Hubungan Aktifitas Fisik dan Atrofi Otak

Oleh :
dr. Paulina Livia Tandijono

Saat ini, sudah banyak penelitian yang mempelajari hubungan antara aktivitas fisik dan atrofi otak. Penelitian-penelitian tersebut menyatakan bahwa aktivitas fisik dapat memengaruhi berbagai proses fisiologis di otak sehingga mencegah atrofi dan mempertahankan fungsi otak. Di samping itu, penelitian terbaru menunjukkan bahwa gaya hidup sedentari juga turut berperan dalam perkembangan atrofi otak. Atrofi otak dapat menyebabkan penurunan fungsi otak dan kualitas hidup serta meningkatkan mortalitas.

Atrofi Otak

Seiring bertambahnya usia, otak akan mengalami atrofi, terutama pada lobus prefrontal, temporal, dan parietal. Pada usia >35 tahun, terjadi penurunan volume otak sekitar 0,2%/tahun. Angka ini akan terus meningkat hingga mencapai 0,5% per tahun pada usia 60 tahun. Di atas 60 tahun, terjadi penurunan volume otak >0,5% per tahun yang stabil (akselerasi minimal).[1,2]

Atrofi otak pada penyakit Alzheimer berat. Sumber: WIkimediacommons, 2011 Atrofi otak pada penyakit Alzheimer berat. Sumber: WIkimediacommons, 2011

Pada atrofi otak, terjadi penurunan volume substansia alba (white matter) dan substansia nigra (grey matter). Selain itu, atrofi otak juga berhubungan dengan infark, amyloid angiopathy, neuritic plaques, dan neurofibrillary tangles. Secara klinis, perubahan-perubahan ini menyebabkan gangguan fungsi otak (memori/ingatan, kognitif, dan lain-lain) serta penurunan kemampuan motorik yang akan menyebabkan penurunan kualitas hidup.[3]

Atrofi otak juga berhubungan dengan peningkatan mortalitas. Sebuah penelitian pada tahun 2014 menyatakan bahwa volume otak yang lebih besar berhubungan dengan penurunan risiko mortalitas secara signifikan. Hal ini disebabkan oleh terganggunya fungsi otak yang berperan dalam menjaga kelangsungan hidup/survival (misalnya pengaturan tekanan darah, nafsu makan, suhu tubuh, keseimbangan elektrolit, dan lain-lain). Atrofi otak juga sering ditemukan bersamaan dengan penyakit lain, misalnya penyakit Alzheimer, hipertensi, obesitas, atau gangguan motorik. Penyakit-penyakit tersebut juga berperan dalam meningkatkan risiko mortalitas.[4,5]

Aktivitas Fisik dan Atrofi Otak

Berbagai penelitian menyatakan bahwa aktivitas fisik dapat memperlambat degenerasi di otak. Systematic review tahun 2017 yang melibatkan 18 studi menyatakan bahwa aktivitas fisik rekreasi/leisure time physical activity seperti jalan, lari pagi, senam aerobik, bermain tenis, dapat menurunkan risiko terjadinya penyakit Alzheimer. Namun, aktivitas fisik yang berhubungan dengan pekerjaan/work related physical activity, misalnya berkendara menuju tempat kerja, justru meningkatkan risiko penyakit Alzheimer.[6] Selain itu, aktivitas fisik juga berperan dalam perkembangan penyakit Parkinson. Suatu studi kohort dengan 213.701 subjek menyatakan bahwa aktivitas fisik intensitas sedang hingga berat dapat menurunkan risiko penyakit Parkinson sekitar 40%.[7]

Sebuah review yang dipublikasi pada tahun 2014 merangkum efek aktivitas fisik terhadap volume otak. Sebagian besar penelitian dalam review tersebut menyatakan bahwa aktivitas fisik berhubungan dengan volume substansia nigra yang lebih besar, terutama di korteks prefrontal, dan hipokampus. Kedua korteks tersebut berperan dalam fungsi memori dan eksekusi. Efek positif ini akan semakin terlihat pada usia atau kondisi tertentu, yaitu saat atrofi otak terjadi paling berat atau pada demensia fase awal.[1]

Meskipun demikian, lima penelitian dalam review tersebut menyatakan bahwa hubungan antara aktivitas fisik dan volume otak tidak bermakna. Perbedaan antar hasil penelitian ini dapat disebabkan oleh faktor perancu lain yang dapat menyebabkan atrofi otak, misalnya usia, stres, dan lain-lain. Setelah dilakukan penghitungan ulang dengan meniadakan faktor perancu (usia, merokok, obesitas, dan lain-lain), tiga dari lima artikel tersebut menunjukkan adanya hubungan yang signifikan antara aktivitas fisik dan atrofi otak.[1]

Review tersebut juga menyatakan bahwa durasi aktivitas fisik memiliki hubungan linear dengan volume substansia nigra. Durasi aktivitas fisik selama 6–12 bulan sudah cukup untuk memberikan dampak pada substansia nigra. Selain itu, intensitas aktivitas fisik yang diperlukan adalah yang memiliki intensitas sedang.[6] Selain substansia nigra, penelitian lain pada tahun 2016 menyatakan bahwa aktivitas fisik juga berhubungan dengan volume substansia alba yang lebih besar.[8]

