Bagaimana Pola Makan Mempengaruhi Penyakit Jantung Iskemik dan Diabetes Tipe Dua?

Indonesia merupakan negara yang cukup umum dengan berbagai penyakit dalam seperti, serangan jantung, diabetes akut, gagal organ, dan masih banyak lagi. Hal tersebut disebabkan oleh kombinasi pola hidup yang kurang sehat dengan polusi lingkungan. 

Kombinasi penyakit jantung dan diabetes merenggut sekitar 17.9 juta jiwa setiap tahunnya (Khan et al. 2020; Lin et al. 2020). Penyakit jantung iskemik, yaitu serangan jantung yang disebabkan oleh penyempitan pembuluh darah sehingga jantung tidak menerima oksigen yang cukup (Indriyati et al. 2021).

Penyempitan pembuluh darah umumnya terjadi karena terdapat penumpukan lemak atau kalsium. Di sisi lain, diabetes melitus tipe dua disebabkan oleh kurangnya produksi insulin oleh sel beta pankreas sehingga glukosa tidak dapat diproses menjadi glikogen (Galicia-Garcia et al. 2020).

Penyebab utama penyakit tersebut dikaitkan kepada produksi TMAO (trimetilamin N-oksida) dan SCFA (short chain fatty acids). Untuk menanggulangi penumpukan kedua senyawa tersebut, beberapa penelitian telah mempelajari dampak pola makan tertentu terhadap respon tubuh dan kemungkinan timbulnya penyakit jantung dan diabetes.

Salah satu penelitian yang membahas tentang korelasi antara pola makan dan pencegahan penyakit jantung iskemik adalah bagaimana konsumsi pola makan mediteranian yang mengandung minyak esensial dari savory, rosemary dan parsley dapat mencegah peluang seseorang menderita penyakit jantung iskemik. 

Minyak esensial dari ketiga tanaman tersebut dapat menekan peluang seseorang terkena penyakit jantung melalui beberapa mekanisme, yakni sebagai berikut (Sánchez-Quintero et al. 2022).

Menekan pembentukan hepatic flavin-containing monooxygenase (FMO3)

Lemak di dalam tubuh diolah melalui proses beta oksidasi. Beta oksidasi merupakan proses dimana lemak diubah menjadi asetil-KoA, FADH2 dan NADH yang akan digunakan untuk membentuk energi yang dibutuhkan tubuh (Adeva-andany et al. 2019). Meskipun demikian, apabila lemak yang dikonsumsi tubuh berlebih, maka lemak tersebut akan ditumpuk di dalam hati. 

Oleh sebab itu, untuk mempercepat pengolahan lemak tersebut, mitokondria tubuh akan dibantu oleh senyawa L-karnitin. Oleh sebab itu, L-karnitin pada umumnya digunakan untuk menurunkan berat badan dan mencegah penyakit hati akibat penumpukan lemak (Montesano et al. 2020). Meskipun demikian, mikroba usus akan mengubah L-karnitin berlebih di tubuh menjadi trimetilamin (TMA). 

Apabila TMA teroksidasi, maka TMA akan membentuk TMAO dengan bantuan FMO3 dari hati agar dapat diserap oleh sel darah merah (Qin et al. 2021; Roncal et al. 2019). Meskipun demikian, TMAO dapat meningkatkan peluang terkena penyakit jantung iskemik. Inflamasi merupakan salah satu gejala dari penyakit jantung iskemik yang disebabkan oleh penumpukan TMAO. Adapun dampak dari TMAO terhadap inflamasi sel-sel pada tubuh manusia yakni sebagai berikut.

 Tabel 1  Pengaruh TMAO terhadap inflamasi pada sel manusia. Dokpri

TMAO dapat membentuk senyawa seperti nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells (NF-κB) dan endoplasmic reticulum kinase (PERK) yang dapat mengubah ekspresi gen pada tubuh, sehingga tubuh mengalami inflamasi (Zhao & Wang 2020). Selain itu, TMAO juga dapat membentuk nucleotide-binding domain (NOD)-like receptor protein 3 (NLRP3) inflammasome yang mengundang sitokin - sitokin pengaktivasi inflamasi pada tubuh (Zhao & Wang 2020).

Gambar 1  Gambar mekanisme bagaimana TMAO dapat menyebabkan inflamasi pada tubuh (Zhao & Wang 2020). Dokpri

Menurut penelitian, minyak esensial dapat mengurangi FMO3 yang membantu oksidasi dari TMA (Sánchez-Quintero et al. 2022). Akibat dari pengurangan jumlah FMO3 tersebut, terdapat pengurangan jumlah TMAO secara signifikan. Dengan demikian, konsumsi minyak esensial dapat menurunkan risiko seseorang terkena penyakit jantung iskemik.

