BOULDER, Colorado — Bayangkan sebuah dunia di mana pasien jantung dapat meminum pil yang akan membuat jantung mereka lebih kuat, lebih fleksibel, dan lebih efisien — semuanya dalam waktu 24 jam. Meskipun ini mungkin terdengar mustahil pada tahun 2024, alam telah menyempurnakan keajaiban seperti itu di salah satu tempat yang paling tidak diduga: ular piton.
Dalam sebuah studi menarik yang diterbitkan di Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Nasionalpara peneliti di Universitas Colorado Boulder telah mengungkap rahasia menakjubkan di balik jantung ular piton, mengungkap prestasi biologis yang dapat membentuk kembali pendekatan kita dalam mengobati kondisi jantung manusia.
Bayangkan ini: Seekor ular piton, setelah berpuasa selama berbulan-bulan, tiba-tiba memakan makanan yang lebih besar dari massa tubuhnya sendiri. Dalam sehari, jantungnya membengkak hingga 25%, jaringan jantungnya menjadi jauh lebih lentur, dan organ tersebut mulai meremas dengan kekuatan yang belum pernah terjadi sebelumnya, lebih dari dua kali lipat denyut nadinya. Sementara itu, jaringan gen yang kompleks mulai beraksi, meningkatkan metabolisme ular tersebut hingga 40 kali lipat! Dua minggu kemudian, seolah-olah tidak terjadi sesuatu yang luar biasa, semuanya kembali normal — kecuali jantung yang sedikit lebih besar dan bahkan lebih kuat dari sebelumnya.
Ini bukanlah alur cerita dari film fiksi ilmiah terbaru. Ini adalah kenyataan sehari-hari tentang ular piton, dan ini menarik perhatian para ilmuwan yang melihat ular ini sebagai sumber solusi potensial untuk kesehatan jantung manusia.
“Ular piton dapat hidup berbulan-bulan atau bahkan setahun di alam liar tanpa makan dan kemudian memakan sesuatu yang lebih besar dari massa tubuhnya sendiri, namun tidak ada hal buruk yang terjadi pada mereka,” kata Leslie Leinwand, penulis senior studi dan profesor di CU Boulder, dalam rilis media. “Kami percaya mereka memiliki mekanisme yang melindungi jantung mereka dari hal-hal yang dapat membahayakan manusia. Studi ini sangat membantu dalam memetakan apa saja mekanisme tersebut.”
Ketertarikan Leinwand pada ular piton dimulai hampir dua dekade lalu, menjadikan labnya salah satu dari sedikit lab di dunia yang mencari petunjuk untuk meningkatkan kesehatan manusia dari raksasa yang tidak berbisa ini. Hal ini berbeda dari studi hewan tradisional yang biasanya berfokus pada tikus dan mencit, tetapi seperti yang ditunjukkan Leinwand, “ada banyak hal yang dapat dipelajari dari hewan seperti ular piton yang telah mengembangkan cara untuk bertahan hidup di lingkungan yang ekstrem.”
Tim tersebut berfokus pada ular piton bola, membandingkan jantung ular yang berpuasa selama 28 hari dengan ular yang telah memakan makanan yang setara dengan 25% dari berat tubuh mereka hanya 24 jam sebelumnya.
Temuan penelitian ini sungguh luar biasa. Ketika ular piton berpesta setelah berpuasa lama, jantung mereka mengalami transformasi yang dapat mematikan bagi manusia. Kumpulan otot jantung khusus, yang disebut miofibril, menjadi jauh lebih lunak sekaligus berkontraksi dengan kekuatan sekitar 50% lebih besar. Seolah-olah jantung ular piton berubah menjadi mobil sport berperforma tinggi dalam semalam, yang mampu melaju lebih cepat dan bertenaga sambil mengendalikannya dengan lebih lancar daripada sebelumnya.
Namun, perubahan tersebut tidak hanya bersifat mekanis. Para peneliti menemukan “perbedaan epigenetik yang mendalam” antara ular yang diberi makan dan yang berpuasa. Dengan kata lain, cara gen diekspresikan dalam jantung ular piton berubah secara dramatis setelah makan. Beberapa perubahan genetik ini tampaknya mendorong jantung ular piton untuk membakar lemak, bukan gula sebagai bahan bakar — suatu prestasi yang sulit dicapai oleh jantung manusia yang sakit.
Implikasi dari temuan ini jauh melampaui ranah herpetologi. Fibrosis jantung, suatu kondisi di mana jaringan jantung menjadi kaku, menjangkiti jutaan orang di seluruh dunia. Kemampuan ular piton untuk melunakkan jaringan jantungnya dengan cepat dapat menjadi kunci untuk mengembangkan pengobatan inovatif untuk kondisi jantung ini dan kondisi jantung lainnya.
