5 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Lensa 2.1.1. Anatomi Lensa Lensa adalah struktur kristalin berbentuk bikonveks dan transparan. Lensa memiliki dua permukaan, yaitu permukaan anterior dan posterior. Permukaan posterior lebih cembung daripada permukaan anterior. Radius kurvatura anterior 10 mm dan radius kurvatura posterior 6 mm. Diameter lensa adalah 9-10 mm dan ketebalan lensa adalah 3,5 mm saat lahir hingga 5 mm saat usia lanjut. Berat lensa 135 mg pada usia 0-9 tahun hingga 255 mg pada usia 40-80 tahun (Khurana, 2007). Lensa terletak di bilik posterior bola mata, di antara permukaan posterior iris dan badan vitreus pada lengkungan berbentuk cawan badan vitreus yang di sebut fossa hyaloid. Lensa bersama dengan iris membentuk diafragma optikal yang memisahkan bilik anterior dan posterior bola mata (Lang, 2000). Lensa tidak memiliki serabut saraf, pembuluh darah, dan jaringan ikat. Lensa dipertahankan di tempatnya oleh serat zonula yang berada di antara lensa dan badan siliar. Serat zonula ini, yang bersal dari ephitel siliar, adalah serat kaya fibrilin yang mengelilingi lensa secara sirkular (Khurana, 2007). Gambar 2.1: Anatomi Lensa (Sumber: Lang, 2000) Universitas Sumatera Utara
29
Embed
repository.usu.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 35230... · BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Lensa 2.1.1. Anatomi Lensa2013-03-16 · Lensa adalah salah satu dari media
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
5
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Lensa
2.1.1. Anatomi Lensa
Lensa adalah struktur kristalin berbentuk bikonveks dan transparan. Lensa
memiliki dua permukaan, yaitu permukaan anterior dan posterior. Permukaan
posterior lebih cembung daripada permukaan anterior. Radius kurvatura anterior
10 mm dan radius kurvatura posterior 6 mm. Diameter lensa adalah 9-10 mm dan
ketebalan lensa adalah 3,5 mm saat lahir hingga 5 mm saat usia lanjut. Berat lensa
135 mg pada usia 0-9 tahun hingga 255 mg pada usia 40-80 tahun (Khurana,
2007).
Lensa terletak di bilik posterior bola mata, di antara permukaan posterior
iris dan badan vitreus pada lengkungan berbentuk cawan badan vitreus yang di
sebut fossa hyaloid. Lensa bersama dengan iris membentuk diafragma optikal
yang memisahkan bilik anterior dan posterior bola mata (Lang, 2000). Lensa tidak
memiliki serabut saraf, pembuluh darah, dan jaringan ikat. Lensa dipertahankan di
tempatnya oleh serat zonula yang berada di antara lensa dan badan siliar. Serat
zonula ini, yang bersal dari ephitel siliar, adalah serat kaya fibrilin yang
mengelilingi lensa secara sirkular (Khurana, 2007).
Gambar 2.1: Anatomi Lensa
(Sumber: Lang, 2000)
Universitas Sumatera Utara
6
2.1.2. Embriologi Lensa
Pada bulan pertama kehamilan permukaan ektoderm berinvaginasi ke
vesikel optik primitif yang terdiri atas neuroektoderm. Struktur ektoderm murni
ini akan berdiferensiasi menjadi tiga struktur, yakni serat geometrik sentral lensa,
permukaan anterior sel epithel, dan kapsul hyalin aselular. Arah pertumbuhan
struktur epithel yang normal adalah sentrifugal. Sel yang telah berkembang
sempurna akan bermigrasi ke permukaan dan mengelupas. Pertumbuhan serat
lensa primer membentuk nukleus embrionik. Di bagian ekuator, sel epithel akan
berdiferensiasi menjadi serat lensa dan membentuk nukleus fetus. Serat sekunder
yang baru ini akan menggantikan serat primer ke arah pertengahan lensa.
Pembentukan nukleus fetus yang mendekati nukleus embrionik akan sempurna
saat lahir. Laju pertumbuhan lensa fetus adalah 180 mg/tahun. Lensa fetus
berbentuk bulat sempurna (Lang, 2000).
2.1.3. Pertumbuhan Lensa
Lensa akan terus tumbuh dan membentuk serat lensa seumur hidup, tidak
ada sel yang mati ataupun terbuang karena lensa ditutupi oleh kapsul lensa.
