Tahap-Tahap Mimpi dan Tidur

Pada awalnya dikatakan bahwa mimpi penuh dapat ditimbulkan hampir

secara eksklusif selama tidur REM. Penelitian yang berikutnya telah menunjukkan

secara meyakinkan, bagaimanapun, bahwa aktivitas mental seperti mimpi dapat

diperoleh juga dari tidur Non REM, terutama pada awal tidur dan selama bagian

terakhir dari malam – saat-saat tidur NREM kurang mendalam. Sebanyak 15

persen dari subyek, bagaimanapun, tidak pernah ingat konten mental saat

terbangun dari tidur NREM. Selain itu, laporan mimpi REM khas dapat dengan

mudah dibedakan dari yang NREM dengan melihat, rata-rata, lebih lama

(sebanyak tujuh kali lebih lama). Ketika laporan mimpi yang lebih panjang, hal ini

menunjukkan durasi yang lebih lama dari mimpi yang sebenarnya, tetapi mereka

juga mungkin karena peningkatan densitas atau kekacauan dari adegan yang

dialami. Apakah mimpi REM tidak hanya lebih lama, tetapi juga secara kualitatif

berbeda – lebih aneh, halusinasi, delusi, narasi, dan emosional daripada NREM –

mimpi masih bersifat kontroversial. Begitu juga dengan saran bahwa mimpi

NREM mungkin mimpi REM yang tersamar, karena intrusi karakteristik REM

dalam tidur NREM. Tidak ada keraguan, bagaimanapun, bahwa mimpi yang khas,

serta mimpi buruk, dapat dialami dalam fase tertentu tidur NREM. Aktivitas

mental seperti memiliki karakter halusinasi-delusi juga dapat terjadi selama

terjaga tenang, terutama dalam kondisi berkurangnya masukan sensorik

(melamun). Sebaliknya, beberapa aktivitas mental menyerupai terjaga –

nonhallucinatory dan nondelusional – kadang-kadang dilaporkan saat onset tidur.

Sebuah contoh yang baik dari tahap campuran adalah mimpi yang lucid atau jelas,

di mana pemimpi menyadari bahwa mereka bermimpi dan, sampai batas tertentu,

dapat mengendalikan jalannya mimpi mereka.

Penyamaan awal dari tahap kognitif bermimpi dengan tahap fisiologis tidur

REM didorong oleh kesamaan yang luar biasa antara EEG tidur REM dengan

yang bangun sadar dan oleh kesetaraan perbedaan mereka dari EEG tidur NREM.

Tampaknya wajar untuk menyimpulkan bahwa EEG yang teraktivasi (tegangan

rendah, frekuensi tinggi) dari bangun dan tidur REM akan mendukung

pengalaman sadar yang hidup, sedangkan EEG yang tidak terdeaktivasi (tegangan

tinggi, frekuensi rendah) dari tidur NREM tidak akan. Meskipun laporan mimpi

1

sering di onset tidur masih bisa direkonsiliasi dengan EEG campuran tahap I tidur,

kehadiran pengalaman seperti mimpi, meskipun pendek, selama tahap NREM

ditandai dengan EEG gelombang lambat tampak paradoks. Paradoks ini dapat

diatasi dengan mempertimbangkan perjalanan waktu rangsangan saraf selama

osilasi lambat tidur NREM. Sekarang diketahui bahwa, selama fase

terdepolarisasi dari osilasi lambat, aktivitas saraf adalah sebagai intens seperti

pada bangun atau tidur REM, dan neuron bersifat sangat mudah tereksitasi.

Namun, fase terdepolarisasi terganggu, kira-kira sekali dalam satu detik, dengan

fase terhiperpolarisasi selama aktivitas saraf berhenti pada seluruh korteks

serebral, dan neuron jauh lebih kurang tereksitasi. Jika pengalaman seperti mimpi

terjadi selama fase terdepolarisasi, mereka tidak bisa panjang atau kaya karena

gangguan pengalaman yang terkait dengan tahap terhiperpolarisasi. Secara

keseluruhan, akan terlihat bahwa kemungkinan pengalaman sadar saat tidur

adalah terkait dengan aktivasi kortikal saat-demi-saat, ditunjukkan dengan

kesiapan neuron kortikal untuk merespon sinyal yang masuk.

Korelasi Neural dari Kesadaran Bermimpi

Baru-baru ini, penelitian lesi dan pencitraan telah memberikan wawasan

baru ke dalam otak berkorelasi dari perbedaan karakteristik antara kesadaran

bermimpi dan bangun. Perbedaan yang paling jelas adalah bahwa kesadaran

bermimpi hanya sedikit dipengaruhi oleh rangsangan eksternal, beberapa yang

dimasukkan ke dalam mimpi bernarasi. Selama tidur NREM, pemutusan

fungsional parsial dimediasi oleh penghambatan thalamic. Selama tidur REM,

rangsangan eksternal lebih mudah melewati gerbang thalamic dan menjangkau

daerah-daerah kortikal primer, tetapi mereka tampaknya tidak mempengaruhi area

kortikal yang lebih tinggi, seolah-olah otak tidak memberi perhatian kepada

mereka. Karakter halusinasi mimpi jelas difasilitasi oleh pemutusan sensorik

tersebut. Halusinasi visual mimpi memang terkait dengan peningkatan aktivitas di

daerah visual yang lebih tinggi, sedangkan korteks visual utama kurang aktif,

seperti yang ditunjukkan oleh studi PET. Apakah pengalaman visual intens dan

adegan perubahan karakteristik mimpi yang dipicu terutama oleh sinyal fasik dari

2

batang otak atau daerah yang terlibat dalam citra visual, atau keduanya, adalah

masalah yang belum terselesaikan.

Perbedaan lain yang relevan antara kesadaran bermimpi dan bangun

menyangkut kemampuan untuk merefleksikan diri sendiri dan pengalaman

seseorang, terutama kemampuan untuk menilai hal yang kelihatan seakan-akan

benar mengenai pengalaman bermimpi. Pencitraan menunjukkan bahwa korteks

prefrontal dorsolateral, daerah otak yang terlibat dalam kontrol kehendak dan self-

monitoring, kurang aktif dalam tidur dibandingkan dengan bangun. Penurunan

aktivasi dari korteks prefrontal dorsolateral juga dapat menyebabkan disorientasi

dan pengurangan berpikir terarah dan memori kerja yang diamati dalam mimpi

dan dapat berkontribusi untuk amnesia mimpi. Ingatan episodik baru-baru ini

yang jelas tidak ada dalam mimpi, dan memori untuk mimpi mencolok labil,

kecuali seseorang bangun dan mengulangi kembali mimpi.

Mimpi juga ditandai dengan keterlibatan emosional tingkat tinggi, terutama

ketakutan dan kecemasan. Sejalan dengan itu, studi pencitraan telah

mengungkapkan aktivasi yang ditandai pada struktur limbik dan paralimbic,

seperti amigdala, cinguli anterior, dan korteks orbitofrontal insular dan medial,

selama tidur REM. Secara keseluruhan, aktivitas kognitif selama tidur

memberikan indikasi kuat dari sejauh mana tingkat berfluktuasi beberapa

neuromodulators, yang disfungsinya terlibat dalam beberapa gangguan kejiwaan,

dapat mempengaruhi fungsi mental pada subyek sehat. Memang, Hobson telah

menyatakan bahwa sebagian besar aspek kognisi bermimpi dapat dijelaskan

dengan mempertimbangkan tingkat aktivasi tiga proses-otak, sumber input

(eksternal atau internal), dan neuromodulation di kontinum tidur-bangun.

Teori Bermimpi

Dalam apa yang ia anggap karya terpentingnya – The Interpretation of

Dreams – Sigmund Freud menyarankan bahwa mimpi memberikan keinginan

terselubung dan, jika ditafsirkan dengan benar, akan memberikan petunjuk

penting untuk faktor penentu yang paling mendalam dari kehidupan psikis, "jalan

raya menuju alam bawah sadar." Penyelidikan sistematis mimpi belum

memberikan banyak dukungan untuk gagasan ini.

