Nutrigenomik
Kelompok 4 (A2) Fildzah Badzlina
(125070300111004)
Eka Nanda Wulandari
(125070300111008)
Findy Siratu Putri
(125070300111012)
Ika Febriani
(125070300111040)
Haris Apriyanto
(125070300111045)
Andayu Nareswari
(125070300111049)
Indah Izza M
(125070300111053)
Yunita Reza Rohmawati
(125070301111003)
Farikha Alfi Fairuza
(125070301111007)
Tiara Dian Novitasari
(125070301111011)
Aulia Miladitya
(125070301111015)
Eryn Patria Perdani
(125070301111019)
Moniska Dwijanti Lukis
(125070302111001)
Unun Fitry Febria F
(125070306111003)
Kartika Diana P.P
(125070307111012)
Luh Putu Wulan Cahyani
(125070307111017)
Aster Asian Grace
(125070307111021)
Gizi Kesehatan Fakultas Kedokteran Universitas Brawijaya 2013
BAB I PENDAHULUAN 1.1
Latar belakang Manusia yang hidup pasti membutuhkan makanan untuk tetap bertahan hidup. Makanan
yang dikonsumsi juga memiliki banyak pengaruh karena kandungan yang dimilikinya. Makanan biasanya berasal dari hewan atau tumbuhan, dimakan oleh makhluk hidup untuk memberikan tenaga dan nutrisi. Tanpa makanan, makhluk hidup akan sulit dalam mengerjakan aktivitas sehariharinya. Makanan dapat membantu manusia dalam mendapatkan energi, membantu pertumbuhan badan dan otak. Setiap makanan mempunyai kandungan gizi yang berbeda. Protein, karbohidrat, dan lemak adalah salah satu contoh gizi yang akan didapatkan dari makanan. Berdasarkan kebutuhan tersebut maka komponen zat dalam makanan yang kita makan akan sangat berpengaruh pada kondisi tubuh kita. Dengan adanya hal tersebut, makanan memiliki pengaruh yang sangat besar terhadap tubuh manusia. Adanya hubungan antara nutrisi manusia dan gen dipelajari dalam ilmu nutrigenomik . Nutrigenomik berasal dari dua kata yaitu nutrisi dan gen. Nutrigenomik adalah ilmu yang mempelajari pengaruh zat gizi dalam ekspresi gen. Ilmu ini memberikan penjelasan bagaimana nutrisi mempengaruhi ekspresi gen. Setiap orang memiliki susunan genetik yang khas yang berbeda dengan orang lain. Oleh karena itu, pemberian nutrisi yang sama pada setiap orang akan memberikan efek yang berbeda. Masyarakat ini semakin meyakini bahwa melalui konsumsi makanan mereka bisa memelihara kesehatan dan menghindarkan diri dari risiko menderita sakit. Mereka yang berusaha mengendalikan kadar kolesterol darah berusaha menghindari lemak hewani. Yang ingin menjaga struktur tulang yang kokoh akan mengutamakan, misalnya, mengonsumsi susu sebagai sumber kalsium. Yang ingin mencegah risiko kanker usus besar (kolon) akan mengonsumsi makanan berserat. Yang ingin mengendalikan berat badan akan memperhatikan nilai kalori makanannya. Pemahaman masyarakat tersebut muncul karena rekomendasi dari para ahli berbagai asosiasi profesi yang berkaitan dengan makanan dan kesehatan hampir di seluruh dunia, termasuk di Indonesia. Rekomendasi tersebut disebarluaskan sebagai upaya untuk meningkatkan kesehatan masyarakat melalui konsumsi makanan. Namun, masyarakat juga sering bingung ketika dihadapkan dengan kenyataan bahwa jenis makanan yang sama dikonsumsi oleh individu yang berbeda menimbulkan efek yang berbeda pula. Hal yang kurang disadari adalah walaupun secara genetik memiliki kesamaan hingga 99,9 persen, semua manusia masih menyisakan 0,1 persen perbedaan yang justru menjadi pembeda antar individu. Selama abad 20, ilmu gizi terfokus pada vitamin, mineral dan penyakit-penyakit akibat kekurangan zat gizi. Seiring dengan berjalannya waktu, masalah kesehatan dunia mulai bergeser pada penyakit-penyakit akibat kelebihan zat gizi (overnutrisi), seperti obesitas dan diabetes melitus
