Sosyal stresin zaman algısı üzerine etkisi: Epigenetik değişikliklerin rolü
Effect of social stress on time perception: Role of epigenetic changes
Yazar: GÜVEM GÜMÜŞ AKAY
Danışman: PROF. DR. METEHAN ÇİÇEK
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Fizyoloji = Physiology

Özet:
Bireysel farklılıkların dikkat çekici olduğu zaman algısı, duygulara ve çevreye karşı hassastır. Genetik varyasyonlar, zaman algısındaki bireyler arası farklılıkları açıklamakta yetersiz kalsa da, epigenetik değişiklikler ümit verici görünmektedir. Çalışmada,  sosyal stresin, strese verilen fizyolojik yanıtın ve COMT ve DRD2 genlerindeki metilasyon değişikliklerin zaman algısı üzerine etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla, 44 sağlıklı genç yetişkin gönüllü (23 Kadın, 21 Erkek) deneysel olarak Trier Sosyal Stres Testi (TSST) kullanılarak akut sosyal strese maruz bırakılmıştır. Katılımcılara, TSST'den önce ve sonra saniyeler üstü ölçekte (2, 2,5, 3, 3,5 ve 4 sn) görsel zaman yeniden üretme görevi ve kontrol olarak da uzaysal yeniden üretme görevleri uygulanmıştır. Katılımcıların zaman ve uzay algısı performanslarını karşılaştırmak için, sırasıyla hedef süre ve büyüklükten sapma katsayıları (CV) hesaplanmıştır. Kişilerin akut stres ile tetiklenen fizyolojik yanıtlarını ortaya koymak için TSST öncesi ve sonrasında tükürük kortizol seviyeleri kolorimetrik ELISA yöntemiyle ölçülmüştür. Ayrıca, TSST öncesi ve sonrası durumluk kaygı düzeyleri Spielberger'in Durumluk-Sürekli Kaygı Envanteri (STAI) ile incelenmiştir. Son olarak, COMT ve DRD2 promotör metilasyonları pirodizileme ile belirlenmiştir. 

Psikometrik ve kortizol ölçümleri, TSST'nin akut stres yanıtını etkili bir şekilde tetiklediğini doğrulamıştır. Tekrarlayan ölçümlerde ANOVA ile görev, stres ve kortizol yanıtı arasındaki ilişkiyi değerlendirdiğimizde, sonuçlarımız görev ana etkisinin anlamlı olduğunu ve bireylerin zaman algısı görevine kıyasla uzay algısı görevinde daha doğru tahminler yaptıklarını göstermiştir. Aynı zamanda stresin anlamlı bir ana etkiye sahip olduğu ve yanı sıra stres ve görev etkileşiminin de anlamlı olduğu saptanmıştır. Bazal seviyede katılımcıların zaman aralıklarını olduğundan daha kısa algılama eğiliminde oldukları ve sosyal stresin zaman uzamasına yol açarak zamanın mutlak zamana daha yakın algılanmasına neden olduğu belirlenmiştir. Bununla birlikte sosyal stresin uzay algısı üzerine etkisinin olmadığı görülmüştür. Sonuçlarımız, kortizoldeki artış hızının anlamlı bir ana etkiye sahip olmadığını göstermiştir. COMT geni metilasyon seviyesi ile zaman algısı performansı arasında anlamlı bir pozitif korelasyon bulunmuştur. COMT geninde yüksek oranda metilasyona sahip kişiler, daha iyi zaman algılama performansı göstermişlerdir.

Ekolojik geçerliliği kanıtlanmış TSST'yi kullanarak gerçekleştirdiğimiz çalışmamızın sonuçları akut sosyal stresin aralık zamanlama algısında sapmalara neden olduğunu desteklemiştir. Sonuçlarımıız bireylerdeki COMT DNA metilasyon seviyeleri farklılıklarının, özellikle dopamin olmak üzere katekolamin seviyelerinde farklılıklara neden olarak zaman algısını etkileyebileceğini düşündürmektedir. Buradan yola çıkarak, strese bağlı zaman algısı performansındaki artışın nedeninin, iç saat hızındaki ve/veya çalışma belleği ve dikkat dahil olmak üzere bilişsel performanslardaki değişim olabileceğini düşünmekteyiz. Bununla birlikte, olası mekanizmayı aydınlatmak için sonuçlarımızın fonksiyonel/moleküler nörogörüntüleme verileriyle desteklenmesi gerekmektedir.

Abstract:
Time perception, in which individual differences are quite remarkable, is very sensitive to the emotions and environment. Although genetic variants are insufficient to explain the inter-individual differences in time perception, epigenetic changes seem promising. In this study, we aimed to investigate the effects of social stress and DNA methylation changes in COMT and DRD2 genes on time perception. To this aim, 44 healthy young adult volunteers (23 Females, 21 Males) were experimentally exposed to acute social stress using Trier Social Stress Test (TSST). Participants were given visual time reproduction task for suprasecond scale (2, 2.5, 3, 3.5 and 4 s) before and after the TSST, and spatial reproduction task as a control. Deviation coefficients (CV) from the target duration and size were calculated to compare participants' time and space perception performances, respectively. Saliva cortisol levels were measured before and after TSST by colorimetric ELISA method in order to reveal paticipants' physiological responses trigered by acute stress. In addition, state anxiety levels at pre- and post-TSST were examined by Spielberger's State-Trait Anxiety Inventory (STAI). Finally, COMT and DRD2 promoter methylations were quantified by pyrosequencing. 

Psychometric and cortisol measurements confirmed that TSST triggers acute stress response effectively. A repeated measures ANOVA with task, stress and cortisol responses showed that the task main effect was significant and individuals were more precise in the space perception task compared to the time perception task. There was a significant main effect of stress, as well as a significant interaction between stress and task. We observed that people have a tendency to underestimate time intervals under basal conditions. Social stress led to time dilation, causing time percieved as closer to absolute time. However, social stress had no effect on space perception. Our results showed that the rate of increase in cortisol did not have a significant main effect. We found a significant positive correlation between COMT gene methylation level and time perception performance. People with a highly methylated COMT gene showed better time perception performance. 

By implementing ecologically validated TSST test, our results supported that acute social stress causes distortions in interval timing. Our results suggest that differences in COMT DNA methylation levels in individuals may affect time perception by causing differences in catecholamine levels, particularly dopamine. Based on this, the incerase in time perception performance in response to stress could be due to change in the speed of internal clock and/or cognitive performances icluding working memory and attention. However, our results need to be supported by functional/molecular neuroimaging data to elucidate the possible mechanism.