Berbagi pengetahuan, dari mana saja, dari siapa saja, untuk semua

Belajar dari Protein FABP4/5: Kecil Namun Berarti

Tubuh membutuhkan bahan bakar yang berasal dari makanan atau dari cadangan makanan di dalam tubuh untuk melakukan aktivitas. Terdapat tiga bahan bakar utama yaitu, karbohidrat, lemak, dan protein yang digunakan pada kondisi yang berbeda-beda.

Karbohidrat, yang dipecah menjadi glukosa, digunakan ketika jumlah glukosa di dalam tubuh berlimpah, misalnya pada saat sesudah makan. Lemak, dalam bentuk asam lemak, digunakan oleh organ terutama pada saat ketika berpuasa atau aktivitas yang dilakukan secara menerus. Sementara itu, protein, digunakan sebagai sumber energi pada saat puasa tahap lanjut.

Sebagian orang memilih untuk menjauhi lemak karena lemak dianggap berbahaya bagi tubuh. Lemak terdiri dari tiga asam lemak (fatty acid) yang diikat oleh molekul gliserol, dan memiliki berbagai fungsi seperti: sumber energi, bahan dasar hormone, dan melindungi tubuh dari cuaca dingin. Sebagai sumber energi, asam lemak memiliki kalori tertinggi dibandingkan glukosa dan asam amino. Sebagai ilustrasi, orang dewasa dengan berat badan 70 kg, memiliki sumber energi yang cukup yang bisa digunakan lebih dari sebulan tanpa makan.

Jantung adalah organ yang paling banyak menggunakan asam lemak sebagai sumber energi. Setiap saat jantung membutuhkan energi yang besar untuk memompa darah ke seluruh tubuh. Yang menarik adalah, dinding pembuluh darah yang menyalurkan bahan makanan ke jantung tersusun secara rapat sehingga asam lemak di dalam rongga pembuluh darah tidak mungkin menembus dinding pembuluh darah tersebut. Lalu, bagaimana asam lemak menembus dinding pembuluh darah tersebut?

Para peneliti di cardiovascular medicine department Gunma University, Jepang, menemukan peran protein pengangkut lemak di dalam dinding pembuluh darah. Protein tersebut dinamakan fatty acid binding protein 4/5 (FABP4/5), protein yang berukuran 16 kilo Dalton (kDa) atau 4 kali lebih kecil dibandingkan albumin, protein pengangkut asam lemak di sirkulasi darah.

Protein FABP4/5 secara spesifik terdapat di dinding pembuluh darah kapiler jantung dan berfungsi mengangkut asam lemak dari sirkulasi darah ke sel jantung. Bagaimana cara membuktikannya? Salah satunya menggunakan mencit (Mus musculus) yang telah dimodifikasi secara genetik, yaitu dengan menonaktifkan gen FABP4/5, sehingga fungsi FABP4/5 menjadi tidak muncul. Istilah yang lazim digunakan adalah mencit knockout (KO).

Mencit KO diinjeksi dengan radioisotop yang menyerupai glukosa, disebut 18F-FDG dan asam lemak, yang disebut 125I BMIPP. Kedua zat tersebut diinjeksikan, untuk melihat bagaimana pengambilan (uptake) asam lemak dan glukosa pada tikus normal dan KO.

Pada mencit normal, pengambilan asam lemak lebih banyak, sedangkan pengambilan glukosa ditekan seminimal mungkin. Sebaliknya, pada mencit KO, pengambilan asam lemak menurun sedangkan pengambilan glukosa meningkat secara drastis. Hal ini disebabkan asam lemak tidak bisa diambil secara baik, sehingga jantung mengkompensasi dengan cara meningkatkan pengambilan glukosa untuk memenuhi kebutuhan energi.

Kehilangan fungsi FABP4/5 menyebabkan perubahan keseimbangan energi pada tubuh. Jantung mencit KO sedikit membesar akibat ketidakseimbangan asupan energi di jantung. Dalam keadaan puasa, jantung mencit KO tidak bisa menggunakan asam lemak sehingga asam lemak menumpuk di hati. Mencit KO yang berpuasa juga tidak mampu bertahan menghadapi cuaca dingin, karena cadangan energinya terkuras dengan cepat.

Nilai filosofis yang bisa dibawa dari penelitian ini adalah meskipun berukuran kecil, protein FABP4/5 memiliki peranan yang sangat penting, sehingga kehilangan protein ini menyebabkan ketidakseimbangan energi pada tubuh. Begitu juga hakikat sebuah kebaikan, meskipun dipandang kecil, namun memiliki nilai yang berarti di dalam kehidupan manusia.

Pewarnaan jaringan jantung dengan menggunakan immunofluorescence. Warna kuning mengindikasikan protein FABP4/5 (merah) terekspresi bersama dengan pembuluh darah (hijau). Warna biru adalah inti sel.

Pewarnaan jaringan jantung dengan menggunakan immunofluorescence. Warna kuning mengindikasikan protein FABP4/5 (merah) terekspresi bersama dengan pembuluh darah (hijau). Warna biru adalah inti sel.

Gambar PET scan dengan menggunakan radioisotop 18F-FDG. Dengan alat ini, kita bisa melihat sebaran glukosa di dalam tubuh. Sebelah kiri adalah mencit normal (WT) dan kanan adalah mencit FABP4/5 KO. Warna merah berbentuk tapal kuda adalah akumulasi 18F-FDG di jantung mencit melambangkan peningkatan ambilan glukosa di jantung mencit.

Gambar PET scan dengan menggunakan radioisotop 18F-FDG. Dengan alat ini, kita bisa melihat sebaran glukosa di dalam tubuh. Sebelah kiri adalah mencit normal (WT) dan kanan adalah mencit FABP4/5 KO. Warna merah berbentuk tapal kuda adalah akumulasi 18F-FDG di jantung mencit melambangkan peningkatan ambilan glukosa di jantung mencit.

Bahan bacaan:

Penulis:
Mas Rizky A. A. Syamsunarno, Dosen FK Unpad dan peneliti (postdoc.) di Graduate School of Medicine, Gunma University, Jepang.