tipe II. Hal ini membuat fokus ilmu kedokteran modern dan ilmu gizi juga berubah sesuai dengan tuntutan zaman. Untuk mencegah meningkatnya insidens penyakit yang berhubungan dengan diet, ilmu gizi mulai mengadakan penelitian bagaimana zat makanan bekerja di tingkat molekuler. Hal ini mencakup interaksi antara berbagai zat makanan pada tingkat gen, protein, dan metabolisme. Oleh karena itu penelitian di bidang gizi mulai bergeser dari epidemiologi dan fisiologi ke biologi molekuler dan genetik, dan lahirlah nutrigenomik. 1.2
Rumusan Masalah 1. Apa yang dimaksud dengan nutrigenomik? 2. Bagaimana hubungan antara gen dengan metabolisme? 3. Bagaimana interaksi antara zat makanan dengan ekspresi gen pada beberapa penyakit?
1.3
Tujuan 1. Untuk mengetahui pengertian dan latar belakang nutrigenomik 2. Untuk mengetahui hubungan antara gen dan metabolisme dalam tubuh 3. Untuk mengetahui interaksi antara zat makanan dengan ekspresi gen pada beberapa penyakit
BAB II PEMBAHASAN 2.1 Pengertian Nutrigenomik Nutrigenomik adalah ilmu yang mempelajari hubungan molekuler antara zat makanan dan respon gen, yang bertujuan supaya dapat meramalkan bagaimana perubahan pada unsurunsur tersebut dapat mempengaruhi kesehatan manusia. Nutrigenomik mempunyai fokus pada pengaruh zat gizi terhadap genome, proteome, dan metabolome, sehingga nutrigenomik dihubungkan dengan gagasan mengenai kebutuhan zat gizi perseorangan berdasarkan genotipnya.
Gambar 1. Nutrigenomik dan nutrigenetik : dua sisi koin yang saling berkebalikan. Untuk target tujuan dari zat gizi sendiri yang akan direalisasikan,efek-efek dari diet terhadap metabolisme tubuh (seperti gen,protein dan metabolit) dan mempengaruhi dari genotip dalam hubungan diet dengan penyakit harus dipertimbangkan. 2.1.1 Latar Belakang Nutrigenomik Seiring dengan berjalannya waktu, masalah kesehatan dunia mulai bergeser pada penyakit-penyakit akibat kelebihan zat gizi (overnutrisi), seperti obesitas dan diabetes melitus tipe II. Untuk mencegah meningkatnya insidens penyakit yang berhubungan dengan diet, ilmu gizi mulai mengadakan penelitian bagaimana zat makanan bekerja di
tingkat molekuler. Hal ini mencakup interaksi antara berbagai zat makanan pada tingkat gen, protein, dan metabolisme. Kaput dan Raymond L Rogriguez mengemukakan konsep dasar berkembangnya ilmu ini dilandasi oleh fakta-fakta yang telah terdokumentasi dan dikenal sebagai 5 prinsip nutrigenomik, yaitu: 1. Zat-zat makanan, baik langsung maupun tak langsung, berpengaruh pada genom manusia, yang dalam aksinya dapat mengubah ekspresi atau struktur gen. 2. Pada kondisi tertentu dan bagi beberapa individu, diet merupakan faktor risiko yang serius sebagai penyebab munculnya sejumlah penyakit. 3. Besarnya pengaruh nutrien pangan dapat menyehatkan atau menyebabkan sakit tergantung pada susunan genetik masing-masing individu. 4. Beberapa gen yang diregulasi oleh diet memainkan peranan dalam inisiasi, insiden, progresi, dan atau keparahan suatu penyakit kronis. 5. Konsumsi makanan yang didasarkan pada pengetahuan akan kebutuhan gizi (nutrisi), status gizi, dan genotipe individu dapat digunakan untuk mencegah, meredakan, atau menyembuhkan penyakit kronis. 