Re-edited 20 December, 2000

Makalah Falsafah Sains (PPs 702)

Program Pasca Sarjana - S3

Institut Pertanian Bogor

Dosen: Prof Dr Ir Rudy C Tarumingkeng

PERANAN DHA TERHADAP TUMBUH KEMBANG OTAK

(The role of DHA in the development of the brain)

(Pra proposal)

Oleh:

Netti Herawati

(GMK 99 5182)

PENDAHULUAN

Kecerdasan anak sangat ditentukan bagaimana perkembangan dan pertumbuhan otak saat dalam kandungan dan setelah kelahiran. Gizi yang cukup dan memenuhi kebutuhan merupakan determinan utama dalam pertumbuhan dan perkembangan otak anak dari sejak dalam kandungan sampai fase tersebut selesai. Kekurangan gizi pada masa tumbuh-kembang ini dapat bersifat irreversibel; artinya tidak dapat diperbaiki lagi setelah masa kritis tersebut berlalu.

Crawford et al (1976) menyatakan bahwa pertumbuhan otak bersifat sangat unik dan berbeda dengan jaringan tubuh lainnya karena otak menjadi lengkap dalam waktu yang relatif singkat yaitu pada awal kehidupan; Otak menjadi lengkap sebelum pertumbuhan badan berhenti.

Lipida atau lemak merupakan komponen utama struktur otak yang jumlahnya dapat mencapai 60%. Omega-3 khususnya DHA merupakan asam lemak rantai panjang yang sangat dibutuhkan sejak janin dalam kandungan sampai setelah lahir. Diketahui bahwa kandungan DHA dapat mencapai sepertiga dari total lipida otak. Defisiensi DHA pada ibu yang sedang hamil dapat mempengaruhi fungsi penglihatan, pertumbuhan dan perkembangan otak janin. Melihat pentingnya omega-3 ini beberapa negara telah membuat rekomendasi kebutuhan omega-3 bagi ibu hamil dan bayi.

Dibalik kepentingan DHA bagi tumbuh-kembang otak masih ada kontrversi dan polemik seputar suplementasi ini apalagi jika dilihat andanya fakta bahwa sebenarnya DHA dapat dibentuk dari asam lemak lainnya. Sehingga dirasa perlu untuk melakukan penelitian lebih lanjut seputar DHA.

Dalam suatu penelitian maka ada tiga landasan utama yang digunakan yaitu ontologi (apa yang dikaji), epistemologi (bagaimana cara memperolehnya) dan aksiologi(untuk apa hasil penelitian tersebut digunakan). Praposal ini mencoba mengkaji ide penelitian melalui tiga landasan tersebut. Diharapkan kajian ini akan banyak membantu penulis dalam membangun rencana penelitian yang baik.

TINJAUAN ONTOLOGI DHA

Istilah ontologi berasal dari bahasa yunani yaitu ta onta berarti”yang berada” dan logi berarti ilmu pengetahuan atau ajaran sehingga ontologi diartikan sebagai ilmu keberadaan (Sudarsono, 1993). Ontologi merupakan landasan yang mengungkapkan apa yang dikaji, bagaimana wujudnya dan bagaimana hubungan antar objek tersebut dengan daya tangkap manusia yang membuahkan pengetahuan. Beranjak dari definisi tersebut maka berikut ini akan dibahas deskripsi tentang DHA dan berbagai hasil penelitian yang telah dilakukan.

Deskripsi tentang DHA.

Docosahexaenoic acid atau DHA (C22:6w3) adalah asamlemak tidak jenuh rantai panjang kelompok Omega-3. DHA bukanlah asam lemak essensial karena DHA dapat dibentuk dari asam lemak lainnya. Tubuh dapat memperoleh DHA meskipun tidak mengkonsumsi DHA karena kemampuan tubuh melakukan elongisasi dan desaturasi asam lemak prekursor DHA (Tabel 1).

