Gangguan Irama Sirkadian Dikarenakan Aktivitas Kerja Pada Malam

Hari

Jefri Sokko

10.2012.073

C6

Fakultas Kedokteran, Universitas Kristen Krida Wacana, Jakarta

Jln. Arjuna Utara No. 6 Jakarta 11510. Telephone : (021) 5694-2061, fax : (021) 563-1731

jefryjeepers@yahoo.co.id

Abstraks

Di dalam makalah ini akan menjelaskan organ yang terkait dalam mekanisme irama sirkadian

baik secara makroskopik dan mikroskopik, perubahan-perubahan apa saja yang terjadi pada

saat seseorang yang masih beraktivitas pada malam hari yang dikarenakan faktor utamanya

yaitu rotasi bumi, faktor-faktor yang mempengaruhi mekanisme irama sirkadian dan

bagaimana mekanisme irama sirkadian itu sendiri.Dengan disertai pembahasan kasus.

Semoga makalah ini dapat menjadi sebuah refrensi baru dalam memahami irama sirkadian.

In this paper will explain the organs involved in the mechanism of the circadian rhythm of

both macroscopic and microscopic, any changes that occur when a person who is still active

at night due to the rotation of the earth that is the main factor, the factors that influence the

mechanism of rhythm circadian and how the mechanism of circadian rhythm accompanied

itself.With case discussion. Hopefully this paper could become a new references in

understanding the circadian rhythm.

PENDAHULUAN

Suatu saat dalam kehidupan sehari-hari, terkadang kita diharuskan untuk melakukan aktivitas

malam. Aktivitas yang sering kita lakukan pada malam hari misalnya adalah pada saat kerja

malam, belajar untuk mempersiapkan ujian, membuat tugas dan lain-lain. Sering kali setelah

melakukan aktivitas semalaman yang mengharuskan kita untuk tidak tidur menyebabkan

1

tubuh menjadi tidak nyaman. Rasa ngantuk dan lelah sering kita rasakan dan tidak dapat kita

tahan. Di dalam tubuh, hal ini sudah diatur oleh suatu organ yaitu hipotalamus dalam siklus

yang disebut irama sirkadian. Irama sirkadian adalah siklus sistem tubuh yang terjadi kurang

lebih dalam waktu 1 hari yang mekanismenya dipengaruhi oleh faktor utama yaitu iluminasi

matahari.

PEMBAHASAN

Secara biologis, manusia mempunyai irama sirkardian tertentu yang teratur dalam satu hari.

Irama sirkadian merupakan sebagian besar siklus yang terjadi dalam tubuh manusia yang

berlangsung kurang lebih 1 hari. Irama sirkadian akan mengatur waktu tidur dan bangun,

produksi urin, termoregulasi,  sistem endokrin, dan perubahan tekanan darah. Koordinasi

irama sirkadian ini sendiri dikendalikan oleh organ hipotalamus. Mekanisme irama sirkadian

dipengaruhi beberapa faktor. Terdapat faktor eksogen dan endogen yang akan dibahas lebih

lanjut pada poin-poin di bawah. Sebelum membahas tentang bagaimana mekanisme irama

sirkadian dan faktor-faktor apa saja yang turut mempengaruhi irama sirkadian, kita akan

membahas organ-organ yang terkait dalam pengolahan irama sirkadian.

Organ-organ yang Terkait dalam Irama Sirkadian

Hipotalamus

Hipotalamus merupakan organ yang mengolah sistem irama sirkadian. Secara makroskopik,

hipotalamus ialah daerah yang membentuk dasar diensefalon. Daerah ini didampingi sebelah

medial oleh ventrikel ketiga, dan lateral oleh subtalamus; di sebelah rostral dibatasi oleh

lamina terminalis, dorsal oleh komisur anterior dan sulkus hipotalamik (yang membentang

dari foramen antar bilik Monro ke aquaductus serebrum Sylvius), dan kaudal oleh otak

tengah. Bagian ventralnya terdiri dari (dari aspek rostral ke kaudal) regio preoptica, chiasma

opticum, eminentia mediana, hypophysis, tuber cinerum, dan corpus mamillare.1

2

Gambar 1. Hipotalamus2

Secara anatomi, hipotalamus dapat dibagi menjadi empat area yang ditata dari lamina terminal

