KLINIK TUMBUH KEMBANG ONLINE

Peran Nutrisi Pada Mielinasasi Otak, Fungsi Kognitif dan Perilaku

Sandiaz Yudhasmara, Widodo Judarwanto

Sepanjang perkembangan saraf awal, mielinisasi membantu memberikan dasar untuk konektivitas otak dan mendukung munculnya fungsi kognitif dan perilaku. Nutrisi awal kehidupan merupakan faktor penting dan dapat dimodifikasi yang dapat membentuk mielinisasi dan, akibatnya, hasil kognitif. Perbedaan komposisi nutrisi antara ASI dan susu formula dapat membantu menjelaskan perbedaan fungsional dan kognitif yang sering diamati antara anak yang diberi ASI eksklusif versus anak yang diberi susu formula.

Sepanjang perkembangan saraf awal, mielinisasi membantu memberikan dasar untuk konektivitas otak dan mendukung munculnya fungsi kognitif dan perilaku. Nutrisi awal kehidupan merupakan faktor penting dan dapat dimodifikasi yang dapat membentuk mielinisasi dan, akibatnya, hasil kognitif. Perbedaan komposisi nutrisi antara ASI dan susu formula dapat membantu menjelaskan perbedaan fungsional dan kognitif yang sering diamati antara anak yang diberi ASI eksklusif versus anak yang diberi susu formula. Namun, studi pencitraan kognitif dan otak sebelumnya yang membandingkan pemberian ASI dan susu formula sering kali: cross-sectional; dilakukan pada anak-anak yang lebih tua dan remaja dengan mengandalkan ingatan orang tua tentang pemberian makan bayi; dan umumnya memperlakukan anak-anak yang diberi susu formula sebagai satu kelompok meskipun komposisi formula bervariasi. Di sini kami membahas beberapa kelemahan ini dengan memeriksa lintasan longitudinal otak dan perkembangan neurokognitif pada anak-anak yang diberi ASI eksklusif versus yang diberi susu formula setidaknya selama 3 bulan. Kami meneliti lebih lanjut perkembangan antara anak-anak yang menerima komposisi formula yang berbeda. Hasilnya menunjukkan mielinisasi keseluruhan yang meningkat secara signifikan pada anak-anak yang disusui disertai dengan peningkatan kemampuan kognitif umum, verbal, dan non-verbal dibandingkan dengan anak-anak yang diberi susu formula secara eksklusif. Perbedaan ini ditemukan bertahan hingga masa kanak-kanak bahkan dengan kelompok yang disesuaikan untuk faktor sosial ekonomi dan demografi yang penting. Perbedaan perkembangan yang signifikan tergantung pada komposisi formula yang diterima dan, khususnya, asam lemak rantai panjang, besi, kolin, sfingomielin, dan asam folat secara signifikan terkait dengan lintasan mielinisasi awal. Hasil ini menambah konsensus bahwa ASI yang diperpanjang dan eksklusif memainkan peran penting dalam perkembangan saraf awal dan hasil kognitif masa kanak-kanak.

Namun, studi pencitraan kognitif dan otak sebelumnya yang membandingkan pemberian ASI dan susu formula sering kali: cross-sectional; dilakukan pada anak-anak yang lebih tua dan remaja dengan mengandalkan ingatan orang tua tentang pemberian makan bayi; dan umumnya memperlakukan anak-anak yang diberi susu formula sebagai satu kelompok meskipun komposisi formula bervariasi.

Beberapa kelemahan ini dengan memeriksa lintasan longitudinal otak dan perkembangan neurokognitif pada anak-anak yang diberi ASI eksklusif versus yang diberi susu formula setidaknya selama 3 bulan. Kami meneliti lebih lanjut perkembangan antara anak-anak yang menerima komposisi formula yang berbeda. Hasilnya menunjukkan mielinisasi keseluruhan yang meningkat secara signifikan pada anak-anak yang disusui disertai dengan peningkatan kemampuan kognitif umum, verbal, dan non-verbal dibandingkan dengan anak-anak yang diberi susu formula secara eksklusif. Perbedaan ini ditemukan bertahan hingga masa kanak-kanak bahkan dengan kelompok yang disesuaikan untuk faktor sosial ekonomi dan demografi yang penting.

Perbedaan perkembangan yang signifikan tergantung pada komposisi formula yang diterima dan, khususnya, asam lemak rantai panjang, besi, kolin, sfingomielin, dan asam folat secara signifikan terkait dengan lintasan mielinisasi awal. Hasil ini menambah konsensus bahwa ASI yang diperpanjang dan eksklusif memainkan peran penting dalam perkembangan saraf awal dan hasil kognitif masa kanak-kanak.

