Perkiraan jumlah pasien diabetes tipe 1 terus meningkat di seluruh dunia. Fenomena ini dikaitkan dengan lemak makanan, polisakarida, dan serat. Serat makanan dapat meningkatkan rasa kenyang dengan mengontrol asupan energi dan mengubah fungsi pencernaan; berbagai bentuk serat memiliki berbagai efek pada laju dan tingkat pencernaan pati dan lipid. Jumlah makanan yang dikonsumsi merupakan penentu utama hiperglikemia postprandial. Beban glikemik tergantung pada indeks glikemik makanan (GI) dan jumlah yang dikonsumsi. Dalam penelitian lain, diabetes tipe 2 akibat resistensi insulin dikaitkan dengan obesitas, penuaan, gaya hidup, dan respons anabolik protein.
GI dirancang sebagai pedoman pemilihan makanan bagi penderita diabetes. Makanan GI rendah menghasilkan respons glikemik yang relatif rendah setelah dikonsumsi dibandingkan dengan makanan yang diproduksi oleh makanan GI tinggi. Peran alginat dalam asupan makanan dan regulasi glikemik telah dieksplorasi. Alginat berasal dari dinding sel rumput laut coklat, seringkali Sargassum spp.
Senyawa ini merupakan heteropolisakarida yang terbentuk dari monomer asam manuronat dan asam guluronat. Kandungan alginat dalam Sargassum spp. adalah 30-40% dari bahan keringnya. Nanoteknologi dalam makanan menyangkut kelas khusus partikel koloid berukuran 1-1000 nm, dan salah satu bentuk ini adalah serat yang disebut serat nano. Serat nano didefinisikan sebagai serat dengan diameter di bawah 1 μm. Sintesis nanofiber berbasis alginat dapat meningkatkan stabilitas gel, komposisi serat, dan bahan cetakan. Penelitian ini menganalisis efek penambahan berat badan, kadar glukosa darah, dan parameter serum termasuk insulin, pada tikus dengan diabetes yang diinduksi streptozotocin. Evaluasi data yang diperoleh mengungkapkan diet alternatif potensial dalam model tikus diabetes.
Asupan serat memodulasi fisiologi gastrointestinal dan menormalkan pergerakan usus. Serat makanan adalah porsi makanan yang dikonsumsi yang terdiri dari karbohidrat yang tahan terhadap pencernaan dan penyerapan di usus kecil dan difermentasi sebagian atau seluruhnya di usus besar. Serat makanan tidak dihidrolisis atau dicerna oleh enzim pencernaan manusia dan termasuk hemiselulosa, selulosa, lignin, oligosakarida, pektin, dan getah. Serat makanan diklasifikasikan sebagai serat makanan yang larut atau tidak larut. Serat makanan larut termasuk pektin dan permen karet, yang ditemukan dalam buah-buahan dan sayuran. Serat makanan yang tidak larut termasuk selulosa, hemiselulosa, dan lignin, yang ditemukan dalam sereal dan kacang-kacangan.
Dibandingkan dengan diet tinggi kalori, diet rendah kalori dengan kandungan serat kasar yang tinggi serta kadar gula dan lemak yang rendah dapat mengurangi risiko obesitas. Telah disarankan bahwa serat makanan yang cukup mencegah asupan makanan yang berlebihan dan penumpukan lemak dengan mengurangi kepadatan kalori dari makanan, memperlambat laju konsumsi makanan, meningkatkan usaha yang terlibat dalam makan, dan meningkatkan rasa kenyang usus. Perannya dalam menjaga glukosa darah dan kadar kolesterol telah dipelajari secara ekstensif di seluruh dunia.
