Ingatan Belajar Farmasi dan Belajar Ingatan dari Ilmu Farmasi

Sebagai seseorang yang pernah mengenyam pendidikan di fakultas kedokteran, tentu saja saya pernah mencicipi pula rumitnya belajar kimia dan biokimia, serta ilmu farmasi dan farmakologi sebagai kelanjutannya.

Ilmu yang dipenuhi aneka rumus, struktur molekul, dan berbagai jenis reaksi yang mempertemukan beragam bahan alam ataupun elemen yang ada di semesta. Baik yang berasal dari sediaan natural, ataupun hasil sintesis yang tentu saja proses untuk mendapatkannya juga merupakan kerumitan tersendiri.

Pas hari ini saat menikmati perjalanan kereta api di lintas selatan Jawa di dalam gerbong KA Malabar kelas Premium Ekonomi, saya membaca berita di media digital terkait investasi Kalbe Farma yang menggandeng grup Livzon Pharmaceutical untuk membangun industri bahan aktif farmasi atau active pharmaceutical ingredients alias API di Indonesia.

Kata mentor saya, Kang Dokter Andry Dachlan, that’s a good news…, secara beliau adalah dokter yang telah banyak mencicipi asam garam sebagai ekspatriat medis di beberapa lokus budaya dan negara, bisa mengurangi terkurasnya devisa dan bangsa ini dapat semakin mandiri dalam sektor-sektor fundamental yang paling krusial. Demikian fatwa beliau dalam komentarnya di WAG Rumah Peradaban.

Lalu apakah sebenarnya API itu? Mengapa ia sedemikian membara dan menyala hingga Bang Dokter Andry menjadi sedemikian bergelora hasrat jiwanya? API atau bahan aktif farmasetikal adalah zat dalam obat yang bertanggung jawab atas efek terapeutik atau farmakologisnya.

Bahan ini adalah komponen utama yang memberikan manfaat medis kepada pasien. API bisa berupa senyawa tunggal atau campuran yang dirancang untuk mengobati atau mencegah penyakit.

Contoh bahan aktif farmasi yang saat ini kita kenal dan juga tersedia di berbagai apotek, termasuk apotek milik Dr Andry, meliputi antara lain; Parasetamol yang memilili efek analgesik dan antipiretik, pereda nyeri dan penurun demam.

Lalu ada Amoksisilin, yang merupakan Antibiotik dengan daya anti mikroba yang biasa digunakan dalam terapi infeksi bakteri.

Kita sudah lama mengenal pula Ibuprofen, obat Anti-inflamasi nonsteroid yang biasa digunakan untuk meredakan nyeri dan mereduksi efek peradangan yang biasa timbul karena adanya infeksi, trauma, atapun kondisi autoimunitas.

Untuk penderita penyakit degeneratif metabolik, diabetes melitus, ada obat yang sudah cukup dikenal; Metformin. Sedangkan untuk pengidap darah tinggi atau hipertensi ada Amlodipin misalnya.

Semua obat di atas sebenarnya memiliki efek farmasetikal karena kandungan zat aktifnya lah yang memiliki titik tangkap di berbagai sistem faal tubuh.

Yang menjadi PR kita saat ini adalah, adanya ketergantungan pada bahan baku obat, termasuk API, hingga harga sediaan obat dalam negeri sulit dikontrol dan amat dipengaruhi oleh fluktuasi dan dinamika secara global. wa bil khusus dipengaruhi oleh industri API yang saat ini berada di luar negeri dan di luar jangkauan otoritas industri farmasi dan ekonomi kita.

Maka terobosan untuk membangun industri API adalah suatu langkah yang sangat baik dan wajib untuk diapresiasi. Meski masih banyak lagi PR yang menanti kita bersama, karena API barulah salah satu mata rantai dalam proses produksi obat, masih ada industri kimia hulu yang harus dikembangkan, riset berbasis bioteknologi, pemanfaatan bahan alam Nusantara untuk meningkatkan daya saing, juga yang utama sebenarnya adalah mengembangkan konsep promotif dan preventif dalam konteks pencegahan penyakit dan peningkatan kualitas hidup, antara lain dengan pendekatan teknologi farmaseutikal yang dapat menghasilkan produk seperti nutrisi dan suplementasi yang presisi berbasis genomik dalam konteks nutrigenomik, agar segenap warga masyarakat dapat ditingkatkan kualitas kesehatannya dan dikurangi tingkat kesakitannya.

