1

GANGLIOSIDA DALAM KEHAMILAN

BAB I

PENDAHULUAN

Konsep 'pemrograman awal kehidupan' memandang pentingnya paparan

dini lingkungan selama periode kehamilan pada hasil kesehatan keturunan

selanjutnya.1 Makanan dengan gizi seimbang adalah makanan yang cukup

mengandung karbohidrat dan lemak sebagai sumber zat tenaga, protein sebagai

sumber zat pembangun, serta vitamin dan mineral sebagai zat pengatur.

Kebutuhan nutrien akan meningkat selama hamil, namun tidak semua kebutuhan

nutrien meningkat secara proporsional. Pada dasarnya menu makanan ibu hamil,

tidak banyak berbeda dari menu sebelum hamil. Oleh karena itu, diharapkan tidak

ada kesulitan dalam pengaturan menu selama hamil. Selama hamil calon ibu

memerlukan lebih banyak zat gizi daripada wanita yang tidak hamil, karena

makanan ibu hamil dibutuhkan untuk dirinya dan janin yang dikandungnya.2

Pada manusia, pertumbuhan otak terjadi dari 12 minggu kehamilan

melalui tiga tahun pertama bayi. Nutrisi yang cukup untuk mendukung

pertumbuhan yang cepat dan perkembangan otak selama periode ini adalah yang

terpenting. Hasil kekurangan gizi dalam pembangunan gangguan, koneksi saraf

yang lebih sedikit, gangguan konektivitas sinaptik dan konsekuensi ireversibel

untuk fungsi kognitif sepanjang hidup. Hal ini diterima secara luas bahwa

gangliosida berperan penting dalam fungsi saraf dan perkembangan otak, yang

mempengaruhi proses seperti neurotransmisi, neurogenesis, synaptogenesis,

modulasi transmisi sinaptik, proliferasi sel, dan diferensiasi neuron. Banyak dari

proses ini merupakan dasar bagi apa yang disebut neuroplastisitas otak yaitu

kemampuan otak untuk menjalani renovasi fungsional dan morfologi kegiatan-

dependent yang subserves pembelajaran dan memori. Sementara perkembangan

otak prenatal terutama melibatkan neurogenesis dan migrasi, perkembangan otak

setelah melahirkan sebagian besar melibatkan renovasi, renovasi khusus vaskular,

putih peduli (myelin) pembangunan dan pengembangan sinaptik dan

2

pemangkasan. Renovasi otak yang paling dramatis terjadi selama tahun pertama

setelah melahirkan, tetapi renovasi terus sepanjang hidup sehingga otak orang

dewasa yang matang mempertahankan plastisitas fungsional yang cukup.

Selanjutnya, ada bukti bahwa diet dapat mempengaruhi plastisitas otak sepanjang

hidup.3

Pada paruh pertama abad ke-20,ditemukan molekul yang baru diisolasi

dari ganglion sel-sel jaringan saraf bernama gangliosida. Molekul-molekul ini

merupakan bentuk glycosphingolipids yang terdiri dari ceramide hidrofobik dan

rantai oligosakarida hidrofilik. Rantai ini mengandung asam N-acetylneuraminic

(asam sialat atau 'NANA' atau 'SA' atau Neu5Ac), atau, lebih jarang, asam N-

glycoloylneuraminic (Neu5Gc), di mana sekelompok glikol terikat dengan gugus

amino C5. Variasi struktural dapat terjadi di bagian lipid dari Gangliosida;

misalnya, panjang rantai dasar sphingosine atau komposisi asam lemak dapat

bervariasi. Gangliosida tersebar luas di hampir semua jaringan manusia, dengan

jumlah tertinggi ditemukan pada jaringan saraf dan organ extraneural seperti paru-

paru, limpa dan usus.4

Gangliosida sedang menerima perhatian yang banyak karena mereka

terbukti berpartisipasi dalam proses biologi yang beragam.5 Telah dilaporkan

bahwa makanan yang mengandung gangliosida memiliki peran penting dalam

mencegah infeksi dan perkembangan otak pada awal masa bayi.6 Contohnya, ASI

mengandung gangliosida manusia yang mungkin memainkan peran penting dalam

perkembangan saraf bayi.7

Dengan pengakuan yang berkembang tentang pentingnya nutrisi tertentu

dalam pengembangan dan pemeliharaan fungsi kognitif otak, gangliosida telah

menjadi target baru untuk nutrisi bayi.7 Ulasan ini secara singkat merangkum

peran gangliosida dalam kehamilan, baik menyangkut perkembangan otak, fungsi

dan neuroplastisitas, dengan penekanan pada hubungan antara asupan gangliosida

dan berpengaruh pada fungsi kognitif, dan fokus khusus pada peran suplementasi

gangliosida pada neonatus.

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Nutrisi

Nutrisi adalah ikatan kimia yang diperlukan tubuh untuk melakukan

fungsinya, yaitu energi, membangun dan memelihara jaringan, serta mengatur

proses-proses kehidupan. Nutrisi adalah proses dimana tubuh manusia

menggunakan makanan untuk membentuk energi, mempertahankan kesehatan,

pertumbuhan dan untuk berlangsungnya fungsi normal setiap organ baik antara

asupan nutrisi dengan kebutuhan nutrisi. nutrisi adalah suatu proses organisme

menggunakan makanan yang dikonsumsi secara normal melalui proses degesti,

absorbsi, transportasi, penyimpanan, metabolisme dan pengeluaran zat-zat yang

tidak digunakan untuk mempertahankan kehidupan, pertumbuhan, dan fungsi

normal dari organ-organ, serta menghasilkan energi.2

Nutrisi pada Kehamilan

Makanan bergizi harus dipersiapkan sebelum seorang ibu berencana hamil.

