Prebiotik—sebenarnya apa yang Anda berikan sebagai makanan kepada bakteri yang mengatur kesehatan Anda?

Tujuan studi: Fruktan tipe inulin (ITF), termasuk fruktooligosakarida rantai pendek (scFOS), oligofruktosa, dan inulin, adalah serat yang umum digunakan dan secara luas dianggap sebagai prebiotik karena dapat dimanfaatkan secara selektif oleh mikrobiota usus sehingga memberikan manfaat kesehatan.

Hasil: Bukti dari penelitian yang disertakan dalam tinjauan ini menunjukkan bahwa ITF memiliki efek prebiotik terhadap mikrobiota usus dan meningkatkan jumlah Bifidobacterium, Lactobacillus, dan Faecalibacterium prausnitzii. Manfaat kesehatan yang dilaporkan setelah konsumsi ITF meliputi peningkatan fungsi sawar usus, buang air besar yang lebih lancar, peningkatan sensitivitas insulin, penurunan trigliserida dan perbaikan profil lipid, peningkatan penyerapan kalsium dan magnesium, serta peningkatan rasa kenyang. Walaupun ada bukti bahwa efek ITF berbeda bergantung pada panjang rantainya, kurangnya perbandingan langsung dan uraian terperinci tentang sifat fisikokimia membatasi kesimpulan yang dapat diambil dari uji klinis pada manusia.

Tujuan studi: Dibandingkan dengan populasi sehat, mikrobiota usus penderita diabetes tipe 2 memiliki sejumlah ciri yang kurang menguntungkan dan dapat mengganggu pengaturan glukosa. Penelitian ini bertujuan mengevaluasi efek prebiotik fruktan tipe inulin terhadap mikrobiota tinja dan asam lemak rantai pendek (SCFA) pada pasien diabetes tipe 2.

Hasil: Pemberian fruktan tipe inulin menimbulkan perubahan sedang pada komposisi mikrobiota tinja (1.5%, p = 0.045). Efek peningkatan bifidobakteri paling menonjol, dengan dampak positif terbesar pada unit taksonomi operasional (OTU) Bifidobacterium adolescentis, diikuti oleh OTU Bacteroides. Setelah konsumsi prebiotik, dibandingkan dengan plasebo, terdeteksi peningkatan signifikan konsentrasi total SCFA, asam asetat, dan asam propionat dalam tinja. Serat prebiotik tidak memengaruhi konsentrasi asam butirat ataupun keragaman mikroba secara keseluruhan. Suplementasi fruktan tipe inulin selama enam minggu memberikan efek peningkatan bifidobakteri yang signifikan dan meningkatkan konsentrasi SCFA dalam tinja, tanpa mengubah keragaman mikroba tinja. Temuan kami menunjukkan bahwa fruktan tipe inulin berpotensi secara moderat memperbaiki komposisi mikrobiota usus dan meningkatkan fermentasi mikroba pada penderita diabetes tipe 2.

Tujuan studi: Disbiosis usus akibat perubahan interaksi antara tubuh dan mikroba dapat memperburuk peradangan sistemik yang ditimbulkan oleh obesitas. Perubahan mikrobiota usus melalui suplementasi prebiotik inulin dapat memulihkan gangguan metabolik dan memperbaiki obesitas. Penelitian ini bertujuan menentukan apakah suplementasi inulin memperbaiki mikrobiota usus dan jalur fungsi mikroba pada anak-anak dengan obesitas.

Hasil: Sebanyak 143 anak dengan data profil kelimpahan taksonomi dan jalur fungsi dievaluasi. Kelompok inulin menunjukkan peningkatan signifikan dalam keragaman alfa. Dibandingkan dengan kelompok lain, suplementasi inulin secara nyata meningkatkan Bifidobacterium, Blautia, Megasphaera, dan beberapa bakteri penghasil butirat, termasuk Agathobacter, Eubacterium coprostanoligenes, dan Subdoligranulum. Kelompok inulin menunjukkan perbedaan signifikan pada jalur fungsi proteasom dan metabolisme riboflavin. Perubahan ini berkorelasi dengan hasil klinis dan metabolik hanya pada kelompok inulin. Suplementasi inulin secara signifikan mendorong keragaman bakteri usus dan memperbaiki disbiosis mikrobiota usus pada anak-anak dengan obesitas. Perubahan jalur fungsi akibat inulin menunjukkan potensinya dalam membangun interaksi yang menguntungkan antara mikrobiota usus dan fisiologi tubuh.

Tujuan studi: Berbeda dengan anggapan lama bahwa prebiotik harus menimbulkan efek selektif (yaitu meningkatkan bifidobakteri), temuan baru menunjukkan bahwa intervensi prebiotik menyebabkan perubahan mikrobiota di seluruh ekosistem. Namun, proses ini belum dikarakterisasi secara menyeluruh.