Memang sesulit apa proses produksi API itu, hingga setelah merdeka 79 tahun kita baru mulai merintis industrinya? Mari kita lihat bersama tahapan proses produksi bahan aktif farmasi yang melibatkan beberapa langkah fundamental berikut ya; sintesis kimia, pemurnian, dan pengujian kualitas.

Tapi dalam praktiknya prosesnya bisa sangat kompleks dan bervariasi tergantung pada jenis API apa yang diproduksi.

Reaksi kimia yang digunakan dalam sintesis API juga bisa sangat beragam, seperti reaksi substitusi, dimana terjadi proses untuk menggantikan satu atom atau gugus atom dalam molekul dengan jenis atom yang lain.

Lalu ada reaksi adisi, yang menggabungkan dua atau lebih molekul untuk membentuk senyawa yang lebih besar. Sementara reaksi eliminasi ditujukan untuk menghilangkan atom atau gugus atom dari molekul untuk membentuk senyawa yang lebih kecil.

Ada pula reaksi kondensasi yang menggabungkan dua molekul dengan penghilangan molekul kecil seperti air.

Kalau berdasar proses berbasis reaksi hayati, ada penggunaan mekanisme fermentasi, seperti pada pembuatan API antibiotika Penicillin yang dibantu oleh jamur Penicillium chrysogenum.

Bahan baku yang diperlukan untuk produksi API bervariasi tergantung pada senyawa yang akan dibuat, tetapi biasanya meliputi prekursor kimia berupa senyawa awal yang akan diubah menjadi API melalui reaksi kimia.

Lalu ada zat pelarut, yaitu zat cair yang digunakan untuk melarutkan bahan-bahan selama proses sintesis. Ada pula katalis berupa zat yang mempercepat reaksi kimia tanpa turut mengalami perubahan permanen.

Katalis akan bekerja dengan substrat dan reagen berupa zat yang bereaksi dengan prekursor untuk menghasilkan produk yang diinginkan.

Contoh bahan aktif obat (BAF/API) yang paling sering digunakan atau banyak dikenal masyarakat adalah parasetamol. Bagaimana proses sintesis API Parasetamol?

Untuk memproduksj parasetamol dibutuhkan bahan baku berupa Nitrobenzen, natrium hidroksida (NaOH), hidrogen (H2), dan asam asetat (CH3COOH).

Reaksi kimia yang terjadi dalam proses pembuatan Parasetamol antara lain adalah sebagai berikut,
– Nitrobenzen direduksi menjadi fenilamin (anilin) dengan hidrogen dalam kehadiran katalis.
– Anilin kemudian diasetilasi dengan anhidrida asetat untuk menghasilkan parasetamol.

C6H7NO + (CH3CO)2O → C8H9NO2 + CH3COOH
(p-aminophenol) + (anhidrida asetat) → (paracetamol) + (asam asetat)

Produksi API harus dilakukan dalam kondisi yang sangat terkontrol untuk memastikan keamanan, efektivitas, dan kualitas produk akhir, maka tidak mudah dan butuh investasi sangat besar, baik dalam hal sumber daya manusia maupun infrastruktur penunjang proses produksinya.

Maka dari itu, wajar jika kita bersyukur saat grup Kalbe sebagai entitas bisnis swasta sudah mulai merintis kemandirian farmasi nasional, dengan membangun industri bahan aktif dan bahan baku obat.

Sebelumnya BUMN farmasi melalui holding farmasi Biofarma telah menginisiasi anak perusahaan dan cucu perusahaannya, PT Kimia Farma Sungwun Pharmacopia (KFSP) untuk membangun pabrik bahan baku farmasi pertama di Indonesia. KFSP memproduksi bahan baku obat (BBO) dan bahan baku kosmetik (BBK). Produk BBO yang telah dihasilkan KFSP antara lain:
Povidone Iodine, Atorvastatin, Simvastatin, Clopidogrel, Efavirenz,& Entecavir.

