Nobel celah buka tutup

Dua ahli fisiologi Jerman menemukan metode mengamati gerak ion dalam sel. Metode Neher dan Sakmann menghasilkan beberapa obat baru. "SEKARANG ribuan laboratorium percobaan bisa memanfaatkan penemuan mereka," kata Sten Grillner. Ilmuwan anggota Komite Nobel Untuk Ilmu Kedokteran ini, bicara tentang dua ahli fisiologi, yaitu Erwin Neher dan Bert Sakmann. Dua peneliti Institut Max Planck di Jerman ini, awal pekan lalu, diumumkan mendapat Hadiah Nobel. "Metode penelitian yang mereka temukan telah melahirkan revolusi dalam penelitian di bidang biologi sel," ujar Grillner lagi. Ia berbicara atas nama Institut Karolinska Swedia yang ditunjuk Yayasan Nobel untuk menentukan pemenang Hadiah Nobel pada tiap tahun. Lebih jauh Grillner mengutarakan bahwa kedua ilmuwan Jerman itu bukan hanya berhasil mengungkapkan salah satu misteri mekanisme kerja sel. "Mereka juga menyusun metode untuk meneliti mekanisme yang mereka temukan itu," katanya. Penemuan Neher dan Sakmann adalah salah satu bagian rinci mekanisme kerja sel-sel saraf. Mereka sejak 1970 meneliti bagaimana celah-celah tertentu pada sel membuka dan menutup. Mekanisme buka-tutup ini berkaitan dengan keluar masuknya senyawa-senyawa kimia sel yang kemudian menimbulkan reaksi ion. Peristiwa buka-tutup celah sel yang maha kecil itu punya pengaruh sangat besar pada tubuh. Inilah awal rangkaian perambatan perintah pada jaringan sel-sel saraf dalam membangun aktivitas dan mekanisme gerak tubuh. Termasuk mengontrol semua kerja organ tubuh yang bergerak secara otomatis. Sejak 1980, secara berangsur-angsur Neher dan Sakmann melengkapi penemuan mereka. Khususnya setelah mereka berhasil menciptakan tabung kaca berukuran 1/1.000 milimeter yang berfungsi memonitor mekanisme buka-tutup celah-celah sel tadi. Ini pula metode yang kemudian diterapkan oleh hampir semua laboratorium yang melakukan penelitian di bidang biologi sel. Penemuan kedua ahli fisiologi Institut Max Planck itu adalah bagian dari rangkaian penelitian sel-sel saraf yang sangat panjang. Pada awal abad ke-19 para ilmuwan menemukan bahwa perambatan perintah pada jaringan sel saraf terjadi karena kejutan elektrostatis. Menjelang abad ke-20, ditemukan kejutan elektrostatis itu terjadi karena reaksi senyawa kimia sel pada tingkat reaksi ion. Jaringan saraf pada tubuh manusia adalah jaringan kompleks yang sangat menakjubkan. Inilah pengontrol semua aktivitas tubuh dan kerja organ tubuh. Pusatnya terletak di otak. Dari jalur utamanya di tulang belakang, jaringan saraf ini menyebar ke seluruh tubuh bersama pembuluh darah sampai ke kawasan perifer. Karena letaknya yang menempel pada pembuluh darah, jaringan ini mencapai semua organ tubuh. Dari jaringan saraf itu aktivitas tubuh dan mekanisme gerak diatur melalui rambatan perintah, dari sel saraf ke sel-sel lain. Perintah yang mempengaruhi kerja sel-sel saraf berasal dari pusat saraf di otak dan reaksi sensorik pancaindera. Perintah ini berwujud aneka ragam reaksi senyawa kimia pada sel-sel saraf yang jumlahnya milyaran. Perintah yang satu dengan yang lain dibedakan melalui perbedaan senyawa kimia sel dan reaksinya. Berbagai senyawa tubuh, terutama hormon, terlibat pula dalam menentukan jenis suatu perintah. Debit hormon, dalam hal tertentu, dipengaruhi oleh kondisi kejiwaan. Reaksi kimia utama pada perambatan perintah sel-sel saraf terjadi pada kerenggangan kecil yang terdapat di antara dua sel saraf (disebut synapse). Di sini perintah dirambatkan melalui senyawa yang disebut neurotransmitter. Komposisi