TMAO dan Penyakit Jantung Pengaruh Diet dan Bakteri Usus

Penyakit jantung masih menjadi penyebab kematian nomor satu di seluruh dunia, memengaruhi jutaan nyawa setiap tahun. Sementara faktor risiko klasik seperti tekanan darah tinggi, kolesterol tinggi, diabetes, merokok, dan kurang aktivitas fisik telah lama dikenali, penelitian ilmiah terus menggali lebih dalam untuk memahami mekanisme kompleks yang berkontribusi pada kondisi ini. Salah satu area yang mendapatkan banyak perhatian dalam dekade terakhir adalah peran diet dan bagaimana interaksinya dengan mikroorganisme yang hidup di dalam tubuh kita, khususnya bakteri usus. Penemuan mengenai Trimethylamine N-oxide (TMAO) telah membuka pemahaman baru tentang bagaimana makanan tertentu, seperti daging merah, dapat memengaruhi kesehatan kardiovaskular melalui jalur yang melibatkan bakteri usus. Memahami hubungan ini menjadi krusial bagi kita untuk dapat membuat pilihan diet yang lebih tepat demi menjaga kesehatan jantung jangka panjang.

Baca juga: TMAO, Bakteri Usus, Daging Merah dan Risiko Penyakit Jantung

TMAO, atau Trimethylamine N-oxide, adalah senyawa organik kecil yang terbentuk di dalam tubuh kita melalui serangkaian proses metabolik. Senyawa ini bukanlah sesuatu yang kita konsumsi secara langsung dari makanan dalam jumlah besar, melainkan produk akhir dari metabolisme senyawa lain yang ada dalam diet kita. Proses pembentukan TMAO dimulai di saluran pencernaan, tepatnya di usus besar, dan melibatkan peran sentral dari bakteri yang mendiami usus kita, yang secara kolektif dikenal sebagai mikrobioma usus. Prekursor utama TMAO berasal dari nutrisi tertentu yang kita makan.

Langkah pertama dalam pembentukan TMAO terjadi ketika senyawa prekursor dari makanan mencapai usus besar. Di sana, bakteri usus tertentu memiliki enzim yang mampu memecah senyawa-senyawa ini menjadi molekul yang lebih kecil yang disebut trimetilamina (TMA). Trimetilamina ini adalah senyawa yang mudah menguap dan memiliki bau amis yang khas. Setelah terbentuk di usus, TMA kemudian diserap ke dalam aliran darah dan dibawa menuju organ hati.

Di hati, TMA mengalami proses oksidasi lebih lanjut. Enzim spesifik di hati, terutama flavin-containing monooxygenase 3 (FMO3), mengubah TMA menjadi TMAO. Jadi, bisa dibilang bakteri usus bertindak sebagai langkah awal "pabrik" yang menghasilkan bahan baku (TMA) dari makanan yang kita konsumsi, dan hati adalah "pabrik" kedua yang mengubah bahan baku tersebut menjadi produk akhir (TMAO) yang kemudian beredar ke seluruh tubuh.

Kadar TMAO dalam darah seseorang mencerminkan seberapa banyak prekursor yang mereka konsumsi, jenis dan aktivitas bakteri usus yang mereka miliki, dan efisiensi enzim FMO3 di hati. Penelitian telah menunjukkan bahwa kadar TMAO dalam darah yang tinggi memiliki korelasi kuat dengan peningkatan risiko penyakit kardiovaskular, termasuk penyakit jantung koroner, stroke, dan gagal jantung. Inilah yang menjadikan ‘TMAO dan penyakit jantung’ menjadi topik penelitian yang hangat dan penting.

PERAN BAKTERI USUS DALAM PEMBENTUKAN TMAO

Seperti yang telah disinggung, bakteri usus atau mikrobioma usus memainkan peran yang sangat fundamental dalam proses pembentukan TMAO. Usus manusia dihuni oleh triliunan mikroorganisme, mayoritas adalah bakteri, yang hidup dalam hubungan simbiosis dengan tubuh kita. Mereka membantu pencernaan, memproduksi vitamin tertentu, melatih sistem kekebalan tubuh, dan memetabolisme senyawa yang tidak dapat dicerna oleh enzim manusia.

