Ilmu Saraf Mengungkapkan Mengapa Weight loss plan atau Olahraga Bukan Sekadar Kekuatan Kemauan

Para peneliti di ETH Zurich telah menemukan bahwa zat kimia otak orexin dan neuron yang memproduksinya memainkan peran penting dalam membuat keputusan seperti memilih antara berolahraga atau menikmati makanan lezat.

Para ilmuwan telah mengidentifikasi orexin sebagai zat kimia otak utama yang memengaruhi apakah seseorang memilih aktivitas fisik daripada menikmati makanan lezat.

• Zat pembawa pesan kimia orexin dan neuron orexin di otak memediasi keputusan antara olahraga dan ngemil. Para peneliti di ETH Zurich membuat penemuan ini pada tikus. Hasilnya kemungkinan dapat diterapkan pada manusia.
• Dalam percobaan tersebut, tikus dengan sistem orexin yang tersumbat lebih sering memilih milkshake yang ditawarkan kepada mereka dan lebih jarang berolahraga.
• Hasil ini dapat membantu dalam meneliti dan mengembangkan strategi baru untuk meningkatkan aktivitas fisik pada orang-orang.

Menguraikan Pilihan Otak

Haruskah saya pergi berolahraga, atau lebih baik saya pergi ke kafe dan menikmati milkshake stroberi yang lezat? Hingga saat ini, apa yang sebenarnya terjadi di otak kita saat kita membuat keputusan ini masih menjadi misteri bagi sains, tetapi para peneliti di ETH Zurich telah menemukan solusinya. Mereka menguraikan zat kimia otak dan sel saraf mana yang memediasi keputusan ini: zat pembawa pesan orexin dan neuron yang memproduksinya.

Dasar-dasar ilmu saraf ini relevan karena banyak orang tidak cukup berolahraga. Sebagian besar dari kita mungkin pernah memutuskan sekali atau bahkan beberapa kali untuk tidak berolahraga demi salah satu dari sekian banyak godaan alternatif dalam kehidupan sehari-hari. Menurut Organisasi Kesehatan Dunia (WHO), 80 persen remaja dan 27 persen orang dewasa tidak cukup berolahraga. Dan obesitas meningkat pada tingkat yang mengkhawatirkan tidak hanya di kalangan orang dewasa tetapi juga di kalangan anak-anak dan remaja.

Memahami Kimia Otak

“Meskipun ada statistik ini, banyak orang berhasil menahan godaan yang selalu ada dan berolahraga secara cukup,” kata Denis Burdakov, Profesor Ilmu Saraf di ETH Zurich. “Kami ingin mengetahui apa yang ada di otak kita yang membantu kita membuat keputusan ini.”

Dalam percobaan mereka dengan tikus, para peneliti mampu menunjukkan bahwa orexin memainkan peran kunci dalam proses ini. Ini adalah salah satu dari lebih dari seratus zat pembawa pesan yang aktif di otak. Pembawa pesan kimia lainnya, seperti Serotonin Dan dopaminditemukan sejak lama dan perannya sebagian besar telah diuraikan. Situasi untuk orexin berbeda: para peneliti menemukannya relatif terlambat, sekitar 25 tahun yang lalu, dan mereka sekarang mengklarifikasi fungsinya selangkah demi selangkah. Burdakov adalah salah satu ilmuwan yang telah mengabdikan upaya mereka untuk mempelajari orexin.

Terungkapnya Fungsi Orexin

“Dalam ilmu saraf, dopamin merupakan penjelasan populer mengapa kita memilih melakukan beberapa hal tetapi menghindari hal lain,” kata Burdakov. Pembawa pesan otak ini sangat penting untuk motivasi umum kita. “Namun, pengetahuan kita saat ini tentang dopamin tidak dapat dengan mudah menjelaskan mengapa kita memutuskan untuk berolahraga daripada makan,” lanjut ilmuwan tersebut. “Otak kita melepaskan dopamin baik saat kita makan maupun saat kita berolahraga, yang tidak menjelaskan mengapa kita memilih salah satu daripada yang lain.”

