Bisakah bakteri di usus membuat Anda gemuk?
Usus kita dihuni sekitar 100 triliun mikroba, yang secara kolektif dikenal sebagai mikrobiota usus. Komposisi mikroba usus setiap orang berbeda-beda, tidak ada yang persis sama, dan mereka adalah produk dari warisan orang tua, pola makan, lingkungan, dan gaya hidup.
Sudah diketahui bahwa usus memainkan peran dalam banyak sistem di dalam tubuh kita, termasuk pencernaan, rasa lapar, dan rasa kenyang melalui berbagai mekanisme. Dan kini para peneliti mulai mengungkap perbedaan spesifik antara komunitas mikroba atau mikrobioma pada orang gemuk dan orang kurus, serta mengembangkan cara manajemen berat badan yang dipersonalisasi berdasarkan temuan mereka. Ada ratusan perbedaan dalam genom manusia yang memengaruhi kecenderungan kita pada obesitas, yang meningkatkan risiko penyakit kardiovaskular dan diabetes tipe 2. Fenomena obesitas meningkat di kebanyakan negara di seluruh dunia. Studi yang melibatkan anak kembar menunjukkan bahwa obesitas memiliki tingkat keterwarisan – seberapa besar variasi dalam sifat disebabkan oleh variasi dalam gen, alih-alih lingkungan – antara 40% dan 75%. Ini berarti ada ruang bagi faktor eksternal untuk berperan. Tapi meskipun terdapat banyak perbedaan dalam populasi bakteri usus yang dapat memengaruhi berat badan, para ilmuwan belum tahu kenapa, atau bahkan seberapa besarkah perbedaan itu dipengaruhi oleh gen. Beberapa orang yang menjalani diet berusaha lebih keras dari yang lain untuk menurunkan berat badan, meskipun telah mengikuti nasihat yang bijaksana. Penyebabnya bisa jadi ada pada bakteri di usus kita. Khususnya, enzim yang mereka miliki. "Apa yang kita makan tersedia untuk kita, dan untuk bakteri di dalam usus kita, yang mencerna sebagian makanan yang tidak bisa kita cerna sendiri karena kita tidak memiliki enzim untuk itu," kata Purna Kashyap, profesor madya di Mayo Clinic dan kepala Laboratorium Mikrobioma Usus. "Proses ini menghasilkan kalori tambahan yang bisa diberikan mikrobiota usus kepada kita. Jadi ini hubungan yang saling menguntungkan, yang mana bakteri membantu kita memanfaatkan sebanyak mungkin apa yang kita makan," ia menjelaskan. Kashyap melakukan tes untuk melihat jika, ketika beralih ke makanan rendah-kalori, bakteri usus bisa lebih efisien dalam memperoleh kalori dari makanan, yang akan berguna ketika makanan sedang tidak melimpah, tapi juga dapat menghambat penurunan berat badan. Dalam sebuah studi pilot, 26 partisipan memakan makanan rendah kalori yang kaya akan kandungan buah dan sayur, dan beberapa orang tidak mengalami penurunan berat badan sebanyak yang lain. Beberapa bakteri usus lebih efisien dalam memperoleh energi dari karbohidrat, yang berarti lebih mudah meningkatkan berat badan. Analisis terhadap bakteri usus mereka menemukan bahwa para partisipan memiliki level yang berbeda dalam dua jenis bakteri tertentu, dan salah satunya, Dialister, yang mencegah penurunan berat badan. Pada mereka yang tidak bisa menurunkan berat badan, bakteri ini mampu memecah karbohidrat dan menggunakan energinya secara lebih efektif, kata Kashyap. Bagaimanapun, Kashyap menjelaskan bahwa hanya sebagian kecil dari penurunan berat badan bisa dikendalikan oleh mikroba-mikroba ini. "Secara biologis masuk akal bahwa bakteri bisa jadi halangan, tapi mereka hanya bisa memainkan peran kecil karena mereka hanya menghasilkan sedikit dari kalori yang dibutuhkan." Meskipun riset tersebut tidak dapat menyimpulkan dari mana Dialister berasal, studi lain menemukan bahwa beberapa bakteri yang kita dapatkan dari makanan bisa secara tidak langsung menyebabkan pertambahan berat badan dengan mengubah perilaku usus. Para peneliti menganalisis plasma darah dan sampel tinja 600 orang gemuk dan tidak gemuk; mereka menemukan 19 jenis metabolit yang terkait dengan empat