Hubungan system saraf,hormon, indera pada rasa lapar
Saluran pencernaan (gastrointestinal, GI) berjalan dari mulut ke anus. Fungsi saluran Gl adalah untuk ingesti dan pendorongan makanan, pencernaannya, serta penyerapan zat-zat gizi yang penting bagi pertumbuhan dan kehidupan.
ANATOMI
Seperti diperlihatkan dalam, saluran Gl berawal di rongga mulut, dan berlanjut ke esofagus dan lambung. Makanan disimpan sementara di lambung sampai disalurkan ke usus halus. Usus halus dibagi menjadi tiga bagian, duodenum, jejunum, dan ileum. Pencernaan dan penyerapan makanan berlangsung terutama di usus halus. Dari usus halus, makanan disalurkan ke usus besar yang terdiri dari kolon dan rektum. Organ-organ tambahan sistem ini meliputi hati, pankreas, kandung em-pedu, dan apendiks.
Seluruh saluran pencernaan terdiri dari beberapa lapisan jaringan: lapisan mukosa (untuk fungsi sekresi) yang terletak paling dalam, lapisan jaringan ikat submukosa, lapisan otot polos sirkular dan longitudinal, dan suatu membran serosa yang terletak paling luar yang disebut lapisan peritoneum (atau adventisial) Lapisan-lapisan ini dihubungkan satu sama lain secara fisik dan melalui hubungan-hubungan saraf.
Hormon pencernaan
Gastrin, sekretin, dan kolesistokinin (CCK) berperan penting untuk merangsang pencernaan. Gastrin dikeluarkan oleh lambung sebagai respons terhadap perangsangan parasimpatis, peregangan, dan adanya protein. Gastrin merangsang sekresi getah lambung untuk memulai pencernaan protein dan sekresi asam hidroklorida (HCl). HCl dalam lambung bertanggungjawab untuk mengaktifkan enzim pencernaan terpenting di lumbung, pepsin.
Sekretin dikeluarkan dan usus halus terutama sebagai respons terhadap HCl dalam makanan (kimus) yang masuk ke dalam usus halus darl lambung. Sekretin merangsang sekresi usus serta pengeluaran bikarbonat oleh pankreas, untuk menetralkan asam. Hal ini penting karena enzim-enzim yang diperlukan untuk pencernaan di usus halus tidak dapat bekerja dalam lingkungan asam.
CCK dilepaskan dari usus halus terutama sebagai respons terhadap lemak. CCK menyebabkan sekresi usus, kontraksi kandung empedu, dan pengeluaran empedu. Empedu penting untuk pencernaan lemak.
RANGSANGAN LAPAR
Rasa lapar dikontrol oleh sualu daerah otak di hipotalamus sebelah lateral. Perangsangan daerah ini menyebabkan tiinbulnya dorongan kuat. Untuk mencari makanan dan memakannya. Hipotalamus lateral menerima banyak input yang dapat merangsang rasa lapar. Sebagai contoh, rasa lapar dapat dirangsang oleh adanya kontraksi lapar di lambung. Semakin lama lambung kosong, maka kontraksi ini tampaknya meningkat frekuensi dan intensitasnya. Mekanisme pasti bagaimana kontraksi tersebut terjadi masih belum jelas.
Rasa lapar juga dirangsang oleh turunnya kadar zat-zat gizi dalam darah, misalnya asam amino, lemak, dan ghikosa, serta oleh peningkatan alau pcmiriman hormon-hormon yang mengatur metabolisme. Input ke pusat lapar hipolalamus dapat mencakup input dari bagian-bagian otak yang lain. Misalnya, pusat-pusat otak yang lebih tinggi dapat merangsang rasa lapar sebagai respons terhadap situasi atau pengalaman tertentu. Demikian juga, input dari pusat emosi di otak, sistem limbik, juga dapat merangsang rasa lapar. Sebaliknya, nukleus ventromedialis hipotalamus tampaknya merupakan tempat munculnya rasa kenyang, kebalikan dari rasa lapar. Pusat ini juga
dipengaruhi oleh penuh tidaknya lambung serta kadar zat-zat gizi dan hormon dalam darah, telapi dalam arah yang berlawanan. Emosi dan kebiasaan juga mempengaruhi pusat kenyang.