Pada awalnya kepentingan lemak hanya dihubungkan dengan tiga asam lemak essensial yaitu Linoleic acid (LA, 18:2n-6), Arachidonic acid (AA, 20:4n-6) dan Alpha Linolonic acid (ALA, 18:3n-3). Tapi pada dekade akhir-akhir ini peneliti mulai melihat bahwa meskipun DHA tidak essensial namun pada waktu-waktu kritis dalam siklus hidup manusia DHA ini penting dipertimbangkan keberadaanya. Titik-titik kritis tersebut adalah pada saat kehamilan, menyusui dan masa-masa awal pertumbuhan dan perkembangan manusia; yang kesemua titik kritis tersebut sebenarnya berhubungan dengan periode berlansungnya tumbuh-kembang otak. Hasil penelitian menunjukkan bahwa LNA bukan sumber DHA yang efektif untuk perkembangan phospholipid jaringan dan otak (Clandinin et al 1992). Namun hasil penelitian menunjukkan bahwa ALA bukan sumber DHA yang efektif untuk perkembangan phospholipid jaringan dan otak (Clandinin et al 1992).

Tabel 1. Kelompok Omega-3 dan Omega-6 pada Asam Lemak Essensial

Linoleat Series

Linolenat Series

C18:2w6 ( Linoleic Acid)

C18:3w6 (Gamma-linoleic Acid)

C20:3w6 (Dihomo-gamma-linoleic acid)

C20:4w6 (Arachidonic Acid)

C22:4w6 (Adrenic acid)

C22:5w6 (Docosapentaenoic acid/DPA)

C18:3w3 (Alpha-linolenic acid)

C18:4w3

C20:4w3

C20:5w3 (Eicosapentaenoic acid/EPA)

C22:5w3 (Docosapentaenoic acid/DPA)

C22:6w3 (Docosahexaenoic acid/DHA)

Keterangan: Tanda panah menunjukan proses perubahan asam lemak dari satu bentuk ke bentuk lainnya melalui elongisasi dan desaturasi

DHA (OMEGA-3) DALAM TUMBUH KEMBANG OTAK

Kepentingan DHA terhadap tumbuh kembang otak diawali dengan pernyataan George dan Mildred Burr (1992) yang menyebutkan bahwa terdapat komponen spesifik dari lemak yang diperlukan pada tubuh kembang manusia. Lalu beberapa studi menunjukkan bahwa DHA banyak terdapat pada otak, retina dan jaringan syaraf (Fliesler SJ et al, 1983; Neuringer and Connoer, 1986).Berbagai hasil penelitian telah menunjukan peranan asam lemak dalam pertumbuhan sel otak, susunan syaraf pusat dan retina mata. Crawford (1992) menyatakan bahwa lipida adalah komponen utama struktur otak yang jumlahnya dapat mencapai 60 %. Komponen lipida otak adalah kolesterol dan fosfogliserida yang kaya asam lemak rantai panjang.

Wainwright et al (1991) menyatakan bahwa fospolipida membran dalam sistem syaraf pusat mengandung PUFA (Polyunsaturated Fatty Acids) dalam konsentrasi tinggi terutama DHA dan AA. Selain itu DHA juga terdapat pada membran sinaptik dan sel fotoreseptor dalam retina mata dengan konsentrasi tinggi.

Studi awal tentang peranan DHA terhadap tumbuh kembang otak dilakukan pada hewan percobaan terlebih dahulu. Connor et al (1992) melakukan studi untuk melihat pengaruh pemberian ransum kaya asam lemak omega 6 dan omega 3. Hasilnya menunjukkan bahwa kera yang diberi ransum kaya omega 6 (rasio 0mega 6/omega 3 = 250) memiliki konsentrasi DHA yang relatif lebih kecil dibanding kera yang diberi ransum kaya omega 3 (rasio omega 6/omega3=7); ditemukan pada retina dan korteks serebral kera dengan ransum kaya omega masing-masing adalah 50% dan 25% dibandingkan dengan kelompok kera dengan ransum kaya omega 3. Setelah dua tahun perlakuan, konsentrasi DHA kelompok kera yang diberi ransum kaya omega 3 pada kedua jaringan tsb meningkat dua kali namun keadan ini tidak terjadi pada kera yang diberi ransum kaya 0mega 6

Hasil penelitian Hermawan (1998) menunjukan bahwa kelompok tikus yang diberi sumber protein dan minyak masing-masing kasein-tuna, kasein lemuru mempunyai kemampuan belajar, kandungan asam amino neurotransmitter, kandungan DHA dan AA serta jumlah sel neuron otak yang lebih tinggi dibandingkan tepung beras berprotein tinggi (TBBT)-tuna, TBBT-lemuru, TBBT-sawit dan Kasein-sawit.