Sehingga pada saat hamil, badan sudah terkondisikan dengan sangat baik untuk

pertumbuhan janin. Minggu-minggu pertama kehamilan adalah masa di mana

organ tubuh yang penting terbentuk. Kekurangan gizi pada saat ini dapat

menimbulkan kelainan pada bayi atau bahkan kelahiran prematur. Karena itu, gizi

seimbang penting untuk pertumbuhan janin.8

Pertumbuhan sel yang cepat terjadi sejak dua minggu setelah konsepsi dan

mulai terbentuk plasenta. Minggu kedua hingga ke delapan terjadi pembentukan

organ-organ seperti jantung, paru-paru, ginjal, hati dan tulang. Volume darah pun

meningkat drastis, hingga sampai akhir kehamilan volume darah menjadi 4/3 kali

volume darah normal. Ini menyebabkan terjadinya pengenceran darah, sehingga

kadar hemoglobin (Hb), albumin, dan zat lain menurun.8

Kehamilan menyebabkan meningkatnya metabolisme energi, karena itu

kebutuhan energi dan zat gizi lainnya meningkat selama kehamilan. Peningkatan

energi dan zat gizi tersebut diperlukan untuk pertumbuhan dan perkembangan

janin, pertambahan besarnya organ kandungan, perubahan komposisi dan

4

metabolisme tubuh ibu, pengaliran makanan dari pembuluh darah ibu ke

pembuluh darah janin melalui plasenta. Sehingga kekurangan zat gizi tertentu

yang diperlukan saat hamil dapat menyebabkan janin tumbuh tidak sempurna.2

Beberapa nutrisi penting yang diperlukan ibu hamil diantaranya adalah

Sumber kalori (Karbohidrat & Lemak), protein, asam folat, Vit B12, zat besi, zat

seng, kalsium, vitamin C, vitamin A, Vitamin D, vitamin B6, vitamin E.

Sedangkan nutrisi yang dibutuhkan bagi janin dalam kandungan diantaranya

DHA, gangliosida (GA), asam folat, zat besi, EFA, FE dan kolin.2

Sumber Kalori2

Seorang ibu hamil akan melahirkan bayi sehat bila tingkat kesehatan dan

gizinya berada pada kondisi baik. Hasil SKRT 1995 menunjukkan bahwa 41 %

ibu hamil di indonesia menderita Kurang Energi Kronis (KEK) dan 51 %

menderita anemia, dan ini menyebabkan kecenderungan melahirkan bayi dengan

berat badan lahir rendah. Bagi ibu hamil, pada dasarnya semua zat gizi

memerlukan tambahan. Kebutuhan energi untuk kehamilan normal perlu

tambahan kira-kira 80.000 kalori selama 280 hari, hal ini berarti perlu tambahan

ekstra sebanyak kurang lebih 300 kalori setiap hari selama kehamilan.

Kebutuhan energi pada trimester I meningkat secara minimal, kemudian

sepanjang trimester II dan III kebutuhan energi terus meningkat sampai akhir

kehamilan. Energi tambahan untuk trimester II diperlukan untuk pemekaran

jaringan ibu seperti, penambahan volume darah, pertumbuhan uterus dan

payudara, serta penumpukan lemak. Selama trimester III tambahan energi

digunakan untuk pertumbuhan janin dan plasenta

Sumber energi utama bagi ibu hamil adalah Kabohidrat dan lemak.

Sumber karbohidrat antara lain nasi, roti, sereal dan gandum. Agar kebutuhan

karbohidrat terpenuhi disarankan makan 3 porsi karbohidrat setiap hari. Lemak

juga menghasilkan energi, dan menghemat protein untuk dimanfaatkan dalam

fungsi-fungsi pertumbuhan. Lemak digunakan untuk pembentukan materi

membran sel dan pembentukan hormon, pembentukan jaringan lemak, disamping

itu lemak membantu tubuh untuk menyerap nutrisi. Namun demikian dalam

5

kondisi hamil asupan lemak juga harus dibatasi karena kandungan kalorinya yang

tinggi.

Protein2

Sama halnya dengan energi, selama kehamilan kebutuhan protein juga

meningkat, bahkan sampai 68 % dari sebelum kehamilan. Hal ini dikarenakan

protein diperlukan untuk pertumbuhan jaringan pada janin. Hal ini terjadi

disebabkan oleh peningkatan volume darah dan pertumbuhan jaringan baru.

Jumlah protein yang harus tersedia sampai akhir kehamilan diperkirakan sebanyak

925 g, yang tertimbun dalam jaringan ibu, plasenta, serta janin. Dianjurkan

penambahan protein sebanyak 12 g/hari selama kehamilan. Dengan demikian

dalam satu hari asupan protein dapat mencapai 75 – 100 g (sekitar 12 % dari

jumlah total kalori). Dengan demikian, dalam satu hari asupan protein dapat

mencapai 67-100 gr.