3

Saran yang sangat berbeda dibuat oleh Hobson dan McCarley berdasarkan

studi neurofisiologis mereka tentang tidur REM – mekanisme yang terjadi di

batang otak. Menurut hipotesis aktivasi-sintesis mereka, mimpi adalah upaya otak

depan untuk memahami aktivasi acak jaringan talamokortikal oleh batang otak

bagian atas, seperti musik yang dihasilkan oleh jari non musikal yang berkeliaran

di atas tuts piano. Saran lain, didasarkan pada evaluasi menyeluruh terhadap

laporan mimpi, dibuat oleh David Foulkes dan lain-lain. Menurut pandangan ini,

mimpi menunjukkan tidak begitu banyak psikodinamik sadar, tetapi sebaliknya,

perkembangan kognitif, kompetensi, dan gaya pemimpi, seperti di bangun

kognisi. Pandangan ini dengan hati-hati menghindari penggabungan impian satu-

ke-satu dengan tidur REM tersebut.

Sepanjang jalur tersebut, Mark Solms baru-baru ini mengulas bukti

neuropsikologi dan menunjukkan bahwa kemampuan untuk bermimpi tidak

tergantung pada batang otak bagian atas tetapi pada daerah otak depan. Dalam

lebih dari 100 kasus penghentian bermimpi, lesi yang bertanggung jawab adalah

persimpangan parietotemporooccipital (unilateral atau bilateral) atau substansia

alba di dekat korteks prefrontal orbitomesial (bilateral). Meskipun adanya

penghentian bermimpi, tidur REM hampir selalu dipertahankan. Persimpangan

parietotemporooccipital penting bagi citra mental, untuk kognisi spasial (di sisi

kanan), dan untuk kognisi simbolik (di sisi kiri), semua fitur utama bermimpi.

Substansia alba yang mendasari korteks prefrontal ventromesial yang diperlukan

untuk bermimpi adalah wilayah otak yang sama yang ditargetkan oleh modifikasi

leukotomi prefrontal. Lesi yang mengurangi gejala positif skizofrenia tetapi

menghasilkan adynamia. Aktivasi kimia sirkuit ini dengan stimulan, seperti

amfetamin, serta dengan levodopa (L-dopa), dapat menghasilkan halusinasi dan

delusi, menunjukkan bahwa mimpi dapat difasilitasi oleh aktivasi sistem

dopaminergik mesolimbic dan mesocortical.

TIDUR PADA HEWAN

Studi tidur pada hewan telah mempengaruhi pemahaman tidur manusia di

berbagai tingkatan. Sifat mana-mana tidur dalam kingdom animalia, bahkan

dalam keadaan di mana tidur berbahaya, menggarisbawahi pentingnya biologis

4

fundamental tidur. Perbandingan tidur di hewan dari kelompok taksonomi yang

beragam telah mengungkapkan korelasi ekologis dan fisiologis tidur yang dapat

menghasilkan wawasan tujuan tidur. Akhirnya, penemuan adaptasi yang luar

biasa, seperti tidur unihemisferis, telah menjadi nilai heuristik yang signifikan

untuk konsep dasar fungsional tidur.

Tidur pada Mamalia

Perilaku tidur dan elektrofisiologi telah dipelajari paling ekstensif pada

mamalia. Tidur NREM dan REM telah ditemukan di setiap mamalia berplasenta

dan berkantung yang diselidiki. (Dalam literatur hewan, SWS biasanya mengacu

pada semua tidur yang tidak tidur REM.) Bahkan mamalia fossorial, seperti tikus,

dengan kemunduran tampilan sistem periode visual REM seperti aktivasi EEG

dengan batas gairah tinggi, menunjukkan bahwa REM bukanlah fitur penting dari

tidur REM. Keragaman perilaku tidur dilaporkan sejajar dengan keragaman relung

ekologi ditempati oleh mamalia; tikus tidur meringkuk di liang, kelelawar tidur

tergantung dari langit-langit gua, dan kera besar tidur di tempat tidur baru dibuat

dari daun. Jerapah, gajah, dan kuda dapat terlibat dalam SWS sambil berdiri tetapi

harus berbaring untuk tidur REM karena hilangnya tonus otot rangka yang terjadi

selama keadaan ini. Menariknya, ketika daerah batang otak aktif terlibat dalam

menghambat otot selama tidur REM terdapat lesi, kucing tidur REM berdiri dan

memata-matai mangsa imajiner, seolah-olah bertindak keluar mimpi. Manusia

dengan lesi yang sama mengalami gangguan perilaku tidur REM, parasomnia

yang ditandai dengan diberlakukannya perilaku mimpi.

Jumlah waktu yang dihabiskan di SWS dan tidur REM bervariasi di seluruh

mamalia. Untuk ukuran tertentu, bila dibandingkan dengan mamalia dengan

tingkat metabolisme yang lebih rendah, mamalia dengan tingkat metabolisme

yang lebih tinggi menghabiskan lebih sedikit waktu total tidur dan waktu yang

lebih sedikit di SWS pada khususnya. Jumlah tidur REM pada mamalia sangat

berkorelasi dengan pola pematangan; bila dibandingkan dengan mamalia

precocial (mamalia yang mengalami jumlah yang relatif kecil dari perkembangan

otak postnatal), mamalia altricial (mamalia yang mengalami jumlah yang relatif

besar perkembangan otak postnatal) menghabiskan lebih banyak waktu dalam

5

tidur REM sebagai neonatus dan dewasa. Bersama dengan data eksperimen,

hubungan antara tidur REM dan pola pematangan menunjukkan bahwa tidur REM

memainkan peran penting dalam perkembangan otak awal mamalia altricial,

seperti manusia.

Gelombang Lambat Unihemispheric Tidur pada Mamalia Air

Mamalia air telah mengembangkan beberapa adaptasi yang mengurangi konflik

antara kebutuhan simultan untuk tidur dan bernapas di dalam air. Cetacea (lumba-

lumba dan paus) mampu berenang ke permukaan untuk bernafas saat tidur dengan

hanya satu-setengah dari otak mereka pada suatu waktu, keadaan unik yang

disebut sebagai unihemispheric SWS (Gambar. 1.20-6). Selama SWS

unihemispheric, mata kontralateral untuk hemisfer terjaga biasanya terbuka dan

mungkin sedang memindai lingkungan. Lumba-lumba bergantian tidur dengan

masing-masing hemisfer per jam, dan, jika tidur adalah eksperimen yang dicegah

hanya dalam satu hemisfer, hanya hemisfer yang menunjukkan rebound

kompensasi di SWS. Manate dan anjing laut tertentu juga terlibat dalam

unihemispheric SWS, dan, tidak seperti Cetacea, SWS bihemispheric dan tidur

REM. Menariknya, sebagian besar peneliti belum mendeteksi tanda-tanda

elektrofisiologi tidur REM di Cetacea. Namun

GAMBAR 1.20-6 Elektroensefalogram (EEG) yang direkam dari korteks parietooccipital (A) dari

lumba-lumba botol (Tursiops truncatus) selama unihemispheric tidur gelombang lambat dengan

kiri (B) atau kanan (C) belahan tertidur. Perhatikan tegangan tinggi, aktivitas EEG frekuensi

rendah di belahan bumi tidur dan tegangan rendah, aktivitas EEG frekuensi tinggi di belahan bumi

terjaga. (Dari Mukhametov LM, Supin AY, Polyakova IG: asimetri Interhemispheric dari pola

tidur elektroensefalografik pada lumba-lumba Brain Res 1977; 134:581, dengan izin)

6

demikian, tidur REM dapat terjadi dalam jumlah kecil atau dalam bentuk yang

dimodifikasi, karena Cetacea menampilkan kedutan langka serupa dengan yang

diamati pada mamalia darat selama tidur REM. Jumlah kecil tidur REM dalam

Cetacea, hewan dianggap sangat cerdas, menantang teori saat ini yang

menunjukkan tidur REM terlibat dalam konsolidasi memori. Pertahanan SWS dan

tidur REM, seringkali dalam bentuk yang dimodifikasi, pada mamalia air

menggarisbawahi pentingnya biologis dari kedua keadaan. Selain itu, kehadiran

secara unihemisfer SWS diatur menunjukkan bahwa SWS dapat melayani fungsi

lokal untuk otak.

Monotreme

Spesies yang masih ada beberapa monotremes, sebuah kelompok kuno

evolusi mamalia bertelur, memberikan kesempatan unik untuk mengeksplorasi

evolusi dari tahap tidur pada mamalia. Sebuah laporan awal SWS, tetapi tidak

tidur REM, di moncong menyarankan bahwa tidur REM berkembang setelah baris

evolusi menuju mamalia berkantung dan berplasenta menyimpang dari yang

mengarah ke monotremes yang masih ada. Penelitian terbaru dari moncong dan

platypus berparuh bebek, bagaimanapun, menunjukkan bahwa monotremes

menunjukkan keadaan tidur heterogen dengan aktivitas bersamaan lambat kortikal

menunjukkan SWS dan batang otak pola debit neuronal dan berkedut terkait

indikasi tidur REM. Menurut skenario ini, negara heterogen ini menyimpang ke

negara temporal yang berbeda SWS dan tidur REM dengan aktivasi kortikal pada

mamalia berkantung dan plasenta.