KEBUTUHAN OMEGA-3 SELAMA KEHAMILAN.

Status DHA Ibu selama kehamilan. Tingginya kebutuhan DHA untuk tumbuh-kembang janin ditunjukkan dengan peningkatan DHA pada plasma ibu hamil mencapai 52%; peningkatan ini jauh lebih besar dibanding peningkatan asam lemak essensial lainnya seperti Asam arakhidonat meningkat hanya 23% selama kehamilan((Monique et al, 2000).

Semakin tua umur janin dalam kandungan semakin tinggi kebutuhan DHA janin karena tumbuh-kembang berlansung semakin cepat. Tingginya kebutuhan janin ini menuntut suplai dari plasma ibu melalui transfer tali pusar penghubung plasma ibu dan janin. Semakin tua umur kehamilan maka semakin tinggi DHA pada talipusar(Monique et al, 2000).

Status DHA ibu cendrung konstan khususnya sejak kehamilan 26 minggu sedangkan kandungan DHA pada plasma tali pusar cendrung meningkat dengan meningkatnya umur janin. Hal ini dimungkinkan terjadi karena transfer DHA semakin efisien berlansung (Monique et al, 2000).

Otto Sj, et al (1997) menunjukan bahwa semakin tinggi konsentrasi DHA posfolipid plasma ibu semakin tinggi pula konsentrasinya di tali pusar. Ruyle et al (1990) memperkirakan transfer DHA dari ibu ke janin dapat mencapai 4 g/hari dengan laju aliran darah ke janin 110 m/menit/kg berat badan. Hasil penelitian ini mendukung perlunya menyediakan DHA dalam makanan ibu hamil untuk meningkatkan suplai DHA ke janin yang kebutuhannya meningkat dari waktu ke waktu.

Van Houwelingen AC et al (1995) meneliti pengaruh suplementasi minyak ikan pada ibu hamil dengan memberikan 2.7 gram minyak ikan/ hari sejak hamil 30 minggu sampai lahir. Kemudian penelitian tersebut dilanjutkan dengan meneliti pengaruh pemberian produk pangan kaya asam linoleat (omega-6) 10 gram/hari dari umur kehamilan 20 minggu sampai lahir (Van Houwelingen AC et al ,1995). Hasil kedua penelitian tersebut menunjukan bahwa suplementasi omega-6 (Linoleic Acid Study) dapat meningkatkan konsentrasi omega-6 tapi menurunkan konsentrasi omega-3. Sebaliknya suplementasi omega-3 dapat meningkatkan konsentrasi omega-3 tapi menurunkan Omega-6.

KEBUTUHAN DHA (OMEGA-3) SELAMA MENYUSUI

Pentingnya peranan Omega-3 (DHA) untuk tumbuh-kembang bayi setelah dilahirkan ditunjukkan dengan kandungan DHA pada ASI (0.2-0.4% asam lemak). Penelitian Carlson, Rhodes dan Ferguson (1986) yang dilanjutkan dengan Carlson et al (1992) membandingkan bayi ASI dengan bayi susu formula yang diberi LNA. Setelah 6,5 minggu perlakuan, kandungan DHA pada bayi yang diberi susu formula nyata menurun dibanding bayi ASI (Tabel 2). Hasil penelitian ini juga menunjukan DHA-PE dan DHA PC pada bayi ASI meningkat sedangkan pada bayi formula menurun. Temuan ini menyimpulkan bahwa LNA bukan sumber terbaik bagi pembentukan DHA dan LNA dianggap tidak mampu memenuhi kebutuhan DHA untuk tumbuh-kembang bayi. Jadi meskipun LNA tersedia banyak, LNA ini tidak dapat dikonversikan menjadi DHA (Hoffman and Uauy, 1992). Hal ini terjadi karena karena bayi memiliki keterbatasan untuk melakukan desaturasi dan elongisasi LNA menjadi DHA (Innis, 1992)

