Rabu, 07 Maret 2012

Gen Pengontrol Tidur



“Ketika malam tiba, tubuh kita menjadi lelah dan mengantuk” adalah kondisi yang kita lihat di permukaan. Tetapi di belakang layar, rangkaian mekanisme kompleks pada tingkat molekuler, dikendalikan oleh gen-gen kita, bekerja keras untuk mewujudkan kondisi “mengantuk”.

Tulisan ini semoga menjadi informasi berguna untuk mereka yang tertarik pada “kantuk”, terutama para insomnia mania.

Saat ini, peneliti telah berhasil mengidentifikasi sebuah gen bernama Insomniac, yang berperan dalam kondisi “mengantuk” dengan menggunakan sistem model pada lalat buah (Drosophila melanogaster). Dalam biologi molekuler hewan, sistem model yang paling sering digunakan adalah lalat buah, sedangkan pada tanaman menggunakan Arabidopsis thaliana. Adalah Nicholas Stavropoulus, seorang post-doc, dan Michael W. Young, Profesor di Richard and Jean Fisher dan Kepala Laboratorium Genetik di Rockefeller University yang telah melakukan skrining genetik pada lebih dari 21000 lalat buah.

Dengan menggunakan sinar inframerah untuk mendeteksi ketika lalat tertidur, mereka menemukan bahwa mutasi pada gen insomniac berhubungan dengan penurunan dramatis jumlah waktu tidur. Lalat buah normal tidur dengan rata-rata waktu 927 menit per hari, sedangkan lalat buah dengan mutasi gen insomniac hanya 317 menit per hari. Lalat termutasi juga tidur dalam frekuensi bangun lebih sering.

Hasil penelitian tersebut membuktikan bahwa gen Insomniac berperan dalam menciptakan kondisi tidur dan menjaga durasi waktu tidur pada lalat buah. Yang lebih menarik bagi para ahli biologi molekuler hewan adalah bahwa gen tersebut mungkin bekerja melalui mekanisme homeostasis. Berbeda dengan studi selama ini yang menghubungkan tidur dengan jam biologis (cicardian clock). Artinya, gen tersebut bekerja bukan berdasarkan waktu akan tetapi berdasarkan kebutuhan tubuh (homeostasis adalah sistem yang menjaga tubuh tetap stabil, dlm keseimbangan kebutuhan).

Secara molekuler, peneliti percaya bahwa Insomniac bekerja melalui serangkaian degradasi protein yang melibatkan kompleks bernama Cul3 (salah satu dari famili protein degradasi). Sebagaimana kita ketahui, proses degradasi protein sangat penting untuk tubuh dalam menjaga homeostasis). Jika hasil tersebut benar, maka inilah untuk pertama kalinya diketahui bahwa kondisi tidur berhubungan dengan degradasi protein.

Peneliti juga mencari hubungan antara tidur dan masa hidup. Lalat dengan mutasi gen insomniac hidup hanya 3/4 masa hidup lalat normal. Akan tetapi ketika peneliti menghilangkan gen tersebut pada sistem syaraf (neuron), lalat tersebut tidur tetap kurang dari lalat normal namun memiliki masa hidup yang sama. Penemuan ini berarti bahwa gen Insomniac kemungkinan besar berperan dalam pengaturan tidur mempengaruhi gen lain yang berperan dalam pengaturan masa hidup. Ketika gen Insomniac dihilangkan, gen masa hidup tetap berfungsi normal.

Hal tersebut diatas menunjukkan bahwa kekurangan tidur kemungkinan besar tidak mengurangi masa hidup. Kalimat sebelum ini mungkin membuat bersorak para insomnia.

Tidur adalah perilaku dan kebutuhan dasar pada semua hewan. Secara umum diketahui bahwa tidur merupakan mekanisme recharging otak dan penyimpanan memori jangka panjang. Sistem kardiovaskular juga mendapatkan sedikit break ketika kita tidur. Selama tidur, tubuh mendapatkan pula kesempatan untuk memperbaiki jaringan otot dan sel mati. Pada anak-anak dan orang dewasa, hormon pertumbuhan diketahui dilepaskan selama kita tidur.

Hasil penelitian diatas mengenai gen Insomniac memberikan beberapa petunjuk mengenai bagaimana tidur diatur pada tingkat molekuler dan dapat berguna untuk memahami masalah terkait tidur (penyakit, dsb).

Sumber wacana :

Stavropoulos N, Young Michael W (2011) insomniac and Cullin-3 Regulate Sleep and Wakefulness in Drosophila. Neuron 72: 964-976. DOI:10.1016/j.neuron.2011.12.003

Web article 1

Web article 2

Sumber gambar : newsfox.in dan netsains.com

Sabtu, 13 Agustus 2011

CO, The Silent Killer



Netsains.Com – Pernah mendengar berita tentang kematian di dalam mobil tanpa adanya bekas tindak kejahatan,, beberapa diantaranya disebabkan oleh gas CO (karbon monoksida) yang dihirup oleh para korban. Gas CO dikenal dengan sebutan ‘the silent killer’, karena sifatnya yang sangat berbau, beracun, tidak berwarna, dan tidak berasa. Orang yang tidak sengaja menghirup gas CO ini, tidak akan mengalami kesadaran bahwa mereka dalam bahaya dan menyebabkan timbulnya rasa kantuk yang sangat. Gas CO ini berasal dari pembakaran yang tidak sempurna dari gas alam dan material lain yang mengandung unsure karbon. Keberadaan gas ini sangat berbahaya jika terhirup oleh manusia, karena gas CO akan menggantikan oksigen yang berikatan dengan Hb dalam darah. Ikatan yang terbentuk antara Hb – CO ini lebih kuat 200 kali daripada ikatan Hb – O.

Akibatnya oksigen kalah bersaing dengan CO saat berikatan dengan Hb. Kadar oksigen dalam darah akan berkurang, padahal tubuh sangat membutuhkan oksigen untuk proses metabolisme.

Gelaja yang ditimbulkan dari keracunan gas CO antara lain :

- Sesak nafas

- Sakit kepala

- Rasa lelah yang amat sangat

- Pusing

- Mual – mual

- Hilang kesadaran

- Kebingungan

- Otot menjadi lemas

- Kematian

Diagnostik keracunan CO, adanya COHb yang tinggi dalam darah dapat dilihat dari beberapa ciri – ciri : semua organ tubuh mulai paru – paru, jantung, liver, berwarna merah karena pecahnya pembuluh darah dan carboxyhemoglobin berwarna merah terang (bright red) yang terlihat pada kuku – kuku jari, mukosa dan kulit.

Beberapa cara di bawah ini dapat digunakan untuk menganalisis kadar CO dalam darah.

Menggunakan reagent :

Reagent : 10% H2SO4 & 0,1% PdCl2 dalam 0,01 NHCl

(1) Memasukkan 1 ml darah + lar 1 ml 10%H2SO4 dalam outner chamber

(2) Memasukkan 1 ml lar 0,1 % PdCl2 dalam inner chamber

(3) Menutup cell convoy

(4) Mengamati 15’ – 60’ tampak lapisan diatas permukaan inner chamber CO(+)

sensitifitas 10% HbCO apabila (+) dilanjutkan dengan Spectrofotometri UV-VIS

2. 0,2 ml sample diencerkan dengan 25 ml 0,1% lar NH4OH dibagi 3 bagian (A,B,C)

Kode A aliri dengan gas CO selama beberapa menit. Kode B aliri gas 02 selama 10’ untuk menghitung ikatan HbCO atau ambil darah segar (tidak mengandung CO).

Kode C tanpa diberi aliran gas (sample asli) masing-masing ditambah sedikit sodium difluonit dan 10 ml 0,1% NH4OH. Absorbansi masing-masing diamati pada panjang gelombang 540 nm, 579nm



Hubungan antara gejala-gejala dengan COHb darah dapat dilihat berikut:



% COHb


Keluhan atau gejala
< 10 % COHb tidak ada keluhan maupun gejala
10–20% COHb rasa berat dikepala, sedikit sakit kepala, pelebaran pembuluh darah kulit
20–30% COHb sakit kepala menusuk-nusuk pada pelipis
30–40 % COHb sakit kepala hebat, lemah, dizziness, pandangan jadi kabur, nausea, muntah-muntah
40–50 % COHb seperti diatas, syncope, nadi dan pernafasan menjadi cepat.
50–60 % COHb syncope, nadi dan pernafasan menjadi cepat, koma, kejang yang intermitten.
60–70% COHb koma, kejang yang intermitten, depressi jantung dan pernafasan
70–80% COHb nadi lemah, pernafasan lambat, kegagalan pernafasan dan meninggal dalam beberapa jam
80–90 % COHb meninggal dalam waktu kurang dari satu jam
> 90 % COHb meninggal dalam beberapa menit



Memasang alat pendeteksi karbon monoksida di tempat-tempat yang di huni banyak orang.

Memeriksa sistem kendaraan baik mobil pribadi, kereta maupun angkutan umum untuk mengantisipasi kebocoran yang mungkin terjadi.

