2025_Probiotik dan Metabolik Sindrome_ESR_23August.pdf

.

1. Prof. Dr. Ir. Endang Sutriswati Rahayu, MS.
Mencegah Sindrom Metabolik dengan
Memelihara Kesehatan Usus
Profesor di bidang mikrobiologi pangan
Kepala PUI-PT Probiotik UGM
Dosen Fakultas Teknologi Pertanian UGM
[email protected]
Endang S Rahayu
Universitas GadjahMada
Disampaikan pada acara
WEBINAR KESEHATAN diselenggarakan oleh OTC Digest,
Sabtu, 23 Agustus 2025
PUI-PT PROBIOTIK
PSPG UGM
https://probiotics.wg.ugm.ac.id/
https://cfns.ugm.ac.id/
PUIPT Probiotik
Pusat Studi Pangan dan Gizi UGM
@probiotics.ugm
@pspg_ugm

2. Topik hari ini
1.Kita sering mendengar istilah 'mikrobiota usus' atau 'bakteri baik'.
Seberapa besar peran koloni bakteri di usus ini dalam mengatur
metabolisme tubuh, khususnya terkait dengan pengelolaan berat
badan, gula darah, dan kolesterol?
2.Seperti apa keterkaitan antara Sindrom Metabolik dengan
kesehatan usus? Apakah ada 'jalur komunikasi' khusus antara usus
dan organ lain yang memengaruhi metabolisme?
3.Adakah bukti ilmiah kuat yang menunjukkan bahwa
ketidakseimbangan mikrobiota usus (disbiosis) dapat meningkatkan
risiko sindrom metabolik?
4.Bagaimana dengan peran probiotik dan prebiotik? Seberapa
penting konsumsinya untuk menjaga kesehatan usus dan kaitannya
dengan sindrom metabolik?
5.Apakah ada perbedaan manfaat antara probiotik yang berbeda
(misalnya, Lactobacillus casei Shirota strain pada Yakult) dalam
konteks ini?
Endang S Rahayu
Universitas GadjahMada

3. 1
Kita sering mendengar istilah 'mikrobiota usus' atau 'bakteri
baik'. Seberapa besar peran koloni bakteri di usus ini dalam
mengatur metabolisme tubuh, khususnya terkait dengan
pengelolaan berat badan, gula darah, dan kolesterol?
Endang S Rahayu
Universitas GadjahMada

4. •SUPERORGANISM – Keberadaan individu
manusia bersama gut microbiotanya, berinteraksi
satu sama lain, bersimbiosis saling
menguntungkan – mendukung tubuh sehat sehat
•Gut Microbiota (mikrobiota usus) –komunitas
micro-organisme yang kompleks dan dinamis
•Spesifikuntukmasing-masing individu; tergantung:
lingkungan, polamakan, pola hidup, obat-obatan
(antibiotik) dan faktorgenetik
•>1000 species (3000-4000)
•10
12 microorganisms/g content, dengan total 10
15
•10 x lebihbanyakdariselmanusia (10
14cells)
•10-100 x lebihbanyakgenemicroorganisms
•60% beratfeses; s/d 1.5 kg beratnya
Mikrobiota Usus
Kelompok proteolitik/putrefaktif mikroorganisme – menghasilkan metabolit
amine, phenol, indol, ammonia, hydrogen sulfida, toksin, dll yang terserap dalam
tubuh – menyebabkan degenerative tubuh selama proses penuaan
EndangS Rahayu
Universitas GadjahMadaAging

5. Superorganism:
Interaksi sel manusia dan gut microbiota – symbiosis
saling menguntungkan – kondisi normobiosis –
menguntungkan bagi kesehatan tubuh
Gut Microbiota - dipengaruhi oleh kondisi saat bayi
(cara dilahirkan, ASI, background genetic);
•Umur
•Diet
•Lifestyle
•Antibiotik
Peran gut microbiota
• Fungsi metabolit
• Fungsi proteksi
• Fungsi struktur
Blandino G, et al. Impact of gut microbiota on diabetes mellitus. Diabetes
Metab (2016), http://dx.doi.org/10.1016/j.diabet.2016.04.004
Endang S Rahayu
Universitas GadjahMada

