The Gut-Microbiota-Brain Axis: Hubungan Timbal Balik Otak dan Mikrobiota Usus

Sumber gambar: freepik.com

Dalam kehidupan manusia, mikrobiota merupakan mikroorganisme (bakteri, virus, jamur) yang lazim dijumpai bahkan dalam kondisi sehat sekalipun. Mikrobiota hidup di setiap bagian tubuh manusia, dengan saluran pencernaan manusia sebagai habitat utama sebagian besar mikrobiota. Jumlah mikrobiota pada tubuh manusia dewasa dapat mencapai sekitar 100 triliun sel mikrobiota, dan sebanyak 80% dari jumlah tersebut terdapat pada usus dan sistem pencernaan.

Mikrobiota pada pencernaan manusia yang sehat didominasi oleh 2 kelompok bakteri yakni Bacteriodetes dan Firmicutes. Sisanya tersusun atas Proteobacteria, Actinomyces, Fusobacterium, dan Verrucomicrobia. Komposisi mikrobiota perlu selalu dijaga keseimbangannya untuk menjamin fungsi-fungsi penting dari mikrobiota selalu ada sehingga memberikan keuntungan bagi manusia.

.

Apakah itu gut-brain axis?

Gut-brain axis atau sumbu otak-usus merupakan suatu konsep yang menunjukkan bahwa adanya sistem komunikasi yang kompleks antara otak dan usus, yaitu komunikasi dua arah antara sistem pusat dan sistem saraf pada saluran cerna yang menghubungkan pusat emosional dan kognitif otak dengan fungsi usus. Kemajuan terbaru dalam penelitian telah menggambarkan pentingnya mikrobiota usus dalam memengaruhi interaksi ini. Interaksi antara mikrobiota dan sumbu otak-usus ini tampaknya juga bersifat dua arah, yaitu melalui persinyalan dari mikrobiota usus ke otak dan dari otak ke mikrobiota usus melalui hubungan saraf, endokrin, imun, dan humoral.

.

Bagaimana otak dan mikrobiota usus saling memengaruhi?

Secara rinci, mikrobiota usus memiliki pengaruh penting pada otak melalui interaksinya dengan sistem saraf, sistem neuro-endokrin, sistem metabolik, serta sistem imun tubuh. Terganggunya keseimbangan mikrobiota usus (disbiosis) akan dapat menyebabkan munculnya berbagai gangguan kesehatan. Berikut adalah penjelasan ringkas bagaimana mikrobiota usus memengaruhi tubuh kita:

Gambar 1. Sistem yang terlibat pada brain-gut axis

.

Hubungan antara mikrobiota usus dan otak

Mikrobiota usus dapat memengaruhi otak manusia dalam beberapa hal, yaitu fungsi kognitif, perkembangan otak, pembentukan memori, siklus bangun-tidur, dan kesehatan mental. Dalam kondisi normal, mikrobiota usus akan menstimulasi saraf aferen di otak untuk mengatur produksi beberapa hormon, enzim, dan neurotransmitter yang penting untuk fungsi otak, misalnya serotonin, dopamin, dan asetilkolin.

Serotonin dan dopamin, yang merupakan hormon yang secara umum memicu timbulnya perasaan senang, akan optimal produksinya jika terjadi keseimbangan mikrobiota usus. Contoh lainnya, asetilkolin suatu nuerotransmitter yang berfungsi untuk mengatur fungsi kognitif otak termasuk memori dan atensi, akan optimal produksinya jika keseimbangan mikrobiota usus terjaga. Sedangkan adanya gangguan produksi substansi-substansi tersebut dapat mengakibatkan gangguan memori, susana hati, fungsi kognitif, serta fungsi koordinasi otak.

.

Hubungan antara mikrobiota usus, sistem endokrin, dan metabolisme tubuh

Studi menunjukkan bahwa mikrobiota usus berperan dalam memengaruhi level stres manusia melalui perannya pada aksis Hipotalamus-Pituitari-Adrenal (HPA). Aksis HPA merupakan aksis yang akan terpicu jika tubuh manusia mengalami stres tertentu. Adanya ketidakseimbangan mikrobiota usus akan memicu terjadinya peningkatan aktivitas aksis HPA dan sebagai responnya akan meningkatkan kadar hormon yang dihasilkan. Akibatnya akan terjadi kenaikan tekanan darah, kadar gula darah, serta disfungsi seksual.

