Fakta makanan berlemak mempengaruhi pembentukan memori

Para peneliti dari Ohio State University telah menyelidiki lebih dalam tentang bagaimana pola makan tinggi lemak dapat memengaruhi daya ingat. Studi tersebut mengidentifikasi DHA asam lemak omega-3 sebagai pertahanan potensial terhadap peradangan otak yang disebabkan oleh lemak.

Selain itu, pada tikus yang menua, pola makan tinggi lemak ditemukan mengubah sinyal sel, sehingga menghambat penciptaan ingatan baru. Penelitian mereka sebelumnya pada tikus yang menua menemukan hubungan antara pola makan makanan olahan, peradangan otak, dan tanda-tanda kehilangan ingatan.

Fakta-fakta kunci:

1. DHA asam lemak omega-3 mampu menangkal peradangan di otak akibat pola makan tinggi lemak.
2. Pola makan tinggi lemak pada tikus tua terbukti mengganggu sinyal sel otak tertentu, sehingga menghambat pembentukan memori baru.
3. Studi ini berfokus pada mikroglia dan neuron hipokampus, dengan asam palmitat dari makanan tinggi lemak ditemukan menyebabkan peningkatan peradangan pada keduanya.

Penelitian baru mengisyaratkan beberapa cara makanan berlemak mempengaruhi sel-sel di otak, sebuah temuan yang dapat membantu menjelaskan hubungan antara diet tinggi lemak dan gangguan memori – terutama seiring bertambahnya usia.

Studi Ohio State University mengenai kultur sel menemukan bahwa asam lemak omega-3 DHA dapat membantu melindungi otak dari efek pola makan tidak sehat dengan membatasi peradangan yang disebabkan oleh lemak pada sumber seluler.

Percobaan terpisah yang menggunakan jaringan otak dari tikus tua menunjukkan bahwa pola makan tinggi lemak dapat menyebabkan sel-sel otak tertentu melakukan pengelolaan sinyal sel secara berlebihan sehingga mengganggu penciptaan ingatan baru.

Laboratorium yang sama menemukan dalam penelitian sebelumnya pada tikus yang menua bahwa pola makan yang menggunakan bahan-bahan olahan menyebabkan respons peradangan yang kuat di otak yang disertai dengan tanda-tanda perilaku kehilangan ingatan – dan bahwa suplementasi DHA mencegah masalah tersebut.

“Hal yang bagus tentang makalah ini adalah untuk pertama kalinya, kami benar-benar mulai membedakan ihwal ini berdasarkan jenis selnya,” kata penulis senior Ruth Barrientos, peneliti di Ohio State's Institute for Behavioral Medicine Research dan profesor psikiatri dan kesehatan perilaku dan ilmu saraf di Fakultas Kedokteran.

“Laboratorium kami dan laboratorium lainnya sering mengamati seluruh jaringan hipokampus untuk mengamati respons otak yang berhubungan dengan memori terhadap diet tinggi lemak. Namun kami penasaran mengenai jenis sel mana yang sedikit banyak dipengaruhi oleh asam lemak jenuh ini, dan ini adalah upaya pertama kami untuk menentukan hal tersebut,” tambahnya dikutip Neuro Science News, Rabu (27/9).

Studi ini dipublikasikan baru-baru ini di jurnal Frontiers in Cellular Neuroscience.

Untuk penelitian ini, para peneliti fokus pada mikroglia, sel-sel di otak yang memicu peradangan, dan neuron hipokampus, yang penting untuk pembelajaran dan memori. Mereka menggunakan sel yang diabadikan – salinan sel yang diambil dari jaringan hewan yang dimodifikasi untuk terus membelah dan merespons hanya terhadap rangsangan berbasis laboratorium, yang berarti perilaku mereka mungkin tidak sama persis dengan perilaku sel primer dari jenis yang sama.

