Mikrobioma usus adalah sebuah ekologi kompleks yang terdiri dari triliunan sel mikroba di saluran pencernaan kita. Beberapa penelitian menjelaskan adanya kontribusi dan hubungan mikrobiota dengan berbagai kondisi penyakit.
Penting untuk mengetahui bagaimana mikrobioma usus bisa memengaruhi kesehatan dan penyakit inangnya. Namun sebelum itu, yuk! pahami dulu bagaimana mikrobiota pertama kali ada di tubuh kita.
Bayi di bawah usia 2 tahun medapatkan mikrobiota dari mikrobiom ibu. Perkembangan dan komposisinya pada bayi dimulai sejak kehamilan. Lamon et al. menyebutkan bahwa adanya perbedaan komposisi mikrobiota individu hamil dan tidak. Selama kehamilan terjadi perubahan fisiologis dan imunitas yang akan merubah komposisi mikrobioma usus calon ibu.
Permulaan kolonisasi mikroba terjadi di uterus ibu dan dari penemuan terbaru menyebutkan bahwa mikroba juga ditemukan di plasenta, kolostrum, rongga amnion, tali pusar, dan mekonium. Tambahan, bayi yang dilahirkan melalui vagina lebih bervariasi dibandingkan dengan operasi caesar. Pemberian ASI juga menjadi kunci bagi perkembangan mikrobiota usus pada bayi baru lahir.
Variasi fenotip metabolik dipengaruhi oleh variasi genetik dan respon imun suatu individu di mana mikrobiota usus sebagai penggerak utama. Hal ini telah dibuktikan dengan dimulainya kolonisasi mikrobiom selama gestasi dan pengaturan sistem imun janin. Setelah kelahiran, kolonisasi tersebut akan bertumbuh di jaringan mukosa untuk mengaktifkan sistem imun dan non-imun, kemudian berkembang menjadi sistem imun dewasa.
Selanjutnya, sistem tersebut membentuk berbagai macam mekanisme sistem imun untuk mempertahankan homeostasis dan toleransi mikrobiota usus pada berbagai paparan lingkungan. Mayoritas dari mikrobiota ini berhubungan dengan respon imun yang berkontribusi pada gangguan metabolik, seperti obesitas dan diabetes.
Kebiasan makan memainkan peranan penting terhadap perubahan mikrobiota usus. Setiap kali makanan masuk ke dalam usus, komposisi mikrobioma akan berubah dengan cepat dan jalur metabolik serta respon imun juga akan berganti sesuai dengan jenis makanan. Makanan tinggi kalori, gula, dan lemak, yang ditemukan pada diet western dan junk foods memiliki potensi untuk merangsang mikroba tidak bermanfaat.
Sementara itu, makanan sehat seperti pre-probiotik dan kaya serat menunjukkan kapasitas tinggi dalam meremajakan mikrobiota menguntungkan. Serat pangan tidak dicerna oleh enzim namun difermentasi oleh mikrobiota usus menghasilkan asam lemak rantai pendek. Salah satunya adalah butirat, yang bermanfaat sebagai sumber energi bagi sel epitel usus dan meningkatkan sensitivitas insulin.
Penuaan adalah sebuah proses multifaktor yang memengaruhi jangkauan luas dari segi fisiologis, metabolik, genomik, hingga fungsi imun. Proses kelahiran bayi bukan pertama kalinya ia terpapar namun dimulai sejak pembuahan di rahim ibu. Di usia 3—4 tahun komunitas mikroba mulai berubah seperti komunitas yang spesifik seperti pada orang dewasa karena perubahan gaya hidup, seperti kebiasaan makan, aktivitas fisik, faktor eksternal, dan lainnya.
Di masa remaja terjadi pergantian yang signifikan pada keanekaragamannya karena perubahan hormon, diet, dan metabolik. Pada masa kedewasaan, mikrobiota usus berubah karena stres, gaya hidup, dan gangguan metabolik. Terakhir, tahap lanjut usia menghadapi perubahan dramatis karena penurunan fungsi organ, gangguan psikologi, pengobatan, dan kebiasaan makan.
Asap rokok memengaruhi keanekaragaman mikroba usus, lingkungan usus, dan interaksinya dengan inang. Nikotin memengaruhi komposisi musin usus karena terganggunya keutuhan persimpangan ketat lapisan usus, pH usus, dan menimbulkan stres oksidatif. Ketiga hal tersebut berefek pada jumlah populasi dengan munculnya gangguan radang usus serta obesitas.
Temuan dari lee et al. menyebutkan bahwa orang yang berhenti merokok berarti memperlihatkan perubahan yang sangat bagus, yakni populasi mikroba ususnya mirip dengan non-perokok.
Konsumsi alkohol juga dapat dikategorikan sebagai faktor dietary yang berdampak disbiosis, sebuah ketidakseimbangan dalam komunitas mikroba usus yang berhubungan dengan penyakit. Konsekuensi dari ketidakseimbangan ini adalah stres oksidatif, hiper-permeabilitas usus, dan steatohepatitis.
Interaksi silang antara mikroba usus, metabolit mikroba, dan fungsi penghalang usus pada pasien dengan ketergantungan alkohol didapati skor stres yang tinggi, sindrom usus bocor, kecemasan, dan keinginan kuat untuk meminum alkohol.
Olahraga adalah cara terbaik untuk melindungi dari berbagai penyakit kronis, termasuk diabetes, obesitas, dan iritasi usus besar. Latihan fisik secara teratur berperan aktif mengurangi berat badan, meningkatkan metabolisme glukosa, dan homeostasis energi.
Penelitian yang dilakukan oleh Matsumoto et al. menggunakan permodelan mencit menunjukkan adanya pengaruh aktvitas fisik terhadap keanekaragaman mikrobiota usus dan meningkatkan konsentrasi n-butirat, yang mampu meningkatkan diameter sekum dan mengurangi gangguan usus besar.
Stress adalah perasaan emosional alami dan menjadi tantangan di berbagai gangguan fisik, seperti hipertensi, depresi, kecemasan, serangan jantung, dan sejumlah gangguan imun. Stres secara langsung menimbulkan gangguan sistem pencernaan, di antaranya tukak lambung, iritasi usus besar, dan kolitis ulseratif.
Asam lemak rantai pendek, produk fermentasi bakteri usus bisa meredakan gangguan terkait stress. Sehubungan dengan itu, interaksi silang antara otak dengan usus berfungsi mengontrol proses sinyal saraf berkenaan dengan respon stres.
Penggunaan obat antibiotik dan non-antibiotik menjadi penting di era modern karena efektifitasnya untuk meningkatkan kesehatan. Konsumsi antibiotik berimbas pada perubahan homeostasis mikroba usus sejak awal pemakaian, namun akan kembali normal di hari terakhir pengobatan.
Pemberian antibiotik juga memengaruhi keaktifan pada bakteri yang sedikit dijumpai di usus menjadi sangat aktif. Lebih lanjut, obat ini memainkan fungsi penting dengan meningkatkan interkoneksi antara hati dan kolon untuk produksi asam empedu dan hormon serta turunannya.