Mikrobiom usus dan risiko diabetes tipe 1

Mikrobiom usus adalah keseluruhan mikroorganisme yang hidup di dalam saluran cerna Anda beserta materi genetiknya; komunitas mikroorganisme itu sendiri disebut mikrobiota. Di dalamnya termasuk bakteri, virus, jamur, dan arkea (organisme sederhana, bersel satu, yang sangat tahan). Kepadatan mikrobiom paling tinggi berada di usus besar. Di dalam kolon Anda terdapat sekitar puluhan triliun bakteri yang termasuk ratusan spesies berbeda. Mikrobiota Anda bersifat unik seperti sidik jari dan mulai terbentuk sejak lahir, di bawah pengaruh cara kelahiran, menyusui, pola makan, lingkungan, dan paparan obat [1].

Mikroorganisme itu bukan sekadar penumpang gelap. Mereka membantu Anda mencerna serat pangan, menghasilkan vitamin (vitamin K dan sebagian vitamin B kompleks), melatih sistem imun, dan menjaga keutuhan penghalang usus. Kalau komposisi mikrobiota seimbang, keadaan itu disebut eubiosis, suatu keadaan yang berkaitan dengan kesehatan metabolik dan imun. Kalau keseimbangan itu terganggu, baik karena hilangnya keragaman maupun karena bertambahnya bakteri pro-inflamasi, muncullah disbiosis. Keadaan ini terlibat dalam banyak penyakit kronis, termasuk penyakit autoimun, di antaranya diabetes tipe 1 [1].

Ya, orang dengan diabetes tipe 1 cenderung memiliki mikrobiom dengan keragaman mikroba yang lebih rendah. Perbandingan antara kelompok bakteri utama pun berubah, terutama antara Firmicutes dan Bacteroidetes. Bakteri penghasil butirat, seperti Faecalibacterium prausnitzii dan Roseburia, jumlahnya lebih sedikit, sedangkan bakteri dengan profil pro-inflamasi, seperti sebagian spesies Bacteroides, jumlahnya lebih banyak. Perubahan itu menurunkan produksi metabolit pelindung dan dapat memicu peradangan kronis derajat rendah [2].

Hal yang penting, perubahan itu tidak muncul hanya setelah diabetes tipe 1 tampak secara klinis. Pada anak dengan risiko genetik, perubahan mikrobiota kadang terlihat bahkan sebelum munculnya autoantibodi spesifik, jadi sebelum penyakit itu tampak secara klinis. Hal itu mengisyaratkan bahwa disbiosis bukan sekadar akibat penyakit, melainkan mungkin ikut menyumbang pada proses autoimun yang menghancurkan sel beta pankreas. Arah sebab-akibatnya masih diteliti, tetapi profil mikroba seorang anak yang berisiko mungkin dapat memberi petunjuk berguna tentang perjalanan penyakitnya kelak [2].

Cara Anda dilahirkan memengaruhi kolonisasi mikroba yang pertama di usus Anda. Pada kelahiran lewat jalan lahir, bayi bersentuhan dengan mikrobiota vagina dan usus ibunya, lalu terutama dikolonisasi oleh spesies seperti Lactobacillus dan Bifidobacterium. Bakteri itu membantu pematangan sistem imun dan pembentukan penghalang usus yang sehat. Pada kelahiran lewat bedah sesar, mikroorganisme pertama yang mengolonisasi bayi baru lahir lebih banyak berasal dari kulit, dari lingkungan rumah sakit, dan dari flora kulit tenaga kesehatan. Dengan demikian komposisi awal mikrobiota berubah bermakna [3].

Kolonisasi yang berbeda itu biasanya memperlambat terbentuknya mikrobiota yang "matang" dan secara epidemiologis dikaitkan dengan risiko penyakit yang diperantarai imun yang sedikit lebih tinggi. Namun bukan berarti pematangannya terhalang, melainkan hanya tertunda. Untuk mengoreksi perbedaan itu pernah dipertimbangkan tindakan "vaginal seeding", yaitu pemindahan terkendali mikrobiota vagina ibu ke kulit dan selaput lendir bayi baru lahir. Praktik itu saat ini tidak dianjurkan karena risiko infeksi dan karena tidak adanya bukti kuat tentang manfaatnya. Menyusui secara eksklusif tetap menjadi cara paling efektif untuk mendukung terbentuknya mikrobiota yang sehat, apa pun cara kelahirannya [3].