Asam Folat2

Asam folat termasuk vitamin B komplek, yakni vitamin B9. Kebutuhan

asam folat pada ibu hamil dan usia subur sebanyak 400 mikrogram perhari atau

setara dengan 2 gelas susu. Folat didapatkan dari sayuran berwarna hijau (seperti

bayam, asparagus), jeruk, buncis, kacang-kacangan dan roti gandum. Selain itu

folat juga dapat didapatkan dari suplementasi asam folat.

Dalam tubuh, asam folat berfungsi sebagai ko-enzym dalam sintesa asam

amino, sintesis purin, dan timidilat sebagai senyawa penting dalam sintesis asam

nukleat. Folat juga diperlukan pada pembentukan dan pematangan sel darah

merah dan sel darah putih di sumsum tulang. Selain itu folat juga berperan sebagai

pembawa karbon tunggal pada pembentukan heme pada molekul hemoglobin.

Kekurangan asam folat menyebakan gangguan metabolisme DNA. Akibatnya

terjadi perubahan dalam morfologi inti sel, terutama pada sel-sel yang cepat

membelah seperti erytrosit, leukosit, sel epitel lambung dan usus, epitel vagina

dan servik uterus. Pada ibu hamil, folat memegang peranan penting dalam

perkembangan embrio, diantaranya adalah pembentukan neural tube pada bulan

pertama kehamilan. Neural tube inilah sebagai awal pembentukan otak dan

sumsum tulang belakang.

6

Di Jakarta, tiga dari lima atau 60 % wanita usia subur memiliki kadar folat

kurang dari kadar folat ideal. Kekurangan folat dapat terjadi karena intake

makanan berkurang, gangguan absorbsi pada pencernaan, alkoholis, pengaruh

obat, atau kebutuhan internal yang meningkat karena pertumbuhan sel yang cepat

misalnya pada kehamilan, ibu menyusui, anemia hemolitik dan leukimia.

Kekurangan asam folat pada ibu hamil menyebabkan meningkatnya resiko

anemia, keguguran, neural tube defect. Pada janin kekurangan asam folat akan

meningkatkan resiko bayi lahir dengan berat badan rendah atau lahir dengan cacat

bawaan, kecacatan pada otak dan sumsum tulang belakang, down’s syndrome,

bibir sumbing, kelainan pembuluh darah, dan lepasnya plasenta sebelum

waktunya.

Dianjurkan penambahan sebanyak 200 μg untuk ibu hamil, yang dapat

dipenuhi dengan mengkonsumsi suplemen. Suplementasi sebaiknya diberikan

sekitar 28 hari setelah ovulasi atau pada 28 hari pertama kehamilan. Besarnya

suplementasi adalah 280, 660, dan 470 μg per hari, masing-masing pada trimester

I, II, dan III. Jenis makanan yang banyak mengandung asam folat antara lain ragi,

hati, brokoli, sayuran hijau, kacangkacangan, ikan, daging, jeruk, dan telur.

Zat Besi2

Anemia defisiensi besi merupakan salah satu gangguan yang paling sering

terjadi selama kehamilan. Ibu hamil pada umumnya mengalami deplesi besi

sehingga hanya sedikit memberi zat besi kepada janin yang dibutuhkan untuk

metabolism besi normal. Zat besi dibutuhkan untuk pembetukan hemoglobin,

sedangkan selama kehamilan volume darah akan meningkat akibat perubahan

pada tubuh ibu dan pasokan darah bayi. Kekurangan zat besi dapat menimbulkan

gangguan dan hambatan pada pertumbuhan janin baik sel tubuh maupun sel otak,

kematian janin dalam kandungan, abortus, cacat bawaan, lahir dengan berat badan

rendah dan anemia pada bayi.

Kalsium2

Ibu hamil dan bayi membutuhkan kalsium untuk menunjang perrtumbuhan

tulang dan gigi serta persendian janin. Selain itu kalsium juga digunakan untuk

membantu pembuluh darah berkontrkasi dan berdilatasi. Jika kebutuhan kalsium

7

tidak tercukupi dari makanan, kalsium yang dibutuhkan bayi akan diambil dari

tulang ibu yang mengakibatkan tulang ibu menjadi keropos atau osteoporosis.

Janin mengumpulkan kalsium dari ibunya sekitar 25 sampai 30 mg sehari.

Paling banyak ketika trimester ketiga kehamilan. Ibu hamil dan bayi

membutuhkan kalsium untuk menguatkan tulang dan gigi. Selain itu kalsium juga

digunakan untuk membantu pembuluh darah berkontraksi dan berdilatasi.

Kalsium juga diperlukan untuk mengantarkan sinyal syaraf, kontraksi otot dan

sekresi hormon. Jika kebutuhan kalsium tidak tercukupi dari makanan, kalsium

yang dibutuhkan janin akan diambil dari ibu. Kebutuhan kalsium ibu hamil adalah

sekitar 1000 mg perhari. Sumber kalsium dari makanan diantaranya product susu

seperti susu, yoghurt. Ikan teri juga merupakan sumber kalsium yang baik.

Dianjurkan penambahan sebesar 150 mg kalsium untuk ibu hamil

trimester ketiga. Dengan demikian kebutuhan kalsium yang harus dipenuhi oleh

ibu hamil adalah 950 mg/hari. Makanan yang menjadi sumber kalsium

diantaranya ikan teri, udang, sayuran hijau, dan berbagai produk olahan susu

seperti keju dan yoghurt. Kekurangan kalsium selama hamil akan menyebabkan

tekanan darah ibu menjadi meningkat.