jenis bakteri usus yang dapat menyebabkan pertambahan berat badan. Di antara empat jenis itu adalah glutamat, yang dikaitkan dengan obesitas, dan BCAA (branched chain amino acids, asam amino rantai bercabang), yang diasosiasikan dengan sekresi insulin tinggi dan risiko diabetes tipe 2 serta penyakit kardiovaskular. Metabolit-metabolit ini mungkin sebagian ditentukan oleh konsumsi daging, menurut peneliti Louise Brunkwall. "Pola metabolit yang kami identifikasi mengandung banyak asam amino rantai bercabang, yang ditemukan di produk hewan. Ini sejalan dengan riset lain yang menunjukkan bahwa asupan protein tinggi meningkatkan risiko bagi berbagai penyakit." Tomat adalah salah satu makanan yang dapat menyebabkan lonjakan gula darah pada beberapa orang. Brunkall berkata bahwa penelitian perlu fokus pada bagaimana komposisi bakteri usus dapat dimodifikasi untuk mengurangi risiko obesitas, juga memahami seperti apa usus yang sehat itu dan faktor apa yang mengubah komposisi bakterinya. Belum ada gambaran jelas tentang perbedaan profil bakteri usus orang kurus dengan orang gemuk, kata Oluf Pedersen, profesor Genetika Metabolisme di Novo Nordisk Foundation Center for Basic Metabolic Research di Universitas Kopenhagen. Tapi apa yang sudah jelas ialah pentingnya memiliki mikrobiota usus yang beragam, terdiri dari berbagai jenis bakteri. Pedersen mengatakan bahwa alasan beberapa orang memiliki bakteri usus yang lebih beragam dari orang lain belum dipahami, tapi para ilmuwan tahu bahwa berbagai obat antibiotik bisa turut menyebabkan kehilangan besar populasi bakteri yang tidak bisa sepenuhnya pulih kembali. Belum sepenuhnya dipastikan apakah keragaman bakteri adalah penyebab atau akibat dari pertambahan berat badan, akan tetapi, ada bukti bahwa mikrobioma dapat memengaruhi metabolisme. Sebuah studi menemukan bahwa kita bisa mencapai keragaman bakteri usus yang lebih tinggi dengan meningkatkan asupan serat. Ketika kita mengonsumsi serat, usus kita memecahnya menjadi asam lemak rantai pendek, salah satunya butirat, zat anti peradangan yang terkait dengan kekurusan dan pencegahan penyakit radang, jelas Ana Valdes, peneliti dalam studi tersebut dan profesor madya di Universitas Nottingham. "Jika orang dengan diabetes tipe 2 menjalani diet kaya-serat, Anda bisa mengurangi status diabetes mereka dan meningkatkan produksi butirat," ujarnya. "Orang yang memiliki mikrobioma lebih beragam dan memakan lebih banyak serat memiliki lebih sedikit diet insulinogenik (terdiri dari makanan yang memberi kita lonjakan kecil tingkat glukosa dan insulin), dan mungkin memiliki pengeluaran energi lebih tinggi." "Kami perlu mengetes ini baik-baik, tapi bakteri usus bisa mengubah serat menjadi substansi yang mengatur sensitivitas insulin dan metabolisme energi." Riset terbaru menunjukkan bahwa mengonsumsi lebih banyak serat dapat membantu meningkatkan keragaman mikroba usus. Riset terbaru dan boleh dibilang paling inovatif sejauh ini tentang kaitan antara berat badan dan kesehatan usus melibatkan spesies bakteri Christensenellaceae. Sekitar 97% dari kita memiliki bakteri tersebut dalam jumlah yang bisa terdeteksi di dalam usus, tapi para peneliti menemukan bahwa jenis bakteri ini lebih banyak terdapat pada orang kurus. Ketika peneliti menilik mikroba usus yang dapat diwariskan, Christensenellaceae adalah yang paling umum, ditemukan di mikrobioma usus di seluruh dunia dan muncul sejak usia sangat dini, termasuk di usus bayi. "Kami belum pernah mendengarnya, dan kami bangga akan kemampuan kami dalam mengetahui nama-nama," kata Ruth Ley, peneliti utama dalam studi tersebut dan direktur Departemen Sains Mikrobioma di Max Planck Institute for Developmental Biology. "Kami harus kembali dan melihat ke mana saja ia selama ini, tapi bakteri ini baru saja dinamai jadi tidak bisa