Tidur di Burung

Meski telah menyimpang dari satu leluhur reptil umum lebih dari 310 juta

tahun yang lalu, pola tidur mamalia dan burung mirip satu sama lain lebih dari

reptil. Burung adalah satu-satunya kelompok taksonomi selain mamalia

menunjukkan SWS tegas dan tidur REM. Bila dibandingkan dengan mamalia,

burung menghabiskan jumlah yang sama waktu tidur, tetapi memiliki sekitar

seperempat jumlah tidur REM. Seperti pada mamalia, tonus otot berkurang, dan

7

termoregulasi terganggu selama tidur REM. Meskipun bukti menunjukkan bahwa

beberapa burung tidur saat terbang, hal ini tetap belum dikonfirmasi. Seperti pada

mamalia air, burung sering menjaga satu mata terbuka selama SWS, perilaku yang

berhubungan dengan aktivasi EEG yang lebih besar di hemisfer kontralateral.

Proporsi tidur dihabiskan dengan satu mata terbuka meningkat ketika burung tidur

di bawah situasi berisiko, seperti di tepi sekelompok burung. Selain itu, burung

tidur di kelompok tepi mengarahkan mata terbuka jauh dari burung lain, seolah-

olah menonton untuk mendekati predator. Kemampuan untuk beralih dari tidur

dengan kedua mata tertutup untuk tidur dengan satu mata terbuka ketika tidur

dalam keadaan berbahaya menggarisbawahi fakta bahwa tidur menjalankan fungsi

penting bagi otak yang hanya bisa dilakukan saat dalam keadaan yang berpotensi

berbahaya berkurang kesadaran lingkungan.

Kehadiran SWS dan tidur REM pada mamalia dan burung menunjukkan

bahwa kedua keadaan telah diwariskan melalui keturunan umum dari nenek

moyang reptil dengan keadan-keadaan yang sama. Atau, salah satu atau kedua

keadaan mungkin muncul secara independen pada mamalia dan burung.

Membedakan antara alternatif ini penting, karena keturunan umum menunjukkan

bahwa SWS dan tidur REM dapat menjalankan fungsi mendasar bagi vertebrata,

sedangkan evolusi konvergen menunjukkan bahwa fungsi SWS dan tidur REM

yang terkait dengan aspek-aspek tertentu bersama mamalia dan burung (misalnya,

homeothermy ). Studi tidur di reptil, amfibi, dan ikan telah mengungkapkan

tanda-tanda yang jelas tidur perilaku, tetapi berkorelasi elektrofisiologi tidur dan

ada atau tidaknya SWS, tidur REM, atau keadaan tidur heterogen monotreme

seperti tetap kontroversial dan membutuhkan investigasi lanjut. Akibatnya, tidak

jelas apakah SWS dan tidur REM berkembang pada mamalia dan burung melalui

keturunan umum atau melalui evolusi konvergen.

Tidur di Invertebrata

Sampai saat ini, penelitian yang relatif kecil itu difokuskan pada tidur di

invertebrata, seperti serangga. Mengingat sulitnya merekam aktivitas otak pada

serangga kecil, kebanyakan studi telah difokuskan pada penentuan apakah

serangga menampilkan tanda-tanda perilaku tidur. Periode tidur seperti perilaku

8

ketenangan dengan batas gairah tinggi telah dijelaskan dalam beberapa spesies

serangga. Dalam lebah dan lalat buah, satu-satunya serangga yang aktivitas otak

yang berhubungan dengan tidur telah dicatat, aktivitas otak menunjukkan

perubahan yang nyata antara terjaga dan tidur. Pada lebah, neuron dalam sistem

visual menunjukkan penurunan respon terhadap rangsangan visual selama tidur

bila dibandingkan dengan terjaga. Lalat buah juga menunjukkan penurunan

aktivitas otak selama tidur. Dengan demikian, meskipun otak serangga tidak

mampu menghasilkan pola EEG terkait keadaan yang diamati pada mamalia atau

burung, hal itu tetap menunjukkan perubahan yang sama dalam aktivitas spontan

dan responsif terhadap lingkungan. Serangga eksperimental kekurangan tidur juga

menunjukkan rebound kompensasi dalam durasi tidur dan intensitas,

menunjukkan bahwa, seperti dalam vertebrata, tidur diatur secara homeostasis

pada serangga. Paralel lain antara tidur pada serangga, seperti lalat buah, dan

mamalia termasuk pengurangan waktu tidur dan kontinuitas dengan bertambahnya

usia; mengingatkan respon terhadap agen farmakologis, seperti kafein; dan

perilaku perubahan serupa terkait keadaan dalam ekspresi gen dalam otak.

Kehadiran tidur pada lalat buah memberikan kesempatan yang tak tertandingi

untuk mengeksplorasi fungsi tidur dengan mengidentifikasi dan memanipulasi

korelasi genetik dan molekuler tidur.

FUNGSI TIDUR

Mengapa manusia dan hewan tidur masih merupakan misteri. Tidur

mungkin telah berevolusi dari siklus istirahat-aktivitas sirkadian dan dengan

demikian dapat mewakili keadaan default. Namun, ada kemungkinan bahwa tidur

melayani beberapa fungsi yang lebih mendasar. Jika tidak, mengapa hewan harus

terlibat dalam periode lama dari ketenangan dengan peningkatan ambang

rangsangan, di mana mereka tidak bisa memantau potensi bahaya di lingkungan?

Tidur tampaknya universal. Semua spesies hewan dipelajari tidur sejauh ini, dari

invertebrata, seperti lalat buah dan lebah, burung dan mamalia. Mamalia dan

burung umumnya menampilkan siklus tidur yang lebih rumit yang mencakup

pergantian tidur NREM dan REM. Menyingkirkan tidur tampaknya tidak mudah.

Beberapa mamalia laut yang mungkin perlu kewaspadaan terus menerus saat

9

berenang, seperti lumba-lumba dan Pesut tertentu, telah mengembangkan

pengalihan tidur unihemispheric daripada menghilangkan tidur sama sekali.

Kurang tidur menyebabkan peningkatan tekanan tidur, yang dinyatakan sebagai

kantuk, yang dengan cepat menjadi tak tertahankan. Tekanan tidur dapat

menyebabkan microsleeps atau tidur sedikit demi sedikit yang mengakibatkan

gangguan kognitif. Kurang tidur diikuti oleh tidur lebih lama dan lebih intens,

menunjukkan kebutuhan diatur untuk tidur. Jika tidur dicegah selama beberapa

minggu, konsekuensi fatal. Tikus kekurangan tidur selama lebih dari 2 minggu

selalu mati. Manusia yang terkena gangguan langka yang disebut prion FFI juga

mati, meskipun tidak pasti apakah kematian adalah karena kurang tidur itu sendiri.

Banyak hipotesis telah dirumuskan tentang fungsi tidur. Sebuah hipotesis

yang baik harus menjelaskan fakta-fakta berikut: (1) Tidur melibatkan pemutusan

parsial dari lingkungan, yang berpotensi berbahaya; Oleh karena itu tidur harus

memberikan sesuatu yang tidak disediakan oleh bangun tenang. (2) Tidur disertai

dengan aktivitas saraf yang intens di sebagian besar daerah otak; salah satu

kebutuhan untuk menjelaskan mengapa otak harus aktif dengan tidak adanya

perilaku terbuka. (3) Tidur tampaknya merupakan kebutuhan universal, namun

jumlahnya sangat bervariasi di seluruh spesies yang berbeda; seseorang harus

menjelaskan mengapa demikian. (4) Dalam sebagian besar spesies, tidur adalah

lazim awal kehidupan; tidur harus melakukan fungsi penting selama

pengembangan dan pada orang dewasa. (5) Tidur sering terdiri dari tahap NREM

dan REM; harus dijelaskan apakah urutan dua tahap penting atau apakah kedua

tahapan melayani sama fungsi-misalnya, dalam kedua tahap, hewan terputus dari

lingkungan, aktivitas saraf yang intens, dan debit monoaminergik berkurang.

Tidak ada hipotesis tunggal telah diusulkan yang dapat menjelaskan semua fakta-

fakta ini.