Kandungan DHA dipengaruhi oleh kualitas dan konsumsi konsumsi ibu menyusui. Peningkatan konsumsi DHA ibu hamil akan meningkatkan konsentrasi DHA ASI(Craig et al, (2000) melakukan penelitian untuk melihat pengaruh suplementasi DHA pada ibu menyusui dengan 4 perlakuan: pemberian alga, telur omega-3, Minyak ikan dan tanpa suplementasi. Hasil penelitian tersebut menunjukan :

¨ Suplementasi DHA nyata meningkatkan konsentrasi DHA pada plasma ibu

¨ Terdapat korelasi positif yang nyata antara konsentrasi DHA plasma ibu dengan konsentrasi DHA pada ASI.

¨ Konsentrasi DHA pada ASI berkorelasi positif dengan konsentrasi DHA bayi

Tabel 2. Kandungan DHA pada Phosphatidylethanolamie dan Phosphatidylcholine Erythrocyte bayi berumur 6,5 minggu yang diberi ASI dan Susu Formula^a)

Kandungan DHA

Pre Studi

ASI (mol %)

Susu Formula

DHA-PE

DHA-PC

4,8 0,2

0,9 0,2

6,2 0,4

1,3 0,2

4.0 1.0^b)

0.5 0.06^b)

a) Susu Formula mengandung Asam Linolenat (0.6 sampai 0.9 mol%) sebagai prekursor asam omega 3. Kandungan LNA dan DHA ASI yaitu 0.62 dan 0.19 mol %

b) Berbeda nyata, P<0.001)

Peranan DHA terhadap Fungsi Penglihatan.

Selain di otak akumulasi DHA didalam tubuh yaitu pada retina, hati, testis dan jaringan Adipose. Ricardo and Denis (2000) menunjukan bahwa suplementasi DHA pada susu formula lebih besar dari 0,35% nyata mempengaruhi fungsi penglihatan tapi suplementasi DHA 0,23% tidak berbeda nyata dengan 0,12%.

Suatu penelitian (Auestad N, et al. 1997) yang membandingkan ASI dengan susu formula dilakukan untuk melihat peranan DHA terhadap pertumbuhan dan fungsi penglihatan dengan perlakuan sbb:

Tabel 3. Perlakuan Suplementasi Asam Lemak pada susu formula

Perlakuan

Linoleic Acid

Alpha-linolnic acid

EPA

DHA

CO Susu Formula + minyak jagung

SO :Susu Fomula + minyak kedele

SMO: Susu Formula + minyak Ikan

24%

21%

20%

0,5%

2,7%

1,4%

0,65%

0,35%

Hasil penelitian ini menunjukan:

¨ Bayi yang diberi SMO mempunyai ketajaman fungsi penglihatan lebih baik dibanding CO dan SO

¨ Respons fungsi penglihatan pada bayi yang diberi SMO hampir menyamai yang diberi ASI

¨ Kosentrasi DHA darah nyata berkorelasi positif dengan kemampuan melihat.

¨ Tidak ada perbedaan pertumbuhan diantara perlakuan

TINJAUAN EPISTEMOLOGI

Epistemologi berasal dari kata episteme yang berati pengetahuan dan logos berati teori. Sehubungan dengan hal tersebut Yuyun (1995) menyatakan bahwa epistemologi berhubungan dengan bagaimana caranya mendapat pengetahuan tersebut.

Berdasarkan hasil kajian terhadap hal-hal yang pernah diteliti sehubungan dengan DHA diatas maka timbul beberapa hal yang ingin diketahui lebih lanjut yaitu:

· Meskipun DHA dapat dibentuk dari asam lemak lain namun kelebihan asam lemak tertentu akan menekan keberadaan DHA sehingga perlu mengetahui berapa rasio omega 6/omega 3 yang tepat untuk tumbuh kembang otak yang optimal.