dicari lewat namanya, hanya lewat sekuens (DNA)," ujarnya. Para peneliti memindahkan mikrobioma yang dikaitkan dengan obesitas, dimodifikasi dengan tambahan Christensenellaceae, ke mencit dan menemukan bahwa mereka mencegah pertambahan berat badan. "Karena genetik inang hanya memengaruhi sekitar 40% kelimpahan relatif, kami tidak tahu dari mana 60% Christensenellaceae berasal," kata Jillian Waters, yang merupakan bagian dari tim peneliti yang menemukan kemampuan bakteri untuk mencegah pertambahan berat badan pada tikus. Ia punya firasat bahwa mereka berasal dari pola makan dan gaya hidup, dan kini, para peneliti berusaha mencari tahu apa yang sebenarnya mereka lakukan dan dari mana mereka berasal, untuk membuka jalan bagi pengobatan di masa depan. Sementara itu, para ilmuwan dari Weizmaann Institute di Israel telah menemukan cara perawatan yang dipesonalisasi untuk mendukung kesehatan usus dan mengurangi risiko diabetes, yang terkait dengan obesitas. Para peneliti merekrut 1000 partisipan, dan menugaskan mereka untuk mengukur kadar gula darah mereka setiap lima menit dan mencatat pola makan mereka, bagaimana mereka tidur, dan apa yang mereka rasakan selama sepekan, dan menemukan bahwa mereka menunjukkan reaksi berbeda pada makanan berbeda. "Banyak makanan menciptakan reaksi yang kita perkirakan pada orang, misalnya, makan makanan tanpa gula menjaga gula darah konstan pada kebanyakan orang, dan makanan bergula membuatnya melonjak, tapi sejauh mana ini terjadi sangat bervariasi pada setiap orang," kata Eran Segal, saintis utama dalam proyek tersebut. "Tomat adalah salah satu makanan yang melonjakkan tingkat gula darah cukup banyak bagi sebagian orang, jadi jumlah yang mereka makan harus dikontrol. "Sementara orang lain bisa mendapati bahwa satu jenis makanan tidak baik bagi mereka tapi, ketika dikombinasikan dengan makanan lain, mungkin lebih baik." Beberapa orang yang menjalani diet berusaha lebih keras dari yang lain untuk menurunkan berat badan — penyebabnya bisa jadi ada pada bakteri usus. Dari data yang mereka kumpulkan, para peneliti mengembangkan algoritme komputer yang bisa mengambil data komposisi bakteri usus seseorang dan memprediksi bagaimana level gula darah mereka akan bereaksi pada makanan berbeda. Mereka meminta 25 partisipan memakan makanan yang dianggap 'baik' bagi gula darah mereka selama sepekan, kemudian makanan yang dianggap 'buruk'. Pola makan tersebut mengubah reaksi gula darah mereka dan dengan sukses menyeimbangkan level gula darah. Bakteri usus kita dan respon gula darah individu pada berbagai makanan bisa berubah seiring waktu, kata Segal, tapi butuh waktu lama, dan keadaan usus kita sebelum dan sesudah perubahan itu cenderung tetap dibandingkan dengan kondisi usus orang lain. Segal kini sedang melangsungkan riset pada orang dengan kondisi pradiabetes dan diabetes dan melihat bahwa pola makan yang dipersonalisasi, dirancang melalui algoritme, ketika dipertahankan dalam jangka waktu yang lama, dapat membalikkan kondisi pradiabetes dan diabetes. Para peneliti berharap bahwa cara perawatan yang dipersonalisasi lainnya akan tersedia dalam lima tahun ke depan — tapi masih banyak yang harus dilakukan. Bakteri di usus kita, kata Kashyap, mampu menjalankan reaksi biokimia kompleks. "Kita kini perlu memahami bagaimana bakteri-bakteri ini memengaruhi setiap proses ini, berujung pada obesitas dan diabetes, penyakit yang kompleks dan multifaktor. "Mikrobioma bisa diubah, kita dapat memodifikasinya. Jika kita bisa mencari tahu bagaimana bakteri usus memengaruhinya, kita harusnya bisa menyasarnya pada berbagai tingkatan, yang masing-masing akan berdampak pada perawatan obesitas. Tidak ada keraguan bahwa mikrobioma adalah bagian dari solusi tersebut." Anda bisa membaca versi bahasa Inggris ulasan ini diBBC Future.