Nutrigenomics, Epigenetics, and Stress Tolerance
(Rangkuman Video Youtube, Rondha Patrick, Phd – Bagian 1)

Pengertian istilah:
1. Biochemical Pathways : alur proses reaksi bio-kimia di dalam seluler
2. Nutrigenomics : Pengaruh interaksi micro-nutrients (vitamin, mineral, asam amino dan asam lemak) dengan Gen/DNA dalam kromosom
3. Epigenetics : Pengaruh lingkungan (gaya hidup & pola makan) terhadap “gene expression” (aktif tidaknya gen/DNA dalam kromosom = On/Off)

Pengetahuan ini telah membuka wawasan baru tentang terjadinya berbagai penyakit pada proses penuaan (kanker, stroke, jantung, alzeimer, demensia, dll).
Setiap sel hidup membutuhkan energi untuk mendukung berbagai proses reaksi biokimia di dalam sel. Energi dibutuhkan oleh sel immune untuk melawan berbagai infeksi oleh bakteri, virus dan jamur. Energi dibutuhkan oleh sel-sel otot untuk kontraksi. Energi juga dibutuhkan oleh sel-sel saraf otak untuk berfikir (cognitive function). Energi diproduksi dalam organel sel yang diberi nama “Mitokondria” atau dapur seluler. Bentuk energi yang diproduksi oleh Mitokondria adalah ATP (Adenosin Triphosphate). Agar proses reaksi biokimia dalam seluler berjalan dengan baik, maka selain butuh energi, juga dibutuhkan berbagai enzim sebagai katalisator. Hampir 22% enzim tersebut membutuhkan micro-nutrient sebagai co-factor. Sebagai contoh adalah Mitokondria membutuhkan micro-nutrient yang disebut asam folat (Folate) atau Vitamin B9 untuk memproduksi energi.

Vitamin D3 yang belum aktif, di dalam hati (lever) akan dikonversi menjadi 25(OH) Vit D3 yang dikontrol oleh gen CYP2R1. Selanjutnya senyawa 25(OH) Vit D3 akan dikonversi menjadi Vitamin D3 aktif berupa steroid hormon yang larut dalam plasma darah. Proses konversi ini terjadi di dalam sel ginjal. Karena itu jaga ginjal anda jangan sampai rusak supaya tetap bisa menghasilkan Vitamin D3 aktif. Vitamin D3 aktif mempengarui 5% kerja enzim yang terkait dengan fungsi DNA. Karena itu kekurangan Vitamin D3 aktif rentan akan berbagai penyakit yang terkait dengan proses penuaan (kanker, stroke, jantung, alzeimer, demensia, dll). Kandungan Vitamin D3 aktif dalam plasma darah adalah sbb:
1. Kurang dari 20 ng/ml disebut “deficient” (kekurangan)
2. Antara 20 ng/ml sd 30 ng/ml disebut “inadequate” (tidak mencukupi)
3. Antara 30 ng/ml sd 65 ng/ml disebut “adequate” (mencukupi)

Konsumsi suplemen Vitamin D3 dengan dosis 1000 IU per hari bisa meningkatkan kadar Vitamin D3 aktif dalam plasma darah 5 ng/ml. Penyebab orang kekurangan Vitamin D3 dalam plasma darah ada beberapa faktor :
1. Pemakaian sunblock yang menghalangi kulit terpapar dengan sinar matahari (Vitamin D3 disintesa dibalik permukaan kulit jika terpapar sinar matahari).
2. Pemberian warna pada permukaan kulit (contoh : pembuatan tattoo) mengurangi kemampuan kulit mensintesa Vitamin D3
3. Obesitas (kebanyakan lemak tubuh) menyebabkan berkurangnya Vitamin D3 aktif di plasma darah karena Vitamin D larut dalam lemak sehingga terperangkap dalam lemak tubuh dan tidak bisa menjalankan fungsinya dengan baik.
4. Tinggal di belahan bumi Utara yang tidak terpapar sinar matahari selama beberapa bulan selama musim dingin.

