Selama bertahun-tahun faktor gaya hidup dari orang dewasa dipercayai menjadi salah satu penyebab utama kesehatan. Obesitas, penyakit jantung, dan diabetes diketahui berasal dari gaya hidup tidak banyak berolahraga, dan mengkonsumsi makanan yang tinggi lemak dan garam dapat menjadi faktor risiko terjadinya penyakit kronis.
Ahli epidemiologi Inggris, Dr. David Barker meneliti dan mempopulerkan “hipotesis Barker” atau “Fetal Origins of Adult Disease” (FOAD). Periode kritis pada masa janin biasanya terjadi pada masa diferensiasi sel, pada dasarnya proses pemrograman mengacu pada proses mempertahankan, mempengaruhi stimulus atau gangguan yang terjadi pada titik penting dalam perkembangannya.
Berat badan lahir rendah mempengaruhi sejumlah besar bayi di negara berkembang. Persalinan prematur memberikan kontribusi besar, tetapi tidak seperti situasi di negara maju, intrauterine growth retardation (IUGR) adalah penyebab utama. IUGR menyebabkan efek negatif terhadap bayi dalam jangka waktu yang singkat maupun panjang. Konsekuensi terjadinya IUGR dalam jangka pendek termasuk meningkatnya risiko fetus, neonatal, kematian dan gangguan perkembangan setelah lahir, gangguan sistem imun dan perkembangan kecerdasan. Konsekuensi IUGR jangka panjang termasuk meningkatnya risiko terjadinya penyakit kronis pada orang dewasa (penyakit kardiovaskular dan diabetes tipe 2). Peningkatan risiko ini dikaitkan dengan perubahan permanen dalam struktur dan metabolisme akibat kekurangan gizi selama periode kritis perkembangan awal janin.
Pasokan nutrisi yang tidak memadai akan memaksa janin untuk beradaptasi, menurunkan pertumbuhan dan lebih memprioritaskan perkembangan jaringan-jaringan penting terlebih dahulu. Adaptasi yang dilakukan termasuk aliran darah lebih diarahkan ke bagian otak, dan berkurangnya aliran darah ke bagian abdominal, perubahan komposisi tubuh (berkurangnya massa otot) dan berkurangnya sekresi dan sensitivitas terhadap hormon pertumbuhan janin (insulin-like growth hormone dan insulin).
Nutrisi Maternal dan Pertumbuhan Janin
Tumbuh kembang janin akan sangat berkaitan dengan jumlah nutrisi yang dikonsumsi, yang terjadi dari rangkaian proses kompleks yang dimulai dari asupan makanan dari ibu (dipengaruhi oleh nafsu makan, diet, dan kemampuan ibu menyerap makanan). Status gizi dari ibu merupakan faktor penting yang mempengaruhi pemrograman tubuh dari janin, meliputi komposisi tubuh ibu, jumlah makanan yang dikonsumsi oleh ibu, gen janin, aliran darah dari rahim ibu ke plasenta.
Nutrisi yang sampai di plasenta bergantung pada metabolisme dan status endokrin ibu, pembagian nutrisi di antara penyimpanan transport sirkulasi protein, dan adaptasi kardiovaskular selama kehamilan, seperti ekspansi volume plasma yang menentukan aliran darah uterus. Hal ini dipengaruhi oleh status gizi dan beban infeksi yang masih kurang dipahami.
Janin beradaptasi terhadap keadaan malnutrisi dari ibu melalui perubahan hormon janin dan plasenta yang meregulasi metabolisme, mendistribusi aliran darah dan kontrol pertumbuhan janin. Respon metabolik langsung dari fetus terhadap malnutrisi adalah dengan mengkonsumsi substrat yang ada untuk memproduksi energi melalui katabolisme. Kekurangan gizi dari janin menyebabkan ketergantungan metabolik pada glukosa untuk menurunkan dan meningkatkan oksidasi dari substrat lain, seperti asam amino dan asam laktat. Malnutrisi yang berkepanjangan mengakibatkan keterlambatan pertumbuhan, mengurangi penggunaan substrat dan menurunkan laju metabolisme sehingga menyebabkan gangguan pada kelangsungan hidup bayi.
