Ilustrasi sel otak (Foto: Earth)
Jakarta, Jurnas.com - Penelitian baru menunjukkan bahwa memangka asupan gula yang memicu perlambatan metabolisme justru dapat membantu sel saraf bertahan hidup setelah cedera, meski hanya untuk sementara waktu.
Dikutip dari Earth pada Jumat (30/1), penemuan ini menantang anggapan lama bahwa penurunan metabolisme otak selalu menjadi tanda kerusakan yang tak terelakkan.
Studi ini menunjukkan bahwa perubahan metabolisme yang kerap terlihat setelah gegar otak, stroke, atau pada penyakit neurodegeneratif tidak selalu menandakan kegagalan sel.
Dalam jangka pendek, respons tersebut justru bisa menstabilkan sambungan saraf yang rapuh dan menunda kerusakan lebih lanjut. Namun, jika kondisi ini berlangsung terlalu lama, efek perlindungannya bisa berbalik menjadi pemicu degenerasi sel.
Penelitian tersebut dipimpin oleh Dr. Monica Dus dari University of Michigan, yang menelusuri proses perubahan cara neuron memproses glukosa dapat menentukan apakah sel saraf bertahan atau justru runtuh.
Tim peneliti mempelajari sel saraf dengan koneksi yang tetap utuh maupun yang mengalami kerusakan, untuk memahami kapan respons metabolik bersifat protektif dan kapan menjadi berbahaya.
Neuron membutuhkan energi dalam jumlah besar untuk mempertahankan fungsinya. Akson, serabut panjang yang membawa sinyal saraf, harus terus diberi pasokan bahan bakar agar komunikasi antar sel tetap berjalan.
Setelah cedera otak, penggunaan glukosa sering menurun, dan perubahan metabolisme serupa juga terlihat pada penyakit seperti Alzheimer.
"Metabolisme sering berubah pada cedera otak dan penyakit seperti Alzheimer, tetapi kita belum tahu apakah perubahan ini menjadi penyebab atau justru akibat dari penyakit," ujar Dr. Dus.
Ketidakpastian inilah yang membuat jalur metabolisme menjadi target terapi yang rumit, karena satu perubahan bisa bersifat melindungi atau merusak tergantung situasinya.
Dalam eksperimen menggunakan neuron motorik lalat buah Drosophila melanogaster, tim peneliti menurunkan aktivitas enzim pyruvate kinase, komponen penting dalam proses akhir metabolisme gula. Akibatnya, sel saraf kekurangan energi yang dapat digunakan.
Kerusakan kecil mulai muncul pada titik pertemuan antara neuron dan otot, yang kemudian berkembang menjadi fragmentasi sinaps dan gangguan gerak pada hewan uji.
Hasil ini menunjukkan bahwa perlambatan metabolisme gula dapat melemahkan neuron yang sebenarnya tidak cedera. Kerusakan tersebut tidak disebabkan langsung oleh kekurangan gula, melainkan oleh perubahan sinyal stres internal yang menentukan apakah sel akan memperbaiki diri atau memasuki jalur penghancuran.
Penelitian ini juga mengungkap peran enzim sensor kerusakan bernama DLK. Ketika metabolisme gula menurun, DLK mengirimkan sinyal ke inti sel yang memengaruhi apa saja yang diproduksi dan diangkut oleh neuron.
Respons ini bersifat fleksibel, bisa mendukung kelangsungan hidup sel atau justru mendorong kehancuran, tergantung kondisi internal neuron.
Yang menarik, sinyal dari DLK berhubungan dengan protein lain bernama SARM1, yang dikenal sebagai pemicu utama penghancuran akson. Ketika SARM1 aktif, molekul penting untuk reaksi energi akan terkuras, sehingga akson mulai membongkar dirinya sendiri dari dalam. Dalam eksperimen, penurunan aktivitas DLK atau SARM1 mampu mengurangi fragmentasi sinaps hingga sekitar 50 persen.
Dalam kondisi cedera saraf, seperti pemotongan akson, proses yang dikenal sebagai degenerasi Wallerian biasanya terjadi dengan cepat. Namun, pada model lalat buah, akson yang sudah mengalami penurunan metabolisme gula sebelum cedera justru mengalami kerusakan lebih lambat.
Peneliti menemukan kadar SARM1 yang lebih rendah pada segmen akson yang terluka, dan penambahan protein ini kembali mempercepat kehancuran.
Meski demikian, efek perlindungan ini tidak berlangsung selamanya. Jika sinyal stres metabolik bertahan terlalu lama, jalur perlindungan akan memudar dan kerusakan justru menyebar lebih luas. Hal ini menunjukkan bahwa waktu menjadi faktor kunci dalam menentukan apakah respons metabolik bersifat menguntungkan atau merugikan.
Studi ini dipublikasikan dalam jurnal Molecular Metabolism.
Google News: http://bit.ly/4omUVRy
Terbaru: https://jurnas.com/redir.php?p=latest
Langganan : https://www.facebook.com/jurnasnews/subscribe/
Youtube: https://www.youtube.com/@jurnastv1825?sub_confirmation=1
cedera otak metabolisme gula dan sel saraf perlindungan neuron
