Kitaran Circadian dan Fisiologi Manusia

Adakah makan tengah malam menggemukkan? Mengapa ayam jantan berkokok sebelum subuh? Bahkan kokokan tersebut bukan secara kebetulan, tetapi secara konsisten setiap awal subuh?

Untuk memahami situasi ini, suatu konsep yang dikenali sebagai “Kitaran Circadian” (Circadian Rhythm) diketengahkan. Menurut konsep ini, setiap benda hidup di atas muka bumi dipengaruhi oleh putaran bumi di atas paksinya (siang dan malam), dan fenomena alam semulajadi yang berlaku dalam kitaran 24 jam sehari ini dikatakan mempengaruhi “Jam Circadian” (juga dikenali sebagai ‘Jam Biologi’) benda hidup, seterusnya mempengaruhi fisiologi benda hidup tersebut.

Jam Circadian” merupakan mekanisma biokimia yang berlaku dalam benda hidup dan ulangan kitarannya berlangsung setiap 24 jam. Hampir kesemua transkripsi dan translasi protein yang ada dalam haiwan dan tumbuhan diaktifkan oleh komponen yang dikenali sebagai “transcriptional activators“, “promoters” atau “repressors“, yang mana dalam bidang genetik kedua-duanya dikenali sebagai ‘suis’ yang menentukan “on” atau “off” satu-satu proses penghasilan protein atau hormon. Komponen-komponen ini dikatakan mempunyai ‘Jam Biologi’ mereka sendiri.

Rumusan "Kitaran Circadian" manusia.

Rumusan “Kitaran Circadian” manusia.

Contoh paling mudah dapat dilihat menerusi proses fotosintesis, iaitu penghasilan karbohidrat oleh tumbuhan yang hanya diaktifkan apabila adanya cahaya matahari. Namun begitu, terdapat banyak lagi contoh yang lebih kompleks, melibatkan beribu-ribu enzyme dan protein yang berbeza, untuk fungsi fisiologi benda hidup yang berbeza.

Terdapat 4 kriteria untuk satu-satu sifat fisiologi itu dikelaskan sebagai sebahagian dari “Kitaran Circadian”

1 – Kitaran mesti berulang setiap 24 jam.
2 – Kitaran mesti bermula dari ‘dalaman’ dan tidak dipengaruhi faktor luaran (cth: menonton Buletin Utama TV3 setiap jam 8 malam bukanlah suatu Kitaran Circadian)
3 – Kitaran boleh disesuaikan dengan masa setempat (cth: Biasa tidur di Malaysia jam 12 tgh malam, kemudian datang ke US, dan selepas beberapa hari badan beradaptasi untuk kembali tidur jam 12 tgh malam waktu US yang bersamaan dengan 12 tengahari waktu Malaysia)
4 – Kitaran tidak dipengaruhi suhu luaran.

Dalam konteks fisiologi Manusia – Waktu Tidur

1 – “Jam Circadian” manusia yang utama terletak di SupraChiasmatic Nucleus (SCN), yakni sepasang kumpulan sel yang berbeza yang terletak di hypothalamus (berdekatan otak). Hypothalamus juga mempunyai fungsi yang lain iaitu tunjang utama untuk sistem saraf (isyarat) dan sistem endokrin (penghasilan dan rembesan hormon).

2 – SCN menerima maklumat berhubung kewujudan cahaya dari retina (mata), mentafsirnya, kemudian menghantar semula isyarat ke kelenjar Pineal. SCN menjadi aktif pada sebelah siang kerana terangsang apabila adanya isyarat kewujudan cahaya dari retina, manakala sebaliknya pada sebelah malam.

3 – Apabila SCN tidak aktif, kelenjar Pineal akan merembeskan satu hormon yang dikenali sebagai Melatonin. Rembesan Melatonin akan meningkat pada sebelah malam kira-kira jam 9 malam dan berhenti kira-kira jam 7.30 pagi keesokan harinya (rujuk gambar sebelum ini)

SCN

4 – Beberapa kajian setakat ini menunjukkan mekanisma (2) dan (3) di atas mempengaruhi Kitaran Circadian (aktiviti) manusia, walaubagaimanapun perinciannya masih tidak diketahui.