Selain itu, plastisitas jantung ular piton yang luar biasa menantang pemahaman mendasar kita tentang apa yang mungkin terjadi dalam kesehatan jantung. Meskipun jantung manusia berubah seiring waktu sebagai respons terhadap olahraga atau penyakit, kecepatan dan besarnya perombakan jantung ular piton tidak tertandingi di dunia hewan. Hal ini menimbulkan pertanyaan menarik tentang potensi jantung manusia yang belum dimanfaatkan dan apakah kita mungkin dapat membuka kemampuan serupa untuk adaptasi yang cepat dan bermanfaat.
“Kami menemukan bahwa jantung ular piton pada dasarnya mampu merombak dirinya sendiri secara radikal, menjadi jauh lebih tidak kaku dan jauh lebih hemat energi, hanya dalam waktu 24 jam. Jika kita dapat memetakan bagaimana ular piton melakukan ini dan memanfaatkannya untuk digunakan sebagai terapi pada manusia, itu akan menjadi luar biasa,” jelas Leinwand.
Aplikasi potensialnya melampaui kardiologi. Studi ini menunjukkan bahwa mekanisme yang berperan dalam jantung ular piton dapat memiliki implikasi untuk mengobati fibrosis pada organ lain, termasuk paru-paru dan hati. Seolah-olah ular ini memegang cetak biru untuk sistem peremajaan jaringan universal yang belum ditemukan manusia.
Ringkasan Makalah
Metodologi
Para peneliti membandingkan jantung ular piton yang berpuasa selama 28 hari dengan jantung yang telah memakan makanan yang setara dengan 25% dari berat badan mereka 24 jam sebelumnya. Mereka menggunakan berbagai teknik untuk mempelajari jantung ini, termasuk mikroskopi untuk memeriksa struktur sel jantung, peralatan khusus untuk mengukur kekuatan kontraksi sel, analisis genetik untuk melihat aktivitas gen, dan teknik canggih untuk mempelajari perubahan epigenetik (bagaimana gen diaktifkan atau dinonaktifkan). Mereka juga melakukan analisis metabolik untuk memahami bagaimana jantung memproduksi dan menggunakan energi.
Hasil Utama
Penelitian tersebut menemukan bahwa ukuran jantung ular piton meningkat sekitar 25% dalam waktu 24 jam setelah makan. Sel-sel jantung dapat menghasilkan sekitar 50% lebih banyak tenaga sekaligus menjadi jauh lebih fleksibel. Terjadi perubahan besar dalam aktivitas gen, khususnya pada gen yang terlibat dalam metabolisme dan produksi protein. Jantung menunjukkan perubahan epigenetik yang membuat gen tertentu lebih mudah diakses. Produksi energi di jantung bergeser untuk lebih mengutamakan pembakaran lemak daripada gula, dan metabolisme keseluruhan meningkat secara dramatis.
Keterbatasan Studi
Meskipun penelitian ini memberikan wawasan yang menarik, penelitian ini memiliki beberapa keterbatasan. Penelitian ini dilakukan pada spesies ular piton tertentu, dan hasilnya mungkin tidak berlaku langsung pada spesies lain, termasuk manusia. Penelitian ini berfokus pada perubahan yang terjadi dalam waktu 24 jam setelah makan, dan efek jangka panjang tidak diteliti secara rinci. Selain itu, meskipun temuan ini menunjukkan potensi aplikasi untuk kesehatan manusia, penerapan langsung pada pengobatan manusia akan memerlukan penelitian dan uji klinis lebih lanjut yang ekstensif.
Diskusi & Kesimpulan
Studi ini mengungkap kemampuan luar biasa jantung ular piton untuk beradaptasi dengan cepat terhadap tuntutan fisiologis yang ekstrem. Temuan ini menantang pemahaman kita tentang plastisitas jantung dan menunjukkan bahwa jantung mungkin mampu melakukan perubahan yang lebih dramatis dan cepat daripada yang diperkirakan sebelumnya. Penelitian ini membuka jalan baru untuk mengeksplorasi kesehatan jantung, yang berpotensi mengarah pada pendekatan baru untuk mengobati kondisi seperti fibrosis jantung dan gagal jantung. Studi ini juga menggarisbawahi pentingnya mempelajari berbagai spesies untuk mendapatkan wawasan tentang biologi yang mungkin tidak tampak dari mempelajari manusia atau hewan laboratorium tradisional saja.
Pendanaan & Pengungkapan
Penelitian ini didukung oleh dana abadi Joyce dan Dick Brown. Salah satu peneliti didukung oleh beasiswa Human Frontiers Science Program dan beasiswa pascadoktoral American Heart Association. Para penulis menyatakan tidak ada konflik kepentingan.