Ketika para ilmuwan menguraikan genom manusia pada tahun 2003 – mengurutkan seluruh kode genetik manusia – banyak yang berharap hal itu akan mengungkap rahasia penyakit. Namun genetika hanya menjelaskan sekitar 10% risikonya. 90% sisanya ditemukan di lingkungan – dan pola makan memainkan peran utama.
Di seluruh dunia, pola makan yang buruk dikaitkan dengan sekitar satu dari lima kematian di antara orang dewasa berusia 25 tahun ke atas. Di Eropa, penyakit ini menyumbang hampir setengah dari seluruh kematian akibat penyakit kardiovaskular.
Meskipun sudah ada nasihat selama puluhan tahun untuk mengurangi lemak, garam atau gula, obesitas dan penyakit terkait pola makan terus meningkat. Jelas, ada sesuatu yang hilang dalam cara kita berpikir tentang makanan.
Selama bertahun-tahun, nutrisi sering kali didefinisikan dalam istilah yang cukup sederhana: makanan sebagai bahan bakar dan nutrisi sebagai bahan pembangun tubuh. Protein, karbohidrat, lemak dan vitamin – total sekitar 150 bahan kimia yang diketahui – mendominasi gambaran tersebut. Namun para ilmuwan kini memperkirakan bahwa makanan kita sebenarnya mengandung lebih dari 26.000 senyawa, yang sebagian besar masih belum diselidiki.
Di sinilah astronomi memberikan perbandingan yang berguna. Para astronom mengetahui bahwa materi gelap membentuk sekitar 27% alam semesta. Ia tidak memancarkan atau memantulkan cahaya sehingga tidak dapat dilihat secara langsung, namun efek gravitasinya menunjukkan bahwa ia pasti ada.
Ilmu gizi menghadapi hal serupa. Sebagian besar bahan kimia dalam makanan tidak terlihat oleh kita dalam penelitian. Kita mengkonsumsinya setiap hari, tapi kita tidak tahu apa fungsinya.
Beberapa ahli menyebut molekul tak dikenal ini sebagai “materi gelap nutrisi”. Hal ini mengingatkan kita bahwa sebagaimana alam semesta penuh dengan kekuatan tersembunyi, makanan kita juga penuh dengan bahan kimia tersembunyi.
Ketika peneliti menganalisis suatu penyakit, mereka melihat berbagai macam makanan, meskipun hubungannya sering kali tidak dapat ditelusuri kembali ke molekul yang diketahui. Inilah materi gelap nutrisi: senyawa yang kita konsumsi setiap hari namun belum dipetakan atau dipelajari. Beberapa mungkin meningkatkan kesehatan, namun yang lain mungkin meningkatkan risiko penyakit. Tantangannya adalah mengetahui siapa melakukan apa.
Foodomics
Bidang foodomics bertujuan untuk melakukan hal itu. Ini menyatukan genomik (peran gen), proteomik (protein), metabolomik (aktivitas seluler) dan nutrigenomik (interaksi gen dan pola makan).
Pendekatan ini mulai mengungkap bagaimana makanan berinteraksi dengan tubuh lebih dari sekadar kalori dan vitamin.
Ambil contoh pola makan Mediterania (yang diisi dengan buah-buahan, sayur-sayuran, biji-bijian, polong-polongan, kacang-kacangan, minyak zaitun dan ikan, dengan sedikit daging merah dan makanan manis), yang diketahui dapat menurunkan risiko penyakit jantung.
Tapi mengapa ini berhasil? Salah satu petunjuknya terletak pada molekul yang disebut TMAO (trimethylamine N-oxide), yang diproduksi ketika bakteri usus memetabolisme senyawa yang ditemukan dalam daging merah dan telur. Kadar TMAO yang tinggi meningkatkan risiko penyakit jantung. Tapi bawang putih, misalnya, mengandung zat yang menghambat produksinya. Ini adalah contoh bagaimana pola makan dapat memberikan keseimbangan antara kesehatan dan bahaya.
Bakteri usus juga memainkan peran utama. Ketika senyawa tersebut mencapai usus besar, mikroba mengubahnya menjadi bahan kimia baru yang dapat mempengaruhi peradangan, kekebalan, dan metabolisme.
Misalnya, asam ellagic – ditemukan dalam berbagai buah-buahan dan kacang-kacangan – diubah oleh bakteri usus menjadi urolitin. Ini adalah sekelompok senyawa alami yang membantu menjaga mitokondria (pabrik energi tubuh) kita tetap sehat.
Hal ini menunjukkan bagaimana makanan merupakan jaringan kompleks bahan kimia yang saling berinteraksi. Suatu senyawa dapat mempengaruhi banyak mekanisme biologis, yang pada gilirannya dapat mempengaruhi banyak mekanisme biologis lainnya. Pola makan bahkan dapat menghidupkan atau mematikan gen melalui epigenetika – perubahan aktivitas gen yang tidak mengubah DNA itu sendiri.
Sejarah telah memberikan contoh nyata mengenai hal ini. Misalnya, anak-anak yang lahir dari ibu yang mengalami kelaparan di Belanda selama Perang Dunia II, lebih mungkin terkena penyakit jantung, diabetes tipe 2, dan skizofrenia di kemudian hari. Beberapa dekade kemudian, para ilmuwan menemukan bahwa aktivitas gen mereka telah diubah oleh apa yang ibu mereka makan – atau tidak makan – saat hamil.
Memetakan alam semesta makanan
Proyek seperti proyek Foodome kini mencoba mengkatalogkan alam semesta kimia yang tersembunyi ini. Lebih dari 130.000 molekul telah diidentifikasi, menghubungkan senyawa makanan dengan protein manusia, mikroba usus, dan proses penyakit. Tujuannya adalah untuk membuat atlas interaksi antara makanan dan tubuh dan untuk mengidentifikasi molekul mana yang benar-benar penting bagi kesehatan.
Harapannya, dengan memahami materi gelap nutrisi, kita dapat menjawab pertanyaan-pertanyaan yang telah lama mengganggu ilmu nutrisi. Mengapa beberapa diet berhasil untuk sebagian orang tetapi tidak untuk orang lain? Mengapa makanan terkadang mencegah dan terkadang memicu penyakit? Molekul makanan manakah yang dapat dimanfaatkan untuk mengembangkan obat baru atau makanan baru?
Kami masih di awal. Namun pesannya jelas: Makanan di piring kita tidak hanya mengandung kalori dan nutrisi, namun juga lanskap kimiawi yang luas yang baru mulai kita petakan. Sama seperti pemetaan materi gelap kosmik yang mengubah pandangan kita tentang alam semesta, penemuan materi gelap nutrisi juga dapat mengubah cara kita makan, mengobati penyakit, dan memahami kesehatan itu sendiri.
