Circadian Rhythm dan Jam Biologis

“As a well-spent day brings happy sleep, so a life well spent brings happy death”

(Leonardo da Vinci)

Mari sejenak kita akan menjelajah jauh melewati mimpi-mimpi yang tercitra di lelap-lelap kita, menuju lebih dalam melewati tengkorak kepala dan tiba pada suatu susunan sel yang luar biasa mengagumkan sekaligus misterius, dan tidak lain adalah otak kita sebagai pusat regulasi seluruh fungsi tubuh manusia. Salah satu fenomena menarik yang akan kita bahas di artikel ini adalah mengenai tidur.

Pernahkah anda bertanya mengapa kita mengantuk kemudian tertidur meskipun kita tidak merasa lelah. Bagaimana dengan orang yang terbiasa bangun pukul 4 pagi sedangkan lainnya masih berselimut saat pukul 7 menjelang ? Meskipun tampak sebagai sebuah aktivitas sederhana, tidur memiliki mekanisme yang cukup rumit untuk dijelaskan. Regulasinya ternyata luar biasa, melibatkan hormon, neurotransmitter (suatu pesan sinyal di otak), serta sel-sel otak itu sendiri. Dan perkembangan ilmu pengetahuan saat ini berhasil mengupas, walau belum seluruhnya, persoalan mengenai siklus bangun-tidur manusia. Soal-menyoal bangun-tidur ini bukanlah hanya milik manusia saja, tetapi juga berbagai mahluk hidup hingga mikroba-tak-kasat-mata yang tak bisa anda lihat.

Circadian dan jam tubuh

Circadian rhythms adalah kunci awal yang menjelaskan fenomena siklus bangun-tidur kita. Circadian rhythm secara sederhana didefinisikan sebagai ritme biologis yang dibentuk secara endogen (oleh tubuh kita sendiri) pada periode waktu sekitar 24 jam. Circadian rhythms tidak hanya mengacu pada ritme fisik (tubuh) tetapi juga ritme mental dan tingkah laku (behavior) yang dalam kondisi normal, berubah-rubah secara teratur dan konsisten. Circadian rhythms merespon atas kondisi lingkungan kita, berupa terang dan gelap. Berbagai faktor alami dalam tubuh kita membentuk ritme ini yang dipengaruhi juga oleh faktor lingkungan seperti yang saya sebutkan tadi. Circadian rhythm bukanlah apa yang kita sebut sebagai jam biologis tubuh meskipun keduanya saling berkaitan dan jam biologis tubuh kita mengontrol ritme ini. Jam biologis tubuh sendiri merupakan suatu kumpulan molekul dalam sel di seluruh tubuh (jadi bukan hanya satu) yang dikoordinasikan oleh suatu jam biologis utama (master clock) yang terletak di otak dan membuat jam-jam biologis ini tersinkronisasi. Master clock sendiri merupakan kumpulan sel saraf di otak yang disebut dengan suprachiasmatic nucleus atau kita singkat dengan SCN. SCN ini mengandung sekitar 20.000 sel saraf dan terlokalisasi di hipotalamus. Hal yang menarik adalah bagian hipotalamus otak ini terletak di atas persimpangan saraf optis dari mata. Nampaknya, respon dari lingkungan yang mempengaruhi circadian rhythm ditangkap oleh mata, terutama respon cahaya.

Circadian dan rasa kantuk

Circadian rhythm bagaimanapun berpengaruh pada fungsi tubuh kita dimana ritme alami ini berpengaruh terhadap perubahan siklus bangun-tidur, pelepasan hormon dan fungsi tubuh lainnya. Circadian rhythm terutama penting dalam menentukan pola tidur manusia. SCN mengontrol produksi suatu hormon yang disebut dengan melatonin yang akan membuat kita mengantuk. Informasi atas keadaan lingkungan, terutama cahaya yang ditangkap oleh mata kita, memberi sinyal kepada SCN melalui suatu jalur cepat yang dapat kita sebut sebagai retinohypothalamic tract (RHT). Bila kondisi dimana cahaya berkurang (misal pada malam hari) SCN akan memberi tahu otak kita untuk memproduksi melatonin lebih banyak lagi sehingga mau tidak mau, kita akan semakin mengantuk dan jatuh tertidur.