6. Seperti apa keterkaitan antara Sindrom
Metabolik dengan kesehatan usus? Apakah ada
'jalur komunikasi' khusus antara usus dan organ
lain yang memengaruhi metabolisme?
2
Endang S Rahayu
Universitas GadjahMada

7. Gambar berikut menunjukkan
pentingnya makanan kita – khususnya
berbasis fiber/serat dan protein yang
oleh mikrobiota usus akan
dimetabolieme menjadi metabolit
yang penting (diantaranya SCFA) yang
akan mendukung kesehatan jantung,
tekanan darah, sensitifitas terhadap
insulin yang penting untuk mencegah
terjadinya metabolic disorder
2022
Endang S Rahayu
Universitas GadjahMada

8. 2020
Pola makan yang baik, tinggi serat nabati dan rendah lemak &
protein hewani – dapat menginduksi gut microbiota yang baik
(seimbang) dan menghasilkan berbagai metabolit (SCFA) yang
penting untuk mendukung kesehatan tubuh (gula darah rendah);
Defikasi rutin setiap hari
Dilain pihak, diet tinggi lemak dan protein hewani – gut dysbiosis
dengan berbagai metabolit yang dihasilkan – mengganggu
kesehatan – metabolic disorder (gula darah tinggi)
Jaga pola makan sehat – ISI PIRINGKU
Endang S Rahayu
Universitas GadjahMada
Dysbiosis

9. Faktor genetic, lifestyle, drug, serta DIET sangat
berpengaruh pada usus dan gut microbiotanya,
Pola makan yang baik – gut microbiota normal
mendukung hemoestatis dengan berbagai
komponen yang menyehatkan usus, intestinal
barrier kuat, usus sehat, system imun sehat –
tubuh sehat.
Pada kondisi dysbiosis – dihasilkan berbagai
komponen yang bersifat toksik – terjadi leaky
gut (usus bocor) dan berbagai toksin masuk ke
darah – merusak organ-organ yang lain
Endang S Rahayu
Universitas GadjahMada
2021

10. Kombinasi pola makan yang baik serta olah raga
berperanan penting didalam metabolism GUT
MICROBIOTA
Gut Microbiota pada usus yang sehat akan
melakukan proses metabolisme yang
menguntungkan bagi tubuh.
Bakteri yang baik akan melindungi intestin, serta
menghasilkan berbagai metabolit yang penting yaitu
asetat, butirat dan propional yang dapat mencegah
terladinya berbagai penyakit seperti: obesitas,
diabetes tipe 2, non alcoholic fatty liver disease
(NAFLD) dan penyakit jantung
2022
Endang S Rahayu
Universitas GadjahMada

11. Diet memiliki peran penting di dalam perkembangan gut microbiota
*Tinggi serat – mendukung gut microbiota yang seimbang (warna biru)
Bacteroidetes lebih tinggi (catatan: Indonesia Prevotella enterotype didukung
oleh diet karbohidrat nabati)
Diversity in gut bacterial community of school-age children in Asia
https://www.nature.com/articles/srep08397
Gut microbiota profile in healthy Indonesians
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6441913/
Akkermansia muciniphila dan Bifidobacterium sebagai bakteri baik meningkat
SCFA meningkat – inkretin meningkat - usus sehat
Inkretin adalah hormone yang menjadi stimulator sekresi hormone insulin
*Tinggi lemak – Firmicutes & Proteobacteria meningkat;
molekul penyebab inflamasi (LPS, peptidoglikan, flegelin) meningkat
2016
EndangSRahayu
UniversitasGadjahMada
Dysbiosis

13. Adakah bukti ilmiah kuat yang menunjukkan bahwa
ketidakseimbangan mikrobiota usus (disbiosis) dapat
meningkatkan risiko sindrom metabolik?
3
Endang S Rahayu
Universitas GadjahMada

