Mikrobiota Usus dan Metabolisme Nutrien

Mikrobiota usus adalah komunitas mikroorganisme padat di dalam usus, yang paling banyak terdapat di usus besar, yang berkontribusi pada nutrisi inang dengan memfermentasi komponen makanan yang tidak dapat dicerna oleh inang. Melalui fermentasi ini, ia menyelamatkan energi dari karbohidrat yang tidak terserap, menghasilkan asam lemak rantai pendek dan vitamin tertentu, serta berpartisipasi dalam hubungan mutualistik dengan inang.

Definition

Mikrobiota usus adalah komunitas mikroorganisme yang mendiami saluran pencernaan; perannya dalam metabolisme nutrien adalah serangkaian aktivitas mikroba — terutama fermentasi kolonik substrat yang tidak dapat dicerna menjadi asam lemak rantai pendek dan sintesis beberapa vitamin — yang berkontribusi pada pasokan nutrien inang.

Scope

Topik ini mencakup komposisi dan skala komunitas mikroba usus, kontribusi metaboliknya terhadap nutrisi — terutama fermentasi karbohidrat yang tidak dapat dicerna menjadi asam lemak rantai pendek — dan modulasi diet mikrobiota melalui prebiotik. Ini adalah fisiologi dan nutrisi referensi dan tidak memberikan resep probiotik, prebiotik, atau diet.

Core questions

• Bagaimana komposisi dan skala mikrobiota usus manusia?
• Bagaimana fermentasi mikroba berkontribusi pada pasokan nutrien dan energi inang?
• Bagaimana diet, termasuk prebiotik, membentuk mikrobiota dan hasil metaboliknya?

Key concepts

• Mutualisme inang-mikrobiota
• Fermentasi kolonik karbohidrat yang tidak dapat dicerna
• Asam lemak rantai pendek (asetat, propionat, butirat)
• Penyelamatan energi dari substrat yang tidak terserap
• Sintesis vitamin oleh mikroba
• Prebiotik dan modulasi diet
• Keanekaragaman, stabilitas, dan ketahanan komunitas

Mechanisms

Usus menampung komunitas mikroba yang jumlah selnya sebanding dengan sel inang itu sendiri (Sender et al., 2016), terlibat dalam hubungan mutualistik di mana mikroba memperoleh habitat yang kaya nutrien dan inang memperoleh kapasitas metabolik yang tidak dimilikinya (Bäckhed et al., 2005). Karbohidrat yang lolos dari pencernaan usus kecil mencapai usus besar, di mana mikrobiota memfermentasinya menjadi asam lemak rantai pendek — asetat, propionat, dan butirat — yang diserap dan digunakan oleh inang, memulihkan energi yang seharusnya hilang (Cummings et al., 1987). Komposisi dan hasil metabolik komunitas ini bervariasi antar individu namun menunjukkan stabilitas dan ketahanan yang khas (Lozupone et al., 2012), dan dapat dibentuk oleh diet: substrat yang difermentasi secara selektif yang disebut prebiotik mendorong aktivitas mikroba tertentu (Gibson & Roberfroid, 1995; Gibson et al., 2017).

Clinical relevance

Peran metabolik mikrobiota menginformasikan bagaimana serat makanan, fermentasi, dan interaksi inang-mikroba dipertimbangkan dalam ilmu gizi dan kesehatan. Entri ini menjelaskan metabolisme nutrien mikroba normal untuk referensi dan pendidikan dan bukan merupakan dasar untuk rekomendasi probiotik, prebiotik, diet, atau pengobatan individu.

Debates

Bagaimana seharusnya 'prebiotik' didefinisikan?

Konsep asli bahan yang difermentasi secara selektif yang bermanfaat bagi inang telah ditinjau kembali seiring kemajuan ilmu mikrobioma; konsensus ahli internasional memperbarui dan memperluas definisi dan cakupan prebiotik, menyempurnakan kriteria yang harus dipenuhi oleh suatu substrat.

Seminal works

• backhed-2005
• cummings-1987
• gibson-1995
• lozupone-2012

Frequently asked questions

Bagaimana mikrobiota usus membantu nutrisi?

Mikrobiota usus memfermentasi komponen makanan yang tidak dapat dicerna oleh inang, terutama karbohidrat yang mencapai usus besar, menghasilkan asam lemak rantai pendek yang diserap dan digunakan oleh inang untuk energi, dan juga mensintesis beberapa vitamin.

Apa itu prebiotik?

Prebiotik adalah substrat makanan yang secara selektif digunakan oleh mikroorganisme inang untuk memberikan manfaat kesehatan; definisinya telah disempurnakan dari waktu ke waktu oleh konsensus ahli seiring dengan berkembangnya pemahaman tentang mikrobiota.