Dalam konteks pembentukan TMAO, hanya jenis bakteri tertentu yang memiliki kemampuan untuk menghasilkan enzim trimetilamina liasa (trimethylamine lyase), yang diperlukan untuk memecah prekursor seperti L-carnitine dan choline menjadi TMA. Jadi, keberadaan dan jumlah relatif dari bakteri penghasil trimetilamina di usus seseorang sangat memengaruhi seberapa banyak TMA yang dapat dihasilkan dari diet tertentu. Ini menjelaskan mengapa dua orang yang mengonsumsi jumlah daging merah atau telur yang sama bisa memiliki kadar TMAO yang berbeda secara signifikan dalam darah mereka.

Komposisi mikrobioma usus bersifat sangat individual dan dipengaruhi oleh berbagai faktor, termasuk genetika, usia, penggunaan antibiotik, dan yang paling penting, pola makan jangka panjang. Pola makan yang tinggi serat dari buah-buahan, sayuran, dan biji-bijian utuh cenderung mendukung populasi bakteri usus yang beragam dan mungkin kurang efisien dalam memproduksi TMA dari prekursor tertentu. Sebaliknya, pola makan tinggi lemak jenuh dan rendah serat dapat memicu pertumbuhan bakteri yang justru lebih aktif dalam jalur pembentukan TMAO. Jadi, ada ‘pengaruh bakteri usus pada TMAO’ yang signifikan, dan ini menjadi jembatan penting dalam memahami ‘bakteri usus dan kesehatan jantung’.

Baca juga: Probiotik Kesehatan Jantung: Menurunkan Kolesterol dan Mendukung Organ Vital Anda

Selain itu, tidak semua bakteri usus menghasilkan trimetilamina liasa. Bakteri dari filum Firmicutes dan Proteobacteria, misalnya, lebih sering dikaitkan dengan produksi TMA dari L-carnitine dan choline dibandingkan dengan bakteri dari filum Bacteroidetes. Variasi dalam komunitas bakteri ini antar individu menjelaskan mengapa respons metabolisme terhadap makanan kaya prekursor TMAO bisa sangat beragam. Ini juga membuka potensi strategi untuk memanipulasi mikrobioma usus demi mengurangi produksi TMAO, misalnya melalui diet atau probiotik tertentu.

SUMBER TMAO: FOKUS PADA DAGING MERAH DAN DIET

Pembentukan TMAO dimulai dari apa yang kita masukkan ke dalam tubuh melalui makanan. Ada beberapa senyawa dalam makanan yang bertindak sebagai prekursor TMAO. Dua yang paling banyak dipelajari adalah L-carnitine dan choline.

L-carnitine adalah senyawa seperti asam amino yang ditemukan dalam jumlah tinggi di ‘daging merah tinggi L-carnitine’, seperti daging sapi, domba, dan babi. L-carnitine berperan penting dalam metabolisme energi sel, membantu mengangkut asam lemak ke mitokondria untuk dibakar sebagai bahan bakar. Namun, ketika L-carnitine dari daging merah mencapai usus besar, bakteri usus tertentu dapat mengubahnya menjadi TMA.

Choline adalah nutrisi esensial yang merupakan komponen penting dari membran sel (sebagai fosfatidilkolin) dan neurotransmiter asetilkolin. ‘Choline dalam makanan’ ditemukan dalam berbagai sumber, termasuk telur (terutama kuning telur), hati, daging merah, ikan tertentu, unggas, produk susu, serta dalam jumlah yang lebih sedikit di beberapa jenis kacang-kacangan, biji-bijian, dan sayuran tertentu. Mirip dengan L-carnitine, choline yang tidak diserap di usus kecil dapat mencapai usus besar dan dipecah oleh bakteri menjadi TMA.

Prekursor TMAO lainnya yang kurang dikenal termasuk betaine (ditemukan dalam gandum utuh, bayam, dan bit) dan phosphatidylcholine (lecithin), yang juga dapat diubah menjadi TMA oleh bakteri usus. Namun, L-carnitine dan choline dianggap sebagai kontributor utama dalam pembentukan TMAO diet, terutama pada pola makan Barat yang kaya akan daging merah dan produk hewani lainnya.