Pengaruh terhadap mikroba usus

Selain mencegah pembentukan TMAO, minyak esensial tanaman parsley dan rosemary dapat mempengaruhi pertumbuhan mikroba usus, terutama bakteri Lactobacillus sp. dan bakteri Barnesiella sp.. Bakteri tersebut membantu meningkatkan produksi SCFA seperti asam propionat, asam butirat dan asam asetat. Bakteri tersebut membentuk SCFA dari penghancuran dietary fibers yang terdapat pada parsley, savory, dan rosemary (Sulaeman & Novriana 2022). 

Bakteri Lactobacillus memproduksi asam asetat yang berguna untuk mengatur berat badan, sensitivitas insulin dan nafsu makan (Oh et al. 2019). Sementara itu, bakteri Barnesiella membantu meningkatkan asam propionat yang berfungsi untuk mengatur pembentukan lemak pada tubuh dan asam butirat yang memperkuat epitel usus.

Gambar 2  Grafik pengaruh konsumsi minyak esensi terhadap jumlah dan keragaman mikroba usus di tikus (Sánchez-Quintero et al. 2022). Dokpri

Berdasarkan grafik diatas, jumlah bakteri Lactobacillus pada tikus yang diberikan minyak esensi lebih besar apabila dibandingkan dengan jumlah bakteri Lactobacillus yang tidak diberikan perlakuan ataupun tikus yang hanya diberikan karnitin. 

Sementara itu, jumlah bakteri Barnesiella pada tikus yang diberi suplementasi minyak parsley dan rosemary memiliki jumlah yang lebih besar dibandingkan tikus yang hanya diberikan suplementasi karnitin dan tikus yang tidak diberikan perlakuan.

Pencegahan inflamasi dan berbagai penyakit lainnya

Selain meningkatkan pembuangan SCFA, minyak esensial dari parsley dan rosemary dapat mencegah pembentukan inflamasi dengan menurunkan pembentukan sitokin seperti Tumor Necrosis Factor Alpha (TNF-α) dan Interleukin-22 (IL-22). Senyawa-senyawa sitokin merupakan protein-protein yang dilepas oleh tubuh ketika terjadi inflamasi (Hanna & Frangogiannis 2020). 

Selain pelepasan sitokin, Inflamasi ditandai dengan adanya pembentukan protein karbonil dan pentosidin (Adeshara et al. 2020; Zhao et al. 2021). Kedua senyawa tersebut terbentuk dari asam amino seperti lisin, prolin dan arginin yang mengalami deaminasi secara oksidatif. Akibat reaksi tersebut, asam amino diubah menjadi alfa-aminoadipik semialdehid (AAS) dan glutamik semialdehid (GGS).

AAS merupakan salah satu penanda protein yang terdapat pada penyakit diabetes tipe II (Wang et al. 2013). Sementara itu, pentosidin terbentuk dari adanya glikosilasi dari pembentukan cross-link antara pentosa dengan residu dari arginin dan lisin (Caldiroli et al. 2022).

Konsumsi minyak esensi dapat menurunkan peluang terjadinya inflamasi dengan cara menurunkan kadar protein karbonil dan pentosidin. Selain itu, minyak esensial dari parsley juga meningkatkan thrombomodulin yang mengatur inflamasi pada penyakit (Giri et al. 2021). 

Thrombomodulin merupakan protein yang mengatur inflamasi dengan cara menghambat datangnya leukosit. Dengan demikian, peningkatan protein thrombomodulin dapat mengurangi inflamasi ketika terdapat suatu penyakit.

Gambar 3  Grafik pengaruh konsumsi minyak esensial terhadap kadar thrombomodulin dalam tubuh tikus (Sánchez-Quintero et al. 2022). Dokpri

Terdapat perbedaan secara nyata antara kadar thrombomodulin pada tikus yang tidak diberi perlakuan dan tikus yang hanya diberi karnitin dibandingkan dengan tikus yang diberi suplementasi minyak esensi. Sehingga dapat disimpulkan bahwa minyak esensial seperti yang berasal pada parsley, savory dan rosemary terbukti mampu ampuh menjadi agen penurun resiko penyakit jantung di Indonesia. 

Hal ini didukung oleh kemampuan dari minyak esensial dalam mengurangi tingkat oksidasi senyawa L-karnitin yang berlebih akan diubah menjadi TMA, yang mana TMA sendiri memiliki dampak buruk yaitu ketika teroksidasi maka akan membentuk senyawa baru bernama  TMAO. 

