CICARDIAN RHYTHM – JAM BIOLOGIS

0

“As a well-spent day brings happy sleep, so a life well spent brings happy death” (Leonardo da Vinci)

Mari sejenak kita akan menjelajah jauh melewati mimpi-mimpi yang tercitra di lelap-lelap kita, menuju lebih dalam melewati tengkorak kepala dan tiba pada suatu susunan sel yang luar biasa mengagumkan sekaligus misterius, dan tidak lain adalah otak kita sebagai pusat regulasi seluruh fungsi tubuh manusia. Salah satu fenomena menarik yang akan kita bahas di artikel ini adalah mengenai tidur. Baiklah tapi jangan anda ikut merasa mengantuk saat membaca artikel ini :).

Pernahkah anda bertanya mengapa kita mengantuk kemudian tertidur meskipun kita tidak merasa lelah. Bagaimana dengan orang yang terbiasa bangun pukul 4 pagi sedangkan lainnya masih berselimut saat pukul 7 menjelang ? Meskipun tampak sebagai sebuah aktivitas sederhana, tidur memiliki mekanisme yang cukup rumit untuk dijelaskan. Regulasinya ternyata luar biasa, melibatkan hormon, neurotransmitter (suatu pesan sinyal di otak), serta sel-sel otak itu sendiri. Dan perkembangan ilmu pengetahuan saat ini berhasil mengupas, walau belum seluruhnya, persoalangan mengenai siklus bangun-tidur manusia. Soal-menyoal bangun-tidur ini bukanlah hanya milik manusia saja, tetapi juga berbagai mahluk hidup hingga mikroba-tak-kasat-mata yang tak bisa anda lihat.

Circadian dan jam tubuh
Circadian rhythms adalah kunci awal yang menjelaskan fenomena siklus bangun-tidur kita. Circadian rhythm secara sederhana didefinisikan sebagai ritme biologis yang dibentuk secara endogen (oleh tubuh kita sendiri) pada periode waktu sekitar 24 jam. Circadian rhythms tidak hanya mengacu pada ritme fisik (tubuh) tetapi juga ritme mental dan tingkah laku (behavior) yang dalam kondisi normal, berubah-rubah secara teratur dan konsisten. Circadian rhythms merespon atas kondisi lingkungan kita, berupa terang dan gelap. Berbagai faktor alami dalam tubuh kita membentuk ritme ini yang dipengaruhi juga oleh faktor lingkungan seperti yang saya sebutkan tadi. Circadian rhythm bukanlah apa yang kita sebut sebagai jam biologis tubuh meskipun keduanya saling berkaitan dan jam biologis tubuh kita mengontrol ritme ini. Jam biologis tubuh sendiri merupakan suatu kumpulan molekul dalam sel di seluruh tubuh (jadi bukan hanya satu) yang dikoordinasikan oleh suatu jam biologis utama (master clock) yang terletak di otak dan membuat jam-jam biologis ini tersinkronisasi. Master clock sendiri merupakan kumpulan sel saraf di otak yang disebut dengan suprachiasmatic nucleus atau kita singkat dengan SCN. SCN ini mengandung sekitar 20.000 sel saraf dan terlokalisasi di hipotalamus. Hal yang menarik adalah bagian hipotalamus otak ini terletak di atas persimpangan saraf optis dari mata. Nampaknya, respon dari lingkungan yang mempengaruhi circadian rhythm ditangkap oleh mata, terutama respon cahaya.

Circadian dan rasa kantuk
Circadian rhythm bagaimanapun berpengaruh pada fungsi tubuh kita dimana ritme alami ini berpengaruh terhadap perubahan siklus bangun-tidur, pelepasan hormon dan fungsi tubuh lainnya. Circadian rhythm terutama penting dalam menentukan pola tidur manusia. SCN mengontrol produksi suatu hormon yang disebut dengan melatonin yang akan membuat kita mengantuk. Informasi atas keadaan lingkungan, terutama cahaya yang ditangkap oleh mata kita, memberi sinyal kepada SCN melalui suatu jalur cepat yang dapat kita sebut sebagai retinohypothalamic tract (RHT). Bila kondisi dimana cahaya berkurang (misal pada malam hari) SCN akan memberi tahu otak kita untuk memproduksi melatonin lebih banyak lagi sehingga mau tidak mau, kita akan semakin mengantuk dan jatuh tertidur.

Melihat lebih dalam circadian
Sinkronisasi jam biologis tubuh yang berada di seluruh tubuh membutuhkan suatu penghambat neurotransmitter yang dikenal sebagai GABA (gamma aminobutyric acid). Pengaturan pelepasan GABA termasuk pengaturan individu jam biologis tubuh telah diketahui diatur oleh beberapa gen di tubuh kita. Hal ini dapat diketahui pada awalnya melalui serangkaian penelitian yang melibatkan lalat favorit penelitian genetika, Drosophila sp. hingga bintang laboratorium, tikus. Dan kemudian pada akhirnya, gen yang homolog dengan kedua hewan di atas juga berhasil diindetifikasi pada manusia. Mutasi pada gen-gen ini diketahui dapat menyebabkan abnormalitas dari ritmisitas sirkadian.

Circadian dan jetlag
Salah satu fenomena terkenal dari abnormalitas circadian rhythm adalah jetlag yang dialami oleh banyak travelers di seluruh dunia. Sebagai gambarannya, ketika anda terbang melewati wilayah dengan zona waktu yang berbeda, jam biologis tubuh anda akan berbeda dari jam di pergelangan tangan anda, hal ini bisa berarti lebih cepat atau lebih lambat beberapa jam. Maka ketika kita terbangun pada daerah dengan zona waktu yang berbeda dari tempat asal kita, misal perbedaan waktu dari California menuju New York adalah tiga jam, pada pukul 7 pagi, tubuh kita akan menganggapnya masih pukul 4 pagi sehingga membuat kita merasa tidak stabil dan mengalami disorientasi. Meskipun demikian, tubuh kita akan segera menyesuaikan dengan baik pada beberapa hari.