· Terdapat dua titik kritis utama dalam tumbuh-kembang otak yaitu sebelum lahir dan setelah lahir sehingga perlu diketahui bagaimana tumbuh-kembang otak pada setiap titik kritis dengan rasio omega-6/omega-3 berbeda.

· Bagaimana kandungan DHA khususnya dan omega3 serta omega 6 umumnya pada ibu hamil dengan status gizi yang berbeda pada timester kehamilan yang sama, anak yang lahir dengan berat rendah(<2.75 kg) dan berat cukup (>2.75 kg).

Kajian ini perlu dilakukan mengingat pola konsumsi penduduk Indonesia cendrung tinggi menggunakan minyak dalam berbagai menu sehingga dikhawatirkan rasio omega3/omega-6 pada makanan yang dikonsumsi sehari-hari menjadi tinggi dan akan menekan jumlah DHA yang bisa dikonversikan dari prekursor DHA.

Mengingat adanya keterbatasan jika sample yang digunakan manusia maka penelitian ini gabungan antara laboratorium dan masyarakat. Penelitian laboratorium dengan menggunakan tikus dan pada manusia dengan menggunakan responden terpilih.

Kausalitas banyak mendasari perkembangan ilmu pengetahuan (Epistemologi). Kausalitas diartikan sebagai cara mengetahui bahwa sesuatu menyebabkan sesuatu yang lain sehingga pendekatan kausalitas ini digunakan dari awal merancang penelitian sampai pada saat melakukan analisis hasil penelitian dimana ransum dengan rasio omega-6/omega-3 berbeda sebagai penyebab yang mengakibatkan terjadinya perbedaan performans tikus dalam tumbuh-kembang otak.

Hipothesis

Ho: Tidak Terdapat perbedaan kandungan DHA pada otak tikus pada titik-titik kritis umur kronologis dan fisiologis menurut rasio omega3/omega 6 yang berbeda.

H1: Terdapat perbedaan kandungan DHA pada otak tikus pada titik-titik kritis umur kronologis dan fisiologis menurut rasio omega3/omega 6 yang berbeda.

Ho: Tidak terdapat perbedaan jumlah neuron pada tikus yang diberi ransum yang berbeda rasio omega3/omega6

H1: Terdapat perbedaan jumlah neuron pada tikus yang diberi ransum yang berbeda rasio omega 3/omega 6

Ho : Tidak terdapat perbedaan kemampuan belajar tikus yang diberi ransum dengan rasio omega 3/omega 6 berbeda.

H1 : Terdapat perbedaan kemampuan belajar tikus sesuai dengan jumlah neuron dan DHA otak

Ho : Tidak terdapat perbedaan kandungan DHA dan rasio omega 3/omega 6 pada bumil dan bayi dengan status gizi berbeda

H1 : Terdapat perbedaan kandungan DHA dan rasio omega 3/omega 6 pada ibu hamil dan bayi dengan status gizi berbeda

TINJAUAN AKSIOLOGI

Aksiologi dapat didefinisikan sebagai ilmu mengenai nilai-nilai kemanusiaan, sistem nilai yang mempengaruhi persepsi manusia dalam mengambil keputusan mengapa sesuatu dilakukan. Yuyun (1995) menjelaskan lebih lanjut landasan aksiologi dapat dijelaskan dengan menjawab pertanyaan: untuk apa pengetahuan yang berupa ilmu itu dipergunakan dan bagaimana kaitannya dengan moral. Hal ini akan tercermin dari tujuan penelitian dan manfaat yang akan diperoleh dan kemungkinan permasalahan yang timbul.

Tujuan Penelitian:

· Mengetahui kandungan DHA, rasio omega3/omega 6 pada ibu hamil dan bayi baru lahir dengan status gizi berbeda

· Mengetahui berapa rasio omega 6/omega 3 yang tepat untuk tumbuh kembang otak yang optimal.

· Mengetahui bagaimana tumbuh-kembang otak pada setiap titik kritis tumbuh-kembang otak dengan rasio omega-6/omega-3 berbeda yang akan dicerminkan dengan kandungan DHA otak, kemampuan belajar, jumlah neuron otak.

