Bagaimana diet berlemak menghentikan otak daripada mengatakan 'tidak' kepada makanan
Orang yang mengalami kegemukan sering menghadapi masalah ketika mengatur kebiasaan makan mereka, kerana badan mereka tidak lagi tahu kapan mereka sedang dan tidak lapar. Penyelidik bertanya mengapa ini berlaku.
Bagaimana kita tahu kapan hendak makan, dan kapan hendak berhenti makan? Mudah: kita berasa lapar, jadi kita tahu sudah tiba masanya untuk makan.
Kemudian, apabila kita merasa kenyang, kita tahu sudah waktunya untuk meletakkan peralatan makan dan meneruskan hari kita.
Keadaan lapar dan kenyang ini terjadi kerana kemampuan otak untuk "menguraikan" isyarat dua hormon utama: yang disebut "hormon kelaparan," ghrelin, dan "hormon pengeluaran tenaga," leptin, yang dilepaskan ketika waktunya untuk berhenti makan dan mula membakar kalori tersebut.
Obesiti, para penyelidik menunjukkan, sering dicirikan oleh ketahanan terhadap leptin, yang bermaksud bahawa tubuh tidak dapat "membaca" isyarat yang dihantar oleh hormon yang biasanya mengekang selera makan.
Yang masih belum jelas adalah bagaimana rintangan leptin berkembang, dan elemen mana dalam litar otak-leptin yang terpengaruh.
Satu kajian baru dari University of California, San Diego dan sejumlah institusi penyelidikan antarabangsa telah mendedahkan bahawa diet tinggi lemak dapat mengganggu kemampuan otak untuk “merasakan” leptin, sehingga menyebabkan ketahanan terhadap leptin.
Para penyelidik telah menerbitkan penemuan mereka dalam jurnal itu Perubatan Translasional Sains.
Enzim yang merosakkan reseptor leptin
"Hipotesis kami," kata penulis kajian pertama Rafi Mazor, "adalah bahawa enzim yang memecah protein menjadi asid amino dan polipeptida dapat membelah reseptor membran dan menyebabkan aktiviti tidak berfungsi."
Maksudnya, para penyelidik ingin menguji apakah, dalam proses metabolisme makanan berlemak, tubuh membuat sejenis molekul yang "memotong" reseptor leptin yang terdapat pada sel-sel neuron di hipotalamus, yang merupakan kawasan otak yang biasanya menerima isyarat leptin.
Mereka menguji hipotesis ini pada model kegemukan tikus di mana haiwan tersebut diberi makanan diet tinggi lemak secara berkala.
Memang, Mazor dan rakan sekerja mendapati bahawa premis mereka betul. Otak tikus yang memakan makanan berlemak menghasilkan protease - sejenis enzim - yang disebut "metalloproteinase-2" (Mmp-2).
Mmp-2 yang diaktifkan kemudian memotong reseptor leptin yang terdapat pada membran sel-sel neuron di hipotalamus, sehingga menjejaskan kemampuan otak untuk mengetahui kapan tiba masanya untuk berhenti makan.
Para saintis dapat mengenal pasti Mmp-2 dan mengesahkan kesannya pada reseptor leptin dengan menilai aktiviti protease pada otak tikus dengan obesiti. Dengan melihat tindak balas reseptor leptin, mereka menyedari bahawa aktiviti Mmp-2 menghalangnya daripada mengikat leptin.
Lebih-lebih lagi, dalam kultur sel otak otak dengan reseptor leptin, Mazor dan pasukan melihat kesan yang sama: Pendedahan Mmp-2 mengganggu tindak balas sel terhadap hormon.
Sebaliknya, ketika pasukan penyelidik merekayasa sekumpulan tikus untuk tidak menghasilkan Mmp-2, haiwan tersebut tidak mendapat berat badan tambahan - walaupun mereka makan makanan berlemak - dan reseptor leptin di otak mereka tetap utuh.
'Bidang kajian baru untuk penyakit metabolik'
Dengan memerhatikan mekanisme ini, para penyelidik juga mulai mengembangkan strategi yang, mereka berharap dapat menghalangnya. Oleh itu, mereka bertanya sama ada menggunakan perencat Mmp-2 dapat mengatasi ketahanan leptin dan membantu individu menurunkan berat badan tambahan.
"Apabila anda menyekat protease yang menyebabkan reseptor tidak memberi isyarat, anda boleh mengatasi masalah ini," kata penulis bersama kajian Prof Geert Schmid-Schönbein.
Para saintis bertujuan untuk akhirnya mengembangkan penghambat seperti itu; sementara itu, mereka merancang untuk melakukan kajian dengan peserta manusia, untuk memastikan sama ada mekanisme penyekat leptin yang sama berlaku.
"Di masa depan," tambah Mazor, "kami akan berusaha untuk mengetahui mengapa protease diaktifkan, apa yang mengaktifkannya, dan bagaimana menghentikannya," tambahnya, "Masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan untuk lebih memahami pembelahan reseptor dan kehilangan fungsi sel semasa menjalani diet tinggi lemak. "
“Kami membuka bidang studi baru untuk penyakit metabolik. Kita perlu bertanya apakah jalan lain, selain leptin dan reseptornya, yang mengalami proses yang serupa dan apa akibatnya. "
Rafi Mazor
