KLINIK TUMBUH KEMBANG ONLINE

Sphingomyelin, Mielinisasi Otak dan Perkembangan Kognitif

Studi observasi klinis menunjukkan dampak dari diet SM pada perkembangan kognitif pada anak-anak yang lahir cukup bulan yang sehat. Efek ini dapat dimediasi melalui proliferasi dan diferensiasi oligodendrosit seperti yang didukung oleh eksperimen in vitro kami. Uji coba terkontrol secara acak, idealnya yang bersifat longitudinal untuk mencerminkan perkembangan dan pematangan terbaik, diperlukan untuk membuktikan kemanjuran untuk manfaat kognitif terkait SM diet. Selain itu, studi praklinis pelengkap tentang ketersediaan hayati dan serapan otak SM dan metabolitnya diperlukan. Selain itu, dosis SM untuk asupan oral dan kemanjuran perlu diidentifikasi untuk memberikan rekomendasi yang sesuai untuk nutrisi bayi dan anak.

Sphingomyelin (SM) mendukung mielinisasi otak, suatu proses yang terkait erat dengan pematangan kognitif. Kehadiran SM dalam ASI menunjukkan peran dalam nutrisi bayi; Namun, sedikit yang diketahui tentang kontribusi media sosial untuk perkembangan kognitif yang sehat. Kami menyelidiki hubungan antara SM diet awal kehidupan, perkembangan kognitif kemudian dan mielinisasi menggunakan studi observasional eksplorasi anak-anak neurotipikal. Kadar SM diukur dalam produk nutrisi bayi yang diberi makan dalam tiga bulan pertama kehidupan dan dikaitkan dengan kandungan mielin (MRI otak) serta perkembangan kognitif (skala Mullen pembelajaran dini; MSEL).

Tingkat SM yang lebih tinggi secara signifikan terkait dengan tingkat perubahan yang lebih tinggi dalam perkembangan verbal dalam dua tahun pertama kehidupan, serta, tingkat konten mielin yang lebih tinggi pada 12-24 bulan, onset tertunda dan / atau tingkat mielinisasi yang lebih lama di area otak yang berbeda. Kedua, kami mengeksplorasi mekanisme aksi menggunakan model in vitro. Data in vitro menunjukkan perlakuan SM menghasilkan peningkatan proliferasi, pematangan dan diferensiasi  dari sel prekursor oligodendrosit (OPC), serta peningkatan mielinisasi akson. Temuan ini menunjukkan dampak dari diet SM pada perkembangan kognitif pada anak-anak yang sehat, berpotensi dimodulasi oleh oligodendrosit dan peningkatan mielinisasi akson. Penelitian di masa depan harus mencakup uji coba terkontrol secara acak untuk membuktikan kemanjuran SM untuk manfaat kognitif bersama dengan studi praklinis yang memeriksa ketersediaan hayati SM dan penyerapan otak.

Mielinisasi

Mielinasi telah dianggap sebagai salah satu indeks pematangan otak yang lebih signifikan dan sering kali merupakan korelasi utama dari perkembangan bicara dan bahasa. Mielinisasi memungkinkan transmisi informasi saraf yang lebih cepat di sepanjang serat saraf dan sangat penting dalam sistem saraf otak yang bergantung pada beberapa koneksi akson panjang antara belahan otak, lobus, dan struktur kortikal dan subkortikal. Kurangnya pematangan mielin di serat asosiasi bahasa dan pusat bahasa telah sering dianggap sebagai penyebab keterlambatan perkembangan bahasa. Ketidakmatangan myelogenesis belum terbukti secara pasti sebagai penyebab yang dapat dibuktikan dalam keterlambatan bicara-bahasa, tetapi data yang tersedia menunjukkan hal itu sebagai faktor yang mungkin.

BACA  Teori Perkembangan Normal Anak Menurut Piaget

Myelogenesis adalah proses siklik di mana daerah dan sistem saraf tertentu muncul untuk memulai proses lebih awal dan yang lainnya jauh kemudian. Dalam beberapa kasus, siklus mielogenetik pendek dan dalam kasus lain lebih lama. Perbedaan yang jelas dalam tingkat myelogenesis ada di antara jalur yang berbeda. Mielinisasi ujung kortikal proyeksi pendengaran melampaui tahun pertama, sedangkan mielinisasi ujung kortikal proyeksi visual selesai segera setelah lahir. Perbedaan serupa ada antara mielinisasi radiasi geniculotemporal pendengaran dan radiasi visual geniculocalcarine. Siklus mielogenetik ini tampaknya mendasari kematangan visual awal dan perlahan mengembangkan kematangan pendengaran bayi. Siklus mielinasi dapat secara kasar berkorelasi dengan tonggak perkembangan bicara dan bahasa, tetapi karena tidak ada cara perilaku untuk menilai pematangan mielogenetik di otak anak yang hidup dengan keterlambatan bahasa, konsep tersebut memiliki sedikit atau tidak ada kegunaan klinis untuk ahli patologi wicara-bahasa. (SLP).