Mekanisme yang mendasari efek neuroprotektif aktivitas fisik masih belum sepenuhnya diketahui. Diperkirakan, terjadi berbagai perubahan molekuler yang memengaruhi proses neurogenesis, plastisitas neuron, jalur persinyalan neuron, serta reseptor neuron. Aktivitas fisik intensitas sedang hingga berat yang reguler dapat  menyebabkan peningkatan produksi antioksidan dan faktor pertumbuhan seperti superoxide dismutase, endothelial NO synthase/eNOS, brain derived neurotropic factor/BDNF, faktor pertumbuhan saraf, dan faktor pertumbuhan endotel vaskular. Selain itu, aktifitas fisik juga diduga dapat menginduksi penurunan produksi reactive oxygen species (ROS), neuroinflamasi, plak amiloid-β, dan protein tau, serta memperbaiki aliran darah ke otak.[9,10]

Gaya Hidup Sedentari

Belakangan ini, penelitian mengenai efek gaya hidup sedentari terhadap atrofi otak mulai dipelajari. Diperkirakan, sekitar 13% penyakit Alzheimer berhubungan dengan gaya hidup sedentari. Pengurangan gaya hidup sedentari sebesar 25% diprediksi dapat mengurangi penyakit Alzheimer hingga 1.000.000 kasus di dunia.[11]

Pada tahun 2016, sebuah penelitian dengan 352 subjek mempelajari efek gaya hidup sedentari terhadap volume otak selama lima tahun. Subjek yang lebih banyak menghabiskan waktu untuk duduk secara signifikan memiliki volume substansia alba yang lebih kecil. Dalam penelitian tersebut, tidak didapatkan hubungan yang signifikan antara gaya hidup sedentari dan volume substansia nigra.[8]

Penelitian lain dengan 35 subjek non-demensia pada tahun 2018 menyatakan bahwa gaya hidup sedentari berhubungan dengan ketebalan lobus temporal bagian medial yang lebih tipis. Penelitian tersebut juga melakukan subanalisis terhadap ketebalan korteks parahipokampus, korteks entorhinal, dan subikulum. Ketebalan ketiga regio tersebut juga berbanding terbalik dengan jumlah waktu yang dihabiskan untuk duduk dalam sehari.[12]

Saat ini belum banyak penelitian yang mempelajari mekanisme gaya hidup sedentari  terhadap atrofi otak. Penelitian yang sudah ada menganggap bahwa efek buruk gaya hidup sedentari terhadap otak disebabkan oleh tidak rutinnya seseorang melakukan aktivitas fisik. Dengan kata lain, seseorang yang menjalani gaya hidup sedentari dianggap tidak melakukan aktivitas fisik yang mencukupi sehingga ia tidak mendapat efek neuroprotektif dari aktivitas fisik. Padahal, seseorang yang aktif melakukan aktivitas fisik tidak selalu terhindar dari gaya hidup sedentari. Ia tetap dapat menghabiskan sebagian besar waktunya menjalani gaya hidup sedentari. Sebagai contoh, seseorang yang aktif melakukan aktivitas aerobik (misalnya dua jam/hari) dapat menghabiskan sisa waktunya untuk duduk (misalnya delapan jam/hari). Oleh sebab itu, masih diperlukan penelitian lebih lanjut mengenai hubungan antara gaya hidup sedentari dan atrofi otak. [12,13]

Apa Yang Harus Dilakukan?

Hingga saat ini, belum ada rekomendasi yang menyatakan jenis, frekuensi, dan durasi aktivitas fisik yang dibutuhkan untuk mencegah atrofi otak. Review pada tahun 2015 menyarankan untuk melakukan aktivitas fisik secara teratur. Intensitas aktivitas yang disarankan adalah sedang hingga berat. Selain melakukan aktivitas fisik, gaya hidup sedentari juga harus dikurangi dengan menghindari duduk dalam waktu yang terlalu lama. Jika memang harus duduk dalam waktu lama (misalnya sedang bekerja), dapat diselingi dengan berdiri atau berjalan sebentar. Selain itu, performa otak juga dapat dipertahankan dengan menjaga pola makan dan sering melakukan kegiatan yang mengasah otak (intellectual challenges). [13]

Kesimpulan

Seiring bertambahnya usia, otak akan mengalami atrofi, terutama pada lobus prefrontal, temporal, dan parietal. Secara klinis, perubahan-perubahan yang diakibatkan oleh atrofi otak akan menyebabkan gangguan fungsi otak, serta penurunan kemampuan motorik yang akan menyebabkan penurunan kualitas hidup. Berbagai penelitian menyatakan bahwa aktivitas fisik dapat memperlambat degenerasi di otak. Mekanisme yang mendasari efek neuroprotektif aktivitas fisik masih belum sepenuhnya diketahui. Diperkirakan, terjadi berbagai perubahan molekuler yang memengaruhi proses neurogenesis, plastisitas neuron, jalur persinyalan neuron, serta reseptor neuron. Hingga saat ini, belum ada rekomendasi yang menyatakan jenis, frekuensi, dan durasi aktivitas fisik yang dibutuhkan untuk mencegah atrofi otak. Selain dari pada itu, melakukan aktivitas fisik saja belum tentu cukup, gaya hidup sedentari juga harus dikurangi.

Referensi