Tantangan Produksi Insulin Untuk Diabetes

 

Tantangan Produksi Insulin Manusia untuk Penderita Diabetes

Menurut WHO sekitar 422 juta orang di seluruh dunia menderita diabetes, sebagian besar tinggal di negara berpenghasilan rendah dan menengah. Terdapat 1,5 juta orang meninggal disebabkan oleh diabetes setiap tahun. Jumlah kasus penyakit dan prevalensinya terus meningkat selama beberapa dekade terakhir. Di Indonesia sendiri, penderita diabetes mencapai 8,5 juta orang pada tahun 2013 dan diprediksi menjadi 21,3 juta orang pada tahun 2030.

 

Diabetes merupakan penyakit metabolik kronis yang ditandai dengan peningkatan kadar glukosa darah, seiring waktu menyebabkan kerusakan serius pada jantung, pembuluh darah, mata, ginjal, dan saraf. Yang paling umum ditemui diabetes tipe 2, biasanya mengenai orang dewasa, terjadi ketika tubuh menjadi resisten terhadap insulin atau tidak menghasilkan cukup insulin. Dalam 3 dekade terakhir, prevalensi diabetes tipe 2 telah meningkat secara dramatis di berbagai negara dengan semua tingkat pendapatan.

 

Diabetes tipe 1, dulu dikenal sebagai diabetes muda atau diabetes tergantung pada insulin. Diabetes tipe 1 ini pada kondisi kronis, pankreas memproduksi sedikit insulin atau tidak memproduksinya sama sekali.

 

Bagi penderita diabetes, akses terhadap pengobatan yang terjangkau, terutama insulin, sangat penting demi kelangsungan hidupnya. Ada target yang disepakati secara global untuk menghentikan peningkatan diabetes pada tahun 2025.

 

Fungsi hormon insulin

 

Sel-sel dalam tubuh kita membutuhkan energi untuk bekerja, karena itu dibutuhkan glukosa yang akan diubah menjadi sumber energi. Namun, sel-sel tersebut tidak bisa melakukannya sendiri. Maka dari itu, sel tubuh memerlukan bantuan hormon insulin. Selain itu, fungsi hormon insulin adalah membantu proses pemindahan glukosa dari darah ke dalam sel otot, sel lemak dan sel hati untuk disimpan dalam bentuk glikogen yang digunakan sebagai cadangan energi. Jadi perannya sangat penting dalam penyimpanan dan metabolisme nutrisi.

 

Setelah 30 menit mengalami hiperglikemia (kadar glukosa darah sangat tinggi hingga mencapai >300 mg/dl.), tingkat insulin dalam darah akan meningkat. Pankreas orang dewasa yang sehat mengandung sekitar 200 unit insulin, dan jumlah sekresi insulin harian ke dalam sistem peredaran darah pada individu yang sehat berkisar antara 30 hingga 50 unit.

 

Kebutuhan Insulin meningkat

 

Prevalensi diabetes meningkat pada tingkat yang mengkhawatirkan, dengan perkiraan bahwa jumlah pasien diabetes di seluruh dunia akan mencapai 300 juta pada tahun 2025. Akibatnya, permintaan insulin akan melonjak menjadi sekitar 16.000 kg/tahun, dan produktivitas sistem ekspresi insulin yang ada saat ini tidak akan mencukupi untuk memenuhi permintaan pasar di masa depan.

 

Terdapat dua masalah, pertama terdapat peningkatan jumlah pasien diabetes yang signifikan di seluruh dunia.  Ke dua terdapat pengembangan teknik baru pemberian insulin secara inhalasi atau oral, membutuhkan dosis lebih tinggi.  Kedua masalah ini diperkirakan akan meningkatkan permintaan insulin. Teknologi manufaktur yang ada saat ini belum mampu memenuhi permintaan insulin yang murah karena keterbatasan kapasitas produksi dan biaya produksi yang tinggi.

 

Riwayat penggunaan insulin

 

Insulin pertama kali dilaporkan pada tahun 1921 dalam ekstrak pankreas oleh ilmuwan Kanada Frederick Grant Banting dan Charles Herbert Best. Sebelum insulin ditemukan, pasien diabetes tidak memiliki usia yang panjang. Terapi yang paling berhasil adalah dengan memperlakukan pasien diabetes pada diet ketat yang membatasi karbohidrat. Hal ini dapat memberi hidup pasien beberapa tahun, tetapi tidak dapat sepenuhnya menyembuhkan mereka. Banyak pasien yang meninggal karena kelaparan akibat diet ketat yang hanya memperoleh 450 kalori per hari.

 

Sir Edward Albert Sharpey-Schafer pertama kali mengusulkan pada tahun 1910 bahwa pasien diabetes disebabkan kekurangan hormon yang dihasilkan oleh pankreas. Insulin berasal dari kata latin insula, yang berarti "pulau". Frederick Banting, seorang seorang farmakolog, ahli ortopedi, dan ahli bedah lapangan asal Kanada, menemukan cara mengekstrak insulin dari pankreas anjing pada tahun 1921. Zat yang dipisahkan tampak seperti "lumpur cokelat kental", tetapi mereka tidak tahu bahwa itu akan membawa kehidupan dan harapan hidup bagi jutaan penderita diabetes.

 

Leonard Thompson, seorang anak berusia 14 tahun yang sekarat akibat diabetes di rumah sakit Toronto pada Januari 1922, menjadi orang pertama yang menerima suntikan insulin. Kadar glukosa darahnya yang sangat tinggi menurun hingga mendekati normal dalam waktu 24 jam. Hadiah Nobel Kedokteran diberikan kepada Banting dan Macleod pada tahun 1923. Tidak lama kemudian, Eli Lilly, sebuah perusahaan farmasi, mulai memproduksi insulin secara massal.

 

Produsen memproduksi beberapa insulin yang bekerja lebih lambat selama beberapa dekade berikutnya, dengan Novo Nordisk Pharmaceuticals Inc. memperkenalkan yang pertama pada tahun 1936. Insulin dari sapi digunakan untuk mengobati diabetes selama bertahun-tahun dan menyelamatkan jutaan nyawa, meskipun tidak optimal, karena banyak orang yang memberikan respon alergi.

 

Produksi insulin secara massal

 

Pada saat ini untuk memproduksi insulin telah lazim menggunakan teknik rekombinan. Produksi insulin rekombinan untuk pengobatan membutuhkan organisme inang yang sesuai dengan modifikasi pasca-translasi dan mesin pelipatan ulang yang memadai. E. coli dan S. cerevisiae telah digunakan sebagai inang secara ekstensif untuk membuat insulin manusia rekombinan untuk aplikasi pengobatan.

 

Penemuan kloning DNA oleh Stanley Cohen dan Herbert Boyer menandai dimulainya rekayasa genetik, yang memungkinkan gen ditransfer dengan mudah ke berbagai spesies biologis. Penemuan mereka mengarah pada penciptaan berbagai protein rekombinan untuk digunakan dalam bidang medis, termasuk insulin. Tahun 1978, bakteri E. coli digunakan untuk memproduksi insulin manusia sintetis pertama yang direkayasa secara genetis. Eli Lilly kemudian memasarkan insulin manusia biosintetik pertama yang dapat diakses secara komersial dengan merek Humulin pada tahun 1982, yang disahkan oleh FDA untuk penggunaan obat pada manusia.

 

Tahapan produksi insulin rekombinan

 

Produksi insulin secara besar-besaran dengan menggunakan teknologi plasmid telah berhasil dikembangkan. Biasanya hormon Insulin dibuat oleh kelenjar Langerhans pankreas manusia yang dikontrol oleh gen insulin.  Pada produksi dengan teknik rekombinan, gen insulin manusia ini diambil dari tubuh manusia. Pada saat yang sama disiapkan gelang plasmid bakteri yang terbuka.

 

Lalu, DNA gen insulin manusia disambungkan ke bagian gelang plasmid yang terbuka dengan menggunakan enzim ligase DNA. Gen insulin manusia dan plasmid yang telah menyatu membentuk lingkaran gelang plasmid tertutup disebut kimera (DNA rekombinan).

 

Kimera tersebut kemudian dimasukkan ke dalam sel bakteri E. coli. Bakteri ini akan hidup normal dan memiliki fungsi tambahan yaitu dapat memproduksi hormon insulin. Bakteri E. coli kemudian dikembangbiakkan dalam media. Bakteri tersebut kemudian mampu menghasilkan hormon insulin manusia yang dapat digunakan untuk pengobatan diabetes.

 

Prospek ke depan

 

Tantangan saat ini metode ekspresi insulin yang lebih efisien harus dikembangkan, dan metode baru rute pemberian insulin, seperti melalui inhalasi atau konsumsi. Menarik, produksi protein rekombinan dari tanaman transgenik, memiliki keunggulan biaya rendah dan kualitas protein tinggi. Tumbuhan tidak memiliki patogen bagi manusia.

Pada saat ini gen insulin manusia telah berhasil diekspresikan dalam tanaman Arabidopsis thaliana. Tanaman ini memiliki waktu generasi yang singkat yaitu hampir 6 minggu dan dapat dengan mudah tumbuh pada kondisi laboratorium dengan sinar matahari yang terbatas.

 

Tanaman tembakau menunjukkan perkecambahan biji dan tingkat kelangsungan hidup yang lebih tinggi, sedangkan tanaman selada banyak dikonsumsi di seluruh dunia dan merupakan sistem ekspresi yang sangat menarik. Kloroplas tanaman ini dapat digunakan untuk mensintesis proinsulin.

 

Stroberi merupakan buah populer di dunia, rasanya enak, mengandung beberapa vitamin, mineral, antosianin, dan asam amino esensial yang baik untuk kesehatan manusia. Sifat stroberi yang dapat dimakan menjadikannya tanaman yang berguna untuk produksi insulin, karena dapat diberikan secara oral atau dikonsumsi.

 

SUMBER:

Pudjiatmoko. Tantangan Produksi Insulin Manusia untuk Penderita Diabetes. Nasional Okezone 10 Maret 2024.

https://nasional.okezone.com/read/2024/03/10/337/2981524/tantangan-produksi-insulin-manusia-untuk-penderita-diabetes?utm_medium=sosmed&utm_source=whatsapp

Tip Tingkatkan Hormon Kebahagiaan

Cara Meningkatkan Hormon Kebahagiaan (Bagian Ke Dua)

Kebahagiaan adalah perasaan luar biasa yang bisa membawa senyum, tawa, bahkan air mata bahagia. Menariknya, kebahagiaan juga sangat menular dan mampu memengaruhi orang-orang di sekitar kita. Namun, di balik semua itu, kebahagiaan sebenarnya dipicu oleh reaksi kimia kompleks dalam tubuh kita.

 

Menurut Dr. Ghazala Aziz-Scott, seorang dokter hormon di The Marion Gluck Clinic, banyak pasien yang mengalami suasana hati rendah selama premenopause dan menopause. Terkadang, mereka diberi antidepresan, padahal masalah suasana hati ini kemungkinan besar disebabkan oleh ketidakseimbangan hormon. Bukan hanya hormon seks yang berperan, tetapi juga hormon bahagia seperti oksitosin, serotonin, endorfin, dan dopamin.

 

Berikut adalah 12 cara sederhana yang bisa Anda lakukan untuk meningkatkan hormon kebahagiaan dalam tubuh

 

1. Olahraga

Kebanyakan orang akrab dengan fakta bahwa olahraga melepaskan endorfin. Segala bentuk gerakan yang meningkatkan detak jantung Anda akan memicu perasaan positif, dan olahraga yang meningkatkan denyut nadi dapat menyebabkan euforia yang dipicu oleh olahraga. Endorfin juga akan berinteraksi dengan reseptor rasa sakit di otak Anda sehingga benar-benar mengurangi persepsi rasa sakit Anda. Bahkan, olahraga bersama teman atau dalam kelompok terbukti menghasilkan lebih banyak endorfin dibandingkan berolahraga sendiri.

 

2. Makanan yang Tepat

Dalam hal hormon Anda, makanan yang Anda konsumsi juga memainkan peran penting. Cokelat hitam (yang mengandung padatan kakao tinggi) dalam jumlah kecil dapat membuat Anda merasa lebih bahagia karena mengandung neuromodulator phenylethylamine. Sebuah studi di London yang melibatkan 13.626 peserta menemukan bahwa mereka yang mengonsumsi cokelat hitam dalam dua periode 24 jam memiliki kemungkinan 70% lebih rendah untuk mengalami gejala depresi secara klinis dibandingkan dengan mereka yang tidak mengonsumsinya.

 

Makanan lain yang dapat meningkatkan suasana hati antara lain ikan berminyak yang kaya akan asam lemak omega-3, kopi dalam jumlah wajar, serta makanan yang mengandung triptofan seperti ayam, telur, susu, kacang-kacangan, dan biji-bijian tertentu. Cabai juga termasuk, karena kandungan capsaicinnya. Meskipun capsaicin dapat menimbulkan sensasi terbakar saat bersentuhan dengan kulit, saat dikonsumsi, senyawa ini justru memiliki efek pereda nyeri.

 

3. Aktivitas Seksual

Endorfin, oksitosin, dan dopamin semuanya dilepaskan selama aktivitas seksual. Oksitosin biasa disebut hormon pelukan, sedangkan dopamin adalah hormon perasaan senang. Ini datang bersama untuk menciptakan perasaan relaksasi dan kepuasan seksual.

 

4. Pijat

Pijat atau sentuhan yang menenangkan dalam bentuk apa pun dapat mendorong pelepasan endorfin dan merangsang produksi oksitosin baik pada orang yang dipijat maupun yang memijat. Ini sama untuk terapi penyembuhan lainnya (seperti akupunktur, kiropraktik, dan hidroterapi) karena terapi ini merilekskan tubuh dan mengurangi rasa sakit.

 

5. Berdoa atau Meditasi

Berdoa atau meditasi menawarkan beragam manfaat, termasuk menenangkan pikiran dan meningkatkan fokus. Aktivitas ini juga berperan penting dalam merangsang pelepasan hormon dan neurotransmiter, seperti endorfin, dopamin, serotonin, dan melatonin, yang semuanya berkontribusi pada perasaan bahagia dan rileks. Menurut The Mental Health Foundation, sebanyak 26% orang dewasa di Inggris mengaku telah mencoba meditasi, meskipun hanya sekitar setengahnya (12%) yang melakukannya secara rutin. Ini menunjukkan bahwa meditasi adalah kebiasaan sederhana yang dapat lebih sering kita praktikkan untuk meningkatkan kesejahteraan mental dan emosional.

 

6. Tertawa

Tertawa adalah obat alami yang luar biasa! Menonton acara komedi favorit Anda bisa menjadi cara sederhana untuk meningkatkan pelepasan endorfin dalam tubuh. Selain mengurangi stres, tertawa juga membantu meningkatkan fungsi kekebalan tubuh dan secara keseluruhan membuat suasana hati Anda menjadi lebih ceria. Bahkan, terapi tawa kini diakui sebagai salah satu bentuk terapi perilaku kognitif yang efektif dalam membantu pasien mengatasi stres dan depresi. Jadi, jangan ragu untuk menyisipkan waktu tertawa dalam keseharian Anda!

 

7. Pemandian Hutan

Shinrin yoku, atau yang dikenal sebagai mandi hutan, adalah konsep yang berasal dari Jepang pada 1980-an setelah urbanisasi berkembang pesat. Kegiatan ini mengajak orang-orang untuk terhubung dengan alam dengan cara menghabiskan waktu di hutan. Tujuannya adalah untuk menikmati suasana yang tenang sambil melatih kesadaran diri, sehingga memberikan efek rileks bagi tubuh dan menenangkan fikiran.

 

Menghabiskan watu di luar ruangan selama lima menit saja setiap hari bisa memberikan manfaat besar bagi kesehatan. Kegiatan sederhana ini dapat meningkatkan motivasi meningkatkan motivasi dan kesejahteraan secara keseluruhan. Khusus bagi mereka yang mengalami gangguan afektif musiman (SAD), paparan cahaya alami yang terang dapat membantu meningkatkan kadar serotonin dalam tubuh sehingga suasana hati menjadi lebih baik.

 

Tidak perlu melakukan aktivitas berat seperti mendaki, berlari, atau memanjat gunung untuk menikmati alam. Cukup duduk di atas batu dekat pohon, luangkan waktu sejenak untuk merasakan suasana di sekitar. Dengarkan kicauan burung, gemerisik suara dedaunan, atau gemericik aliran air yang menenangkan. Hiruplah udara segar dan nikmati aroma alami di sekeliling. Perhatikan detail pemandangan, seperti tekstur tanah, bentuk-bentuk daun di pepohonan, atau lumut hijau yang lembut di bebatuan. Rasakan kulit kayu kasar pada batang pohon dengan sentuhan lembut tangan Anda. Biarkan keheningan alam membawa ketenangan dan menjauhkan pikiran dari kesibukan kota. Pengalaman ini sederhana, namun penuh makna untuk kebahagiaan dan kesehatan Anda.

 

8. Melatih Syukur

Rasa syukur memiliki kekuatan luar biasa untuk meningkatkan kebahagiaan dan kesejahteraan Anda. Ketika Anda merasa bersyukur, sistem penghargaan di otak akan aktif, melepaskan bahan kimia seperti dopamin yang menciptakan perasaan nyaman dan positif. Kebiasaan bersyukur dapat dilakukan dengan cara sederhana namun berdampak besar.

 

Misalnya, beberapa orang memilih untuk menulis catatan harian rasa syukur, mencatat hal-hal kecil maupun besar yang mereka syukuri setiap hari. Orang lain mungkin lebih menyukai pendekatan 'latihan tiga berkah', di mana setiap malam mereka merenungkan dan mencatat tiga hal baik yang terjadi hari itu.

 

Metode ini tidak hanya membantu Anda fokus pada hal-hal positif dalam hidup, tetapi juga memperkuat pikiran dan hati untuk melihat sisi baik dari setiap situasi. Dengan konsistensi, rasa syukur dapat menjadi kebiasaan yang mendalam dan memberikan manfaat yang signifikan bagi kesehatan mental Anda.

 

9. Minyak Atsiri

Minyak atsiri, atau minyak esensial, adalah senyawa alami yang diekstrak dari berbagai bagian tumbuhan melalui proses penyulingan. Keunikan minyak ini terletak pada kemampuannya memengaruhi sistem penciuman, yaitu sistem sensorik tubuh yang bertanggung jawab terhadap indra penciuman. Ketika aroma minyak esensial seperti bergamot, lavender, atau lemon dihirup, sistem ini merangsang otak untuk melepaskan serotonin dan dopamin—dua zat kimia yang dikenal karena perannya dalam meningkatkan suasana hati dan memberikan perasaan tenang.

Inilah alasan mengapa aromaterapi menjadi pilihan populer bagi mereka yang mencari cara alami untuk mengatasi stres, kecemasan, depresi, atau gangguan suasana hati lainnya. Selain menenangkan pikiran, terapi ini juga membawa sentuhan relaksasi ke dalam rutinitas harian, menjadikannya pengalaman yang menyegarkan bagi tubuh dan jiwa.

 

10. Pencapaian Tujuan

Setiap kali Anda mencapai sebuah tujuan—baik itu besar maupun kecil—sistem penghargaan di otak secara otomatis aktif dan melepaskan dopamin. Zat kimia ini tidak hanya memberikan perasaan senang dan puas, tetapi juga berfungsi sebagai pendorong alami yang memotivasi Anda untuk meraih lebih banyak pencapaian. Dengan kata lain, menyelesaikan tujuan menciptakan siklus positif: semakin sering Anda mencapai sesuatu, semakin besar dorongan untuk terus maju dan melampaui batas diri.

 

11. Mengingat Kenangan Bahagia

Otak memiliki keterkaitan erat antara suasana hati dan ingatan. Ketika ingatan yang menyenangkan dipadukan dengan perhatian yang terfokus, hal ini dapat memicu produksi serotonin—hormon yang memberikan rasa bahagia. Proses ini bisa terjadi saat Anda mengingat kenangan yang ceria, seperti momen liburan keluarga yang tak terlupakan atau hari pernikahan yang penuh kebahagiaan, bahkan hanya dengan melihat foto-foto dari masa itu. Hal sederhana ini mampu membawa perasaan positif yang memperbaiki suasana hati Anda.

 

12. Mendengarkan Musik

Mendengarkan musik dan bernyanyi dapat merangsang pelepasan oksitosin, hormon yang memberikan rasa nyaman dan mempererat hubungan sosial. Menariknya, penyanyi jazz yang berimprovisasi menunjukkan pelepasan oksitosin yang lebih tinggi, berkat interaksi kreatif mereka dengan anggota band. Selain itu, penelitian menunjukkan bahwa pasien yang sedang dalam pemulihan pascaoperasi jantung terbuka mengalami pemulihan lebih cepat ketika rutin mendengarkan musik santai. Hal ini disebabkan oleh penurunan rasa sakit, stres, dan kecemasan, yang semuanya didukung oleh peningkatan kadar oksitosin dalam tubuh.

 

SUMBER

The Marion Gluck Clinic.