Abnormalitas pada circadian rhythm dapat berakibat lebih parah dari sekedar jetlag. Circadian rhythm yang tidak normal telah diasosiasikan dengan berbagai gangguan tidur termasuk insomnia dan gangguan mental seperti depresi, bipolar disorder dan lain sebagainnya. Selain itu abnormalitas pada ritme ini dianggap berpengaruh terhadap terjadinya berbagai macam penyakit. Infraksi miokardial (kerusakan pada otot jantung) dan serebrovaskular (pembuluh darah otak) sering terjadi pada pagi hari. Terjadinya gejala asma dikaitkan dengan waktu sore. Dan, meskipun belum diketahui secara jelas, kejadian sudden infant death syndrome (SIDS) –sindrom kematian mendadak pada bayi- sering terjadi pada jam-jam di awal pagi.

Penutup
Seperti yang anda duga, circadian rhythm juga berperan pada pola tidur kita. Kebiasaan jam bangun dan jam tidur juga diatur oleh ritme ini. Karena pada umumnya pada satu keluarga memiliki kondisi lingkungan yang cukup homogen, pola tidur setiap anggota keluarga akan cenderung mirip. Pola tidur pun ternyata bisa diubah dan studi mengenai perubahan pola tidur yang aman juga telah dilakukan untuk menjaga kesehatan para pekerja yang sering berganti-ganti shift. Saya pernah membaca sebuah artikel –sayangnya saya lupa dari mana- mengatakan bahwa perubahan pola tidur yang sehat dilakukan secara bertahap dalam waktu kurang lebih dua minggu. Bagaimanapun juga, pola bangun-tidur adalah hal yang penting untuk diperhatikan karena akan berpengaruh pada kesehatan dan produktivitas kita juga.

MENGHAMBAT PENUAAN : ANTI – AGING

0

Kuncinya terletak pada nenek moyang bersama yang hidup jauh di masa lalu.4 milyar tahun yang lalu, ketika kehidupan dimulai di bumi, bumi dipenuhi oleh gunung berapi aktif yang melepaskan gas ke atmosfer, campuran Karbon Dioksida dan Belerang.Gas-gas ini membuat warna langit menjadi merah.Ganggang biru hijau mendominasi planet, mereka menggunakan energi matahari dan menggabungkannya dengan gas di atmosfer untuk membuat makanan.

Namun, begitu mereka menyebar ke seluruh penjuru dunia, ganggang ini memproduksi gas baru,yaitu Oksigen.Level udara di atmosfer perlahan-lahan naik dari sebelumnya nyaris kosong menjadi lebih dari 20% dan mengubah langit menjadi biru.Tetapi untuk kehidupan awal, oksigen sangat berbahaya, karena oksigen adalah gas yang sangat eksplosif dan reaktif

Dua setengah milyar tahun yang lalu, oksigen akan membunuh semua makhluk yang bersentuhan dengannya.Tetapi ada satu mikroba yang menemukan cara memanfaatkan kekuatan eksplosif oksigen.Ini adalah “Mitokondria”.Setiap mitokondria ibarat menjadi stasiun listrik mini

Dua dari berbagai sel tunggal bergabung, tenaga listrik kecil dari mitokondria diserap ke dalam salah satu sel primitif.Kehidupan di bumi berubah selamanya.Kini mitokondria hidup di dalam semua sel-sel makhluk hidup.Tiap makhluk hidup di planet ini memiliki mitokondria dalam sel nya.Sel-sel itulah pabrik listrik yang menggerakkan semua kehidupan, termasuk kita.Mitokondria lebih mirip seperti jutaan baterai kecil dan bakteria purba ini benar-benar ada dimana-mana.

Mitokondria adalah sumber tenaga yang mendorong pertumbuhan untuk membangun manusia.Setiap gerakan kita, mendapat tenaga dari mereka.Dan setiap nafas kita, memberikan mereka oksigen yang mereka butuhkan .Akan tetapi, ada harga mahal yang harus kita bayar, setiap kita bernafas, kita menjadi tua.Oksigen pemberi kehidupan, perlahan-lahan membunuh kitaMitokondria adalah sumber tenaga yang mendorong pertumbuhan untuk membangun manusia.Setiap gerakan kita, mendapat tenaga dari mereka.Dan setiap nafas kita, memberikan mereka oksigen yang mereka butuhkan .Akan tetapi, ada harga mahal yang harus kita bayar, setiap kita bernafas, kita menjadi tua.Oksigen pemberi kehidupan, perlahan-lahan membunuh kitaMitokondria adalah sumber tenaga yang mendorong pertumbuhan untuk membangun manusia.Setiap gerakan kita, mendapat tenaga dari mereka.Dan setiap nafas kita, memberikan mereka oksigen yang mereka butuhkan .Akan tetapi, ada harga mahal yang harus kita bayar, setiap kita bernafas, kita menjadi tua.Oksigen pemberi kehidupan, perlahan-lahan membunuh kita

Mitokondria adalah sumber tenaga yang mendorong pertumbuhan untuk membangun manusia.Setiap gerakan kita, mendapat tenaga dari mereka.Dan setiap nafas kita, memberikan mereka oksigen yang mereka butuhkan .Akan tetapi, ada harga mahal yang harus kita bayar, setiap kita bernafas, kita menjadi tua.Oksigen pemberi kehidupan, perlahan-lahan membunuh kita

Masalahnya adalah bahwa bukan hanya oksigen yang merusak, begitu juga efek sampingnya.Di dalam mitokondria, oksigen yang kita hirup berubah menjadi energi yang memberi kehidupan, tapi bukan itu saja, sebagian oksigen menjadi partikel yang disebut “Radikal Bebas”.

