Pengetahuan manusia terhadap tubuhnya terus berkembang dari waktu ke waktu. Terkadang diperlukan waktu yang tak sebentar untuk memahami mekanisme atau fungsi tertentu dari tubuh. Inilah yang dilakukan tiga ilmuwan asal Amerika Serikat, yakni Jeffrey C Hall, Michael Rosbash, dan Michael W Young, pada tahun 1980-an.
Ketiga ilmuwan Amerika Serikat itu berhasil mengungkap salah satu mekanisme pada tubuh yang terjadi, yakni ritme atau irama sirkadian. Atas penemuan ketiga ilmuwan itu, mereka dianugerahi Nobel Fisiologi atau Kedokteran pada tahun 2017. Pengumuman penganugerahan ini dilakukan di Stockholm, Swedia, Senin (2/10) pagi waktu setempat.
Ritme sirkadian adalah siklus 24 jam dalam proses fisiologis makhluk hidup, termasuk tumbuhan, hewan, dan jamur. Ritme sirkadian penting untuk menentukan pola tidur dan pola makan semua hewan, termasuk manusia. Ada pola yang jelas dari aktivitas gelombang otak, produksi hormon, regenerasi sel, dan kegiatan biologis lainnya yang terkait dengan siklus harian.
ADVERTISEMENT
SCROLL TO RESUME CONTENT
Kehidupan di bumi menyesuaikan dengan perputaran Bumi dalam tata surya. Selama bertahun-tahun, kita mengetahui bahwa makhluk hidup, termasuk manusia, memiliki jam biologis yang membantu dalam beradaptasi dengan perubahan lingkungan.
Akan tetapi, bagaimana sebenarnya mekanisme jam biologis ini berlangsung masih menjadi misteri. Di sinilah peran tiga peraih Nobel Kedokteran asal Amerika Serikat tersebut. Melalui penelitian ketiga ilmuwan itu selama bertahun-tahun, mereka mampu mengintip ke dalam jam biologis manusia dan menyingkap tabir mekanismenya.
Tahun 1980-an, Hall dan Rosbash di University of Maine serta Young di Rockefeller University mengisolasi gen tertentu yang mengendalikan ritme biologis harian yang normal pada lalat buah. Ketika gen tersebut terganggu, akan mengganggu irama sirkadian.
Karena itu, Hall menyebutkan bahwa ada pihak keempat yang berperan besar dalam pencapaian anugerah Nobel dirinya dan dua koleganya, yaitu lalat buah. Mereka juga menemukan bahwa jenis protein tertentu, yaitu PER, akan terakumulasi pada malam hari dan menurun pada siang hari.
Tingkat protein PER berfluktuasi selama siklus 24 jam selaras dengan ritme sirkadian. Mereka kemudian berteori, protein PER itu bisa menghambat aktivitas gen tertentu sehingga menghambat aktivitas gen tertentu.
Tahun 1994, Young menemukan satu protein, yakni TIM, yang berperan dalam irama sirkadian yang normal. Ketika protein PER dan TIM menyatu, bisa menembus inti sel dan menghambat aktivitas gen. Temuan ini menjadi pintu masuk riset-riset terkait bagaimana makhluk hidup mengantisipasi dan bereaksi terhadap perubahan siang dan malam.
Jam biologis
Sebagian besar makhluk hidup beradaptasi atau menyesuaikan dengan perubahan di lingkungan mereka. Ketika malam hari, daun putri malu, misalnya, akan menutup dan pada siang hari daun itu terbuka. Di abad ke-18, seorang ahli astronomi, Jacques d’Ortous de Mairan, penasaran apa jadinya bila tanaman putri malu disimpan di tempat yang gelap terus-menerus.
Ternyata, daun putri malu tetap membuka saat siang hari dan menutup saat malam hari. Rupanya tanaman putri malu memiliki jam biologisnya sendiri. Peneliti lain menemukan bahwa hal serupa, yang dalam bahasa ilmiah dikenal dengan osilasi, juga terjadi pada manusia dan binatang.
Osilasi berfungsi mempersiapkan tubuh secara fisiologis terhadap perubahan lingkungan. Adaptasi reguler ini disebut sebagai ritme atau irama sirkadian. Kata sirkadia berasal dari bahasa Latin, circa, yang berarti di sekitar dan dies yang artinya hari.
Dengan presisi yang sangat indah, jam biologis manusia menyesuaikan fisiologi tubuh dengan fase-fase hari yang berbeda. Jam biologis ini juga pada akhirnya berkaitan dengan fungsi-fungsi penting dalam tubuh, seperti perilaku, tingkat hormon, tidur, suhu tubuh, dan metabolisme.
Manusia akan merasakan dampak dari perbedaan kondisi lingkungan sekitarnya dengan jam biologis tubuhnya ketika mengalami jet lag. Jet lag biasanya terjadi seusai kita melakukan penerbangan jarak jauh melalui beberapa zona waktu sekaligus.
Misalnya ketika kita terbang dari Jakarta menuju New York. Kedua kota ini memiliki selisih waktu 11 jam sehingga ketika siang hari di Jakarta, berarti dini hari di New York. Begitu sebaliknya. Tubuh yang terbiasa dengan waktu di Jakarta ketika mendarat di New York akan mengalami jet lag. Pada malam hari di New York, tubuh justru cerah dan siap beraktivitas, sedangkan ketika siang hari di New York, tubuh kita justru lemas dan mengantuk.
Sejak ketiga ilmuwan penerima Nobel Kedokteran itu mengungkap mekanisme irama sirkadian, penelitian di bidang ini telah berkembang pesat. Riset-riset tersebut kemudian mengaitkan antara irama sirkadian dengan kondisi kesehatan manusia.
JEFFREY C HALL
Lahir: New York, Amerika Serikat, 1945
Pendidikan: – Doktor di University of Washington (1971)- Post-Doctoral di Institut Teknologi California (1971-1973)
Pekerjaan/kegiatan: – Bergabung dengan Brandeis University di Waltham (1974)- Bergabung dengan University of Maine (2002)
MICHAEL ROSBASH
Lahir: Kota Kansas, AS, 1944
Pendidikan:- Doktor di Massachusetts Institute of Technology di Cambridge (1970)- Post-Doktoral di Universitas Edinburgh di Skotlandia (1973)
Pekerjaan/kegiatan:- Mengajar di Brandeis University di Waltham, AS (sejak 1974)
MICHAEL W YOUNG
Lahir: Miami, AS (1949)
Pendidikan:- Doktor di University of Texas, Austin (1975)- Post-Doktoral di Universitas Stanford di Palo Alto (1975-1977)
Pekerjaan/kegiatan:- Mengajar di Rockefeller University di New York (sejak 1978)
Oleh: ADHITYA RAMADHAN
Sumber: Kompas, 5 Oktober 2017