14. •Diversity in gut bacterial community of school-age children in Asia
https://www.nature.com/articles/srep08397
•Gut microbiota profile in healthy Indonesians https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30948911/
•Indonesian children fecal microbiome from birth until weaning was different from microbiomes
of their mothers https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/19490976.2020.1761240
•The Species-Level Composition of the FecalBifidobacteriumandLactobacillusGenera in
Indonesian Children Differs from That of Their Mothers.
https://www.mdpi.com/2076-2607/9/9/1995
•Gut Microbiota and Short-Chain Fatty Acid Profile between Normal and Moderate Malnutrition
Children in Yogyakarta, Indonesia https://www.mdpi.com/2076-2607/9/1/127
•Gut Microbiome of Indonesian Adults Associated with Obesity and Type 2 Diabetes: A Cross-
Sectional Study in an Asian City, Yogyakartahttps://www.mdpi.com/2076-2607/9/5/897
•Effect of probioticLactobacillus plantarumDad-13 powder consumption on the gut microbiota
and intestinal health of overweight adults
https://www.wjgnet.com/1007-9327/full/v27/i1/107.htm?s=qc
•(AMP, Asian Microbiome Projects and ESR & team)
•Gut microbiota bayi ASI didominasi oleh
Bifidobacterium dan Lactobacillus
(berbeda dengan gut microbiota ibu)
•Setelah disapih dan mulai makan MPASI,
gut microbiota bayi seperti ibu
•Enterotype untuk orang Indonesia mulai
dari anak-anak s/d usia lanjut adalah
Prevotella enterotype (karbohidrat
nabati)
•Pada lanjut usia Bifidobacteriaceae
menurun dan Enterobacteriaceae
meningkat – perlu mendapat perhatian.
•Gut microbiota pada individu
overweight dan diabetes tipe 2 berbeda
dengan individu normal (terjadi
DYSBIOSIS) – perlu mendapat perhatian
Endang S Rahayu
Universitas GadjahMada
Gut Microbiota – Indonesian/Asian

15. Pada T2D, Bacteroidesdan Ruminococcaceaesecara bersamaan meningkat berkolerasidiet tinggi karbohidrat.
Obesitas berkolerasidengan tinggi fatserta Romboustia. Terjadi DYSBIOSIS
Gut Microbiota pada obesitas dan diabetes type-2: Terjadi DYSBIOSIS
Endang S Rahayu
Universitas GadjahMada
Endang S Rahayu
Universitas GadjahMada
2021

16. BA terkonjugasi yang disekresikan
dalam usus bagian atas diserap
kembali ke dalam hati melalui ASBT
(Apical Sodium Bile Salt Transporter)
*Yang tidak terserap T/G-UDCA
(tauro/gluco – ursodeoxycholic acid
berkontribusi pada homeostatis
glukosa melalui penghambatan
antagonis signal FXR (berfungsi
sebagai anti-diabetik)
BA yang tidak terserap di-dekonjugasi
oleh bakteri hidroksilase.
Pada pasien diabet – terjadi
dysbiosis, Bacteroides fragilis
meningkat disertainya dengan
turunnya T/G-UDCA sehingga
homeostatis glukosa terganggu
(anti-diabetic)
Homeostatis
glukosa terjaga
Homeostatis
glukosa terjaga
Indonesia memiliki enterotype Prevotella, namun pada pasien T2D Bacteroides (fragilis)
meningkat. Level Bacteroides yang tinggi dapat meningkatkan level LPS pada darah –
menyebabkan sensitivtas insulin menurun
Endang S Rahayu
Universitas GadjahMada
2021

17. Terdapat perbedaan komposisi
(Keragaman) gut microbiota, pada
Individu NORMAL dengan
Berat normal + diabet type 2
Over weight
Overweight + diabet type 2
Obese – muncul Romboutsia
Obese + diabet type 2
Diperkirakan terjadi Dysbiosis
Modulasi Gut Microbiota dengan
PROBIOTIK? – menuju proporsi
normal gut microbiota
EndangSRahayu
UniversitasGadjahMada2021

18. Bagaimana dengan peran probiotik dan prebiotik? Seberapa
penting konsumsinya untuk menjaga kesehatan usus berkaitan
dan kaitannya dengan sindrom metabolik?
4
Endang S Rahayu
Universitas GadjahMada