Transaksinya  adalah makin banyak tenaga tapi makin merusak, kita mendapat banyak energi dengan mudah dari mitokondria tapi juga memungkinkan kita menjadi tua.Mitokondria mirip stasiun nuklir di kebun belakang rumah kita.Energi yang banyak, Cuma-Cuma, tetapi limbahnya harus dikelola..

Begitu dilepas, radikal bebas dapat merusak setiap bagian sel di seluruh tubuh.Yang lebih parah lagi, mereka menyerang gen yang ada di inti setiap sel.Bukti apa bahwa tenaga dari dalam ini membawa kerusakan yang kita kenal sebagai penuaan ?

Paru-paru, adalah titik pertama dimana oksigen menjangkau tubuh kita, menembur ruang-ruang kecil yang dibatasi oleh satu lapisan sel ke dalam aliran darah.Paru-paru normal permukaannya halus, tak ada lubang, tak ada kelainan.

Kerusakan paru-paru diakibatkan oleh polusi seperti merokok dapat merubahnya.Asap tembakau secara dramatis meningkatkan produksi radikal bebas dalam tubuh yang membawa pada kanker dan penyakit paru lainnya

Kerusakan akibat radikal bebas dapat juga dilihat pada organ lain.Penyakit kardiovaskuler, penyakit jantung dan pembuluh darah adalah pembunuh nomor satu di dunia.Begitu bersirkulasi, darah membawa oksigen dan radikal bebas ke seluruh tubuh.Seiring dengan berjalannya waktu, mereka bisa merusak dinding arteri,jika dikombinasi dengan kolesterol, dapat mempertebal pembuluh darah penting dan menyebabkan dinding pembuluh darah melemah.

Beda Pembuluh Arteri yg normal dan yg tak normal, terlihatada penebalan oleh lemak disitu

Otak berbobot sekitar 2% dari tubuh, tetapi menghabiskan 20% oksigen.Sel-sel otak mudah terkena efek racun dari oksigen.Otak muda padat dengan mitokondria, tetapi seiring waktu berjalan, radikal bebas yang diakibatkan oleh banyaknya energi yang dibutuhkan otak, mulai membunuh mitokondria. Satu per satu baterai padam, begitu pula otak kita, ingatan menjadi rusak dan berpikir menjadi bingung

Kaitan antara oksigen dengan penuaan membantu kita menjelaskan pada pengamatan menarik 100 tahun lalu.Pengamatan bahwa hewan mempunyai detak jantung tertentu selama hidupnya.Tikus hidup dalam jalur cepat, jantungnya berdetak 500x per menit.detaknya habis dalam kurun waktu kurang dari 4 tahun.

Kaitan antara oksigen dengan penuaan membantu kita menjelaskan pada pengamatan menarik 100 tahun lalu.Pengamatan bahwa hewan mempunyai detak jantung tertentu selama hidupnya.Tikus hidup dalam jalur cepat, jantungnya berdetak 500x per menit.detaknya habis dalam kurun waktu kurang dari 4 tahun.

Sebaliknya, jantung gajah memompa dengan santai 30x per menit,ia dapat hidup hinga 80 tahun dan kura-kura dengan detak jantung rata-rata amat rendah, hidup terus-terus dan terus

Semakin kita bergerak cepat, semakin banyak kita memerlukan oksigen, dan semakin banyak radikal bebas yang dihasilkan berarti semakin banyak kerusakan.Jika radikal bebas menjadi penyebab utama mengapa kita menjadi tua, maka mungkin kita bisa mencari cara untuk mengurangi produksinya.


Sebagian orang percaya bahwa mengkonsumsi buah-buahan dan sayuran dapat menekan radikal bebas dalam tubuh.Itu karena buah dan sayuran adalah sumber terbesar vitamin A,C dan E yang disebut juga “Anti Oksidan” yang dapat menyerap radikal bebas.Satu tempat dimana anti oksidan diuji adalah di “Buck Institute” di California.

Sebuah yayasan yang memiliki sokongan dana jutaan dolar, mempekerjakan ilmuwan dari berbagai belahan dunia, tujuan mereka adalah mencoba mengerti bagaimana tubuh menua.Disamping itu, tubuh kita memang membuat anti oksidannya sendiri, molekul ini mengapung dalam tiap sel.

Menetralkan setiap radikal bebas yang mereka temui.Meskipun demikian, ada radikal bebas yang lolos.Pertahanan ini tidak sempurna tetapi memang ada.Selama bertahun-tahun, radikal bebas yang lolos menguasai pertahanan kita dan perlahan-lahan sulit dicegah, menyebabkan pelapukan berat dan merobek sel-sel kita.Meningkatnya pelapukan & perobekan inilah yang para Ilmuwan katakan sebagai penyebab utama penuaan.Jadi obat peremajaan pastilah sebuah obat yang membantu kita melawan radikal bebas

Di Buck Institute, mereka telah mengembangkan obat tersebut.Berwujud serbuk berwarna coklat yang dinamakan Synthetic Catalythic Scalper (SCS) atau pelahap katalitik sintetis.