Vitamin C2

Vitamin C yang dibutuhkan janin tergantung dari asupan makanan ibunya.

Vitamin C merupakan antioksidan yang melindungi jaringan dari kerusakan dan

dibutuhkan untuk membentuk kolagen dan menghantarkan sinyal kimia di otak.

Wanita hamil setiap harinya disarankan mengkonsumsi 85 mg vitamin C per hari.

Anda dapat dengan mudah mendapatkan vitamin C dari makanan seperti tomat,

jeruk, strawberry, jambu biji dan brokoli. Makanan yang kaya vitamin C juga

membantu penyerapan zat besi dalam tubuh.

Vitamin A2

Vitamin A memegang peranan penting dalam fungsi tubuh, termasuk

fungsi penglihatan, imunitas, serta perkembangan dan pertumbuhan embrio.

Kekurangan vitamin A dapat mengakibatkan kelahiran prematur dan bayi berat

lahir rendah.

8

Fungsi Nutrisi untuk Janin8

Kehamilan merupakan proses reproduksi yang memerlukan perawatan

khusus karena menyangkut kehidupan ibu dan janin, untuk itu perlu perawatan

kehamilan yang tepat agar dapat melalui masa kehamilan, persalinan dan nifas

dengan baik serta menghasilkan bayi yang sehat. Pemenuhan kebutuhan nutrisi

merupakan salah satu upaya perawatan kehamilan. Kebutuhan nutrisi selama

hamil meningkat sesuai kebutuhan ibu dan janin, kekurangan atau kelebihan

nutrisi mengakibatkan kelainan, jika kekurangan menyebabkan anemia, abortus

dan partus prematurus yang berdampak timbulnya perdarahan post partum,

sedangkan kelebihan mengakibatkan komplikasi pre eklampsia dan bayi terlalu

besar.

Status gizi merupakan hal yang penting diperhatikan selama masa

kehamilan karena faktor gizi sangat berpengaruh terhadap status kesehatan ibu

guna pertumbuhan dan perkembangan janin. gizi pada saat kehamilan adalah zat

makanan atau menu yang takaran semua zat gizinya dibutuhkan oleh ibu hamil

setiap hari dan mengandung zat gizi seimbang dengan jumlah sesuai kebutuhan

dan tidak berlebihan. Kondisi kesehatan ibu sebelum dan sesudah hamil sangat

menentukan kesehatan ibu hamil.

Sehingga demi suksesnya kehamilan, keadaan gizi ibu pada waktu

konsepsi harus dalam keadaan baik, dan selama hamil harus mendapat tambahan

energi, protein, vitamin, dan mineral.

Ibu hamil harus mendapatkan gizi yang adekuat baik jumlah maupun

susunan menu serta mendapat akses pendidikan kesehatan tentang gizi. Malnutrisi

kehamilan akan menyebabkan volume darah menjadi berkurang, aliran darah ke

uterus dan plasenta berkurang dan transfer nutrien melalui plasenta berkurang

sehingga janin pertumbuhan janin menjadi terganggu.