Probiotik adalah mikroorganisme hidup yang, kalau diberikan dalam jumlah yang memadai, dapat memberi manfaat bagi inangnya. Ada beberapa mekanisme yang diusulkan tentang bagaimana probiotik dapat melindungi terhadap diabetes tipe 1. Mekanisme itu meliputi:

• pengaturan respons imun;
• penguatan penghalang usus;
• persaingan dengan bakteri patogen;
• peningkatan produksi asam lemak rantai pendek.

Pemberian probiotik secara dini, pada bulan-bulan pertama kehidupan, mungkin berkaitan dengan risiko autoimunitas pulau pankreas yang lebih rendah pada anak dengan kecenderungan genetik. Efeknya mungkin bergantung pada waktu pemberian dan pada galur bakteri yang dipakai [4].

Saat ini belum ada rekomendasi klinis yang tegas untuk memakai probiotik sebagai strategi pencegahan diabetes tipe 1. Perbedaan antargalur besar, dan satu produk tidak setara dengan produk lain, sekalipun labelnya tampak serupa. Probiotik dapat berguna untuk keadaan pencernaan tertentu, tetapi tidak boleh dianggap sebagai pengobatan pencegah diabetes. Kalau Anda berpikir untuk memakainya, baik untuk diri sendiri maupun untuk anak Anda, bicarakanlah dengan dokter yang merawat tentang galur, dosis, dan lama pemberiannya. Sinyalnya berasal dari penelitian observasional, yang menunjukkan hubungan pada tingkat kelompok, bukan manfaat yang terbukti untuk seorang anak tertentu, jadi jangan memakainya dengan tujuan mencegah diabetes tipe 1 [4].

Dinding usus bekerja sebagai penyaring selektif. Sel-sel epitelnya terikat rapat satu sama lain, membiarkan zat gizi diserap dan menahan masuknya molekul besar, pecahan bakteri, dan antigen makanan ke dalam peredaran darah, yaitu pecahan protein dari makanan yang, kalau sampai ke darah, dapat mencetuskan reaksi alergi. Kalau sambungan itu mengendur, keadaannya disebut permeabilitas usus yang meningkat atau "leaky gut". Pasien dengan diabetes tipe 1 memiliki ikatan antarsel usus yang sedikit lebih longgar [5].

Kalau penghalang usus menjadi sedikit lebih tembus, sebagian antigen bakteri dan makanan berhasil mencapai sistem imun di dinding usus. Di sanalah berada sebagian besar sel imun tubuh. Pada orang dengan kecenderungan genetik, paparan berulang itu dapat menyumbang pada hilangnya toleransi imun dan, dalam keadaan tertentu, pada munculnya autoimunitas sel beta. Permeabilitas usus yang meningkat tidak cukup untuk mencetuskan autoimunitas dan diabetes tipe 1. Namun keadaan itu mungkin merupakan satu kepingan penting dalam teka-teki yang mencakup genetika, mikrobiota, dan faktor lingkungan. Menjaga selaput lendir usus tetap sehat lewat pola makan seimbang, serat, dan menghindari pemakaian antibiotik yang tidak perlu adalah sikap dengan banyak manfaat, seperti yang ditunjukkan gambar di bawah [5].

Antibiotik menyelamatkan nyawa, tetapi tidak bekerja secara selektif. Ketika Anda mengobati suatu infeksi, antibiotiknya juga membunuh bakteri yang bermanfaat di dalam usus. Pada anak kecil, terutama pada 2–3 tahun pertama kehidupan, mikrobiota sedang matang dan melatih sistem imun. Pada masa itu, setiap kali pemberian antibiotik dapat menurunkan keragaman, dapat menghilangkan spesies utuh untuk sementara, dan dapat memicu pertumbuhan bakteri yang tidak dikehendaki. Mikrobiota pulih sebagian setelah pengobatan antibiotik berakhir, tetapi pemulihan sepenuhnya tidak terjamin, apalagi kalau diberikan pengobatan berulang atau antibiotik berspektrum luas [6].

Penelitian epidemiologis mengamati adanya hubungan antara pemakaian antibiotik yang sering pada masa kanak-kanak dini dan risiko penyakit yang diperantarai imun yang lebih tinggi, termasuk diabetes tipe 1. Hubungan tidak selalu berarti sebab-akibat, tetapi mekanisme biologisnya masuk akal. Antibiotik berspektrum luas, misalnya sefalosporin generasi yang lebih baru, berdampak lebih besar pada mikrobiota daripada penisilin berspektrum sempit. Pesan praktisnya bukan menghindari antibiotik ketika memang diperlukan, melainkan memakainya secara bijak, hanya atas petunjuk dokter. Antibiotik berguna untuk infeksi bakteri yang terbukti atau sangat mungkin, bukan untuk infeksi virus saluran napas yang ringan [6].