Ini mungkin obat peremajaan, ini adalah anti oksidan kuat.Di institut mereka ingin tahu apakah SCS menghancurkan radikal bebas di dalam sel-sel hewan hidup.Mereka mencoba obat itu pada tikus dan tanda-tanda permulaan efeknya mulai terlihat.Lebih jauh lagi mereka berharap menguji obat ini atau yang sejenisnya pada manusia.

Sekarang telah jelas, bahwa antioksidan dapat menghentikan, menghambat, atau memperbaiki serangan radikal bebas yang mempercepat penuaan. Masuk akal, bila kita memasukkan antioksidan-antiokdisan yang cukup dan tepat untuk melindungi membran-membran sel-sel lemak, protein dan DNA genetis, di dalam batas-batas yang tak berbahaya.

Apa yang dibutuhkan adalah keseimbangan antara antioksidan dan radikal bebas, sehingga radikal bebas dikendalikan untuk tidak menghancurkan sel-sel tubuh, yang berakibat kematian.Sehingga kita dapat menghambat penuaan.

Tapi apakah kita benar-benar ingin hidup lebih lama ? Satu hal yang ditakuti adalah bahwa meningkatnya daur hidup secara radikal akan membawa pada kelebihan populasi.Namun sejarah menunjukkan sebaliknya.Pada negara-negara kaya, rata-rata kelahiran menurun meskipun harapan hidup mencapai 2 kali lipat dalam 100 tahun terakhir ini

Sangat mungkin sekali akan ada lebih dari satu solusi untuk masalah penuaan.Pengobatan lebih baik, penggantian organ yang gagal, juga manipulasi gen, semuanya mungkin berperan.Teknologi ini masih sangat dini.Namun teknologi memiliki cara tersendiri yang melebihi dugaan kita.

Ilmu pengetahuan baru tentang genetika menjanjikan mengubah dunia diluar pemahaman kita.Apakah untuk lebih baik atau lebih buruk bukan ditentukan oleh ilmu pengetahuan, melainkan oleh masyarakat.Mengetahui cara membangun manusia mungkin pada akhirnya menjadi kurang penting jika dibandingkan dengan apa yang kita perbuat pada pengetahuan itu sendiri.

KENAPA KITA MENUA ?

0

Kenapa Kita Menjadi Tua?

Studi mengenai penuaan  – gerontology – ilmu pengetahuan yang masih relatif baru telah membuat perkembangan yang luar biasa selama lebih dari 30 tahun.

Dimasa lalu, para ilmuwan hanya memandang pada satu teori yang menjelaskan penuaan.

Ada dua kelompok utama dari teori penuaan. Kelompok pertama menyatakan bahwa penuaan itu adalah hal yang natural dan diprogram ke dalam tubuh.

Sementara kelompok kedua mengatakan bahwa penuaan itu adalah sebuah hasil dari kerusakan yang berakumulasi seiring waktu.

Pada akhirnya, penuaan itu adalah suatu interaksi yang kompleks antara genetik, kimiawi, psikologi dan tingkah laku.

Teori-teori Mengenai Penuaan

Dengan memahami dan menggambarkan bagaimana kita menua, para peneliti telah mengembangkan beberapa teori yang berbeda mengenai penuaan. Dua kateori tersebut adalah: teori-teori pemrograman dan teori-teori kekeliruan.

Teori-teori Pemrograman menyatakan bahwa tubuh manusia itu di design untuk menua dan ada jalur waktu tertentu yang diikuti oleh tubuh kita.

  • Pemrograman Panjang Umur: Penuaan itu disebabkan oleh faktor-faktor genetik tertentu yang akan berubah seiring waktu.
  • Teori Endocrine: Perubahan-perubahan di dalam hormon yang mengontrol penuaan.
  • Teori Immunologika: Sistem immune diprogram untuk menurun seiring waktu, membuat kita jadi lebih rentang terhadap penyakit.

Teori-teori kekeliruan menyatakan bahwa penuaan itu disebabkan oleh kerusakan lingkungan pada sistem-sistem tubuh kita, yang berakumulasi seiring waktu.

  • Keausan: Sel dan jaringan menjadi usang.
  • Taraf Hidup: Semakin cepat suatu organisme menggunakan oksigen, semakin pendek masa hidupnya.
  • Hubungan Silang: Hubungan silang antar protein berakumulasi dan memperlambat proses-proses di dalam tubuh.
  • Radikal Bebas:  Radikal bebas menyebabkan kerusakan pada cell-cell yang akhirnya mengurangi kemampuannya untuk berfungsi.
  • Kerusakan DNA Somatik: Mutasi-mutasi genetik menyebabkan cell-cell jadi tidak bisa berfungsi.

Genetik dan Penuaan

Berbagai studi telah menunjukkan bahwa faktor-faktor genetik bisa memegang suatu peranan yang penting dalam proses penuaan. Saat para peniliti mengubah faktor-faktor genetik pada tikus-tikus tertentu, cell-celll ragi dan organisme lain, mereka bisa memperpanjang masa hidup dari makhluk-makhluk ini hampir dua kali lipat.

Makna dari hasil percobaan ini untuk manusia masih belum diketahui, tapi para peneliti berpendapat bahwa faktor-faktor genetik memiliki pengaruh hampir sebanyak 35 persen dari variasi dalam proses penuaan pada manusia. Beberapa konsep kunci dalam genetik dan penuaan antara lain:

  • Genetik-genetik Panjang Umur: Ada beberapa genetik tertentu yang membantu seseorang untuk hidup lebih lama.
  • Penuaan Cell: Proses yang membuat cell-cell menjadi rusak seiring waktu.
  • Telomeres: Struktur-struktur pada DNA yang akhirnya akan habis, menyebabkan cell-cell berhenti mereplikasi diri.
  • Cell-cell Induk: Cell-cell ini bisa berubah menjadi jenis cell apapun yang ada di dalam tubuh dan memegang peranan untuk memperbaiki kerusakan yang disebabkan oleh proses penuaan.