ke otak tengah: area preoptika (bagian telensepalon), area supraoptica dorsal terhadap

kiasma optik, area tuberalis terhadap tuber cinereum, dan area mamillaris dorsal terhadap

dan mencakup corpus mamillare. Tiap area secara skema dibagi lagi menjadi tiga zona

nukleus yang mediolateral ditata menjadi zona periventrikel berbatasan dengan ventrikel

ketiga, b zona medial, dan c zona laterlal. Area preoptica meliputi a zona periventrikel, b

zona praoptik medial dan c zona praoptik lateral. Area surpraoptica meliputi a zona

periventrikel, b nukleus periventrikel dan nuklesus-nukleus lain pada zona laterla

hipotalamus. Area tuberalis meliputi a zona periventrikel, b nukleus medial dorsal dan medial

ventral, dan c nukleus-nukleus zona lateral. Area mamillaris meliputi a zona periventrikel, b

nukleus-nukleus badan mamillar, dan zona posterior hipotalamus, dan c zona lateral

hipotalamus.3

Peranan hipotalamus sebagai efektor diperantai oleh jalur saraf dan oleh agens endokrin

(humoral, hormonal, atau nuerosekretori). Baik jalur susunan saraf otonom (terutama)

maupun sistem motorik somatik, keduanya menolong mengungkapkan aktivitas hipotalamus.

Manifestasi perilaku dan psikik diperantai oleh jalur-jalur ke lobus limbik dan neokorteks.

Neurosekret yang dibuat dalam hipotalamus ialah agens humoral yang mempengaruhi 1 lobus

anterior hipofisis (kelenjar pituitrin) lewat pembuluh darah porta hipofisis dan 2

neurohipofisis lewat jalur supraoptikohipofisis.1Bagaimana pengaturan hipotalamus dalam

mengatur sistem-sistem tubuh selanjutnya akan dibahas dibagian mekanisme yang berkaitan

erat dengan irama sirkadian.

3

Seperti yang telah dijelaskan di atas, hipotalamus diperantai oleh jalur saraf dalam melakukan

pengolahan aktivitas segala sistem yang ada di dalam tubuh termasuk di dalamnya irama

sirkadian hingga kemudian hasil pengolahan hipotalamus disebarkan ke bagian lain yang

bersangkutan. Jalur-jalur saraf tersebut tersusun dari neuron-neuron atau sel saraf dan

neuroglia/sel glia. Masing-masing dari bagian-bagian terebut memiliki fungsi tersendiri. Perlu

diketahui bagaimana struktur mikroskopik neuron yang menyususun jalur saraf pada sistem

saraf khususnya pada hipotalamus.

Setiap neuron terdiri dari sebuah badan sel yang di dalamnya terdapat nukleus, sitoplasma dan

organel-organel seperti pada sel pada umumnya dan terdiri pula atas processus yang disusun

dari satu akson serta beberapa dendrit.

Badan sel neuron memiliki bentuk dan besar yang sangat beragam antara 4-135 mikrometer

dengan bentuk piramid, lonjong, bulat. Sitoplasma terdiri dari badan nissl (RE kasar), RE

licin, kompleks golgi, mitokondria, neurofibril, neurofilamen.

Neuron hanya mempunyai 1 akson yang panjangnya lebih panjang dari dendrit. Di dalam

aksonplasma tidak mengandung badan nissl. Akson membawa respon dari neuron yaitu

berupa impuls saraf dalam bentuk potensial aksi. Di dalam akson terdapat zona pemicu yang

mambangkitkan potensial aksi yang disebut akson hilok. Mielin yang membungkus akson

membantu mempercepat jalannya impuls.

Dendrit merupakan cabang langsung dari badan sel neuron. Dendrti merupakan bagian

penerimaan sinyal dari neuron lain, selain badan sel dan segmen awal akson. Bentuk dendrit

relati tebal dengan bentuk runcing pada bagian ujungnya dan bercabang.