Pembentukan serat lensa pada ekuator, yang akan terus berlanjut seumur hidup,
membentuk nukleus infantil selama dekade pertama dan kedua kehidupan serta
membentuk nukleus dewasa selama dekade ketiga. Arah pertumbuhan lensa yang
telah berkembang berlawanan dengan arah pertumbuhan embriologinya. Sel yang
termuda akan selalu berada di permukaan dan sel yang paling tua berada di pusat
lensa. Laju pertumbuhan lensa adalah 1,3 mg/tahun antara usia 10-90 tahun
(Khurana, 2007).
2.1.4. Histologi Lensa
Secara histologis, lensa memiliki tiga komponen utama:
1. Kapsul lensa
Universitas Sumatera Utara
7
Lensa dibungkus oleh simpai tebal (10-20 μm), homogen, refraktil, dan
kaya akan karbohidrat, yang meliputi permukaan luar sel-sel epithel. Kapsul ini
merupakan suatu membran basal yang sangat tebal dan terutama terdiri atas
kolagen tipe IV dan glikoprotein. Kapsul lensa paling tebal berada di ekuator (14
μm) dan paling tipis pada kutub posterior (3 μm). Kapsul lensa bersifat
semipermeabel, artinya sebagian zat dapat melewati lensa dan sebagian lagi tidak.
2. Epitel subkapsular
Epitel subkapsular terdiri atas sel epitel kuboid yang hanya terdapat pada
permukaan anterior lensa. Epitel subkapsular yang berbentuk kuboid akan
berubah menjadi kolumnar di bagian ekuator dan akan terus memanjang dan
membentuk serat lensa. Lensa bertambah besar dan tumbuh seumur hidup dengan
terbentuknya serat lensa baru dari sel-sel yang terdapat di ekuator lensa. Sel-sel
epitel ini memiliki banyak interdigitasi dengan serat-serat lensa.
3. Serat lensa
Serat lensa tersusun memanjang dan tampak sebagai struktur tipis dan
gepeng. Serat ini merupakan sel-sel yang sangat terdiferensiasi dan berasal dari
sel-sel subkapsular. Serat lensa akhirnya kehilangan inti serta organelnya dan
menjadi sangat panjang. Sel-sel ini berisikan sekelompok protein yang disebut
kristalin.
Gambar 2.2: Histologi Lensa
(Sumber: Junqueira, 2003)
Universitas Sumatera Utara
8
Lensa ditahan di tempatnya oleh sekelompok serat yang tersusun radial
yang disebut zonula, yang satu sisinya tertanam di kapsul lensa dan sisi lainnya
pada badan siliar. Serat zonula serupa dengan miofibril serat elastin. Sistem ini
penting untuk proses akomodasi, yang dapat memfokuskan objek dekat dan jauh
dengan mengubah kecembungan lensa. Bila mata sedang istirahat atau
memandang objek yang jauh, lensa tetap diregangkan oleh zonula pada bidang
yang tegak lurus terhadap sumbu optik. Bila melihat dekat, muskulus siliaris akan
berkontraksi, dan koroid beserta badan siliar akan tertarik ke depan. Ketegangan
yang dihasilkan zonula akan berkurang dan lensa menebal sehingga fokus objek
dapat dipertahankan (Junqueira dan Carneiro, 2004).
2.1.5. Fungsi Lensa
Lensa adalah salah satu dari media refraktif terpenting yang berfungsi
memfokuskan cahaya masuk ke mata agar tepat jatuh di retina. Lensa memiliki
kekuatan sebesar 10-20 dioptri tergantung dari kuat lemahnya akomodasi.
2.1.6. Komposisi Lensa
Lensa terdiri atas air sebanyak 65%, protein sebanyak 35% (kandungan
protein tertinggi di antara jaringan-jaringan tubuh), dan sedikit sekali mineral
dibandingkan jaringan tubuh lainnya. Kandungan kalium lebih tinggi di lensa
daripada dijaringan lain. Asam askorbat dan glutation terdapat dalam bentuk
teroksidasi maupun tereduksi. Lensa tidak memiliki serabut saraf, pembuluh
darah, dan jaringan ikat (Vaughan, 2007).
