Makan ketika kenyang: Pertempuran antara dua isyarat otak
Mengapa keinginan untuk terus makan mengatasi isyarat yang mengatakan bahawa kita sudah kenyang? Penyelidikan baru mendapati bahawa ia melibatkan pertengkaran antara dua kumpulan sel otak yang berdekatan di mana sistem opioid otak juga berperanan.
Ia juga mendapati bahawa ubat naloxone, dengan menyekat sistem opioid, berhenti makan berlebihan.
Kajian itu, yang terdapat dalam Prosiding Akademi Sains Nasional, dilakukan pada tikus, tetapi para saintis percaya bahawa penemuan itu akan membantu kita memahami mekanisme serupa pada manusia dengan lebih baik.
"Hasil kerja kami," jelas penulis kajian kanan Prof Huda Akil, seorang ahli sains saraf di Jabatan Psikiatri di Institut Neurosains Molekul dan Tingkah Laku Universiti Michigan di Ann Arbor, "menunjukkan bahawa isyarat rasa kenyang - kerana mempunyai cukup makanan - adalah tidak cukup kuat untuk melawan keinginan makan yang kuat, yang mempunyai nilai evolusi yang kuat. "
Berat badan berlebihan atau gemuk meningkatkan risiko menghidap beberapa keadaan yang berpanjangan, seperti penyakit kardiovaskular dan diabetes jenis 2, serta barah.
Mengambil berat badan terlalu banyak adalah masalah kesihatan awam di seluruh dunia, yang mempengaruhi negara berpendapatan rendah dan sederhana dan juga negara berpendapatan tinggi.
Anggaran Pertubuhan Kesihatan Sedunia (WHO) dari 2016 menunjukkan bahawa 39 peratus orang dewasa di seluruh dunia mempunyai berat badan berlebihan dan 13 peratus mengalami kegemukan.
Perlu memahami mekanisme otak
Tekanan untuk lebih memahami pendorong kegemukan - seperti peranan otak dalam mengatur makan - tidak pernah lebih besar. Di antaranya, perhatikan penulis kajian, adalah "mekanisme yang memodulasi baik permulaan dan penghentian pemberian makan."
Akil dan rakan-rakannya memberi tumpuan kepada dua kumpulan kecil sel saraf bersebelahan, atau neuron, di hipotalamus, yang merupakan kawasan otak kecil yang terlibat dalam beberapa fungsi, seperti kawalan "tingkah laku bermotivasi."
Kedua-dua kumpulan sel tersebut disebut sel pro-opiomelanocortin (POMC) dan peptida berkaitan agouti (AgRP). Mereka tinggal di kawasan hipotalamus yang dikenali sebagai nukleus arcuate (Arc).
Para saintis sudah mengetahui bahawa kedua-dua kumpulan dan Arc itu entah bagaimana terlibat dalam "kawalan makan."
Memang, dalam karya sebelumnya, beberapa pasukan telah mengungkapkan bahawa setelah menerima isyarat tertentu, neuron POMC bertindak "seperti brek" semasa makan dan neuron AgRP bertindak seperti pedal gas - terutama ketika banyak masa berlalu sejak yang terakhir memberi makan.
‘Menggunakan pedal gas dan brek bersama’
Namun, yang tidak jelas adalah bagaimana kedua-dua kumpulan ini berinteraksi. Alat yang disebut optogenetik membantu penyiasat memetakan isyarat mekanisme dengan menggunakan sinar laser untuk mengaktifkan dan mematikan sel terpilih pada tikus yang makan berlebihan.
Mereka mendedahkan bahawa ketika mereka mengaktifkan sel POMC, ini juga mengaktifkan sel AgRP yang berdekatan. Ini berarti bahawa pedal gas dan rem saat menyalakan digunakan pada waktu yang sama, dan hasilnya pedal gas menang.
"Ketika keduanya dirangsang sekaligus, AgRP mencuri pertunjukan," jelas Prof Akil.
Dengan kaedah optogenetik yang berbeza, para saintis melihat bahawa mereka dapat mencetuskan sel POMC tanpa mengaktifkan sel AgRP yang berdekatan. Ini menyebabkan penurunan yang cepat dan "ketara" dalam makan tikus.
Dengan menggunakan alat visualisasi, mereka juga membuat peta terperinci mengenai jalan yang terlibat. Mereka menghasilkan peta jalur 3-D yang bermula di POMC dan AgRP. Setelah aktif, laluan isyarat ini mencetuskan rasa kenyang atau keinginan untuk makan.
Dalam ujian lebih lanjut, para penyelidik menjelajahi sinyal-sinyal yang "hilir" pengaktifan sel POMC dan AgRP, mengungkapkan bahawa pengaruh mereka meluas di otak, merangkumi bahkan wilayah di korteks yang mengendalikan persepsi, memori, dan perhatian.
Sistem opioid mempunyai peranan
Dalam satu set eksperimen terakhir, pasukan mendedahkan bahawa mengaktifkan AgRP juga menghidupkan sistem opioid otak. Memberi pengerat naloxone penyekat reseptor opioid menghentikan tingkah laku makan.
"Ini menunjukkan bahawa sistem opioid endogen otak sendiri mungkin berperanan untuk makan melebihi apa yang diperlukan," kata Prof Akil.
Biasanya, kajian mengenai pemacu metabolisme makan dan makan berlebihan cenderung memberi tumpuan kepada hormon seperti ghrelin dan leptin.
Penemuan ini, bagaimanapun, menunjukkan bahawa sirkuit otak, atau "sistem saraf," juga tampaknya memainkan peranan penting.
Ini mungkin bertindak balas terhadap isyarat emosi, sosial, dan persepsi. Akil mendesak untuk penyelidikan lebih lanjut mengenai aspek makan berlebihan ini.
"Terdapat seluruh industri yang dibina untuk menarik anda makan, sama ada anda memerlukannya atau tidak, melalui isyarat visual, pembungkusan, bau, hubungan emosi. Orang kelaparan hanya melihat mereka, dan kita perlu mengkaji isyarat saraf yang terlibat dalam mekanisme persepsi perhatian yang mendorong kita untuk makan. "
Prof Huda Akil