Dalam perjalanan pulang ke arah barat dengan menumpang KA 91 Lodaya Pagi relasi Solo Balapan – Bandung, saya yang tengah asyik masyuk menikmati gudeg telur Yu Djum, tiba-tiba terusik ingatan akan kuliah faal tentang ingatan manusia. Setelah saya ingat-ingat, materi tentang faal ingatan atau memori itu sebagian besar di antaranya masih saya ingat. Lalu dengan mengingat-ingat kuliah tentang proses mengingat itu, saya pun mulai membuka file ingatan tentang proses mengingat.

Rupanya ingatan saya akan mekanisme mengingat dan ingatan itu masih lumayan. Banyak materi dapat saya ingat kembali. Lalu mengapa topik bisa secara random tiba-tiba berubah menjadi bahasan soal ingatan dan bagaimana ingatan bisa dibangun di otak kita? Tak lain dan tak bukan karena saya ingat bahwa di dalam berbagai materi kuliah farmasi banyak sekali teori dan rumus kimia yang harus diingat-ingat.

Maklumlah, selain pernah ikut dalam tim pendirian Fakultas Kedokteran di Universitas Islam Bandung, saya juga pernah diajak membantu tim pendirian program studi farmasi di universitas yang sama. Bahkan saya pernah diminta mengurus izin prinsip penyelenggaraan program spesialis bedah urologi di fakultas kedokteran Universitas Pajajaran, hingga mungkin saya disangka orang berprofesi sebagai konsultan pendidikan tinggi mungkin ya?

Kebetulan partner in crime saya di prodi Farmasi adalah Apt Dr Suwendar Roni yang saat ini menjabat Dekan FMIPA Unisba. Nah riset S2 beliau di ITB adalah kajian tentang peran neurotransmiter di otak mencit dalam mengembangkan kapasitas kecerdasan untuk menjalankan tugas-tugas tertentu, cucok bukan?

Lalu bagaimana ingatan jangka panjang dari jaman kuliah di FK Undip yang dimulai tahun 1989 itu bisa datang kembali memenuhi benak saya, di saat hari tengah menjelang siang?

Salah satunya tentu karena kehadiran molekul ajaib yang dikaruniakan Allah SWT di dalam otak kita. Molekul protein itu bernama CaMKII. Calcium/calmodulin-dependent protein kinase II (CaMKII) memainkan peran penting dalam proses pembentukan memori, terutama dalam bentuk memori jangka panjang yang dikenal sebagai Long-Term Potentiation (LTP).

CaMKII diaktifkan oleh ion kalsium (Ca²⁺) yang masuk ke dalam neuron melalui reseptor NMDA selama aktivitas sinaptik. Kemudian Kalsium mengikat protein calmodulin, membentuk kompleks calcium/calmodulin yang kemudian mengaktifkan CaMKII.

Setelah diaktifkan, CaMKII mengalami autofosforilasi pada residu treonin-286. Proses ini memungkinkan CaMKII untuk tetap aktif bahkan setelah kadar kalsium menurun. Hal ini memungkinkan CaMKII untuk menghasilkan sinyal secara berkesinambungan, yang penting untuk pembentukan memori jangka panjang.

CaMKII yang aktif dapat memfosforilasi berbagai protein target di sinapsis, seperti reseptor AMPA. Fosforilasi reseptor AMPA akan meningkatkan jumlah dan aktivitas reseptor ini di membran postsinaptik, memperkuat sinapsis dan meningkatkan respons terhadap neurotransmiter glutamat.

Selain molekul CaMKII ADs beberapa molekul lain yang terlibat dalam proses pembentukan ingatan jangka panjang, antara lain reseptor NMDA yang berperan sebagai detektor koinsiden yang memungkinkan masuknya kalsium ke dalam neuron ketika glutamat berikatan dengan reseptor dan neuron sedang mengalami proses/fase depolarisasi.

