Sistem pencernaan manusia adalah organ yang rumit dan sangat adaptif, yang mempertahankan fungsinya melalui proses regenerasi usus yang berkelanjutan. Kemampuan biologis ini memastikan bahwa lapisan usus terus diperbarui, memungkinkan pencernaan dan penyerapan nutrisi menjadi efisien. Penelitian terbaru mengenai kemampuan regeneratif unik ular, khususnya boa dan ular piton, telah memberikan wawasan baru mengenai regenerasi usus manusia, khususnya penyakit gastrointestinal.
Dasar-dasar regenerasi usus pada manusia
Pada manusia, regenerasi lapisan usus adalah proses yang lambat namun stabil. Usus dilapisi dengan sejenis sel induk yang ditemukan di kantong kecil yang dikenal sebagai kriptus usus. Kripta usus ini terletak di dinding usus. Kripta ini bertanggung jawab untuk memproduksi sel-sel baru untuk menggantikan sel-sel tua atau rusak, menjaga integritas lapisan usus dan memastikannya dapat menangani tekanan pencernaan dan penyerapan nutrisi sehari-hari.
Proses ini terjadi terus menerus, namun laju penggantian sel usus relatif lambat dibandingkan hewan lain, misalnya reptil tertentu. Regenerasi sel ini memainkan peran penting dalam melindungi usus dari penyakit dan kerusakan yang disebabkan oleh faktor-faktor seperti stres, infeksi, atau masalah terkait pola makan. Memahami proses ini sangat penting untuk meningkatkan pengobatan kondisi pencernaan, seperti penyakit Crohn, penyakit celiac, dan bahkan kanker kolorektal.
Regenerasi usus yang sangat cepat pada ular
Berbeda dengan manusia, beberapa ular, seperti boa dan ular piton, memiliki kemampuan luar biasa dalam meregenerasi usus mereka secara menyeluruh dan sangat cepat setelah berpuasa dalam waktu lama. Reptil ini dapat bertahan hidup berminggu-minggu tanpa makan, sehingga usus mereka mengecil dan hampir tidak berfungsi. Namun, setelah reptil ini mengonsumsi makanan, usus mereka beregenerasi dengan cepat, dan massa usus meningkat lebih dari dua kali lipat hanya dalam waktu 48 jam. Proses cepat ini membangun kembali sebagian besar sel dan struktur usus yang diperlukan untuk mencerna dan menyerap makanan.
Fenomena ini sangat mencolok karena ular seperti piton tidak memiliki ruang bawah tanah – struktur yang mendorong regenerasi pada mamalia. Meskipun demikian, ular mencapai pertumbuhan regeneratif yang luar biasa sebagai respons terhadap pemberian makan. Pemulihan fungsi usus yang cepat ini disertai dengan perubahan besar dalam keseluruhan fisiologi dan metabolisme ular, memungkinkan mereka mencerna makanan besar secara efisien setelah periode puasa yang lama.
Wawasan dari penelitian ular
Sebuah tim peneliti dari The University of Texas di Arlington, UT Southwestern Medical Center, dan University of Alabama melakukan studi mendetail tentang proses regeneratif pada ular piton dengan mengurutkan gen RNA. Studi ini mengungkapkan bahwa meskipun tidak ada kriptus usus, ular piton mengaktifkan jalur seluler yang dilestarikan. Jalur ini adalah jalur sinyal biologis dan juga terdapat pada manusia. Jalur ini penting dalam mengatur respons tubuh terhadap ketersediaan nutrisi dan diaktifkan dengan cara unik pada ular untuk memfasilitasi regenerasi yang cepat.
Salah satu penemuan paling menarik dari penelitian ini adalah bahwa beberapa jalur ini menyerupai jalur yang diaktifkan pada manusia setelah operasi metabolisme tertentu, seperti operasi bypass lambung Roux-en-Y, metode bedah yang digunakan untuk mengobati obesitas dan diabetes tipe 2. Kesamaan ini menunjukkan bahwa mempelajari regenerasi usus pada ular dapat memberikan wawasan tentang bagaimana usus manusia merespons perubahan metabolisme, ketersediaan nutrisi, dan stres, sehingga berpotensi meningkatkan pengobatan untuk berbagai gangguan pencernaan.
Peran sel BEST4+ dalam regenerasi usus
Aspek penting dari penelitian ini berfokus pada peran jenis sel usus tertentu, yang disebut sel BEST4+. Sel-sel ini terdapat pada ular piton dan manusia, namun tidak ditemukan pada mamalia yang banyak diteliti, seperti tikus. Studi ini menemukan bahwa sel BEST4+ bertindak sebagai pengatur pusat selama tahap awal regenerasi, dengan meningkatkan transportasi dan metabolisme lipid. Ini adalah fungsi penting dalam membangun kembali lapisan usus.
Pada manusia, sel-sel ini kemungkinan besar memainkan peran yang lebih penting daripada yang diperkirakan sebelumnya. Memahami kontribusi sel-sel ini terhadap kesehatan usus dapat membuka jalur terapi baru untuk mengobati penyakit usus dan metabolisme, dengan menargetkan sel-sel utama dan fungsinya.
Implikasinya bagi kesehatan manusia
Studi tentang regenerasi usus ular telah memperluas pengetahuan kita tentang bagaimana berbagai hewan berevolusi untuk menangani tantangan fisiologis yang sama dengan cara yang berbeda-beda. Dengan mempelajari lebih lanjut tentang cara ular meregenerasi ususnya tanpa kehadiran kriptus usus, para peneliti kini dapat mengeksplorasi bagaimana jalur serupa berfungsi pada manusia dan mengidentifikasi target potensial untuk perawatan medis.
Penelitian ini sangat relevan untuk meningkatkan pengobatan kondisi pencernaan, seperti penyakit Crohn, penyakit celiac, dan kanker tertentu, di mana regenerasi dan perbaikan usus sangat penting. Hal ini juga dapat memberikan wawasan baru tentang bagaimana tubuh manusia beradaptasi terhadap perubahan signifikan dalam pola makan, metabolisme, dan bahkan stres.
Selain itu, memahami biologi regenerasi usus yang ekstrim dapat menjadi sangat penting dalam mengatasi penyakit metabolik seperti diabetes, dimana kemampuan tubuh untuk merespons perubahan ketersediaan nutrisi terganggu. Mempelajari bagaimana ular mengatur proses ini dapat mengungkap target terapi baru untuk meningkatkan kesehatan metabolisme manusia.
Sumber informasi: Aundrea K. Westfall dkk. [Single-cell resolution of intestinal regeneration in pythons without crypts illuminates conserved vertebrate regenerative mechanisms, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024)]. DOI: 10.1073/pnas.2405463121
Discussion about this post