PERANAN ZAT GIZI TERHADAP PERKEMBANGAN KOGNITIF ANAK “ Glutamat Sebagai Neurotransmitter” Oleh: Dr. Bernatal Saragih
Disampaikan pada Seminar Nasional Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Kerjasama dengan PT Ajinomoto dan PATPI Cab. Kaltim 18 Juli 2011, Hotel Mesra Internasional Samarinda
PENDAHULUAN Penemuan Fetal programming Dr. David Barker, BBLR dengan NCD (non communicable disease)
Kualitas SDM
Tumbang Otak 80% Fetal Programming dan Tumbuh Kembang
• Anak yang gizi kurang/buruk, lahir BBLR berdampak pada penurunan kecerdasan kognitif. • Setiap anak gizi buruk mempunyai risiko kehilangan IQ 10-13 point (Depkes, 2005, Pollit, 1993) • Pemberian pangan fortifikasi zat multi gizi mikro (vitamin A, C, asam folat, besi, seng dan iodium), pada saat ibu hamil memberikan respon perkembangan motorik bayi 77 persen lebih baik dibandingkan dengan bayi dari ibu yang saat hamil diberikan makanan tanpa fortifikasi dan kontrol (Saragih, 2007).
PERKEMBANGAN OTAK
• Pada awalnya manusia terbentuk dari fertilisasi sel telur yang disebut zigot kemudian berkembang sehingga terbentuk embrio
• Otak juga berkembang seiring perkembangan janin dalam rahim • Selama perkembangan otak diperkirakan adanya penambahan 250.000 neuron setiap menit .
Gambar Perkembangan otak setelah 3 minggu
• Perkembangan sel saraf dari jaringan embrio disebut ectoderm. • Perkembangan sel saraf pertama kali terlihat pada 16 hari (neural plate) • Beberapa hari kemudian neural plate akan membentuk neural groove • Pada umur 21 hari akan terbentuk neural tube dan akan berkembang menjadi otak dan spinal cord.
Gambar Perkembangan otak sebelum 21 hari
• Otak akan bertumbuh beberapa tahun kemudian setalah lahir dan pada waktu umur 2 tahun diperkirakan otak anak telah mencapai 80% otak orang dewasa • Pada usia 7 tahun lebih dari 95% dari seluruh pertumbuhan otak telah selesai • Setelah 7 tahun pertumbuhan otak akan berjalan sangat lambat sampai puncaknya 21 tahun pada pria dan lebih awal pada wanita
Gambar 6. Perekmbangan Berat Otak manusia
• Otak terdiri dari tiga bagian cerebellum dan brain stem
utama: cerebrum,
• Meskipun berat otak hanya 2% dari berat total tubuh, tetapi otak menggunakan 20% oksigen. • Jumlah sel saraf sekitar 100 milliyar sel (ukuran diameter 4 mikron sampai 100 mikron)
Gizi (Glutamat) dan Neurotransmitter • Dua jalur bagaimana zat-zat gizi dalam bahan pangan dapat mempengaruhi fungsi otak. Pertama, mempengaruhi metabolisme sel-sel saraf, kedua dengan cara mempengaruhi proses transmisi saraf, yaitu sel saraf (neuron) mengadakan komunikasi dengan sel saraf yang lain dengan cara melepaskan sebuah senyawa yang dikenal sebagai neurotransmitter .
Gutamat • Glutamat pertama kali diisolasi sebagai asam glutamat dari hidrolisat asam gandum gluten pada tahun 1866 dan dengan demikian disebut sebagai "asam glutamat atau asam L-glutamat (L-GA)“. • Glutamat ditemukan secara alami dalam semua makanan seperti susu, sayuran, makanan laut, unggas, daging, bumbu tradisional seperti kecap ikan dan kecap, tomat, jamur, keju dan makanan lainnya • Tahun 1959, US-FDA mengklasifikasikan MSG sebagai senyawa yang tergolong aman, GRAS (generally recognized as safe).
• Butuh waktu lama untuk menyadari glutamat sebagai neurotransmitter, ini mungkin terdengar mengherankan, tapi butuh komunitas ilmiah waktu lama untuk menyadari glutamat yang merupakan neurotransmitter meskipun tercatat sudah 70 tahun yang lalu glutamat yang berlimpah di otak dan yang memainkan peran sentral dalam metabolisme otak. • Otak mengandung jaringan sebanyak 5 - 15 mmol kg glutamat lebih dari asam amino lainnya.