Manfaat Penelitian:

Memberikan keyakinan kepada pihak yang berkepentingan sejauhmana kepentingan suplementasi DHA pada makanan ibu hamil, ibu menyusui dan anak yang sedang dalam proses tumbuh-kembang.

Permasalahan yang mungkin muncul dari hasil penelitian ini:

Para pelaku pasar biasanya dengan cepat mengambil setiap peluang yang ada. Buktinya saat ini banyak sekali produk DHA dijual dipasaran dengan standarisasi yang tidak jelas padahal masih banyak kontroversi apakah suplementasi itu perlu atau tidak. Sering dilupakan bahwa pemberian DHA yang terlalu tinggi akan menekan konsentrasi DHA dalam tubuh dan DHA tanpa antioksidan dapat menjadi radikal dalam tubuh.

DAFTAR PUSTAKA

Auestad N, Montalto MB, Hall RT, et al. 1997. Visual Acuity, erythrocyte fatty acid composition and growth in term infants fed formulas with long chain polyunsaturated fatty acids for one year. Pediatr Res. 1997;41:1-10

Craig L.Jensen, Maureen Maude, Robert E Anderson and William C Heird. 2000. Effect of Docosahexaenoic acid suplementation of lactating women on the fatty acid composition of breast milk lipids and maternal and infant plasma phospholipid. Am J Clin Nutrition 2000; 71 (Suppl): 292S-9S.

Clandinin MT, Parrot A, Van Aerde JE, Hervada AR, Lien E. Feeding preterm ingants a formula containing C20 and C22 fatty acids simulates plasma phospolipid fatty acid composition of infants fed human milk. Early Hum Dev. 1992.

Connor, WE., M. Neuringer and S. Reisbick. 1992. Essensial fatty acid: the importance of n-3 fatty acid in the retina and brain. Nutr. Rev. 50(4): 21-29.et al (1992)

Crawford (1992). Crawford et al, 1976. Dalam Hermawan, D. 1998. Pengaruh Pemberian Sumber Minyak dan Protein yang Berbeda dalam Ransum terhadap Kemampuan Belajar Tikus Percobaan. Skripsi. Fakultas Tekhnologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor.

Hermawan, D. 1998. Pengaruh Pemberian Sumber Minyak dan Protein yang Berbeda dalam Ransum terhadap Kemampuan Belajar Tikus Percobaan. Skripsi. Fakultas Tekhnologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor.

Innis, S.M. 1992. N-3 Fatty Acids requirements of the newborn. Lipids 27:879-885.

Monique DM Al, Adriana C and Gerard H, 2000. Long Chain Poliunsaturated fatty acids, pregnancy and pregnancy outcome. Am J Clin Nutrition 2000; 71 (Suppl): 292S-9S.

Otto Sj, et al (1997) dalam Monique DM Al, Adriana C and Gerard H, 2000. Long Chain Poliunsaturated fatty acids, pregnancy and pregnancy outcome. Am J Clin Nutrition 2000; 71 (Suppl): 292S-9S

Ricardo Uauy and Dennis R.Hoffman. 2000. Essential fat requirements of preterm infants. Am.J. Cli. Nutr 2000, 71(Suppl):245S-50S

Ruyle, M., Connor, W.E., Anderson, G.J., and Lowenshon, R.I. 1990. Placental Transfer of essential fatty acids in Human. Venous-arterial difference for docosahexaenoic acid in fetal umbilical erythrocites. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87:7902-7906.

Van Houwelingen AC et al (1995) dalam Monique DM Al, Adriana C and Gerard H, 2000. Long Chain Poliunsaturated fatty acids, pregnancy and pregnancy outcome. Am J Clin Nutrition 2000; 71 (Suppl): 292S-9S

Wainwright, PE., YS Huang, B. Bulmen-Flemming, DE. Mills, P.Redden dan D. McCutcheon. 1991. The role of n-3 essential fatty acids in brain and behavioural development: A cross-fostering study in the mouse. Lipids 26(1): 37-45.