Peran penting mikrobioma usus dalam kesehatan dan keseimbangan tubuh adalah rahasia kesehatan dan kesejahteraan hidup seorang manusia
Saat ini, tiga penjelasan biologis klasik tentang seorang individu adalah :sistem kekebalan, otak, genom. Saat ini terdapat bidang baru penelitian mikrobioma. Bukti menunjukkan bahwa mikroba residen kita mengatur sistem kekebalan adaptif, memengaruhi otak, dan menyumbangkan lebih banyak fungsi gen daripada genom kita sendiri. Dengan kata lain bahwa kesehatan tubuh seorang manusia ditentukan oleh seberapa kaya mikrobioma tubuh individu tersebut.
Kesadaran bahwa manusia bukanlah individu semata melainkan hasil dari interaksi yang selalu berubah dengan mikroorganisme dalam tubuhnya yang memiliki konsekuensi di luar disiplin biologi. Secara khusus, ini mempertanyakan asumsi bahwa ciri khas manusia membedakan kita dari semua hewan lain.
Microbioma dan Penyakit-penyakit Terkait Kekebalan Tubuh (Immune Related Diseases)
Mikrobioma usus manusia bertindak sebagai pusat pensinyalan yang mengintegrasikan input lingkungan, seperti pola makan dan gaya hidup, dengan jalur genetik dan metabolisme kita. Dampaknya tersebar luas di seluruh sistem inangnya (host), termasuk sistem kekebalan tubuh, yang mampu beradaptasi dan merespons berbagai tantangan. Bagaimana mikrobioma berinteraksi dengan sistem kekebalan, dan bagaimana interaksi ini membantu menentukan keadaan kesehatan atau penyakit dalam tubuh
Komunikasi silang timbal balik (Reciprocal cross talk) antara mikrobioma dan sel dalam sistem kekebalan mukosa usus terdokumentasi dengan baik. Saat ini dapat dipahami bahwa pembicaraan silang ini penting untuk pematangan dan modulasi sistem kekebalan di semua tahap perkembangan. Studi tikus bebas kuman menunjukkan bahwa kurangnya mikrobiota usus menyebabkan defisiensi imun yang signifikan.
Mempertahankan keseimbangan homeostatis antara aktivitas mikroba dan respons imun inang terhadap mikrobiota memungkinkan sistem kekebalan berfungsi dengan tepat untuk bertahan melawan infeksi namun juga menunjukkan toleransi yang sesuai.
Mikroba komensal adalah spesies simbiotik, memainkan peran kunci dalam homeostasis imun. Bakteri komensal menghasilkan metabolit seperti asam lemak rantai pendek / Short Chain Fatty Acid (SCFA) dan turunan asam amino (Amino Acid Derivatives) yang meningkatkan integritas gut barrier, mendorong pembentukan sel T Regulatory (Treg) yang merupakan penyeimbang kekebalan, dan memodulasi produksi mediator proinflamasi.
Spesies seperti Bacteroides fragilis menghasilkan polisakarida dengan efek antiradang—khususnya menghambat interleukin 17 (IL-17) dan meningkatkan aktivitas sel Treg (Pro-inflamasi)
⏩ Permeabilitas Usus & Penyakit Terkait
Sekitar 95% mikroba simbiotik dalam tubuh manusia terletak di usus. Dalam keadaan homeostatis, populasi mikrobiota yang sangat beragam ini meningkatkan kesehatan secara keseluruhan.
Namun, jika usus mencapai keadaan disbiosis, berbagai penyakit mulai dari diabetes tipe 2 hingga penyakit radang usus dapat berkembang. Baru-baru ini, disbiosis mikroba usus telah dikaitkan dengan sejumlah patologi otak, termasuk penyakit Alzheimer, Parkinson penyakit, dan Amyotrophic Lateral Sclerosis, menunjukkan bahwa komunikasi langsung atau tidak langsung terjadi antara bakteri usus dan sistem saraf pusat.
Perubahan pola makan, konsumsi alkohol kronis, stres, penggunaan antibiotik, dan faktor lingkungan serta genetik lainnya dapat menyebabkan perubahan mikrobiota, yang pada gilirannya dapat menyebabkan peradangan usus dan meningkatkan permeabilitas usus / Leaky Gut.
Tinjauan sistematis baru-baru ini juga mengidentifikasi hubungan antara konsumsi diet gaya Barat, resistensi insulin, dislipidemia, hiperglikemia, dan peningkatan kadar penanda proinflamasi sebagai salah satu faktor risiko terkuat untuk perubahan integritas usus. Ketika peradangan usus menjadi kronis, integritas epitel barrier berubah; ini sering disebut sebagai Leaky Gut.
Penyakit Crohn dan kolitis ulserativa, secara kolektif disebut penyakit radang usus/Irretable Bowel Syndrome (IBS), adalah kondisi imunitas yang ditandai dengan peradangan kronis pada usus. Peningkatan permeabilitas usus/Leaky Gut telah terbukti memainkan peran sentral dalam patogenesis Irretable Bowel Disease/IBD. Bagaimana mekanisme permeabilitas usus berkontribusi pada patofisiologi penyakit?
Epithel barrier usus (dengan Intercelluler Tight Junction ) mengontrol keseimbangan antara toleransi dan kekebalan terhadap antigen non-self . Protein zonulin adalah modulator tight junctions antar sel , dan ketika jalur zonulin dideregulasi pada individu yang rentan secara genetik, baik usus maupun gangguan autoimun ekstraintestinal, inflamasi, dan neoplastik dapat terjadi.
Mikrobiota Dysbiotic dapat diperbaiki dengan probiotik tertentu atau dengan meningkatkan pertumbuhan dan metabolisme komensal menguntungkan di usus besar dengan makanan kaya serat, terutama menargetkan produksi butirat.
Butyrate diproduksi oleh fermentasi mikroba di usus besar dan merupakan mediator seluler yang mengatur berbagai fungsi sel usus , termasuk ekspresi gen, diferensiasi sel, perkembangan jaringan usus, modulasi kekebalan, pengurangan stres oksidatif, dan pengendalian diare.
Tahun 2019 sebuah randomized controlled trial baru-baru ini (n = 51 orang dewasa 60 tahun atau lebih) menemukan bahwa diet kaya polifenol selama delapan minggu mengurangi ukuran permeabilitas usus dengan menginduksi perubahan pada mikrobiota usus. Sebagai contoh spesifik, theobromine dan methylxanthines, berasal dari kakao dan /atau teh hijau, berkorelasi positif dengan bakteri penghasil butirat dan berkorelasi terbalik dengan kadar zonulin serum.
⏩ Disbiosis, Peradangan, & Penyakit
Ketidakseimbangan antara spesies komensal dan patogen, yang dikenal sebagai disbiosis, mengaktifkan mekanisme patogen. Aktivasi patogen dari Toll-Like Receptors (TLRs), yang ditemukan pada sel-sel imun usus, menciptakan respons imun bawaan dan adaptif proinflamasi, termasuk diferensiasi Th17 dan rekrutmen neutrofil dan makrofag ke lokasi yang terkena.
Efek ini bisa akut dan kronis, jika disbiosis terus berlanjut. Pada pasien dengan penyakit radang usus, disbiosis usus memicu respons imun adaptif abnormal yang meningkatkan proses inflamasi patologis penyakit dan penghancuran saluran pencernaan.