Gangliosida

Gangliosida ditemukan pertama kali di dalam jaringan otak pada tahun

1942 oleh ilmuwan Jerman Erns Klenk. Gangliosida merupakan komponen utama

membran sel, menyusun kira-kira 6% lipida membran pada subtansia grisea

korteks serebri. Senyawa ini adalah komponen penting dari sisi reseptor spesifik

9

ujung saraf tempat terikatnya molekul neurotransmiter selama transmisi kimiawi

suatu impuls dari satu neuron ke neuron yang berdekatan. Gangliosida merupakan

zat yang penting pada sel dan mempunyai berbagai fungsi biologis.9 Secara umum

gangliosida berperan dalam pembentukan struktur dan fungsi sinaps, serta

membantu proses transmisi neuron dengan cara menfasilitasi pengikatan molekul-

molekul transmiter membran sinaps. Beberapa lipid, termasuk gangliosida tidak

dibentuk oleh tubuh sehingga harus mendapat asupan dari makanan.10,11

ASI mengandung gangliosida yang kadarnya jauh lebih tinggi

dibandingkan dengan air susu sapi. Gangliosida merupakan komponen bioaktif

opsional, yaitu komponen yang bisa ditambahkan pada susu formula agar

komposisinya menyerupai air susu ibu (ASI). Penelitian-penelitian terbaru secara

meyakinkan menyatakan bahwa gangliosida berperan pada proses anti inflamasi

di usus dan berperan pada fungsi perkembangan kognitif.12

Gangliosida merupakan golongan glikosfingolipid yang terdiri atas rantai

oligosakarida hidrofilik dan seramida hidrofobik yang mengandung residu satu

atau lebih asam sialat. Sistem penamaan gangliosida yang diperkenalkan oleh

Svennerholm paling banyak dan telah lama digunakan karena sangat spesifik

untuk gangliosida otak, sederhana, dan mudah diingat dibanding nomenklatur

lainnya.13,14

Secara keseluruhan, tubuh saat penelitian mendukung gagasan bahwa

gangliosida makanan penting dalam mendukung perkembangan otak pada awal

kehidupan dan lebih lanjut, bahwa mereka mungkin berdampak pada fungsi

kognitif sepanjang hidup dan krusial selama masa bayi ketika ada permintaan gizi

tinggi sebagai otak mengalami renovasi yang cepat . Meskipun banyak penelitian

yang jelas diperlukan, penjelasan mekanisme potensial melalui mana gangliosida

diet mungkin mengerahkan efek mereka pada pembelajaran dan memori

merupakan perkembangan baru yang menarik, dan meminjamkan kepercayaan

kepada gagasan manfaat gizi.13

ASI manusia adalah sumber alami gangliosida untuk neonatus. Karena

konten ganglioside IF umumnya lebih rendah dari ASI, ada kemungkinan bahwa

dalam kasus-kasus di mana makan pengganti dengan IF diperlukan, pasokan

10

ganglioside diet mungkin sub-optimal. Dalam hal ini, suplementasi rutin IF

dengan gangliosida ke tingkat ASI untuk memastikan hasil kognitif yang optimal

akan tampak dibenarkan. Juga, karena nutrisi selama kehamilan adalah sangat

penting untuk hasil perkembangan dan kognitif janin, dan gangliosida makanan

atau eksogen dapat melewati plasenta dan mengasimilasi dalam jaringan otak,

konsep melengkapi diet ibu untuk memastikan pasokan optimal ganglioside

selama kehamilan, seperti yang telah disarankan di tempat lain, adalah salah satu

yang menarik. Meskipun gangliosida ditemukan dalam produk makanan lainnya,

produk susu menyediakan sumber nyaman, alami dan relatif kaya untuk

suplementasi.15

Secara khusus, sapi susu yang diturunkan CML adalah makanan-dapat

diterima dan substrat yang sesuai untuk ganglioside fortifikasi IF, dan keamanan

penggunaan untuk bayi telah dikonfirmasi dalam dua uji klinis baru-baru ini.

Otak orang dewasa mengandung gangliosida dari kompleksitas yang lebih

tinggi daripada jaringan lain. Selama perkembangan otak, tingkat pola dan

ekspresi gangliosida mengalami perubahan yang ditandai, dari GM3 dan GD3

bentuk sederhana dominan di otak embrio, dengan bentuk yang lebih kompleks

dan terkait erat GM1a, GD1a, GD1b dan GT1b, yang GM3 dan GD3 merupakan

prekursor. Keempat gangliosida kompleks adalah spesies dominan di otak

manusia, yang terdiri dari hingga 90% dari gangliosida hadir dalam otak orang

dewasa. Gangliosida otak lainnya termasuk 9-O-asetil GD3 serta bentuk-bentuk

kompleks GM2, GT1a dan GQ1b.15

Perubahan ekspresi ganglioside otak sangat-wilayah tertentu , tampaknya

diatur secara ketat dan berkorelasi dengan tonggak perkembangan saraf termasuk

saraf pembentukan tabung, neuritogenesis, synaptogenesis, axonogenesis dan

mielinisasi. Sebuah peningkatan dramatis dalam ganglioside otak akresi terjadi

pada minggu ke-10 kehamilan dan berlanjut melalui lima tahun pertama setelah

melahirkan, bertepatan dengan masa paling aktif dari mielinisasi. Secara khusus,

GM1a dan GD1a meningkat 12-15 kali lipat selama periode ini dengan

pertambahan paling aktif berada di jangka, bertepatan dengan dendrit arborisation,

perkembangan aksonal dan synaptogenesis. Munculnya gm4, yang ganglioside

11

paling melimpah ketiga di materi putih manusia, terjadi setelah awal mielinisasi.

Konten dan komposisi gangliosida dalam otak juga berubah selama penuaan,

dengan sebanyak 64% dari total gangliosida yang hilang lebih dari 6 dekade, serta

peningkatan GQ1b, GT1b, dan GD1b dengan penurunan bersamaan di GM1a dan

GD1a.15

Perubahan tingkat ekspresi dan pola gangliosida selama perkembangan

otak sebagian besar disebabkan spatiotemporally-diatur perubahan perkembangan

pada tingkat ekspresi dan pola glycosyltransferases otak endogen.

Glycosyltransferases ini penting untuk ganglioside biosintesis dan di otak, seperti

pada jaringan lain, serangkaian glycosyltransferases tertentu mengkatalisis

penambahan berurutan dari gugus karbohidrat ke prekursor glikosil ceramide,

dengan gangliosida kompleks yang disintesis secara berurutan dari gangliosida

sederhana di jalur yang berbeda, lihat Gambar 1 . GM3 sintase terjadi pada titik

penting dalam jalur ini, menghasilkan ganglioside sederhana GM3, yang

berfungsi sebagai prekursor untuk gangliosida kompleks dari a dan b-series yang

umum di otak. Sebaliknya, ganglioside katabolisme terjadi bertahap melalui

exoglycosidases-glycan spesifik, dengan aksi sialidases menyediakan mekanisme

untuk renovasi fungsional in vivo.

12

Gambar 1. jalur biosintesis dan nomenklatur gangliosida otak besar. gangliosida disintesis secara berurutan oleh serangkaian glikosil

dan sialyl (S) transferase (T).

