REJOGJA.CO.ID, JAKARTA – Glukosa, jenis gula dengan susuan kimiawi monosakarida, memiliki peranan penting bagi aktivitas di otak. Hal itu karena otak dipenuhi neuron atau sel saraf yang sangat membutuhkan energi, demikian merujuk pada studi yang diterbitkan dalam jurnal Cell Reports.
“Kami sudah tahu bahwa otak membutuhkan banyak glukosa, tetapi tidak jelas seberapa besar neuron itu sendiri bergantung pada glukosa dan metode apa yang mereka gunakan untuk memecah gula,” kata peneliti di Gladstone dan penulis senior studi, Ken Nakamura, seperti dilansir dari Indian Express, Ahad (23/4/2023).
Nakamura menjelaskan, asupan makanan yang dikonsumsi akan dipecah menjadi glukosa, yang disimpan di hati dan otot, lalu dibawa ke seluruh tubuh. Setelah itu, dimetabolisme oleh sel untuk memberi daya pada reaksi kimia yang membuat kita tetap hidup.
Para ilmuwan menduga bahwa sel glial, atau sel yang ditemukan di jaringan sistem saraf pusat, mengonsumsi sebagian besar glukosa dan kemudian memberi bahan bakar pada neuron secara tidak langsung dengan memberikan produk metabolisme glukosa yang disebut laktat. Namun, bukti yang mendukung teori ini masih sedikit.
Kelompok Nakamura memberikan lebih banyak bukti dalam hal ini dengan menggunakan sel punca pluripoten yang diinduksi (sel iPS) untuk menghasilkan neuron manusia murni. Selama ini sulit bagi para ilmuwan untuk menghasilkan kultur neuron di laboratorium yang tidak mengandung sel glial.
Kemudian, para peneliti mencampurkan neuron dengan bentuk glukosa berlabel yang dapat mereka lacak, bahkan ketika glukosa tersebut diuraikan. Percobaan ini membuktikan kemampuan neuron untuk mengambil glukosa itu sendiri dan memprosesnya menjadi metabolit yang lebih kecil.
Dengan menggunakan pengeditan gen CRISPR, para peneliti menghapus dua protein kunci dari neuron untuk menyelidiki bagaimana mereka menggunakan produk glukosa yang dimetabolisme. Meskipun salah satunya memungkinkan neuron untuk mengimpor glukosa, protein lainnya diperlukan untuk glikolisis, jalur utama yang digunakan sel untuk memetabolisme glukosa.
Mereka menemukan bahwa menghilangkan salah satu dari protein ini menghentikan pemecahan glukosa dalam neuron manusia yang terisolasi.
"Ini adalah bukti paling langsung dan paling jelas bahwa neuron memetabolisme glukosa melalui glikolisis dan mereka membutuhkan bahan bakar ini untuk mempertahankan tingkat energi normal," kata Nakamura, yang juga seorang profesor di Departemen neurologi di UCSF.
Tim peneliti Nakamura selanjutnya merekayasa neuron tikus, tetapi bukan jenis sel otak lainnya, untuk kekurangan protein yang diperlukan untuk impor glukosa dan glikolisis. Tikus-tikus tersebut ditemukan mengalami masalah pembelajaran dan memori yang parah seiring bertambahnya usia, yang menunjukkan bahwa neuron bergantung pada glikolisis untuk berfungsi secara normal.
"Menariknya, beberapa defisit yang kami lihat pada tikus dengan gangguan glikolisis bervariasi antara jantan dan betina. Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk memahami mengapa hal itu terjadi," kata Nakamura.