KONTROL HORMON ATAS MOTILITAS USUS
Hormon misalnya gastrin dari lambung, serta sekretin dan kolesistokinin (CCK) dari usus halus, juga dapat mempengaruhi kecepatan kontraksi sel otot polos atau, dengan kata lain, motilitas usus. Gastrin merangsang motilitas lambung. Sekretin dan CCK merangsang motilitas usus telapi (terutama sekretin) menghambat motilitas lambung. Hal ini memperlambat pengosongan isi lambung ke dalam usus halus.
KONTROL SARAF ATAS MOTILITAS USUS Terdapat dua sistem saraf intrinsik di seluruh usus. Yang pertama terletak diantara lapisan otot longitudinal dan sirkular. Kelompok saraf ini, yang disebut pleksus mienterikus, terdapat sebagai suatu sistem yang berdiri sendiri dan terdiri dari jalur aferen dan eferen yang mempersarafi otot. Pleksus mienterikus bekerja dengan mempengaruhi irama listrik dasar sel-sel otot polos.
Eksitasi pleksus mienterikus akan meningkatkan kontraksi tonik yang meningkatkan tonus basal saluran pencernaan. Eksitasi tersebut juga meningkatkan kecepatan dan kekuatan kontraksi ritmik sehingga peristalsis meningkat.
Pleksus saraf intrinsik kedua terletak di lapisan submukosa saluran GI. Lapisan ini terdiri dari jaringan ikat, pembuluh darah, dan sel-sel sekretork. Pleksus ini terletak di bawah otot polos sirkular dan di atas lapisan nuikosa. Eksitasi pleksus submukosa menyebabkan peningkatan fungsi sekrqforik saluran GI.
Neuron-neuron sensorik yang terdapat di kedua pleksus berespons terhadap partikel makanan, iritan, mikro-organisme, dan peregangan dengan meningkatkan kecepatan pelepasan muatannya dan, melalui perangsangan pleksus mienterikus, meningkatkan motilitas saluran GI. Pleksus saraf mienterikus juga dipersarafi oleh saraf simpatis dan parasimpatis. Serat-serat simpatis berasal dari korda spinalis yang terletak antara T8 dan 1.3 dan mempersarafi pleksus intrinsik di seluruh usus. Serat-serat ini menghambat pelepasan muatan pleksus sehingga irama dasar usus melambat. Saraf simpatis mengeluarkan norepinefrin di usus. Saraf parasimpatis berjalan dalam saraf vagus ke esofagus, lambung, dan separuh atas usus besar. Serat parasimpatis lain berjalan dalam divisi sakrum dan mempersarafi separuh distal usus besar. Saraf parasimpatis mengeluarkan asetilkolin dan merangsang pelepasan muatan pleksus mienterikus.
Hal ini mempercepat peristalsis dan pencampuran makanan. Persarafan bagian distal usus besar penting untuk merangsang defekasi. Usus halus tampaknya tidak dipersarafi oleh saraf parasimpatis.
Adapun keterkaitan fungsi atau mekanisme kerja antara saluran pencernaan (lambung), hormon dan pusat saraf (hypothalamus) dalam pengaturan asupan makanan
PEMBAHASAN
adanya sinyal-sinyal berupa rangsangan pada lambung seperti sekresi kolesistokinin dan
peningkatan kadar insulin. Sedangkan melibatkan impuls dari tempat cadangan energi yaitu
jaringan adipose dan hormon diantaranya hormon leptin, ghrelin, dan neuropeptide Y.
Hormon-hormon ini mempengaruhi neuron-neuron di hypothalamus untuk mengatur perilaku makan.
