hastalıklarda yaygın olduğunu göstermiştir. Örneğin, depresyon veya şizofreni hastalarının %80’den fazlasında SCRD rapor edilmiştir [5]. Ancak uygunsuz zamanlarda uykulu hissetmenin rahatsızlığı, buzdağının sadece görünen kısmıdır. Uyku ve sirkadiyen ritmin bozulması, zayıf uyanıklık ve hafıza, azalan zihinsel ve fiziksel tepki süreleri, azalan motivasyon, depresyon, uykusuzluk, metabolik anormallikler, obezite, bağışıklık bozukluğu ve hatta daha yüksek kanser riski gibi birbiriyle bağlantılı çok çeşitli patolojilerle de ilişkilidir.
Vücut saati ile ilişkili uyku sorunları, vücudumuzun yorgun düşmesine ve uykuda kalmasına yardımcı olan melatonin adı verilen bir hormonla bağlantılıdır. Aydınlık ve karanlık, vücudun melatonini nasıl ürettiğini etkiler. Melatoninin büyük çoğunluğu geceleri üretilir. Gün boyu maruz kaldığımız ışık, vücudumuza daha az melatonin üretmesini söyler. Geceleri yapay ışıkta çalışıyorsak vücudumuz ihtiyacı olandan daha az melatonin üretiyor olabilir [6]. Bunun sonucunda iyi uyuyamayız ve sirkadiyen ritmimiz bozulur. Uçak yolculuklarıyla farklı saat dilimlerine gitme sonucunda hissedilen dengesizlik durumu olarak özetlenebilecek uçuş sersemliği (jet lag) bunun bir başka örneğidir.
Sonuç olarak, düzenli bir uyku programı sürdürmek sirkadiyen ritmimizin iyi çalışmasına izin vererek gün içindeki performansımızın artmasını sağlar. Böylece, yorgun uyanmayı, stres seviyesinin artmasını engelleyebilir ve kanser gibi hastalıkların bile önüne geçebiliriz.
Bu sayede, genç kalabiliriz!
Referanslar:
[1] Bargiello, T. A., Jackson, F. R., & Young, M. W. (1984). Restoration of circadian behavioural rhythms by gene transfer in Drosophila. Nature, 312(5996), 752-754. [2] Press release. (2022, Nov 26). Nobel Prize Outreach AB 2022. NobelPrize.org. https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2017/press-release/ [3] Baykal, N. (2016, May 6). Biyolojik Saat ve Sağlık. Bilimgenc. https://bilimgenc.tubitak.gov.tr/makale/biyolojik-saat-ve-saglik [4] Straif K, Baan R, Grosse Y, Secretan B, El Ghissassi F, Bouvard V et al. Carcinogenicity of shift-work, painting, and fire-fighting. Lancet Oncol. 2007;8(12):1065-6. [5] Wulff K, Gatti S, Wettstein JG & Foster RG (2010). Sleep andcircadian rhythm disruption in psychiatric andneurodegenerative disease. Nat Rev Neurosci11, 589–599. [6] Masson-Pévet, M. (2007). Melatonin in the circadian system. Journal de la Societe de Biologie, 201(1), 77-83.İleri Okuma:
Cepelewicz, J. (2017, October 2). Nobel Prize Awarded for Biological Clock Discoveries. Quantamagazine. https://www.quantamagazine.org/nobel-prize-awarded-for-biological-clock-discoveries-20171002/
Imster, E. (2014, November 3). Cool facts about your biological clock. Earthsky. https://earthsky.org/human-world/cool-facts-about-your-biological-clock
Savvidis, Christos & Koutsilieris, Michael. (2012). Circadian Rhythm Disruption in Cancer Biology. Molecular medicine (Cambridge, Mass.), 18. Researchgate. https://www.researchgate.net/publication/229326396_Circadian_Rhythm_Disruption_in_Cancer_Biology
Sleep Health: 20 Facts About Your Biological Body Clock. (2018, November 13). Onhealth. https://www.onhealth.com/content/1/biological_clock_sleep_health_body_facts
Suni, E., Rehman, A. (2022, May 6). Sleep drive and your body clock. Sleep Foundation. https://www.sleepfoundation.org/circadian-rhythm/sleep-drive-and-your-body-clock
Bize Destek Olmak İster Misiniz?
- Dilerseniz Patreon hesabımız üzerinden bize aylık veya tek seferlik bağış yaparak destekte bulunabilirsiniz.
- Daha detaylı bilgi almak için “Bize Destek Olabilirsiniz!” sayfamızı inceleyebilirsiniz!