Asam lemak rantai pendek, disingkat SCFA (dari bahasa Inggris, short-chain fatty acids), dihasilkan ketika bakteri di dalam kolon memfermentasi serat pangan yang tidak dapat Anda cerna. Yang paling penting adalah:

• butirat — sumber energi utama bagi sel yang melapisi kolon, membantu menjaga ikatan rapat antarsel usus, dan memiliki efek antiradang;
• propionat — sampai ke hati dan memengaruhi metabolisme glukosa dan lemak;
• asetat — beredar ke seluruh tubuh dan berperan dalam pengaturan nafsu makan dan metabolisme energi [7].

Dalam konteks diabetes tipe 1, SCFA menarik perhatian karena memodulasi sistem imun. Butirat merangsang pematangan sel T regulator, yang mengekang respons autoimun dan menjaga toleransi terhadap jaringan tubuh sendiri. Pada saat yang sama, SCFA memperkuat penghalang usus dan meredakan peradangan setempat, sehingga membatasi paparan tubuh terhadap pecahan yang mengiritasi yang berasal dari usus dan lolos ke dalam darah. Orang dengan diabetes tipe 1 cenderung memiliki lebih sedikit bakteri penghasil butirat dan kadar SCFA yang lebih rendah. Belum ada tindakan pengobatan tervalidasi yang berdasar pada SCFA, tetapi tampaknya masuk akal untuk memilih pola makan yang sehat dan beragam, yang mendorong produksi alaminya [7].

Ya, pola makan adalah salah satu faktor dengan pengaruh paling cepat dan paling kuat terhadap mikrobiota. Serat pangan terbagi menjadi yang dapat difermentasi dan yang tidak dapat difermentasi. Serat yang dapat difermentasi terdapat dalam oat, kacang-kacangan polong, buah, sayur, dan sebagian biji-bijian utuh. Serat itu adalah makanan kesukaan bakteri yang bermanfaat dan sumber dasar untuk produksi asam lemak rantai pendek. Serat yang tidak dapat difermentasi, seperti serat dalam dedak gandum, lebih banyak menyumbang pada volume tinja dan pada kelancaran perjalanan isi usus. Pola makan yang beragam dan kaya berbagai jenis tanaman mendukung mikrobiota dengan banyak spesies, dan keragaman itu adalah penanda kesehatan usus yang diakui [8].

Pola makan modern, yang didominasi produk olahan, gula rafinasi, dan lemak bermutu rendah, umumnya miskin serat. Kekurangan itu disebut "fiber gap" dan berkaitan dengan berkurangnya bakteri yang bermanfaat, dengan peradangan derajat rendah, dan dengan risiko penyakit metabolik dan autoimun yang lebih tinggi. Tidak ada pola makan ajaib untuk mencegah diabetes tipe 1, tetapi prinsip umum pola makan dengan keragaman nabati yang besar, biji-bijian utuh, kacang-kacangan polong, buah, sayur, kacang pohon, dan biji-bijian didukung oleh panduan internasional, termasuk panduan diabetes. Yang dapat Anda lakukan adalah menambah asupan serat secara bertahap, agar mikrobiota Anda sempat menyesuaikan diri dan agar Anda terhindar dari rasa tidak nyaman di perut [8].

Transplantasi mikrobiota tinja, disingkat FMT, berarti pemindahan bahan tinja olahan dari seorang pendonor sehat yang diseleksi ketat ke dalam usus seorang pasien. Prosedurnya dilakukan lewat kolonoskopi, selang nasoduodenum, atau kapsul yang ditelan. Saat ini FMT hanya memiliki satu indikasi yang jelas tervalidasi, yaitu infeksi Clostridioides difficile yang berulang atau berat, dan di sana hasilnya sangat baik. Pada penyakit lain, termasuk diabetes tipe 1, FMT dianggap sepenuhnya eksperimental, tanpa bukti yang jelas tentang manfaatnya [9].

Beberapa penelitian pendahuluan telah dilakukan pada orang yang baru saja didiagnosis diabetes tipe 1. Penelitian itu menelusuri apakah FMT dari orang yang sama atau dari orang lain dapat memperlambat kerusakan sel beta dan memperpanjang masa remisi parsial. Hasilnya beragam dan belum memungkinkan rekomendasi klinis apa pun. Keterbatasannya berkaitan dengan:

• keragaman sumber dari para pendonor;
• risiko penularan agen infeksi;
• tidak adanya standardisasi;
• efek jangka panjang yang masih belum diketahui.

FMT tidak dianjurkan untuk pencegahan maupun pengobatan diabetes tipe 1 [9].