6 Nov 2019 Gakken Editorial

Koneksi Usus-Otak Mengungkap Penambahan Berat Badan

Sebuah studi baru yang diterbitkan di Journal of Clinical Investigation, oleh tim multi-institusional yang dipimpin oleh para peneliti di Baylor College of Medicine, mengungkap hubungan usus-otak yang sebelumnya tidak diketahui. Temuan yang mampu memberi penjelasan bagaimana porsi ekstra makanan menyebabkan kenaikan berat badan.

Menggunakan model tikus yang didesain mengonsumsi makanan tinggi lemak, menunjukkan peningkatan level Gut inhibitor polypeptide (GIP)--hormon yang diproduksi dalam usus yang terlibat dalam mengatur keseimbangan energi tubuh.

Studi ini melaporkan bahwa GIP yang berlebih mengalir melalui darah ke otak. Di sana, ia menghambat kerja leptin, hormon kenyang; akibatnya, hewan terus makan dan menambah berat badan. Menghalangi interaksi GIP dengan otak mengembalikan kemampuan leptin untuk menghambat nafsu makan dan menghasilkan penurunan berat badan pada tikus.

"Kami telah menemukan bagian baru dari teka-teki kompleks tentang bagaimana tubuh mengelola keseimbangan energi dan memengaruhi berat badan," kata penulis yang sesuai Dr. Makoto Fukuda, asisten profesor pediatri di Baylor dan Pusat Penelitian Nutrisi Anak-Anak USDA / ARS di Baylor dan Texas Rumah Sakit Anak.

Para peneliti tahu bahwa leptin, hormon yang diproduksi oleh sel-sel lemak, penting dalam pengendalian berat badan baik pada manusia maupun tikus. Leptin bekerja dengan memicu sensasi perasaan kenyang ketika kita sudah cukup makan, dan kita pun berhenti makan. Namun, pada obesitas akibat mengonsumsi makanan tinggi lemak atau makan berlebih, tubuh berhenti merespons sinyal leptin--tidak terasa kenyang, dan makan terus berlanjut, yang mengarah pada kenaikan berat badan.

"Kami tidak tahu bagaimana diet tinggi lemak atau makan berlebihan menyebabkan resistensi leptin," kata Fukuda. "Saya dan rekan-rekan yang lain mulai mencari apa yang menyebabkan resistensi leptin di otak ketika kita makan makanan berlemak. Menggunakan irisan otak yang dikultur dalam cawan petri, kami memeriksa faktor sirkulasi darah untuk kemampuan mereka menghentikan tindakan leptin. Setelah beberapa tahun upaya, kami menemukan hubungan antara hormon usus GIP dan leptin."

Abstraksi hubungan usus dan otak yang memengaruhi berat badan. (Image: Journal of Clinic Investigation)

 

GIP adalah salah satu hormon incretin yang diproduksi di usus sebagai respons terhadap makan dan dikenal karena kemampuannya untuk memengaruhi manajemen energi tubuh. Untuk menentukan apakah GIP terlibat dalam resistensi leptin, Fukuda dan rekan-rekannya pertama kali mengkonfirmasi bahwa reseptor GIP--molekul pada sel yang berikatan dengan GIP dan memediasi efeknya--diekspresikan di otak.

Kemudian, para peneliti mengevaluasi efek memblokir reseptor GIP terhadap obesitas dengan memasukkan secara langsung ke dalam otak suatu antibodi monoklonal yang dikembangkan oleh Dr. Peter Ravn di AstraZeneca. Secara efektif, itu mencegah interaksi reseptor GIP. Ini secara signifikan mengurangi berat badan tikus gemuk yang diberi diet tinggi lemak.

"Hewan-hewan itu makan lebih sedikit dan juga mengurangi massa lemak dan kadar glukosa darah mereka," kata Fukuda. "Sebaliknya, tikus kurus yang diberi makan chow normal diobati dengan antibodi monoklonal yang menghambat interaksi reseptor GIP-GIP tidak mengurangi asupan makanan mereka atau menurunkan berat badan atau massa lemak, menunjukkan bahwa efeknya spesifik untuk obesitas yang disebabkan oleh diet."

Eksperimen lebih lanjut menunjukkan bahwa jika hewan-hewan tersebut direkayasa secara genetik untuk menjadi kekurangan leptin, maka perawatan dengan antibodi monoklonal spesifik tidak mengurangi nafsu makan dan berat badan pada tikus yang gemuk. Hal tersebut menunjukkan bahwa GIP di otak bertindak melalui pensinyalan leptin. Selain itu, para peneliti mengidentifikasi mekanisme intraseluler yang terlibat dalam modulasi aktivitas leptin yang dimediasi GIP.

"Singkatnya, ketika makan makanan seimbang, kadar GIP tidak meningkat dan leptin bekerja seperti yang diharapkan, memicu di otak perasaan kenyang ketika hewan makan cukup dan tikus berhenti makan," kata Fukuda. "Tapi, ketika hewan makan makanan tinggi lemak dan menjadi gemuk, kadar GIP darah meningkat. GIP mengalir ke hipotalamus di mana ia menghambat aksi leptin. Akibatnya, hewan tidak merasa kenyang, lalu makan berlebihan dan bertambah berat badan. Menghalangi interaksi GIP dengan hipotalamus tikus obesitas mengembalikan kemampuan leptin untuk menghambat nafsu makan dan mengurangi berat badan."

Data ini menunjukkan bahwa GIP dan reseptornya di hipotalamus, area otak yang mengatur nafsu makan, diperlukan dan cukup untuk memperoleh resistensi leptin. Ini adalah peran GIP yang sebelumnya tidak dikenal pada obesitas yang berperan langsung ke otak.

Meskipun penelitian lebih lanjut diperlukan, para peneliti berspekulasi bahwa temuan ini mungkin suatu hari akan diterjemahkan ke dalam strategi penurunan berat badan yang mengembalikan kemampuan otak untuk menanggapi leptin dengan menghambat efek anti-leptin dari GIP.

Sumber: Journal of Clinical Investigation, 2019; DOI: 10.1172/JCI126107

Riset dan Terobosan


6 Nov 2019 Gakken Editorial