• • Glutamat merupakan salah satu dari 20 asam amino yang biasa digunakan untuk membuat protein dan mengambil bagian dalam fungsi metabolisme khas seperti produksi energi dan detoksifikasi amonia di samping sintesis protein. Sulit untuk percaya bahwa suatu senyawa dengan begitu banyak fungsi dan yang hadir hampir di mana-mana dalam konsentrasi tinggi dapat memainkan peranan tambahan sebagai neurotransmitter
• Jumlah asupan glutamat dari makanan di negaranegara Eropa ditemukan stabil di antara 5 sampai 12 g / hari. • Dalam satu studi, 109 orang dengan asma yang diuji setelah konsumsi makanan oriental atau glutamat tidak ada efek samping yang dicatat. • Dua penelitian menyelidiki dampak glutamat pada fungsi paru-paru ditemukan tidak berpengaruh.
• Data dari studi hewan menunjukkan bahwa konsentrasi yang sangat tinggi glutamat dalam darah maternal tidak menemukan jalan melintasi plasenta
• Panel pakar dianggap dosis 16.000 mg / kg berat badan (atau 16 g / kg bobot badan) menjadi maksimum asupan MSG aman untuk orang dewasa (Beyreuther K et al (2007). Consensus meeting: monosodium glutamate – an update. European Journal of Clinical Nutrition, vol 61: pp 304-313).
•Sekitar 70% tubuh kita mengandung air dan sekitar 20% protein dan hampir 2% berat tubuh kita terdiri dari glutamat •Sekitar 50 gram tubuh mensintesa glutamat/hari
Glutamat merupakan zat yang paling berlimpah dari 20 jenis asam amino. Kadarnya mencapai hampir 20% dari asam amino yang ada pada susu
Glutamat dalam ASI
Reaksi bayi terhadap rasa
Umami
Manis
Asam
Pahit
Bagaimana glutamat bekerja sebagai neurotransmitter……
?
• Sel syaraf dalam otak menggunakan glutamat sebagai pengirim isyarat (neurotransmitter). • Jika syaraf dirangsang, sel-sel syaraf akan melepaskan glutamat ke sel-sel lainnya sebagai isyarat yang menunjukkan adanya aktifitas syaraf. • Jika glutamat mencapai syaraf, akan terjadi depolarisasi atau rangsangan. • Glutamat dapat mencapai syaraf dengan cara interaksi pada penerima glutamat di dalam otak.
• Seperti zat sinyal lainnya (neurotransmitter dan hormon) pengaruh sinyal glutamat tidak tergantung pada sifat kimia glutamat, tetapi pada bagaimana sel diprogram untuk merespon bila terkena glutamat. • Sel hanya dengan protein reseptor glutamat ("receiver glutamat") pada permukaannya sensitif terhadap glutamat. • Glutamat exerts sebagai fungsi sinyal dengan cara mengikat dan dengan demikian mengaktifkan protein reseptor. Beberapa subtipe reseptor glutamat telah diidentifikasi: NMDA (N-methyl D-aspartate), / AMPA (2-amino-3-(5-methyl-3-oxo-1,2- oxazol-4-yl)propanoic acid) reseptor kainate dan metabotropic (mGluR).
• Meskipun menunjukkan subtipe reseptor individu tertentu (terbatas) lokalisasi, reseptor glutamat dari satu jenis atau lain ditemukan hampir di mana-mana. • Sel glial Sebagian besar sel-sel saraf, dan bahkan, memiliki reseptor glutamat.
• Cairan ekstraseluler yang merupakan 20% sisa volume jaringan otak, pada konsentrasi (istirahat) normal glutamat dalam cairan ini rendah, dalam urutan dari beberapa mikromolar. Sebaliknya, konsentrasi glutamat dalam sel beberapa ribu kali lebih tinggi (sekitar 1 - 10 milimolar). • Konsentrasi glutamat tertinggi ditemukan di terminal saraf dan konsentrasi di dalam vesikula sinaptik mungkin setinggi 100 milimolar
KESIMPULAN • Glutamat yang terkandung dalam makanan merupakan zat yang berguna bagi tubuh manusia sebagai neurotransmitter dan metabolime energi • Peranan zat gizi untuk perkembangan kognitif pada anak tidak bisa dipisahkan dari perkembangan otak selama proses kehamilan. • Stimulasi setiap tahapan perkembangan anak adalah salah satu cara meningkatkan perkembangan kognitif anak selain dengan perbaikan zat gizi.
Terimakasih