Biokimia

Apapun genetik yang telah diwariskan kepada anda, tubuh anda akan terus mengalami berbagai reaksi biokimia yang kompleks. Sebagian dari reaksi ini menyebabkan kerusakan dan, para akhirnya, penuaan di dalam tubuh.

Mempelajari berbagai reaksi yang kompleks ini membantu para peneliti untuk memahami bagaimana tubuh berubah seiring waktu. Konsep-konsep yang penting dalam biokimia mengenai penuaan antara lain:

  • Radikal-radikal Bebas: Molekul-molekul oxygen yang tidak stabil dan bisa menyebabkan kerusakan pada cell-cell.
  • Hubungan Silang antar Protein: Gula yang berlebihan di dalam aliran darah bisa menyebabkan molekul-molekul protein jadi saling menempel.
  • Perbaikan DNA: Untuk alasan yang belum diketahui, sistem-sistem di dalam tubuh yang berfungsi memperbaiki DNA sepertinya menjadi semakin tidak efektif pada orang-orang yang sudah berusia lanjut.
  • Heat Shock Protein: Protein-protein ini bisa membantu cell-cell untuk bertahan dalam menghadapi tekanan dan jumlahnya semakin berkurang pada orang-orang yang berusia lanjut.
  • Hormon-hormon: Hormon-hormon di dalam tubuh berubah seiring usia, menyebabkan berbagai perubahan di dalam sistem-sistem organ dan fungsi-fungsi lainnya.

Sistem-sistem di dalam Tubuh

Saat usia kita bertambah, organ-organ dan sistem-sistem tubuh kita melakukan perubahan. Perubahan ini mengubah kerentanan kita terhadap berbagai penyakit. Para peneliti baru sampai pada tahap memahami berbagai proses yang menyebabkan perubahan seiring waktu di dalam sistem-sistem tubuh kita.

Memahami proses-proses ini penting karena banyak dari efek penuaan itu pertama kali di ketahui di dalam sistem-sistem tubuh kita. Berikut ini ringkasan mengenai bagaimana sistem-sistem tubuh kita menua:

  • Penuaan Jantung: Otot-otot jantung menebal seiring usia sebagai respon terhadap menebalnya pembuluh darah. Ini menyebabkan tingkat pemompaan maksimum yang lebih rendah.
  • Penuaan Sistem Immune: Cell-cell T tidak lagi terisi pada orang-orang yang lebih tua dan kemampuan mereka untuk berfungsi semakin berkurang.
  • Pembuluh Darah dan Penuaan: Pembuluh darah biasanya mengeras seiring usia, membuat jantung jadi semakin sulit untuk memompakan darah ke dalamnya.
  • Penuaan Paru-paru: Kapasitas maksimum dari paru-paru mungkin menurun sebanyak 40 persen antara usia 20 sampai 70 tahun.
  • Penuaan Otak: Saat otak menua, beberapa koneksi antar neuron sepertinya jadi berkurang dan makin tidak efisien. Hal ini masih belum dipahami sepenuhnya.
  • Penuaan Ginjal: Ginjal jadi semakin kurang efisien dalam membersihkan zat-zat yang tidak berguna dari dalam tubuh.
  • Penuaan Kantung Kemih: Kapasitas total dari kantung kemih berkurang dan jaringan otot mungkin tidak lagi tumbuh, hingga menyebabkan incontinence.
  • Lemak Tubuh dan Penuaan: Lemak tubuh meningkat sampai usia pertengahan kemudian berat badan biasanya mulai berkurang. Lemak tubuh juga bergerak semakin jauh ke dalam saat kita menua.
  • Penuaan Otot: Kelenturan otot menurun sekitar 22 persen saat kita berusia 70 tahun meski berolahraga bisa memperlambat penurunan ini.
  • Penuaan Tulang: Dimulai sejak usia 35 tahun, tulang-tulang kita mulai kehilangan kepadatannya. Berjalan, berlari dan berolahraga bisa memperlambat proses ini.
  • Penglihatan dan Penuaan: Dimulai sejak usia 40 tahun, kesulitan untuk melihat detil-detil kecil mungkin mulai terjadi.
  • Pendengaran dan Penuaan: Saat usia menua, kemampuan untuk mendengar frekuensi tinggi jadi berkurang.

Faktor-faktor Tingkah Laku

Untungnya, banyak dari penyebab penuaan ini bisa dimodifikasi melalui tingkah laku anda:

  • Dengan mengkonsumsi makanan yang kaya akan antioksidant, anda bisa meminimalisir kerusakan yang disebabkan oleh radikal bebas.
  • Dengan berolahraga, anda bisa membatasi kehilangan tulang dan otot.
  • Dengan menjaga kolesterol tetap rendah, anda bisa memperlambat pengerasan pembuluh darah dan melindungi jantung.
  • Dengan mengasah otak, anda bisa menjaga otak anda agar tetap tajam.

Faktor-faktor gaya hidup juga terbukti bisa memperpanjang usia. Tikus-tikus yang menjalani diet pengurangan kalori (30 persen lebih sedikit dari kalori harian) bisa hidup 40 persen lebih lama. Berpikir positif juga terbukti bisa memperpanjang usia seseorang sebanyak 7,5 persen.


Teori pakai dan rusak (wear and tear theory)
Teori ini dikemukakan dr. August Weismann. Menurutnya, tubuh dan sel-selnya akan rusak karena banyak terpakai dan digunakan secara berlebihan sepanjang hidup.