Mielinisasi akson dalam sistem saraf vertebrata memungkinkan propagasi impuls asin yang cepat, salah satu konsep yang paling dipahami dalam neurofisiologi. Namun, butuh waktu lama untuk mengenali kompleksitas mekanistik baik mielinisasi oleh oligodendrosit dan sel Schwann dan interaksi selulernya. Dalam ulasan ini, kami menyoroti kemajuan terbaru dalam pemahaman kita tentang biogenesis mielin, plastisitas seumur hidup, dan interaksi timbal balik dari glia mielinisasi dengan akson yang dilingkupinya. Dalam sistem saraf pusat, mielinisasi juga dirangsang oleh aktivitas aksonal dan astrosit, sedangkan klirens mielin melibatkan mikroglia / makrofag. Setelah mielin, integritas akson jangka panjang bergantung pada suplai glial metabolit dan faktor neurotropik. Relevansi simbiosis aksioglial ini diilustrasikan dalam penuaan otak normal dan penyakit mielin manusia, yang dapat dipelajari pada model tikus yang sesuai. Dengan demikian, sel-sel mielinisasi memainkan peran kunci dalam menjaga konektivitas dan fungsi sistem saraf yang sehat.

BACA  Tahapan Perkembangan Normal Menurut Teori Vygotsky

Bayi dan anak usia dini adalah periode pertumbuhan otak yang sensitif dan cepat yang bertepatan dengan munculnya hampir semua fungsi kognitif, perilaku, dan sosial-emosional. Sepanjang periode ini, jaringan fasih otak dibentuk dan disempurnakan melalui proses yang meliputi mielinisasi, arborisasi dendritik dan sinaptogenesis, dan pemangkasan sinaptik. Proses adaptif ini dimodulasi oleh aktivitas saraf dan responsif terhadap pengaruh lingkungan, genetik, hormonal, dan lainnya. Perkembangan dan pola mielinisasi mengikuti busur neuroanatomical yang dijelaskan dengan baik, berkembang dalam pola spatiotemporal posterior-ke-anterior dan tengah-ke luar yang sesuai dengan fungsi kognitif yang matang. Artinya, ada tumpang tindih yang kuat dalam munculnya fungsi kognitif tertentu dan mielinisasi daerah otak dan jaringan yang melayani fungsi itu. Di luar hubungan temporal ini, penelitian sebelumnya telah menunjukkan lebih jauh pentingnya materi putih dan mielinisasi kortikal untuk perkembangan kognitif dan plastisitas otak, dan perubahan mielinisasi dan pematangan materi putih dalam berbagai gangguan intelektual, perilaku, dan kejiwaa. Kami selanjutnya telah menunjukkan bahwa lintasan awal mielinisasi dikaitkan dengan kemampuan dan hasil kognitif.

Perakitan dan pemeliharaan selubung mielin membutuhkan pengiriman nutrisi yang diatur dengan hati-hati, termasuk lipid dan asam lemak, protein, mineral, dan mikronutrien lainnya. Asam lemak tak jenuh ganda rantai panjang (LC-PUFA), kolin, zat besi, seng, kolesterol, fosfolipid, dan sfingomielin memainkan peran penting dalam elaborasi mielin, sebagai komponen kunci dari selubung mielin dan / atau sumber energi. Kekurangan nutrisi ini selama masa bayi dapat secara signifikan mengubah kandungan mielin, komposisi, dan morfologi, berpotensi mengganggu fungsi normal otak dan merusak hasil kognitif.

Secara komposisi, ASI menyediakan banyak blok bangunan nutrisi yang mendukung pertumbuhan fisik yang sehat, perkembangan sistem kekebalan, dan pematangan otak. Ini termasuk nutrisi mikro dan makro, PUFA rantai pendek dan panjang, fosfolipid, faktor neurotropik, biofaktor, dan hormon yang penting untuk mielinisasi. Sementara banyak dari nutrisi ini juga disediakan oleh susu formula bayi, konsentrasinya seringkali sangat bervariasi dari ASI, dan tidak meniru komposisi nutrisi yang berubah dari ASI pada makanan individu (dari foremilk ke hindmilk), atau dari kolostrum hingga ASI matang. Oleh karena itu, mengingat pentingnya komponen nutrisi ini untuk perkembangan otak, perbedaan nutrisi antara ASI dan susu formula, atau antara susu formula, dapat memengaruhi lintasan mielinisasi otak dan, selanjutnya, memengaruhi perkembangan kognitif.

