Ritme sirkadian, juga dikenal sebagai jam internal tubuh, mengoordinasikan waktu proses biokimia, fisiologis, dan perilaku. Gangguan pada jam ini dapat menyebabkan beberapa penyakit, termasuk kanker, kondisi kardiovaskular, dan kerentanan terhadap infeksi.
Siklus istirahat-bangun kini lebih dipahami berkat penelitian dari University of Massachusetts Amherst pada mutasi genetik yang memengaruhi ritme sirkadian. Karya ini juga memberikan perspektif segar tentang cara mempelajari penyakit manusia dan pada akhirnya menciptakan perawatan medis baru.
Ahli neurobiologi Eric Bittman, Profesor Emeritus Biologi, berkata, “Kami sedang mempelajari dua mutasi, keduanya memengaruhi kemampuan kita merespons perubahan siklus cahaya. Keduanya mempercepat waktu. Hal ini menunjukkan betapa rentannya kita terhadap gangguan dalam jadwal terang: gelap.”
Para ilmuwan mengidentifikasi mutasi resesif, yang mereka sebut Duper, sebagai cacat pada gen pengatur sirkadian hamster Suriah, Cryptochrome 1 (CRY1). Mereka menyempurnakan rancangan genom hamster menggunakan pemetaan homozigositas cepat, sehingga menghasilkan model penelitian genetik mutakhir untuk memeriksa kelainan pada manusia.
Tim peneliti berfokus pada dampak stres pada hamster hasil rekayasa genetika di a kertas tindak lanjut baru saja diterbitkan di PNAS. Para ilmuwan menemukan peran CRY1 yang sebelumnya tidak diketahui dalam penyakit jantung dan aktivitas sirkadian, yang merupakan sinkronisasi jam biologis dengan isyarat eksternal.
Bittman menjelaskan, “Duper mempercepat jam dalam kondisi konstan, dan dapat bergeser sebanyak 180 derajat sebagai respons terhadap denyut cahaya yang singkat sekalipun. Kami menduga hal ini mungkin relevan untuk memahami dampak jet lag dan kerja shift.”
“Organ-organ tubuh mengatur ulang jamnya dengan kecepatan berbeda setelah gangguan sirkadian. Ketidakselarasan temporal ini diyakini menyebabkan dampak kesehatan yang merugikan terkait dengan wdengan kerja shift. Hampir semua proses fisiologis kita berirama.”
Hamster yang menderita penyakit kardiomiopati mengalami pengurangan masa hidup sebanyak delapan jam yang menyerupai jet lag setiap dua minggu sekali. Namun, umur hamster mutan yang lebih pendek justru sebaliknya karena mutasi tersebut mempercepat adaptasi mereka terhadap perubahan siklus terang-gelap.
Bitman tersebut, “Temuan ini mempunyai implikasi untuk menunjukkan dengan tepat jalur yang terlibat dalam jam biologis manusia.”
“Bagi penderita jet lag atau jutaan pekerja shift, diperlukan waktu berhari-hari dan terkadang berminggu-minggu bagi tubuh – berbagai organ – untuk kembali ke kondisi normalnya. Banyak dari kita mengganggu sistem sirkadian kita saat kita terpapar cahaya pada malam hari, misalnya dengan melihat ponsel dan layar komputer. Diperlukan waktu beberapa minggu sampai otak Anda memiliki hubungan yang tepat dengan hati dan ginjal Anda.”
“Penelitian ini menunjukkan bahwa kita semua harus sadar akan pengaruh lingkungan terhadap kehidupan kita jam biologis. Secara khusus, rumah sakit harus peka terhadap waktu terang dan gelapnya ruang pasien. “Kita perlu memperhatikan hubungan temporal antara organ dan antara jam utama dan otak, dan bagaimana jam tersebut mengatur jam di otak, serta di organ perifer, dan peka terhadap cahaya: lingkungan gelap.”
Referensi Jurnal:
- Chip Sisson dkk. Mutasi duper mengungkapkan fungsi Cryptochrome 1 yang sebelumnya tidak diduga dalam gangguan sirkadian dan penyakit jantung. PNAS. DOI: 10.1073 / pnas.2121883119
