Bagaimana sebenarnya olahraga mendukung otak? Protein ini mungkin menjadi petunjuk
Olahraga mendorong hati untuk memompa keluar sedikit protein yang tampaknya meremajakan otak, sebuah studi baru menemukan.
Jakarta, Inako
Olahraga dapat membantu mengubah otak pelaku olahraga dengan cara yang mengejutkan, menurut sebuah studi baru tentang aktivitas fisik dan kesehatan otak.
Penelitian tersebut, meliputi tikus dan manusia, menemukan bahwa olahraga mendorong hati untuk memompa protein yang sedikit diketahui, dan yang secara kimia meningkatkan kadar protein itu dalam bentuk yang tidak bagus, hewan tua meremajakan otak dan ingatan mereka.
Temuan ini menimbulkan pertanyaan provokatif tentang apakah manfaat otak dari olahraga mungkin suatu hari nanti tersedia dalam bentuk kapsul atau jarum suntik - pada dasarnya "latihan dalam pil."
BACA JUGA:
Kita sudah memiliki bukti yang cukup, tentu saja, bahwa aktivitas fisik melindungi otak dan pikiran dari beberapa penurunan yang menyertai penuaan. Dalam studi tikus masa lalu, hewan yang berlari dengan roda atau treadmill menghasilkan lebih banyak neuron baru dan belajar dan mengingat lebih baik daripada tikus atau tikus yang tidak banyak bergerak. Demikian pula, orang tua yang berjalan demi ilmu pengetahuan menambahkan volume jaringan di bagian otak mereka yang terkait dengan memori. Bahkan di antara orang yang lebih muda, mereka yang lebih bugar daripada rekan-rekan mereka cenderung melakukan lebih baik pada tes kognitif.
Tetapi banyak pertanyaan yang masih belum terjawab tentang bagaimana, pada tingkat sel, olahraga mengubah otak dan mengubah fungsinya. Sebagian besar peneliti menduga bahwa proses tersebut melibatkan pelepasan cascade zat di dalam otak dan di tempat lain di tubuh selama dan setelah latihan. Zat-zat ini berinteraksi dan memicu reaksi biokimia lain yang pada akhirnya mengubah cara otak terlihat dan bekerja. Tapi apa bahannya, dari mana asalnya dan bagaimana mereka bertemu dan bergaul tetap tidak jelas.
Jadi, untuk studi baru, yang diterbitkan bulan ini di Science, para peneliti di University of California, San Francisco, dan lembaga lainnya memutuskan untuk melihat ke dalam pikiran dan aliran darah tikus. Dalam penelitian terakhir dari lab yang sama, para ilmuwan telah memasukkan darah dari tikus muda ke tikus yang lebih tua dan melihat peningkatan dalam pemikiran hewan yang menua. Itu seperti "mentransfer kenangan masa muda melalui darah," kata Saul Villeda, seorang profesor di UCSF, yang melakukan penelitian dengan rekan-rekannya Alana Horowitz, Xuelai Fan dan lainnya.
Manfaat itu adalah hasil dari usia muda hewan donor, bukan kebiasaan olahraga mereka. Para ilmuwan menduga bahwa olahraga akan memicu perubahan tambahan dalam aliran darah yang mungkin dapat ditransfer, berapa pun tahun binatang.
Jadi, sebagai langkah pertama dalam studi baru, mereka menjalankan tikus muda dan tua selama enam minggu, kemudian mentransfusikan darah dari kedua kelompok menjadi hewan tua yang tidak aktif. Setelah itu, tikus-tikus tua itu bekerja lebih baik pada tes kognitif daripada kontrol lansia, apakah transfusi mereka berasal dari pelari muda atau tua. Mereka juga menunjukkan lonjakan dalam penciptaan neuron baru di pusat memori otak mereka. Aktivitas donorlah yang penting, bukan usia mereka.
Penasaran, para ilmuwan selanjutnya mencari apa yang berbeda dalam darah para olahragawan. Menggunakan spektrometri massa canggih dan teknik lainnya, mereka memisahkan dan menghitung berbagai protein dalam darah hewan yang berlari yang tidak terlihat dalam jumlah yang sama dalam darah dari tikus yang tidak aktif.
