Ritme sirkadian

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Langsung ke: navigasi, cari
Beberapa inti dari jam biologis sirkadian manusia selama 24 jam.

Ritme sirkadian adalah proses biologis yang menunjukkan osilasi endogen dan berulang setiap sekitar 24 jam. Ritme ini didorong oleh jam sirkadian, dan telah banyak diamati pada tanaman, hewan, jamur, dan cyanobacteria. Istilah sirkadian berasal dari bahasa Latin circa, yang berarti "sekitar" (atau "kira-kira"), dan diem atau dies, yang berarti "hari". Ilmu formal mengenai ritme biologis sementara, seperti ritme harian, pasang surut, mingguan, musiman, dan tahunan, disebut kronobiologi. Meskipun ritme sirkadian terjadi secara endogen (tetap dan mandiri), ritme ini disesuaikan dengan lingkungan sekitar oleh isyarat eksternal yang disebut zeitgebers, biasanya yang paling penting adalah pada siang hari.

Sejarah[sunting | sunting sumber]

Catatan mengenai proses sirkadian dapat dirunut dari abad ke-4 SM, ketika Androsthenes, seorang kapten kapal yang bekerja di bawah kekuasaan Alexander Agung, menggambarkan gerakan diurnal dari daun pohon pohon asam.[1] Pengamatan terhadap proses sirkadian atau diurnal pada manusia disebutkan dalam teks-teks medis Cina yang berasal dari sekitar abad ke-13, termasuk Pedoman Siang dan Malam Hari and the Ritme Mnemonic untuk Membantu Seleksi Acu-point Menurut Siklus Diurnal, Hari-Hari Dalam Sebulan, dan Musim-Musim Dalam Setahun.[2]

Pengamatan tentang osilasi sirkadian endogen yang pertama tercatat adalah yang dilakukan oleh ilmuwan Prancis Jean-Jacques d'Ortous de Mairan pada tahun 1729. Ia mencatat bahwa pola 24 jam pada gerakan daun tanaman putri malu terus berlanjut bahkan ketika tanaman disimpan dalam kegelapan konstan, pada percobaan pertama untuk mencoba membedakan jam endogen dari tanggapan menuju rangsangan sehari-hari.[3][4]

Pada tahun 1896, Patrick dan Gilbert mengamati bahwa selama periode berkepanjangan dari deprivasi tidur (proses kekurangan tidur), terjadi kenaikan dan penurunan rasa kantuk dengan jangka waktu sekitar 24 jam.[5] Pada tahun 1918, J.S. Szymanski menunjukkan bahwa hewan mampu menjaga pola aktivitas 24 jam tanpa adanya isyarat eksternal seperti cahaya dan perubahan suhu.[6] Pada awal abad ke-20, ritme sirkadian diperhatikan dalam ritme waktu makan lebah. Percobaan yang lebih luas dilakukan oleh Auguste Forel, Ingeborg Beling, dan Oskar Wahl untuk melihat apakah irama ini disebabkan oleh jam endogen.[butuh rujukan] Ron Konopka dan Seymour Benzer mengisolasi jam mutan pertama di Drosophila pada awal 1970-an dan memetakan "periode" gen, komponen genetik pertama yang ditemukan dari jam sirkadian.[7] Joseph Takahashi menemukan 'jam gen' mamalia pertama (CLOCK) menggunakan tikus pada tahun 1994.[8][9]

Istilah "sirkadian" diciptakan oleh Franz Halberg pada akhir 1950-an.[10]

Kriteria[sunting | sunting sumber]

Untuk dapat disebut sirkadian, suatu ritme/irama biologis harus memenuhi empat kriteria umum:

