Apa yang Dimaksud dengan Sumbu Usus-Otak? Bagaimana Mikrobioma Anda Dapat Mempengaruhi Kesejahteraan

Anda mungkin pernah mendengar tentang probiotik yang membantu hal-hal seperti suasana hati dan tidur. Tapi bagaimana bisa usus Anda memiliki dampak yang begitu besar pada otak Anda? Ternyata, kedua organ ini sangat terhubung dengan cara yang tidak sepenuhnya kita pahami, tetapi mulai kita kenali. Usus Anda dapat memengaruhi tidur, suasana hati, kesehatan secara keseluruhan, dan masih banyak lagi - dan bukan hanya dari makanan yang Anda makan!

Sumbu usus-otak (GBA) adalah jalur dua arah (dua arah) antara otak dan usus. GBA memungkinkan sistem saraf pusat (SSP), yang terdiri dari otak dan tulang belakang, "berbicara" dengan usus. Usus mencakup sel-sel manusia seperti sistem saraf enterik (ENS, dengan perkiraan 200-600 juta neuron!) dan sel-sel entero-endokrin, serta sel-sel bakteri dan ragi dari mikrobioma usus. GBA juga merupakan jalur dimana probiotik yang Anda konsumsi melalui mulut dapat mempengaruhi otak.

Jalur ini melintasi tiga jalan raya utama:

• Saraf vagus, sekumpulan serabut yang membentang dari otak ke organ-organ utama
• Sistem peredaran darah
• Sistem kekebalan tubuh

Dengan menggunakan sistem ini, usus dan otak berkomunikasi satu sama lain melalui sinyal saraf, molekul imun, hormon, dan nutrisi. Ini berarti suatu kondisi di satu area dapat memengaruhi area lainnya, seperti bagaimana stres dapat menyebabkan gangguan pencernaan atau pelepasan hormon ghrelin dapat memberi sinyal rasa lapar ke otak. 

Ini juga berarti bahwa probiotik tertentu dapat memiliki pengaruh pada sistem saraf pusat Anda. Probiotik yang dapat memengaruhi dopamin otak melalui GBA, misalnya, dapat memberikan efek positif pada suasana hati Anda. Artikel ini akan mengeksplorasi semua mekanisme ini dan banyak lagi, sehingga Anda dapat memiliki pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana usus dan otak Anda bekerja sama.

Mikrobioma Usus dan Sumbu Usus-Otak 

Sumbu mikrobioma-usus-otak (MGBA) adalah bagian dari sumbu usus-otak. MGBA menggambarkan jaringan komunikasi dua arah antara mikroba usus dan otak. Ada triliunan mikroba di dalam usus dan mereka dapat mengirimkan informasi ke otak. Saraf vagus, darah, dan molekul kekebalan tubuh dapat mengangkut sinyal mikroba usus di antara keduanya. Otak mengambil semua informasi sensorik ini, mengintegrasikannya dengan informasi lain, dan membuat keputusan untuk memberi sinyal pada tindakan lain, seperti respons stres atau metabolisme makanan.

Berikut ini adalah cara kerja MGBA di dalam tubuh:

Saraf Vagus: Jalan Raya Komunikasi Utama Sumbu Otak-Utung

Saraf vagus adalah sekumpulan besar serat yang mentransfer impuls listrik. Saraf ini menghubungkan sistem saraf pusat (SSP), terutama otak, ke bagian tubuh lainnya, termasuk sistem saraf usus, yang secara resmi disebut sistem saraf enterik. Saraf vagus menghubungkan batang otak ke perut, usus kecil, dan usus besar di beberapa lokasi. Seperti yang mungkin dapat Anda ketahui dari daftar itu saja, saraf vagus memainkan peran besar dalam usus! 

Reseptor pada ujung saraf vagus dapat merasakan perubahan volume dalam perut akibat pencernaan makanan, dan penembakan listrik dari ujung saraf ini kemudian dapat mengontrol kapan perut bermuara ke usus kecil. Sistem usus kemudian dapat "berbicara kembali" kepada sistem saraf pusat dengan melepaskan hormon ghrelin, yang menandakan rasa lapar. Demikian pula, hanya dengan memikirkan makanan saja sudah bisa memberi sinyal pada cairan pencernaan untuk mulai mengalir.