19. 19
•PROBIOTIC
•“live microorganisms that, when
administered in adequate amounts,
confer a health benefit on the host”
(FAO/WHO, 2002; Hill et al., 2014). Hill
et al., (2014) stipulated that probiotics
must have “defined contents,
appropriate viable count at end of
shelf life and suitable evidence for
health benefits,” and further stated
that all probiotics must be “safe for
their intended use.”
•Referensi:
•The International Scientific Association for Probiotics
and Prebiotics consensus statement on the scope and
appropriate use of the term probiotic (Hill et al., 2014)
•Guidelines for the Evaluation of Probiotics in Food,
Report of a Joint FAO/WHO Working Group on Drafting
Guidelines for the Evaluation of Probiotics in Food
(2002)
Kriteria utama probiotik:
•Identifikasi akurat secara taksonomi (genus, species, strain) –
level STRAIN
•Lacticaseibacillus paracasei Shirota (strain Shirota)
•Nama lama Lactobacillus casei
•Lactiplantibacillus plantarum Dad-13 (strain Dad-13)
•Nama lama Lactobacillus plantarum
•Aman (nonpathogenic)/GRAS,
•Mampu berkolonisasi pada usus inang
•Mampu menempel pada sel epitel
•Menghasilkan komponen antimikrobia melawan pathogen
•Tidak dapat mentransfer gen resisten terhadap antibiotik
•Tidak melakukan translokasi
•Membawa manfaat kesehatan pada inang (Clinical trial, RCT,
phase 2)
Endang S Rahayu
Universitas GadjahMada

20. 1. Fungsi protektif –
pencegahan pertumbuhan
patogen
2. Fungsi sistem imun
3. Fungsi enzimatisdan
metabolit
•Kolonisasi probiotik
•Kompetisi nutrisi
•Kompetisi lokasi
adhesi (penempelan
pada sel epitel)
•Memproduksi zat
antimikrobiaoleh
probiotik(asam
organik, hidrogen
peroksida,
bakteriosin) yang
dapat menghambat
patogen
•Kemampuan
menurunkan pH
(produksi asam lemak
rantai pendek/SCFA
dan asam laktat) –
menghambat
patogen
•Menstimulasi
produksi musinepitel
•Meningkatkan fungsi
barrier(pertahanan)
intestin
•Menstimulasi
sistem imun
•Menginduksi
sekresi IgA
•Meningkatkan
aktivitas
makrofag
(fagositosis)
•Memodulasi
sitokin
•Menginduksi
hiporesponsivene
ssterhadap
antigen makanan
•Endang S. Rahayu
•Memfermentasi
sisa-sisa makanan
(khususnya
karbohidrat) yang
tidak tercerna
termasuk laktosa
untuk yang lactose
intolerance
•Memproduksi SCFA
(asam asetat,
butirat, propionat)
•Mensintesa
vitamin (asam
folat)
•Menginaktivasi
(mengikat) toksin
•Memetabolisme
kolesterol
•Mengontrol
penyerapan ion
•Membersihkan
radikal super
oksida
Mekanisme probiotik dalam
kesehatan tubuh
1
2
3
1 2 3
Endang S Rahayu
Universitas GadjahMada
Endand S Rahayu dan Tyas Utami 2019

21. 2013
Bagaimana peran probiotik di dalam
memodulasi gut microbiota?
Endang S Rahayu
Universitas GadjahMada

22. Uji klini probiotik L. plantarum Dad-13 – Diabet Type 2 wanita
RCT, Women with T2D total 40 subject
Powder of 10
10
CFU/g Lp Dad-13 and
skim milk for placebo
Duration for 11 weeks.
L. plantarum Dad-13 improved the
HbA1c level in the probiotic group.
Probiotics may modulate some
beneficial bacteria that promote
metabolites, including SCFA
alignment with the increment in total
SCFA, acetic, propionic, and butyric
acids.
Endang S Rahayu
Universitas GadjahMada
2022

23. RCT, 60 subject, BMI > 25
Powder Lp Dad-13 (2 × 10
9
CFU/g/sachet)
and skimmed milk
90 days
Consumption of probiotics could
significantly decreased BMI
L. plantarum Dad-13 caused the
Firmicutes population to decrease and
the Bacteroidetes population (especially
Prevotella) to increase.
Uji klini probiotik L. plantarum Dad-13 – overweight wanita
Endang S Rahayu
Universitas GadjahMada
2021