Sfingomielin

Sfingomielin ( SM) adalah jenis sfingolipid yang ditemukan di membran sel hewan, terutama di selubung mielin membran yang mengelilingi beberapa akson sel saraf . Biasanya terdiri dari fosfokolin dan ceramide , atau gugus utama fosfoetanolamina ; oleh karena itu, sphingomyelins juga dapat diklasifikasikan sebagai sphingophospholipids. Pada manusia, SPH mewakili ~ 85% dari semua sfingolipid, dan biasanya membentuk 10-20% mol lipid membran plasma .

Sphingomyelin pertama kali diisolasi oleh ahli kimia Jerman Johann LW Thudicum pada tahun 1880-an.  Struktur sfingomielin pertama kali dilaporkan pada tahun 1927 sebagai N-asil-sfingosin-1-fosforilkolin.  Kandungan sphingomyelin pada mamalia berkisar antara 2 hingga 15% di sebagian besar jaringan, dengan konsentrasi yang lebih tinggi ditemukan di jaringan saraf, sel darah merah, dan lensa okuler. Sphingomyelin memiliki peran struktural dan fungsional yang signifikan dalam sel. Ini adalah komponen membran plasma dan berpartisipasi dalam banyak jalur pensinyalan. Metabolisme sphingomyelin menciptakan banyak produk yang memainkan peran penting dalam sel.

SM adalah sphingolipid eukariotik yang paling melimpah dan salah satu penyusun utama membran sel. Ini diperkaya di SSP dan terutama berlimpah di selubung mielin yang mengelilingi akson saraf. SM telah dilaporkan memainkan peran penting dalam proses sel, regulasi respons inflamasi, dan transduksi sinyal. Selain itu, karena peran pentingnya dalam integritas dan fungsi mielin  serta pematangan aksonal, SM mungkin menjadi lipid yang relevan selama perkembangan otak. Secara khusus, SM dapat memainkan peran penting dari pertengahan kehamilan hingga akhir tahun pertama setelah melahirkan ketika myelin CNS meningkat secara dramatis. Memastikan transmisi impuls saraf yang efisien di sepanjang akson saraf, mielinisasi SSP penting dalam pematangan jaringan otak, pemrosesan informasi yang terkoordinasi dan pada akhirnya kinerja kognitif pada bayi dan anak-anak. Oleh karena itu, SM mungkin memainkan peran penting dalam perkembangan kognitif melalui keterlibatan struktural dan fungsionalnya dalam mielinisasi SSP.

BACA  Tahapan Perkembangan Normal Pada Bayi 0-12 Bulan

SM hadir dalam ASI manusia dan merupakan fosfolipid utama dalam lemak ASI terhitung ∼37% dari fraksi fosfolipid. ASI dewasa mengandung SM pada tingkat antara 31 dan 153 mg / l, menunjukkan variabilitas yang tinggi. Namun, terlepas dari kadar ASI ini, peran fungsional SM diet pada perkembangan kognitif atau dampak fisiologisnya pada proses perkembangan saraf yang mendasari seperti pembentukan mielin, masih kurang dipahami. Faktanya, hanya satu studi intervensi diet yang telah mengevaluasi efek suplementasi SM pada kognisi pada bayi manusia. Dalam sampel bayi berat lahir rendah, pemberian susu formula bayi yang diperkaya SM (20% vs 13% total fosfolipid susu) dalam delapan minggu pertama kehidupan menghasilkan peningkatan kadar SM plasma dan eritrosit pada empat, enam, dan delapan. minggu kehidupan. Selain itu, studi yang sama melaporkan peningkatan skor peringkat perilaku (skala peringkat perilaku dari skala Bayley perkembangan bayi dan balita; BSID-II), skor preferensi baru yang lebih baik (tes Fagan), latensi yang lebih rendah dari potensi visual yang dibangkitkan dan peningkatan skor perhatian berkelanjutan. (tes perhatian berkelanjutan bermain bebas dari Kolombo) pada usia 12 dan / atau 18 bulan; tidak ada perbedaan yang ditemukan untuk skor perkembangan saraf. Mekanisme yang mendasari temuan tersebut tidak diselidiki, tetapi peningkatan mielinisasi (berpotensi dipengaruhi oleh SM) berspekulasi. Dalam uji coba terkontrol secara acak lainnya pada bayi sehat, formula berenergi rendah, protein rendah yang dilengkapi dengan membran globul lemak susu sapi, mengandung SM, dibandingkan dengan formula standar dan dengan kelompok referensi bayi yang disusui. Intervensi (dua sampai enam bulan kehidupan) menghasilkan skor kognitif yang lebih tinggi pada usia 12 bulan pada kelompok eksperimen versus kelompok kontrol. Itu juga menghasilkan skor kognitif yang serupa ketika membandingkan kelompok eksperimen dengan bayi yang disusui. Studi ini menunjukkan bahwa SM adalah kontributor nutrisi yang relevan untuk otak dan perkembangan kognitif.

