Ilmuwan Cambridge menemukan bahwa ukuran hipotalamus berbeda antara individu yang kelebihan berat badan dan orang yang memiliki berat badan sehat, menunjukkan adanya hubungan antara struktur otak dan massa tubuh.
Struktur otak, khususnya ukuran hipotalamus, bervariasi sesuai berat badan, menunjukkan potensi mekanisme obesitas berbasis otak.
Ilmuwan Cambridge telah menunjukkan bahwa hipotalamus, wilayah kunci otak yang terlibat dalam pengendalian nafsu makan, berbeda pada otak orang yang kelebihan berat badan dan orang yang obesitas jika dibandingkan dengan orang yang memiliki berat badan sehat.
“Meskipun kita tahu bahwa hipotalamus penting untuk menentukan seberapa banyak kita makan, kita sebenarnya hanya memiliki sedikit informasi langsung tentang wilayah otak ini pada manusia yang masih hidup.” — Stephanie Brown
Para peneliti mengatakan temuan mereka menambah bukti lebih lanjut mengenai relevansi struktur otak dengan berat badan dan konsumsi makanan.
Peran Hipotalamus
Sejumlah besar faktor mempengaruhi seberapa banyak kita makan dan jenis makanan yang kita makan, termasuk genetika, regulasi hormon, dan lingkungan tempat kita tinggal. Apa yang terjadi di otak kita untuk memberi tahu kita bahwa kita lapar atau kenyang tidak sepenuhnya jelas, meskipun penelitian telah menunjukkan bahwa hipotalamus, suatu wilayah kecil di otak seukuran kacang almond, memainkan peran penting.
Stephanie Brown dari Departemen Psikiatri dan Lucy Cavendish College, Universitas Cambridge, mengatakan: “Meskipun kita tahu hipotalamus penting untuk menentukan seberapa banyak kita makan, sebenarnya kita hanya memiliki sedikit informasi langsung tentang wilayah otak ini pada manusia yang hidup. Itu karena ukurannya sangat kecil dan sulit dilihat pada pemindaian otak MRI tradisional.”
Mayoritas bukti peran hipotalamus dalam pengaturan nafsu makan berasal dari penelitian pada hewan. Hal ini menunjukkan bahwa ada jalur interaksi yang kompleks di dalam hipotalamus, dengan populasi sel berbeda yang bertindak bersama untuk memberi tahu kita kapan kita lapar atau kenyang.
Untuk menyiasati hal ini, Dr. Brown dan rekannya menggunakan algoritma yang dikembangkan menggunakan pembelajaran mesin untuk menganalisis pemindaian otak MRI yang diambil dari 1.351 orang dewasa muda di berbagai skor BMI, mencari perbedaan di hipotalamus ketika membandingkan individu yang memiliki berat badan kurang, berat badan sehat, kelebihan berat badan, dan hidup dengan obesitas.
Dalam sebuah penelitian yang diterbitkan di Neurogambar: Klinistim menemukan bahwa keseluruhan volume hipotalamus secara signifikan lebih besar pada kelompok dewasa muda yang kelebihan berat badan dan obesitas. Faktanya, tim menemukan hubungan yang signifikan antara volume hipotalamus dan indeks massa tubuh (BMI).
Perbedaan volume ini paling jelas terlihat pada sub-wilayah hipotalamus yang mengontrol nafsu makan melalui pelepasan hormon untuk menyeimbangkan rasa lapar dan kenyang.
Potensi Implikasi dan Penelitian Masa Depan
Meskipun signifikansi temuan ini masih belum jelas – termasuk apakah perubahan struktural merupakan penyebab atau konsekuensi dari perubahan berat badan – salah satu kemungkinannya adalah perubahan tersebut berkaitan dengan peradangan. Penelitian pada hewan sebelumnya menunjukkan bahwa pola makan tinggi lemak dapat menyebabkan peradangan pada hipotalamus, yang pada gilirannya memicu peradangan insulin resistensi dan obesitas. Pada tikus, diet kaya lemak selama tiga hari saja sudah cukup untuk menyebabkan peradangan ini. Penelitian lain menunjukkan bahwa peradangan ini dapat meningkatkan ambang batas rasa kenyang pada hewan – dengan kata lain, mereka harus makan lebih banyak dari biasanya agar merasa kenyang.
Dr. Brown, penulis pertama studi tersebut, menambahkan: “Jika apa yang kita lihat pada tikus juga terjadi pada manusia, maka mengonsumsi makanan tinggi lemak dapat memicu peradangan pada pusat kendali nafsu makan kita. Seiring waktu, hal ini akan mengubah kemampuan kita untuk mengetahui kapan kita sudah cukup makan dan bagaimana tubuh kita memproses gula darah, sehingga menyebabkan berat badan kita bertambah.”
Peradangan mungkin menjelaskan mengapa hipotalamus lebih besar pada orang-orang ini, kata tim tersebut. Salah satu dugaannya adalah tubuh bereaksi terhadap peradangan dengan meningkatkan ukuran sel kekebalan khusus di otak, yang dikenal sebagai glia.
Profesor Paul Fletcher, penulis senior studi tersebut, dari Departemen Psikiatri dan Clare College, Cambridge, mengatakan: “Dua dekade terakhir telah memberi kita wawasan penting tentang pengendalian nafsu makan dan bagaimana hal itu dapat diubah pada obesitas. Peneliti metabolisme di Cambridge telah memainkan peran utama dalam hal ini.
“Harapan kami adalah dengan mengambil pendekatan baru untuk menganalisis pemindaian otak dalam kumpulan data yang besar, kami dapat memperluas penelitian ini ke manusia, yang pada akhirnya menghubungkan temuan struktural halus otak ini dengan perubahan nafsu makan dan pola makan, serta menghasilkan pemahaman yang lebih komprehensif tentang obesitas.”
Tim mengatakan penelitian lebih lanjut diperlukan untuk memastikan apakah peningkatan volume di hipotalamus disebabkan oleh kelebihan berat badan atau apakah orang dengan hipotalamus lebih besar cenderung makan lebih banyak. Mungkin juga kedua faktor ini berinteraksi satu sama lain sehingga menimbulkan umpan balik.
Referensi: “Volume hipotalamus dikaitkan dengan indeks massa tubuh” oleh Stephanie SG Brown, Margaret L. Westwater, Jakob Seidlitz, Hisham Ziauddeen dan Paul C. Fletcher, 24 Juli 2023, NeuroImage: Klinis.
DOI: 10.1016/j.nicl.2023.103478
Penelitian ini didukung oleh Bernard Wolfe Health Neuroscience Fund, Wellcome dan NIHR Cambridge Biomedical Research Centre, dengan dana tambahan dari Alzheimer Penelitian Inggris.