Restitusi Tidur dan Otak

Kebanyakan hipotesis saat ini sedang diselidiki berhubungan dengan peran

tidur dalam memulihkan beberapa fungsi metabolisme atau dalam melayani

plastisitas saraf. Sangat mungkin bahwa tidur dapat mempertahankan energi

dengan menegakkan seluruh tubuh pada hewan dengan tingkat metabolisme yang

10

tinggi. Memang, hewan dan manusia makan lebih banyak saat kurang tidur.

Namun, pada manusia, efisiensi metabolisme tidur hanya sedikit lebih baik

daripada bangun tenang. Sebagian besar organ tubuh dapat memperoleh sisa

melalui terjaga tenang, kecuali untuk otak; dengan demikian, tidur mungkin

sangat penting bagi otak. Beberapa jalur molekuler atau kimia dalam otak dapat

terbuang saat bangun tidur dan dikembalikan selama tidur. Sebagai contoh, telah

menyarankan bahwa tidur dapat mendukung pengisian glikogen di penyimpanan

glial, meskipun bukti terbaru menunjukkan bahwa ini hanya mungkin benar dalam

beberapa daerah otak. Atau, tidur bisa mencegah overload synaptic atau melawan

sinaptik kelelahan dengan mendukung penambahan kalsium di penyimpanan

presynaptic, penambahan vesikel glutamat, istirahatnya mitokondria, daur ulang

membran, atau transfer protein di sepanjang akson dan dendrit. Meskipun studi

terbaru mengungkapkan bahwa perubahan molekul yang terjadi antara tidur dan

terjaga dan setelah kurang tidur, pentingnya perubahan tersebut masih belum

diketahui. Jika tidur mengembalikan sesuatu, itu masih belum diketahui apa ini.

Tidur dan Memori

Sebuah hubungan antara tidur dan memori tercatat lama. Setelah berjuang

untuk mempelajari sepotong musik baru untuk sebagian besar hari, seseorang

sering memainkan lebih baik setelah tidur malam. Baru-baru ini, pentingnya tidur,

dan bahkan tidur siang, terjadi setelah beberapa jenis pembelajaran deklaratif dan

nondeklaratif telah didokumentasikan dalam percobaan yang terkendali dengan

baik. Tidur memang bisa menawarkan konteks yang menguntungkan bagi aspek-

aspek tertentu dari pembelajaran dan memori. Pemutusan sensorik yang

berhubungan dengan tidur mengurangi interferensi antara kegiatan yang sedang

berlangsung dan konsolidasi kenangan yang diperoleh sebelumnya. Selain itu,

tidur memungkinkan reaktivasi berulang, dalam modus off-line, dari sirkuit saraf

yang awalnya diaktifkan selama pengalaman yang tak terlupakan. Studi

menggunakan rekaman multielectrode pada hewan dan PET pada manusia telah

menunjukkan bahwa daerah otak atau sel aktif saat bangun tidur yang istimewa

diaktifkan selama tidur berikutnya. Sebuah keuntungan lebih lanjut dari tidur

adalah bahwa sirkuit saraf yang relevan dapat diaktifkan secara spasi dan

11

disisipkan. Hal ini akan mendukung integrasi kenangan baru dengan kenangan

lama dan akan menghindari gangguan bencana. Intens, semburan frekuensi tinggi

dari aktivitas saraf spontan yang terjadi saat tidur mungkin sangat penting untuk

memicu mekanisme molekuler konsolidasi sinaptik dan untuk memperbesar

jaringan asosiasi.

Banyak yang tidak diketahui tetap, bagaimanapun juga. Apakah tidur dapat

mendukung konsolidasi kenangan yang baru didirikan atau pemeliharaan yang

lebih tua tidak jelas. Berkorelasi molekul proses tersebut masih belum diketahui.

Penanda molekuler akuisisi memori dimatikan saat tidur, yang mungkin

menguntungkan, mengingat bahwa aktivitas saraf intens tidur terjadi ketika hewan

tersebut terputus dari lingkungan. Banyak literatur awal yang menghubungkan

tidur dan memori berhubungan dengan tidur REM. Namun, penghambatan

berkepanjangan tidur REM pada manusia melalui MAOI tampaknya tidak

mengganggu memori, juga tidak pada hilangnya secara lengkap tidur REM setelah

lesi otak tertentu. Mungkin bukti yang paling meyakinkan menyangkut peran tidur

dalam plastisitas perkembangan. Eksperimen terbaru menunjukkan bahwa kurang

tidur REM pada tikus yang baru lahir dan kurang tidur NREM di anak kucing

mempengaruhi perkembangan kegiatan tergantung dari rangkaian sistem visual.

Jika tidur mempengaruhi pematangan sinaptik dan plastisitas, seseorang dapat

mengharapkan bahwa gangguan tidur pada awal kehidupan dapat mempengaruhi

perkembangan psikopatologis.

TIDUR DAN PSIKIATRI

Secara historis, psikiater telah tertarik dalam tidur dan bermimpi dan

hubungan mereka dengan penyakit mental. Dimulai dengan Freud dan Carl Jung

di bagian akhir abad ke-19, penafsiran mimpi menjadi alat penting dalam

psikoterapi psikoanalitik. Setelah penemuan tidur REM pada tahun 1953, psikiater

mulai menyelidiki apakah kelainan tidur tertentu dapat berkorelasi dengan

gangguan kejiwaan. Salah satu pertanyaan pertama adalah apakah ditujukan

skizofrenia mungkin merupakan gangguan tidur REM, mengingat kesamaan

antara bermimpi dan psikosis. Meskipun psikosis tidak dapat dijelaskan sebagai

gangguan tidur REM, tidur REM dan skizofrenia kemudian ditemukan

12

berhubungan dengan penurunan aktivitas di korteks prefrontal dorsolateral.

Narkolepsi, di sisi lain, ternyata disebabkan oleh gangguan abnormal fenomena

tidur REM menjadi terjaga.

Sejauh ini, jumlah terbesar dari penyelidikan telah dilakukan pada tidur

dalam depresi. Bahkan sebelum penemuan tidur REM, depresif diketahui

memiliki tidur yang terganggu. Rekaman EEG tidur pada tahun 1950 dan 1960-an

juga menunjukkan bahwa mereka mengalami kerugian relatif SWS, dibandingkan

dengan subyek kontrol usia yang sama, dan perubahan tertentu dalam tidur REM,

termasuk mengurangi latensi untuk tidur REM, proporsi yang lebih besar dari

tidur REM selama malam pertama ketiga, peningkatan frekuensi REM selama

tidur REM (yaitu, kepadatan REM meningkat), dan peningkatan persentase waktu

tidur yang dihabiskan dalam tidur REM. Meskipun tidak setiap pasien dengan

depresi menunjukkan perubahan tidur REM, dan tidak setiap pasien dengan

latensi REM pendek memiliki depresi, kelainan tidur REM adalah salah satu

penanda biologis yang lebih kuat untuk depresi. Berkurangnya latensi tidur REM

dan hilangnya SWS tampaknya penanda sifat untuk depresi dalam bahwa mereka

bertahan bahkan selama remisi klinis dan ditemukan pada tingkat yang lebih

tinggi pada anggota keluarga tingkat pertama dari depressives dengan fitur ini.

Meskipun mekanisme perubahan tidur dalam depresi tidak sepenuhnya dipahami,

ada konvergensi data yang menunjukkan bahwa tidur dan suasana hati diatur oleh

sistem yang umum. Sebagai contoh, hipotesis ketidakseimbangan kolinergik-

monoaminergik dari depresi konsisten dengan peningkatan yang diamati dalam

tidur REM dan pengurangan SWS yang akan disebabkan oleh peningkatan

aktivitas kolinergik. Depresif menunjukkan kepekaan yang meningkat terhadap

induksi tidur REM dengan obat kolinergik dibandingkan dengan subjek kontrol

tidak depresi juga.