Bersamaan dengan penyelidikan klinis yang disebutkan di atas, penelitian hewan pengerat sebelumnya memberikan dukungan untuk SM di otak dan perkembangan kognitif. Secara khusus, diet yang diperkaya SM secara positif mempengaruhi mielinisasi SSP dan ketebalan mielin dalam kondisi eksperimental aktivitas serine palmitoyltransferase (SPT) rendah, enzim kunci untuk biosintesis sfingosin dan prekursor banyak sfingolipid, termasuk SM. Berkenaan dengan kinerja kognitif, tikus awal kehidupan yang dilengkapi dengan lemak susu kompleks 1%, yang mencakup SM, menghasilkan peningkatan kinerja memori baru dan peningkatan dalam pembelajaran tugas memori spasial di masa dewasa).

Kehadiran SM yang diperkaya di SSP dan ASI ibu, di samping keterlibatannya dalam mielinisasi menunjukkan peran penting dalam perkembangan otak dan kognitif awal kehidupan. Namun, dampak dari asupan makanan SM serta mekanisme tindakan yang mendasari sebagian besar tidak diketahui, terutama pada bayi dan anak kecil yang sehat. Kami menyelidiki hubungan antara SM diet awal kehidupan, mielinisasi perkembangan dan perkembangan kognitif di kemudian hari dalam kohort bayi neurotipikal dan anak kecil. Mekanisme potensial untuk efek terkait SM pada mielinisasi menggunakan model in vitro.

BACA  Tahapan Normal Perkembangan makan Pada Anak

Studi in vitro menunjukkan bahwa tingkat fisiologis SM secara positif mempengaruhi proliferasi, diferensiasi dan kapasitas mielinisasi oligodendrosit sementara konsentrasi yang lebih tinggi dapat berdampak negatif. Namun, kecil kemungkinannya SM itu sendiri diangkut ke otak dan dimasukkan ke dalam selubung mielin secara langsung. SM dimetabolisme di usus halus menjadi ceramide dan sphingosine oleh alkaline sphingomyelinase. Studi tambahan menunjukkan bahwa sphingosine dan ceramide yang berasal dari hidrolisis sphingolipid dengan cepat diambil oleh sel-sel usus, kemudian didegradasi menjadi asam lemak atau digabungkan kembali menjadi sphingolipids kompleks yang dapat dikaitkan dengan partikel lipoprotein termasuk kilomikron, lipoprotein densitas sangat rendah (VLDL), LDL , dan lipoprotein densitas tinggi. SM telah terbukti menjadi sphingolipid utama dalam LDL dan HDL. Injeksi HDL yang mengandung SM yang diberi label radio menunjukkan beberapa serapan langsung SM ke otak, namun sebagian besar disintesis ulang di otak. Karena otak tampaknya mampu melakukan sintesis sfingolipid de novo, SM dan unsur-unsurnya dapat digunakan untuk sintesis de novo lipid mielin utama seperti serebrosida untuk mendukung pembentukan mielin selama perkembangan otak. Namun, perjalanan waktu sintesis de novo utuh dari sfingolipid pada bayi baru lahir belum dipahami dengan baik. Kemungkinan bayi bergantung pada sumber eksternal pada minggu-minggu pertama kehidupan mereka. Hipotesis ini didukung oleh serapan yang lebih besar dari radiolabeled SM yang disuntikkan dalam darah yang diamati pada tikus berusia 20 hari dibandingkan dengan tikus dewasa. Eksperimen tambahan diperlukan untuk sepenuhnya mencirikan bagaimana SM yang tertelan secara oral berkontribusi pada mielinogenesis, terutama pada berbagai tahap perkembangan bayi dan anak.

Leave a Reply

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