Air susu ibu (ASI) merupakan sumber nutrisi utama bagi bayi, terutama pada periode awal kehidupan, dan berperan penting dalam mendukung pertumbuhan, perkembangan, imunitas, serta kesehatan saluran cerna bayi. Selain zat gizi makro dan mikro, ASI mengandung berbagai komponen bioaktif, termasuk Human Milk Oligosaccharides (HMOs) dan berbagai molekul yang berkaitan dengan metabolisme asam lemak. Berdasarkan latar belakang tersebut, penelitian ini dilakukan untuk mengetahui hubungan antara ekspresi gen FAD1, FAD2, FUT1, dan FUT3 pada sel ASI dengan asupan makanan, status gizi ibu, serta indikator pertumbuhan bayi. Penelitian ini secara khusus mengevaluasi apakah kecukupan energi, protein, dan zat besi ibu berhubungan dengan ekspresi gen-gen fungsional tersebut pada ASI. Hipotesis penelitian adalah bahwa status dan asupan gizi ibu, khususnya kecukupan energi dan zat gizi tertentu, berhubungan dengan ekspresi gen FAD dan FUT pada sel ASI sehingga berpotensi memengaruhi karakteristik biologis ASI dan kesehatan serta perkembangan bayi.
Metodologi Penelitian
Penelitian menggunakan desain cross-sectional dan dilakukan di Kabupaten Jombang, Jawa Timur, pada September 2022. Sebanyak 52 pasangan ibu menyusui dan bayi berpartisipasi dalam penelitian. Ibu dipilih secara purposive sampling melalui informasi dari pelayanan kesehatan primer di wilayah Kabupaten Jombang. Kriteria partisipan meliputi ibu menyusui berusia 24–40 tahun, melahirkan bayi cukup bulan dengan usia kehamilan ≥37 minggu, bayi memiliki berat lahir >2.500 gram, ibu dalam kondisi sehat serta tidak mengonsumsi suplemen PUFA setelah melahirkan.
Data karakteristik sosial-demografi, riwayat kesehatan, dan praktik pemberian ASI dikumpulkan melalui kuesioner terstruktur. Status gizi ibu dinilai berdasarkan Indeks Massa Tubuh (IMT) dan Mid-Upper Arm Circumference (MUAC/LILA), sedangkan pertumbuhan bayi dinilai menggunakan berat badan, panjang badan, serta indikator Weight-for-Age Z-score (WAZ), Height-for-Age Z-score (HAZ), dan Weight-for-Height Z-score (WHZ) berdasarkan standar pertumbuhan WHO. Data asupan makanan ibu diperoleh melalui repeated 24-hour dietary recall selama tiga hari tidak berurutan, yang terdiri dari dua hari kerja dan satu hari akhir pekan. Asupan energi, protein, dan zat besi kemudian dibandingkan dengan Angka Kecukupan Gizi (AKG) ibu menyusui, dengan kecukupan ≥80% AKG dikategorikan sebagai adekuat.
Sampel ASI dikumpulkan pada pukul 09.00–11.00 sebanyak sekitar 20 mL dari masing-masing ibu. Sampel kemudian digunakan untuk memperoleh sel ASI dan dilakukan ekstraksi RNA menggunakan reagen TRIzol. Ekspresi mRNA gen FAD1, FAD2, FUT1, dan FUT3 dianalisis menggunakan metode real-time quantitative PCR (RT-qPCR) dengan GAPDH sebagai gen kontrol internal. Tingkat ekspresi masing-masing gen kemudian dibagi menjadi kelompok ekspresi rendah dan tinggi berdasarkan nilai median. Analisis statistik dilakukan menggunakan GraphPad Prism 7.0 dan IBM SPSS 25.0, dengan uji independent samples t-test atau Mann–Whitney U sesuai distribusi data, sedangkan hubungan antara usia bayi dan ekspresi gen dianalisis menggunakan korelasi Spearman. Nilai p<0,05 ditetapkan sebagai batas signifikansi statistik.
