Selain itu, penelitian saya juga difokuskan untuk memahami bagaimana makanan dapat memengaruhi pikiran, suasana hati, dan perilaku kita.Meskipun kita belum dapat mencegah atau mengobati kondisi otak dengan diet, peneliti seperti saya belajar banyak tentang peran nutrisidalam proses otak sehari-hari yang membuat kita menjadi diri kita sendiri.
Oleh Monica Duso, Asisten Profesor Biologi Molekuler, Seluler, dan Perkembangan di **University of Michigan.
Selama perjalanan pelayaran yang panjang pada abad ke-15 dan ke-16, periode yang dikenal sebagai Zaman Penemuan, para pelaut melaporkan, mengalami penglihatan tentang makanan yang agung dan ladang yang hijau. Penemuan bahwa ini tidak lebih dari halusinasi setelah berbulan-bulan di laut sangat menyiksa. Beberapa pelaut menangis dalam kerinduan; yang lain melemparkan diri mereka ke laut.
Obat untuk fatamorgana yang mengerikan ini ternyata bukan ramuan bahan kimia kompleks, seperti yang diduga sebelumnya, melainkan penangkal sederhana dari jus lemon. Para pelaut ini menderita penyakit kudis, penyakit yang disebabkan oleh kekurangan vitamin C, zat gizi mikro esensial yang diperoleh orang dari makan buah dan sayuran.
Vitamin C penting untuk produksi dan pelepasan neurotransmiter, pembawa pesan kimiawi otak. Dalam ketiadaan, sel-sel otak tidak berkomunikasi secara efektif satu sama lain, yang dapat menyebabkan halusinasi.
Seperti yang diilustrasikan oleh contoh penjelajah awal yang terkenal ini, ada hubungan yang erat antara makanan dan otak, hubungan yang sedang diurai oleh para peneliti seperti saya. Sebagai ilmuwan yang mempelajari ilmu saraf nutrisi di University of Michigan, saya terutama tertarik pada bagaimana komponen makanan dan produk pemecahannya dapat mengubah instruksi genetik yang mengontrol fisiologi kita.
Selain itu, penelitian saya juga difokuskan untuk memahami bagaimana makanan dapat memengaruhi pikiran, suasana hati, dan perilaku kita. Meskipun kita belum dapat mencegah atau mengobati kondisi otak dengan diet, peneliti seperti saya belajar banyak tentang peran nutrisi dalam proses otak sehari-hari yang membuat kita menjadi diri kita sendiri.
Mungkin tidak mengherankan, keseimbangan nutrisi yang halus adalah kunci untuk kesehatan otak: Kekurangan atau kelebihan vitamin, gula, lemak dan asam amino dapat mempengaruhi otak dan perilaku baik secara negatif maupun positif.
Kekurangan vitamin dan mineral
Seperti halnya vitamin C, kekurangan vitamin dan mineral lain juga dapat memicu penyakit gizi yang berdampak buruk pada otak manusia. Misalnya, tingkat diet rendah vitamin B3/niasin – biasanya ditemukan dalam daging dan ikan – menyebabkan pellagra, penyakit di mana orang mengalami demensia.
Niasin sangat penting untuk mengubah makanan menjadi energi dan bahan bangunan, melindungi cetak biru genetik dari kerusakan lingkungan dan mengontrol berapa banyak produk gen tertentu yang dibuat. Dengan tidak adanya proses kritis ini, sel-sel otak, juga dikenal sebagai neuron, tidak berfungsi dan mati sebelum waktunya, yang menyebabkan demensia.
Pada model hewan, penurunan atau penghambatan produksi niasin di otak meningkatkan kerusakan saraf dan kematian sel. Sebaliknya, meningkatkan kadar niasin telah terbukti mengurangi efek penyakit neurodegeneratif seperti Alzheimer, Huntington, dan Parkinson. Studi observasional pada manusia menunjukkan bahwa tingkat niasin yang cukup dapat melindungi terhadap penyakit ini, tetapi hasilnya masih belum meyakinkan.
Menariknya, kekurangan niasin yang disebabkan oleh konsumsi alkohol dalam jumlah berlebihan dapat menyebabkan efek yang sama seperti yang ditemukan pada pellagra.
Contoh lain bagaimana kekurangan nutrisi mempengaruhi fungsi otak dapat ditemukan pada unsur yodium, yang, seperti niasin, harus diperoleh dari makanan seseorang. Yodium, yang hadir dalam makanan laut dan rumput laut, merupakan blok bangunan penting untuk hormon tiroid – molekul sinyal yang penting untuk banyak aspek biologi manusia, termasuk perkembangan, metabolisme, nafsu makan, dan tidur. Tingkat yodium yang rendah mencegah produksi hormon tiroid dalam jumlah yang cukup, mengganggu proses fisiologis penting ini.