Protein lensa dapat dibagi menjadi dua berdasarkan kelarutannya dalam
air, yaitu protein laut air (protein sitoplasmik) dan protein tidak larut air (protein
sitoskeletal). Fraksi protein larut air sebesar 80% dari seluruh protein lensa yang
terdiri atas kristalin. Kristalin adalah protein intraselular yang terdapat pada
epithelium dan membran plasma dari sel serat lensa. Kristalin terbagi atas kristalin
alpha (α), beta (β), dan gamma (γ). Akan tetapi, kristalin beta dan gamma adalah
Universitas Sumatera Utara
9
bagian dari famili yang sama sehingga sering disebut sebagai kristalin
betagamma.
Kristalin alpha merepresentasikan 32% dari protein lensa. Kristalin alpha
adalah protein dengan besar molekul yang paling besar yaitu sebesar 600-4000
kDa, bergantung pada kecenderungan subunitnya untuk beragregasi. Kristalin
alpha bukan merupakan suatu protein tersendiri, melainkan gabungan dari 4
subunit mayor dan 9 subunit minor. Setiap polipeptida subunit memiliki berat
molekul 20 kDa. Rantai ikatannya merupakan ikatan hidrogen dan interaksi
hidrofobik. Kristalin alpha terlibat dalam transformasi sel epithel menjadi serat
lensa. Laju sintesis kristalin alpha tujuh kali lebih cepat di sel epitel dari pada di
serat kortikal, mengindikasikan penurunan laju sintesis setelah transformasi.
Kristalin beta dan gamma memiliki rangkaian asam amino homolog dan
struktur yang sama sehingga dapat dipertimbangkan sebagai satu famili protein.
Kristalin beta berkontribusi sebesar 55% dari protein larut air pada protein lensa.
Protein lensa yang tidak larut air dapat dibagi menjadi dua, yaitu protein
yang larut dalam urea dan yang tidak larut dalam urea. Fraksi yang larut dalam
urea terdiri atas protein sitoskeletal yang berfungsi sebagai rangka struktural sel
lensa. Fraksi yang tidak larut urea terdiri atas membran plasma serat lensa.
Major Intrinsic Protein (MIP) adalah protein yang menyusun plasma
membran sebesar 50%. MIP pertama sekali muncul di lensa ketika serat lensa
mulai memanjang dan dapat di jumpai di membran plasma di seluruh masa lensa.
MIP tidak dijumpai di sel epitel, maka dari itu MIP berhubungan dengan
diferensiasi sel menjadi serat lensa.
Seiring dengan meningkatnya usia, protein lensa menjadi tidak larut air
dan beragregasi membentuk partikel yang lebih besar yang mengaburkan cahaya.
Akibatnya lensa menjadi tidak tembus cahaya. Selain itu, seiring dengan
bertambahnya usia, maka makin banyak protein yang larut urea menjadi tidak
larut urea (American Academy of Ophthalmology, 2007).
Universitas Sumatera Utara
10
2.1.7. Metabolisme Lensa
Tujuan utama dari metabolisme lensa adalah mempertahankan
ketransparanan lensa. Lensa mendapatkan energi terutama melalui metabolisme
glukosa anaerobik. Komponen penting lain yang dibutuhkan lensa adalah bentuk
NADPH tereduksi yang didapatkan melalui jalur pentosa yang berfungsi sebagai
agen pereduksi dalam biosintesis asam lemak dan glutation. Metabolisme
berbagai zat di lensa adalah sebagai berikut:
1. Metabolisme gula
Glukosa memasuki lensa dari aqueous humor melalui difusi sederhana dan
difusi yang difasilitasi. Kira-kira 90-95% glukosa yang masuk ke lensa akan
difosforilasi oleh enzim hexokinase menjadi glukosa-6-fosfat. Hexokinase akan
tersaturasi oleh kadar glukosa normal pada lensa sehingga apabila kadar glukosa
normal telah dicapai, maka akan reaksi ini akan terhenti. Glukosa-6-fosfat yang
terbentuk ini akan digunakan di jalur glikolisis anaerob dan jalur pentosa fosfat.
Lensa tidak dilalui pembuluh darah sehingga kadar oksigen lensa sangat
rendah. Oleh karena itu, metabolisme utamanya berlangsung secara anaerob yaitu
glikolisis anaerob. Sebesar 70% ATP lensa dihasilkan melalui glikolisis anaerob.