Hasil Penelitian
Hasil penelitian menunjukkan bahwa sebagian besar ibu menyusui memiliki asupan energi yang tidak mencukupi, yaitu sebanyak 78,8% peserta, sementara 42,3% memiliki asupan protein yang tidak memenuhi kebutuhan. Sebaliknya, sebagian besar ibu (76,9%) memiliki asupan zat besi yang memenuhi kebutuhan. Rata-rata asupan energi ibu adalah 1710,88 ± 415,65 kkal/hari, sedangkan rata-rata asupan protein adalah 67,7 ± 19,5 g/hari. Dari sisi status gizi, rata-rata IMT ibu adalah 25,5 ± 4,7 kg/m², dengan 32,1% ibu berada dalam kategori obesitas kelas I dan 11,5% memiliki LILA <23,5 cm yang dikategorikan sebagai kekurangan energi-protein.
Analisis ekspresi gen menunjukkan adanya hubungan yang signifikan antara kecukupan asupan energi, protein, dan zat besi dengan ekspresi FUT1. Kelompok ibu dengan ekspresi FUT1 di atas median memiliki kecukupan energi yang lebih tinggi dibandingkan kelompok di bawah median (69,5% vs. 59,5%; p<0,001). Kecukupan protein juga lebih tinggi pada kelompok dengan ekspresi FUT1 tinggi (95,46% vs. 80,34%; p=0,033), demikian pula kecukupan zat besi (136,38% vs. 105,3%; p=0,023). Sebaliknya, tidak ditemukan hubungan signifikan antara karakteristik ibu dengan ekspresi FUT3 maupun FAD1.
Pada FAD2, ditemukan hubungan signifikan antara ekspresi gen dengan usia ibu dan kecukupan energi. Ibu pada kelompok ekspresi FAD2 tinggi memiliki usia yang lebih tinggi dibandingkan kelompok ekspresi rendah (31,0 vs. 28,0 tahun; p=0,004) dan terdapat perbedaan kecukupan energi yang signifikan (p=0,045). Sementara itu, tidak terdapat hubungan signifikan antara ekspresi FAD2 dengan IMT, LILA, kecukupan protein, maupun kecukupan zat besi.
Dari sisi bayi, ekspresi FUT3 menunjukkan hubungan yang signifikan dengan berat lahir. Bayi dari kelompok ibu dengan ekspresi FUT3 lebih tinggi memiliki berat lahir yang lebih rendah dibandingkan kelompok ekspresi FUT3 rendah (3002,69 ± 550,45 g vs. 3301,92 ± 411,41 g; p=0,031). Selain itu, terdapat perbedaan HAZ antara kelompok ekspresi FAD2, dengan nilai p=0,041. Analisis korelasi juga menunjukkan bahwa ekspresi FUT1 dan FUT3 meningkat seiring bertambahnya usia bayi, masing-masing dengan r=0,316; p=0,023 dan r=0,429; p=0,001. Sebaliknya, tidak ditemukan hubungan signifikan antara usia bayi dengan ekspresi FAD1 maupun FAD2.
Diskusi
Hasil penelitian menunjukkan bahwa asupan gizi ibu selama masa menyusui berhubungan dengan ekspresi gen fungsional pada sel ASI, terutama FUT1 dan FAD2. Hubungan antara kecukupan energi, protein, dan zat besi dengan ekspresi FUT1 menunjukkan bahwa ketersediaan zat gizi pada ibu dapat berperan dalam regulasi komponen biologis ASI yang berkaitan dengan kesehatan saluran cerna dan sistem imun bayi. Gen FUT diketahui berperan dalam proses fukosilasi yang berkaitan dengan pembentukan HMOs, yang memiliki fungsi penting dalam mendukung mikrobiota usus, integritas saluran cerna, dan imunitas bayi.
Temuan mengenai ekspresi FUT3 yang lebih tinggi pada ibu dengan bayi yang memiliki berat lahir lebih rendah juga menarik. Hasil tersebut dapat mengindikasikan kemungkinan adanya mekanisme adaptif pada komposisi ASI untuk mendukung bayi dengan kondisi pertumbuhan tertentu melalui jalur imunologis dan metabolik. Namun, hubungan ini tidak dapat diinterpretasikan sebagai hubungan sebab-akibat karena penelitian menggunakan desain cross-sectional. Selain itu, variasi usia bayi dan lama menyusui dapat memengaruhi ekspresi gen pada saat pengambilan sampel. Penelitian juga belum mengevaluasi apakah perubahan ekspresi FAD dan FUT benar-benar menyebabkan perubahan komposisi PUFA atau profil mikrobiota bayi, yang merupakan mekanisme potensial antara ekspresi gen ASI dan pertumbuhan bayi.
