Circadian Rhythm merupakan sistem internal tubuh yang mengatur banyak hal. Circadian Rhythm dapat mempengaruhi siklus tidur, suhu tubuh, pencernaan, kebiasaan makan, pelepasan hormon, dan fungsi penting tubuh lainnya. Ritme Sirkadian yang tidak teratur dapat meningkatkan risiko munculnya beragam kondisi kesehatan, misalnya obesitas, gangguan tidur, diabetes, bahkan hingga depresi dan gangguan bipolar. Dalam beberapa tahun terakhir, Circadian Rhythm telah diamati dalam banyak aspek sistem kekebalan tubuh, baik untuk kekebalan bawaan (garis pertahanan pertama melawan patogen) dan kekebalan adaptif (serangkaian respons yang lebih spesifik, yang mengarah pada memori kekebalan).

Apa itu Ritme Sirkadian (Circadian Rhythm)?

Setiap tubuh manusia memiliki ritme kehidupan yang merupakan proses internal di dalam tubuh untuk mengatur waktu bangun-tidur selama 24 jam, yang umumnya dikenal sebagai ritme sirkadian (Circadian Rhythm). Pusat regulasi ritme sirkadian terletak pada sistem saraf pusat di dalam nukleus suprachiasmatic (SCN) hipotalamus yang disebut jam, tetapi keseluruhan proses dapat terjadi di hati, jaringan adiposa, dan saluran pencernaan yang disebut jam perifer. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi Circadian Rhythm seseorang, seperti faktor endogen yang dipengaruhi oleh jam biologis seseorang. Ada juga faktor eksogen yang dipengaruhi oleh lingkungan yang saling berkaitan, seperti suhu, musim, hingga lama waktu siang dan malam. Kondisi ini yang menentukan siklus tidur, perubahan hormon, suhu tubuh, hingga fungsi tubuh lainnya.

Ritme Biologis: Peran Hormon dalam Jam Biologis

Hormon juga berperan dalam Circadian Rhythm. Misalnya, melatonin dan kortisol yang dapat meningkat atau menurun sebagai bagian dari ritme sirkadian.

Hormon melatonin disintesis di kelenjar pineal. Kelenjar pineal akan meningkat aktivitasnya pada malam hari dengan mensekresikan melatonin. Semakin banyak melatonin ini beredar ke seluruh tubuh, maka tubuh merespon dengan rasa kantuk. Meningkatnya konsentrasi melatonin dalam plasma darah pada malam hari berarti juga menunjukkan bahwa tiap organ dalam tubuh mempunyai kepekaan terhadap perubahan fotoperiode lingkungannya. Konsentrasi melatonin dalam plasma darah digunakan oleh tubuh sebagai refleksi internal jam biologi (biological clock) harian maupun tahunan.

Konsentrasi melatonin di plasma darah, cerebrospinal, urin, saliva, limpa, cairan seminal, air susu serta cairan amniotic, menurun pada saat siang hari dan mencapai konsentrasi puncaknya pada malam hari. Kelenjar pineal sendiri tidak mempunyai tempat penyimpanan hormon melatonin yang diproduksinya, sehingga setelah diproduksi, hormon melatonin segera dicurahkan ke aliran darah dan ke dalam cairan tubuh.

Sedangkan hormon kortisol dapat membuat tubuh lebih waspada dimana hormon kortisol akan membentuk glukosa dan mengaktifkan anti-stress dan anti-inflamasi dalam tubuh. Menurut Sherwood (2013), hal ini disebabkan karena pagi hari merupakan siklus sirkadian dimana kadar sekresi kortisol berada pada level tertinggi. Sekresi kortisol serum mulai meningkat pada pertengahan malam hari, mencapai puncaknya pada pagi hari, kemudian turun sepanjang siang hari sampai titik terendah menjelang malam hari. Efek ini dihasilkan dari perubahan siklus sinyal dari hipotalamus selama 24 jam, yang menimbulkan sekresi kortisol. Jadi, jika sekresi hormon kortisol menurun maka hormon melatonin akan meningkat.

Gambar 1. Siklus Harian Melatonin dan Kortisol dalam Ritme Sirkadian

Melatonin dalam Tubuh

Cahaya sangat mempengaruhi jam sirkadian sentral sedangkan jam sirkadian perifer dipengaruhi oleh faktor hormonal. Proses ini dimulai ketika banyak sel ganglion retina mengandung melanopsin sebagai reseptor utama cahaya yang memberikan informasi fotik langsung ke SCN (retinohypothalamic) dan secara tidak langsung (retinogeniculate). Respon ini digunakan oleh SCN untuk mengatur ritme sirkadian yang pada akhirnya mengatur fungsi ritme jantung, fungsi otonom, sistem endokrin, dan metabolisme. Dalam situasi di mana cahaya (durasi eksposur dan panjang spektrum) tidak memadai akan menjadi sinyal untuk tubuh istirahat dan bahkan tidur. Penentuan awal dan akhir ritme sirkadian sangat dipengaruhi oleh ekskresi cahaya dan melatonin.

