irama circardian, jam biologis manusia

Seiring dengan makin menghangatnya Matahari, bunga morning glory mekar, dan menutup kembali di sore hari. Di malam hari, giliran bunga primrose (sejenis bunga mawar) yang mekar dan menutup kembali di pagi hari. Ketika air laut pasang naik, rumah kijing dan remis membuka untuk menyaring makanan dari air laut. Ketika pasang naik berlalu, rumah mereka menutup untuk melindungi binatang-binatang tersebut dari udara yang mengeringkan.

Apa yang membuat terjadinya keteraturan di atas? Siklus alami teratur di atas, disebut irama biologis, dihasilkan dan dikontrol oleh apa yang disebut para ilmuwan sebagai jam biologis. Semua makhluk hidup seperti manusia, binatang, tanaman, dan mikroorganisme—memiliki jam ini, yang mengatur irama hidup secara regular seperti bangun, tidur, makan, dan bereproduksi, bahkan sampai migrasi burung di musim semi dan musim gugur.

Siklus irama biologis yang terjadi dalam satu hari disebut irama sirkadian (circadian rhytms). Circadian berasal dari kata Latin yang berarti “sekitar sehari atau 24 jam”. Tidak semua irama biologis bersiklus satu hari. Debaran jantung misalnya, terjadi setiap beberapa detik, sementara irama lainnya berulang tiap bulan, musim, dan tahun. Tanda-tanda dari alam seperti siklus terang-gelap hari dan perubahan musim dalam setahun menjadi sinyal alami bagi perputaran jam biologis. Tapi, seandainya satu organisme diasingkan dari semua tanda-tanda di alam, organisme tersebut masih tetap memiliki irama biologis, namun polanya mungkin berubah.

Lalu di mana jam biologis ini berada? Pada mamalia, jam biologis ini berupa satu kelompok dari sekitar 10.000 sel pada sekerat kecil otak, yang terletak di belakang mata yang disebut suprachiasmatic nucleus. Namun, tumbuhan, jamur, dan organisme mikroskopis yang tak memiliki otak pun tetap memiliki irama biologis.

Bagi makhluk hidup, jam biologis sangat penting artinya, menyangkut hidup dan mati untuk bertahan di alam. Meski penting, bagaimana mekanisme jam biologis masih belum sepenuhnya dipahami. Namun, beberapa gen yang terlibat dalam kerja jam biologis telah berhasil diketahui. Contohnya, beberapa gen jam pada lalat buah seperti period dengan panggilan per, timeless (disingkat tim), clock, cycle, double-time, dan cry.

Kebanyakan pengetahuan mengenai jam biologis berasal dari penelitian pada lalat buah, tikus, dan neurospora (jamur roti). Jam biologis pada lalat buah sangat mirip dengan jam biologis pada tikus. Karena, tikus dan manusia sama-sama mamalia dan jam biologis tikus sama dengan lalat buah, maka para ilmuwan memperkirakan jam biologis pada manusia bekerja mirip dengan jam biologis pada lalat buah.

Jam biologis manusia

Manusia memiliki irama biologis harian, mingguan, bulanan, dan musiman. Suhu tubuh, tekanan darah, bangun, dan tidur, ketajaman perhatian, performa mental, sintesis, dan sekresi berbagai hormon seperti hormon pertumbuhan, kortisol, prolaktin dan melatonin, serta level berbagai zat kimia dalam tubuh, semua ini memiliki irama siklus 24 jam (sirkadian).

Banyak penyakit tampaknya memiliki irama tahunan. Pilek, flu, dan pneumonia (radang paru-paru) lebih banyak terjadi di musim dingin dan musim gugur, sedangkan campak lebih sering terjadi di saat musim semi dan musim panas.

Beberapa masalah kesehatan berkaitan dengan berbagai waktu dalam sehari. Serangan jantung dan stroke paling banyak terjadi selama terbangun sebelum tengah hari. Serangan asma paling sering terjadi antara tengah malam dan jam 8 pagi.

Pada waktu yang berbeda, keefektifan beberapa obat dan perawatan operasi berbeda pula. Obat jantung yang digunakan setelah bangun tidur, dapat membantu melindungi penderita sakit jantung . Obat untuk asma digunakan di malam hari, sehingga dapat membantu penderita menghadapi saat-saat ketika risiko terserang asma tinggi.

Jam biologis sangat penting dalam kaitannya dengan kesehatan mental dan fisik. Pemahaman akan jam biologis adalah kunci bagi berbagai macam penyakit. Sejumlah penyakit pada manusia, berkaitan dengan gen-gen yang berada di bawah kendali jam biologis. Contohnya, gen yang disebut PAI-1 yang terlibat dalam serangan jantung dan gen DBP yang berpengaruh pada siklus tidur.

Perubahan jam biologis

Perubahan pada pola sirkadian dapat menyebabkan terjadinya keletihan mental dan fisik. Jam biologis yang mengalami malfungsi dapat menyebabkan terjadinya insomnia dan manic-depressive.

Ketika penumpang pesawat terbang melintasi beberapa zona waktu, jam internal mereka tidak lagi selaras dengan tempat mereka berada. Ini menimbulkan apa yang disebut dengan jet lag. Para penderitanya merasa letih, mudah marah, kikuk, dan pelupa. Dalam jangka panjang, gangguan kronis pada irama sirkadian, karena penerbangan ini akan menyebabkan penurunan kemampuan kognitif dan perubahan fisiologis. Butuh waktu beberapa hari bagi tubuh untuk melakukan penyelarasan terhadap zona waktu yang baru.

Orang-orang yang bekerja shift malam juga mengalami masalah dengan jam biologis mereka. Mereka biasanya tidak seproduktif dan sesiaga orang-orang yang bekerja di siang hari dan cenderung lebih banyak mengalami kecelakaan kerja. Para pekerja malam ini juga memiliki lebih banyak masalah kesehatan dan gangguan tidur dibanding pekerja yang bekerja di siang hari.

Saat ini terapi cahaya dan pemberian hormon melatonin (hormon utama dari kelenjar pineal yang berperan sebagai satu sinyal bagi panjang siang dan malam hari) digunakan untuk mengatasi efek jet lag dan kerja shift.

Sejalan dengan bertambahnya pengetahuan para ilmuwan mengenai jam biologis, terutama pada manusia, maka diharapkan solusi-solusi baru bisa ditemukan untuk menciptakan perjalanan yang lebih nyaman, kondisi kerja yang lebih aman, dan perawatan medis yang lebih efektif.