BDNF awalnya diidentifikasi di otak, di mana sangat penting untuk fungsi seperti membentuk ingatan, suasana hati, dan pertumbuhan neuron.
Para ilmuwan kemudian menyadari itu juga dapat ditemukan di jaringan selain sistem saraf pusat – otak dan sumsum tulang belakang – tetapi perannya di tempat lain tidak jelas.
Chan Chi-bun, seorang profesor di Fakultas Ilmu Biologi Universitas Hong Kong, memimpin penelitian dengan melihat fungsi protein pada otot rangka – otot yang mengontrol gerakan.
“Dalam kelompok kami, kami menggunakan model tikus rekayasa genetika,” kata Chan. “Kami menghapus semua protein BDNF di otot rangka tetapi tidak di bagian lain dari tubuh.”
Dia mengatakan penelitian mereka sebelumnya telah menemukan bahwa tikus tanpa protein BDNF menjadi lebih mudah gemuk dan tidak bisa berjalan sebaik tikus normal.
Dalam studi terbaru, BDNF ditemukan memiliki peran sebagai sinyal bagi tubuh untuk mengisi bahan bakar sumber energi di otot setelah berolahraga.
“Temuan kami mengungkapkan bahwa BDNF adalah miokin penting untuk pemulihan metabolisme akibat olahraga dan remodeling pada otot rangka,” tulis tim dalam sebuah artikel yang diterbitkan dalam jurnal Science Signaling pada hari Kamis. Miokin adalah molekul sinyal yang dilepaskan oleh sel-sel otot.
“Aktivasi kronis pensinyalan BDNF di otot rangka tidak hanya akan memperbaiki kondisi kesehatan subjek obesitas tetapi juga meningkatkan daya tahan olahraga pada individu normal,” tulis para ilmuwan.
Tim tersebut termasuk ilmuwan dari HKU, Institute of Materia Medica di Peking Union Medical College, University of Massachusetts Medical School dan Hong Kong Baptist University.
“Setelah kita berolahraga, kita akan merasa lelah,” kata Chan. Dalam tubuh yang sehat, berolahraga menggunakan cadangan energi di otot – termasuk glukosa dan lipid – dan mereka harus diisi ulang untuk terus berolahraga.
Dia mengatakan tubuh menghasilkan lebih banyak BDNF setelah berolahraga untuk memberi tahu otot rangka bahwa sudah waktunya untuk mengisi ulang.
“Menggunakan tikus KO [tanpa protein BDNF], kami menemukan bahwa mereka mengalami kesulitan dalam mengisi ulang zat-zat semacam ini, terutama lipid,” katanya, menambahkan bahwa kinerja olahraga turun jika mereka tidak mengisi bahan bakar.
Studi ini menemukan bahwa ketika tikus normal diberi mimetik BDNF – yang ditemukan secara alami pada tanaman – stamina mereka meningkat.
“Kami memasukkannya ke dalam air minum, yang bisa diminum tikus kapan pun mereka mau, selama tiga bulan,” kata Chan. “Mereka bisa berlari lebih lama, artinya mereka memiliki stamina olahraga yang lebih baik.”
Tim juga menemukan bahwa BDNF berperan dalam pelatihan reguler untuk meningkatkan kinerja.
“Jika Anda terus berlatih untuk berlari, setelah beberapa kali Anda bisa berlari lebih lama dari sebelumnya,” kata Chan. “Inilah yang kami sebut adaptasi otot rangka.”
Untuk penelitian ini, tikus menjalani sesi treadmill dengan kecepatan 12 meter per menit, lima hari per minggu selama empat minggu.
“Kami memberikan protokol pelatihan yang sama kepada tikus KO dan tikus normal,” kata Chan. “Tapi kinerja latihan mereka tidak membaik seperti yang terjadi pada tikus normal.”
Chan mengatakan temuan itu berpotensi memiliki aplikasi untuk kesehatan manusia, menunjukkan mimetik BDNF dapat digunakan sebagai suplemen – seperti mengonsumsi vitamin – untuk membantu atlet mempersingkat waktu pemulihan mereka di antara sesi pelatihan, dan untuk membantu orang tua mempertahankan fungsi otot.