LABEL makanan membuat hitungan kalori terlihat sederhana. Anda memeriksa kemasan, melihat angkanya, dan tahu seberapa besar energi yang masuk ke tubuh. Namun, begitu masuk ke dalam sistem pencernaan, urusan kalori menjadi jauh lebih rumit. Triliunan mikroorganisme di dalam usus ikut terlibat dalam mencerna makanan, yang pada akhirnya memengaruhi jumlah kalori nyata yang diserap tubuh.
Guna memecahkan masalah ini, para peneliti di Arizona State University (ASU) mengembangkan model matematika bernama DAMM (digestion, absorption, and microbial metabolism). Algoritma ini bekerja melacak perjalanan makanan untuk mengidentifikasi nutrisi yang diserap langsung oleh tubuh dan apa saja yang diolah oleh mikrobiota usus.
Dalam riset yang bekerja sama dengan AdventHealth Translational Research Institute (TRI) ini, para ahli menyebut model baru ini akan membantu ilmuwan memahami sifat obesitas, diabetes, dan penyakit metabolik secara lebih baik.
“Pencernaan bukan sekadar proses manusia, ini adalah kolaborasi antara tubuh kita dan triliunan mikroba yang hidup di dalam usus,” ujar Profesor Rosa Krajmalnik-Brown dari ASU.
“DAMM memberi kita cara ampuh yang baru untuk mengukur bagaimana mitra mikroba tersebut berkontribusi pada kesehatan manusia dan keseimbangan energi, serta menunjukkan pentingnya memberi makan mikroba usus kita dengan benar.”
Kelemahan Hitungan Kalori Tradisional
Selama lebih dari satu abad, kalori makanan diukur menggunakan Metode Atwater yang menghitung kandungan protein, karbohidrat, dan lemak. Sayangnya, metode ini mengabaikan proses bakteri usus saat memecah zat yang tidak dapat dicerna, seperti serat, menjadi asam lemak rantai pendek yang bisa diserap tubuh.
Melalui uji coba data diet, model DAMM membandingkan pola makan Barat (rendah serat, tinggi proses) dengan diet kaya serat. Hasilnya, orang yang mengonsumsi makanan gaya Barat menyerap sekitar 116 kalori lebih banyak per hari dibandingkan kelompok tinggi serat, meski kelompok tinggi serat tidak merasa lebih lapar.
Model DAMM mendeteksi bahwa sekitar 85% energi yang dapat digunakan berasal dari saluran pencernaan bagian atas, sedangkan 15% sisanya berasal dari saluran pencernaan bagian bawah tempat aktivitas mikroba berpusat. Asam lemak rantai pendek hasil kerja bakteri ini menyumbang rata-rata 140 kalori per hari, atau sekitar 7,4% dari total energi tubuh.
Kemitraan Tubuh dan Mikroba
Saat dibandingkan, model DAMM terbukti jauh lebih akurat mencocokkan jumlah kalori yang benar-benar diserap tubuh manusia dibanding Metode Atwater lama.
“Apa yang benar-benar unik dari model DAMM adalah bahwa model ini mengaitkan metabolisme manusia secara kuantitatif dengan metabolisme mikroorganisme di usus besar dengan cara yang sesuai dengan hasil studi klinis, serta memberikan wawasan mendasar tentang bagaimana komunitas mikroba bekerja dalam kemitraan dengan inang manusia,” kata Profesor Bruce Rittmann dari ASU.
Studi yang diterbitkan dalam jurnal PLOS One ini masih akan terus dikembangkan untuk menangkap lebih banyak interaksi sistem pencernaan di masa depan.
“Model DAMM lebih dari sekadar alat untuk mencirikan diet,” kata penulis utama studi, Taylor Davis. “Ini adalah kerangka kerja yang dirancang untuk berkembang. Seiring kita menemukan lebih banyak tentang bagaimana diet, metabolisme, dan mikroba berinteraksi, wawasan baru tersebut dapat dimasukkan ke dalam model, memungkinkannya tumbuh bersama kita seiring kita belajar.” (Earth/Z-2)