Dengan referensi khusus untuk mielinisasi otak, ASI merupakan sumber penting PUFA rantai panjang, termasuk asam docosahexaenoic dan arachidonic (DHA dan ARA), bersama-sama terdiri lebih dari 20% kandungan asam lemak otak, dan fosfolipid seperti fosfatidilkolin yang membentuk 10% dari berat lipid mielin. Sekitar 40% dari kandungan lemak pada ASI dewasa adalah sphingomyelin, suatu sphingolipid yang berperan penting dalam perkembangan selubung mielin. Air susu ibu juga merupakan sumber kolesterol penting, yang penting untuk sintesis mielin (Saher et al., 2005). Bahkan pada anak-anak yang sehat, defisit yang berkepanjangan dalam nutrisi ini dan lainnya telah dikaitkan dengan kelainan perkembangan dan gangguan kognitif. Misalnya, defisiensi asam lemak esensial berkepanjangan atau kadar ARA dan DHA dalam darah yang rendah telah dikaitkan dengan gangguan belajar, ADHD, disleksia, dan gangguan spektrum autisme .

BACA  Cara Menentukan Kebutuhan Karbohidrat Pada Anak Balita

Perbedaan komposisi nutrisi antara ASI dan susu formula bayi dapat membantu menjelaskan beberapa perbedaan yang diamati dalam fungsi kognitif secara keseluruhan dan kemampuan antara bayi yang diberi ASI dan susu formula (Horwood dan Fergusson, 1998). Bahkan mengontrol pembaur penting seperti berat lahir, lama kehamilan, tingkat pendidikan orang tua, dan status sosial ekonomi keluarga dan demografi, konsensus umum dari studi sebelumnya adalah bahwa anak-anak dan remaja yang disusui sebagai bayi menunjukkan peningkatan kinerja pada tes fungsi kognitif. Hasil ini juga umumnya didukung oleh studi pencitraan otak, yang menunjukkan peningkatan volume materi putih, volume materi abu-abu total, dan peningkatan ketebalan kortikal regional terkait dengan durasi menyusui dan persentase ASI dalam makanan bayi. Temuan neuroimaging ini selanjutnya dikaitkan dengan peningkatan fungsi kognitif yang diukur dengan IQ. Meskipun penelitian ini telah dilakukan terutama pada anak-anak dan remaja yang lebih tua, penelitian kelompok kami sebelumnya  memperluas temuan ini pada bayi, menunjukkan perbedaan cross-sectional dalam mielinisasi otak awal antara ASI eksklusif, susu formula eksklusif. , dan bayi dan balita yang diberi makan campuran. Perbedaan ini ditemukan sebelum usia satu tahun dan meluas sepanjang masa kanak-kanak, dan dikaitkan dengan durasi menyusui.

Keterbatasan penting dari studi neuroimaging (MRI) masa lalu, bagaimanapun, adalah sifat cross-sectional mereka dengan anak-anak yang dikumpulkan dari rentang usia yang besar, sehingga sulit untuk menarik kesimpulan kausatif. Selain itu, anak-anak yang diberi susu formula sering diperlakukan sebagai satu kelompok tanpa mempertimbangkan perbedaan potensial dalam komposisi formula. Batasan ini umumnya berasal dari sifat retrospektif kebanyakan penelitian, dengan informasi komposisi nutrisi yang sering tidak diingat atau tidak tersedia. Meskipun formula bayi diatur dengan ketat (misalnya, http://www.fda.gov/ForConsumers/ConsumerUpdates/ucm048694.htm), terdapat perbedaan terukur dalam mikronutrien, PUFA, dan kandungan fosfolipid di berbagai formula bayi.