Di lain sisi minyak esensial juga mempunyai efek prebiotik yang akan dengan cepat memulihkan jumlah populasi bakteri baik pada usus manusia. Contoh bakterinya adalah Lactobacillus dan bakteri Barnesiella. Senyawa yang dihasilkan oleh kedua bakteri ini adalah SCFA seperti asam propionat, asam butirat serta asam asetat. Senyawa tersebut dapat mengatur berat badan, nafsu makan juga sintesis pembentukan lemak. 

Tidak sampai disitu saja, senyawa yang terkandung pada minyak esensial di atas juga dapat menekan produksi berlebih SCFA dan sitokin dalam tubuh. Produksi berlebihan dapat menyebabkan penyempitan pembuluh darah akibat SCFA yang menumpuk. Selain itu, sitokin berperan sebagai agen peradangan yang dapat menyebabkan inflamasi. Sehingga, kedua faktor sebelumnya dapat menjadi faktor dalam memicu penyakit jantung iskemik. 

Namun, perlu diingat bahwa konsumsi dari minyak esensial tersebut harus dalam keadaan yang seimbang, tidak boleh berlebih ataupun kurang dari seharusnya sehingga dapat menimbulkan hasil yang maksimal dan tidak menimbulkan efek samping. Dengan demikian, minyak esensial dari tanaman parsley, rosemary dan savory dapat dijadikan nutraceutical yang cukup menjanjikan untuk pengobatan dan/atau pencegahan penyakit kardiovaskular dan diabetes.