Secara fungsional, neuron dapat diklasifikasikan sebagai neuron motorik, mengawasi organ-

organ efektor seperti otot dan kelenjar, atau neuron sensorik, yang menerima rangsang

sensorik baik eksteroseptif maupun interoseotif. Kelompok ketiga (interneuron)

menghubungkan neuron-neuron lain untuk membentuk lingkungan fungsional kompleks atau

rantai neuron.4

4

Gambar 2. Neuron 5

Selain neuron, terdapat pula sel glia yang berfungsi sebagai jaringan ikat SSP dan, karenanya

membantu menunjang neuron baik secara fisik maupun metabolik. Neuroglia ini terdiri dari

bermacam-macam sel glia, diantaranya: mikroglia yang terdapat pada substansia alba dan

grisea dekat pembuluh darah. Sel ini mempunyai fungsi sebagai fagositosis di SSP.

Oligodendroglia yang banyak terdapat pada substansia grisea dan sedikit pada substansia

alba. Oligodendroglia ini mempunyai beberapa juluran memanjang yang masing-masing

membungkus (seperti dadar gulung) sepotong akson antarneuron untuk membentuk selubung

mielin. Fungsi selubung mielin ini sendiri adalah sebagai insulato pada sel saraf dalam

menyalurkan impuls ke sel saraf lainnya. Proses pembentukan mielin pada sel saraf pusat

yang termasuk di dalam nya adalah hipotalamus dibentuk oleh oligodendria sedangkan pada

saraf tepi dibentuk oleh Sel Schwann.

Astrosit, yang diberi nama demikian karena memiliki bentuk seperti bintang adalah sel glia

yang paling banyak. Kadang-kadang sel ini ditemukan pada kaki perivaskular. Astrosit

berperan pada metabolisme energi dalam korteks serebri. Selanjutnya ada sel ependim yang

berbentuk silindris, sel ini melapisi ruang/rongga yang terdapat pada otak yang disebut

ventrikel dan pada kanalis sentralis pada medulla spinalis. Di dalam SST juga terdapat sel glia

yaitu sel Schwann dan sel Satelit.6

Neurotransmitter, Impuls yang Dihantarkan dalam Sistem Saraf

Neurotransmitter termasuk dalam senyawa amin yang mekanisme kerjanya ada pada di

sinaps. Ada beberapa asam amino yang bekerja sebagai neurotransmitter, di antarnya ada

glisin, glutamat, taurin, aspartat dan histidin. Ada pula yang bukan berasal dari asam amino

5

yang berfungsi sebagai neurotransmitter yaitu asetilkolin, serotonin, GABA, dopamin,

norepinefrin.

Neurotransmitter merupakan suatu senyawa yang disintesis dan dilepaskan oleh sel saraf,

digunakan untuk saling berkomunikasi antar sel. Neurotransmitter ini berada pada di ujung

saraf dan sel saraf harus dapat membuat atau mengakumulasi dan menginaktivasinya.

Neurotransmitter dilepaskan apabila terjadi stimulasi saraf. Contoh dari neurotransmitter

adalah asetilkolin, dopamin, nor-epinefrin, histamin, serotonin, (senyawa amina), GABA,

glutamat, glisin (asam amino) , adenosin, ATP (nukleotida/nukleosida), bradykinin,

vasopresin, substance P, insulin (peptida).

Sintesis neurotransmitter :

Diproduksi di ujung sinaptik, memerlukan enzim prekursor, dan mitokondria (energi/ATP)

umumnya nama neuron disesuaikan dengan NT yang disintesis dan dilepaskan

contoh : saraf adregenik, serotonergenik, kolinergik, GABA-ergik, dll.

Gambar 4. Sintesis neurotransmitter7

Untuk pelepasan neurotransmitter,memerlukan kalsium yang berasal dari ekstrasel, masuk

lewat kanal. Ion Ca2+ berikatan dengan vesikel kemudian vesikel berdifusi dengan membran

kemudian neurotransmitter keluar.7

6

Gambar 5. Pelepasan neurotransmitter8

Perubahan yang Terjadi Saat Kerja Malam

Tubuh manusia memiliki pengaturan aktivitas sistem tubuh, baik pengaturan dalam respon

otonom, endokrin ataupun respon motorik yang kita sadari. Keseluruhan sistem tubuh tersebut

mengalami suatu siklus yang teratur yang kurang lebih terjadi dalam waktu 1 hari yaitu irama

sirkadian.

