Gut Microbiota dan Iritable Bowel Disease

medical review

Gut Microbiota dan Iritable Bowel Disease Sigit Triyus Priyantoro

PPDS Ilmu Penyakit Dalam FK Universitas Brawijaya Malang - RS Dr. Saiful Anwar Malang

ABSTRAK Mikrobiota merupakan sekumpulan mikroorganisme termasuk (bakteri, archae, eukaryote dan virus) yang hidup pada host atau tempat khusus dari host seperti saluran cerna pada manusia. Pada hewan dan manusia mikroorganisme atau mikrobiota sangat penting untuk melindungi permukaan mukosa terutama pada saluran pencernaan atau gastrointestinal tract. Normal mikrobiota di dalam saluran pencernaan didominasi oleh bakteri anaerobic.1 Di dalam saluran cerna terdapat kurang lebih 500-1000 spesies mikrobiota.2,3 Berbagai patofisiologi penyakit dikaitkan dengan kondisi dysbiosis dari mikrobiota yang ada didalam saluran cerna antara lain pada penyakit inflammatory bowel disease (IBD) dan penyakit alergi atau atopik. Konsep inilah yang menjadikan pandangan tentang penggunaan probiotik dalam penatalaksanaan penyakit-penyakit tersebut. Kata kunci: Mikrobiota, dysbiosis, inflamatorory bowel disease (IBD) PENDAHULUAN Mikrobiota Mikrobiota merupakan sekumpulan mikroorganisme termasuk (bakteri, archae, eukaryote dan virus) yang hidup pada host atau tempat khusus dari host seperti saluran cerna pada manusia. Pada hewan dan manusia mikroorganisme atau mikrobiota sangat penting untuk melindungi permukaan mukosa terutama pada saluran pencernaan atau gastrointestinal tract. Normal mikrobiota didalam saluran pencernaan didominasi oleh bakteri anaerobik.1 Di dalam saluran cerna terdapat kurang lebih 500-1000 spesies mikrobiota, akan tetapi hanya terdiri dari beberapa phyla bakteri.2,3 Di dalam saluran pencernaan terjadi peningkatan jumlah mikrobiota dari proksimal ke distal dari saluran pencernaan, di dalam lambung dikatakan terdapat kurang lebih 101 sel mikroba per gram jaringan, pada duodenum 103 , jejunum 104, ileum 107 dan pada kolon mencapai jumlah 1012, distribusi mikroba ini sebagian kecil menempel di jaringan dan mukosa, tetapi terbanyak terdapat di dalam lumen.4 Proteobacteria dan Akkermansia muciniphila menempel dan hidup didalam lapisan mukosa saluran pencernaan yang dekat dengan jaringan.5,6 Kolonisasi mikrobiota pada host berawal sejak proses kelahiran berlanjut seiring perkembangan dari host. Di dalam saluran cerna, mikrobiota terdiri dari 1013-14 mikroorganisme, dengan komposisi yang berbeda secara spesifik antar individu. Selama kehidupan individu tersebut, banyak faktor yang berperan dalam komposisi mikrobiota di dalam saluran pencernaan, antara lain diet, usia, obat-obatan, penyakit penyerta, stres dan gaya hidup.

Vol. 28, No. 2 | Edisi Desember 2015

MEDICINUS

43

Technology MEDICAL REVIEW

Gambar 1. Faktor yang mempengaruhi komposisi dan efek dysbiosis pada host. (Felix Sommer,2013)

Di dalam saluran pencernaan, terdapat dua kelompok besar mikroorganisme yaitu mikroorganisme yang menguntungkan (friendly bugs), seperti: gram positif Lactobacili dan Bifidobacteria (>85% dari total bakteri di saluran pencernaan)] dan kelompok bakteri atau mikroorganisme yang potensial patogen yang berada di dalam komplek simbiosis. Dari beberapa data penelitian menunjukkan mikrobiota intestinal memberikan energi untuk metabolisme immunitas dari sel host. Dalam konsep ini mikrobiota berada dalam kondisi keseimbangan, yang apabila terjadi disequilibrium dapat mengakibatkan penyakit, baik gastrointestinal ataupun manifestasi ekstra intestinal.

