Pengaruh Bakteri di Usus terhadap Otak

JAKARTA (sijori.id) - Menjaga banyak bakteri, jamur, dan mikroorganisme lain yang hidup di usus ternyata dapat membantu kita berpikir lebih baik dan bahkan menawarkan cara baru untuk merawat kondisi kesehatan mental.

Usus Anda adalah koloni alien yang ramai dan berkembang. Mereka berjumlah triliunan dan termasuk ribuan spesies berbeda. Banyak dari mikroorganisme ini, termasuk bakteri, archaea, dan eukarya ada jauh sebelum manusia, berevolusi bersama kita dan sekarang melebihi jumlah sel kita berkali-kali lipat.

Secara kolektif, legiun mikroba ini dikenal sebagai "mikrobiota" – dan mereka memainkan peran yang mapan dalam menjaga kesehatan fisik kita. Mulai dari pencernaan dan metabolisme hingga kekebalan. Mereka juga menghasilkan senyawa vital yang tidak mampu diproduksi oleh tubuh manusia sendiri.

Tetapi bagaimana mereka juga memiliki hotline di pikiran kita? Dalam buku baru berjudul Are You Thinking Clearly? 29 Reasons You Aren't And What To Do About It BBC Future mengeksplorasi lusinan faktor internal dan eksternal yang memengaruhi dan memanipulasi cara berpikir kita. Mulai dari genetika, kepribadian, dan bias hingga teknologi, periklanan, dan bahasa. Dan ternyata mikroba yang menyebut tubuh kita rumah mereka dapat memiliki kendali yang mengejutkan atas otak kita.

Selama beberapa dekade terakhir, para peneliti telah mulai mengungkap bukti yang menarik  dan terkadang kontroversial  yang menunjukkan bahwa mikrobiota usus tidak hanya membantu menjaga otak kita agar tetap berfungsi dengan baik dengan membantu membebaskan nutrisi untuknya dari makanan kita. Tetapi juga dapat membantu membentuk pikiran dan perilaku kita. Temuan mereka bahkan berpotensi mendukung cara kita memahami dan mengarah pada pengobatan baru untuk berbagai kondisi kesehatan mental, mulai dari depresi dan kecemasan hingga skizofrenia.

Gambarannya masih sangat jauh dari selesai, tetapi setelah pandemi Covid-19 yang berdampak buruk pada kesehatan mental orang di banyak bagian dunia, membongkar teka-teki ini bisa menjadi lebih penting dari sebelumnya.
Asal-usul penelitian

Salah satu kisah asal-usul utama bidang penelitian terjadi di hutan belantara Amerika Utara. Saat itu tahun 1822 dan seorang pedagang muda bernama Alexis St Martin sedang berkeliaran di luar pos perdagangan di tempat yang sekarang disebut Pulau Mackinac, di tempat yang sekarang disebut Michigan. Sebuah senapan tiba-tiba secara tidak sengaja meledak di sampingnya, melepaskan tembakan ke sisinya dari jarak jauh lebih dari 91cm.

Luka-lukanya sangat parah sehingga sebagian paru-parunya, sebagian perutnya, dan sebagian besar sarapannya hari itu keluar melalui luka di sisi kirinya. Kematian tampaknya pasti, tetapi seorang ahli bedah tentara bernama William Beaumont datang untuk menyelamatkan nyawa St Martin. Meskipun itu membutuhkan waktu terbaik dalam setahun dan beberapa putaran operasi.

Namun yang tidak bisa diperbaiki Beaumont adalah lubang di perut pasiennya. Fistula yang terus-menerus ini akan tetap menjadi warisan dan bertahan lama. Tetapi Beaumont bukanlah orang yang melewatkan kesempatan yang baik - betapapun tidak menyenangkannya.

Menyadari bahwa lubang tersebut memberikan jendela unik ke dalam usus manusia, dia menghabiskan waktu bertahun-tahun untuk menyelidiki seluk-beluk pencernaan St Martin. Di antara temuan yang ditemukan Beaumont selama studinya tentang St Martin termasuk bagaimana mereka dipengaruhi oleh emosi pemiliknya, seperti kemarahan.

Melalui temuan ini, Beaumont, yang kemudian dipuji sebagai "bapak fisiologi lambung" karena menemukan gagasan tentang "poros usus-otak". Disebutkan  - bahwa usus dan otak tidak sepenuhnya independen satu sama lain. Melainkan berinteraksi, dengan yang satu mempengaruhi yang lain dan sebaliknya. Dan sekarang kita tahu bahwa mikroorganisme di dalam usus kita membuat proses ini menjadi lebih kompleks dan luar biasa.