Setelah L-carnitine atau choline diubah menjadi TMA oleh bakteri usus, TMA ini dengan cepat diserap ke dalam darah dan diangkut ke hati. Di hati, enzim FMO3 mengubah TMA menjadi TMAO. Enzim FMO3 ini juga bervariasi antar individu karena faktor genetik, yang bisa menjadi faktor lain mengapa respons TMAO terhadap diet bervariasi. Menariknya, pada beberapa populasi (sekitar 1 dari 50.000 orang) dengan kelainan genetik pada enzim FMO3, mereka tidak dapat mengubah TMA menjadi TMAO secara efisien, menyebabkan penumpukan TMA dalam tubuh dan kondisi yang disebut trimetilaminuria atau "sindrom bau ikan", di mana keringat, urine, dan napas berbau amis karena ekskresi TMA yang tidak dimetabolisme. Orang-orang ini secara alami terlindungi dari peningkatan kadar TMAO yang signifikan akibat diet.

Jadi, jalur biologis dari konsumsi makanan kaya prekursor hingga pembentukan TMAO adalah: Makanan (mengandung L-carnitine, choline, dll.) → Usus (bakteri mengubah prekursor menjadi TMA) → Darah (TMA diserap) → Hati (enzim FMO3 mengubah TMA menjadi TMAO) → Darah (TMAO beredar) → Organ target (termasuk pembuluh darah, memengaruhi risiko penyakit jantung).

BAGAIMANA TMAO MENINGKATKAN RISIKO PENYAKIT JANTUNG?

Berbagai penelitian, baik pada manusia maupun hewan, telah mengaitkan kadar TMAO yang tinggi dalam darah dengan peningkatan ‘risiko penyakit jantung’. Mekanisme pasti ‘cara kerja TMAO sebabkan jantung’ masih terus diteliti, tetapi ada beberapa jalur utama yang telah diusulkan dan didukung oleh bukti ilmiah:

1. Percepatan Aterosklerosis: Ini adalah mekanisme yang paling banyak dipelajari dan dianggap paling signifikan. Aterosklerosis adalah proses penumpukan plak lemak, kolesterol, dan zat lain di dinding arteri, menyebabkan pengerasan dan penyempitan pembuluh darah. TMAO diduga mempercepat proses ini dengan beberapa cara. Pertama, TMAO dapat memengaruhi metabolisme kolesterol, khususnya mengurangi kemampuan sel-sel kekebalan tubuh yang disebut makrofag untuk mengeluarkan kolesterol yang berlebihan (proses yang disebut kolesterol efluks terbalik). Akumulasi kolesterol dalam makrofag di dinding arteri adalah langkah kunci dalam pembentukan sel busa (foam cells), komponen utama plak aterosklerotik. Kedua, TMAO dapat memicu peradangan pada dinding pembuluh darah, yang juga merupakan faktor pendorong aterosklerosis.
2. Peningkatan Agregasi Platelet: Platelet adalah sel darah kecil yang berperan dalam pembekuan darah. Agregasi platelet yang berlebihan (platelet menjadi terlalu "lengket") dapat menyebabkan pembentukan gumpalan darah (trombus) di dalam arteri yang sudah menyempit akibat plak aterosklerotik. Gumpalan ini dapat menyumbat aliran darah ke jantung (menyebabkan serangan jantung) atau ke otak (menyebabkan stroke). Penelitian menunjukkan bahwa TMAO dapat meningkatkan respons platelet terhadap stimulus penggumpalan, sehingga meningkatkan kecenderungan darah untuk menggumpal. Ini adalah mekanisme lain yang menjelaskan ‘risiko aterosklerosis’ dan kejadian kardiovaskular akut.
3. Disrupsi Fungsi Endotel: Endotel adalah lapisan sel tipis yang melapisi bagian dalam pembuluh darah. Endotel yang sehat sangat penting untuk menjaga elastisitas pembuluh darah, mengatur tekanan darah, dan mencegah pembentukan bekuan darah. TMAO dapat mengganggu fungsi normal sel-sel endotel, menyebabkan disfungsi endotel yang merupakan tanda awal penyakit pembuluh darah.
4. Peningkatan Peradangan: Seperti disebutkan sebelumnya, TMAO dapat memicu respons peradangan pada dinding pembuluh darah dan jaringan lain. Peradangan kronis tingkat rendah diyakini memainkan peran sentral dalam perkembangan aterosklerosis. TMAO dapat mengaktifkan jalur pensinyalan pro-inflamasi dalam sel-sel vaskular.