Mereka kemudian memusatkan perhatian pada satu protein yang sedikit dipelajari yang dikenal sebagai GPLD1 (nama ilmiahnya panjang dan tidak dapat dilanggar). Protein yang sedikit misterius diketahui sebagian besar diproduksi di hati, organ yang biasanya tidak dianggap memiliki banyak interaksi dengan otak. Tetapi kadar protein meningkat cukup setelah latihan untuk membenarkan penyelidikan lebih lanjut.
Jadi, para peneliti sekarang menggunakan rekayasa genetika untuk memperkuat pelepasan GPLD1 dari hati tikus tua yang tidak aktif. Setelah itu, hewan-hewan itu melakukan hampir seperti tikus muda dalam tes belajar dan memori, dan otak mereka dipenuhi dengan lebih banyak neuron yang baru lahir daripada tikus tua lainnya. Efeknya, mereka memperoleh manfaat otak dari olahraga tanpa upaya untuk benar-benar berolahraga.
Untuk memastikan bahwa reaksi ini tidak murni berbasis hewan pengerat, para ilmuwan juga memeriksa darah yang diambil dari orang tua. Pria dan wanita yang lebih tua yang terbiasa berjalan untuk berolahraga menunjukkan kadar GPLD1 yang lebih tinggi dalam aliran darah mereka daripada mereka yang tidak.
Hasil gabungan dari temuan ini tampaknya adalah bahwa olahraga meningkatkan kesehatan otak sebagian dengan mendorong hati untuk memompa jumlah tambahan GPLD1, kata Villeda, meskipun belum jelas bagaimana protein kemudian mengubah otak. Eksperimen selanjutnya oleh para ilmuwan menunjukkan bahwa protein itu mungkin tidak menembus penghalang darah-otak dan bertindak langsung pada otak, kata Villeda. Sebagai gantinya, ia cenderung memicu perubahan pada jaringan dan sel lain di tempat lain dalam tubuh. Jaringan-jaringan ini, pada gilirannya, menghasilkan lebih banyak protein yang memiliki efek pada jaringan lain yang akhirnya mengarah pada perubahan langsung pada neurotransmitter, gen dan sel-sel di otak itu sendiri yang mengalami peningkatan kognitif.
Villeda percaya bahwa jika percobaan lebih lanjut menunjukkan bahwa GPLD1, dalam isolasi, membantu untuk memulai reaksi berantai molekuler ini, maka paling tidak masuk akal bahwa infus zat tersebut dapat menawarkan manfaat otak dari olahraga kepada orang-orang yang terlalu lemah atau cacat untuk fisik biasa. aktivitas.
Eksperimen ini pada dasarnya melibatkan tikus, bukan manusia, dan tidak memberi tahu kami apa-apa tentang efek sistemik dari GPLD1 tambahan, yang dalam jumlah tinggi mungkin tidak diinginkan. Lebih mendasar lagi, temuan ini menyoroti efek latihan yang meresap, rumit, dan seluruh tubuh, dengan hati, dalam hal ini, entah bagaimana mengubah pikiran dan otak setelah latihan. Pada saat ini, tidak mungkin untuk mengetahui apakah proses yang terjalin dan disinkronkan yang sama semua akan terjadi sebagai tanggapan terhadap pil latihan GPLD1 dan, jika tidak, apakah itu dapat dianggap sebagai pil olahraga sama sekali.
Villeda dengan cepat menyetujui bahwa GPLD1 farmasi, meskipun efektif untuk kesehatan otak, "tidak akan merekapitulasi manfaat olahraga." Tidak akan ada pembakaran lemak biasa, pembentukan otot atau perbaikan kardiovaskular, katanya. Tetapi dia berharap, jika percobaan di masa depan di laboratoriumnya dengan hewan dan manusia menunjukkan hasil yang konsisten, zat tersebut pada akhirnya dapat membantu orang yang merasa sulit bergerak untuk berpikir lebih baik.
Oleh Gretchen Reynolds © 2020 The New York Times
KOMENTAR