24. Review
Microbial Medicine: Prebiotic and Probiotic
Functional Foods to Target Obesity and Metabolic
Syndrome
Miranda Green, Karan Arora, and Satya Prakash
Int. J. Mol. Sci. 2020, 21, 2890

Terjadi DISBIOSIS pada
obesitas dan sindrom
metabolik
Firmicutes meningkat
Gram negatif meningkat –
inflamasi
Treatment prebiotik dan
PROBIOTIK (via functional
food) diduga mendukung
keseimbangan gut
microbiota, kesehatan sel
epitel - inflamasi
menurun.
Natural signaling – rasa
kenyang
Metabolic changes –
oksidasi lipid,
pemanfaatan energi,
sensitivitas insulin
meningkat EndangSRahayu
UniversitasGadjahMada

25. Zepeda-Herna ́ndez et al., 2021. Review
Probiotics, prebiotics, and synbiotics added to
dairy products: Uses and applications to manage
type 2 diabetes. Food Research International 142
(2021) 110208
Gambar 2. Mekanisme peran probiotikdan prebiotikuntuk
mengatasi Diabetes Tipe 2. A) Kondisi dysbiosisusus, terjadi
peningkatan populasi Clostridiumdan Bacteroides(Gram
negative) , LPS meningkat (menyebabkan endotoksemia),
permiabilitasusus meningkat, terjadi inflamasi. Oksidatif stress
meningkat, apoptosissel pankreas, dan terjadi hiperglikemia
yang dapat menyebabkan diabetes.
B) Intervensi probiotikdapat meningkatkan populasi
Bifidobacteriumdan Lactobacillus. (i) mengurangi stres
oksidatif, (ii) menghambat pro-inflamasi sitokin, (iii)
meningkatkan produksi SCFA, (iv) memberikan kontrol
glikemik, (v) memodulasi (menurunkan) permeabilitas saluran
usus, dan (vi) menghasilkan peptida bioaktif.
Peningkatan SCFA menurunkan pro-inflamasi, sitokin, stres
oksidatif, dan merangsang molekul untuk mendukung kontrol
glikemik.
Peptida bioaktif menghambat aktivitas alfa glukosidasedan
alfa amilase yang dapat mengontrol indeks glikemik.
Endang S Rahayu
Universitas GadjahMada

26. Zhao X et al., 2021. Therapeutic and Improving Function of
Lactobacilli in the Prevention and Treatment of Cardiovascular-
Related Diseases: A Novel Perspective From Gut Microbiota.
Frontiers in Nutrition, June 2021, Volume 8, Article 693412.
Mekanisme probiotik terkait dengan penyakit kardiovaskular:
Bahwa pada pasien kardiovaskular terjadi dysbiosis, yaitu
perubahan komunitas gut microbiota
Probiotik (contohnya Lactobacillus) – dapat membantu
menyehatkan usus yang selanjutnya mendukung kesehatan
jantung.
Probiotik dapat menghasilkan antibakteri (bakteriosin) yang
berfungsi untuk menekan infeksi pathogen; probiotik dapat
meningkatkan bakteri baik dan menekan populasi bakteri yang
kurang menguntungkan – contoh adalah bakteri probiotik L.
plantarum Dad-13, yang dapat menekan kelompok
Enterobacteriaceae dan Staphylococcus (ESR et al., 2021).
Probiotik dapat menekan translokasi LPS dan terjadinya inflamasi;
menghasilkan SCFA yang mendukung system imun tubuh; memiliki
bile acid hydrolase yang dapat mendekonjugasi bile acid dan
menurunkan level kolesterol.
✓
L. plantarum Dad-13 – ESR et al, 2021
Endang S Rahayu
Universitas GadjahMada

27. 5
Apakah ada perbedaan manfaat antara probiotik yang berbeda
(misalnya, Lactobacillus casei Shirota strain pada Yakult)
dalam konteks ini?
Endang S Rahayu
Universitas GadjahMada

28. •Effects of LcS Supplementation in Healthy Pre-School
and School-Age Children
•Effects of LcS Supplementation on Obese Children
•Effects of LcS on Risk Management of Infections in
Long-Term Inpatients at Health Service Facilities for
the Elderly
•Effects of LcS on Prevention of a Massive Norovirus
Outbreak in a Health Service Facility for the Elderly
•Effects of LcS on Control of Proinflammatory Cytokine
Responses of Peyer’s Patch Cells
Berdasarkan review disimpulkan bahwa strain Shirota
dapat direkomendasikan untuk mengatasi kondisi
kesehatan yang optimal maupun suboptimal pada
berbagai variasi populasi
Endang S Rahayu
Universitas GadjahMada
2020

