Hubungan Metabolisme dan Jam Sirkandian Tubuh

Kronobiologist dari Cha­ri­té – Univer­sitäts­me­di­zin Berlin memperli­hat­kan bahwa metabolism kar­bon­ monoksida, berhubungan erat dengan jam sirkadian tubuh. Karbon monoksida, gas bera­cun yang ditemukan dalam asap knalpot dan asap rokok, juga merupakan produk endogen hasil metabolisme heme, kofak­tor hemoglobin yang memberi warna merah pada darah.

Produksi karbon monok­sida diatur oleh jam internal tu­buh, dan jam ini diatur oleh karbon monoksida. Artikel yang membahas hubungan tim­bal balik erat antara dua me­kanisme regulasi ini, diter­bit­kan dalam jurnal Nature Struc­tural & Molecular Biology.

Hubungan erat antara pro­ses metabolisme dan jam internal tubuh, membuat tubuh kita secara optimal beradaptasi dengan kondisi lingkungan, seperti ketersediaan makanan dan waktu makan. Jam sirka­di­an berbasis sel, yang mende­tek­si sinyal dari proses meta­bo­lisme, juga menghasilkan pro­ses metabolisme seluler yang relevan untuk beradap­tasi terhadap sinyal-sinyal ini.

Terganggunya salah satu mekanisme pengaturan ini, akan mengganggu mekanisme lain— fenomena akibat gang­gu­an kesehatan, seperti diabetes atau sindroma metabolik yang mengalami gangguan jam internal, misalnya karena shift jam kerja.

Di bawah kepemimpinan Prof. Dr. Achim Kramer, Kepa­la Unit Penelitian Kronobio­lo­gi di Charite Institut Medis Imu­nologi, tim peneliti mempe­la­jari peran heme (pigmen me­rah yang mengandung besi da­lam sel darah merah), untuk ritme sirkadian tubuh. Heme adalah molekul kompleks, yang merupakan bagian dari berbagai protein dan bertin­dak sebagai sensor metabolik.

“Penelitian menunjukkan karbon monoksida, gas bera­cun yang merupakan produk sam­pingan dari degradasi heme, bereran penting dalam men­jaga jam internal tubuh ber­detak sebagaimana mesti­nya,” jelas Prof Kramer. “Pro­duk­si molekul ini dalam sel-sel hati dapat terganggu, melalui peng­hambatan farmakologis. Atau secara genetik memati­kan eks­presi heme oxygenase – enzim, yang diperlukan un­tuk sintesis. Akibatnya, ritme jam internal yang normal terganggu.”

Gangguan semacam ini me­ngakibatkan disregulasi ra­tusan gen berbeda, yang ke­be­­tulan bertanggung jawab un­tuk pro­ses metabolisme pen­ting, seper­ti sintesis glu­kosa. “Hasil pene­litian ini mem­bantu untuk lebih mema­hami, bagaimana ganggu­an metabolisme dan jam internal tubuh saling berhubungan. Dengan mengidentifikasi me­ka­nisme molekuler yang ber­tang­gung jawab terhadap ira­ma sirkadian tubuh, kita mung­kin dapat mengembangkan te­rapi target,” kata Prof. Kramer.