Meminimalisir penggunaan peralatan yang menggunakan bahan bakar fosil dan menggantinya dengan mesin bertenaga listrik atau baterai.

Melakukan pengujian dan pemantauan karbon monoksida dalam udara secara berkesinambungan di kawasan yang diduga rawan karbon monoksida.

Senantiasa waspada ketika berada dalam ruangan tertutup yang kemungkinan mengandung gas monoksida.

Mengurangi kebiasaan merokok karena apabila tembakau terbakar akan menghasilkan gas karbon monoksida sehingga dapat mengurangi kemampuan darah dalam mengikat oksigen.

disadur dari : netsain.com
foto: genkisehat.blogspot.com

Jumat, 29 Juli 2011

Mencoba buat read more

ini adalah awal berita yang ingin saya potong karena terlalu panjang kalo postingan muncul semua, oleh karena itu saya perlu memotong berita sampai disini saja. Dan ini adalah sisa postingan saya yang akan saya sembunyikan dan hanya muncul pada saat post page atau link read more.. diklik

Sabtu, 23 Juli 2011

Otak dan Pembelajaran


Netsains.Com - Sudah sangat wajar, seandainya kita menginginkan anak-anak yang sangat kita kasihi tumbuh menjadi orang yang bertubuh sehat, berotak cerdas, berjiwa bersih, serta berakhlak mulia. Agar tubuhnya sehat, mungkin kita akan berkonsultasi dengan dokter. Agar jiwanya bersih, mungkin kita akan berdialog dengan ahli ilmu jiwa. Agar akhlaknya mulia, mungkin kita bertanya kepada para ulama atau tokoh agama. Lalu, bagaimana agar otaknya cerdas? Bilamana ini terjadi, kita perlu berbicara dengan para guru yang bertanggungjawab atas pembelajaran anak-anak kita dikelas.

Pembelajaran tidak ubahnya proses berpikir atau dengan kata lain merupakan proses pemanfaatan dan penggunaan otak secara maksimal. Menurut beberapa ahli, otak manusia terdiri dari dua bagian yaitu otak kanan dan otak kiri. Masing-masing belahan otak memiliki spesialisasi dalam kemampuan-kemampuan tertentu. Hal ini senada dengan yang dipaparkan Bobby De Porter & Mike Hernacki sekitar tahun 90-an dalam buku Quantum Learning : Unleashing The Genius In You, yang diterjemahkan oleh Penerbit Kaifa dengan judul Quantum Learning : Membiasakan Belajar Nyaman dan Menyenangkan (1992). Dalam bukunya itu, kedua penulis menitikberatkan pada upaya untuk memanfaatkan potensi otak manusia secara optimal.

Proses berpikir otak kiri bersifat logis, skuensial, linier, dan rasional. Sisi ini sangat teratur. Walaupun berdasarkan realitas, ia mampu melakukan penafsiran abstrak dan simbolis. Cara berpikirnya sesuai untuk tugas-tugas teratur ekspresi verbal, menulis, membaca, asosiasi auditorial, menempatkan detail dan fakta, fonetik, serta simbolis. (De Porter, 1992). Namun seperti apakah otak kita sebenarnya, tidak ada salahnya apabila kita mengenal beberapa bagian penting dari otak kita ini.

Bagian Penting Otak Manusia

Otak manusia secara otak terdiri dari 3 bagian

1. Batang Otak atau Otak Reptil

Dikatakan otak reptil, karena reptil seperti kadal, buaya punya otak ini. Otak reptil terletak di bagian bawah tengkorak. Fungsinya untuk mengontrol pernapasan, denyut jantung, dan reaksi insting dalam keadaan bahaya atau terancam. Kalau kita mendadak lari karena takut anjing, otak inilah biang keroknya.

Batang otak juga berkaitan dengan insting untuk mempertahankan hidup dan mengembangkan spesiesnya. Dua poin tersebut terlihat pada usaha untuk mencari makanan, tempat tinggal, bereproduksi –maksudnya menikah untuk manusia- dan mencari perlindungan. Batang Otak juga bertanggung jawab atas pengendalian insting primitif dari wilayah pribadi seseorang seperti alasan marah, terancam atau tidak nyaman ketika seseorang mendekati. Reptil banget ya? Jika seseorang dominan menggunakan otak reptilnya, dia akan berperilaku seperti buaya kali, ya. Ia tidak bisa berpikir di tingkat rumit, bertindak hanya berdasarkan nafsu. Tak percaya, perhatikan buaya-buaya darat yang berkeliaran di sekitar kita

2. Sistem Limbik atau Otak Mamalia

Otak Mamalia merupakan bagian yang membungkus batang otak tadi, dengan hypothalamus dan amygdala sebagai komponen utamanya. Seingat saya hypothalamus inilah yang memproduksi hormon pertumbuhan seperti testosteron dan progesteron. Hormon inilah yang membuat seorang anak mulai ‘berubah’ secara fisik seperti orang dewasa.