Para peneliti memaparkan model mikroglia dan neuron ini pada asam palmitat, asam lemak jenuh yang paling melimpah dalam makanan berlemak tinggi seperti lemak babi, mentega, daging, dan produk susu, untuk mengamati bagaimana hal tersebut memengaruhi aktivasi gen dalam sel serta fungsi mitokondria, struktur di dalam sel yang memiliki peran metabolisme utama menghasilkan energi.

Hasil penelitian menunjukkan asam palmitat memicu perubahan ekspresi gen yang terkait dengan peningkatan peradangan pada mikroglia dan neuron, meskipun mikroglia memiliki lebih banyak gen peradangan yang terpengaruh.

Pra-perawatan sel-sel ini dengan dosis DHA, salah satu dari dua asam lemak omega-3 pada ikan dan makanan laut lainnya dan tersedia dalam bentuk suplemen, memiliki efek perlindungan yang kuat terhadap peningkatan peradangan pada kedua jenis sel tersebut.

“Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa DHA bersifat protektif di otak dan asam palmitat berdampak buruk pada sel-sel otak, namun ini adalah pertama kalinya kami melihat bagaimana DHA dapat secara langsung melindungi terhadap efek asam palmitat pada mikroglia tersebut, dan kami melihat adanya efek perlindungan yang kuat,” kata Michael Butler, penulis utama studi tersebut dan ilmuwan penelitian di laboratorium Barrientos.

Namun jika menyangkut mitokondria, DHA tidak mencegah hilangnya fungsi setelah paparan asam palmitat.

“Efek perlindungan DHA mungkin, dalam konteks ini, terbatas pada efek pada ekspresi gen yang terkait dengan respons pro-inflamasi dibandingkan dengan defisit metabolik yang juga disebabkan oleh lemak jenuh,” kata Butler.

Dalam serangkaian percobaan lain, para peneliti mengamati bagaimana pola makan tinggi lemak jenuh memengaruhi sinyal di otak tikus tua dengan mengamati fungsi mikroglial lain yang disebut pemangkasan sinaptik. Mikroglia memonitor transmisi sinyal antar neuron dan menghilangkan kelebihan duri sinaptik, tempat koneksi antara akson dan dendrit, untuk menjaga komunikasi pada tingkat yang ideal.

Mikroglia dipaparkan pada jaringan otak tikus yang mengandung bahan sebelum dan sesudah sinaptik dari hewan yang diberi makanan tinggi lemak atau makanan biasa selama tiga hari.

Mikroglia memakan sinapsis dari tikus tua yang diberi diet tinggi lemak dengan kecepatan lebih cepat dibandingkan mereka yang memakan sinapsis dari tikus yang diberi diet biasa – menunjukkan bahwa diet tinggi lemak berdampak pada sinapsis tersebut sehingga memberikan alasan bagi mikroglia untuk memakannya pada tingkat yang lebih tinggi, kata Butler.

“Ketika kita berbicara tentang pemangkasan, atau penyempurnaan, hal itu perlu dilakukan, seperti halnya Goldilocks: Itu harus optimal – tidak terlalu banyak dan tidak terlalu sedikit,” kata Barrientos. “Dengan mikroglia yang menggerogoti terlalu banyak dan terlalu cepat, kemampuan tulang belakang untuk tumbuh kembali dan membuat koneksi baru melebihi kemampuan, sehingga ingatan tidak menjadi kuat atau menjadi stabil.”

Dari sini, para peneliti berencana untuk memperluas temuan terkait pemangkasan sinaptik dan fungsi mitokondria, dan untuk melihat bagaimana efek asam palmitat dan DHA berperan dalam sel-sel otak primer dari hewan muda versus hewan tua.

Pekerjaan ini didukung oleh hibah dari National Institute on Aging dan National Institute of Dental and Craniofacial Research. Rekan penulis tambahan, semuanya dari Ohio State, adalah Sabrina Mackey-Alfonso, Nashali Massa, dan Kedryn Baskin.