Studi Kurang tidur bahkan lebih sugestif hubungan fungsional antara tidur

dan suasana hati. Total kekurangan tidur satu malam, atau bahkan kurang parsial

tidur di paruh kedua malam, dapat memiliki respon antidepresan langsung di

banyak individu mengalami depresi sedang sampai berat. Kurang tidur dapat

menyebabkan mania pada pasien bipolar, yang mungkin pergi untuk periode

beberapa hari dengan sedikit atau tidak tidur. Sebaliknya, bahkan pertarungan

13

singkat tidur dapat membalikkan efek antidepresan dari kurang tidur, dan tidur

berkepanjangan dapat menyebabkan depresi pada beberapa individu. Pencitraan

fungsional telah menunjukkan bahwa kurang tidur, seperti terapi obat

antidepresan, menormalkan aktivitas metabolik yang meningkat terlihat pada

gyrus cinguli anterior pada depresif. Kurang tidur REM selektif juga telah terbukti

memiliki efek antidepresan, dan telah menyarankan bahwa antidepresan penekan

tidur REM dapat bertindak, sebagian, melalui efek mereka pada tidur. Penekanan

tidur REM, bagaimanapun, adalah bukan persyaratan untuk keberhasilan

antidepresan, karena beberapa agen yang lebih baru, seperti bupropion

(Wellbutrin) dan nefazodone (Serzone), tampaknya tidak menyebabkan

penurunan yang signifikan dari tidur REM.

Meskipun terapi kurang tidur mungkin bermanfaat untuk beberapa kasus

depresi, bukti dominan menunjukkan bahwa tidur yang terganggu merupakan

faktor risiko untuk pengembangan penyakit jiwa. Penderita insomnia memiliki

tingkat lebih tinggi dari gangguan kejiwaan, terutama gangguan mood dan

kecemasan; dalam pengaturan perawatan primer, insomnia lebih kuat terkait

dengan depresi dibandingkan dengan gangguan kesehatan lainnya. Individu yang

memiliki insomnia atau sulit tidur bahkan selama masa stres secara signifikan

lebih mungkin untuk mengembangkan depresi di masa depan. Sebuah hubungan

sebab akibat antara tidur dan depresi belum ditetapkan, tetapi kenyataan bahwa

kurang tidur dan depresi menjadi lebih umum di masyarakat menunjukkan bahwa

hubungan antara keduanya harus diperjelas.

Dari perspektif epidemiologi, meskipun gangguan tidur yang paling kuat

terkait dengan gangguan kejiwaan, ada beberapa korelasi yang berhubungan

dengan kesehatan penting lainnya. Penderita insomnia memiliki tingkat lebih

tinggi dari penyakit medis lainnya; menggunakan pelayanan kesehatan lebih;

memiliki tingkat lebih tinggi dari ketidakhadiran, kecelakaan, dan kecacatan; dan

memiliki hasil yang lebih buruk dengan beberapa gangguan medis, termasuk

penyakit jantung. Apakah pengobatan masalah tidur dapat mencegah

perkembangan dari setiap komorbiditas ini masih harus dilihat.

Kelainan tidur juga terlihat di hampir semua gangguan kejiwaan lainnya,

terutama gangguan kontinuitas tidur, termasuk latensi berkepanjangan tidur onset,

14

efisiensi tidur berkurang, dan penurunan jumlah total tidur. Kelainan tidur REM

mirip dengan depresi telah dijelaskan dalam beberapa studi pasien dengan

skizofrenia, alkoholisme, gangguan makan, dan gangguan kepribadian ambang.

Pasien dengan gangguan panik mungkin memiliki serangan panik yang timbul

dari tidur, biasanya pada transisi ke SWS, yang lebih menekankan etiologi

biologis gangguan ini.

Apresiasi neurobiologi tidur sangat penting bagi dokter, karena pasien

psikiatri sering memiliki masalah tidur yang berhubungan dengan penyakit

mereka, dan sebagian besar obat-obatan psikiatri memiliki efek yang signifikan

pada tidur; ini berkisar dari sedasi disebabkan oleh banyak antipsikotik,

benzodiazepin, antidepresan trisiklik, dan agen antiparkinson tidur gangguan yang

disebabkan oleh MAOI, SSRI, dan psikostimulan. Antidepresan dapat

menimbulkan beberapa gangguan tidur, seperti gerakan periodik dalam tidur dan

tidur gangguan perilaku REM, dan penarikan tiba-tiba antidepresan penekan

REM, termasuk trisiklik, MAOI, dan SSRI, dapat menyebabkan rebound tidur

REM, yang ditandai dengan meningkatnya durasi dan intensitas tidur REM dan

gangguan tidur. Sleep apnea dapat diperburuk oleh obat yang menghasilkan

relaksasi otot (misalnya, benzodiazepin atau barbiturat) atau berat badan

(misalnya, antipsikotik, antidepresan, dan stabilisator suasana hati).

Tidur mengungkapkan, meskipun belum transparan, jendela ke tahap

fungsional dari otak manusia. Studi tentang tidur telah menjelaskan banyak aspek

kesadaran dan cara kerja otak manusia. Klarifikasi fungsi dan mekanisme tidur

pasti akan memberikan pemahaman yang lebih besar gangguan kejiwaan dan

perawatan mereka.

Nafsu Makan

Bagian 1 – Sains Neural

Metodologi baru dan skema konseptual yang baru telah menyebabkan

kemajuan pesat dalam ilmu saraf perilaku makan. Pandangan tradisional bahwa

asupan makanan secara ketat dikontrol oleh pusat-pusat saraf hipotalamus

bereaksi terhadap keadaan keseimbangan energi telah digantikan oleh perspektif

yang lebih kompleks dari jaringan saraf didistribusikan secara luas di otak yang

15

mengintegrasikan rangsangan makanan orofaringeal (termasuk yang

menimbulkan persepsi hedonis ), gastrointestinal sinyal (GI), sinyal metabolik

(termasuk sinyal yang berkaitan dengan penimbunan lemak tubuh), dan

kontinjensi lingkungan dan pengalaman. Perspektif baru ini menekankan sinyal

perifer, efek khusus terhadap makan, dan mekanisme mediasi perifer dan sentral

mereka daripada gagasan bahwa satu atau beberapa dibatasi situs integratory di

otak menghasilkan keadaan motif kesatuan yang dapat diberi label nafsu makan.

MAKANAN

Makanan sebagai Unit Analisis

Neurosains perilaku makan terfokus untuk makan individu sebagai unit

analisis bukan pada tindakan asupan makanan selama periode diperpanjang,

misalnya, kilokalori per hari. Perubahan ini didasarkan pada kesadaran bahwa

pemahaman fisiologi makanan individu diperlukan untuk memahami makan

teratur dan normal dan kontribusi makan untuk berat badan. Makanan adalah unit

biologis makan, karena, pada manusia serta sebagian besar spesies hewan,

perilaku mencerna diatur sebagai serangan diskrit, atau makanan, yang dipisahkan

oleh interval tidak makan. Makanan adalah unit fungsional dari makan, karena

waktu, ukuran, dan isi makanan memberikan gambaran lengkap respon organisme

terhadap tantangan dasar nutrisi, yaitu apa yang dimakan dan berapa banyak untuk

makan. Selain itu, makanan normal besar adalah perubahan perilaku yang

menentukan dalam bulimia nervosa dan gangguan pesta-makan ditampilkan oleh

banyak orang gemuk; abnormal makanan kecil adalah perubahan perilaku yang

menentukan dalam dibatasi makan dan anoreksia nervosa. Oleh karena itu, bab ini

memiliki pendekatan ilmu dasar makan dari perspektif makanan individu.

Perbedaan sering digambarkan antara pengaruh jangka pendek dan jangka

panjang pada makan. Pengaruh jangka panjang seharusnya memiliki hal melebihi

biologis karena hubungan mereka dengan keseimbangan energi, yaitu, untuk

pencocokan asupan energi dalam bentuk makanan untuk keluaran energi dalam

bentuk kerja fisik atau metabolik dan panas. Selain itu, pengaruh jangka panjang

seharusnya fundamental independen dari pengaruh-pengaruh yang mempengaruhi

makanan individu. Implisit dalam perspektif ini adalah gagasan bahwa ilmu

16

makan bisa maju tanpa tindakan langsung perilaku; bukan, tindakan langsung,

seperti jumlah dimakan per hari atau minggu, sudah cukup. Strategi ini dapat

memberikan akuntansi bersih perubahan jangka panjang makan dan implikasinya

terhadap keseimbangan energi (Gambar. 1.21-1D), tetapi gagal untuk memberikan

penjelasan tentang makan dalam hal output perilaku aktual dari otak. Sebaliknya,

analisis makanan mengukur perilaku yang basis biologis dapat dicari pada tingkat

sistem saraf pusat (SSP). Selain itu, jumlah dimakan selama setiap periode waktu

sepenuhnya ditentukan oleh jumlah dan ukuran makanan. Oleh karena itu, semua

pengaruh pada makan, termasuk pengaruh jangka panjang, harus mempengaruhi

waktu atau ukuran makanan.

