Sebuah penelitian menjelaskan mekanisme yang mengatur perilaku makan dan bagaimana otot rangka mengkomunikasikan kebutuhan energi ke otak
Otak menentukan kapan waktunya untuk memberi makan - tetapi bagaimana ia tahu? Temuan dari St Jude Children's Research Hospital, Memphis, Tennessee, Amerika Serikat, memberikan pemahaman baru tentang bagaimana otak mengatur proses ini. Otot rangka, seperti jaringan lain, berkomunikasi dengan otak untuk menyampaikan informasi tentang status gizi.
Para peneliti menunjukkan bahwa memanipulasi mekanisme ini memengaruhi pencarian dan pemberian makan seperti pada lalat buah. Karya ini diterbitkan secara online, Selasa (17/12) dalam Gen & Development. Jaringan seperti adiposa, usus dan sinyal hati ke otak melalui hormon yang mengatur perilaku makan.
_2.jpg)
Otot rangka membentuk 40 persen dari tubuh manusia dan memiliki kebutuhan energi dan nutrisi yang tinggi. Namun, sampai sekarang para ilmuwan belum mengetahui bagaimana otot rangka dapat berkomunikasi dengan otak melalui faktor pensinyalan yang disebut myokine. "Sampai sekarang, otak telah menjadi target aktivitas myokine yang paling sedikit dipelajari.
Ada banyak myokine yang bekerja pada jaringan lain, tetapi peran mereka dalam memberi sinyal ke otak sebagian besar belum dieksplorasi," ungkap Profesor Fabio Demontis dari St Jude Department of Developmental Neurobiology. Untuk lebih memahami bagaimana otot rangka berkomunikasi dengan otak mengenai perilaku makan, para peneliti melihat myokine Dpp pada lalat buah.
Dpp adalah setara lalat buah dari faktor pensinyalan BMP2 dan BMP4 pada manusia. Para ilmuwan sebelumnya berpikir bahwa Dpp hanya mentransmisikan sinyal pada jarak pendek.
Namun, para peneliti menunjukkan bahwa Dpp yang ditandai dengan fluores menempuh perjalanan jauh dari otot-otot "penerbangan", sama seperti lalat buah yang terbang ke otak. Selanjutnya, para peneliti menemukan bahwa mengurangi kadar Dpp mendorong perilaku makan dan mencari makan sama seperti pada lalat buah.
Sebaliknya, meningkatkan level Dpp mengurangi mencari makan dan makan. Para peneliti juga menemukan bahwa Dpp yang diturunkan dari otot mengatur kadar tirosin hidroksilase otak, kunci enzim untuk sintesis dopamin neurotransmitter. Di antara sejumlah peran lain, dopamin sebelumnya dikaitkan dengan perilaku makan.
Para peneliti menemukan bahwa menurunkan kadar Dpp dalam otot menyebabkan tingkat dopamin yang lebih tinggi di otak dan meningkatkan makan. Sebaliknya, lalat dengan kadar Dpp yang lebih tinggi di otot memiliki kadar dopamin otak yang lebih rendah dan cenderung mencari makanan.
Di samping itu, para peneliti juga menemukan bahwa modulasi sintesis dopamin di otak adalah kunci pengaturan makan oleh Dpp yang diturunkan dari otot.
"Dpp melakukan lebih dari yang diperkirakan siapa pun. Selain perilaku makan, pensinyalan Dpp endokrin dapat mengatur sejumlah fungsi jaringan dan sistemik lainnya, termasuk proses penyakit yang melibatkan neuron dopaminergik.
Dan karena Dpp memiliki protein yang sebanding pada manusia, itu mungkin relevan dengan perilaku makan dan penyakit metabolisme pada organisme yang lebih tinggi," kata Demontis.
Sirkuit Impulsif Makanan
Sebuah tim peneliti kini telah mengidentifikasi sirkuit spesifik di otak yang mengubah impulsif makanan. Anda sedang diet, tetapi aroma popcorn di lobi bioskop memicu keinginan yang tampaknya tak tertahankan.
Dalam hitungan detik, Anda telah memesan satu bak berisi popcorn dan sudah makan beberapa genggam. Impulsif, atau merespons tanpa memikirkan konsekuensi suatu tindakan, telah dikaitkan dengan asupan makanan yang berlebihan, pesta makan, penambahan berat badan dan obesitas, bersama dengan beberapa gangguan kejiwaan termasuk kecanduan narkoba dan perjudian yang berlebihan.
Sebuah tim peneliti dari University of Georgia (UGA), Athena, Georgia, Amerika Serikat, kini telah mengidentifikasi sirkuit spesifik di otak yang mengubah impulsif makanan, menciptakan kemungkinan para ilmuwan suatu hari nanti dapat mengembangkan terapi untuk mengatasi makan berlebih.
Temuan tim diterbitkan baru-baru ini di jurnal Nature Communications. "Ada fisiologi mendasar di otak Anda yang mengatur kapasitas Anda untuk mengatakan tidak pada (makan impulsif ). Dalam model eksperimental, Anda dapat mengaktifkan sirkuit itu dan mendapatkan respons perilaku tertentu," kata Emily Noble, Profesor di The UGA College of Family and Consumer Sciences.
Menggunakan model tikus, para peneliti fokus pada subset sel-sel otak yang menghasilkan jenis pemancar di hipotalamus yang disebut melanin concentrating hormone (MCH).
"Sementara penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa peningkatan kadar MCH di otak dapat meningkatkan asupan makanan, penelitian ini adalah yang pertama menunjukkan bahwa MCH juga berperan dalam perilaku impulsif. Kami menemukan bahwa ketika kami mengaktifkan sel-sel di otak yang menghasilkan MCH, perilaku hewan menjadi lebih impulsif di sekitar makanan," kata Noble. Untuk menguji impulsif, para peneliti melatih tikus untuk menekan tuas untuk menerima pelet "lezat, tinggi lemak, tinggi gula", kata Noble.
Namun, tikus harus menunggu 20 detik di antara tuas pengepres. Jika tikus menekan tuas terlalu cepat, ia harus menunggu 20 detik tambahan. Para peneliti kemudian menggunakan teknik-teknik canggih untuk mengaktifkan jalur saraf MCH spesifik dari hipotalamus ke hippocampus, bagian otak yang terlibat dengan fungsi belajar dan memori.
Hasil menunjukkan MCH tidak mempengaruhi seberapa besar hewan menyukai makanan atau seberapa keras mereka mau bekerja untuk makanan. Alih-alih, sirkuit bertindak berdasarkan kontrol penghambatan hewan, atau kemampuan mereka untuk menghentikan diri dari mencoba mendapatkan makanan.
"Mengaktifkan jalur spesifik neuron MCH ini meningkatkan perilaku impulsif tanpa mempengaruhi makan normal untuk kebutuhan kalori atau motivasi untuk mengkonsumsi makanan lezat," ungkap Noble.
Memahami bahwa rangkaian ini, yang secara selektif memengaruhi impulsif terhadap makanan, lanjutnya, ada membuka pintu bagi kemungkinan bahwa suatu hari kita mungkin dapat mengembangkan terapi terkait makan berlebihan yang membantu orang mempertahankan diet tanpa mengurangi nafsu makan normal atau membuat makanan lezat menjadi kurang enak. pur/R-1