Gambar 2. Komposisi dan distribusi mikrobiota saluran pencernaan. (Purchiaroni F., Tortora A., et al, 2013) Peranan mikrobiota Mikrobiota berperan dalam banyak kondisi fisiologis yang terjadi pada host, antara lain: Peranan mikrobiota terhadap perkembangan mukosa saluran pencernaan, Peranan mikrobiota saluran pencernaan terhadap innate immune system, Peranan mikrobiota saluran pencernaan terhadap adaptive immune system, Peranan

44

MEDICINUS



mikrobiota saluran pencernaan dan penyakit atopi, Peranan mikrobiota terhadap inflammatory bowel disease. Mikrobiota Saluran cerna dan Inflammatory bowel disease Inflammatory bowel disease (IBD) terbagi menjadi dua kelainan intestinalkronis yaitu: Crohn's disease (CD) dan ulserative colitis (UC). Pada crohn's disease ditandai dengan inflamasi dalam dengan gambaran granuloma dan bisa terjadi pada semua saluran pencernaan. Namun, crohn disease ini paling sering terjadi pada ileum dan caecum. Sedangkan pada ulserative colitis, sebagian besar hanya terjadi di kolon, terutama pada kolon distal dan rektum dengan ulserasi yang lebih superfisial.7 Secara pasti, pencetus kejadian IBD belum diketahui dengan jelas. Ada yang mengatakan bahwa IBD melibatkan banyak faktor dan komplek antara lain sistem imunitas, faktor lingkungan seperti stress, diit, infeksi saluran cerna oleh patogen seperti (Mycobacterium avium subspecies paratuberculosis, Clostridium difficile, Enterotoksigenic bacteriodes fragilis, invasive E.coli, Campylobacter spp, Salmonela spp) dan genotip dari host. Dari berbagai data tentang inflammatory bowel disease menunjukkan kejadian IBD disebabkan oleh respon inflamasi yang tidak tepat terhadap mikroba di intestinal pada host yang sesuai. Berbagai studi mencoba untuk menerangkan tentang peran mikrobiota terhadap kejadian IBD dan menghasilkan data simpulan bahwa IBD merupakan mikrobial dan host specificity. Terdapat interaksi antara mikroba saluran pencernaan dan sel host. Molekul mikroba seperti lipopolisacharide, peptidoglycan, flagellins dan DNA bakteri dikenali oleh reseptor spesifik pada intestinal yang disebut sebagai TLRs dan Nucleotide oligomerisation binding domains (NOD)-like receptor. Polymorfisme yang terjadi pada beberapa reseptor (NOD2, TLR4, CARD15) dikatakan berhubungan peningkatan risiko kejadian IBD pada hewan coba ataupun pada manusia.8 Selain itu juga adanya normal peptide yang disekresikan oleh usus yang mempunyai efek anti mikroba, seperti: defensins, lysozyme, cathelicidins dan secretory immunoglobulin.


Pada beberapa penelitian menunjukkan penurunan ekspresi dari α-defensins pada ileum crohn disease dan juga pada β-defensins pada kolon pasien dengan inflamatory bowel disease, pada pasien dengan Crohn's disease dan ulserative colitis menunjukkan adanya deplesi dan kurangnya keragaman pada mikrobiota phyla pada mukosa maupun pada feces yaitu Bacteriodetes dan Firmicutes yang berfungsi menjaga kesehatan saluran cerna.9 Secara invitro, sel mononuklear di peripheral distimulasi oleh Firmicutes prausnitzii. Selain itu, F. prausnitzii juga menurunkan produksi IL-2 dan IFN-γ dan stimulasi terhadap sekresi IL-10. Pemberian secara oral, F. prausnitzii hidup menunjukkan perbaikan terhadap TNBS (2,4,6-trinitrobenzenesulfonic acid) colitis dan memperbaiki dysbiosis colitis. Pertumbuhan berlebih dari E. coli meningkat pada IBD. E coli yang ditemukan pada Crohn's disease mengekspresikan uropathic-like virulence yang memfasilitasi invasi terhadap mukosa saluran cerna. Perubahan susunan dari mikrobiota (dysbiosis) disimpulkan mempunyai kontribusi terhadap keparahan dari IBD.10 Probiotik bagian suatu terapi Adanya berbagai hasil penelitian yang menunjukkan peranan mikrobiota dysbiosis terhadap patogenesa berbagai penyakit khususnya penyakitpenyakit inflamatori seperti inflamatory bowel disease (IBD) dan atopik, menjadikan koreksi terhadap dysbiosis mikrobiota sebagai salah stu cara mengatasi atau mengurangi angka keparahan dari penyakit, antara lain dengan pendekatan terapi suatu probiotik. Probiotik merupakan bakteri yang sengaja diberikan untuk memberikan manfaat yang bagus bagi kesehatan seperti golongan (Lactobacilli spp, dan Bifidobacteria spp). Probiotik mempunyai manfaat terhadap mukosa saluran cerna melalui beberapa mekanisme antara lain supresi terhadap pertumbuhan bakteri patogen memperbaiki sawar mukosa dan menstimulasi sistem imun pada sel host. Probiotik menghasilkan asam lemak rantai pendek yang akan menurunkan pH saluran cerna dan menghasilkan Protein bakterisidal. Hasil fermentasi oleh bakteri terhadap makanan yang mengandung serat akan menghasilkan asam butirat