Gambar 6. Irama sirkadian9

7

Dapat dilihat dari gambar di atas bagaimana aktivitas sistem-sistem dalam tubuh bekerja pada

jam-jam tertentu adalah berbeda. Irama suhu tubuh misalnya, saat seseorang bangun tidur,

suhu tubuh seseorang tercatat rendah dan naik pada sebelum tengah hari, stabil sampai sore

dan kemudia mengalami penurunan kembali. Suhu tubuh maksimum dapat kita rasakan pada

pukul 16.00 sedangkan suhu minimum dapat dirasakan pada pukul 04.00. Bila dikaitkan pada

aktivitas tubuh, otot memang salah satu bagian penghasil panas tubuh terbesar, tentu suhu

tubuh akan mengalami kenaikan pada siang hari sebab pada siang hari otot lebih sering

digunakan untuk beraktivitas daripada pada malam hari.

Dalam kasus, waktu yang berbeda sehingga menyebabkan aktivitaspun ikut berubah dapat

menimbulkan gangguan-gangguan dalam kinerja psikomotorik. Gangguan yang terjadi antara

lain, kurang tidur.Kurang tidur dialami seseorang yang jaga malam karena pada dasarnya dia

harus bekerja pada malam hari. Keadaan luar turut berpengaruh dalam pengaturan irama

sirkadian seseorang. Keadaan pada malam hari yang umumnya sunyi, suhu lingkungan yang

lebih tinggi dari siang hari turut merangsang seseorang untuk tidur, namun ketika siang hari

dengan keadaan terang, suasana sekitar yang bising dapat mengganggu atau membuat tidur

kurang nyaman. Pada kasus seseorang yang jaga malam, saat malam hari ia tidak

diperbolehkan untuk tidur, siang hari ia akan tidur. Namun dengan keadaan siang yang

berbeda dengan malam, maka tidur orang tersebut akan tidak lelap sehingga orang tersebut

mengalami kurang tidur. Gangguan yang terjadi lainnya adalah gangguan sistem

gastrointestinal.10 Seperti yang terjadi dalam kasus, perut kembung terjadi karena adanya

gangguan dari sistem gastrointestinal. Hal tersebut juga erat kaitannya pada irama sirkadian

dan faktor-faktor yang mempengaruhinya. Suhu dimalam hari yang lebih tinggi dari siang

hari menyebabkan seseorang mengalami perut kembung. Perubahan irama sistem tubuh yang

terjadi dalam seseorang yang jaga malam mengalami desinkronisasi dengan lingkungan

(terutama pada lingkungan malam hari).

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Irama Sirkadian

Irama sirkadian tubuh yang berupa siklus pengaturan sistem tubuh dalam 1 hari erat kaitannya

dengan waktu dalam 1 hari. Selain faktor endogen yaitu organ yang mengatur irama sirkadian

yaitu hipotalamus, terdapat juga faktor eksogen. Faktor eksogen ini merupakan faktor dari

luar tubuh atau dari lingkungan. Yang termasuk dalam faktor eksogen adalah rotasi bumi,

rotasi bumi berkaitan dengan kejadian siang dan malam. Seperti yang telah dijelaskan di atas,

bahwa irama sirkadian dipengaruhi oleh waktu-waktu dalam 24 jam atau 1 hari. Kerja-kerja

8

sebagian organ tubuh contohnya kelenjar pineal (rangsang sekresi hormon diolah di

hipotalamus) yang menghasilkan hormon melatonin (yang menyebabkan rasa kantuk) aktif

mensekresikan hormon melatonin pada pukul 21.00 dan sekresi hormon akan sangat

berkurang sekresinya pada pukul 07.30, maka dari itu umumnya pada malam hari kita

mengalami kantuk dan lalu tidur. Faktor eksogen yang paling utama adalah faktor iluminasi

matahari. Hampir sebagian besar faktor eksogen berhubungan dengan faktor iluminasi

matahari. Waktu 24 jam yang berkaitan dengan rotasi bumi tadi juga berkaitan dengan

intensitas penyinaran matahari, di mana pada saat malam hari intensitas cahaya matahari jauh

lebih rendah dibandingkan pada saat siang hari. Selanjutya ada musim, musim ini juga

berhubungan dengan intensitas penyinaran matahari, di mana pada musim penghujan

intensitas matahari jauh lebih sedikit dari musim kemarau (begitu juga pada negara dengan 4

musim). Faktor suhu juga turut mempengaruhi, di mana pada saat malam hari suhu turun dan

pada saat siang hari suhu naik. Yang terakhir ada isyarat/penunjuk waktu dan jadwal

kegiatan, di mana kegiatan pada siang hari jauh lebih aktif dari malam hari sehingga

menimbulkan kebisingan. Isyarat/penunjuk waktu dan jadwal kegiatan ini membantu

menunjukan keadaan siang dan malam.11

Mekanisme Pengaturan Irama Sirkadian

Siklus tidur-bangunserta berbagai tahapan tidur disebabkan oleh hubungan timbal balik

antara tiga sistem saraf: (1) sistem keterjagaan, yaitu bagian dari reticular activating system

yang berasal dari batang otak; (2) pusat tidur gelombang lambat di hipotalamus yang

mengandung neuron tidur yang menginduksi tidur; (3) pusat tidur paradoksial di batang otak

yang mengandung neuron tidur REM, yang menjadi sangat aktif sewaktu tidur REM. Pola

interaksi di antara ketiga regio saraf ini, yang menghasilkan rangkaian siklis yang dapat

diperkirakan antara keadaan terjaga dan keadaan jenis tidur. Neuron yang membuat terjaga

melepaskan muatan secara otonom dan terus menerus. Neuron-neuron ini harus dihambat agar

kita dapat tidur, mungkin oleh PPI yang dihasilkan oleh masukan dari neuron tidur atau

masukan inhibitor lain. Siklus normal dapat mudah diinterupsi, dengan sistem yang membuat

kita terjaga lebih mudah mengalahkan sistem tidur daripada kebalikannya; yaitu lebih mudah

terjaga ketika mengantuk daripada jatuh tertidur ketika terjaga penuh. Sistem keterjagaan

dapat diaktifkan oleh masukan sensorik aferen (sebagai contoh, seseorang mengalami

kesulitan tidur saat siang hari di mana keadaan sekitar bising) atau oleh masukan yang turun

ke batang otak yang lebih tinggi. Konsentrasi penuh, misalnya saat bekerja yang memerlukan

konsentrasi dapat mencegah orang untuk tidur, demikian juga aktivitas motorik, misalnya

9

bangkit dan berjalan-jalan dapat membangunkan orang yang mengantuk. Hormon malatonin

yang disekresi kelenjar endokrin yang sekresinya dikendalikan oleh hipotalamus juga turut

mempengaruhi irama tidur-terjaga. Hormon melatonin yang banyak disekresikan pada waktu

malam hari turut aktif dalam merangsang neuron-neuron tidur yang ada pada hipotalamus

sehingga pada umumnya manusia tidur pada malam hari. Mekanisme sekresi hormon akan

dibahas pada pengaturan kelenjar hipofisis bagian anterior oleh hipotalamus.12

Pengaturan suhu tubuh. Di bagian anterior hipotalamus ada suatu area luas, khususnya di

area preoptik, berhubungan dengan pengaturan suhu tubuh. Bila ada peningkatan suhu darah

yang melewati area-area ini akan meningkatkan aktivitas neuron-neuron yang peka terhadap

suhu, sedangkan penurunan suhu akan menurunkan aktivitasnya. Di saat siang hari, otot

sebagai pengasil panas terbesar dalam tubuh aktif bekerja daripada malam hari, sehingga

panas yang dihasilkan pada waktu siang hari lebih banyak. Maka dari itu, pada saat siang hari

suhu tubuh lebih tinggi dari malam hari pada saat otot-otot istirahat.

Pengaturan air tubuh. Hipotalamus mengatur cairan tubuh melalui dua cara: (1) dengan cara

mencetuskan sensasi haus, yang akan menimbulkan hasrat untuk minum, dan (2) dengan cara

mengatur ekskresi air ke dalam urin. Di hipotalamus bagian lateral ada suatu area yang

disebut sebagai pusat rasa haus. Bila elektrolit yang terdapat di dalam neuron pusat ini atau

daerah yang berkaitan dengan hipotalamus menjadi sangat pekat, maka akan timbul hasrat

untuk meminum air. Pengaturan ekskresi air oleh ginjal terutama dilakukan oleh nukleus

supraoptikus. Bila cairan tubuh menjadi sangat pekat, maka neuron-neuron di dalam area ini

akan terangsang. Serat-serat saraf dari neuron-neuron ini diproyeksikan ke bawah melalui

infundifulum ke kelenjar hipofisis posterior yang akan mensekresi hormon yang disebut

hormon antideuretik. Selanjutnya hormon ini akan diabsorbsi ke dalam darah dan akan

bekerja pada duktus koligens ginjal agar timbul banyak sekali reabsorbsi air yang hilang ke

dalam urin.