Otak mamalia berfungsi sebagai pengendali emosi, membantu mempertahankan keseimbangan hormonal, rasa haus, lapar, dorongan seksual, pusat kesenangan, metabolisme dan bagian penting dari ingatan jangka panjang. Sebagai pengatur emosi dan ingatan maksudnya: jika kita melakukan sesuatu yang melibatkan emosi yang mendalam, kita akan lebih mudah mengingatnya; tak gampang lupa. I see, jadi inilah penyebab kenapa seseorang yang patah hati susah sekali melupakan kenangan indah bersama si dia. Setiap hal yang dilakukan bersama si dia, melibatkan emosi secara mendalam, sih. Kenapa hal ini tidak kita lakukan ketika sedang belajar, ya?

Karena namanya otak mamalia, setiap mamalia punya otak ini. Mungkin karena itulah mamalia lebih bersahabat dengan manusia daripada reptil. Lihat deh kucing, masih bisa dielus-elus, disayang-sayang. Sedang buaya, jangankan mau dielus, didekati saja mulutnya sudah menganga.

3. Neokorteks atau otak berpikir.

Nah, inilah yang membedakan manusia dengan mahluk lainnya di muka bumi; otak berpikir! Fungsinya untuk mengendalikan penglihatan, pendengaran, kreasi, berpikir, berbicara, dan semua hal yang berkaitan dengan kemampuan yang lebih tinggi atau intelegensi. Manusia, banget kan!

Neokorteks inilah yang membuat kita; manusia, bisa mengendalikan nafsu dan emosi. Tidak seperti binatang yang begitu pengen langsung main serodok. Neokorteks membuat kita berpikir secara intelek, waras, mengambil keputusan hati-hati, kendali motorik sadar dan menciptakan gagasan nonverbal. Bersyukurlah karena Yang Kuasa memberi kita Neokorteks selain otak reptil dan otak mamalia.

Ketiga bagian otak ini menjadi satu kesatuan. Kesatuan otak ini juga yang kemudian terbagi menjadi belahan otak kiri dan kanan, sebagaimana yang sudah saya jelaskan di awal. Keseimbangan penggunaan otak kiri dan kanan sangat penting agar seluruh potensi kita bisa keluar; bermanfaat untuk kehidupan. Ada kalanya seseorang cenderung hanya memakai belahan otak tertentu saja. Maka dari itu, kita harus tahu dulu bagian otak mana yang lebih sering kita gunakan. Cara gampangnya dengan menganalisa kebiasaan kita dan mencocokkannya dengan ciri-ciri yang sudah saya sebutkan. Setelah itu lakukan rangsangan untuk mengaktifkan belahan otak yang lain.

Pembelajaran dan Memaksimalkan Kinerja Otak

Secara neurobiologis, otak manusia terdiri atas miliaran sel saraf atau neuron yang menyebar di keseluruhan otak manusia. Seperti yang dikemukakan oleh seorang neurolog, Gerald Edelman, pemenang hadiah nobel, dibutuhkan lebih dari 32 juta tahun untuk menghitung semua sinaps di dalam otak manusia dengan kecepatan satu sinaps per detik. Jika dipusatkan perhatian pada kemungkinan jumlah hubungan saraf di dalam otak, maka didapati jumlah yang sangat menakjubkan yaitu 10 diikuti sejuta angka nol. Setiap saraf otak itu saling berhubungan dan berkomunikasi melalui satu hubungan atau lebih (Restak, 2004:5). Walaupun demikian, setiap saraf yang ada dalam otak mempunyai tanggung jawab dan fungsi masing-masing. Misalnya, kegiatan membaca mengaktifkan area oksipital dan frontal. Mendengarkan musik dengan mata terpejam mengaktifkan area temporal, frontal dan serebelum. Di samping itu, secara garis besar, otak otak manusia terbagi atas kerja otak belahan otak kanan, tetapi aktifitas kerja kedua otak tersebut tidak terpisah. Aktivitas kedua otak itu saling menyatu dan juga saling membangun.

