Reaksi Terbalik, Kelebihan Berat Badan-lah yang Menyebabkan Kurang Tidur

Apakah kurang tidur membuat obesitas atau obesitas yang membuat sulit tidur?

Sebuah studi baru yang diterbitkan di PLOS Biology menemukan bahwa arah reaksi mungkin benar-benar terbalik: Bukan karena kurang tidur yang menyebabkan obesitas, tetapi bahwa kelebihan berat badan dapat menyebabkan kurang tidur, menurut para peneliti dari University of Pennsylvani, Perelman School of Medicine dan University of Nevada, Reno, yang menemukan temuan mereka dalam cacing mikroskopis elegans Caenorhabditis (C. elegans).

“Kami berpikir bahwa tidur adalah fungsi tubuh yang mencoba menghemat energi dalam pengaturan di mana tingkat energinya turun. Temuan kami menunjukkan bahwa jika Anda berpuasa selama sehari, kami memperkirakan Anda akan mengantuk karena toko energi Anda akan dihabiskan, “kata rekan penulis studi David Raizen, MD, PhD, seorang profesor Neurologi dan anggota Chronobiology and Sleep Institute di Penn.

Raizen menekankan bahwa walaupun temuan ini pada cacing mungkin tidak diterjemahkan langsung ke manusia, C. elegans menawarkan model yang sangat baik untuk mempelajari tidur mamalia. Seperti semua hewan lain yang memiliki sistem saraf, mereka perlu tidur. Tetapi tidak seperti manusia, yang memiliki sirkuit saraf kompleks dan sulit dipelajari, C. elegans hanya memiliki 302 neuron – salah satunya diketahui oleh para ilmuwan adalah pengatur tidur. Pada manusia, gangguan tidur akut dapat menyebabkan peningkatan nafsu makan dan resistensi insulin, dan orang-orang yang secara kronis mendapatkan kurang dari enam jam tidur per malam lebih mungkin mengalami obesitas dan diabetes.

Selain itu, kelaparan pada manusia, tikus, lalat buah, dan cacing telah terbukti mempengaruhi tidur, menunjukkan bahwa itu diatur, setidaknya sebagian, oleh ketersediaan nutrisi. Namun, cara-cara tidur dan makan bekerja bersama-sama tetap tidak jelas.

Apa yang sebenarnya dilakukan oleh tidur? Tidur pendek dan kondisi kronis lainnya, seperti diabetes, saling terkait, tetapi itu hanya hubungan. Tidak jelas apakah tidur pendek menyebabkan kecenderungan obesitas, atau obesitas, mungkin , menyebabkan kecenderungan untuk tidur pendek, “kata rekan penulis studi Alexander van der Linden, PhD, seorang profesor Biologi di University of Nevada, Reno.

Untuk mempelajari hubungan antara metabolisme dan tidur, para peneliti memodifikasi C. elegans secara genetik untuk “mematikan” neuron yang mengontrol tidur. Cacing ini masih bisa makan, bernapas, dan bereproduksi, tetapi mereka kehilangan kemampuan untuk tidur. Dengan neuron ini dimatikan, para peneliti melihat penurunan tingkat adenosine triphosphate (ATP) yang parah, yang merupakan mata uang energi tubuh. “Itu menunjukkan bahwa tidur adalah upaya untuk menghemat energi; itu sebenarnya tidak menyebabkan hilangnya energi,” jelas Raizen.

Dalam penelitian sebelumnya, laboratorium van der Linden mempelajari gen dalam C. elegans yang disebut KIN-29. Gen ini homolog dengan gen Salt-Inducible Kinase (SIK-3) pada manusia, yang sudah diketahui menandakan tekanan tidur. Yang mengejutkan, ketika para peneliti merobohkan gen KIN-29 untuk membuat cacing yang tidak bisa tidur, C. elegant mutan mengumpulkan lemak berlebih – menyerupai kondisi obesitas manusia – meskipun tingkat ATP mereka menurun.

Para peneliti berhipotesis bahwa pelepasan simpanan lemak adalah mekanisme yang mempromosikan tidur, dan bahwa alasan mutan KIN-29 tidak tidur adalah karena mereka tidak dapat membebaskan lemak mereka. Untuk menguji hipotesis ini, para peneliti sekali lagi memanipulasi cacing mutan KIN-29, kali ini mengekspresikan enzim yang “membebaskan” lemak mereka. Dengan manipulasi itu, cacing-cacing itu kembali bisa tidur. Raizen mengatakan ini bisa menjelaskan satu alasan mengapa orang dengan obesitas dapat mengalami masalah tidur. “Mungkin ada masalah sinyal antara simpanan lemak dan sel-sel otak yang mengontrol tidur,” katanya.

Meskipun masih banyak yang harus diurai tentang tidur, Raizen mengatakan bahwa makalah ini membawa komunitas riset selangkah lebih dekat untuk memahami salah satu fungsi intinya – dan bagaimana cara mengobati gangguan tidur yang umum. “Ada sentimen umum yang terlalu melengkung di bidang tidur bahwa tidur adalah semua tentang otak, atau sel-sel saraf, dan pekerjaan kami menunjukkan bahwa ini tidak selalu benar,” katanya. “Ada beberapa interaksi kompleks antara otak dan seluruh tubuh yang berhubungan dengan pengaturan tidur.”

Penulis tambahan pada makalah ini termasuk Jeremy Grubbs dan Lindsey Lopes, yang menyelesaikan penelitian ini sementara siswa di University of Nevada, Reno dan Perelman School of Medicine, masing-masing. Studi ini didanai oleh hibah National Institutes of Health R01NS107969 dan R01NS088432, COBRE P20GM103650, dan National Science Foundation memberikan IOS1353014.

Journal Reference:

• J. Grubbs, Jeremy., Lindsey E. Lopes, van der Linden, Alexander M. David M. Raizen. 2020. A salt-induced kinase is required for the metabolic regulation of sleep. PLOS Biology, 2020; 18 (4): e3000220 DOI: 10.1371/journal.pbio.3000220