MEDICINUS

45


Gambar 3. Perbedaan interaksi mikrobiota pada saluran cerna yang sehat (a) dan saluran cerna dengan dysbiosis mikrobiota (b) (Cerf-bensussan N. and Gaboriau-Routhiau V., 2010) (butyric acid) akan menyuburkan coloni enterocytes yang akan mempertahankan integritas mukosa,10-13 selain itu DNA dari probiotik juga bisa menghambat apoptosis dari sel ECs, probiotik juga memperbaiki gejala dismotiliti dari saluran cerna.

Gambar 4. Homeostasis imun dan ganguan keseimbangan mikrobiota saluran pencernaan (Magrone and Jirillo, 2013)

46

MEDICINUS



Probiotik bagian terapi penyakit inflamatory bowel disease (IBD) Peranan Probiotik dalam pengobatan inflamatory bowel disease (IBD) adalah sebagai ecological treatment. Rasionalisasi dalam penggunaan probiotik dalam terapi IBD antara lain: 1. Beberapa strain probiotik dapat menginduksi sekresi peptida yang bersifat antimikroba oleh sel saluran pencernaan. Peptida antimikrobial ini bisa disekresi langsung oleh bakteri golongan (bacteriocins) atau sel epitel paneth (defensing) dan dapat mengatur jumlah bakteri yang ada di mukosa saluran cerna. Pada Crohn's disease tampak adanya kekurangan dari defensing dan probiotik. 2. Probiotik juga dapat memperbaiki integritas dari pertahanan saluran cerna. Pada IBD diketahui peningkatan permeabilitas dari saluran cerna memegang peranan penting dalam patogenesisnya, sehingga pemakaian probiotik dapat memperbaiki permeabilitas saluran cerna menjadi normal, selain itu golongan Lactobacilli dapat menghambat adhesi dari patogen di saluran cerna dengan menghasilkan musin yang bersifat protektif. 3. Beberapa golongan probiotik dapat berperan sebagai imunomodulator, sehingga akan menstimulasi imunitas innate dan memberikan respon tolerans terhadap imunitas adaptif pada Th1, Th2 atau Th3. Pada penelitian di hewan coba model IBD (inflammatory bowel disease) pemberian VSL#3 probiotik menunjukkan normalisasi fungsi pertahanan pada IL-10, VSL#3 merupakan komposisi dari delapan organisme gram positif antara lain: Bifidobacterium longum, Bifidobacterium infantis, Bifidobacterium breve, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus delbrueckii spp. Bulgaricus, Lattobacillus plantarum dan Streptococcus salivarius spp, Thermophiles. Berdasarkan data studi di atas tentang peran probiotik, pada inflamatory bowel disease (IBD), probiotik mempunyai peran yang penting dalam pengobatan IBD. Meskipun hasil percobaan klinik secara statistik kurang mendukung, kemungkinan karena keterbatasan jumlah akan tetapi pemberian probiotik masih bisa dipertimbangkan berdasarkan kondisi individu dan ketidakseimbangan gut mikrobiota di saluran cerna.