GAMBAR 1,21-1 A: Makan adalah unit fungsional makan. Mekanisme fisiologis makan kontrol

inisiasi, pemeliharaan, dan pemutusan makan dan, akibatnya, ukuran makanan dan durasi interval

intermeal. B: Makan ukuran adalah fungsi dari masukan positif dan negatif yang ditimbulkan oleh

rangsangan makanan preabsorptive timbul saat makan. Umpan balik positif, yang ditunjukkan

pada unit hipotetis, dimulai segera setelah makan dimulai dan diperkirakan tidak menurun secara

signifikan selama makan. Umpan balik negatif meningkatkan kekuatan secara bertahap seperti

makan terus. Ketika kekuatan umpan balik negatif sama bahwa umpan balik positif, makan

berhenti dan ujung makan. C: analisis Mikrostruktur didasarkan pada pola pergerakan individu

makan, misalnya, organisasi temporal menjilat individu makanan cair pada perekam acara. D:

Jumlah dimakan dalam jangka panjang hanya jumlah dari ukuran banyak makanan individu.

Skema ini menunjukkan peningkatan biasanya konstan dalam asupan kumulatif jelas pada skala

makroskopik (misalnya, kilokalori per hari). Angka ini meningkat atau menurun jika tuntutan

17

energik yang meningkat atau menurun, misalnya, dengan mengubah aktivitas fisik, seperti yang

ditunjukkan di sebelah kanan panah.

Kontrol jangka pendek, sebaliknya, seharusnya bertindak pada makanan

individu dan tidak tergantung pada keseimbangan energi. Ini lagi menunjukkan

bahwa ilmu perilaku makan secara biologis penting. Namun, hal ini tidak terjadi.

Makanan individu memang dipengaruhi oleh sinyal yang berkaitan dengan kontrol

jangka panjang, seperti penimbunan lemak tubuh. Dengan demikian, analisis

makan terbaik didekati dari perspektif makan.

Analisis Makanan

Fase perilaku makan yang membutuhkan analisis adalah inisiasi makan,

pemeliharaan makan selama makan, dan penghentian makan (Gambar. 1.21-1A).

Konsumsi makanan selama makan merangsang sinyal umpan balik positif dari

mulut yang berkontribusi terhadap pemeliharaan makan dan umpan balik negatif

sinyal dari mulut, lambung, usus kecil, dan, mungkin, situs postabsortif yang pada

akhirnya mengakhiri makan (Gambar. 1.21-1B). Organisasi temporal gerakan

makan selama makan adalah struktur mikro dari makan (Gambar. 1.21-1C).

Makanan yang dijilat, dihisap, digigit, dikunyah atau sebelum dipindahkan oleh

gerakan lidah dan palatum ke orofaring dan tertelan. Keuntungan utama dari

analisis gerakan ini adalah potensi untuk melacak kontrol saraf mereka melalui

neuron motorik bawah yaitu saraf kranial yang kelima, ketujuh, kesembilan,

kesepuluh, dan kedua belas ke (1) sirkuit lokal di inti motorik saraf ini , (2)

generator pola sentral dalam otak belakang yang memproyeksikan ke inti tersebut,

(3) jaringan interneuronal hulu aliran motor ini, dan (4) akhirnya, input sensorik.

Salah satu tujuan dasar dari ilmu saraf perilaku makan adalah dengan

menggunakan strategi ini untuk menghubungkan sinyal mengendalikan waktu

atau ukuran makanan untuk kontrol motor gerakan makan.

Pengalaman Subjektif dari Makan

Pengalaman subjektif terkait dengan makanan secara ilmiah dapat diakses

pada manusia dan memberikan wawasan penting ke dalam ekspresi yang normal

dan teratur makan (misalnya, Gambar. 1,21-2). Analisis mereka yang paling

18

produktif ketika telah berdasarkan kategori yang didefinisikan secara operasional

pengalaman subjektif daripada kategorisasi teoritis.

SINYAL PERIFER UNTUK INISIASI MAKAN

Karena frekuensi makanan merupakan penentu asupan, penting untuk

mengidentifikasi rangsangan dan mekanisme yang memadai untuk memulai

makan. Rangsangan yang memadai untuk inisiasi makan termasuk penciuman,

penglihatan, pendengaran, temporal, sirkadian, metabolisme, kognitif, dan

rangsangan sosial. Sebagian besar rangsangan yang dikondisikan (CS) yang

potensi untuk merangsang

GAMBAR 1.21-2 Contoh penggunaan skala analog visual (VAS) (dasarnya garis 100-mm bahwa

tanda subjek dengan pensil untuk menunjukkan intensitas sesaat persepsi sebuah; garis berlabuh

dengan deskriptor, seperti "paling mungkin "atau" tidak sama sekali ") untuk mengukur

perubahan-makan terkait dalam kelaparan dan kepenuhan pada wanita yang sehat (A) dan seorang

wanita dengan anoreksia nervosa (B). Pada wanita sehat (A), kelaparan tinggi sebelum makan,

kepenuhan rendah sebelum makan, dan dua persepsi berubah secara timbal balik sebelum, selama,

dan setelah makan; ini adalah khas dari sebagian besar subyek sehat. Sebaliknya, pada pasien ini

19

dengan anoreksia nervosa (B), kelaparan dan perubahan kepenuhan teratur sebelum, selama, dan

setelah makan dan sering tidak saling berhubungan; pasien lain dengan anorexia nervosa

menunjukkan berbagai tanggapan, beberapa lebih dan beberapa kurang normal daripada ini.

Perhatikan bahwa angka tersebut tidak menunjukkan beberapa pengalaman penting yang

berhubungan dengan makan, seperti kesenangan dan tranquilization. Tantangan bagi penelitian ini

adalah untuk mengurai berbagai pengaruh psikologis dan fisiologis memproduksi persepsi ini.

(Dari Owen WP, Halmi KA, Gibbs J, Smith GP: tanggapan Kenyang di gangguan makan J

Psychiatr Res 1985; 19:... 279, dengan izin)

makan tergantung pada pengalaman makan sebelumnya. Paragraf berikut

menjelaskan beberapa calon stimulus yang tidak dikondisikan (UCS) untuk

inisiasi makan. Perhatikan bahwa ini tidak termasuk kontraksi lambung.

Meskipun rujukan dari beberapa sensasi viseral ke daerah perut dan kutipan

persisten yang cacat dari karya awal dalam banyak teks, tidak ada bukti bahwa

rangsangan kontraksi lambung cukup untuk inisiasi makan.

Metabolisme

Sinyal yang dihasilkan dari penurunan glukosa atau lemak menggunakan

asam mungkin UCS untuk inisiasi makan. Apakah sinyal-sinyal ini beroperasi di

bawah kondisi fisiologis normal masih harus ditentukan. Mereka dapat beroperasi

hanya saat yang langka yaitu saat terjadi deplesi ekstrem nutrisi, seperti

hipoglikemia biokimia.

20

GAMBAR 1.21-3 penurunan sementara di pra-makan glukosa darah pada tikus dan manusia. A:

lingkaran Diisi mewakili penyimpangan persen dari glukosa darah awal selama makan spontan

terganggu pada tikus. Perhatikan bahwa makanan mulai beberapa menit setelah titik nadir. Buka

lingkaran mewakili infus intravena dari secretogogue insulin yang diproduksi penurunan yang

serupa dan inisiasi makan juga menimbulkan. ACH, asetilkolin. (Dari Campfield LA, Smith FJ:

inisiasi Meal terjadi setelah induksi eksperimental penurunan sementara dalam glukosa darah Am

J Physiol 1993; 265:R1423, dengan izin) B, C: perubahan glukosa darah sebelum permintaan

untuk pagi makanan (panah) di dua relawan berat badan normal menghabiskan malam di

laboratorium metabolisme. (Dari Campfield LA, Smith FJ, Rosenbaum M, Hirsch J: makan

Manusia: Bukti untuk secara fisiologis dengan menggunakan paradigma dimodifikasi Neurosci

Biobehav Wahyu 1996; 20:133, dengan izin)

Sebuah stimulus fisiologis untuk memulai makan yang berhubungan dengan

glukosa adalah penurunan sementara dalam glukosa plasma yang telah direkam

sebelum makan spontan pada tikus dan manusia (Gambar. 1,21-3). Penurunan

tersebut terlalu kecil untuk mempengaruhi ketersediaan glukosa seluler.

Sebaliknya, dinamika temporal penurunan tampak penting. Hal ini karena

21

penurunan farmakologis dirangsang yang terlalu cepat dan besar adalah sama

tidak efektif untuk inisiasi makan seperti penurunan yang terlalu lambat dan kecil.

Ghrelin

Ghrelin adalah 28 peptida asam amino yang ditemukan tahun 1999 yang

disintesis dan dilepaskan terutama oleh sel-sel endokrin di lambung dan usus

halus proksimal dan diberi nama karena keampuhannya sebagai sekretagog

hormon pertumbuhan. Ghrelin menjadi kandidat sinyal endokrin untuk inisiasi

makan ketika ditemukan bahwa infus ghrelin merangsang makan pada tikus;

memang, pemberian ghrelin berulang menyebabkan obesitas. Selain itu, tingkat

ghrelin meningkat sebelum makan, meningkat selama kekurangan makanan, dan

menurun setelah makan. Gangguan pada tingkat ghrelin plasma baru-baru ini

dikaitkan dengan hyperphagia pada pasien dengan sindrom Prader-Willi dan

dengan pesta-membersihkan anorexia nervosa. Ghrelin relevansi fisiologis

sebagai sinyal endokrin untuk inisiasi makan belum ditetapkan oleh eksperimen di

mana tindakan perifer endogen ghrelin yang akan dilawan atau percobaan menguji

apakah infus ghrelin yang menghasilkan tingkat plasma yang meniru level pra-

makan yang cukup untuk merangsang makan.

Mekanisme

Mekanisme perifer menengahi tindakan glukosa menurun atau penggunaan

asam lemak dan ghrelin pada inisiasi makan sebagian besar tidak diketahui,

meskipun efek makan-stimulasi ghrelin perifer tampaknya tergantung pada usus

capsaicin sensitif aferen vagal. Sinyal metabolik dapat dimediasi oleh saraf aferen

di hati yang sensitif terhadap potensial membran hepatosit, suhu hati, atau

konsentrasi bahan bakar metabolik atau neuron di otak yang sensitif terhadap

beberapa aspek tingkat metabolisme.

SINYAL PERIFER UNTUK UKURAN MAKANAN

Sinyal Umpan Balik dirangsang Makan untuk Ukuran Makanan

Makanan tertelan memunculkan sinyal positif-negatif dan umpan balik yang

sangat penting sebagai penentu ukuran makanan. Sinyal umpan balik ini terjadi

22

saat rangsangan makanan ini berada dalam kontak dengan saraf kritis, parakrin,

dan reseptor endokrin di permukaan mukosa mulut, lambung, dan usus kecil

bagian atas. Reseptor di situs ini mengubah rangsangan makanan menjadi

perubahan aktivitas saraf perifer atau perubahan tingkat lokal atau sistemik sinyal

kimia. Informasi yang dikodekan dengan cara ini memberikan sinyal umpan balik

yang mempengaruhi pemeliharaan makan selama makan dan penghentian makan

di akhir makan. Proses mediasi penghentian makan secara teknis dikenal sebagai

pemuas.

Rangsangan Makanan Orofaringeal

Rasa menyediakan hanya dikenal sinyal positif-umpan balik memfasilitasi

makan setelah makan telah dimulai. Sinyal-sinyal ini muncul dari rangsangan

penciuman, pengecapan, sentuhan, dan thermal makanan orofaringeal dan

mencapai otak melalui penciuman, trigeminal, wajah, glossopharyngeal, dan saraf

vagus. Informasi aferen ini (kecuali rangsangan penciuman) awalnya diproses di

otak belakang. Potensi rangsangan makanan oropharyngeal untuk menjaga makan

secara dramatis ditunjukkan oleh teknik makan palsu, di mana tertelan makanan

dialihkan melalui esofagus atau lambung Kanula. Sebagai awalnya diamati oleh

Ivan Petrovich Pavlov, setelah kekurangan makanan semalam, hewan sham pakan

hampir terus menerus selama berjam-jam. Setelah periode singkat kekurangan

makanan pada tikus, namun, makan sham berakhir di kekenyangan, menunjukkan

bahwa rangsangan makanan oropharyngeal juga dapat menghasilkan sinyal

kenyang.

Rangsangan Makanan Lambung

Volume lambung telah menunjukkan untuk membatasi ukuran makan pada

tikus dengan manset pyloric yang dapat meningkat untuk mencegah makanan

tertelan dari lewat ke dalam usus kecil. Jumlah besar relatif yang mengisi

lambung mungkin diperlukan untuk menghasilkan penghambatan, dan efek

penghambatan identik apakah nutrisi atau non nutrisi yang digunakan. Para

mekanoreseptor memulai penghambatan ini ternyata mengaktifkan serabut aferen

viseral vagal dan splanchnic.

23

Rangsangan Makanan Usus

Rangsangan makanan di usus kecil mengaktifkan kemoreseptor yang

memulai sejumlah sinyal pemuas ampuh. Rangsangan yang memadai tampaknya

produk pencernaan, seperti glukosa dan asam lemak. Infus usus rangsangan

makanan seperti yang sesuai dengan tingkat normal penampilan mereka dalam

usus selama makan menunjukkan peran fisiologis sinyal pada hewan dan manusia.

Volume usus dan tekanan osmotik juga dapat menghasilkan sinyal kenyang.

Pada hewan, kontribusi relatif rasa puas rangsangan makanan yang

mengaktifkan reseptor di lokus yang berbeda dapat diisolasi secara eksperimen

dengan teknik seperti manset pilorus, yang akut mencegah pengosongan lambung.

Hanya beberapa metode seperti dapat digunakan pada manusia. Salah satu metode

adalah untuk membandingkan efek dari infus dibuat menjadi kompartemen

fungsional yang berbeda. Metode ini telah menghasilkan bukti kuat untuk

keunggulan usus atas sinyal postabsortif di rasa kenyang pada hewan dan

manusia. Misalnya, ketika efek mengenyangkan infus glukosa intraduodenal dan

intravena (IV) infus glukosa yang menghasilkan peningkatan identik dalam kadar

glukosa sistemik dibandingkan pada manusia, glukosa intraduodenal, tetapi tidak

glukosa IV, penurunan peringkat kelaparan pra-makan.

Preload oral, yang tidak mengisolasi mulut, lambung, dan sinya kenyang

usus, telah digunakan secara luas pada hewan dan manusia untuk menentukan

kontribusi konten makanan yang metabolisme energi, komposisi gizi, sifat

koligatif dan osmotik, berat badan, dll, untuk yang potensi mengenyangkan.

Beberapa hal yang menarik telah muncul dari pekerjaan ini. Ketika preload nutrisi

campuran yang digunakan, penurunan makan sering sebanding dengan kandungan

energi metabolis dari beban, sedangkan, ketika komposisi makronutrien preload

bervariasi, memuatnya protein biasanya lebih mengenyangkan daripada beban

isoenergetic karbohidrat atau lemak. Akhirnya, makanan cair, terutama sup,

biasanya relatif lebih mengenyangkan daripada makanan dalam bentuk fisik

lainnya, terutama pada wanita.

24

Mekanisme

Saraf vagus dan splanknik

Sinyal umpan balik negatif yang ditimbulkan oleh lambung dan usus

rangsangan makanan yang dibawa oleh aferen vagal aferen dan splanchnic untuk

area otak belakang, termasuk solitarius inti tractus (NTS), inti sensorik utama

vagus. NTS adalah situs integratory penting yang menerima masukan sensorik

dari rongga mulut serta masukan turun dari inti hipotalamus dan situs lainnya

yang penting dalam menentukan asupan makanan. Peran relatif usus neuron

sensorik vagal dan nonvagal mungkin berbeda untuk berbagai rangsangan

makanan menimbulkan. Sensorik usus vagus diperlukan untuk tindakan

mengenyangkan dari peptida usus cholecystokinin (CCK) dan glukagon pankreas

tikus (lihat bagian berikutnya). Namun, serat sensorik vagal dan nonvagal usus

tampaknya diperlukan untuk efek mengenyangkan penuh rangsangan makanan

usus, karena lintang bedah aferen vagal usus atau usus bagian atas splanknikus

benar-benar membalikkan efek inhibisi makan infus nutrisi intraduodenal pada

tikus (Gbr. 1,21-4). Akhirnya, bagian bedah selektif dari serat vagal perut sensorik

cukup untuk meningkatkan ukuran makanan.

Ujung saraf aferen gut tampaknya dirangsang secara langsung oleh

rangsangan makanan dalam lumen usus dan secara tidak langsung dengan

molekul sinyal yang dilepaskan oleh rangsangan makanan luminal, seperti CCK

dan serotonin (5-HT). Bukti untuk mekanisme tidak langsung meliputi

demonstrasi yang (1) aferen vagal duodenum responsif terhadap CCK dan 5-HT,

dan (2) pemberian perifer bertindak CCK atau 5-HT antagonis reseptor

mengurangi efek CCK atau 5-HT pada ukuran makan dan usus vagal aferen

tanggapan neurofisiologis.

25

GAMBAR 1.21-4 saraf sensorik vagal dan splanchnic usus yang diperlukan untuk infus

karbohidrat intraduodenal untuk mengurangi asupan makanan. Sumbu vertikal menunjukkan

asupan solusi sakarin rasa maltosa-dekstrin (maltrin) setelah infus intraduodenal air (terbuka bar)

atau maltrin (bar diisi) pada tikus utuh (SHAM), tikus dengan transaksi usus vagal aferen

(VAGX), atau tikus dengan splanchnic transeksi saraf (SPLX). Perhatikan bahwa transeksi baik

usus aferen vagal atau usus nonvagal aferen splanchnic benar-benar membalikkan kemampuan

infus duodenum untuk mengurangi asupan makanan berikutnya. (Dari Sclafani A, Ackroff K,

Schwartz GJ: efek selektif deafferentation vagal dan celiac-superior mesenterika ganglionectomy

pada memperkuat dan mengenyangkan tindakan nutrisi usus Physiol Behav 2003; 78:285, dengan

izin)

Gut Peptida

Peptida usus adalah mekanisme sinyal penting untuk transmisi informasi

negatif-umpan balik dari rangsangan makanan-makanan yang terkait dari

pinggiran ke otak. Satu peptida usus, CCK, telah terbukti menjadi kontrol

fisiologis ukuran makan pada hewan dan manusia, berdasarkan pemenuhan

kriteria empiris yang tercantum dalam Tabel 1.21-1. (Perhatikan bahwa kriteria

analog dapat diterapkan pada analisis inisiasi makan dan kenyang postprandial,

meskipun hal ini belum dilakukan.)

CCK disintesis oleh sel endokrin tersebar di sepanjang usus halus dan

dilepaskan oleh preabsorbtif, rangsangan makanan usus. Pada hewan, suntikan

CCK menimbulkan penurunan dosis terkait dalam ukuran makanan. Efek

penghambatan CCK ini sangat spesifik. Dua contoh adalah bahwa CCK

menghambat asupan makanan cair tetapi tidak menghambat asupan air pada tikus

kekurangan air dan CCK memunculkan tanda-tanda perilaku kekenyangan,

26

termasuk perawatan dan tidur, pada tikus yang diberi makan palsu dengan kanula

lambung terbuka yang makanannya dinyatakan palsu. Infus IV CCK pada

manusia berat normal dan obesitas dalam dosis yang meniru tingkat yang

dirangsang makanan cukup untuk menghambat makan tanpa efek samping. Yang

paling penting, pada hewan dan manusia, pengobatan pra-makan dengan

antagonis dari CCK-1 reseptor (sebelumnya disebut CCK-A reseptor) blok aksi

mengenyangkan dari CCK eksogen pada hewan dan, ketika disuntikkan sendiri,

meningkatkan ukuran makan (Gbr. 1.21- 5).

GAMBAR 1.21-5 Demonstrasi peran fisiologis cholecystokinin (CCK) dalam kejenuhan manusia.

A: Normal-berat pria dewasa mulai siang prasmanan makan siang 4 jam setelah sarapan standar,

90 menit setelah mulai intravena (IV) infus dari CCK-1 reseptor antagonis loxiglumide (LOX) (10

mol / kg-jam) atau garam (SAL), 60 menit setelah intraduodenal (ID) infus minyak jagung (FAT)

atau SAL (0,4 mL per menit), dan 20 menit setelah preload oral 400 ml milkshake pete rendah

lemak. Infus dilanjutkan seluruh makanan. * Infus lemak Intraduodenal secara signifikan

mengurangi ukuran makan siang (dinyatakan sebagai total kandungan energi dari berbagai

makanan) tanpa menghasilkan efek samping fisik atau subjektif, dan penghambatan ini makan

terbalik oleh LOX infus. (Dari Matzinger D, Gutzwiller JP, Drewe J, et al .: Penghambatan asupan

makanan dalam menanggapi usus lipid dimediasi oleh cholecystokinin pada manusia Am J Physiol

1999; 277:... R1718, dengan izin) B: Normal-berat pria dewasa mulai makan siang prasmanan

siang 4 jam setelah sarapan standar dan 60 menit setelah mulai infus IV LOX (22 mol / kg-jam)

27

atau SAL. Infus dilanjutkan seluruh makanan. * LOX meningkat secara signifikan ukuran makan

tanpa mempengaruhi kenikmatan subyek 'dari makanan mereka atau rasa subjektif mereka

kenyang normal. (Dari Beglinger C, Degen L, Matzinger D, et al .: Loxiglumide, sebuah CCK-A

antagonis reseptor, merangsang asupan kalori dan kelaparan menyusui pada manusia Am J Physiol

2001; 280:R1149, dengan izin.)

Percobaan infus lokal mengungkapkan bahwa reseptor yang cukup untuk

melakukan tindakan mengenyangkan CCK berlokasi di usus halus proksimal,

bukan di otak. Aktivasi reseptor perut meningkatkan aktivitas saraf di aferen vagal

innervating situs ini, dan lintang serat ini aferen vagal menghapuskan tindakan

mengenyangkan dari CCK.

Mutasi spontan telah diidentifikasi dalam CCK-1 reseptor. Tikus tanpa

CCK-1 reseptor makan berlebihan pada setiap kali makan dan mengembangkan

obesitas dan diabetes. Manusia tanpa CCK-1 reseptor juga obesitas. Data ini

menunjukkan bahwa CCK adalah bagian penting dari proses alami pemuas.

Mereka juga menunjukkan bahwa asupan makanan sistem fisiologis

mengendalikan, namun rumit, tidak sepenuhnya berlebihan. Sebaliknya,

kurangnya kontrol dasar tunggal ukuran makanan dapat menghasilkan

hyperphagia terkompensasi dan obesitas.

Studi tentang CCK aksi pemuas telah paradigmatik untuk studi sejumlah

sinyal calon pemuas lainnya. Status ini peptida ini sebagai sinyal kejenuhan

fisiologis tertinggal dari CCK dengan berbagai tingkat (Tabel 1,21-2). The

kemungkinan adanya sejumlah mekanisme sinyal peptida untuk pemuas

menimbulkan pertanyaan interaksi mereka dan kontribusi relatif mereka dalam

berbagai normal dan patofisiologi konteks. Sampai sekarang, bagaimanapun,

sedikit yang diketahui tentang pertanyaan-pertanyaan ini. Akhirnya, asal perifer

dan, dalam banyak kasus, tindakan perifer peptida ini membuat mereka target

yang menarik untuk pengembangan terapi farmakologis.

Sebuah peptida berpotensi menarik yang dihilangkan dari tabel ini adalah

PYY (3-36). Peptida ini baru-baru ini dilaporkan menghambat makan pada hewan

pengerat dan manusia, tapi PYY (3-36) dilepaskan terutama dari usus kecil dan

usus besar distal, dan PYY (3-36) tingkat biasanya meningkat hanya perlahan-

28

lahan setelah makan, sehingga tidak mungkin bahwa peptida ini memberikan

kontribusi untuk pemuas.

Sinyal Lain untuk Ukuran Makanan

Ukuran makan juga dipengaruhi oleh persenjataan lengkap sinyal yang tidak

asal pencernaan dan tidak berubah selama makanan individu. Ini termasuk (1)

tertunda umpan balik negatif dari rangsangan fisiologis yang secara tidak

langsung berhubungan dengan makan, tetapi tidak terkait dengan makanan yang

sedang berlangsung, seperti sinyal yang berasal dari jaringan adiposa; (2) sinyal

fisiologis tidak berhubungan dengan makan, seperti sinyal circadian dan sinyal

dari hormon reproduksi; (3) sinyal yang berhubungan dengan peningkatan fungsi

sistem kekebalan tubuh selama stres, infeksi, dll, termasuk sitokin dan mediator

sistem kekebalan tubuh lainnya, yang akut dan kronis dapat menghambat makan;

dan (4) sinyal AC, termasuk sinyal dikondisikan untuk rangsangan

nonphysiological, seperti rangsangan sosial dan budaya, serta mereka

dikondisikan untuk stimulus lebih fisiologis. Yang paling penting dari ini

dijelaskan dalam bagian berikutnya.

29