13

Studi awal pada neuron yang terisolasi menunjukkan pengayaan

gangliosida dalam akson terminal dan ujung sinaptik, menunjukkan peran dalam

pembentukan, pengembangan dan pemeliharaan sistem saraf.16 Pentingnya

gangliosida dalam fungsi normal dan integritas sistem saraf dan perkembangan

saraf dan regenerasi saraf sejak itu telah ditunjukkan oleh studi. Pada manusia,

cacat pada gen synthase GM3 mengakibatkan tidak adanya GM3 dan gangliosida

kompleks kunci dalam otak merupakan penyebab bentuk warisan epilepsi yang

memanifestasikan tidak hanya di awal kejang pada bayi, namun penurunan

neurologis dan kebutaan. Banyak gangguan lain metabolisme gangliosida pada

manusia yang disebabkan oleh kekurangan enzim yang berhubungan dengan

penyakit neurologis, menyebabkan akumulasi yang tidak terkendali di otak sering

dengan konsekuensi berat. Selain spektrum mapan gangguan yang dikenal sebagai

gangliosidoses yang meliputi penyakit Tay-Sachs, penyakit Sandhoff, dan GM1a

gangliosidoses, GM1a dan GM2 di otak juga terlibat dalam kondisi neurologis

lainnya termasuk Alzheimer, Huntington dan penyakit Parkinson. Ada juga

implikasi dari peran gangliosida dalam kondisi lain termasuk infeksi, peradangan,

metabolisme insulin dan kanker. Dari sudut pandang terapi pandang, uji klinis

telah menunjukkan bahwa disuntikkan ganglioside GM1a mampu memulihkan

gejala penyakit Parkinson dan stroke iskemik akut, dan juga meningkatkan

perbaikan saraf setelah cedera tulang belakang.17

Pada tingkat sel, kemampuan eksogen diterapkan gangliosida untuk

mempotensiasi neurite perkembangan dalam neuron primer, ganglia sensorik dan

baris sel neuroblastoma, dan aksonal tumbuh dalam regenerasi akson telah lama

didirikan. Baru-baru ini, mekanisme multifaktorial untuk neurite hasil melibatkan

GM1a pengelompokan di rakit lipid telah dijelaskan. Selain itu, GD3 diduga

memainkan peran penting dalam menjaga kapasitas pembaruan diri dari sel induk

saraf, dan karenanya neurogenesis, dengan mempertahankan EFG-diinduksi

EFGR sinyal melalui perekrutan, dan interaksi dengan, EFGR di rakit lipid

domain mikro . The ganglioside 9-O-asetil GD3 telah terlibat dalam neuronal

migrasi dan neurite hasil glial-dipandu baik pengembangan dan dewasa tikus

14

sistem saraf, dan di fasilitasi pertumbuhan aksonal dan Schwann sel-induced

mielinisasi selama kedua pengembangan dan regenerasi mouse saraf perifer. Studi

dalam mengembangkan otak manusia (minggu kehamilan 6-15) menunjukkan

keterlibatan GM1a di kontak glia-saraf selama migrasi neuroblast, dan GM3

lokalisasi di zona proliferasi sel. Selain itu, gangliosida dapat meningkatkan atau

mengatur kelangsungan hidup sel. Mereka telah terbukti neuroprotektif terhadap

penghinaan beracun, anti-apoptosis selama diferensiasi sel saraf, dan pro-

apoptosis selama proliferasi sel saraf.16

Pada tingkat lain, gangliosida telah terbukti menjadi penting untuk

menstabilkan arsitektur dan berfungsi rakit lipid, dan oleh karena itu untuk

pemeliharaan integritas dalam jaringan saraf. Dalam konteks ini, GD1a dan GT1b

diperkirakan memediasi interaksi akson-myelin melalui asosiasi dengan myelin

terkait glikoprotein, sehingga membantu untuk memastikan jangka panjang

akson-myelin stabilisasi, perlindungan dan regenerasi aksonal.16,18

Gangliosida pada Kehamilan

Gangliosida adalah sialylated glycosphingolipids yang secara luas

didistribusikan ke seluruh jaringan tubuh, terutama sebagai komponen dari

membran sel.19 Mereka menyatakan lebih dominan dalam jaringan saraf dan

sangat melimpah di otak, di mana mereka merupakan 10% -12% dari materi lipid

dari membran neuronal dan sebagian besar terkonsentrasi di materi abu-abu.

Gangliosida yang terletak di leaflet luar membran plasma di mana mereka

berlabuh oleh bagian ceramide lipid mereka dengan glycans memperluas ke dalam

ruang ekstraselular. Mereka sebagian besar lokal di microdomains membran, juga

dikenal sebagai rakit lipid, berkaitan dengan sphingolipids lain dan kolesterol.

Interaksi lateral dalam rakit lipid ini dan dengan protein membran memainkan

peranan penting dalam proses seluler termasuk sitokin dan adhesi transduksi

sinyal dan regulasi protein membran. Gangliosida kontribusi yang signifikan

terhadap glycans permukaan sel pada sel saraf dan merupakan 75% dari asam

sialat terkonjugasi di otak. Mereka menengahi fungsi seperti pengenalan sel-sel

15

melalui komponen mereka tertentu sialoglycan, dan adhesi sel, motilitas dan

pertumbuhan melalui microdomains glycosynaptic.