Dengan demikian, penelitian ini memberikan gambaran awal bahwa nutrisi maternal tidak hanya berhubungan dengan kuantitas zat gizi yang tersedia bagi bayi, tetapi juga berpotensi berkaitan dengan aspek molekuler dan fungsional ASI. Pendekatan ini memperluas perspektif penelitian gizi dari sekadar hubungan antara asupan dan status gizi menuju pemahaman mengenai interaksi antara diet, ekspresi gen, komponen bioaktif ASI, dan kesehatan bayi.
Kesimpulan
Penelitian ini menunjukkan bahwa asupan energi, protein, dan zat besi ibu berhubungan dengan peningkatan ekspresi gen FUT1 pada sel ASI, sedangkan asupan energi berhubungan dengan ekspresi FAD2. Selain itu, ekspresi FUT3 ditemukan lebih tinggi pada ibu yang memiliki bayi dengan berat lahir lebih rendah. Ekspresi FUT1 dan FUT3 juga menunjukkan hubungan positif dengan usia bayi, sedangkan ekspresi FAD1 dan FAD2 tidak menunjukkan hubungan yang signifikan dengan usia bayi.
Air susu ibu (ASI) merupakan sumber nutrisi utama bagi bayi, terutama pada periode awal kehidupan, dan berperan penting dalam mendukung pertumbuhan, perkembangan, imunitas, serta kesehatan saluran cerna bayi. Selain zat gizi makro dan mikro, ASI mengandung berbagai komponen bioaktif, termasuk Human Milk Oligosaccharides (HMOs) dan berbagai molekul yang berkaitan dengan metabolisme asam lemak. Berdasarkan latar belakang tersebut, penelitian ini dilakukan untuk mengetahui hubungan antara ekspresi gen FAD1, FAD2, FUT1, dan FUT3 pada sel ASI dengan asupan makanan, status gizi ibu, serta indikator pertumbuhan bayi. Penelitian ini secara khusus mengevaluasi apakah kecukupan energi, protein, dan zat besi ibu berhubungan dengan ekspresi gen-gen fungsional tersebut pada ASI. Hipotesis penelitian adalah bahwa status dan asupan gizi ibu, khususnya kecukupan energi dan zat gizi tertentu, berhubungan dengan ekspresi gen FAD dan FUT pada sel ASI sehingga berpotensi memengaruhi karakteristik biologis ASI dan kesehatan serta perkembangan bayi.
Metodologi Penelitian
Penelitian menggunakan desain cross-sectional dan dilakukan di Kabupaten Jombang, Jawa Timur, pada September 2022. Sebanyak 52 pasangan ibu menyusui dan bayi berpartisipasi dalam penelitian. Ibu dipilih secara purposive sampling melalui informasi dari pelayanan kesehatan primer di wilayah Kabupaten Jombang. Kriteria partisipan meliputi ibu menyusui berusia 24–40 tahun, melahirkan bayi cukup bulan dengan usia kehamilan ≥37 minggu, bayi memiliki berat lahir >2.500 gram, ibu dalam kondisi sehat serta tidak mengonsumsi suplemen PUFA setelah melahirkan.
Data karakteristik sosial-demografi, riwayat kesehatan, dan praktik pemberian ASI dikumpulkan melalui kuesioner terstruktur. Status gizi ibu dinilai berdasarkan Indeks Massa Tubuh (IMT) dan Mid-Upper Arm Circumference (MUAC/LILA), sedangkan pertumbuhan bayi dinilai menggunakan berat badan, panjang badan, serta indikator Weight-for-Age Z-score (WAZ), Height-for-Age Z-score (HAZ), dan Weight-for-Height Z-score (WHZ) berdasarkan standar pertumbuhan WHO. Data asupan makanan ibu diperoleh melalui repeated 24-hour dietary recall selama tiga hari tidak berurutan, yang terdiri dari dua hari kerja dan satu hari akhir pekan. Asupan energi, protein, dan zat besi kemudian dibandingkan dengan Angka Kecukupan Gizi (AKG) ibu menyusui, dengan kecukupan ≥80% AKG dikategorikan sebagai adekuat.