29. Endang S Rahayu
Universitas GadjahMada
Penelitian yang melibatkan penghuni 3 elderly houses (total
responden 112) di Bali, konsumsi susu fermentasi probiotik
Lactobacillus casei strain Shirota, selama 6 bulan – diperoleh
kesimpulan bahwa konsumsi rutin susu fermentasi probiotik
strain Shirota dapat meningkatnya populasi bakteri baik
Bifidobacterium serta meningkatkan SCFA, lingkungan usus
menjadi lebih sehat. Usus sehat mendukung tubuh yang sehat

30. www.nature.com/scientificreports
Scientific Reports, 2017, 7: 12115; DOI:10.1038/s41598-017-12535-9
Bakteri yang ditemukan dalam darah: Clostridium cocoides group, C. leptum subgroup, Atopobium cluster, Bacteroides fragilis
group, Prevotella, Streptococcus.
Endang S Rahayu
Universitas GadjahMada
Konsumsi strain
Shirota dapat
mengurangi kasus
translokasi bakteri –
yang menunjukkan
kondisi usus yang
sehat
2017

31. Penelitian intervensi powderprobiotikdan makanan probiotikpada
manusia, menggunakan strainspesifik (Tabel 1).
Beberapa hasil penting:
Pada umumnya memberikan efek positif dan tidak memberikan
efek negatif
Ivey dkk., intervensi kapsul berisi L. acidophilusLa5 dan B. animalis
subsp. lactisBb12, selama 6 minggu oleh subjek yang kelebihan
berat badan –tidak berpengaruh pada parameter glikemik.
Intervensi L. reuteriSD5865, selama 4 minggu; terdapat
peningkatan GLP-1 dan sekresi insulin, namun tanpa perubahan
sensitivitas insulin.
IntervensiLactobacillusreuteriDSM 17938 selama 12 minggu pada
pasien dengan T2D pada terapi insulin: terjadi peningkatan
sensitivitas insulin dalam subkelompoktetapi tidak mempengaruhi
kontrol glikemik keseluruhan yang diukur dengan HbA1c.
Probiotikdapat memiliki efek menguntungkanpada kontrol
glikemikpasien T2D, tetapi efek pada HbA1c, manfaat anti-
inflamasi dan anti-oksidatif tidak konsisten.
Masih perlu dilakukan data yang lebih banyak
Endang S Rahayu
Universitas GadjahMada
2018

32. www.nature.com/scientificreports/
Scientific Report (2020) 10:11787
https://doi.org/10.1038/s41598-020-68440-1 1
•Probiotikmemiliki dampak positif pada
kontrol metabolik pasien dengan diabetes
tipe 2.
•Telah dilakukan evaluasi secara sistematis
efek probiotikpada diabetes tipe 2 ( 32
RCT)
•Probiotikdapat digunakan sebagai terapi
tambahan pada pasien diabetes mellitus
tipe 2 untuk mengatasi dislipidemiadan
untuk meningkatkan kontrol metabolik
•Suplementasi probiotikbermanfaat pada
diabetes tipe 2.
Endang S Rahayu
Universitas GadjahMada
2020

33. Probiotics have beneficial metabolic effects in patients with type
2 diabetes mellitus: a meta-analysis of randomized clinical trials
tícia Kocsis, et al.
www.nature.com/scientificreports/
Scientific Report (2020) 10:11787
https://doi.org/10.1038/s41598-020-68440-1
•24 Studies
•Menunjukan hasil positif pada penurunan fasting
plasma glucose (FPG)
•Konsumsi probiotik lebih lama (12 weeks) –
penurunan fasting glucose nya lebih nyata
2020
Endang S Rahayu
Universitas GadjahMada

34. EndangSRahayu
UniversitasGadjahMada
Probiotik dapat membantu dalam penatalaksanaan
metabolic disorder, namun, diet, olah raga, serta ceria
tetap yang utama
Terima kasih