Serat pangan mampu menyerap air dan mengikat glukosa sehingga mengurangi ketersediaan glukosa dalam darah. Serat makanan juga menghasilkan karbohidrat kompleks yang larut dan serat untuk mengurangi daya cerna karbohidrat. Kondisi ini dapat mengurangi peningkatan glukosa darah. Oligosakarida alginat dari rumput laut dapat mengontrol efek hipoglikemia. Dalam satu penelitian yang dilakukan pada kelinci, kadar glukosa darah setelah konsumsi pakan yang mengandung alginat ditemukan secara signifikan lebih rendah daripada tingkat tanpa asupan alginat. Fakta ini diduga terkait dengan kemampuan PVA dan alginat untuk menghasilkan asam lemak rantai pendek (SCFA), asam asetat, dan asam propionat, yang dapat membantu merangsang respons insulin di hati.
Penelitian sebelumnya menunjukkan penggunaan alginat sebagai serat makanan dalam bentuk polisakarida terhidrolisis sebagian. Sebuah studi tentang penggunaan klinis alginat dalam formula nutrisi juga merupakan yang pertama mengungkapkan pengaruhnya terhadap lingkungan usus. Alginat diduga meningkatkan penyerapan monosakarida, yang selanjutnya mempengaruhi produksi SCFA total. Alginat cenderung memberikan efek prebiotik yang menguntungkan pada fungsi usus melalui produksi SCFA. Peptida bioaktif dalam nanofiber alginat dapat menurunkan kadar gula darah jika dikonsumsi dalam jangka panjang. Stres pada retikulum endoplasma memainkan peran utama dalam obesitas, resistensi insulin, dan diabetes tipe 2, yang memberikan bukti baru bahwa nanofiber alginat menginduksi efek hipoglikemik melalui penurunan resistensi terhadap respons insulin hati dan juga mengurangi stres pada retikulum endoplasma.
Selain itu, pengobatan tikus yang kelebihan berat badan dan diabetes dengan pemberian serat murni secara signifikan mengurangi hiperglikemia, memulihkan sensitivitas insulin, mengatasi penyakit hati berlemak, dan meningkatkan kerja insulin di jaringan hati. Hati memainkan peran utama dalam mengontrol homeostasis glukosa dan insulin di pankreas dibandingkan di jaringan lemak dan otot. Sinyal insulin di hati penting untuk menjaga fungsi hati normal. Penghambatan katabolisme glukosa hati merupakan karakteristik sindrom metabolik, juga dikenal sebagai sindrom resistensi insulin, ditandai dengan peningkatan serum serum AST, ALT, ALP, dan GGT. Dalam penelitian ini, penurunan yang signifikan diamati pada tingkat ALT, ALP, dan GGT setelah pengobatan alginat nanofiber. Sebaliknya, peningkatan ditemukan pada level AST. Fluktuasi serum AST dan ALT terkait dengan metabolisme metformin dalam sel parenkim hepatosit sebelum ekskresi dalam urin.
Nanofiber alginat tidak secara langsung mempengaruhi aktivitas sitokin. Tingkat insulin normal dari sel β pankreas mempertahankan produksi sitokin pro-inflamasi seperti TNF-α dan IL-1β. Jumlah keseluruhan sitokin yang terkait dengan apoptosis dapat ditingkatkan oleh kanker dan penuaan. Selain itu, TNF-α memediasi berbagai respon biologis, termasuk peradangan, infeksi, cedera sel, dan hiperglikemia. Dalam penelitian lain, nanofiber alginat bertindak sebagai imunostimulan dengan menghambat aktivitas TNF-α atau IL-1β. Efek TNF-α diawali oleh ikatan reseptor sitokin, yang mengaktifkan faktor transkripsi utama, termasuk faktor inti kappa B. Aktivasi tersebut kemudian menginduksi gen yang terlibat dalam respons inflamasi. Sel yang diaktivasi oleh sitokin dapat menghasilkan sitokin yang sama dengan sinyal parakrin atau menstabilkan sinyal melalui regulasi autokrin.
Detail tulisan ini dapat dilihat di:
Sumber: Suryadiningrat, M., Kurniawati, D. Y., Mujiburrahman, A., & Purnama, M. T. E. (2021). Dietary polyvinyl alcohol and alginate nanofibers ameliorate hyperglycemia by reducing insulin and glucose-metabolizing enzyme levels in rats with streptozotocin-induced diabetes, Veterinary World, 14 (4): 847-853. Abstract.