Ada tiga komponen yang terlibat secara langsung dalam rangsangan rasa lapar yaitu :
1. Lambung
Pengaturan jangka pendek diantaranya terjadi akibat adanya sinyal-sinyal atau ransangan berupa
peregangan dinding lambung. Receptor regangan pada dinding lambung akan memberikan
informasi kepada pusat pengatur nafsu makan (pusat rasa lapar) pada hipothalamus tentang
ketersediaan ruang dalam lambung untuk dapat diisi oleh suatu makanan baru.
ini berkaitan dengan konsep atau teori “lapar” (Hungry Theory) yang ditemukan oleh Ivlev
(1961). Walaupun demikian ada suatu tenggang waktu antara masa pengosongan lambung
dengan munculnya rasa lapar atau keinginan makan. Hal ini berarti bahwa ketika di dalam
lambung terdapat ruang yang dapat diisi oleh makanan baru, rasa lapar tidak langsung muncul
segera. Dengan demikian stimulus akibat adanya ruang pada lambung tersebut bukanlah
satu-satunya penyebab munculnya rasa lapar (Gambar 1).
Gambar 1. Skema Mekanisme
2. Hormon
a) L e p t i n
Leptin memainkan peran penting dalam mengatur pemasukan energi dan pengeluaran energi, termasuk nafsu makan dan metabolisme. Nafsu makan adalah keinginan untuk makan makanan, merasa lapar. Appetide (Nafsu makan) ada dalam semua bentuk kehidupan lebih tinggi, dan berfungsi untuk mengatur asupan atau pemasukan energi yang cukup untuk mempertahankan kebutuhan metabolisme. Hal ini diatur oleh interaksi yang erat antara saluran pencernaan, jaringan adiposa dan otak. Penurunan keinginan makan atau nafsu makan disebut anoreksia, sedangkan peningkatan nafsu makan disebut polyphagia atau hyperphagia.
Hormon leptin bekerja pada reseptor di hipothalamus yaitu menghambat nafsu makan, yaitu
dengan :
1. Menangkal efek neuropeptide Y (stimulan/perangsang potensi/kuat makan yang disekresikan
oleh sel-sel di dalam usus dan di hypothalamus.
2. Menangkal efek anandamide (stimulan lain kuat makan yang mengikat ke reseptor yang sama
seperti THC).
b) G h r e l i n
Hormon ini berfungsi meransang rasa lapar. Level ghrelin meningkat sebelum makan dan
menurun sesudah makan. Hormon ini dianggap sebagai mitra dari hormon leptin, yang dihasilkan
oleh jaringan adiposa yang berfungsi merangsang rasa kenyang bila berada pada level yang lebih
tinggi. Disamping itu, hormon ghrelin juga memainkan peran penting dalam neurotrophy,
terutama di hippocampus dan sangat penting untuk adaptasi kognitif perubahan lingkungan.
Sekresi ghrelin meningkat pada kondisi keseimbangan energi negatif, seperti kelaparan, insulin
induced hypoglycemia. Sebaliknya, kadar ghrelin menurun pada kondisi keimbangan energi
positif seperti setelah makan, hyperglycemia dan obesitas.
Ghrelin merangsang nafsu makan melalui pusat makan di hypothalamus. Ghrelin yang berasal
dari lambung mencapai hypothalamus melalui sirkulasi darah. Peningkatan kadar ghrelin
menyebabkan stimulasi pelepasan NPY (neuropentide Y), yang kemudian menyebabkan
peningkatan nafsu makan dan menurunnya pemakaian energi.
c) Kolesistokinin
CCK adalah hormon peptida dari sistem pencernaan yang bertanggung jawab untuk merangsang dengan proses pencernaan lemak dan protein.
CCK sangat mirip strukturnya dengan gastrin dan hormon gastrointestinal lainnya. Pertama-tama hormon kolesistokinin disebut hormon pancreozymin yangdisintesis oleh sel-I epitel mukosa usus kecil dan disekresikan ke dalam duodenum yaitu segmen pertama dari usus kecil. Hormon ini menyebabkan pelepasan enzim pencernaan dan empedu dari kelenjar pankreas dan empedu. CCK juga memediasi sejumlah proses fisiologis diantaranya adalah proses pencernaan dan kenyang. CCK berada dalam usus kecil dan mendeteksi keberadaan lemak dalam lambung, kemudian memberitahu lambung untuk memperlambat kecepatan proses pencernaan dalam usus, sehingga dapat mencerna lemak secara efektif. CCK disekresi oleh mukosa duodenum dan usus karena karena rangsangan dari chyme yang kaya lemak atau protein memasuki duodenum. Disamping itu CCK juga menghambat pengosongan lambung dan sekresi asam lambung serta memediasi proses pencernaan dalam duodenum. CCK juga merangsang sel-sel asinar pankreas untuk merilis air dan ion serta merangsang sekresi enzim pencernaan dari pankreas. Bersama-sama enzim ini, CCK mengkatalisis proses pencernaan lemak, protein, dan karbohidrat.