Teori neuro endokrin
Teori ini dikemukakan Vladimir Dilman, Ph.D. Pada saat proses penuaan, produksi hormon tubuh menjadi berkurang, sehingga kemampuan tubuh untuk memperbaiki diri sendiri (self repaired) dan mengatur sendiri (self regulation) menjadi rendah.

Teori kontrol genetik
Secara genetik, manusia sudah membawa garis seberapa cepat ia menua dan akhirnya meninggal. Namun dalam perjalanannya ada variasi-variasi tertentu yang bisa menjelaskan mengapa ada adik yang terlihat lebih cepat tua dibanding kakaknya.

Teori telomerase
Telomer adalah rangkaian asam nukleat di ujung kromosom. Setiap kali sel tubuh membelah, telomer akan memendek dan inilah yang mengurangi kemampuan sel memperbaiki diri

Teori radikal bebas
Teori ini adalah teori yang paling populer saat ini. Radikal bebas dianggap sebagai penyebab kerusakan fungsi sel hingga mempercepat proses penuaan.

Sumber: Aging Under the Microscope; National Institutes of Health, National Institute of Aging.

TERMOKIMIA – ENTLAPI

0

TERMOKIMIA – ENTLAPI

Bagian ilmu kimia yang mempelajari panas atau kalor suatu reaksi kimia disebut termokimia. Contohnya pada proses pembakaran kita merasakan adanya panas (kalor) yang dibebaskan. Contoh lainnya adalah proses fotosintesis. Fotosintesis hanya dapat berlangsung dengan bantuan energi cahaya matahari (ultraviolet).

  • Pengertian Entalpi (H) dan Perubahan Entalpi (∆ H)

Menurut teori kinetika, pada suhu di atas 00C (> – 2730), setiap materi baik dalam wujud gas, cair atau padatan, memiliki partikel-partikel yang selalu bergerak secara acak dan saling bertumbukan dengan total gaya yang saling meniadakan. Karena memiliki ukuran sangat kecil, maka kita tidak dapat mengamati pergerakan partikel itu.

Di dalam atom terdapat elektron yang bermuatan negatif dan proton yang bermuatan positif. Dengan adanya partikel-partikel, terjadi gaya tarik menarik antarpartikel yang bermuatan berlawanan dan gaya tolak menolak antarpartikel yang bermuatan sama.

Pergerakan partikel-partikel dan gaya tolak/tarik antarpartikel tersebut, menunjukkan adanya energi dalam materi. Jumlah total energi atau kalor yang terkandung dalam suatu materi disebut entalpi, yang diberi simbol H. Entalpi suatu zat tidak berubah (tetap) selama tidak ada energi yang masuk atau ke luar.

Entalpi suatu zat tidak dapat diukur, tetapi hanya perubahan entalpinya yang dapat diukur. Suatu zat mengalami perubahan entalpi jika mengalami reaksi kimia atau perubahan fisika. Perubahan entalpi diberi notasi ∆H. ∆H menyatakan kalor yang diterima atau dilepas, berupa penambahan atau pengurangan energi suatu zat dalam suatu proses perubahan materi.

  • Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Perubahan entalpi bertanda positif jika reaksi membutuhkan atau menyerap kalor, dan bertanda negatif jika membebaskan kalor. Perubahan entalpi yang bertanda positif menyatakan bahwa terdapat penambahan entalpi materi. Sebaliknya, perubahan entalpi yang bertanda negatif menyatakan bahwa terdapat pengurangan entalpi materi yang bereaksi.

Pada dasarnya, perubahan entalpi terjadi karena adanya perpindahan energi antara sistem dan lingkungan. Sistem adalah sesuatu yang menjadi pusat perhatian atau pusat pengamatan. Lingkungan adalah daerah di luar sistem.

  1. Reaksi Eksoterm : Reaksi eksoterm adalah reaksi yang berlangsung dengan disertai perpindahan kalor dari sistem ke lingkungan. Pada reaksi eksoterm dibebaskan energi, sehingga entalpi sistem berkurang dan perubahan entalpi bertanda negatif. Pada reaksi eksoterm, lingkungan menerima kalor sehingga terasa panas. Contoh reaksi eksoterm adalah pembakaran.
  2. Reaksi Endoterm : Reaksi endoterm adalah reaksi yang berlangsung dengan disertai perpindahan kalor dari lingkungan ke sistem. Pada reaksi endoterm diperlukan energi, sehingga perubahan entalpi sistem bertambah dan perubahan entalpi bertanda positif. Pada reaksi endoterm, lingkungan mengalami pengurangan kalor, sehingga suhu lingkungan turun dan terasa dingin.

Contoh reaksi endoterm adalah reaksi antara barium hidroksida (Ba(OH)2) dan kristal amonium klorida (NH4Cl) dengan beberapa tetes air. Jika dilakukan pada tabung reaksi, bagian dasar tabung akan terasa dingin karena sistem menyerap kalor dari lingkungan.

  • Perubahan Entalpi Standar (∆H0)

Perubahan entalpi dapat terjadi pada reaksi kimia maupun pada perubahan fisika. Perubahan entalpi pada reaksi kimia, bergantung pada jumlah zat yang direaksikan. Jika pereaksinya semakin banyak, maka perubahan entalpi semakin besar. Perubahan entalpi pada perubahan fisika berkaitan dengan perubahan wujud zat.

Persamaan reaksi yang menyertakan perubahan entalpi disebut persamaan termokimia. Pengertian persamaan termokimia berbeda dengan persamaan reaksi stoikiometri. Pada persamaan reaksi stoikiometri, koefisien reaksi menunjukkan angka perbandingan jumlah mol, sedangkan koefisien reaksi pada persamaan termokimia sekaligus menyatakan jumlah mol.