Sampel ASI dikumpulkan pada pukul 09.00–11.00 sebanyak sekitar 20 mL dari masing-masing ibu. Sampel kemudian digunakan untuk memperoleh sel ASI dan dilakukan ekstraksi RNA menggunakan reagen TRIzol. Ekspresi mRNA gen FAD1, FAD2, FUT1, dan FUT3 dianalisis menggunakan metode real-time quantitative PCR (RT-qPCR) dengan GAPDH sebagai gen kontrol internal. Tingkat ekspresi masing-masing gen kemudian dibagi menjadi kelompok ekspresi rendah dan tinggi berdasarkan nilai median. Analisis statistik dilakukan menggunakan GraphPad Prism 7.0 dan IBM SPSS 25.0, dengan uji independent samples t-test atau Mann–Whitney U sesuai distribusi data, sedangkan hubungan antara usia bayi dan ekspresi gen dianalisis menggunakan korelasi Spearman. Nilai p<0,05 ditetapkan sebagai batas signifikansi statistik.
Hasil Penelitian
Hasil penelitian menunjukkan bahwa sebagian besar ibu menyusui memiliki asupan energi yang tidak mencukupi, yaitu sebanyak 78,8% peserta, sementara 42,3% memiliki asupan protein yang tidak memenuhi kebutuhan. Sebaliknya, sebagian besar ibu (76,9%) memiliki asupan zat besi yang memenuhi kebutuhan. Rata-rata asupan energi ibu adalah 1710,88 ± 415,65 kkal/hari, sedangkan rata-rata asupan protein adalah 67,7 ± 19,5 g/hari. Dari sisi status gizi, rata-rata IMT ibu adalah 25,5 ± 4,7 kg/m², dengan 32,1% ibu berada dalam kategori obesitas kelas I dan 11,5% memiliki LILA <23,5 cm yang dikategorikan sebagai kekurangan energi-protein.
Analisis ekspresi gen menunjukkan adanya hubungan yang signifikan antara kecukupan asupan energi, protein, dan zat besi dengan ekspresi FUT1. Kelompok ibu dengan ekspresi FUT1 di atas median memiliki kecukupan energi yang lebih tinggi dibandingkan kelompok di bawah median (69,5% vs. 59,5%; p<0,001). Kecukupan protein juga lebih tinggi pada kelompok dengan ekspresi FUT1 tinggi (95,46% vs. 80,34%; p=0,033), demikian pula kecukupan zat besi (136,38% vs. 105,3%; p=0,023). Sebaliknya, tidak ditemukan hubungan signifikan antara karakteristik ibu dengan ekspresi FUT3 maupun FAD1.
Pada FAD2, ditemukan hubungan signifikan antara ekspresi gen dengan usia ibu dan kecukupan energi. Ibu pada kelompok ekspresi FAD2 tinggi memiliki usia yang lebih tinggi dibandingkan kelompok ekspresi rendah (31,0 vs. 28,0 tahun; p=0,004) dan terdapat perbedaan kecukupan energi yang signifikan (p=0,045). Sementara itu, tidak terdapat hubungan signifikan antara ekspresi FAD2 dengan IMT, LILA, kecukupan protein, maupun kecukupan zat besi.
Dari sisi bayi, ekspresi FUT3 menunjukkan hubungan yang signifikan dengan berat lahir. Bayi dari kelompok ibu dengan ekspresi FUT3 lebih tinggi memiliki berat lahir yang lebih rendah dibandingkan kelompok ekspresi FUT3 rendah (3002,69 ± 550,45 g vs. 3301,92 ± 411,41 g; p=0,031). Selain itu, terdapat perbedaan HAZ antara kelompok ekspresi FAD2, dengan nilai p=0,041. Analisis korelasi juga menunjukkan bahwa ekspresi FUT1 dan FUT3 meningkat seiring bertambahnya usia bayi, masing-masing dengan r=0,316; p=0,023 dan r=0,429; p=0,001. Sebaliknya, tidak ditemukan hubungan signifikan antara usia bayi dengan ekspresi FAD1 maupun FAD2.