d) I n s u l i n
Tubuh mempunyai mekanisme homeostatik untuk menjaga tingkat gula darah berada dalam kisaran yang kecil atau normal. Hal ini terdiri dari beberapa sistem yang berinteraksi, dimana regulasi hormon yang paling penting. Ada dua jenis hormon yang saling berlawanan dalam mempengaruhi metabolisme kadar glukosa darah, yaitu : (1) Hormon katabolik (seperti glukagon, hormon pertumbuhan, kortisol dan katekolamin yang meningkatkan glukosa darah, (2) Hormon anabolik (insulin), yang menurunkan glukosa darah.
Insulin adalah hormon peptida yang terdiri dari 51 asam amino, dan diproduksi dalam pulau
Langerhans di pankreas. Nama insulin berasal dari bahasa Latin, yaitu insulayang berarti "pulau". Insulin diproduksi dan disimpan dalam tubuh sebagai hexamer (satu unit enam molekul insulin), sedangkan bentuk aktifnya adalah monomer. Insulin diproduksi di pankreas dan dilepaskan ketika salah satu dari beberapa stimulusnya terdeteksi. Stimuli yang meliputi protein dan glukosa dalam darah yang dihasilkan dari makanan yang dicerna. Jika karbohidrat termasuk glukosa yang diserap masuk ke dalam aliran darah, maka kadar glukosa darah akan naik. Pada sel target, insulin memulai sebuah sinyal transduksi, yang memiliki efek meningkatkan serapan dan penyimpanan glukosa.
Insulinmerupakan hormon yang mengatur pusat energi dan metabolisme glukosa dalam tubuh. Insulin menyebabkan sel-sel dalam hati, otot, dan jaringan lemak untuk mengambil glukosa dari darah, menyimpannya sebagai glikogen di hati dan otot. Insulin menghentikan penggunaan lemak sebagai sumber energi. Bila tidak ada insulin, glukosa tidak diambil oleh sel-sel tubuh dan tubuh mulai menggunakan lemak sebagai sumber energi, misalnya, melalui transfer lemak dari jaringan adiposa ke hati untuk mobilisasi sumber energi. Insulin juga mengontrol mekanisme pusat metabolik, dan juga digunakan sebagai sinyal kontrol untuk sistem tubuh lainnya (seperti penyerapan asam amino oleh sel-sel tubuh). Bagimana hubungan antara food intake (asupan makanan) dengan kadar glukosa dan hormon insulin dalam darah dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Grafik Hubungan antara Asupan Makanan dengan Kadar Glukosa dan
Hormon Insulin dalam Darah
.Disamping kadar glukosa dalam darah, sekresi insulin oleh kelenjar pankreas juga
dipengaruhi oleh perangsangan parasimpatik dan sekresi hormon gastrointestinal
seperti CCK. Meningkatnya gula darah dan hormon insulin akan menimbulkan sinyal
kenyang pada hypothalamus dan menghentikan aktivitas makan.
Jika kadar gula darah menurun terlalu rendah, makan akan menyebabkan kondisi yang
berpotensi fatal yang disebut hipoglikemia. Gejala bisa meliputi kelesuan , gangguan
fungsi mental, lekas marah gemetar, berkedut, kelemahan otot lengan dan kaki, kulit
pucat, berkeringat, paranoid atau agresif mentalitas dan hilangnya kesadaran, bahkan
mungin kerusakan otak. Kemudian jika tingkat gula darah tetap terlalu tinggi, nafsu
makan ditekan dalam jangka pendek. Dalam jangka waktu panjang hiperglikemia
menyebabkan banyak masalah kesehatan yang terkait dengan penyakit diabetes,
gangguan mata, ginjal, penyakit jantung dan kerusakan saraf pada manusia (mamalia).
e) Neuropeptide Y
Neuropeptide Y (NPY) adalah peptide yang mengandung 36 asam amino dan kaya akan residu
tirosin. NPY didapati dalam jumlah berlimpah di hypothalamus, di sistem saraf simpato-adrenal
sentral dan perifer. Sekresi NPY oleh neuron-neuron tersebut dipengaruhi oleh sinyal hormonal
terutama leptin dan insulin. Salah satu fungsi NPY ini adalah menstimuli nafsu makan atau dalam
meningkatkan asupan makanan (food intake).