2.2 Gen dan Metabolisme Dalam nutrigenomik, zat makanan dipandang sebagai signal yang dapat berinteraksi dengan promoter gen tertentu sehingga ekspresi gen tersebut dapat meningkat atau berkurang.Sekali zat makanan berinteraksi dengan gen, ia akan merubah gen, ekspresi protein, dan produk metabolit sesuai dengan tingkat signal zat makanan tersebut. Nutrigenomik mencoba menggambarkan atau menguraikan pola-pola ini, yang dikenal sebagai dietary signatures (penanda diet). Seperti dietary signatures yang telah diuji pada sel, jaringan, dan organisme tertentu, dengan cara ini pula pengaruh zat makanan pada homeostasis diselidiki.Intervensi diet untuk mencegah onset dari penyakit adalah sebuah tujuan yang kompleks.Tidak hanya membutuhkan pengetahuan bagaimana sebuah zat gizi satu saja yang dapat mempengaruhi sebuah sistem biologis,tetapi juga sebuah gabungan zat gizi kompleks yang disebut diet. Yang menerangkan bahwa zat gizi akan berinteraksi untuk mempengaruhi fungsi biologi. 2.3 Interaksi Diet dan Ekspresi Gen Sampai saat ini, hampir 1000 gen penyakit manusia sudah teridentifikasi, 97% diantaranya diketahui sebagai penyebab penyakit monogenik (artinya mutasi di satu gen saja sudah cukup untuk menjelaskan penyebab penyakit). Pada beberapa penyakit monogenik,
modifikasi asupan makanan dapat mencegah munculnya gejala klinis. Memodifikasi konsumsi makanan tertentu senyawa dapat mencegah beberapa penyakit monogenik , seperti galaktosemia dan fenilketonuria. Galactosemia muncul dari sifat resesif langka di - galaktosa 1 - uridyltransferase fosfat ( Galt ) , yang mengarah ke akumulasi galaktosa dalam darah dan meningkatkan risiko retardasi mental . fenilketonuria adalah dicirikan oleh fenilalanin hidroksilase cacat ( PAH ) enzim , yang mengakibatkan akumulasi fenilalanin dalam darah yang secara drastis meningkatkan risiko kerusakan neurologis. 2.3.1 Interaksi Zat Makanan dan Gen pada Metabolisme Lipid Komponen protein pada lipoprotein disebut apolipoprotein. Sampai saat ini dikenal 16 jenis apolipoprotein yaitu apolipoprotein (apo) A-I, apoA-II, apo AIV, apo(a), apo B, apo CI, apo CII< apo CIII< apo CIV, apo D, apo E, apo F, apo G, apo H, apo I, dan apo J. Lipoprotein utama pembawa trigliserida adalah kilomikron dan very low density lipoprotein (VLDL), sementara untuk kolesterol adalah low density lipoprotein (LDL) dan high density lipoprotein (HDL). Dislipidemi merupakan suatu kondisi di mana profil lipid buruk, yang biasanya ditandai dengan tingginya kadar LDL,VLDL, kilomikron, kolesterol dan trigliserid, sedangkan kadar HDL rendah. Kadar HDL rendah merupakan bentuk dislipidemi yang paling banyak dijumpai pada pasien PJK dengan usia di bawah 60 th. Terdapat hubungan dinamis antara nutrisi dan gen pada metabolisme lipid. Penelitian menunjukkan bahwa individu dengan gen tertentu ( gen yang mengandung alel APOA1*A) memiliki kadar LDL yang lebih tinggi dibandingkan individu dengan gen lain (gen yang mengandung alel APOA1*G) setelah melakukan perubahan komposisi diet monounsaturated fatty acid (MUFA) dari 12% menjadi 22%. Penelitian yang lain menunjukkan bahwa konsumsi polyunsaturated fatty acid (PUFA) pada individu dengan gen tertentu akan menurunkan kadar HDL, sedangkan pada individu yang lain akan meningkatkan kadar HDL. Penelitian-penelitian di atas menunjukkan bahwa pemahaman terhadap polimorfisme genetik pada metabolisme lipid memberikan pemahaman yang lebih baik mengenai sistem pengaturan dan pengontrolan yang kompleks terhadap metabolisme lipid dalam tubuh. Pengetahuan ini dapat membuka jalan bagi penyusunan rekomendasi diet yang lebih baik berdasarkan faktor genetik seorang individu. Rekomendasi khusus semacam itu diharapkan dapat lebih efektif menurunkan risiko PJK dibandingkan rekomendasi yang bersifat umum.