Pengaturan gastrointestinal dan hasrat makan. Perangsangan beberapa area dalam

hipotalamus dapat menyebabkan munculnya rasa lapar. Area yang sangat berhubungan

dengan rasa lapar adalah area hipotalamik lateral. Pusat yang berlawanan dengan hasrat

terhadap makanan, yang disebut pusat rasa kenyang, terletak di dalam nukleus ventromedial.

Bila pusat ini terangsang, maka ketika kita sedang makan, kita akan menghentikan makan.

Pengaturan kelenjar hipofisis bagian anterior oleh hipotalamus. Perangsangan area

tertentu hipotalamus juga akan menyebabkan kelenjar hipofisis bagian anterior mensekresi

10

shormon-hormonnya. Mekanisme dasar yang dipakai untuk pengaturan kelenjar hipofisis

anterior adalah sebagai berikut: kelenjar hipofisis anterior menerima suplai darah terutama

dari vena-vena yang mengalir dari hipotalamus bagian bawah ke sinus-sinus hipofisis

anterior. Sebelum aliran darah yang melewati hipotalamus mencapai hipofisis anterior, bagian

nuklei hipotalamik akan mensekresi hormon-hormon pelepas dan hormon-hormon

penghambat ke dalam darah. Selanjutnya hormon-hormon ini akan diangkut ke dalam darah

menuju hipofisis anterior tempat mereka mempengaruhi sel-sel grandular untuk mengatur

pelepasan hormon-hormon hipofisis anterior. Sekresi hormon-hormon tersebut dipengaruhi

oleh beberapa faktor terutama faktor waktu. Maka dari itu, aktivitas tubuh kita berjalan teratur

sesuai dengan waktu sehari-hari.11

KESIMPULAN

Rasa lemas dan lelah yang dialami oleh laki-laki tersebut dikarenakan terjadinya gangguan

pada irama sirkadian, khususnya gangguan pada irama tidur jaga pada pasien tersebut. Yang

mana irama sirkadian tersebut dikendalikan oleh salah satunya yaitu hipotalamus.

11

DAFTAR PUSTAKA

1. Wibowo D S. Anatomi tubuh manusia. Jakarta: Grasindo; 2007. Halaman 289.

2. Tobing R. Hipotalamus. 17 Oktober 2011. Diunduh dari :

http://www.ebookkedokteran.com/hypothalamus. 13 April 2012.

3. Moore K L, Agur A M R. Anatomi klinis dasar. Jakarta: EGC; 2004. Halaman 128.

4. Eroschenko V P. Di fiore atlas of histology with functional correlations. Ed 9.

Jakarta : EGC. 2003. Halaman 214-8.

5. Hilton. Neuron. 10 Oktober 2011. Diunduh dari:

http://www.cell.com/neuron/. 12 April 2012.

6. Bloom & Fowcett. Buku ajar histologi. Jakarta: EGC; 2002. Halaman 267-9.

7. Murray R K. Biokimia harper. Jakarta: EGC; 2009. Halaman 176.

8. Nevarez A, Tevere V. What are neurotransmitters. 06 Juli 2010. Diunduh dari:

http://www.neurogistics.com/TheScience/WhatareNeurotransmi09CE.asp. 13 April

2012.

9. Sugiri B. Fisiologi tidur dan pernafasan. 8 Januari 2010. Diunduh dari:

http://jurnalfisiologi.org/jurnal/2010. 13 April 2012.

10. Ganong, William F. Buku ajar fisiologi kedokteran. Jakarta: EGC; 2007. Halaman: 224-6.

11. Guyton, Hall. Buku ajar fisiologi kedokteran. Jakarta: EGC; 2009. Halaman: 269-71.

12. Sherwood L. Fisiologi manusia. Jakarta: EGC; 2011. Halaman 184.

12