Yodium sangat penting untuk perkembangan otak manusia; sebelum garam meja ditambahkan dengan mineral ini pada 1920-an, kekurangan yodium adalah penyebab utama kecacatan kognitif di seluruh dunia. Pengenalan garam beryodium dianggap telah berkontribusi pada peningkatan bertahap dalam skor IQ di abad yang lalu.
Diet ketogenik untuk epilepsi
Tidak semua kekurangan makanan merugikan otak. Faktanya, penelitian menunjukkan bahwa orang dengan epilepsi yang resistan terhadap obat – suatu kondisi di mana sel-sel otak menyala tak terkendali – dapat mengurangi jumlah kejang dengan mengadopsi rejimen karbohidrat ultra rendah, yang dikenal sebagai diet ketogenik, di mana 80% hingga 90% dari kalori diperoleh dari lemak.
Karbohidrat merupakan sumber energi yang disukai tubuh. Ketika mereka tidak tersedia – baik karena puasa atau karena diet ketogenik – sel memperoleh bahan bakar dengan memecah lemak menjadi senyawa yang disebut keton. Pemanfaatan keton untuk energi menyebabkan perubahan besar dalam metabolisme dan fisiologi, termasuk tingkat hormon yang beredar dalam tubuh, jumlah neurotransmiter yang diproduksi oleh otak dan jenis bakteri yang hidup di usus.
Para peneliti berpikir bahwa perubahan yang bergantung pada diet ini, terutama produksi bahan kimia otak yang lebih tinggi yang dapat menenangkan neuron dan menurunkan kadar molekul inflamasi, mungkin berperan dalam kemampuan diet ketogenik untuk menurunkan jumlah kejang. Perubahan ini juga dapat menjelaskan manfaat keadaan ketogenik – baik melalui diet atau puasa – pada fungsi kognitif dan suasana hati.
Gula, lemak jenuh, dan makanan ultraproses
Kelebihan kadar beberapa nutrisi juga dapat memiliki efek merugikan pada otak. Pada model manusia dan hewan, peningkatan konsumsi gula halus dan lemak jenuh – kombinasi yang biasa ditemukan dalam makanan ultraproses – mendorong makan dengan membuat otak tidak peka terhadap sinyal hormonal yang diketahui mengatur rasa kenyang.
Menariknya, diet tinggi makanan ini juga menurunkan kepekaan sistem rasa, membuat hewan dan manusia menganggap makanan kurang manis. Perubahan sensorik ini dapat mempengaruhi pilihan makanan serta imbalan yang kita dapatkan dari makanan. Misalnya, penelitian menunjukkan bahwa respons orang terhadap es krim di area otak yang penting untuk rasa dan penghargaan menjadi tumpul ketika mereka memakannya setiap hari selama dua minggu. Beberapa peneliti berpikir penurunan sinyal hadiah makanan ini dapat meningkatkan keinginan untuk makan lebih banyak makanan berlemak dan manis, mirip dengan cara perokok menginginkan rokok.
Diet tinggi lemak dan makanan olahan juga dikaitkan dengan fungsi kognitif dan memori yang lebih rendah pada manusia dan model hewan serta insiden penyakit neurodegeneratif yang lebih tinggi. Namun, para peneliti masih belum tahu apakah efek ini disebabkan oleh makanan ini atau karena penambahan berat badan dan resistensi insulin yang berkembang dengan konsumsi jangka panjang dari diet ini.
Skala waktu
Ini membawa kita ke aspek penting dari efek diet pada otak: waktu. Beberapa makanan dapat mempengaruhi fungsi dan perilaku otak secara akut – seperti berjam-jam atau berhari-hari – sementara yang lain membutuhkan waktu berminggu-minggu, berbulan-bulan atau bahkan bertahun-tahun untuk memiliki efek. Misalnya, makan sepotong kue dengan cepat mengubah metabolisme ketogenik yang membakar lemak dari seseorang dengan epilepsi yang resistan terhadap obat menjadi metabolisme yang membakar karbohidrat, sehingga meningkatkan risiko kejang. Sebaliknya, dibutuhkan berminggu-minggu konsumsi gula untuk rasa dan jalur penghargaan otak untuk berubah, dan berbulan-bulan kekurangan vitamin C untuk mengembangkan penyakit kudis. Akhirnya, ketika datang ke penyakit seperti Alzheimer dan Parkinson, risiko dipengaruhi oleh paparan diet selama bertahun-tahun yang dikombinasikan dengan faktor genetik atau gaya hidup lain seperti merokok.
Pada akhirnya, hubungan antara makanan dan otak agak mirip dengan Goldilocks yang halus: Kita tidak perlu terlalu sedikit, tidak terlalu banyak, tetapi cukup untuk setiap nutrisi.
Sumber : The Conversation adalah sumber berita, analisis, dan komentar independen dan nirlaba dari pakar akademis.