"Semakin banyak penelitian mengungkapkan bahwa mikrobioma usus dapat mempengaruhi otak dan perilaku pada berbagai hewan yang berbeda," kata Elaine Hsiao, profesor biologi dan fisiologi integratif, di University of California, Los Angeles dikutip BBC 23 Januari 2023.

Bagaimana tepatnya mikrobiota memengaruhi pikiran kita adalah bidang yang berkembang, perintis, dan masih relatif baru. Tetapi ada kemajuan selama 20 tahun terakhir ini yang menunjukkan bahwa mikroorganisme ini bukan hanya bagian penting dari diri fisik kita, tetapi juga diri mental dan emosional kita.

"Dalam pengobatan, kita cenderung mengkotak-kotakkan tubuh," kata Cryan. "Jadi, ketika kita berbicara tentang masalah dengan otak, kita cenderung berpikir tentang leher ke atas. Tetapi kita perlu membingkai hal-hal secara evolusioner. Penting untuk diingat bahwa mikroba ada sebelum manusia ada, jadi kita berevolusi dengan 'teman-teman' ini.Tidak pernah ada waktu ketika otak ada tanpa sinyal yang datang dari mikroba.

Hsiao adalah salah satu peneliti yang memimpin dalam bidang ini dan labnya di UCLA telah mengeksplorasi peran mikroorganisme ini dalam segala hal mulai dari perkembangan otak janin hingga kognisi dan kondisi neurologis seperti epilepsi dan depresi. Dia juga menyelidiki bagaimana mikroba ini dapat memengaruhi otak dan pemikiran kita.

"Mikroba usus tertentu dapat memodulasi sistem kekebalan dengan cara yang memengaruhi otak dan juga menghasilkan molekul yang memberi sinyal langsung ke neuron untuk mengatur aktivitasnya," katanya.

“Kami menemukan bahwa mikroba usus dapat mengatur perkembangan awal neuron dengan cara yang mengarah pada dampak jangka panjang pada sirkuit dan perilaku otak. Kami juga menemukan bahwa dalam rentang waktu yang lebih singkat, mikroba usus dapat mengatur produksi biokimia, seperti serotonin, yang secara aktif merangsang aktivitas neuronal."
 

Berkomunikasi dengan otak

Memang, penelitian menunjukkan mikroba  mungkin berkomunikasi dengan otak kita melalui banyak jalur, dari kekebalan hingga biokimia. Kandidat lain adalah saraf vagus, yang bertindak sebagai "koneksi internet" super cepat antara otak kita dan organ dalam, termasuk usus.  

Bakteri Lactobacillus rhamnosus JB1, misalnya, tampak memperbaiki mood tikus yang cemas dan depresi. Namun, efek menguntungkan ini dihilangkan ketika sinyal yang berjalan di sepanjang saraf vagus diblokir yang menunjukkan bahwa itu dapat digunakan sebagai jalur komunikasi oleh bakteri.

Sebagian besar penelitian di bidang ini dilakukan pada tikus  dan hewan kecil lainnya. Dan tikus, tentu saja, bukanlah manusia. Tetapi mengingat kompleksitas yang membingungkan dalam membangun kausalitas antara sinyal mikroba dan perubahan dalam pemikiran dan perilaku manusia, penelitian pada hewan telah memberikan beberapa wawasan yang menarik tentang interaksi aneh antara bakteri dan otak.

Penelitian menunjukkan bahwa tikus dan tikus yang "bebas kuman" (yang tidak memiliki mikrobiota setelah dipelihara dalam kondisi steril) lebih rentan terhadap kecemasan, dan kurang bersosialisasi dibandingkan dengan mikrobiota yang utuh.

Tikus bebas kuman, dan mereka yang diberi antibiotik juga ditemukan lebih hiperaktif, rentan terhadap perilaku berisiko dan kurang mampu belajar atau mengingat. Antibiotik, yang dapat mengurangi mikrobiota pada hewan, juga mengurangi perilaku bergerombol pada ikan zebra, sementara probiotik meningkatkannya.

Sekali lagi, otak manusia jauh lebih kompleks daripada otak hewan pengerat atau ikan, tetapi mereka memiliki beberapa kesamaan dan dapat memberikan petunjuk. Masuk akal bahwa bakteri, di mana pun mereka tinggal, mungkin mendapat manfaat dengan membantu inangnya menjadi lebih ramah dan tidak terlalu cemas.  (*)