Jadi, bagaimana bakteri usus dapat memengaruhi otak Anda? Usus menyerap nutrisi dan melepaskannya ke dalam aliran darah, di mana beberapa di antaranya dapat masuk ke otak. Disbiosis, ketidakseimbangan bakteri usus, dapat memungkinkan bakteri "jahat" dan/atau metabolit toksiknya masuk ke dalam aliran darah dengan menyebabkan penghalang antara usus dan aliran darah menjadi tembus. Hal ini dapat memicu respons imun yang menyebabkan degenerasi saraf, seperti yang disarankan oleh studi praklinis. Memiliki usus yang "seimbang" sangat penting untuk kesehatan secara keseluruhan. 

Di sisi lain, hubungan mikrobioma-usus-otak dapat memberikan efek positif. Strain probiotik tertentu telah terbukti membantu menurunkan kadar kortisol, yang berkorelasi dengan stres. Psikobiotik khususnya cenderung memiliki pengaruh yang kuat pada MGBA. L. plantarum PS128 adalah psikobiotik yang tampaknya membantu menyeimbangkan dopamin dan serotonin di otak berdasarkan studi praklinis, yang memengaruhi suasana hati dan tidur. 

Penghalang Darah-Otak

Penghalang darah-otak (BBB) memainkan peran penting di tengah-tengah semua ini. Hal ini karena BBB memiliki "filter" yang ketat yang mengatur homeostasis SS P sebagai bentuk perlindungan. Pembatasan ini membantu menjaga fungsi saraf dan melindungi SSP dari "pengunjung" yang tidak diinginkan seperti zat beracun dan patogen. Hilangnya fungsi penghalang ini dapat mengakibatkan disfungsi neurologis. 

Namun, BBB juga dapat menyulitkan masuknya zat-zat bermanfaat ke dalam otak dari aliran darah. Sebagai contoh, dopamin tidak dapat melewati BBB, tetapi prekursor biosintesisnya, tirosin dan L-dopa, bisa. Senyawa kimia ini kemudian dapat diubah menjadi dopamin di dalam neuron tertentu di dalam otak. Inilah sebabnya mengapa kadar dopamin dalam otak biasanya tidak dapat ditingkatkan dengan mengonsumsi dopamin secara oral.

Dua pengecualian penting untuk pembatasan sawar darah otak adalah kafein dan alkohol. Kedua bahan kimia ini dengan cepat diserap ke dalam aliran darah, dan dapat melintasi sawar darah otak hanya dengan berdifusi melalui membran karena karakteristik kimianya. Inilah sebabnya mengapa kafein dan alkohol memiliki efek yang begitu cepat pada perilaku manusia. 

Anda mungkin pernah membaca bahwa sel-sel enteroendokrin dalam lapisan saluran pencernaan mensintesis hingga 95% serotonin dalam tubuh kita. Beberapa jenis probiotik mungkin dapat memengaruhi tingkat serotonin di dalam usus juga. Namun, penting untuk diingat bahwa serotonin yang diproduksi usus ini tidak mencapai otak. Serotonin usus berperan dalam motilitas usus, dan juga dapat masuk ke dalam aliran darah - tetapi serotonin dan neurotransmiter lain dalam darah tidak dapat melewati sawar darah-otak di mana mereka akan memiliki efek langsung pada suasana hati. 

Oleh karena itu, efek langsung dari probiotik terhadap suasana hati atau aktivitas otak harus dimediasi oleh satu atau lebih dari tiga jalan raya utama GBA (lihat diagram di bawah). Sebagai contoh, strain probiotik dapat memengaruhi pengikatan molekul ke salah satu ujung saraf vagus, mengirimkan sinyal listrik yang memengaruhi aktivitas neurotransmitter di otak ("jalan raya" saraf vagus). Secara teoritis, strain probiotik mungkin juga dapat memengaruhi tingkat prekursor biosintesis neurotransmitter dalam darah, memengaruhi produksinya di dalam otak hingga tingkat tertentu (sistem peredaran darah).