5 – Tidur sebentar atau “power-nap” pada sebelah tengahari tidak mempengaruhi Kitaran Circadian, namun boleh mengurankan stress dan meningkatkan produktiviti.

6 – Mereka yang mempunyai waktu tidur yang tidak teratur (tidak mengikut Kitaran Circadian) seperti juruterbang atau mereka yang mempunyai kerja shif yang tidak menentu biasanya mudah keletihan. Disrupsi Kitaran Circadian juga mempunyai beberapa kesan negatif lain seperti disorientasi dan imsonia.

Dalam konteks fisiologi Manusia – Metabolisma makanan

1 – Menurut sebuah kajian yang diterbitkan pada Februari 2013 dalam jurnal “Current Biology“, tikus (sampel kajian yang biasa digunakan untuk mengkaji fisiologi mamalia seperti manusia) didapati mempunyai regulasi gula darah yang berbeza, mengikut waktu. Tindakan menggangu waktu tidur mereka juga (disrupsi Kitaran Circadian) membuatkan mereka menjadi lebih gemuk.

2 – Hal ini disebabkan oleh cara insulin bekerja adalah mengikut Kitaran Circadian. Apabila berlakunya disrupsi Kitaran Circadian, tikus-tikus tersebut dipercayai telah membentuk “insulin resistance” (rintangan insulin), yang membawa kepada kegagalan sel untuk menerima gula dari darah dan seterusnya menyimpan lebih banyak lemak.

3 – Rintangan insulin ini juga membawa kepada bermulanya kencing manis (diabetes). Sebelum ini, terdapat beberapa kajian yang menunjukkan mereka yang bekerja pada shif sebelah malam (gangguan Kitaran Circadian) cenderung untuk untuk mendapat kencing manis.

4 – Kajian ini juga tidak mengambil kira konsep ‘kalori masuk versus kalori keluar’, sebaliknya mencadangkan agar makan malam perlu diambil lebih awal dan bukannya terlalu lewat pada sebelah malam.

makan-lewat-malam

5 – 2 bulan selepas terbitnya Jurnal di atas, sebuah jurnal lagi diterbitkan di Jurnal Obesity oleh sekumpulan penyelidik dari Harvard, yang menunjukkan Kitaran Circadian membuatkan manusia lebih lapar dan cenderung memilih makanan manis, berkanji dan masin pada sebelah malam.

6 – Salah seorang penyelidik utamanya, Steven Shea (Ph.D) menjelaskan tabiat makanan semulajadi ini berguna pada waktu dahulu di mana sumber makanan tidak banyak dan sukar didapati, namun dalam konteks hari ini di mana makanan boleh dikatakan ‘ada di mana-mana’, ia amat membahayakan. Menurutnya,

“Terdapat banyak faktor yang mempengaruhi berat badan, terutamanya diet dan senaman, tetapi waktu makanan diambil juga mempunyai kesannya (terhadap peningkatan berat badan). Kami mendapati sistem circadian dalaman mungkin memainkan peranan dalam peningkatan statistik obesiti pada hari ini kerana ia (Kitaran Circadian) membuatkan kelaparan memuncak pada waktu malam.

Kajian kami menunjukkan disebabkan oleh pengaruh Kitaran Circadian dalam selera makan, kita mempunyai kecenderungan semula jadi untuk mengelak sarapan pagi dan mengambil lebih banyak kalori pada waktu malam. Corak pengambilan makanan seperti ini adalah sama seperti apa yang dilakukan oleh ahli gusti Sumo untuk menaikkan berat badan mereka.”

Comments

  1. By norain

    Reply

  2. By pegaga78

    Reply

  3. By abutoq

    Reply

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *