Berandasehat.id – Seperti semua makhluk hidup, proses fisiologis manusia dipengaruhi oleh ritme/irama sirkadian. Terganggunya jam internal tubuh karena gaya hidup yang semakin tidak seimbang secara langsung terkait dengan ‘ledakan’ kasus diabetes tipe 2. 

Kini, tim dari Universitas Jenewa (UNIGE) dan Rumah Sakit Universitas Jenewa (HUG), di Swiss, telah menemukan bahwa gangguan itu mengganggu metabolisme lipid dalam sel yang mengeluarkan hormon pengatur glukosa. Sfingolipid dan fosfolipid, lipid yang terletak di membran sel, tampaknya sangat terpengaruh. 

Perubahan profil lipid itu kemudian menyebabkan kekakuan membran sel-sel ini. Hasil ini, muncul dalam jurnal PLOS Biology, memberikan bukti lebih lanjut tentang pentingnya irama sirkadian pada gangguan metabolisme.

Lipid memiliki berbagai fungsi seluler. Sebagai salah satu komponen utama membran sel, mereka terlibat dalam jalur pensinyalan di mana sel berkomunikasi satu sama lain dan dengan lingkungannya. 

“Kami telah mengetahui selama beberapa waktu bahwa gangguan jam sirkadian terkait erat dengan penyakit metabolisme, seperti diabetes tipe 2, di mana tubuh tidak lagi mampu mengatur kadar gula darah secara efektif,” jelas Charna Dibner, profesor di Departemen. Bedah dan Fisiologi Seluler dan Metabolisme, serta di Pusat Diabetes Fakultas Kedokteran UNIGE dan HUG, yang memimpin penelitian. “Juga ditetapkan bahwa lipid memainkan peran penting dalam gangguan metabolisme. Tetapi dampak irama sirkadian pada fungsi lipid tetap tidak diketahui.”

Ilustrasi diabetes (dok. istimewa)

Perlu diketahui, Pulau Langerhans adalah kelompok dari berbagai jenis sel endokrin yang terletak di pankreas, terutama bertanggung jawab untuk sekresi insulin dan glukagon, hormon yang mengatur glukosa darah. Guna memahami bagaimana lipid dipengaruhi oleh irama sirkadian, para ilmuwan menganalisis profil osilasi lebih dari 1.000 lipid di pulau manusia dari orang yang mengidap diabetes tipe 2 dan dari individu yang sehat.

“Desain eksperimental yang kami gunakan sangat kompleks,” jelas Volodymyr Petrenko, seorang peneliti di laboratorium Charna Dibner dan penulis pertama studi ini. “Ketika kita mempelajari otot, misalnya, kita dapat melakukan biopsi setiap jam. Tetapi jika menyangkut organ dalam seperti jantung, hati, atau pankreas, seperti dalam kasus ini, tentu tidak mungkin. Oleh karena itu, kami harus mengembangkannya. model jam molekuler yang terganggu secara in vitro dengan pulau pankreas manusia.”

Dalam organisme hidup, jam pusat di otak mengatur jam periferal di sel semua organ sesuai dengan rangsangan eksternal. Di laboratorium, para ilmuwan secara artifisial mengganti jam pusat ini untuk mensinkronkan ulang sel. 

“Faktanya, secara in vitro, setiap sel mempertahankan ritmenya sendiri tetapi tanpa koordinasi keseluruhan. Namun, pekerjaan kami ditujukan secara tepat untuk memahami bagaimana ritme, terbentuk dalam populasi multiseluler yang diperlukan untuk berfungsinya pankreas endokrin sebagai satu kesatuan, mengontrol metabolisme lipid intraseluler,” tambah Volodymyr Petrenko.

Kekakuan Membran

Membandingkan Pulau Langerhans dari orang dengan diabetes tipe 2 dan dari orang sehat menunjukkan bahwa profil lipid berosilasi di siang hari lebih dari yang diperkirakan sebelumnya. “Dan tidak hanya profil lipid pulau pada penderita diabetes dan non-diabetes yang berbeda, tetapi cara mereka berosilasi sepanjang hari juga berbeda,” terang peneliti.

Selain itu, para ilmuwan mengamati perubahan yang sangat besar dalam profil temporal fosfolipid dan sphingolipid, dua kelas lipid yang merupakan komponen utama membran sel. “Penelitian terbaru telah menunjukkan hubungan antara fosfolipid dan sphingolipid ini dan hilangnya kapasitas produksi insulin khas diabetes tipe 2,” jelas Charna Dibner. 

“Studi kami berjalan ke arah yang sama. Kami mengamati bahwa pulau-pulau dengan jam yang terganggu memiliki akumulasi fosfolipid dan sphingolipids yang membuat membran menjadi kaku. Ini dapat mempengaruhi kemampuan sel untuk mendeteksi sinyal lingkungan dan karena itu mengeluarkan insulin bila diperlukan,” imbuh Dibner.

Selain itu, para ilmuwan mampu mereproduksi fenomena dengan sel pankreas yang sehat dengan mengganggu jam sirkadian mereka secara artifisial. Studi akan terus memahami penyebab dan mekanisme pasti dari fenomena ini.

Perubahan Gaya Hidup

Karya ini menetapkan untuk pertama kalinya hubungan langsung antara gangguan jam sirkadian dan perubahan lipid khas penderita diabetes. Data penelitian dasar ini meletakkan dasar untuk penelitian dengan pasien.

Tim peneliti Charna Dibner saat ini sedang melakukan dua studi terapan: yang pertama, bekerja sama dengan spesialis nutrisi di Rumah Sakit Universitas Jenewa, mengeksplorasi manfaat potensial dari puasa intermiten dari perspektif pengobatan yang dipersonalisasi, dengan mempertimbangkan profil sirkadian yang tepat dari masing-masing individu. 

Yang kedua, bekerja sama dengan Universitas Maastricht di Belanda, bertujuan untuk menyelaraskan kembali pasien dengan bantuan lampu matahari, demikian dilaporkan MedicalXpress.(BS)