2.4 Interaksi Zat Makanan dan Gen pada Berbagai Penyakit 2.4.1 Interaksi Zat Makanan dan Gen pada Diabetes Melitus Type II Diabetes melitus type II merupakan kelainan metabolik yang ditandai dengan meningkatnya kadar glukosa darah akibat adanya resisensi insulin. Pada resistensi insulin, hati, otot, dan lemak tidak mempunyai respon terhadap insulin. Kadar glukosa darah yang stabil diperlukan untuk menyediakan energi bagi otak, otot, dan organ, dan kelebihan energi akan disimpan di jaringan lemak. Pada saat kadar glukosa dalam darah turun, sel-sel beta pankreas akan memproduksi glukagon, yang akan menstimulasi hati untuk mengubah glikogen menjadi glukosa dan melepaskan glukosa ke dalam darah sehingga kadar glukosa dalam darah naik. Pada saat kadar glukosa darah naik, sel alfa pankreas akan memproduksi insulin yang menahan glukosa tetap berada di dalam hati dan menstimulasi jaringan otot dan lemak untuk menyerap glukosa dari darah. Banyak penelitian menyatakan bahwa diabetes melitus type II juga dipengaruhi oleh faktor genetik. Antara lain penelitian di Belanda menyatakan bahwa anak yang lahir dengan berat lahir rendah pada kondisi kelaparan di Amsterdam memiliki kadar glukosa darah post pandrial lebih tinggi. Penelitian di India menyatakan bahwa bayi dengan Body Mass Index (BMI) rendah pada 2 tahun pertama kehidupan memiliki risiko yang tinggi terkena diabetes.
Dengan demikian dapat dikatakan bahwa gizi buruk pada janin dan bayi menimbulkan pengaruh buruk pada mekanisme yang mengatur toleransi karbohidrat. Hal ini akan mempengaruhi struktur dan fungsi sel beta dan bisa merubah respon jaringan terhadap insulin.
2.4.2 Interaksi Zat Makanan dan Gen pada Kejadian Kanker Payudara Seorang perempuan yang mengonsumsi lebih sedikit buah dan sayur akan memiliki risiko yang lebih tinggi terhadap kejadian kanker payudara karena adanya polimorfisme yang menyebabnya perubahan asam amino valine menjadi alanin pada posisi kesembilan dari rangkaian asam amino pada enzim manganese dependent superoxide dismutase. 2.4.3 Interaksi Zat Makanan dan Gen pada Terjadinya Penyakit Kardiovaskular Sebuah studi epidemioligi menyatakan bahwa ada hubungan antara meningkatnya kadar
homosistein
dengan
risiko
terjadinya
penyakit
kardiovaskular.
Methylene
tetrahydrofolate reductase (MTHFR) mengkatalisis sebuah reaksi yang menghasilkan 5methylene tetrahidro-folate yang merupakan kofaktor pada reaksi perubahan homosistein menjadi metionin. SNPs (C677T dan A1298C) dihubungkan dengan penurunan aktivitas MTHFR sehingga akan mengakibatkan peningkatan konsentrasi homosistein di plasma yang berimbas pada meningkatnya risiko venous thromboembolic diseas, ischemic arterial disease, dan neural tube defect. Untuk meminimalkan efek polimorfisme dari gen MTHFR ini, maka diperlukan treatment suplementasi asam folat.