Dampak Metabolit Mikroba Usus

Sirkulasi memberikan kesempatan penting untuk komunikasi poros usus-otak. Usus menyerap nutrisi dan melepaskannya ke dalam aliran darah, dan beberapa nutrisi ini pada akhirnya dapat masuk ke otak. Sebagai contoh, asam lemak rantai pendek(SCFA) adalah jenis metabolit yang diproduksi oleh mikroorganisme yang memengaruhi proses SSP melalui banyak jalur yang telah disebutkan sebelumnya, termasuk sistem peredaran darah dan sistem kekebalan tubuh. Banyak strain probiotik menghasilkan metabolit ini. 

SCFA terkenal karena mereka memainkan peran penting dalam kesehatan usus dengan menjaga integritas penghalang usus. Mereka juga dapat membantu menjaga sawar darah-otak dan mendukung pematangan sel-sel kekebalan otak.

Mikroba usus juga dapat memengaruhi metabolisme seseorang, yang dapat memengaruhi jenis dan kadar nutrisi dalam darah. Hal ini kemudian dapat memengaruhi nutrisi yang tersedia untuk otak, dan juga memiliki kemampuan untuk memengaruhi permeabilitas sawar darah-otak. Hubungan ini berarti usus dapat memiliki pengaruh tidak langsung terhadap produksi serotonin, dopamin, atau hormon yang berhubungan dengan suasana hati di otak. 

Sebagai contoh, triptofan, asam amino esensial, digunakan oleh otak untuk membuat serotonin dan melatonin dan harus dipasok oleh makanan Anda. Kalkun terkenal mengandung triptofan (berkat hubungan asam amino dengan melatonin, orang cenderung menyalahkan kalkun pada hari Thanksgiving karena membuat mereka mengantuk), seperti halnya ayam, susu murni, tuna, gandum, dan banyak lagi. Mikroba usus dapat memengaruhi metabolisme triptofan dalam usus, yang berdampak pada jumlah triptofan dalam darah, dan hal ini dapat memengaruhi seberapa banyak asam amino yang tersedia bagi otak untuk membuat serotonin dan melatonin. 

Sistem Kekebalan Tubuh & Sumbu Usus-Otak

Selain mencerna makanan, usus juga menjadi tempat bagi sebagian besar sistem kekebalan tubuh. Sel-sel kekebalan di dalam usus mendukung toleransi makanan dan bakteri yang bersahabat, tetapi juga dapat menstimulasi reaksi alergi dan kepekaan terhadap makanan, serta mempertahankan diri dari bakteri yang tidak diinginkan. 

Sistem kekebalan usus dapat merasakan bakteri di dalam usus dan berkomunikasi dengan otak. Sel dendritik adalah sel kekebalan yang memiliki lengan ("dendrit"), yang dapat merasakan isi usus, termasuk bakteri usus dan probiotik yang Anda konsumsi melalui mulut. Setelah merasakan jenis bakteri usus tertentu, sel-sel kekebalan ini kemudian bermigrasi ke sistem limfatik. Proses pensinyalan mereka menghasilkan pelepasan molekul yang disebut sitokin yang dapat melewati sawar darah otak. 

Sitokin ini dapat berinteraksi dengan reseptor pada neuron otak untuk mengubah aktivitas otak. Yang menarik, sitokin tertentu dikaitkan dengan suasana hati dan nafsu makan. Beberapa aktivitas kekebalan tubuh dapat memengaruhi reseptor dan transporter serotonin, dan dapat memengaruhi suasana hati juga.

Buatlah Koneksi Otak-Otak

Seperti yang Anda ketahui, poros usus-otak itu rumit - dan belum sepenuhnya dipahami. Semoga penjelasan ini memberikan Anda pemahaman yang lebih baik tentang berbagai cara usus dan otak berkomunikasi dan bekerja sama. Jika Anda ingin tahu lebih lanjut tentang bagaimana probiotik dapat menggunakan GBA untuk memengaruhi dampak neurologis, Anda dapat melihat studi klinis L. plantarum PS128, strain probiotik usus-otak dalam produk Bened Life, di sini.