4 days ago
6
Tikus air Amerika berukuran kecil, yang memiliki denyut jantung istirahat yang sangat tinggi/Joe Pontecorvo.Tikus air kecil memegang rekor luar biasa dengan detak jantung istirahat hingga 1.020 detak per menit, yang berarti sekitar 17 detak setiap detik.
Sebagai perbandingan, detak jantung manusia rata-rata saat istirahat adalah antara 60 hingga 100 detak per menit, yang membuat detak jantung tikus tanah sekitar 10 hingga 17 kali lebih cepat.
Hingga saat ini, para ilmuwan tidak yakin bagaimana mamalia kecil ini dapat mempertahankan detak jantung yang sangat cepat, tetapi sebuah studi baru yang diterbitkan dalam Science memberikan penjelasannya.
Sebuah tim peneliti internasional yang dipimpin oleh peneliti pascadoktoral William Joyce dan Profesor Kevin Campbell telah menemukan bagaimana perubahan evolusioner dalam protein jantung yang disebut "cardiac troponin I" memungkinkan tikus tanah mencapai detak jantung yang cepat.
Joyce melakukan penelitian ini selama masa kuliahnya di Universitas Aarhus (AU) dan sekarang bekerja di Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares Carlos III di Spanyol, sementara Campbell sekarang bekerja di Universitas Manitoba di Kanada.
Para peneliti menemukan bahwa bagian penting dari protein jantung, yang mengatur seberapa cepat jantung berelaksasi di antara detak, hilang pada tikus tanah dan kerabat dekatnya, tikus tanah.
Bagian yang hilang ini menghilangkan "rem" pada relaksasi jantung, sehingga jantung mereka berdetak lebih cepat.
Biasanya, pada sebagian besar mamalia, troponin jantung I memainkan peran penting dalam kemampuan jantung untuk menangani ion kalsium.
Kalsium sangat penting bagi otot jantung untuk berkontraksi dan dibutuhkan untuk setiap detak jantung.
Pada mamalia lain, protein ini mengandung dua asam amino serin spesifik, yang dimodifikasi sementara oleh adrenalin selama masa stres atau aktivitas.
Modifikasi ini membantu jantung berelaksasi lebih cepat di antara detak, sehingga jantung dapat terisi lebih banyak darah dan berdetak lebih cepat saat dibutuhkan.
Namun, pada tikus tanah, terjadi perubahan evolusi. Wilayah DNA yang mengkode dua asam amino serin dinonaktifkan pada salah satu nenek moyang purba mereka.
Akibatnya, protein pada tikus tanah selalu bertindak seolah-olah diaktifkan oleh adrenalin, bahkan saat tikus tanah sedang beristirahat.
Hal ini memungkinkan tikus tanah mempertahankan detak jantung istirahat mereka yang sangat tinggi tanpa memerlukan adrenalin untuk mempercepat detak jantung mereka.
Para peneliti juga mempelajari kelelawar, yang juga dapat mencapai detak jantung lebih tinggi dari 1.000 detak per menit, untuk memahami bagaimana kemampuan ini berevolusi.
Mereka menemukan bahwa beberapa kelelawar dapat melewati bagian gen yang mengkode dua serin saat membentuk protein mereka.
Nenek moyang purba tikus tanah dan tikus tanah kemungkinan memiliki mekanisme yang sama, tetapi seiring waktu, mereka berevolusi untuk kehilangan wilayah ini sepenuhnya, yang memungkinkan detak jantung yang lebih tinggi.
Tujuan tim peneliti berikutnya adalah untuk mengeksplorasi bagaimana penemuan ini dapat digunakan dalam biomedis.
Joyce menjelaskan bahwa mereka berharap untuk mereplikasi penyambungan protein ini pada organisme model dan, mungkin di masa depan, jantung manusia untuk meniru efek menguntungkan ini. (kpo)