BAB III PENUTUP 3.1
Kesimpulan Manusia yang hidup pasti membutuhkan makanan untuk tetap bertahan hidup. Makanan yang dikonsumsi juga memiliki banyak pengaruh karena kandungan yang dimiliki makanan tersebut. Makanan adalah bahan, biasanya berasal dari hewan atau tumbuhan, dimakan oleh makhluk hidup untuk memberikan tenaga dan nutrisi. Dengan adanya hal tersebut ,makanan memiliki pengaruh yang sangat besar terhadap tubuh manusia. Adanya hubungan antara nutrisi manusia dan gen dipelajari dalam ilmu nutrigenomik. Nutrigenomik berasal dari dua kata yaitu nutrisi dan gen. Nutrigenomik adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara nutrisi dan genetik. Ilmu ini memberikan penjelasan bagaimana nutrisi bekerja di tingkat genetik. Setiap orang memiliki susunan genetik yang khas yang berbeda dengan orang lain. Oleh karena itu, pemberian nutrisi yang sama pada setiap orang akan memberikan efek yang berbeda. Interaksi zat makanan dan gen pada metabolisme lipid menunjukkan bahwa polimorfisme genetik pada metabolisme lipid memberikan pemahaman yang lebih baik mengenai sistem pengaturan dan pengontrolan yang kompleks terhadap metabolisme lipid dalam tubuh. Interaksi zat makanan dan gen pada diabetes melitus type II menunjukkan bahwa pada banyak penelitian menyatakan bahwa diabetes melitus type II juga dipengaruhi oleh faktor genetic terutama pada bayi. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa gizi buruk pada janin dan bayi menimbulkan pengaruh buruk pada mekanisme yang mengatur toleransi karbohidrat.
3.2
Saran Nutrigenomik sebagai sebuah ilmu baru dapat dikembangkan dan lebih dikenalkan kepada praktisi kesehatan maupun masyarakat luas karena berdasarkan perkembangan jaman dan mengimbangi makanan dan minuman saat ini, diharapkan nutrigenomik dapat mencegah dan mengurangi dampak dari penyakit kompleks melalui makanan dan minuman yang di ekspresikan melalui genom manusia. Pada beberapa tahun kedepannya dengan ilmu nutrisi genomik ini kita bisa memahami interaksi zat gizi dengan genom manusia pada tingkat molecular yang akan membawa manfaat bagi kesehatan umat manusia.
DAFTAR PUSTAKA Arab, L. 2004. Individualized nutritional recommendations: do we have the measurements needed to assess risk and make dietary recommendations? Proc. Nutr. Soc. 63, 167–172 Chavez A, Munos de Chavez. Nutrigenomics in Public Health Nutrition. European Journal of Clinical Nutrition 2003; 57 (suppl.1): 97-100. Fatchiyah. 2013. Nutrigenomik: Strategi Cerdas Regulator Mekanisme Interaksi Genomik dan Nutrisi dalam Penanganan Kesehatan di Masa Depan. Universitas Brawijaya, Malang. Hamim Ahmad, Sutomo R, Sunarti, Julia M, Hermayani E, Nat. Rer. Nutrigenomik: Riset dan Aplikasi Terkini. Annual Scientific Meeting & Tmu Alumni 2008; 2008 Mar 6; Yogyakarta;2008. Muller M, Kersten S. Nutrigenomics Goals and Perspectives. Nature Review Genetic 2003; 4:31522. National Academy of Sciences. Nutrigenomics and Beyond. Washington: The National Academies Press; 2007. Raharjo Sri. Era Baru Ilmu Pangan dan Gizi 2004 April 14. Trayhurn P. Nutritional Gnomics. British Journal Nutrition 2003. 89:1-2
Yulianto WA. Mengoptimalkan Kesehatan dengan Nutrien Pangan. Suara Pembaruan 2004 Mei 14.
