Penelitian terbaru dari University of California, San Francisco (UCSF) mengungkap mekanisme mengejutkan di balik manfaat olahraga bagi otak. Studi yang dipublikasikan di jurnal Cell ini menunjukkan bahwa perlindungan kognitif dari aktivitas fisik ternyata berawal dari hati, bekerja dengan memperbaiki pembuluh darah di otak.
Para ilmuwan menemukan bahwa olahraga memicu pelepasan enzim hati bernama GPLD1 ke dalam aliran darah. Enzim ini kemudian bekerja di permukaan pembuluh darah otak untuk memperbaiki kerusakan akibat penuaan, yang pada akhirnya memulihkan fungsi memori pada tikus tua.
Kebocoran Pembuluh Darah Otak dan Penurunan Daya Ingat
Seiring bertambahnya usia, pembuluh darah di otak cenderung menjadi lebih “bocor”. Struktur krusial yang dikenal sebagai blood-brain barrier (BBB) atau sawar darah-otak, yang berfungsi menyaring zat dari darah sebelum masuk ke otak, mulai melemah.
Ketika BBB tidak lagi rapat, molekul yang seharusnya tertahan dapat lolos ke jaringan otak. Kondisi ini memicu stres seluler dan peradangan, yang secara langsung berdampak pada penurunan daya ingat. Sejumlah studi pada manusia juga menunjukkan korelasi antara peningkatan kebocoran BBB pada lansia dengan skor kognitif yang lebih rendah, bahkan terdeteksi pada tahap awal penyakit Alzheimer.
Peran Kunci Enzim Hati GPLD1 yang Dipicu Olahraga
Enam tahun silam, tim UCSF telah mengidentifikasi bahwa plasma darah dari tikus yang berolahraga mampu meningkatkan fungsi kognitif tikus lain yang tidak berolahraga. Dari temuan awal tersebut, perhatian para peneliti tertuju pada enzim GPLD1 yang dilepaskan hati setelah aktivitas fisik.
Namun, muncul teka-teki besar: GPLD1 tidak mampu menembus jaringan otak. “Penemuan ini menunjukkan betapa pentingnya tubuh dalam memahami bagaimana otak mengalami penurunan seiring bertambahnya usia,” kata Dr. Saul Villeda dari UCSF, menyoroti kompleksitas interaksi antara organ tubuh dan otak.
Mekanisme Perbaikan: GPLD1 Bersihkan Penumpukan “Lengket”
Penelitian terbaru akhirnya menemukan jawabannya. Pada tikus yang menua, para peneliti mengidentifikasi adanya penumpukan enzim tertentu yang bersifat lengket di permukaan sel yang melapisi pembuluh darah otak. Penumpukan ini secara langsung mengganggu kerapatan sawar darah-otak.
Dalam uji laboratorium, enzim GPLD1 terbukti secara konsisten memotong dan membersihkan penumpukan tersebut. Untuk mengonfirmasi efeknya, peneliti merekayasa tikus muda agar memiliki penumpukan enzim serupa di pembuluh darah otaknya, yang kemudian mengakibatkan gangguan memori layaknya tikus yang jauh lebih tua. Ini memperjelas peran penumpukan tersebut dalam penurunan fungsi kognitif.
Saat dilepaskan dari hati akibat olahraga, GPLD1 mengalir melalui darah hingga mencapai pembuluh darah otak. Di sana, enzim ini memotong penumpukan yang merusak permukaan pembuluh. Pada tikus tua yang diberi tambahan GPLD1, pembuluh darah mereka mampu menahan zat pewarna tetap di dalam aliran darah, sebuah indikasi bahwa sawar darah-otak kembali rapat. Perubahan gen terkait penuaan pada sel pembuluh darah juga beralih ke pola yang lebih muda, menandakan proses perbaikan yang lebih luas.
Memori Pulih Setelah Pembuluh Darah Diperbaiki
Pada tikus yang usianya setara dengan manusia 70 tahun, pengurangan penumpukan di pembuluh darah secara signifikan mengurangi kebocoran. Dampaknya, peradangan otak menurun dan performa dalam tes memori meningkat drastis. Sebaliknya, ketika penumpukan tersebut ditambahkan kembali, manfaat GPLD1 terhadap memori pun berkurang.
Meskipun demikian, peneliti mencatat bahwa perbaikan pembuluh darah menjelaskan sebagian besar, namun tidak seluruh, manfaat olahraga bagi fungsi otak secara keseluruhan.
Potensi Terapi Baru untuk Penyakit Alzheimer
Tim peneliti juga menguji senyawa yang dicampurkan dalam makanan tikus, yang terbukti mampu mengurangi penumpukan di permukaan pembuluh darah tanpa harus masuk ke otak. Hasilnya serupa dengan pemberian GPLD1: sawar darah-otak menjadi lebih rapat dan performa memori meningkat.
Lebih lanjut, pada tikus model Alzheimer, peningkatan GPLD1 menurunkan jumlah plak di hippocampus, area otak yang vital untuk memori. Menghambat penumpukan di pembuluh darah juga menurunkan beban plak secara keseluruhan. Sampel otak manusia dari penderita Alzheimer pun menunjukkan kadar penumpukan serupa yang lebih tinggi pada pembuluh darah mereka.
Temuan ini membuka kemungkinan bahwa menjaga kesehatan pembuluh darah otak dapat membantu mengurangi stres pada neuron dan memperlambat progresi penyakit Alzheimer. Namun, para ilmuwan menekankan bahwa uji klinis pada manusia tetap diperlukan untuk memastikan efektivitas dan keamanannya sebelum dapat diterapkan secara luas.