Perhatikan contoh berkut ini !

Persamaan reaksi stoikiometri : 2 H2 (g) + O2 (g) → 2 H2O(g)

Perbandingan jumlah mol H2 : jumlah mol O2 : jumlah mol H2O = 2 : 1 : 2

Jadi, perbandingan jumlah mol zat-zat tersebut dapat dinyatakan :

        2 mol H2 : 1 mol O2 : 2 mol H2O

Persamaan termokimia : 2 H2 (g) + O2 (g) → 2 H2O(g) ∆H = – 484 kJ

Pada reaksi antara 2 mol H2 dengan 1 mol dengan 1 mol O2 untuk menghasilkan 2 mol H2O dibebaskan kalor 484 kJ.

Kalor yang dibebaskan atau diperlukan (∆H) pada suatu reaksi, bergantung pada suhu dan tekanan saat reaksi berlangsung. Kalor yang dibebaskan atau diperlukan pada reaksi 1 mol zat yang berlangsung pada suhu 250C (298 K) dan tekanan 1 atm disebut perubahan entalpi standar (∆H0). Satuan ∆H0 adalah kJ/mol. Perubahan entalpi standar ini disebut juga kalor reaksi standar.

  1. Entalpi Pembentukan Standar (∆H0f)

Entalpi pembentukan standar menyatakan nilai kalor yang dibebaskan atau diperlukan untuk proses pembentukan 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya, pada keadaan standar (298 K, 1 atm). Entalpi pembentukan standar diberi notasi ∆H0f.

Contoh :

Pada pembentukan 117 gr garam dapur (NaCl) dibebaskan kalor 822 kJ. Tulislah persamaan termokimia pada keadaan standar. Ar Na = 23, Cl = 35,5

Jawab :

Jumlah mol NaCl =

∆H pembentukan 2 mol NaCl = – 822 kJ,

maka ∆Hf0 NaCl =
kJ mol-1

Jadi persamaan termokimianya : Na(s) + Cl2(g) → NaCl(s) ∆H = – 411kJ

  1. Entalpi Penguraian Standar (∆Hd0)

Entalpi penguraian standar menyatakan nilai kalor yang dibebaskan atau diperlukan untuk proses penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsurnya, pada keadaan standar (298 K, 1 atm). Entalpi pembentukan standar diberi notasi ∆H0d.

Jumlah kalor yang dibebaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsurnya, sama dengan jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnya. Jadi, entalpi penguraian merupakan kebalikan dari entalpi pembentukan pada senyawa yang sama. Dengan demikian, jumlah kalor sama, tetapi memiliki tanda berlawanan karena reaksi berlawanan arah.

Contoh :

Pada penguraian 11,2 L gas HCl (pada STP) diperlukan kalor 18,2 kJ. Tulislah persamaan termokimia.

Jawab :

Jumlah mol HCl =

∆H penguraian 0,5 mol HCl = 18,2 kJ

∆Hd0 HCl =

Persamaan termokimia : HCl(g) → H2 (g) + Cl2 (g) ∆H = 36,4 kJ

  1. Entalpi Pembakaran Standar (∆Hc0)

Entalpi pembakaran standar menyatakan kalor yang dibebaskan untuk proses pembakaran 1 mol zat (unsur atau senyawa), pada keadaan standar (298 K, 1 atm). Entalpi pembakaran standar diberi notasi ∆Hc0.

Contoh :

Pada pembakaran 4,4 gr propana dibebaskan kalor 223kJ/mol. Ar C = 12, H = 1

Jawab :

Jumlah mol C3H8 =

∆Hc0 C3H8 = –

Jadi, persamaan termokimianya :

            C3H8(g) + 5 O2 (g) → 3 CO2 (g) + 4 H2O ∆H = -2330 kJ/mol.

  • Perhitungan Perubahan Entalpi Reaksi

Perhitungan perubahan entalpi atau perubahan kalor pada suatu reaksi didasarkan pada Hukum Hess, data entalpi pembentukan dan data energi ikatan.

  1. Berdasarkan Hukum Hess

 Hukum Hess dikemukakan oleh Germain Henri Hess. Hukum Hess menyatakan bahwa :

“Kalor reaksi yang dibebaskan atau diperlukan pada suatu reaksi tidak bergantung pada jalannya reaksi, tetapi bergantung pada keadaan akhir (zat-zat hasil reaksi)”.

Hukum Hess ini dapat juga dinyatakan sebagai berikut :

“Perubahan entalpi suatu reaksi tetap sama, baik berlangsung dalam satu tahap maupun beberapa tahap”.

Contoh, reaksi pembentukan SO3(g)

(1)     melalui satu tahap reaksi : S(s) + O2(g) → SO3(g) ΔH = – 396 kJ

(2)    melalui dua tahap reaksi :

    Reaksi (1) : S(s) + O2(g) → SO2(g) ΔH = – 297

    Reaksi (2) : SO2(g) + O2(g) → SO3 (g) ΔH = -99

Jika kedua tahap reaksi pembentukan SO3(g) dijumlahkan, maka diperoleh kalor reaksi yang sama seperti pada reaksi pembentukan SO3 (g) pada reaksi (1). Jika kalor reaksi dijumlahkan, maka juga akan diperoleh kalor reaksi yang sama seperti reaksi pembentukan SO3 (g) pada reaksi (1).

Reaksi (1) : S(s) + O2(g) → SO2(g) ΔH = – 297

Reaksi (2) : SO2(g) + O2(g) → SO3 (g) ΔH = -99

             S(s) + (g) → SO3(g) ∆H = – 396

Jadi, nilai entalpi reaksi pembentukan SO3(g) tetap sama, baik berlangsung melalui satu tahap ataupun beberapa tehap reaksi.