Melihat lebih dalam circadian

Sinkronisasi jam biologis tubuh yang berada di seluruh tubuh membutuhkan suatu penghambat neurotransmitter yang dikenal sebagai GABA (gamma aminobutyric acid). Pengaturan pelepasan GABA termasuk pengaturan individu jam biologis tubuh telah diketahui diatur oleh beberapa gen di tubuh kita. Hal ini dapat diketahui pada awalnya melalui serangkaian penelitian yang melibatkan lalat favorit penelitian genetika, Drosophila sp. hingga bintang laboratorium, tikus. Dan kemudian pada akhirnya, gen yang homolog dengan kedua hewan di atas juga berhasil diindetifikasi pada manusia. Mutasi pada gen-gen ini diketahui dapat menyebabkan abnormalitas dari ritmisitas sirkadian.

Circadian dan jetlag

Salah satu fenomena terkenal dari abnormalitas circadian rhythm adalah jetlag yang dialami oleh banyak travelers di seluruh dunia. Sebagai gambarannya, ketika anda terbang melewati wilayah dengan zona waktu yang berbeda, jam biologis tubuh anda akan berbeda dari jam di pergelangan tangan anda, hal ini bisa berarti lebih cepat atau lebih lambat beberapa jam. Maka ketika kita terbangun pada daerah dengan zona waktu yang berbeda dari tempat asal kita, misal perbedaan waktu dari California menuju New York adalah tiga jam, pada pukul 7 pagi, tubuh kita akan menganggapnya masih pukul 4 pagi sehingga membuat kita merasa tidak stabil dan mengalami disorientasi. Meskipun demikian, tubuh kita akan segera menyesuaikan dengan baik pada beberapa hari.

Abnormalitas pada circadian rhythm dapat berakibat lebih parah dari sekedar jetlag. Circadian rhythm yang tidak normal telah diasosiasikan dengan berbagai gangguan tidur termasuk insomnia dan gangguan mental seperti depresi, bipolar disorder dan lain sebagainnya. Selain itu abnormalitas pada ritme ini dianggap berpengaruh terhadap terjadinya berbagai macam penyakit. Infraksi miokardial (kerusakan pada otot jantung) dan serebrovaskular (pembuluh darah otak) sering terjadi pada pagi hari. Terjadinya gejala asma dikaitkan dengan waktu sore. Dan, meskipun belum diketahui secara jelas, kejadian sudden infant death syndrome (SIDS) –sindrom kematian mendadak pada bayi- sering terjadi pada jam-jam di awal pagi.

Seperti yang anda duga, circadian rhythm juga berperan pada pola tidur kita. Kebiasaan jam bangun dan jam tidur juga diatur oleh ritme ini. Karena pada umumnya pada satu keluarga memiliki kondisi lingkungan yang cukup homogen, pola tidur setiap anggota keluarga akan cenderung mirip. Pola tidur pun ternyata bisa diubah dan studi mengenai perubahan pola tidur yang aman juga telah dilakukan untuk menjaga kesehatan para pekerja yang sering berganti-ganti shift. Saya pernah membaca sebuah artikel –sayangnya saya lupa dari mana- mengatakan bahwa perubahan pola tidur yang sehat dilakukan secara bertahap dalam waktu kurang lebih dua minggu. Bagaimanapun juga, pola bangun-tidur adalah hal yang penting untuk diperhatikan karena akan berpengaruh pada kesehatan dan produktivitas kita juga.

Referensi:

1. NIGMS. Circadian rhythms fact sheet. http://www.nigms.nih.gov/Education/Factsheet_CircadianRhythms.htm.

2. Rivkees, S.A. (2002). Circadian rhythms – genetic regulation and clinical disorders. Growth Genetics and Hormones, Vol. 18 (1). Diunduh dari www.gghjournal.com.

3. http://jurnalramadhan.blogspot.co.id/2012/03/dari-balik-tidur-kita-circadian-rhythms.html