  1. Ritme tersebut berulang satu kali sehari (suatu ritme memliliki periode 24 jam). Agar dapat melacak waktu dalam sehari, jam harus berada di titik yang sama pada waktu yang sama setiap hari, misalnya berulang setiap 24 jam.
  2. Ritme tersebut bertahan tanpa adanya isyarat eksternal (endogen). Ritme tersebut tetap dalam kondisi konstan dengan jangka waktu sekitar 24 jam. Alasan dari kriteria ini adalah untuk membedakan ritme sirkadian dari tanggapan sederhana ke isyarat eksternal sehari-hari. Suatu ritme tidak dapat dikatakan endogen, kecuali telah diuji dalam kondisi tanpa masukan/input periodik eksternal.
  3. Ritme tersebut dapat disesuaikan agar sesuai dengan waktu setempat (entrainable). Ritme tersebut dapat direset dengan pemaparan terhadap rangsangan eksternal (seperti cahaya dan panas), sebuah proses yang disebut entrainment. Alasan dari kriteria ini adalah untuk membedakan ritme sirkadian dari ritme 24 jam endogen bayangan lainnya yang kebal pengaturan ulang terhadap isyarat eksternal, dan dengan demikian tidak memenuhi tujuan memperkirakan waktu setempat. Perjalanan melintasi zona waktu menggambarkan kemampuan dari jam biologis manusia untuk menyesuaikan diri dengan waktu setempat; seseorang biasanya akan mengalami jet lag sebelum entrainment pada jam sirkadian disinkronkan dengan waktu setempat.
  4. Ritme tersebut mempertahankan periodisitas sirkadian pada rentang suhu fisiologis, ritme tersebut menunjukkan kompensasi suhu. Beberapa organisme hidup dalam berbagai suhu, dan perbedaan energi panas akan mempengaruhi kinetika dari semua proses molekul dalam sel. Guna melacak waktu, jam sirkadian pada organisme harus mempertahankan periodisitas sekitar 24 jam meskipun kinetiknya berubah, suatu hal yang dikenal sebagai kompensasi suhu.

Lihat pula[sunting | sunting sumber]

Referensi[sunting | sunting sumber]

  1. ^ Bretzl, H. (1903). Botanische Forschungen des Alexanderzuges. Leipzig: Teubner. [halaman dibutuhkan]
  2. ^ Gwei-Djen Lu (25 Oktober 2002). Celestial Lancets. Psychology Press. hlm. 137–140. ISBN 978-0-7007-1458-2. 
  3. ^ de Mairan JJO (1729). "Observation Botanique". Histoire de l'Academie Royale des Sciences: 35–36. 
  4. ^ Gardner MJ, Hubbard KE, Hotta CT, Dodd AN, Webb AA (Juli 2006). "How plants tell the time". The Biochemical Journal 397 (1): 15–24. doi:10.1042/BJ20060484. PMC 1479754. PMID 16761955. Diakses 2010-06-11. 
  5. ^ Dijk, Derk-Jan; Malcolm von Schantz (Agustus 2005). "Timing and Consolidation of Human Sleep, Wakefulness, and Performance by a Symphony of Oscillators". J Biol Rhythms (SagePub) 20 (4): 279–290. doi:10.1177/0748730405278292. PMID 16077148. Diakses 2010-10-14. 
  6. ^ Danchin, Antoine. "Important dates 1900–1919". HKU-Pasteur Research Centre (Paris). Diakses 2008-01-12. 
  7. ^ Konopka R, Benzer S (September 1971). "Clock Mutants of Drosophila melanogaster". Proc. Nat. Acad. Sci. USA 68 (9): 2112–2116. Bibcode:1971PNAS...68.2112K. doi:10.1073/pnas.68.9.2112. PMC 389363. PMID 5002428. 
  8. ^ "Gene Discovered in Mice that Regulates Biological Clock". Chicago Tribune. 29 April 1994. 
  9. ^ Vitaterna MH, King DP, Chang AM et al. (April 1994). "Mutagenesis and mapping of a mouse gene, Clock, essential for circadian behavior". Science 264 (5159): 719–25. doi:10.1126/science.8171325. PMID 8171325. 
  10. ^ Zivkovic, Bora (3 Mei 2008). "Circadian Quackery". A Blog Around the Clock. ScienceBlogs. Diakses 2010-02-23. 

Bacaan lanjut[sunting | sunting sumber]

Pranala luar[sunting | sunting sumber]