Imbangan Tenaga adalah Pertukaran Kompleks antara Otak dan Badan
Bagi banyak orang, bukanlah tugas yang mudah untuk mengekalkan berat badan yang sihat. Walaupun begitu, otak dan badan disatukan untuk bekerjasama untuk mengekalkan keseimbangan tenaga.
Pemadanan yang ketat antara jumlah kalori yang dikonsumsi berbanding jumlah yang dikeluarkan adalah hasil pertukaran salib neurobiologi yang kompleks di kawasan hipotalamus otak. Apabila "percakapan" ini menjadi serba salah, kegemukan atau anoreksia boleh berlaku.
Sayangnya, sedikit yang diketahui mengenai perincian persimpangan kompleks ini walaupun terdapat kesan yang ketara. Penyelidikan baru yang diketuai oleh penyiasat di Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) memberikan pandangan baru yang membantu mengatasi masalah ini.
Para penyelidik mengatakan penemuan mereka, seperti yang dinyatakan dalam jurnal Sel, menunjukkan bagaimana neurotransmitter gamma-aminobutyric acid (GABA) secara selektif mendorong pengeluaran tenaga, dan yang penting, juga membantu menjelaskan neurocircuitry yang mendasari sifat pembakaran lemak lemak coklat.
"Kumpulan kami telah membuat program penyelidikan dengan tujuan keseluruhan untuk membongkar 'gambarajah pendawaian' di mana otak mengawal selera makan dan pembakaran kalori," kata pengarang kanan Bradford Lowell, M.D., Ph.D.
"Untuk meningkatkan pemahaman kita ke tahap ini, kita perlu mengetahui fungsi subset neuron tertentu, dan di samping itu, neuron hulu memberikan input kepada, dan neuron hilir yang menerima output dari, neuron yang ditentukan secara fungsional ini. Sehingga baru-baru ini, pengetahuan sedemikian di hipotalamus tidak dapat dicapai. "
Hypopthalmus adalah kawasan bersaiz mutiara yang mengarahkan beberapa fungsi penting dalam tubuh dan berfungsi sebagai pusat kawalan otak untuk keseimbangan tenaga.
Keseimbangan ini terhasil apabila otak menerima isyarat maklum balas dari badan yang menyampaikan status simpanan bahan bakar. Ia kemudian menggabungkannya dengan input dari dunia luaran serta keadaan emosi seseorang untuk mengubah tingkah laku makan dan perbelanjaan tenaga.
Dalam kajian baru ini, para penyelidik meneliti populasi neuron yang unik yang terletak di pangkal otak di hipotalamus.
"Kami mencit secara genetik tikus sehingga mereka mempunyai kecacatan spesifik yang mencegah neuron ini melepaskan neurotransmitter penghambat, GABA," kata Lowell. "Tikus dengan cacat ini mengalami kegemukan yang ketara, dan yang luar biasa, kegemukan mereka disebabkan oleh kekurangan dalam membakar kalori," jelasnya, sambil menambah bahawa pengambilan makanan sama sekali tidak terjejas.
Para penyelidik kemudian membuat sekumpulan tikus lain di mana neuron ini dapat diaktifkan secara selektif pada masa yang berlainan. Dari sini pasukan menunjukkan bahawa neuron mendorong perbelanjaan tenaga dalam lemak coklat.
Lemak coklat telah menjadi berita utama akhir-akhir ini kerana banyak kajian baru-baru ini menunjukkan bahawa, tidak seperti lemak putih yang menyimpan tenaga, lemak coklat membakar tenaga untuk menghasilkan haba. Proses ini dipanggil termogenesis.
"Pengeluaran tenaga yang dimediasi oleh tisu adiposa coklat sangat penting dalam menjaga berat badan dan mencegah kegemukan yang disebabkan oleh diet. Namun, mekanisme pengawalseliaan berdasarkan otaknya masih kurang difahami, ”kata pengarang pertama Dong Kong, Ph.D.
"Penemuan kami mengenai rangkaian saraf berdasarkan hipotalamus yang akhirnya mengawal termogenesis adalah kemajuan penting," tambah Lowell.
Selanjutnya, penyelidik mendapati bahawa ketika mereka menghidupkan neuron ini, perbelanjaan tenaga bergantung sepenuhnya pada pembebasan GABA. Hasil ini menunjukkan bahawa pelepasan GABA secara selektif mendorong perbelanjaan tenaga. "Penemuan kami telah meningkatkan pemahaman kami dalam mengawal perbelanjaan tenaga dan memberikan pandangan baru mengenai patogenesis kegemukan," kata Kong.
Ciri unik neuron hipotalamus adalah penting kerana dapat memberi peluang untuk mengubah kawalan pengeluaran tenaga secara eksperimen. Secara khusus, neuron yang menerima isyarat yang dimediasi oleh GABA dari neuron ini cenderung memainkan peranan penting dalam mengatur perbelanjaan tenaga, tetapi bukan pengambilan makanan.
"Sekarang penting untuk menggambarkan sepenuhnya neuron hulu yang mengendalikan neuron pengatur termogenesis ini, dan juga neuron hilir yang melengkapkan 'rangkaian' ke tisu adiposa coklat," kata Lowell.
Pekerjaan semacam itu dapat mengungkap peluang baru untuk intervensi farmakologi yang mungkin membawa kepada rawatan yang berkesan untuk kegemukan dan komplikasi yang berkaitan dengannya seperti diabetes.
Sumber: Pusat Perubatan Diakon Beth Israel