Walaupun kira-kira hanya 3% dari glukosa masuk ke siklus Krebs, tetapi siklus ini
menghasilkan 25% dari seluruh ATP yang dibentuk di lensa.
Jalur lain yang memetabolisme glukosa-6-fosfat adalah jalur pentosa
fosfat. Kira-kira 5% dari seluruh glukosa lensa dimetabolisme oleh jalur ini dan
dapat distimulasi oleh peningkatan kadar glukosa. Aktivitas jalur pentosa fosfat di
lensa lebih tinggi dibandingkan di jaringan lain untuk menghasilkan banyak
NADPH yang berfungsi untuk mereduksi glutation.
Jalur lain yang berperan dalam metabolisme glukosa di lensa adalah jalur
sorbitol. Ketika kadar glukosa meningkat, seperti pada keadaan hiperglikemik,
jalur sorbitol akan lebih aktif dari pada jalur glikolisis sehingga sorbitol akan
terakumulasi. Glukosa akan diubah menjadi sorbitol dengan bantuan enzim yang
berada di permukaan epitel yaitu aldosa reduktase. Lalu sorbitol akan
dimetabolisme menjadi fruktosa oleh enzim poliol dehidrogenase. Enzim ini
Universitas Sumatera Utara
11
memiliki afinitas yang rendah, artinya sorbitol akan terakumulasi sebelum dapat
dimetabolisme, sehingga menyebabkan retensi sorbitol di lensa. Selanjutnya
sorbitol dan fruktosa menyebabkan tekanan osmotik meningkat dan akan menarik
air sehingga lensa akan menggembung, sitoskeletal mengalami kerusakan, dan
lensa menjadi keruh.
2. Metabolisme protein
Konsentrasi protein lensa adalah konsentrasi protein yang tertinggi dari
seluruh jaringan tubuh. Sintesa protein lensa berlangsung seumur hidup. Sintesis
protein utama adalah protein kristalin dan Major Intrinsic Protein (MIP). Sintesa
protein hanya berlangsung di sel epitel dan di permukaan serabut kortikal.
Lensa protein dapat stabil dalam waktu yang panjang karena kebanyakan
enzim pendegradasi protein dalam keadaan normal dapat diinhibisi. Lensa dapat
mengontrol degradasi protein dengan menandai protein yang akan didegradasi
dengan ubiquitin. Proses ini berlangsung di lapisan epitelial dan membutuhkan
ATP. Lensa protein dirombak menjadi peptida oleh endopeptidase lalu dirombak
lagi menjadi asam amino oleh eksopeptidase. Endopeptidase diaktivasi oleh
megnesium dan kalsium dan bekerja optimal pada pH 7,5. Substrat utama enzim
ini adalah kristalin alpha. Contoh endopeptidase adalah calpain. Calpain dapat
diinhibisi oleh calpastatin. Calpastatin adalah merupakan inhibitor netral yang
konsentrasinya lebih tinggi daripada calpain.
3. Glutation
Glutation (L-γ-glutamil-L-sisteinglisin) dijumpai dalam konsentrasi yang
besar di lensa, terutama di lapisan epitelial. Fungsi glutation adalah
mempertahankan ketransparanan lensa dengan cara mencegah aggregasi kritalin
dan melindungi dari kerusakan oksidatif.
Glutation memiliki waktu paruh 1-2 hari dan didaur ulang pada siklus γ-
glutamil. Sintesis dan degradasi glutation berlangsung dalam kecepatan yang
sama. Glutation disintesis dari L-glutamat, L-sistein, dan glisin dalam dua tahap
yang membutuhkan 11-12% ATP lensa. Glutation tereduksi juga didapatkan dari
Universitas Sumatera Utara
12
aqueous humor melalui transporter khusus. Pemecahan glutation mengeluarkan
asam amino yang akan didaur ulang untuk pembentukan glutation selanjutnya.
4. Mekanisme antioksidan
Lensa dapat mengalami kerusakan akibat radikal bebas seperti spesies
oksigen reaktif. Spesies oksigen reaktif adalah sebutan untuk sekelompok radikal
oksigen yang sangat reaktif, merusak lipid, protein, karbohidrat dan asam nukleat.
Contoh-contoh radikal oksigen adalah anion superoksida (O2-), radikal bebas