Jika janin mengalami kekurangan nutrisi selama proses diferensiasi sel dari beta pankreas karena abnormalitas maternal dan plasenta, janin tersebut akan mencoba mengatasi masalah ini dengan metabolic programming. Proses ini menyebabkan gangguan perkembangan pankreas endokrin, sehingga sekresi insulin buruk.
Pengamatan Epidemiologi
Sebuah penelitian menelusuri 16.000 pria dan wanita yang lahir di Herfordshire, Inggris, dari tahun 1911 – 1930 sejak lahir dan menunjukkan bahwa tingkat kematian akibat penyakit jantung koroner dua kali lebih tinggi pada mereka yang memiliki berat badan lahir rendah dibandingkan dengan kelompok anak dengan berat lahir tinggi. Berat badan dan tekanan darah pada orang dewasa juga menunjukkan korelasi terbalik. Perubahan menonjol yang terkait dengan pemrograman janin termasuk resistensi insulin, hipertensi, dan peningkatan kolesterol serum low-density lipoprotein (LDL) dan konsentrasi fibrogen, yang merupakan karakteristik sindrom metabolik.
Menurut PUSDATIN (Pusat Data dan Informasi Kementrian Kesehatan Republik Indonesia) 2019, jumlah penderita diabetes di Indonesia mencapai 10,7 juta jiwa dan menduduki peringkat ke-7 penderita diabetes terbanyak di dunia; dan data dari Riskesdas menunjukkan peningkatan prevalensi penyakit kardiovaskular, seperti hipertensi, penyakit jantung koroner, gagal ginjal kronis, dan stroke meningkat.
Dalam kerangka ini, genom dari janin menentukan potensi dari pertumbuhan intrauterine, tetapi pertumbuhan utama ditentukan oleh pengaruh lingkungan, seperti nutrisi pada janin dan lingkungan hormonal.
Fetal programming dapat mempengaruhi ekspresi gen individu pada tahap apapun, mulai dari perubahan fungsi biologis molekuler, seperti kepadatan atau sensitivitas sel reseptor, hingga perubahan hormonal secara permanen atau respons terhadap physiological stressor.
Nutrisi yang diberikan melalui plasenta merupakan penentu pertumbuhan janin yang sangat penting, karena memungkinkan janin memenuhi potensi pertumbuhan yang ditentukan oleh genotipe yang mendasarinya. Laporan terbaru menekankan dampak interaksi antara genotipe dan lingkungan uterus.
Peran Plasenta dari Fetal Programming
Beberapa studi epidemiologi telah melaporkan hubungan antara berat plasenta / rasio berat badan pada saat lahir dalam fetal programming, dan ada penelitian pada hewan dan manusia yang sedang berlangsung tentang peran keseluruhan plasenta dalam fetal programming. Plasenta mengatur komposisi dan pasokan nutrisi ibu ke janin. Plasenta juga merupakan sumber dari sinyal hormonal yang mempengaruhi maternal dan metabolisme janin. Perkembangan plasenta yang tepat sangat penting untuk perkembangan normal janin dan berperan aktif dalam memprogram janin dalam kandungan, yang mempengaruhi penyakit yang mungkin muncul di masa dewasa. Fungsi plasenta berkembang secara bertahap dalam serangkaian tahap perkembangan kehamilan yang terorganisir dengan erat. Terjadinya abnormalitas dapat menyebabkan hal yang fatal terhadap fungsi plasenta dan fetal programming. Kerusakan ini dapat mengganggu perkembangan plasenta, termasuk hipoksia dan penyerapan nutrisi yang tidak normal.
Semua proses hipoksia, oksidatif stress dan proses nitrifikasi mengganggu perkembangan plasenta, dan perubahan tersebut terkait pada fungsi plasenta mungkin merupakan mekanisme dasar dasar dari fetal programming.