Neuron-neuron yang mengandung NPY menjadi aktif selama kondisi keseimbangan energi
negatif, seperti keadaan lapar, pembatasan makanan, pergerakan aktif dan lainnya. NPY merubah
keseimbangan energi ke arah positif dengan meningkatkan asupan makanan, membatasi
pengeluaran energi dan menurunkan termogenesis di jaringan lemak coklat (BAT). Disamping itu
juga memfasilitasi penyimpanan lemak di white adipose tissue melalui peningkatan aktivitas
insulin. Efek NPY dalam menstimuli makan ± 500 kali lebih baik dari pada norepinefrin.
Pengeluaran NPY untuk mengatur asupan makanan dipengaruhi oleh sinyal aferen, terutama
leptin dan insulin (inhibisi) serta glukokortikoid (stimulasi). NPY bila diberikan pada
hypothalamus lateral akan menyebabkan prilaku makan.
f) Agouti-Related Peptide
Agouti-related protein disebut juga Agouti-related peptide ( AgRP ) adalah neuropeptide yang diproduksi di otak. AgRP hanya disintesis dalam sel tubuh yang mengandung NPY yang terletak di bagian ventromedial dari arcuate nucleus hipotalamus. AgRP diekpresikan bersama dengan neuropeptide Y dan bekerja meningkatkan nafsu makan dan penurunan metabolisme dan pengeluaran energi.
AgRP merupakan molekul paracrine pemberi sinyal yang terdiri dari 132 asam amino. Pengaruh ransangan nafsu makan dari AgRP dihambat oleh hormon leptin dan diaktifkan oleh hormon ghrelin. Adipocytes mensekresi leptin dalam menanggapi asupan makanan. Hormon ini berkerja dalam arcuate nucleus dan menghambat AgRP/neuron NPY dari pelepasan peptida orexigenic. Ghrelin mempunyai reseptor pada neuron NPY/AgRP yang merangsang sekresi NPY dan AgRP untuk meningkatkan nafsu makan. AgRP disimpan dalam granula secretor intracelluler dan disekresi melalui suatu pengaturan. Aksi transkripsi dan dan sekretori dari AgRP diatur oleh sinyal inflammatory. Level AgRP meningkat selama periode puasa.
g) Peptida YY
Peptida YY adalah protein berantai pendek (36 asam amino ) yang dilepaskan oleh sel-sel di ileum dan usus besar dalam merespons makan. Pada manusia kelihatannya berfungsi mengurangi nafsu makan. Hormon ini dikenal sebagaiPYY, Peptida Tirosin Tirosin, atau Peptida YY pankreas. Peptida YY berkaitan dengan peptida pankreas yang mempunyai 18 dari 36 asam amino, terletak pada posisi yang sama sebagai peptida pankreas.
PYY ditemukan dalam sel L pada mukosa saluran pencernaan, terutama di ileum dan usus besar. Konsentrasi PYY dalam sirkulasi darah meningkatkan setelah konsumsi makanan dan menurun dengan berpuasa. Disamping itu, PYY diproduksi oleh neuron di batang otak, khususnya bertempat pada nukleus reticular gigantocellular dari medula oblongata.
