Sunday, 11 May 2014

Katak Kayu Alaska - Hidup Kembali Setelah Mati Beku

Katak kayu Alaska (Rana sylvatica) memiliki kemampuan untuk bertahan hidup dalam lingkungan yang bisa mencapai suhu -30°C di musim dingin selama berminggu-minggu. Katak pohon ini sanggup bertahan hidup meskipun dua per tiga cairan tubuhnya telah membeku. Hebatnya lagi, katak pohon berada dalam kondisi seperti mati, sistem pernapasan dan denyut jantung berhenti.  
Mekanisme fisiologis dan kimiawi utama yang terlibat dalam proses pertahanan diri ini adalah peningkatan kadar dua osmolit kryoprotektan, yaitu urea, yang terakumulasi selama musim gugur dan awal musim dingin, dan glukosa, yang segera terbentuk dari cadangan glikogen hepatik sebagai respon langsung terhadap kondisi beku. Keduanya mampu menurunkan titik beku cairan tubuh serta menjaga integritas membran dan makromolekul.
Lebih jauh lagi, katak pohon Alaska memiliki kemampuan antibeku yang lebih tinggi daripada saudaranya dari Ohio. Katak pohon Ohio hanya mampu menoleransi kondisi beku antara -3 hingga -6°C. Kemampuan katak pohon Alaska dalam mencegah pembekuan total pada suhu yang lebih dingin daripada katak pohon Ohio ini diteliti lebih lanjut oleh Jon Costanzo yang dipublikasikan dalam The Journal of Experimental Biology pada 2013.
Tim peneliti menemukan bahwa katak pohon Alaska memiliki hati yang lebih besar, sekitar 22% dari massa tubuh total, dibandingkan katak pohon Ohio yang hanya 8%. Massa hati yang besar ini tentu memberikan kapasitas cadangan glikogen hepatik yang besar juga.
Tim juga menemukan bahwa kadar urea hingga 10 kali lebih tinggi. Secara teoritis, glukosa dan urea yang ada dapat meningkatkan osmolalitas plasma menjadi 100 mOsm.kg-1. Tetapi pada kenyataannya, osmolalitas plasma total terukur mencapai 173 mOsm.kg-1. Hingga saat ini belum diketahui senyawa apa yang sanggup meningkatkan osmolalitas plasma ini, senyawa yang tidak ditemukan pada populasi Ohio.
Penelitian terhadap kemampuan membekukan dan ‘mencairkan’ kembali organ tanpa menyebabkan kerusakan jaringan ini diharapkan di masa mendatang dapat diterapkan pada dunia medis, seperti transplantasi organ. Sejauh ini masih belum tampak keberhasilan pembekuan organ. Hal ini kemungkinan disebabkan ukuran relatif dan kompleksitas seluler yang lebih tinggi.


Referensi
Costanzo JP, do Amaral MCF, Rosendale AJ, Lee Jr RE (2013) Hibernation physiology, freezing adaptation and extreme freeze tolerance in a northern population of the wood forg. J Exp Biol 216: 3461-3473
Sirucek S (2013) How arctic frogs survive being frozen alive. National Geographic. http://newswatch.nationalgeographic.com/2013/08/21/how-the-alaska-wood-frog-survives-being-frozen/ Diakses: 10 Mei 2014
Stead N (2013) Alaskan wood frogs stock up on solutes to survive. J Exp Biol 216: i