Pada manusia, pertumbuhan otak terjadi dari 12 minggu kehamilan

melalui tiga tahun pertama bayi. Nutrisi yang cukup untuk mendukung

pertumbuhan yang cepat dan perkembangan otak selama periode ini sangat

penting.20 Hasil kekurangan gizi dalam pengembangan gangguan, koneksi saraf

yang lebih sedikit, gangguan konektivitas sinaptik dan konsekuensi ireversibel

untuk fungsi kognitif sepanjang hidup. Hal ini diterima secara luas bahwa

gangliosida berperan penting dalam fungsi saraf dan perkembangan otak, yang

mempengaruhi proses seperti neurotransmisi, neurogenesis, synaptogenesis,

modulasi transmisi sinaptik, proliferasi sel, dan saraf diferensiasi. Banyak dari

proses ini merupakan dasar bagi apa yang disebut neuroplastisitas otak yaitu

kemampuan otak untuk menjalani renovasi fungsional dan morfologi kegiatan-

dependent yang subserves pembelajaran dan memori. Sementara perkembangan

otak prenatal terutama melibatkan neurogenesis dan migrasi, perkembangan otak

setelah melahirkan sebagian besar melibatkan renovasi, renovasi khusus vaskular,

putih peduli (myelin) pembangunan dan pengembangan sinaptik dan

pemangkasan. Renovasi otak yang paling dramatis terjadi selama tahun pertama

setelah melahirkan, tetapi renovasi terus sepanjang hidup sehingga otak orang

dewasa yang matang tetap cukup plastisitas fungsional. Selanjutnya, ada bukti

bahwa diet dapat mempengaruhi plastisitas otak sepanjang hidup.16

Dengan pengakuan yang berkembang tentang pentingnya nutrisi tertentu

dalam pengembangan dan pemeliharaan fungsi kognitif otak, gangliosida telah

menjadi target baru untuk nutrisi janin dan bayi.16

Peran penting gangliosida dalam pengembangan postnatal pra dan awal

dari otak, dan memang dalam fungsi normal dan pemeliharaan otak, menimbulkan

pertanyaan diet dan peran yang dimainkannya dalam memberikan latar belakang

gizi yang memadai untuk mendukung ekspresi dan distribusi otak yang tepat

gangliosida, terutama selama periode penting pertumbuhan otak, belajar dan

16

asimilasi. Ada banyak bukti yang mendukung gagasan bahwa diet memodulasi

struktur dan fungsi otak, di plastisitas otak tertentu (neurogenesis, pembentukan

sinaps dan fungsi), mengerahkan pengaruhnya di seluruh umur suatu organisme.

Saat ini ada banyak kepentingan dalam perbaikan dari penurunan kognitif yang

berkaitan dengan usia melalui modifikasi diet dan dalam hal ini, studi longitudinal

telah menunjukkan asupan susu sering yang terkait dengan kinerja yang lebih baik

kognitif, dalam perbaikan khususnya dalam memori kerja spasial. Pada neonatus

telah lama diakui bahwa diet ibu selama kehamilan dan menyusui dapat

mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan anak, dan gizi dapat memiliki

efek mendalam pada belajar dan perilaku sepanjang hidup.20

17

BAB III

KESIMPULAN

Nutrisi adalah ikatan kimia yang diperlukan tubuh untuk melakukan

fungsinya, yaitu energi, membangun dan memelihara jaringan, serta mengatur

proses-proses kehidupan. Makanan bergizi harus dipersiapkan sebelum seorang

ibu berencana hamil. Sehingga pada saat hamil, badan sudah terkondisikan

dengan sangat baik untuk pertumbuhan janin. Minggu-minggu pertama kehamilan

adalah masa di mana organ tubuh yang penting terbentuk. Beberapa nutrisi

penting yang diperlukan ibu hamil diantaranya adalah Sumber kalori (Karbohidrat

& Lemak), protein, asam folat, Vit B12, zat besi, zat seng, kalsium, vitamin C,

vitamin A, Vitamin D, vitamin B6, vitamin E. Sedangkan nutrisi yang dibutuhkan

bagi janin dalam kandungan diantaranya DHA, gangliosida (GA), asam folat, zat

besi, EFA, FE dan kolin.

Pada manusia, pertumbuhan otak terjadi dari 12 minggu kehamilan

melalui tiga tahun pertama bayi. Nutrisi yang cukup untuk mendukung

pertumbuhan yang cepat dan perkembangan otak selama periode ini sangat

penting. Hasil kekurangan gizi dalam pengembangan gangguan, koneksi saraf

yang lebih sedikit, gangguan konektivitas sinaptik dan konsekuensi ireversibel

untuk fungsi kognitif sepanjang hidup. Hal ini diterima secara luas bahwa

gangliosida berperan penting dalam fungsi saraf dan perkembangan otak, yang

mempengaruhi proses seperti neurotransmisi, neurogenesis, synaptogenesis,

modulasi transmisi sinaptik, proliferasi sel, dan saraf diferensiasi. Nutrisi

terpenting untuk perkembangan otak anak dikenal dengan senyawa gangliosida

(GA). Gangliosida merupakan komponen utama membran sel, menyusun kira-kira

6% lipida membran pada subtansia grisea korteks serebri. Senyawa ini adalah

komponen penting dari sisi reseptor spesifik ujung saraf tempat terikatnya

molekul neurotransmiter selama transmisi kimiawi suatu impuls dari satu neuron

ke neuron yang berdekatan.

