Probiotik merupakan bakteri yang hidup di usus manusia yang dalam jumlah tertentu dapat memberikan manfaat kesehatan untuk tubuh inangnya. Secara umum, probiotik berperan penting dalam membantu usus untuk mencerna makanan, memproduksi vitamin K dan berbagai jenis hormon, serta menjaga keseimbangan mikrobiota usus. Probiotik kini diketahui memainkan peran penting dalam komunikasi antara usus dan otak melalui saraf, kekebalan tubuh, maupun hormon. Bakteri probiotik Lactobacillus plantarum telah diteliti dapat mempengaruhi neurotransmitter dan ekspresi neurotrophin di otak dan usus.
Komunitas mikrobiota usus dapat mempengaruhi ekspresi neuromodulator brain-derived neurotropic factor (BDNF), faktor pertumbuhan neurotropin (NT), serotonin (5-HT), dan serotonin transporter (5-HTT) di hipokampus dan amygdala. Zat-zat tersebut berperan dalam perkembangan dan plastisitas otak. Studi klinis telah melaporkan bahwa perubahan mikrobiota usus menyebabkan perubahan yang dapat diamati pada mood dan perilaku; sebaliknya, konsumsi probiotik dapat secara positif memengaruhi fungsi otak pada orang sehat.
Telah diketahui 90 persen dari serotonin dalam tubuh diproduksi di saluran pencernaan. Serotonin dilepaskan dari sel-sel enterochromaffin dari mukosa lambung sebagai respons terhadap berbagai rangsangan, termasuk sinyal dari mikrobiota usus. Serotonin terlibat dalam deteksi ketersediaan pangan di usus dan regulasi pergerakan usus. Serotonin juga terkait dengan metabolisme tulang dan perkembangan organ. Pada trombosit, serotonin berkontribusi pada proses pembekuan darah dan pada sistem saraf pusat (SSP), serotonin mengatur suasana hati, kognisi, nafsu makan, dan tidur.
Neurotropin merupakan faktor pertumbuhan di SSP yang mempromosikan ketahanan, perkembangan, dan fungsi sel saraf. Neurotropin bekerja dengan cara menginduksi pelepasan BDNF dari sel saraf di hipokampus. BDNF adalah faktor pertumbuhan (growth factor) yang paling banyak ditemukan dan tersebar luas di SSP dan penting untuk kelangsungan hidup, migrasi dan diferensiasi saraf, pertumbuhan akson dan dendrit sel saraf, pembentukan sinaps, regulasi plastisitas dan kepekaan sinaps, serta neurogenesis di hipokampus. Sebuah studi membuktikan tikus tanpa mikrobiota usus memiliki ekspresi BDNF diotak yang rendah, di mana pemberian suplementasi probiotik meningkatkan ekspresi BDNF dan berefek mengurangi kecemasan pada tikus.
Serotonin trasnporter berkontribusi pada memelihara keseimbangan kadar BDNF, meningkatkan kepekaan serotonin dan fungsi otak. Mikroba usus dianggap dapat mengatur ekspresi serotonin transporter. Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa pemberian bakteri hidup Lacobacillus rhamnosus GG (LGG) meningkatkan ekspresi serotonin transporter pada usus tikus, di mana probiotik jenis lain, yaitu Lactobacillus acidophilus dan Bifidobacterium longum juga memiliki efek yang sama.
Penelitian telah dilakukan untuk mengamati efek suplementasi probiotik terhadap aktivasi aksis usus-otak pada tikus. Sebanyak 20 tikus dibagi menjadi dua kelompok, yaitu kelompok yang menerima suplementasi Lactobacillus plantarum selama tujuh hari dan kelompok kontrol yang tidak menerima suplementasi. Aktivasi aksis usus-otak dievaluasi dengan pemeriksaan imunohistokimia pada potongan usus tikus untuk mengamati sel yang mengekspresi serotonin dan potongan otak tikus mengamati sel yang mengekspresi BDNF, neurotropin, dan transporter serotonin.
Dari hasil pengamatan, tikus yang menerima suplementasi probiotik menunjukkan peningkatan jumlah sel yang mensekresi serotonin dalam usus halus relatif terhadap kelompok kontrol (p <0,0001). Tren serupa diamati pada tingkat BDNF di otak (p <0,0001), serotonin transporter (p <0,000007), dan neurotropin (p <0,000007). Pada setiap variabel, jumlah sel imunopositif lebih tinggi pada kelompok perlakuan daripada pada kelompok kontrol.
Kami menemukan pada penelitian ini bahwa ekspresi BDNF otak dalam hippocampus ditingkatkan oleh pemberian Lactobacillus plantarum relatif terhadap tikus yang tidak diberi suplementasi. Peningkatan BDNF juga ditunjang dengan peningkatan neurotroprin di otak. Dengan demikian, suplementasi L. plantarum dapat meningkatkan ketahanan, diferensiasi dan pertumbuhan sel saraf, serta meningkatkan perkembangan otak, terutama memori dan plastisitas otak. Jumlah neuron di hipokampus juga mengekspresikan serotonin transporter lebih tinggi pada tikus yang menerima suplementasi Lactobacillus plantarum. Peningkatan serotonin transporter tersebut menunjang peningkatan fungsi serotonergik di otak.
Kesimpulan dari penelitian ini adalah pemberian suplementasi probiotik Lactobacillus plantarum dapat meningkatkan serotonin usus dan serotonin transporter, BDNF, serta neurotropin otak tikus dewasa. Temuan ini menunjukkan bahwa probiotik dapat meningkatkan perkembangan dan fungsi otak serta memberikan salah satu gambaran efek faktor eksogen terhadap aksis usus-otak. (*)
Penulis: Dr. Reza Gunadi Ranuh, dr, Sp.A (K)
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami:
http://ijm.tums.ac.ir/index.php/ijm/article/view / 2068
Ranuh R, Athiyyah A, Darma A, V berisiko, Riawan W, S. Surono I, Sudarmo S. Pengaruh probiotik Lactobacillus plantarum IS-10506 pada stimulasi BDNF dan 5HT: peran mikrobiota usus pada poros usus otak . Iran J Microbiol. 11 (2): 145-150.