neurotransmitter ini sangat dipengaruhi kondisi hormonal. Sebelum penemuan Neher dan Sakmann, para ahli percaya bahwa neurotransmitter itu keluar dari satu sel dan memasuki sel yang dituju melalui pori-pori yang terbuka. Lewat perembesan ini reaksi ion dirambatkan ke sel yang dituju. Neher dan Sakmann menemukan bahwa perembesan neurotransmitter ternyata erjadi melalui celah-celah ion khusus. Mereka bahkan memastikan semua reaksi ion pada sel-sel saraf terjadi melalui celah-celah ion tersebut. Contoh: perambatan perintah dari sel saraf ke sel motorik otot. Awal perambatan perintah ini adalah kejutan elektrostatis yang terjadi pada ujung sel saraf. Kejutan ini membuka celah ion kalsium. Ion kalsium memasuki celah ini dan mengakibatkan sel saraf tadi melepas acetylcholine (neurotransmitter). Selanjutnya neurotransmitter menembakkan molekul khusus ke sel motorik otot yang dituju. Celah-celah ion sodium di sini terbuka, dan ion sodium yang dilepas neurotransmitter masuk ke sel motorik otot. Reaksi ion pun berlanjut. Pada sel motorik otot, celah ion kalsium terbuka, dan ion kalsium lepas dari ruang deposit kalsium yang terdapat di bagian dalam sel ini. Perintah pun dirambatkan setelah seluruh reaksi ion terjadi tuntas. Neher dan Sakmann tidak berhenti pada penemuan itu. Mereka dengan peralatan yang mereka ciptakan kemudian meneliti proses buka-tutup celah-celah ion itu. Dengan tabung kaca 1/1.000 milimiter, kedua ahli fisiologi ini menandai buku-tutup yang normal dan buka-tutup yang tidak normal. Tidak normalnya mekanisme buka-tutup celah ion terjadi karena tidak normalnya komposisi senyawa kimia di sekitarnya. Konsentrasi sodium, potassium, chlorine, dan komposisi neurotransmitter sangat mudah dipengaruhi senyawa-senyawa asing. Senyawa ini menyelip akibat kondisi hormonal, racun yang memasuki tubuh, atau karena kondisi tubuh yang tidak normal. Keadaan ini bisa menimbulkan kerusakan sel-sel saraf yang kemudian merambat ke hilangnya kontrol saraf atas kerja berbagai organ tubuh. Sten Grillner benar. Penemuan Neher dan Sakmann itu melahirkan revolusi di lingkungan ilmu kedokteran. Berbagai kerusakan sel bisa dilacak sebabnya. Termasuk dampaknya pada berbagai disfungsi organ tubuh. Dengan metode itu, gejala kerusakan sel-sel saraf otak akibat stroke kini mulai diteliti. Pada penelitian ini ditemukan bagaimana senyawa glutamat mematikan sel-sel saraf. Dalam keadaan normal glutama adalah senyawa yang berfungsi merangsang ion kalsium. Biasanya diekskresikan dalam jumlah sangat sedikit. Namun, ketika sel-sel saraf rusak karena kekurangan oksigen akibat stroke, glutamat lepas dalam jumlah banyak dan tak terkendali. Akibatnya, timbul reaksi-reaksi liar yang mematikan jutaan sel saraf di otak. Inilah akibat stroke. Dengan memanfaatkan metode Neher dan Sakmann pula, bisa ditemukan senyawa adenosine. Senyawa kimia sel saraf ini ditemukan berfungsi memblokir aktivitas glutamat. Penemuan adenosine ini melahirkan upaya mencari metode terapi mengatasi kelumpuhan akibat stroke. Kini sedang dirancang beberapa jenis obat baru yang mampu merangsang deposit adenosine di sel-sel saraf otak. Obat yang diberikan segera setelah serangan stroke itu terjadi diharapkan bisa mencegah rambatan kerusakan sel saraf otak. Namun, kontribusi kedua pemenang Nobel ini bukan hanya pada obat stroke. "Sejak 1985, metode Neher dan Sakmann telah menghasilkan beberapa obat baru," ujar Alf Lindberg, Sekretaris Komite Nobel untuk Kedokteran. "Penemuan obat-obat ini menandai sebuah era baru dalam ilmu kedokteran." Jim Supangkat