18

Dengan pengakuan yang berkembang tentang pentingnya nutrisi tertentu

dalam pengembangan dan pemeliharaan fungsi kognitif otak, gangliosida telah

menjadi target baru untuk nutrisi janin dan bayi.

19

DAFTAR PUSTAKA

1. Adrienne O’Neil1, Catherine Itsiopoulos, Helen Skouteris, Rachelle S

Opie, Skye McPhie, Briony Hill, Felice N Jacka1. Preventing mental

health problems in offspring by targeting dietary intake of pregnant

women. BMC Medicine 2014, 12:208

2. Nikolaos Katsilambros, Charilaos Dimosthenopoulos, Meropi

Kontogianni, Evangelia Manglara, Kalliopi-Anna Poulia. Clinical

Nutrition in Practice. United Kingdom Blackwell Publishing Ltd.2010.1-

27

3. Kate Palmano, Angela Rowan, Rozey Guillermo, Jian Guan and Paul Mc

Jarrow. The Role of Gangliosides in Neurodevelopment. Nutrients 2015,

7(5), 3891-3913.

4. Lacomba R, Salcedo J, Alegrı´a A, Lagarda MJ, Barbera´ R, Matencio E

(2009) Determination of sialic acid and gangliosides in biological samples

and dairy products:accessed at http://www.sciencedirect.com/science/

article/pii/S0731708509002611

5. Hyeyoung Lee, Daniel Garrido, David A. Mill,Daniela Barile. Hydrolysis

of milk gangliosides by infant-gut associated bifidobacteria determined by

microfluidic chips and highresolution mass spectrometry. NIH-Public

Access: Electrophoresis. 2014 June ; 35(11): 1742–1750.

6. Francesca Giuffrida, Isabelle Masserey Elmelegy ,Sagar K. Thakkar,

Cynthia Marmet , Fre´de´ric Destaillats. Longitudinal Evolution of the

Concentration of Gangliosides GM3 and GD3 in Human Milk.

Lipids.2014. 49:997–1004

7. Gurnida DA, Rowan AM, Idjradinata P, Muchtadi D, Sekarwana

N.Association of complex lipids containing gangliosides with cognitive

development of 6-month-old infants. Early Hum Dev.2012. accessed on

August 19, 2015 at http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22289412

8. Yu, R.K.; Nakatani, Y.; Yanagisawa, M. The role of glycosphingolipid

metabolism in the developing brain. J. Lipid. Res. 2009, 50, S440–S445.

20

9. De Chaves, E.P.; Sipione, S. Sphingolipids and gangliosides of the

nervous system in membrane function and dysfunction. FEBS Lett. 2010,

584, 1748–1759.

10. Kolter, T. Ganglioside biochemistry. ISRN Biochem. 2012, 2012, 1–36.

11. Schnaar, R.L.; Gerardy-Schahn, R.; Hildebrandt, H. Sialic acid in the

brain: Gangliosides and polysialic acid in nervous system development,

stability, disease, and regeneration. Physiol. Rev. 2014, 94, 461–518.

12. Uauy, R.; Mena, P.; Peirano, P. Mechanisms for nutrient effects on brain

development and cognition. Nestle Nutr. Workshop Ser. Clin. Perform.

Program. 2001. accessed on August 19, 2015 at

https://www.karger.com/Article/Abstract/61845

13. Kracun, I.; Rosner, H.; Drnovsek, V.; Heffer-Lauc, M.; Cosovic, C.; Lauc,

G. Human brain gangliosides in development, aging and disease. Int. J.

Devel. Biol. 1991, 35, 289–295.

14. Yu, R.K.; Tsai, Y.T.; Ariga, T.; Yanagisawa, M. Structures, biosynthesis,

and functions of gangliosides—An overview. J. Oleo. Sci. 2011, 60, 537–

544.

15. Wang, B. Molecular mechanism underlying sialic acid as an essential

nutrient for brain development and cognition. Adv. Nutr. 2012, 3, 465S–

472S.

16. Sandhoff, K.; Harzer, K. Gangliosides and gangliosidoses: Principles of

molecular and metabolic pathogenesis. J. Neurosci. 2013, 33, 10195–

10208.

17. Crichton, G.E.; Elias, M.F.; Dore, G.A.; Robbins, M.A. Relation between

dairy food intake and cognitive function: The maine-syracuse longitudinal

study. Int. Dairy J. 2012, accessed on August 19, 2015 at

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0958694611001956

18. Wang, B.; McVeagh, P.; Petocz, P.; Brand-Miller, J. Brain ganglioside and

glycoprotein sialic acid in breastfed compared with formula-fed infants.

Am. J. Clin. Nutr. 2003, 78, 1024–1029.

21

19. Mitchell, M.D.; Henare, K.; Balakrishnan, B.; Lowe, E.; Fong, B.Y.;

McJarrow, P. Transfer of gangliosides across the human placenta.

Placenta 2012, 33, 312–316.

20. Amanuel Berihu,Gerez giher Buruh Abera,Hailemariam Berhe, Kalayou

Kidanu. Mother’s Knowledge on Nutritional Requirement of Infant and

Young Child Feeding in Mekelle, Ethiopia, Cross Sectional Study. Global

Journal Inc.2013, 13, 13-24.