Lalu ada reseptor AMPA, dimana reseptor AMPA ini bertanggung jawab untuk transmisi sinaptik eksitatorik cepat. Modifikasi pada reseptor ini, seperti peningkatan jumlahnya di membran postsinaptik, adalah salah satu mekanisme utama LTP.

Kemudian ada BDNF (Brain-Derived Neurotrophic Factor), dimana BDNF adalah molekul neurotropik yang meningkatkan pertumbuhan dan diferensiasi neuron serta sinapsis. BDNF juga berperan dalam LTP dan pembentukan memori dengan memodulasi plastisitas sinaptik.

Selanjutnya ada Cyclic AMP Response Element-Binding Protein (CREB), dimana CREB adalah faktor transkripsi yang diaktifkan selama LTP dan diperlukan untuk transkripsi gen yang terlibat dalam pembentukan memori jangka panjang. Aktivasi CREB memicu ekspresi gen yang mendukung pertumbuhan sinapsis baru dan penguatan sinapsis yang ada.

Bagaimanakah tahapan proses pembentukan memori di sel-sel Neuron sampai terciptanya kenangan dan beribu cerita yang kemudian dapat kita panggil (recall) kembali?

Pembentukan memori dimulai dari aktivitas sinaptik di sinapsis yang melibatkan pelepasan neurotransmiter (seperti glutamat) dan aktivasi reseptor postsinaptik (seperti NMDA dan AMPA).

Kemudian terjadi peningkatan kadar Kalsium intraneuronal yang dipicu oleh aktivasi reseptor NMDA yang memungkinkan masuknya kalsium ke dalam neuron postsinaptik.

Pada gilirannya peningkatan kadar kalsium mengaktifkan jalur sinyal, termasuk CaMKII, yang memodulasi perubahan biokimia dan struktural di sinapsis.

Aktivasi CaMKII dan molekul lainnya menyebabkan fosforilasi protein sinaptik, rekrutmen reseptor AMPA tambahan, dan peningkatan kekuatan sinaptik hingga dapat membentuk ingatan atau kenangan jangka panjang.

Pembentukan emori jangka panjang juga melibatkan modifikasi epigenetik dan ekspresi gen yang dikendalikan oleh faktor transkripsi seperti CREB, yang mendukung pembentukan dan memelihara keberadaan memori jangka panjang.

Dengan demikian, pembentukan memori adalah proses kompleks yang melibatkan berbagai molekul dan jalur sinyal yang berinteraksi untuk mengubah profil dan konfigurasi sinapsis untuk mendukung penyimpanan informasi dalam jangka panjang.

Saya jadi banyak bersyukur, terlebih ketika mengetik tulisan ini di WA, saya membaca postingan dr Gia Pratama, dokter humanis plus novelis yang menyebut dirinya sebagai pengabdi kemanusiaan, yang seperti biasa, sangat inspiratif dan mengingatkan kembali akan pelajaran anatomi muskulus/otot, saat dr Gia menyebut-nyebut otot sternocleidomastoideus, platysma, dan sternohyoid.

Tak hanya itu saja, di unggahan dr Gia, ada nasehat beliau yang sangat bijak terkait pasiennya yang mencoba “bundir” dengan menyayat leher dengan cutter, …. pada saat ulat merasa dunianya akan berakhir, ia tak menyadari bahwa ia akan berubah menjadi kupu-kupu… dan kupu-kupu terkadang juga tak menyadari betapa indah dan cantiknya mereka, karena mereka tak dapat melihat aneka corak dan warna pada sayapnya sendiri.

Tapi sadarilah, meski kita tak bisa melihat kelebihan kita, tapi orang di sekitar kita dapat merasakannya dan mungkin membutuhkan kehadiran kita…

Setiap yang telah tercipta di semesta tentulah punya peran yang harus dijalankan. Maka jalankanlah dengan gembira dan suka cita bukan?

Mungkin itulah mengapa kita dikaruniai ingatan, agar kita bisa menjadikan pengalaman sebagai pelajaran untuk memperbaiki diri dalam menyongsong masa depan. 🙏🏾🙏🏾🇲🇨