Studi epidemiologi besar pada ribuan peserta telah secara konsisten menunjukkan bahwa individu dengan kadar TMAO tinggi dalam darah memiliki risiko yang secara signifikan lebih tinggi untuk mengalami kejadian kardiovaskular utama (seperti serangan jantung, stroke, kematian kardiovaskular) dibandingkan dengan mereka yang memiliki kadar TMAO rendah, bahkan setelah mempertimbangkan faktor risiko kardiovaskular tradisional. Hal ini memperkuat bukti bahwa TMAO bukan sekadar penanda risiko, tetapi mungkin merupakan faktor kausal dalam patogenesis penyakit jantung.

IMPLIKASI DIET DAN CARA MENGURANGI RISIKO TMAO

Memahami peran TMAO dalam ‘hubungan daging merah dan jantung’ dan ‘bakteri usus dan kesehatan jantung’ memberikan wawasan baru tentang bagaimana modifikasi diet dapat memengaruhi risiko kardiovaskular. Berdasarkan pengetahuan ini, beberapa ‘strategi pola makan sehat untuk jantung’ dapat dipertimbangkan untuk ‘mengurangi risiko TMAO’ dan penyakit jantung secara keseluruhan.

1. Batasi Konsumsi Daging Merah: Mengingat daging merah (terutama daging sapi, domba, babi) adalah sumber L-carnitine yang kaya, membatasi asupannya dapat membantu menurunkan kadar prekursor TMAO yang tersedia bagi bakteri usus. Ini tidak berarti harus menghilangkan daging merah sepenuhnya, tetapi moderasi adalah kunci. Mengganti sebagian porsi daging merah dengan sumber protein lain dapat sangat membantu.

Baca juga: Panduan Diet Plant Based untuk Pemula Demi Jantung Sehat

2. Pilih Sumber Protein Alternatif: Mengganti daging merah dengan unggas tanpa kulit, ikan, atau sumber protein nabati seperti kacang-kacangan, biji-bijian, tahu, dan tempe adalah strategi yang efektif. Ikan, meskipun mengandung choline, umumnya terkait dengan manfaat kardiovaskular dalam banyak penelitian, menunjukkan bahwa efek bersihnya menguntungkan, mungkin karena kandungan asam lemak omega-3 yang tinggi. Sumber protein nabati tidak mengandung L-carnitine dan umumnya rendah choline, serta kaya serat, yang mendukung kesehatan mikrobioma usus yang lebih baik.
3. Pertimbangkan Asupan Telur dan Produk Susu: Telur (kuning telur) adalah sumber choline yang sangat kaya, dan beberapa produk susu (terutama keju dan susu murni) juga mengandung choline. Dampak konsumsi telur terhadap risiko penyakit jantung masih menjadi subjek perdebatan, tetapi beberapa penelitian menunjukkan bahwa pada individu yang rentan atau dengan faktor risiko tinggi, asupan telur yang sangat tinggi mungkin berhubungan dengan kadar TMAO yang lebih tinggi. Namun, bagi kebanyakan orang sehat, konsumsi telur dalam jumlah moderat sebagai bagian dari pola makan seimbang umumnya dianggap aman dan memberikan nutrisi penting. Konsultasi dengan profesional kesehatan atau ahli gizi dapat membantu menilai risiko individu terkait ‘choline dalam makanan’ ini.
4. Tingkatkan Konsumsi Makanan Nabati Kaya Serat: Buah-buahan, sayuran, biji-bijian utuh, kacang-kacangan, dan biji-bijian adalah sumber serat yang sangat baik. Serat adalah prebiotik, yang memberi "makan" bakteri usus yang menguntungkan. Pola makan tinggi serat cenderung mendukung populasi bakteri usus yang berbeda, yang mungkin kurang efisien dalam mengubah L-carnitine dan choline menjadi TMA, atau bahkan menghasilkan metabolit lain yang justru bermanfaat bagi kesehatan kardiovaskular, seperti asam lemak rantai pendek (SCFAs). Peningkatan asupan serat adalah komponen kunci dari ‘aterosklerosis dan pola makan’ sehat secara umum.
5. Pola Makan Mediterania atau Serupa: Pola makan seperti diet Mediterania, yang menekankan buah-buahan, sayuran, biji-bijian utuh, kacang-kacangan, biji-bijian, minyak zaitun extra virgin, ikan, dan unggas dalam jumlah moderat, sambil membatasi daging merah dan makanan olahan, secara konsisten terbukti menurunkan risiko penyakit jantung. Pola makan ini secara inheren rendah dalam prekursor TMAO utama dari daging merah dan tinggi serat, yang mendukung mikrobioma usus yang lebih sehat, sehingga secara efektif membantu ‘mengurangi risiko TMAO’ melalui berbagai mekanisme.