Contoh :

Reaksi (1) : C2H5OH + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O ∆H = – 1386 kJ

Reaksi (2) : 2 CH3CHO + 5 O2 → 4 CO2 + 4 H2O ∆H = – 2352 kJ

Tentukan ∆H reaksi : 2 C2H5OH + O2 → 2 CH3CHO + 2 H2O

Jawab :

Perhatikanlah bahwa dari reaksi yang ditanyakan yang dijadikan patokan adalah 2 C2H5OH dan 2 CH3CHO, sedangkan O2 dan 2 H2O tidak dapat dijadikan patokan karena terdapat pada reaksi (1) dan reaksi (2). Reaksi (1) dikalikan 2 dan reaksi (2) dibalik sehingga diperoleh :

Reaksi (1) : 2 C2H5OH + 6 O2 → 4 CO2 + 6 H2O ∆H = – 2772 kJ

Reaksi (2) : 4 CO2 + 4 H2O → 2 CH3CHO + 5 O2 ∆H = + 2352 kJ

2 C2H5OH + O2 → 2 CH3CHO + 2 H2O ∆H = – 420 kJ

  1. Berdasarkan Data Entalpi Pembentukan

Berdasarkan cara ini, data entalpi yang diketahui harus berupa data entalpi pembentukan. Zat-zat pereaksi dianggap mengalami reaksi penguraian dan zat-zat hasil reaksi dianggap mengalami reaksi pembentukan. Jadi, entalpi penguraian suatu zat sama dengan entalpi pembentukannya, tetapi memiliki tanda berlawanan.

            p A + q B → r C + s D ∆Hr = …..?

∆H reaksi = ∆Hf0 hasil reaksi – ∆Hf0 pereaksi

= (r ∆Hf0 C + s ∆Hf0 D) – (p ∆Hf0 A + q ∆Hf0 B)

∆Hf0 O2 tidak diikutsertakan dalam perhitungan entalpi, sebab sesuai dengan kesepakatan, entalpi unsur dalam bentuk yang lebih stabil dianggap sama dengan nol.

Contoh :

Diketahui kalor pembentukan(∆Hf0) dari C2H6 (g), CO2(g), H2O(l) masing-masing adalah – 85 , -394 , dan – 286 . Tentukan ∆Hc0 pembakaran C2H6(g).

Jawab :

Reaksi Pembakaran C2H6(g) :

            C2H6(g) + O2(g) → 2 CO2(g) + 3 H2O(l) ∆Hr = ?

    ∆Hr = ∆Hf0 hasil – ∆Hf0 pereaksi

         = ( 2 ∆Hf0 CO2 + 3 ∆Hf0 H2O ) – (∆Hf0 C2H6)

         = (- 788) – 858 + 85 = – 1561

Jadi, ∆Hc0 C2H6(g) = – 1561

  1. Berdasarkan Energi Ikatan

Suatu unsur atau senyawa terbentuk melalui ikatan antaratom penyusunnya. Ikatan-ikatan antaratom ini memiliki harga energi ikatan tertentu.

Pada saat bereaksi, dianggap semua molekul pereaksi memutuskan ikatannya sehingga menjadi atom-atom bebas. Proses pemutusan ikatan memerlukan sejumlah energi, sehingga perubahan entalpinya bertanda positif. Selanjutnya, atom-atom bebas (hasil penguraian pereaksi) ini membentukan zat-zat hasil reaksi melalui pembentukan ikatan baru. Peristiwa pembentukan ikatan membebaskan sejumlah energi, sehingga perubahan entalpi bertanda negatif.

            p A + q B → r C + s D ∆Hr = …..?

∆Hreaksi=(energi total pemutusan ikatan) – (energi total pembentukan ikatan)

Contoh :

Diketahui kalor pembakaran :

            CS2(g) + 3 O2(g) → CO2 (g) + 2 SO2(g) ∆H = – 445 kJ

Energi Ikatan () :

  • O ═ O = 495
  • S ═ O = 323
  • C ═ O = 799

Tentukan nilai energi ikatan C ═ S !

Jawab :

S ═ C ═ S + 3 (O ═ O) → O ═ C ═ O + 2 (O ═ S ═ O) ∆H = – 445 kJ

∆Hreaksi=(energi total pemutusan ikatan) – (energi total pembentukan ikatan)

  • 445 = (2 × EC═S + 3 × EO═O) – (2 × EC═O + 4 × ES═O)
  • 445 = (2 × EC═S + 3 × 495) – (2 × 799 + 4 × 323)
  • 445 = 2 × EC═S + 1485 – 1598 – 1292

EC═S =

Jadi, energi ikatan C ═ s = 480

KEBAKARAN HUTAN

0

Causes of Forest Fires

Replanting our majestic national forest

Wildfires can be ignited by a variety of occurrences. In addition to lightning, human-related activities start a large number of fires every year. Unattended or out-of-control campfires, a discarded burning cigarette, arson, or even equipment use can set off a blaze.

Once a forest fire has started, many factors contribute to its spread and intensity.

  • Fuel – such as leaves, needles, grass, branches, and logs
  • Weather, including temperature, humidity, precipitation, and wind
  • Topography, or landscape of the area, as steep slopes offer greater potential for increased fire intensity and more obstacles for fire fighting.

More than 83% of forest fires in 2006 were started by human activities, accounting for the burning of nearly 4.4 million acres. However, lightning-caused fires burned more total area – nearly 5.5 million acres. *

* Source: National Interagency Fire Center