Untuk menyelidiki pengaruh nutrisi pada perkembangan otak bayi dan anak secara longitudinal dalam pengaturan naturalistik, kami secara longitudinal mencirikan mielinisasi dalam kelompok besar  anak-anak yang sehat dan berkembang secara neurotipikal dari usia 3 bulan sampai 9 tahun. Sebanyak 452 total MRI dan kumpulan data neurokognitif diperoleh pada anak-anak ini. Anak-anak ini diambil dari studi yang lebih besar tentang perkembangan otak normal dan dipilih karena pengetahuan tentang kebiasaan makan bayi, durasi pemberian ASI eksklusif, dan komposisi utama susu formula diketahui. Mielinisasi otak diukur menggunakan teknik multi-komponen relaxometry (MCR) yang disebut mcDESPOT, yang menguraikan sinyal MRI yang diukur menjadi kontribusi dari kolam air anatomi sub-voxel yang berbeda. Melalui akuisisi beberapa T1 tertimbang dan T1 / T2 tertimbang gambar manja dan sepenuhnya seimbang dengan sudut balik yang berbeda, mcDESPOT menerapkan model jaringan 3-pool untuk mengukur T1 dan T2 properti relaksasi dan fraksi volume untuk kolam air yang terkait dengan air intra dan ekstra-seluler, air yang terperangkap di dalam lapisan ganda lipid dari selubung mielin, dan kolam air bebas non-pertukaran (yaitu, cairan tulang belakang serebral). Fraksi volume air yang berhubungan dengan mielin, disebut fraksi air mielin (MWF), digunakan sebagai ukuran pengganti volume mielin, dan telah diverifikasi melalui perbandingan dengan histologi, dan digunakan sebelumnya untuk menyelidiki lintasan pematangan otak dini, hubungan fungsi mielin sepanjang masa kanak-kanak, dan kehilangan mielin pada orang dewasa dengan multiple sclerosis dan demielinasi lainnya gangguan. Untuk anak-anak hingga usia 5 tahun 8 bulan, fungsi dan perkembangan kognitif diukur dengan menggunakan Mullen Scales of Early Learning (MSEL), alat dengan norma populasi yang menyediakan ukuran standar dari kontrol motorik halus dan kasar, bahasa ekspresif dan reseptif, dan pemrosesan visual. Selain skor spesifik domain, nilai komposit pembelajaran awal yang dihitung (ELC) dan verbal dan non-verbal development quotients (VDQ dan NVDQ) juga menghubungkan fungsi kognitif, verbal, dan non-verbal secara keseluruhan. Masing-masing dari nilai komposit yang dinormalisasi usia ini memiliki rata-rata 100 dan deviasi standar 15.

BACA  Faktor Unik ASI Yang Mempengaruhi Status Gizi dan Pertumbuhan Somatik

Selain perbandingan lintasan perkembangan otak dan kognitif yang terkait dengan ASI eksklusif dan anak-anak yang diberi susu formula, kami selanjutnya mengelompokkan anak-anak yang diberi susu formula berdasarkan komposisi formula utama yang mereka terima selama 3 bulan pertama kehidupan dan memeriksa perbedaan perkembangan di antara mereka. Analisis ini memungkinkan kami untuk menyelidiki secara lebih spesifik peran komposisi nutrisi pada pertumbuhan otak awal. Akhirnya, kami memperluas analisis ini untuk menyelidiki pengaruh nutrisi individu pada lintasan mielin perkembangan dengan memeriksa hubungan antara tingkat nutrisi formula spesifik dan parameter kurva pertumbuhan.

Secara keseluruhan, para ahli menemukan bahwa dibandingkan dengan pemberian ASI eksklusif selama 3 bulan, anak-anak yang secara eksklusif menerima susu formula memiliki perkembangan saraf yang lebih rendah secara keseluruhan, termasuk pengukuran neuroimaging dari mielinisasi dan pengukuran kinerja kognitif yang bertahan hingga masa kanak-kanak, bahkan dengan kelompok yang disesuaikan untuk sosioekonomi dan demografis penting. faktor. Selain itu, penyimpangan yang signifikan dalam perkembangan terlihat pada anak-anak yang menerima komposisi formula yang berbeda. Lebih lanjut, analisis nutrisi individu menunjukkan peran penting untuk DHA, ARA, asam folat, sfingomielin, besi, dan fosfatidilkolin dalam perkembangan otak. Hasil ini semakin menekankan pentingnya nutrisi awal yang tepat untuk perkembangan otak yang optimal dan, sebagai konsekuensinya, hasil kognitif pada anak-anak yang sehat.

Sementara mekanisme pasti yang mendasari mielinisasi otak yang ditunjukkan sebelumnya dan perbedaan keunggulan kognitif pada anak-anak, remaja, dan orang dewasa yang disusui sebagai bayi masih belum jelas.

Pemberian ASI dini dan eksklusif dikaitkan dengan peningkatan perkembangan saraf, termasuk mielinisasi de novo, dan hasil kognitif. Perbedaan perkembangan awal tetap ada hingga masa kanak-kanak dan dapat memprediksi perubahan yang sebelumnya diidentifikasi pada remaja dan orang dewasa. Selain itu, komposisi nutrisi bayi yang berbeda tampaknya menghasilkan pola perkembangan mielin yang berbeda, dengan beberapa di antaranya lebih dekat dengan lintasan mielin yang terkait dengan bayi yang diberi ASI daripada yang lain. Sehubungan dengan kontributor nutrisi potensial, analisis kami menyoroti pentingnya nutrisi terkait saraf yang diketahui, termasuk asam lemak tak jenuh poli rantai panjang serta komponen mielin penting fosfatidilkolin dan sfingomielin untuk perkembangan saraf awal.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *