Ilmuwan Harvard: Begini Proses Awal Jantung Berdetak yang Menakjubkan

Liputan6.com, Jakarta Proses pertumbuhan manusia hingga kini masih menjadi sebuah tanda keagungan pencipta. Bahkan lewat detail terkecil dari sistem kehidupan, ilmuwan tak hentinya meneliti kerumitannya. Salah satunya sistem detak jantung, ilmuwan kini tahu seperti apa proses jantung pertama kali berdetak yang melibatkan proses menakjubkan.

Pertama kalinya dalam sejarah, para peneliti Harvard telah mengungkap rahasia detak jantung yang selama ini menjadi misteri. Dalam penelitian terbaru, mereka menemukan bahwa sel-sel jantung mulai berdetak tiba-tiba dan bersamaan, diiringi oleh peningkatan kadar kalsium dan sinyal listrik. 

Penelitian ini dilakukan pada ikan zebra (Danio rerio) yang sedang berkembang. Transformasi dari beberapa sel menjadi organisme berkembang sempurna ternyata adalah proses yang kacau namun sangat tersinkronisasi. Sel-sel harus bekerja sama dengan sempurna, dan penelitian ini mengungkap bagaimana hal itu terjadi.

Penemuan ini mengubah pandangan kita tentang bagaimana jantung memulai langkah pertamanya. Berikut selengkapnya Liputan6.com merangkum temuan baru ilmuwan menungkap seperti apa proses awal jantung berdetak melansir dari Sci Tech Daily, Kamis (5/10/2023).

Kolaborasi antar sekolah di Harvard Medical School dan Harvard University di Cambridge, Massachusetts, Amerika Serikat membantu menyajikan gambaran tentang bagaimana sel-sel di jantung mulai berdetak. Hasil penelitian ini baru-baru ini dipublikasikan di jurnal Nature.

"Orang-orang menganggap detak jantung begitu penting sehingga telah menjadi titik fokus penyelidikan sejak lama, namun ini adalah pertama kalinya kami dapat melihatnya secara mendalam dengan begitu banyak resolusi," kata Sean Megason, seorang profesor biologi sistem di Institut Blavatnik di HMS.

Studi ini tidak hanya menarik bagi ahli biologi yang penasaran tentang mekanisme dasar detak jantung, tetapi juga memiliki implikasi yang penting. Memahami apa yang terjadi ketika sistem jantung tidak berkembang dengan baik atau mulai tidak berfungsi adalah penting.

"Jantung berdetak sekitar 3 miliar kali dalam masa hidup manusia, dan jantung tidak boleh berhenti," kata Adam Cohen, seorang profesor kimia dan biologi kimia serta fisika di Harvard. "Kami ingin melihat bagaimana mesin luar biasa ini pertama kali menyala."

Para peneliti awalnya tidak bermaksud mempelajari detak jantung, tetapi pertanyaan ilmiah mereka membawa mereka ke jantung. Meskipun sudah ada penelitian selama ribuan tahun tentang perkembangan jantung, rincian tentang bagaimana sel-sel jantung mulai berdetak masih merupakan misteri.

Hasil studi ini mengungkapkan bahwa di awal jantung berdetak, semua sel jantung tiba-tiba bertransisi dari tidak berdetak menjadi berdetak secara bersamaan. Hal ini ditandai oleh lonjakan kalsium dan sinyal listrik secara bersamaan.

"Percobaan lebih lanjut mengungkapkan bahwa untuk setiap detak jantung, satu bagian jantung akan menyala terlebih dahulu, memicu gelombang listrik yang dengan cepat mengalir melalui sel-sel lainnya dan mendorong sel-sel tersebut untuk menyala," kata Bill Jia, seorang mahasiswa pascasarjana bersama di laboratorium Cohen dan Megason.

Temuan yang menarik adalah detak jantung pertama kali menunjukkan bahwa tidak ada yang unik pada sel yang menyala terlebih dahulu. Hal ini berlawanan dengan apa yang terjadi pada jantung orang dewasa, di mana populasi khusus sel alat pacu jantung yang menggerakkan detak jantung.

Ikan zebra yang berkembang cepat dan dapat dicitrakan dalam jumlah besar menjadi model yang ideal untuk memahami detak jantung. Namun, temuan ini membuka pintu untuk penelitian lebih lanjut tentang perkembangan detak jantung antar spesies, termasuk manusia. Hal ini juga dapat menjelaskan kelainan jantung seperti aritmia.

"Dengan melihat bagaimana jantung berkembang, kita dapat melihat bagaimana mekanisme kontrol yang berbeda diterapkan, yang mungkin memberi tahu kita apa yang terjadi jika jantung rusak," kata Megason.