Status mikronutrien maternal telah menunjukkan mempengaruhi jalur pengaturan hormonal pada janin dan neonatus yang sedang berkembang. Vitamin dan mineral sangat penting untuk kesehatan dan perkembangan manusia. Diperkirakan 2 miliar orang di seluruh dunia menderita setidaknya 1 bentuk dari defisiensi mikronutrien. Defisiensi mikronutrien selama kehamilan dikaitkan dengan efek samping merugikan pada saat anak dilahirkan.
Untuk sejumlah alasan, hipotesis yang menyatakan bahwa kekurangan vitamin dan mineral selama tahap pekembangan kritis janin memiliki konsekuensi kesehatan jangka panjang.
1. Kardiovaskular – Fungsi Ginjal
Morfogenesis jantung dan vaskular dipandu oleh serangkaian peristiwa yang kompleks pada awal kehamilan. Perubahan dalam lingkungan maternal dapat menyebabkan kerusakan pada nefron yang bersifat irreversibel bahkan sebelum bayi dilahirkan. Faktor risiko penyakit kardiovaskular, termasuk disfungsi endotel, ketebalan intima-media, kepadatan mikrovaskular, dan kepatuhan arteri telah diteliti hubungannya dengan ukuran bayi pada saat lahir. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa vitamin A dan vitamin D, folate, zat besi, dan seng yang berhubungan dengan fungsi kardiovaskular.
Vitamin A: Terdapat bukti kuat bahwa status vitamin A maternal selama periode embrionik dan janin penting selama perkembangan fungsi jantung normal. RA (retinol), bentuk vitamin A penting selama perkembangan kardiovaskular janin. Keadaan kekurangan dan kelebihan vitamin A berkaitan dengan malformasi kongenital pada penelitian manusia dan hewan.
Folate / 5-MTHF: Status maternal folate dapat melemahkan beberapa efek negatif dari restriksi protein. Suplementasi folate memulihkan respons vasodilatasi terhadap VEGF (vascular endothelial growth factor) dan menurunkan tekanan darah sistolik, tetapi tidak mempengaruhi level mRNA NO sintase. Kadar folate pada kehamilan berhubungan dengan fungsi endotel pada neonatus, mungkin melalui inaktivasi oksidasif dan berkurangnya sintesis NO.
Zinc: Defisiensi zinc dapat menyebabkan gangguan perkembangan pada jantung, dan organ-organ lain. Wanita dengan defisiensi zinc sedang diberi suplemen selama kehamilan dan janinnya perlu diperiksa secara berkala. Kelompok orang yang diberi suplemen zinc memiliki rata-rata detak jantung yang lebih rendah pada usia kehamilan 20 minggu.
Defisiensi zat besi atau zinc maternal menyebabkan peningkatan pada berat relatif ginjal dan penurunan jumlah nefron pada anak. Sensitivitas natrium yang lebih besar dapat menjelaskan beberapa efek pada tekanan darah di antara keturunan yang dibatasi konsumsi besi, yang memberikan respon yang lebih baik terhadap asupan natrium pada tekanan arteri rata-rata pada usia 36 minggu.
Iron / Fe: Hipoksia merupakan akibat dari defisiensi besi yang memperbesar ukuran jantung, menurunkan jumlah kardiomiosit dan kapiler. Defisiensi besi selama periode embrio mengakibatkan pertumbuhan embrio berkurang sehingga perkembangan pembuluh darah tertunda.
2. Pankreas dan Sel β
Penelitian yang menyatakan bahwa kekurangan vitamin A, folate, zinc dan zat besi mungkin memiliki efek terhadap perkembangan pankreas atau patogenesis dari terjadinya resistensi insulin masih terbatas.