Gambar 5. Peranan probiotik dan achantosis prebiotik dalam imunitas dan pertahanan infeksi (Magrone and Jirillo, 2013)

KESIMPULAN Banyak sekali peran mikrobiota di dalam saluran pencernaan yang bermanfaat bagi host (manusia), yang bisa dijadikan landasan suatu terapi maupun patofisiologi terjadinya suatu penyakit, dan keterkaitan dalam fungsi fisiologis respon imunitas dan fungsi dari saluran cerna (Gambar 6). Berbagai patofisiologi penyakit dikaitkan dengan kondisi dysbiosis dari mikrobiota yang ada didalam saluran cerna antara lain pada penyakit inflammatory bowel disease (IBD) dan penyakit alergi atau atopik. Konsep inilah yang menjadikan pandangan tentang penggunaan probiotik dalam penatalaksanaan penyakit-penyakit tersebut, akan tetapi sampai saat ini belum ada suatu guideline ataupun


MEDICINUS

47


Gambar 6. Dampak dan kegunaan mikrobiota bagi Host. (Felix Sommer, 2013)

kajian ilmiah yang memasukkan penggunaan probiotik dan prebiotik dalam suatu tata laksana penyakit pada inflammatory bowel disease. Diperlukan suatu trial besar dalam hal pemakaian dan efikasi dari manfaat probiotik dalammengatasi dysbiosis dari mikrobiota di saluran cerna.

daftar pustaka 1.

2.

3.

4. 5.

6.

7.

48

Clemente, J. C., Ursell, L. K., Parfrey, L. W. & Knight, R. The impact of the gut microbiota on human health: an integrative view. Cell 148, 2012;1258–1270. Human Microbiome Project Consortium. Structure, function and diversity of the healthy human microbiome. Nature 486,2012;207–214. A detailed catalogue of the human gut microbiome.Qin, J. et al. A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing. Nature 464,2012;59–65. Sekirov, I., Russell, S. L., Antunes, L. C. & Finlay, B. B. Gut microbiota in health and disease. Physiol. Rev. 90,2010;859–904. Sina, C. et al. Extracellular cathepsin K exerts antimicrobial activity and is protective against chronic intestinal inflammation in mice. Gut 22 Mar 2012 (doi:10.1136/gutjnl-2011-300076). Swidsinski, A., Loening-Baucke, V., Lochs, H. & Hale, L. P. Spatial organization of bacterial flora in normal and inflamed intestine: a fluorescence in situ hybridization study in mice. World J. Gastroenterol. 11,2005, 1131–1140. Podolsky DK. Inflammatory bowel disease. N Engl J Med 2002; 347: 417-429.

MEDICINUS

8. 9.

10. 11.

12.

13.

Noomen CG, Hommes DW, Fidder HH. Update on genetics in inflammatory disease. Best Pract Res Clin Gastroenterol 2009; 23: 233-243. Swidsinski A, Loening-Baucke V, Vaneechoutte M, Doerffel Y. Active Crohn’s disease and ulcerative colitis can be specifically diagnosed and monitored based on the biostructure of the fecal flora. Inflamm Bowel Dis 2008; 14: 147-161. Collins SM. A case for an immunological basis for irritable bowel syndrome. Gastroenterology 2002; 122: 2078-2080. O’mahony L, Mccarthy J, Kelly P, Hurley G, Luo F, Chen K, O'sullivan GC, Kiely B, Collins JK, Shanahan F, Quigley EM. Lactobacillus and Bifidobacterium in irritable bowel syndrome: symptom responses and relationship to cytokine profiles. Gastroenterology 2005; 128: 541-551. Guyonnet D, Chassany O, Ducrotte P, Picard C, Mouret M, Mercier CH, Matuchansky C. Effect of a fermented milk containing Bifidobacterium animalis DN-173 010 on the healthrelated quality of life and symptoms in irritable bowel syndrome in adults in primary care: a multicentre, randomized, double-blind, controlled trial. Aliment Pharmacol Ther 2007; 26: 475-486. Moayyedi P, Ford AC, Talley NJ, Vaisman N. The efficacy of probiotics in the therapy of irritable bowel syndrome: a systematic review. Gut 2008; 59: 325-332.


Gut Microbiota dan Iritable Bowel Disease

Recommend Documents