Studi lain menunjukkan bahwa adanya ketidakseimbangan mikrobiota dapat menyebabkan pelepasan sitokin dan mediator inflamasi ke sirkulasi dan menyebabkan terjadinya peradangan yang memicu terjadinya penyakit metabolik seperti diabetes mellitus, dislipidemia, dan hiperurisemia. ­

.

Hubungan antara mikrobiota usus dan sistem imun

Mikrobiota usus juga berperan dalam memengaruhi perkembangan sistem kekebalan (imunitas) pada pencernaan manusia. Sebagai contoh, mikrobiota usus terlibat dalam pematangan sistem imunitas pencernaan dengan merangsang sistem kekebalan tubuh bawaan pada tahap awal kehidupan. Selain itu, filamen bakteri usus dapat mengembalikan fungsi limfosit, sehingga kekebalan usus meningkat dalam melawan bakteri dan virus patogen. Hal inilah yang dimaksud dengan adanya “bakteri baik” yang dapat membantu memperbaiki kesehatan sistem pencernaan. Oleh karena itu, adanya mikrobiota usus dapat mengubah regulasi respon inflamasi dalam sistem pencernaan manusia.

.

Hubungan antara mikrobiota usus dan sistem pencernaan

Di dalam sistem pencernaan, mikrobiota usus memiliki kemampuan untuk mencerna unsur makanan yang tidak bisa dicerna dengan enzim-enzim yang ada dalam pencernaan. Bakteri mengubah karbohidrat dengan cara difermentasi menjadi asam lemak rantai pendek (short-chained fatty acid/SCFA) yang menjadi sumber utama energi dan nutrisi bagi manusia, serta membantu tubuh menyerap nutrisi dan mineral penting seperti kalsium, natrium, magnesium, asam folat, dan zat besi. Tidak adanya mikrobiota usus akan menyebabkan nutrisi-nutrisi esensial tersebut tidak bisa terserap secara optimal.

Studi lain juga menggambarkan adanya hubungan peningkatan kadar kolesterol dengan keseimbangan mikrobiota usus. Manusia dengan kadar LDL atau “kolestrol jahat” yang tinggi memiliki komposisi mikrobiota yang tidak seimbang, sedangkan orang yang memiliki kadar HDL atau “kolesterol baik” yang normal memiliki komposisi mikrobiota usus yang seimbang dan melimpah, sehingga memberikan dampak baik pada tubuh.

.

Dari paparan tersebut dapat kita lihat betapa pentingnya peran mikrobiota usus dalam menjaga kesehatan tubuh manusia. Adanya gangguan pada keseimbangan mikrobiota usus dapat menimbulkan beragam penyakit, karena mikrobiota di saluran cerna turut memengaruhi kerja otak dan perilaku, serta kondisi psikologis seseorang.

Makanan yang kita makan akan memengaruhi keseimbangan mikrobiota usus. Pengaturan pola makan bergizi seimbang akan membantu menjaga komposisi mikrobiota usus dalam kondisi optimal. Secara umum, makanan tinggi serat dengan kandungan protein yang seimbang, serta rendah gula dan lemak akan menimbulkan kondisi yang optimal untuk menjaga keseimbangan mikrobiota di saluran pencernaan. Selain pengaturan pola makan, pengaturan pola hidup sehat seperti olahraga rutin dan tidur teratur juga akan memberikan dampak baik bagi keseimbangan mikrobiota di saluran pencernaan.

.

Referensi
Cryan JF, O’Riordan KJ, Cowan CSM, et al. The Microbiota-Gut-Brain Axis. Physiol Rev. 2019 Oct 1;99(4):1877-2013.

Ogunrinola GA, Oyewale JO, Oshamika OO, Olasehinde GI. The Human Microbiome and Its Impacts on Health. Int J Microbiol. 2020;2020:8045646.

Quigley EMM. Microbiota-Brain-Gut Axis and Neurodegenerative Diseases. Curr Neurol Neurosci Rep. 2017 Oct 17;17(12):94.

Sun J, Kato I. Gut microbiota, inflammation and colorectal cancer. Genes Dis. 2016 Jun;3(2):130-143.

Thursby E, Juge N. Introduction to the human gut microbiota. Biochem J. 2017;474(11):1823-1836.

Wang HX, Wang YP. Gut Microbiota-brain Axis. Chin Med J (Engl). 2016 Oct 5;129(19):2373-80.

Please follow and like us:

Be the first to comment

Leave a Reply

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan.


*