Bagaimana Makan Berlebih Mengubah Otak

Apakah Anda bertanya-tanya apakah kue keju sore ini akan mengubah tubuh Anda? Sementara kebanyakan dari kita membayangkannya mengubah lingkar pinggang kita, hanya sedikit yang bertanya-tanya apakah itu juga mengubah otak. Tapi itu benar, dan studi yang baru-baru ini diterbitkan (Rossi, 2019) menunjukkan kepada kita caranya.

Gagasan bahwa otak memengaruhi hampir semua hal yang kita lakukan seharusnya tidak mengherankan; siapa yang kita suka, bagaimana perasaan kita, dan bahkan apa yang kita makan dipengaruhi oleh aktivitas otak. Berbaring jauh di dasar otak kita hidup sekelompok sel yang terdiri dari hipotalamus. Hipotalamus mengatur kendali atas beberapa perilaku yang berhubungan dengan kelangsungan hidup spesies; perilaku yang, seperti yang sering saya katakan kepada murid-murid saya, terdiri dari empat F regulasi hipotalamus - berkelahi, melarikan diri, makan, dan kawin.

Seperti kebanyakan daerah otak, hipotalamus terbagi menjadi struktur yang lebih kecil; ini sering kali dinamai menggunakan kata-kata yang mengarah ke arah. Perhatikan, misalnya, hipotalamus lateral. Namanya menyiratkan bahwa ia berada di bagian lateral hipotalamus, atau jauh dari tengah. Kita yang tertarik pada perilaku termotivasi tahu bahwa untuk mempelajari pengaruh otak atas makan, Anda pasti akan bertemu dengan hipotalamus lateral. Ini karena struktur sangat penting untuk memfasilitasi atau meningkatkan makan. Ini dilakukan dengan memodulasi metabolisme, pencernaan, sekresi insulin, dan sensasi rasa, untuk beberapa faktor. Hipotalamus lateral juga sangat terkonservasi antar spesies dan karenanya cocok untuk pemodelan berbagai aspek perilaku makan manusia. Jadi, ketika Anda berpikir tentang peningkatan makan, pikirkan peningkatan aktivitas di hipotalamus lateral Anda.

Hubungan ini pertama kali dibuktikan dalam penelitian hewan non-manusia awal, yang menunjukkan bahwa hewan pengerat dengan kerusakan pada hipotalamus lateral mereka sering menolak untuk makan dan, sebaliknya, seperti yang diharapkan, merangsang atau mengaktifkan wilayah ini menimbulkan makan yang tak pernah terpuaskan. Keistimewaan hubungan antara makan dan hipotalamus lateral telah dipelajari secara ekstensif dan rincian ini berada di luar cakupan diskusi kita. Yakinlah, bagaimanapun, bahwa banyak ahli saraf perilaku yang sangat baik telah mendedikasikan jumlah jam yang tak terukur untuk menginformasikan pemahaman kita tentang bagaimana hipotalamus lateral menengahi makan dan hadiah makanan. Artikel oleh Rossi dan koleganya melakukan hal itu, dengan menunjukkan bagaimana makan berlebihan mengubah bentuk hipotalamus lateral dan bagaimana perubahan ini kemudian memengaruhi cara kita makan.

Dengan menggabungkan berbagai teknik seluler, para peneliti memeriksa apakah diet tinggi lemak mengubah ekspresi gen sel di hipotalamus lateral. Eksperimen tersebut dirancang untuk membandingkan ekspresi gen sel pada tikus yang menerima diet tinggi lemak versus mereka yang menerima diet normal. Mereka menemukan ekspresi gen yang berubah akibat obesitas pada berbagai sel di dalam hipotalamus lateral. Namun, perubahan genetik yang disebabkan obesitas terkuat terjadi pada sel yang mengandung protein yang disebut transporter glutamat vesikuler tipe-2. Umumnya, sel-sel ini menggunakan zat kimia otak rangsang yang bekerja cepat yang disebut glutamat. Mereka memeriksa sel-sel ini lebih lanjut dan menemukan bahwa mereka responsif terhadap konsumsi gula; Namun, besarnya respons bergantung pada status motivasi hewan: Seberapa banyak makanan yang diinginkan hewan memengaruhi seberapa responsif sel terhadap gula.

Memberi makan sebelumnya tikus (keadaan motivasi rendah) atau memperkenalkan kondisi puasa 24 jam (keadaan motivasi tinggi) sebelum percobaan mengendalikan motivasi untuk makanan. Sel rangsang pada hipotalamus lateral hewan yang dalam keadaan motivasi rendah (tidak lapar) mengalami aktivasi yang lebih besar setelah konsumsi gula dibandingkan pada hewan yang berpuasa. Hal ini menunjukkan bahwa rasa kenyang mempengaruhi pengkodean hadiah untuk makanan yang terjadi di dalam hipotalamus lateral.

Hal yang paling menarik dari profil pengkodean sel-sel rangsang ini adalah bahwa diet tinggi lemak juga mengubah tingkat responsnya. Yakni, sel-sel hewan yang menjalani diet teratur mempertahankan kemampuannya untuk mendeteksi konsumsi gula, tetapi sel-sel pada tikus yang menjalani diet tinggi lemak secara progresif menjadi kurang responsif terhadap gula; dengan demikian, perubahan di otak.

Temuan ini baru dan menarik, karena mereka menunjukkan bahwa diet tinggi lemak mengubah pengkodean untuk hadiah makanan di sel-sel individu di hipotalamus lateral. Selain itu, kita sekarang melihat bahwa diet tinggi lemak kronis mengubah hipotalamus lateral dengan menghalangi respons saraf mereka dan dengan demikian melemahkan “rem” endogen saat makan. Dengan kata lain, diet tinggi lemak dapat mengubah otak Anda untuk mendorong makan berlebihan.