Folate dan Vitamin B12: Folate gestational atau status vitamin B12 dapat menjadi tanda terjadinya resistensi insulin melalui mekanisme epigenetik. Satu studi penelitian menunjukkan konsentrasi folate eritrosit maternal yang lebih rendah pada 28 minggu dan status vitamin B12 yang rendah pada usia kehamilan 18 minggu terkait dengan jumlah adipositas yang lebih tinggi dan terjadinya resistensi insulin, yang diukur melalui model homeostasis, yang diukur pada anak-anak usia 6 tahun.
Zinc dan Zat Besi: Zinc sangat penting untuk aktivitas sel β pakreas, terutama penyimpanan dan sekresi insulin. Sekresi insulin menyebabkan pelepasan bersama zinc berkontribusi pada komunikasi parakrin di pankreas. Secara khusus, zinc dibutuhkan untuk memperbaiki penyimpanan insulin dalam vesikel sekretori dengan memastikan bahwa insulin membentuk struktur kristal. Selanjutnya, zinc disekresikan bersama dengan insulin dan terlibat dalam komunikasi parakrin dan autokrin di dalam pankreas. Konsentrasi serum seng yang lebih tinggi dikaitkan dengan peningkatan sensitivitas insulin.
Zat besi adalah elemen penting yang terlibat dalam berbagai fungsi fisiologis. Dalam sel β pankreas yang mejadi bagian dari protein kluster Fe-S, diperlukan untuk memperbaiki sintesis dan pemrosesan insulin yang benar. Hubungan antara zat besi dan diabetes pertama kali muncul mengingat kondisi patologis seperti hemochromatosis dan beta thalassemia.
3. Komposisi Tubuh dan Adipositas
Pemrograman perkembangan bayi dapat memengaruhi komposisi tubuh melalui pengaturan nafsu makan, kecenderungan untuk meningkatkan perilaku, modifikasi epigenetik dari gen pengatur utama, dan perubahan deposisi lemak dan metabolisme adiposit.
Pembatasan diet maternal pada zat besi, seng, kalsium, dan magnesium, secara tunggal atau kombinasi ditemukan menimbulkan peningkatan persen lemak tubuh dan berbagai efek pada resistensi insulin pada anak. Suplementasi ibu selama kehamilan dengan zat besi + folate + zinc menghasilkan sedikit peningkatan tinggi badan dan menurunkan lemak yang terlihat pada ketebalan lipatan kulit yang lebih rendah pada usia 6-8 tahun dibandingkan dengan kontrol.
4. Paru-paru
Beberapa penyakit respirasi pada masa remaja tampaknya berasal dari gangguan pertumbuhan dan pematangan paru-paru semenjak bayi berada di rahim.
Vitamin A: Paru-paru sensitif terhadap defisiensi vitamin A maternal. Secara khusus, defisiensi vitamin A menyebabkan paru-paru menjadi tidak matang dengan sempurna dengan berkurangnya percabangan bronkial dan menurunnya elastin (penting untuk maturasi dari alveoli, baik dalam jumlah maupun ukuran, yang mempengaruhi kapasitas paru-paru pada neonatus). Retinoid sangat penting dalam perkembangan dan pematangan paru-paru selama periode pasca kelahiran ketika paru-paru sedang berkembang pesat.
Vitamin D: Vitamin D dikenal memainkan peran penting dalam kesehatan tulang dan sistem imun, bukti yang muncul menunjukkan level vitamin D yang tinggi berhubungan dengan fungsi paru-paru yang lebih baik dan menjaga kesehatan pernapasan. Vitamin D dipercayai berdampak pada struktur paru-paru, kekuatan otot pernapasan, dan respons imun terhadap patogen pernapasan.
Vitamin E: Vitamin E memiliki sifat antioksidan, yang memiliki fungsi utama sebagai pemecah rantai oksida dan mencegah peroksidasi dari molekul lemak. Karena stress oksidatif dan inflamasi merupakan ciri dari banyak penyakit paru-paru, nutrisi dengan antioksidan dan anti inflamasi dapat menjadi suplemen yang berguna dalam pencegahan atau pengobatan suatu penyakit.