Penting untuk diingat bahwa TMAO hanyalah salah satu dari banyak faktor yang berkontribusi pada risiko penyakit jantung. Fokus utama harus tetap pada adopsi pola makan sehat secara keseluruhan dan gaya hidup aktif yang mencakup pengelolaan stres, tidur cukup, dan tidak merokok. Namun, memahami peran TMAO memberikan alasan ilmiah tambahan mengapa membatasi konsumsi daging merah dan meningkatkan makanan nabati adalah strategi yang baik untuk menjaga ‘kesehatan jantung’.

KESIMPULAN

Penelitian mengenai TMAO telah mengungkap hubungan yang menarik dan kompleks antara diet kita, mikroorganisme yang hidup di dalam kita, dan ‘risiko penyakit jantung’. Kita sekarang tahu bahwa senyawa seperti L-carnitine (banyak ditemukan dalam daging merah) dan choline dapat diubah oleh bakteri usus tertentu menjadi trimetilamina (TMA), yang kemudian dengan cepat dioksidasi di hati menjadi Trimethylamine N-oxide (TMAO).

Kadar TMAO yang tinggi dalam darah telah secara konsisten dikaitkan dengan peningkatan risiko kejadian kardiovaskular. Meskipun mekanisme pastinya masih diteliti, TMAO diduga berkontribusi pada ‘aterosklerosis’ dengan memengaruhi metabolisme kolesterol, meningkatkan peradangan vaskular, dan memicu agregasi platelet. Ini menunjukkan bahwa kesehatan usus, melalui pengaruhnya pada pembentukan TMAO, adalah faktor penting yang perlu dipertimbangkan dalam konteks ‘kesehatan jantung’.

Pemahaman tentang jalur TMAO ini memberikan dukungan ilmiah tambahan untuk rekomendasi diet yang sudah ada, yaitu pentingnya membatasi konsumsi daging merah dan meningkatkan asupan makanan nabati kaya serat. Dengan memodifikasi diet, kita tidak hanya mengurangi asupan prekursor TMAO, tetapi juga berpotensi mengubah komposisi mikrobioma usus ke arah yang kurang kondusif untuk produksi TMAO. Menjaga pola makan seimbang dan beragam yang kaya akan buah-buahan, sayuran, biji-bijian utuh, dan sumber protein sehat lainnya, sambil membatasi daging merah dan makanan olahan, adalah langkah proaktif yang dapat diambil untuk ‘mengurangi risiko TMAO’ dan menjaga ‘kesehatan jantung’ secara optimal.

Meskipun penelitian terus berkembang, bukti yang ada sudah cukup kuat untuk menggarisbawasi pentingnya diet dalam memengaruhi kesehatan jantung, tidak hanya melalui efek langsung pada kolesterol atau tekanan darah, tetapi juga melalui interaksi yang rumit dengan ekosistem bakteri di dalam usus kita. Menjaga keseimbangan ini adalah kunci untuk pencegahan penyakit jantung di masa depan.

Untuk informasi lebih lanjut tentang menjaga kesehatan jantung, tips gaya hidup sehat, dan akses ke sumber daya terpercaya terkait kesehatan kardiovaskular, termasuk konsultasi dengan dokter spesialis, Anda dapat Pelajari lebih lanjut di Jantungku.com.

REFERENSI

• American Heart Association. (Sumber terkait diet dan kesehatan jantung).
• Mayo Clinic. (Sumber terkait pola makan dan risiko penyakit jantung).
• National Institutes of Health. (Sumber terkait penelitian biomedis tentang TMAO).
• European Society of Cardiology. (Sumber terkait pencegahan kardiovaskular).