Daftar Pustaka

• Adeva-Andany, M. M., Carneiro-Freire, N., Seco-Filgueira, M., Fernandez-Fernandez, C., Mourino-Bayolo, D., 2019. Mitochondrial β-oxidation of saturated fatty acids in humans. Mitochondrion, 46, pp.73-90.
• Adeshara, K. A., Bangar, N. S., Doshi, P. R., Diwan, A. and Tupe, R. S., 2020. Action of metformin therapy against advanced glycation, oxidative stress and inflammation in type 2 diabetes patients: 3 months follow-up study. Diabetes & Metabolic Syndrome: Clinical Research & Reviews, 14(5), pp.1449–1458. 
• Boini, K.M., Hussain, T., Li, P.L. and Koka, S., 2017. Trimethylamine-N-oxide instigates NLRP3 inflammasome activation and endothelial dysfunction. Cellular Physiology and Biochemistry, 44, pp.152-162.
• Caldiroli, L., Molinari, P., Dozio, E., Rigolini, R., Giubbilini, P., Romanelli, M. M. C., Castellano, G. and Vettoretti, S., 2022. In patients with chronic kidney disease advanced glycation end-products receptors isoforms (sRAGE and esRAGE) are associated with malnutrition. Antioxidants, 11(7), pp.1-13.
• Galicia-Garcia, U., Benito-Vicente, A., Jebari, S., Larrea-Sebal, A., Siddiqi, H., Uribe, K.B., Ostolaza, H. and Martin, C., 2020. Pathophysiology of type 2 diabetes mellitus. International Journal of Molecular Sciences, 21(17), pp.1-8.
• Giri, H., Panicker, S.R., Cai, X., Biswas, I., Weiler, H. and Rezaie, A.R., 2021. Thrombomodulin is essential for maintaining quiescence in vascular endothelial cells. PNAS, 118(11), pp.1-9.
• Hanna, A. and Frangogiannis, N. G., 2020. Inflammatory cytokines and chemokines as therapeutic targets in heart failure. Cardiovascular Drugs and Therapy, 34(6), pp.849–863. 
• Indriyati, L.H., Pandhita, G.S. and Anis, N., Suraya, A., 2021. Predictive measure for ischemic heart disease among workers in Jakarta, Indonesia. Jurnal Kedokteran Brawijaya, 31(4), pp.4-8.
• Khan, M.A.B., Hashim, M.J., Mustafa, H., Baniyas, M.Y., Suwaidi, S.K.B.M.A., AlKatheeri, R., Alblooshi, F.M.K., Almatrooshi, M.E.A.H., Alzaabi, M.E.H., Darmaki, R.S.A. and Lootah, S.N.A.H., 2020. Global epidemiology of ischemic heart disease: results from the global burden of disease study. Cureus, 12(7), pp.1-12.
• Lin, X., Xu, Y., Pan, X., Xu, J., Ding, Y., Sun, X., Song, X., Ren, Y. and Shan, P.F., 2020. Global, regional, and national burden and trend of diabetes in 195 countries and territories: an analysis from 1990 to 2021. Scientific Reports 10, 14790.
• Montesano, A., Senesi, P., Vacante, F., Mollica, G., Benedini, S., Mariotti, M., Luzi, L., Terruzi, I., 2020. L-Carnitine counteracts in vitro fructose-induced hepatic steatosis through targeting oxidative stress markers. J Endocrinol Invest 43, 493–503. 
• Oh, J. H., Alexander, L. M., Pan, M., Schueler, K. L., Keller, M. P., Attie, A. D., Walter, J. and van Pijkeren, J. P., 2019. Dietary Fructose and microbiota-derived short-chain fatty acids promote bacteriophage production in the gut symbiont Lactobacillus reuteri. Cell Host & Microbe, 25(2), pp.273-284. 
• Qin, Q. L., Wang, Z. bin, Su, H. N., Chen, X. L., Miao, J., Wang, X. J., Li, C. Y., Zhang, X. Y., Li, P. Y., Wang, M., Fang, J., Lidbury, I., Zhang, W., Zhang, X. H., Yang, G. P., Chen, Y. and Zhang, Y. Z. 2021. Oxidation of trimethylamine to trimethylamine N-oxide facilitates high hydrostatic pressure tolerance in a generalist bacterial lineage. Science Advances, 7(13), pp.9941–9967. 
• Rohrmann, S., Linseisen, J., Allenspach, M., Eckardstein, A. and Müller, D., 2016. Plasma concentrations of trimethylamine-N-oxide are directly associated with dairy food consumption and low-grade inflammation in a German adult population. The Journal of Nutrition, 146(2), pp.283-289.
• Roncal, C., Martínez-Aguilar, E., Orbe, J., Ravassa, S., Fernandez-Montero, A., Saenz-Pipaon, G., Ugarte, A., Estella-Hermoso de Mendoza, A., Rodriguez, J. A., Fernández-Alonso, S., Fernández-Alonso, L., Oyarzabal, J. and Paramo, J. A., 2019. Trimethylamine-N-oxide (TMAO) predicts cardiovascular mortality in peripheral artery disease. Scientific Reports 9(1), pp.1–8. 
• Sánchez-Quintero, M.J., Delgado, J., Medina-Vera, D., Becerra-Muñoz, V.M., Queipo-Ortuño, M.I., Estévez, M., Plaza-Andrades, I., Rodríguez-Capitán, J., Sánchez, P.L., Crespo-Leiro, M.G., Jiménez-Navarro, M.F. and Pavón-Morón, F.J., 2022. Beneficial effects of essential oils from the mediterranean diet on gut microbiota and their metabolites in ischemic heart disease and type-2 diabetes mellitus. Nutrients, 14(4650), pp.1-26.
• Sulaeman, A. and Novriana, P., 2022. The role of short chain fatty acids (SCFAs) in the incidence of hypertension. Jurnal Ilmiah Farmasi, 18(1), pp.110-123.
• Sun, B., Wang, X., Cao, R., Zhang, Q., Liu, Q., Xu, M., Zhang, M., Du, X., Dong, F. and Yan, X., 2016. NMR-based metabonomics study on the effect of Gancao in the attenuation of toxicity in rats induced by Fuzi. Journal of Ethnopharmacology, 193, pp.617-626.
• Wang, T.J., Ngo, D., Psychogios, N., Dejam, A., Larson, M.G., Vasan, R.S., Ghorbani, A., O’Sullivan, J., Cheng, S., Rhee, E.P., et al., 2013. 2-aminoadipic acid is a biomarker for diabetes risk. The Journal of Clinical Investigation, 123(10), pp.4309-4317.
• Yue, C., Yang, X., Li, J., Chen, X., Zhao, X., Chen, Y. and Wen, Y., 2017. Trimethylamine N-oxide prime NLRP3 inflammasome via inhibiting ATG16L1-induced autophagy in colonic epithelial cells. Biochemical and Biophysical Research Communications, 490(2), pp.541-551.
• Zhao, H., Wu, L., Yan, G., Chen, Y., Zhou, M., Wu, Y., & Li, Y. 2021. Inflammation and tumor progression: signaling pathways and targeted intervention. Signal Transduction and Targeted Therapy, 6(1), pp.1–46.  
• Zhao, Y. and Wang, Z., 2020. Impact of trimethylamine N-oxide (TMAO) metaorganismal pathway on cardiovascular disease. Journal of Laboratory and Precision Medicine, 5, pp 1-15.