Modernisasi mengubah pola aktivitas manusia dalam rentang waktu 24 jam, banyak pola aktivitas manusia yang dominan berlangsung di malam hari sehingga mengganggu Circadian Rhythm dan akan mengalami gangguan tidur yang cukup serius. Pasalnya, tanpa diketahuinya sinyal yang tepat maka tubuh kita tidak akan mengetahui waktu yang tepat untuk bangun dan tidur, yang akan berujung dengan terganggunya kualitas tidur.

Maka dari itu, ada beberapa cara untuk mengatasi Circadian Rhythm agar tetap normal seperti berikut :

1. Rutin berolahraga, mengurangi begadang, dan mengatur waktu dengan baik
2. Hindari paparan cahaya dari gadget menjelang waktu tidur dan tingkatkan paparan cahaya saat bekerja, penggunaan sinar matahari lebih baik
3. Hindari konsumsi minuman yang mengandung kafein yang berlebihan
4. Lakukan suatu aktifitas sebelum tidur misalnya kegiatan meditasi atau membaca buku menjelang tidur
5. Hindari tidur di siang atau sore hari
6. Mengatur suhu ruangan lebih dingin di malam hari saat hendak beristirahat

Penggunaan ELISA Kit dalam Deteksi Melatonin dan Cortisol

Penelitian mengenai Circadian Rhythm masih terus berlanjut hingga saat ini, dengan mempertimbangkan faktor-faktor perubahan lingkungan dan fluktuasi hormon melatonin serta cortisol. Beberapa penelitian telah menggunakan metode ELISA untuk mendeteksi kadar melatonin dan cortisol dalam subjek tertentu. Pemeriksaan kadar Melatonin dan Cortisol dapat dilakukan dengan ELISA kit dari Elabscience. Pemeriksaan ini merupakan pemeriksaan invitro quantitative dalam serum, plasma, dan cairan biologis lainnya menggunakan metode ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay).

Tabel 1. Elabscience® Melatonin and Cortisol ELISA Kit

Kit ELISA ini menggunakan prinsip Competitive-ELISA. 96 well-plate ELISA yang disediakan dalam kit ini telah dilapisi dengan Melatonin. Selama reaksi, Melatonin dalam sampel atau standar dibandingkan dengan jumlah Melatonin yang sudah ditentukan dalam fase padat penunjang pada Biotinylated Detection Ab yang spesifik untuk Melatonin. Kelebihan konjugat dan sampel atau standar yang tidak terikat dicuci, dan konjugat Avidin-Horseradish Peroxidase (HRP) ditambahkan ke setiap sumur 96-well dan diinkubasi. Kemudian larutan substrat TMB ditambahkan ke setiap sumur. Reaksi enzim-substrat diakhiri dengan penambahan stop solution dan terjadi perubahan warna dari biru menjadi kuning. Densitas optik (OD) diukur dengan spektrofotometri pada panjang gelombang 450 nm ± 2 nm. Konsentrasi Melatonin dalam sampel yang diuji dapat dihitung dengan membandingkan OD sampel dengan kurva standar.

Gambar 2. ELISA Kit E-EL-0157 Human Cortisol ELISA Kit Elabscience

Ready to use ELISA kit 96 Test dari Elabscience terdiri atas 1 kit dengan komponen sebagai berikut :

• Micro ELISA Plate(Dismountable)
• Reference Standard
• Concentrated Biotinylated Detection Ab (100×)
• Concentrated HRP Conjugate (100×)
• Reference Standard & Sample Diluent
• Biotinylated Detection Ab Diluent
• HRP Conjugate Diluent
• Concentrated Wash Buffer (25×)
• Substrate Reagent
• Stop Solution
• Plate Sealer 5 pieces
• Manual
• Certificate of Analysis

Artikel Terkait :

Pengukuran Hormon Steroid dengan ELISA Kit

Test Cortisol Dengan Metode ELISA Kit

Cortisol ELISA Kit Merk Elabscience, CUSABIO dan Salimetrics

Referensi :

Lockley, S.W. (2020), Journal of Pineal Research guideline for authors: Measuring melatonin in humans. J Pineal Res, 69: e12664. https://doi.org/10.1111/jpi.12664

Lestari, Karina. (2023), Memahami Ritme Sirkadian untuk Menjaga Kesehatan Tubuh. SehatQ. https://www.sehatq.com/

Atiriq, Mohammmad (2023), Mengenal Jam Biologis Tubuh Kita – Irama Sirkadian. Kementerian Kesehatan Direktorat Jenderal Pelayanan Kesehatan. https://yankes.kemkes.go.id/

Rachman, Nila Ardilla Arief. (2021). Pengaruh Cahaya LED di Malam Hari Terhadap Kadar Kortisol Serum dan Parameter Hematologi Pada Tikus Wistar Jantan. (Thesis Pascasarjana, Universitas Hasanuddin). http://repository.unhas.ac.id/

Nugroho, Rudy Agung. (2016). Dasar-Dasar Endokrinologi. https://repository.unmul.ac.id/