Hasil: Walaupun profil metabolit tinja tidak berubah secara signifikan akibat konsumsi inulin, analisis kami mendeteksi efek ringan terhadap komposisi mikrobiota secara keseluruhan dan menemukan perubahan spesifik akibat inulin pada kelimpahan relatif Anaerostipes, Bilophila, dan Bifidobacterium. Penurunan jumlah Bilophila yang teramati setelah konsumsi inulin berkaitan dengan tinja yang lebih lunak dan perubahan positif pada ukuran kualitas hidup khusus terkait sembelit. Analisis menyeluruh terhadap efek intervensi pola makan dengan fruktan tipe inulin prebiotik pada mikrobiota kolon menunjukkan bahwa efek ini secara khusus berkaitan dengan tiga genus, salah satunya (Bilophila) merupakan target baru yang menjanjikan untuk penelitian mekanistik.

Tujuan studi: Pengaturan mikrobiota usus dengan prebiotik merupakan strategi yang menjanjikan untuk menangani penyakit metabolik. Namun, dampak klinisnya terhadap metabolisme glukosa pada berbagai populasi masih belum pasti. Dalam penelitian ini, kami melakukan studi acak tersamar ganda untuk menguji dampak inulin dan fruktooligosakarida (FOS) terhadap metabolisme glukosa pada orang dewasa dengan kelebihan berat badan/obesitas dan orang dewasa sehat.

Hasil: Plasebo tidak memengaruhi metabolisme glukosa ataupun mikrobiota usus. Pada orang dengan kelebihan berat badan/obesitas, inulin secara signifikan menurunkan kadar glukosa pada jam ke-1 (Cohen's d = 0.71, p = 0.041) dan jam ke-2 (Cohen's d = 0.73, p = 0.028) selama tes toleransi glukosa oral (OGTT), meningkatkan insulin puasa (Cohen's d = 0.70, p = 0.008), dan menurunkan kadar homosistein (HCY) (Cohen's d = 0.76, p = 0.014). Efek ini tidak ditemukan pada orang sehat. Sebaliknya, meskipun FOS secara signifikan menurunkan HCY (Cohen's d = 0.72, p = 0.023), FOS tidak memperbaiki ukuran glukosa pada kedua kelompok. Inulin juga menurunkan kelimpahan Ruminococcus sebesar 72.0% (dari 1.661% ± 1.501% menjadi 0.465% ± 0.594%), yang berkorelasi positif dengan perbaikan hasil glukosa. Kadar propionat menurun secara signifikan setelah pemberian inulin, baik pada peserta dengan kelebihan berat badan/obesitas (Cohen's d = 0.89, p = 0.014) maupun peserta sehat (Cohen's d = 1.19, p = 0.020).

Tujuan studi: Inulin prebiotik memperbaiki gangguan metabolik terkait obesitas, tetapi efektivitas klinisnya sangat bervariasi antarindividu. Mikroba utama, interaksi antarspesies, dan jalur efektor lanjutan yang menentukan perbedaan respons masih belum dipahami dengan baik.

Hasil: Butirat memberikan perlindungan dengan memperkuat fungsi sawar usus, mengaktifkan sekresi GLP-1/PYY, dan menekan peradangan jaringan lemak. Kami menemukan sumbu antagonistik baru D. desulfuricans-H2S-R. intestinalis-butirat yang secara mekanistik menjelaskan variasi respons terhadap inulin. Temuan ini memberikan dasar mekanistik bagi nutrisi yang dipersonalisasi serta mendukung indeks prediksi dan strategi intervensi terarah yang dapat diterapkan secara klinis.

Tujuan studi: Substrat prebiotik yang cepat difermentasi memiliki peran yang bertentangan dalam nutrisi manusia. Dalam penelitian mikrobioma dan pangan fungsional, karbohidrat tidak tercerna dengan berat molekul rendah seperti inulin, fruktooligosakarida, dan galaktooligosakarida ditambahkan ke makanan dan suplemen untuk mendorong manfaat bagi bifidobakteri, metabolisme, dan saluran pencernaan.

Hasil: Substrat yang cepat difermentasi dapat mendukung respons mikroba dan metabolik yang bermanfaat pada orang yang dapat menoleransinya, tetapi pada orang yang rentan dapat menyebabkan produksi gas, efek osmotik, peregangan rongga usus, timbulnya gejala, atau bahkan aktivasi sistem kekebalan. Penelitian mendatang sebaiknya tidak lagi menilai efektivitas prebiotik terutama berdasarkan peningkatan jumlah kelompok bakteri tertentu. Sebaliknya, setiap substrat perlu diuji melalui studi respons dosis yang menentukan batas dosis yang bermanfaat sekaligus batas toleransinya pada orang sehat dan kelompok dengan kondisi klinis yang relevan. Penelitian selanjutnya juga perlu mengkaji prebiotik dalam kerangka ekologi tubuh, dan menguji apakah manfaatnya lebih bergantung pada pemeliharaan mikrobioma yang terkendali, terbatas pada area tertentu, dan dapat ditoleransi secara klinis, daripada memaksimalkan stimulasi mikroba.