Diskusi
Hasil penelitian menunjukkan bahwa asupan gizi ibu selama masa menyusui berhubungan dengan ekspresi gen fungsional pada sel ASI, terutama FUT1 dan FAD2. Hubungan antara kecukupan energi, protein, dan zat besi dengan ekspresi FUT1 menunjukkan bahwa ketersediaan zat gizi pada ibu dapat berperan dalam regulasi komponen biologis ASI yang berkaitan dengan kesehatan saluran cerna dan sistem imun bayi. Gen FUT diketahui berperan dalam proses fukosilasi yang berkaitan dengan pembentukan HMOs, yang memiliki fungsi penting dalam mendukung mikrobiota usus, integritas saluran cerna, dan imunitas bayi.
Temuan mengenai ekspresi FUT3 yang lebih tinggi pada ibu dengan bayi yang memiliki berat lahir lebih rendah juga menarik. Hasil tersebut dapat mengindikasikan kemungkinan adanya mekanisme adaptif pada komposisi ASI untuk mendukung bayi dengan kondisi pertumbuhan tertentu melalui jalur imunologis dan metabolik. Namun, hubungan ini tidak dapat diinterpretasikan sebagai hubungan sebab-akibat karena penelitian menggunakan desain cross-sectional. Selain itu, variasi usia bayi dan lama menyusui dapat memengaruhi ekspresi gen pada saat pengambilan sampel. Penelitian juga belum mengevaluasi apakah perubahan ekspresi FAD dan FUT benar-benar menyebabkan perubahan komposisi PUFA atau profil mikrobiota bayi, yang merupakan mekanisme potensial antara ekspresi gen ASI dan pertumbuhan bayi.
Dengan demikian, penelitian ini memberikan gambaran awal bahwa nutrisi maternal tidak hanya berhubungan dengan kuantitas zat gizi yang tersedia bagi bayi, tetapi juga berpotensi berkaitan dengan aspek molekuler dan fungsional ASI. Pendekatan ini memperluas perspektif penelitian gizi dari sekadar hubungan antara asupan dan status gizi menuju pemahaman mengenai interaksi antara diet, ekspresi gen, komponen bioaktif ASI, dan kesehatan bayi.
Kesimpulan
Penelitian ini menunjukkan bahwa asupan energi, protein, dan zat besi ibu berhubungan dengan peningkatan ekspresi gen FUT1 pada sel ASI, sedangkan asupan energi berhubungan dengan ekspresi FAD2. Selain itu, ekspresi FUT3 ditemukan lebih tinggi pada ibu yang memiliki bayi dengan berat lahir lebih rendah. Ekspresi FUT1 dan FUT3 juga menunjukkan hubungan positif dengan usia bayi, sedangkan ekspresi FAD1 dan FAD2 tidak menunjukkan hubungan yang signifikan dengan usia bayi.
Secara keseluruhan, penelitian ini menunjukkan bahwa nutrisi maternal berpotensi memengaruhi karakteristik molekuler ASI melalui perubahan ekspresi gen yang berkaitan dengan metabolisme PUFA dan fungsi oligosakarida ASI. Temuan ini memberikan perspektif baru mengenai pentingnya kualitas dan kecukupan diet ibu menyusui dalam mendukung kesehatan bayi. Namun, penelitian lebih lanjut dengan desain prospektif, jumlah sampel yang lebih besar, serta pengukuran komposisi PUFA ASI, profil HMO, mikrobiota bayi, dan luaran kesehatan bayi diperlukan untuk menjelaskan mekanisme hubungan tersebut secara lebih mendalam dan menentukan apakah perubahan ekspresi gen tersebut benar-benar berkontribusi terhadap pertumbuhan dan perkembangan bayi.
Penulis: Atika Anif Prameswari, S.Gz., M.P.H., Dietisien.
Detail tulisan ini dapat diakses pada: https://e-journal.unair.ac.id/MGI/article/view/75789