Dari percobaan lab dengan tikus sehat, satu kelompok diberi makanan yang mengandung cukup Vitamin D dan kelompok tikus yang lain sengaja dibuat kekurangan Vitamin D, maka setelah 4 bulan, kelompok tikus dengan kekurangan Vitamin D menjadi tua, kulitnya berkeriput, bulunya rontok (gejala pada proses penuaan). Hal ini tidak mengherankan para peneliti karena 5% protein yang dibutuhkan dalam pengkodean DNA (gen) membutuhkan Vitamin D.
Vitamin D di otak dibutuhkan oleh enzim TPH2 untuk merubah senyawa “tryptophan” menjadi senyawa “serotonin” yang merupakan “neuro transmitter” yang berfungsi:
1. Ketika masa anak-anak (perkembangan otak paling pesat), mempengaruhi bentuk/struktur sel saraf otak dan jejaring sel-sel saraf otak.
2. Mempengaruhi perilaku (behaviour) seperti pada anak yang menderita autis
3. Pada orang dewasa mempengaruhi perilaku sosial, pengendalian impuls, proses pengambilan keputusan, emosi, agresi, kecemasan, memori dan fungsi-fungsi berfikir (cognitive function).

Senyawa Folat banyak terdapat pada sayuran warna hijau (bayam dan kale) mempengaruhi “gene expression”. Berikut ini adalah contoh “biochemical pathways”.
1. Folat ===> 5,10-methylenetrahydrofole ===> Thynine DNA Nucleotide ===> DNA Synthesis
2. Folat ===> 5,10-methylenetrahydrofole+ MTHR enzim ===> 5-methylfole (Homocysteine ===> Methionine yang merupakan senyawa “methyl group”).

Eksperimen dengan tikus yang diberi banyak makanan mengandung minyak jagung (corn oil) sehingga tikus menjadi obes (kegemukan) menyebabkan gen yang mengatur produksi insulin dalam sel pankreas menjadi “non-aktif”. Akibatnya tikus menderita penyakit diabetis tipe 2. Tikus yang obesitas tersebut dikawinkan untuk menghasilkan keturunan (bayi). Bayi tikus dari induk obes tersebut diteliti ternyata anak tikus terkena penyakit diabetis tipe 1 (sel pankreas nya tidak bisa memproduksi insulin). Gen pengatur produksi insulin pada induk tikus yang non-aktif, diturunkan kepada anak tikus pada proses pembelahan sel telur yang dibuahi oleh sel sperma tikus jantan. Orang awam menyebut “penyakit turunan” karena diturunkan oleh orang tua ke anak melalui DNA.

Pada percobaan berikutnya, induk tikus yang memiliki DNA pengendali insulin non-aktif, diberikan Vitamin B dosis tinggi, maka anak tikus yang dilahirkan tidak mewarisi penyakit induknya. Senyawa “methyl group” yang dihasilkan dari makanan kaya “folat” dapat mempengaruhi “gene expression” atau mengaktifkan “DNA” atau “gene expression”. Proses ini secara umum disebut “epigenetics faktor” yaitu suatu DNA (Gen) bisa aktif atau non-aktif disebabkan karena makanan (nutrisi) yang kita konsumsi. Anak tikus yang dilahirkan oleh tikus “obes” tetap mewarisi gen (DNA) yang sama, namun gen tersebut aktif kembali karena faktor nutrisi yang dikonsumsi oleh induknya sebelum dikawinkan.

Eksperimen ini dirancang untuk membuktikan bahwa perilaku gen tidak statis, namun bisa “aktif” atau “non- aktif” tergantung pada nutrisi yang diberikan. Yang termasuk “epigenetics faktor” tidak hanya makanan, namun juga gaya hidup (rajin olah raga atau tidak, merokok atau tidak) dan pola istirahat (cukup tidur/tidak). Banyak eksperimen yang membuktikan bahwa sifat-sifat yang terekam dalam kode DNA bisa aktif, bisa juga tidak aktif tergantung pada “epigenetics faktor” di atas.

KESIMPULAN:
Gen/DNA tdk statis, namun bisa ON dan OFF oleh faktor2 lingkungan, makanan, gaya hidup, pola tidur, dll. Istilah keren nya Epigenetics faktor. DNA atau gen merupakan kode digital pada kromosom yg diturunkan dari orang tua ke anak. DNA selain bisa aktif/non aktif, juga bisa mengalami kerusakan (broken DNA) yg jika tdk diperbaiki bisa menyebabkan mutasi dan menjadi sel kanker. Banyak penyakit degeneratif disebabkan karena kerusakan DNA yg menyebabkan hilangnya informasi genetik. Sel menjadi menurun fungsi nya karena terus menerus mengalami kerusakan DNA (contoh: semakin tua, rambut berubah warna, banyak yg rontok, dll). Hal ini terjadi karena kerusakan DNA pada kromosom

Agar tulisan ini tidak panjang dan membosankan pembaca, maka saya bagi menjadi 2 tulisan. Semoga pengetahuan ini bermanfaat untuk kita semua.