Untuk mengetahui apa yang terjadi, para peneliti merancang eksperimen perilaku canggih untuk tikus, yang dapat memilih secara bebas dari delapan pilihan berbeda dalam uji coba sepuluh menit. Pilihan tersebut meliputi roda tempat mereka dapat berlari dan “bar milkshake” tempat mereka dapat menikmati milkshake rasa stroberi standar. “Tikus menyukai milkshake karena alasan yang sama seperti manusia: milkshake mengandung banyak gula dan lemak serta rasanya enak,” kata Burdakov.

Pengaruh Orexin pada Perilaku Tikus

Dalam percobaan mereka, para ilmuwan membandingkan beberapa kelompok tikus: satu kelompok terdiri dari tikus regular dan kelompok lainnya yang sistem orexinnya diblokir, baik dengan obat atau melalui modifikasi genetik sel-selnya.

Tikus dengan sistem orexin yang utuh menghabiskan waktu dua kali lebih banyak di roda lari dan setengah waktu di bar milkshake dibandingkan tikus yang sistem orexinnya telah diblokir. Menariknya, bagaimanapun, perilaku kedua kelompok tidak berbeda dalam percobaan di mana para ilmuwan hanya menawarkan tikus roda lari atau milkshake. “Ini berarti bahwa peran utama sistem orexin bukanlah untuk mengontrol seberapa banyak tikus bergerak atau seberapa banyak mereka makan,” kata Burdakov. “Sebaliknya, tampaknya penting untuk membuat keputusan antara satu dan yang lain, ketika kedua pilihan tersedia.” Tanpa orexin, keputusan sangat mendukung milkshake, dan tikus berhenti berolahraga demi makan.

Implikasi bagi Kesehatan Manusia

Para peneliti ETH Zurich memperkirakan bahwa orexin juga mungkin bertanggung jawab atas keputusan ini pada manusia; fungsi otak yang terlibat di sini diketahui secara praktis sama di keduanya jenis. “Sekarang tinggal memverifikasi hasil penelitian kami pada manusia,” kata Daria Peleg-Raibstein, pemimpin kelompok di ETH Zurich. Ia memimpin penelitian tersebut bersama Denis Burdakov. Hal ini dapat melibatkan pemeriksaan pasien yang memiliki sistem orexin terbatas karena alasan genetik – hal ini terjadi pada sekitar satu dari dua ribu orang. Orang-orang ini menderita narkolepsi (gangguan tidur). Kemungkinan lain adalah mengamati orang-orang yang menerima obat yang memblokir orexin. Obat-obatan tersebut diizinkan untuk pasien insomnia.

Strategi Potensial untuk Memerangi Obesitas

“Jika kita memahami bagaimana otak mengatur antara konsumsi makanan dan aktivitas fisik, kita dapat mengembangkan strategi yang lebih efektif untuk mengatasi epidemi obesitas international dan gangguan metabolisme terkait,” kata Peleg-Raibstein. Secara khusus, intervensi dapat dikembangkan untuk membantu mengatasi hambatan olahraga pada individu yang sehat dan mereka yang aktivitas fisiknya terbatas. Namun, Burdakov menunjukkan bahwa ini akan menjadi pertanyaan penting bagi para ilmuwan yang terlibat dalam penelitian klinis pada manusia. Ia dan kelompoknya telah mendedikasikan diri mereka untuk penelitian neurosains dasar. Selanjutnya, ia ingin mengetahui bagaimana neuron orexin berinteraksi dengan bagian otak lainnya saat membuat keputusan seperti antara olahraga dan ngemil.

Referensi: “Neuron Orexin memediasi latihan sukarela yang tahan godaan” oleh Alexander L. Tesmer, Xinyang Li, Eva Bracey, Cyra Schmandt, Rafael Polania, Daria Peleg-Raibstein dan Denis Burdakov, 6 Agustus 2024, Ilmu Saraf Alam.
DOI: 10.1038/s41593-024-01696-2