Kegiatan PYY adalah melalui reseptor NPY, menghambat motilitas lambung dan meningkatkan penyerapan air dan elektrolit di usus. PYY juga dapat menekan sekresi pankreas. PYY disekresi oleh sel-sel neuroendokrin di ileum dan usus besar dalam merespons, dan telah terbukti mengurangi nafsu makan. PYY bekerja dengan memperlambat pengosongan lambung, sehingga meningkatkan efisiensi pencernaan dan penyerapan nutrien setelah makan. Jadi PYY juga memainkan peran yang sangat penting dalam homeostasis energi dengan menyeimbangkan asupan makanan.
h) Glucagon Like Peptide 1
Glucagon Like Peptide 1 (GLP-1) adalah hormon yang dihasilkan oleh sel L pada saluran pencernaan, dan digolongkan sebagai inkretin. Seperti juga Glukagon, GLP-1 mengalami proteolisis terbatas dalam proses sintesanya. Stimulus untuk sekresi hormon ini adalah keberadaan zat nutrisi pada lumen usus halus, khususnya karbohidrat, protein dan lemak.
GLP-1 mempunyai beberapa fungsi fisiologis antara lain adalah sebagi berikut :
1. Membuat pankreas lebih reaktif terhadap glukosa darah dan meningkatkan sekresi insulin. 2. Meningkatkan sensitivitas insulin.
3. Menurunkan sekresi glukagon dari pankreas.
4. Menghambat asam lambung dan kadar gas lambung.
5. Mengurangi asupan makanan dengan meningkatkan rasa kenyang.
i) Melatonin
Melatonin yang juga dikenal sebagai kimia N-asetil--methoxytryptamine 5, adalah senyawa alamiah yang ditemukan pada hewan, tumbuhan, dan mikroba. Pada hewan, level sirkulasi melatonin bervariasi setiap hari, sehingga mengatur ritme beberapa fungsi biologis. Melatonin terkait dengan mekanisme yang beberapa hewan amfibi dan reptil dalam mengubah warna kulit mereka, dan memang hal ini yang pertama kali ditemukan. McCord dan Allen (1917) menemukan bahwa ekstrak kelenjar pineal sapi menyebabkan kulit katak lebih cerah.
Melatonin disekresi dalam kegelapan pada hewan yang aktif siang hari (diurnal) dan hewan yang aktif malam hari ( nokturnal). Melatonin dapat diproduksi oleh berbagai sel perifer seperti sel-sel sumsum tulang, limfosit dan sel epitel. Biasanya, konsentrasi melatonin dalam sel jauh lebih tinggi dari pada yang ditemukan dalam darah, tetapi hal ini nampaknya tidak diatur oleh fotoperiodik. Pada hewan dan manusia, profil sintesa melatonin dan sekresinya dipengaruhi oleh durasi malam di musim panas dibandingkan dengan musim dingin.
Produksi melatonin oleh kelenjar pineal dihambat oleh cahaya dan dirangsang oleh kegelapan. Sekresi melatonin dan levelnya dalam darah, puncaknya pada tengah malam, kemudian secara bertahap turun dengan drastis pada paruh kedua malam.
Melatonin dapat menekan libido dengan menghambat sekresi luteinizing hormon (LH) dan folikel stimulating hormon (FSH) dari kelanjar hipofisis, terutama pada mamalia yang breedingnya bermusim yaitu ketika siang hari panjang. Selama malam hari, melatonin mengatur leptin yaitu menurunkan level hormon leptin.
3. Hypothalamus
Hypothalamus adalah bagian dari otak besar, bagian tengah bawah (diencephalon) terdapat di
bawah thalamus dan merupakan lantai dari ruang ventrikel ke III. Fungsi dari hypothalamus
diantaranya adalah : (1) Menerima informasi dari indera, (2) Menintegrasi dan membagibagi
informasi tertebut, dan (3) Menyalurkan informasi tersebut ke alat-alat yang berkepentingan.
Hypothalamus terbagi atas beberapa bagian yaitu bagian anterior, tuberal dan posteriol, dan
setiap bagian tersebut terbagi lagi menjadi bagian medial dan lateral. Bagian yang berperan
dalam melakukan regulasi asupan makanan (food intake) adalah bagian antero lateral dan tuberal
lateral. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 3 dibawah ini.
Hipotalamus lateral atauarea lateral hipotalamus adalah bagian dari hipotalamus yang berkaitan dengan kelaparan. Kerusakan pada daerah ini dapat menyebabkan menurunnya asupan makanan. Merangsang lateral hipotalamus menyebabkan keinginan untuk makan, sedangkan merangsang ventromedial hipotalamus menyebabkan keinginan untuk berhenti makan.