Otak manusia terdiri dari belahan otak kiri dan kanan. Otak kiri atau left cerebral hemisphere berkaitan dengan fungsi akademik yang terdiri dari kemampunan berbicara, kemampuan mengolah tata bahasa, baca tulis, daya ingat (nama, waktu dan peristiwa), logika, angka, analisis, dan lain-lain. Sementara otak kanan atau right cerebral hemisphere tempat untuk perkembangan hal-hal yang bersifat artistik, kreativitas, perasaan, emosi, gaya bahasa, irama musik, imajinasi, khayalan, warna, pengenalan diri dan orang lain, sosialisasi, pengembangan kepribadian. Para ahli banyak yang mengatakan otak kiri sebagai pengendali IQ (Intelligence Quotient), sementara otak kanan memegang peranan penting bagi perkembangan EI (Emotional Intelligence) seseorang.

Cara kerja otak kanan bersifat acak, tidak teratur, intuitif dan holistik. Cara berpikirnya sesuai dengan cara-cara untuk mengetahui yang bersifat non verbal seperti perasaan dan emosi, kesadaran yang berkenaan dengan perasaan (merasakan kehadiran suatu benda atau orang), kesadaran spasial, pengenalan bentuk dan pola, musik, seni, kepekaan warna, kreativitas dan visualisasi.

Kedua belahan otak perlu dikembangkan secara optimal dan seimbang. Belajar yang hanya cenderung memanfaatkan otak kiri, misalnya dengan memaksa anak untuk berpikir logis dan rasional akan membuat anak dalam posisi ”kering dan hampa”. Oleh karena itu belajar berpikir logis dan rasional perlu didukung oleh pergerakan otak kanan, misalnya dengan memasukkan unsur-unsur `yang dapat mempengaruhi emosi, yaitu unsur estetika melalui proses belajar yang menyenangkan dan menggairahkan. Dalam standar proses pendidikan, belajar adalah memanfaatkan kedua belahan otak secara seimbang. Belajar jadi mudah jika guru dapat menyeimbangkan kedua fungsi otak dalam proses pembelajaran.

Setiap belahan otak, baik otak kiri maupun otak kanan pada hakikatnya mempunyai mempunyai tanggung jawab dan fungsi masing-masing. Misalnya, Otak kiri berkaitan dengan akademik, seperti perbedaan, angka, urutan, tulisan, bahasa, hitungan dan logika, sedangkan Otak kanan berfungsi dalam hal persamaan, khayalan, kreativitas, bentuk atau ruang, emosi, musik dan warna. Namun, aktifitas kerja kedua otak tersebut tidak terpisah. Aktivitas kedua otak itu saling menyatu dan juga saling membangun. Sebagai contoh, ketika melihat beberapa pohon dengan dedaunannya yang berguguran, tanah yang kering, dan cuaca yang teramat panas. Kita akan memerikan, menganalisis, dan menggeneralisasikan semua hal tersebut dengan belahan otak kanan. Setelah hal tersebut dilakukan oleh otak kanan, maka belahan otak kirilah kemudian yang mengkomunikasikannya secara verbal. Misalnya, ketika kita berkata, “dedaunan itu banyak berguguran, tanah yang disekitarnya kering, dan ternyata sekarang adalah musim kemarau”. Belahan otak kirilah yang bertanggung jawab terhadap pengolahan bahasa dan mengutarakan konsep-konsep yang ada dalam persepsi seseorang. Namun, semua merupakan hasil dari penggeneralisasian yang dilakukan oleh belahan otak kanan. (Restak, 2004:97).

Ke depan, guru dalam melaksanakan pembelajaran di sekolah hendaknya mengetahui dan memahami bahwa pentingnya memanfatkan kedua belah otak untuk belajar. Belajar jadi mudah jika guru dapat menyeimbangkan kedua fungsi otak dalam proses pembelajaran. Otak kanan sebagai kreativitas dan imajinasi dan juga merupakan faktor nonkebahasaan dapat memberikan ide bagi otak kiri dalam melahirkan kata-kata dan bahasa. Kreativitas dan imaginasi sangatlah penting dalam proses pembelajaran bahasa. Kreatifitas dan imajinasi perlu dikembangkan. Jika kreatifitas dikembangkan dalam proses pembelajaran, maka pembelajaran akan menjadi suatu proses yang menyenangkan bagi siswa. Implikasinya pada diri siswa akan terbentuk pola pembelajaran yang kreatif dan tidak tergantung pada orang lain. Ini akan menjadikan siswa lebih siap dan mampu menyesuaikan diri dengan segala perubahan dan tuntutan yang terjadi dalam lingkungannya.

foto: brainandlearning.eu