5. Serebrovaskular
5-MTHF: Cerebral folate deficiency (CFD) adalah kondisi medis dimana jumlah 5-MTHF di otak berkurang. Berkurangnya 5-MTHF di otak dapat menyebabkan keterlambatan perkembangan, kemunduran perkembangan, serangan epilepsi, gejala kejiwaan, dan leukoensefalopati. Defisiensi 5-MTHF perifer disebabkan oleh defisiensi nutrisi folate, berkurangnya absorpsi folate dan kesalahan metabolisme folate bawaan yang mempengaruhi biosintesis 5-MTHF termasuk defisiensi methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR).
Vitamin B12: Vitamin B12, bersama dengan vitamin B lainnya, bertindak sebagai kofaktor enzim spesifik untuk menjalankan fungsi metabolisme dalam tubuh. Defisiensi vitamin B12 dapat disebabkan karena asupan makanan yang tidak mencukupi, seringkali dalam kasus vegetarian, dan atau perubahan penyerapan. Studi penelitian menemukan bahwa status vitamin B12 yang buruk secara signifikan terkait dengan tingkat keparahan dari lesi pada white matter otak, akibat berkurangnya integritas mielin.
DHA: DHA telah menunjukkan efeknya sebagai neuroprotective termasuk menekan jalur pro-inflamasi dan upregulating mediator seperti neuroprotein D1, memodulasi fungsi mitokondria dan menurunkan stress oksidatif. DHA yang diperoleh dari diet makanan atau suplemen juga diketahui memodulasi sejumlah sistem neurotransmitter, termasuk sistem kolinergik yang memainkan peran penting dalam memori dan pengetahuan; penurunan DHA terkait dengan defisit kognitif yang diamati pada penuaan normal dan patologi.
PT. SIMEX PHARMACEUTICAL INDONESIA sebagai salah satu perusahaan farmasi di Indonesia mempersembahkan produk MAXMIL® sebagai supelementasi kesehatan yang mengandung 18 mikronutrien penting untuk kehamilan dan menyusui. MAXMIL® memiliki peran dalam mencegah defisiensi mikronutrien pada ibu hamil. MAXMIL® mengandung multivitamin dan mineral, seperti: Folat generasi IV (sebagai (6S)-5-Methyltetrahydrofolic acid glucosamine salt), Coral calcium, Vitamin K2, Fe, Vitamin C, DHA, Vitamin B12, Magnesium, Vitamin E, Vitamin D3, Vitamin B6, Zinc, Kalium iodide, Vitamin A, Vitamin B1, Vitamin B2, Nikotinamid, dan Biotin.
Sumber
Calkins K., Devaskar SU. 2015. Fetal Origins of Adults Disease. Curr Probl Pediatr Adolesc Health 2011 July; 41(6): 158 – 176.
Kwon EJ., Kim YJ. 2017. What is fetal programming?: a lifetime health is under the control of in utero health. Obstet Gynecol Sci 2017; 60(6): 506-519
Marku A., Galli A., Marciani P., et.al. 2021. Iron Metabolism in Pancreatic Beta-Cell Function and Dysfunction. MDPI: Cells 2021, 10, 2841.
Nygaard SB., Larsen A., et.al. 2014. Effects of zinc supplementation and zinc chelation on in vitro β-cell function in INS-IE cells. BMC Research Notes 2014, 7:84
Akiyama T., Kuki I., Kim K., et.al. 2022. Folic acid inhibits 5-methyltetrahydrofolate transport across the blood-cerebrospinal fluid barrier: Clinical biochemical data from two cases. JMID Reports. 2022;63:529-535
Yahn GB., Abato JE., Jadavji NM. 2020. Role of vitamin B12 deficiency in ischemic stroke risk and outcome. Neural Regeneration Research, Vol. 16, No.3., March 2021
Jackson PA., Forster JS., Bell JG., et.al. 2016. DHA Supplementation Alone in Combination with Other Nutrients Does not Modulate Cerebral Hemodynamics or Cognitive Function in Healthy Older Adults. MDPI: Nutrients 2016, 8, 86.
