Biokimia Dan Metabolisme Lensa

World Health Organization (WHO) secara global memperkirakan terdapat 253 juta penduduk mengalami gangguan penglihatan dengan 36 juta diantaranya mengalami kebutaan pada tahun 2017. International Agency for Prevention of Blindness South East Asia Region (IAPB SEAR) mengumpulkan data Rapid Assessement of Avoidable Blindness (RAAB) dari delapan negara kawasan Asia Tenggara dan mendapatkan hasil katarak merupakan penyebab utama kebutaan dan gangguan penglihatan sedang sampai buruk pada empat negara kawasan Asia Tenggara, salah satunya Indonesia. Kebutaan kedua mata akibat katarak yang tidak ditangani pada masyarakat berusia di atas 50 tahun di Indonesia, khususnya di Jawa Barat mencapai 71,7%. 

Lensa merupakan media refraktif pada mata yang bersifat transparan. Hilangnya sifat transparan lensa sehingga menjadi keruh pada katarak akan mengganggu proses pembentukan bayangan pada retina sehingga dapat terjadi gangguan penglihatan bahkan kebutaan. Beberapa faktor dapat mempengaruhi terjadinya kekeruhan pada lensa. Perubahan sifat biokimia dan metabolisme dari lensa merupakan proses dasar dalam pembentukan katarak.

Lensa merupakan struktur yang unik pada mata. Struktur lensa terus berkembang sepanjang kehidupan sejak tahap embriogenesis. Lensa mengandung komposisi dan reaksi kimia yang saling berhubungan dalam menciptakan kejernihan. Perubahan dari segi biokimia, molekular maupun selular terjadi seiring dengan bertambahnya usia. Paparan radikal bebas dan kondisi metabolic sistemik juga dapat memicu perubahan tersebut.

Lensa terletak di belakang iris dan di depan badan vitreus. Serat zonular merupakan ikatan serat mikrofibril yang kuat yang menggantung lensa agar posisi lensa tidak berubah. Lensa memiliki struktur bikonveks berbentuk seperti elips dengan radius kurvatura anterior dan posterior yang berbeda. Kurvatura anterior berkisar antara 8–14 mm dan kurvatura posterior berkisar 4,5–7,5 mm. Permukaan anterior dan posterior lensa dipisahkan oleh ekuator.

Lensa memiliki beberapa bagian antara lain kapsul, lapisan epitelium, korteks, dan nukleus. Lapisan epitelium dan serat lensa memproduksi material pembentuk kapsul yang merupakan membran basalis yang tebal, halus, dan menyelubungi seluruh permukaan lensa.

Lensa bertanggung jawab dalam pembentukan bayangan fokus yang diproyeksikan pada retina. Lensa menyumbangkan kekuatan refraktif 20 dioptri pada keadaan tidak berakomodasi. Kemampuan lensa untuk tidak menyerap ataupun menyebarkan cahaya dalam jumlah yang signifikan pada spektrum cahaya yang dapat terlihat menyebabkan lensa memiliki struktur yang transparan.

Lensa memiliki komposisi kimia yang didominasi oleh protein. Kandungan protein pada lensa lebih tinggi dibandingkan dengan jaringan lainnya dengan konsentrasi mencapai 33% dari berat basahnya. Protein lensa banyak tersebar dalam sitoplasma. Protein lensa dibagi menjadi dua kelompok berdasarkan kelarutannya dalam air, yaitu kelompok yang larut dalam air dan kelompok yang tidak larut dalam air. Fraksi protein yang larut dalam air mencapai 80% dari total keseluruhan. Fraksi protein yang tidak larut dalam air membentuk komponen struktural pada lensa.

Perubahan biokimia yang terjadi meliputi perubahan pada protein, perubahan komunikasi interselular dan perubahan metabolik. Perubahan protein meliputi peningkatan agregasi protein oleh proses crosslinking peptida sehingga membentuk partikel dengan ukuran besar dan menjadi tidak larut, raseminasi dan deaminasi yang menyebabkan perubahan konformasi protein, peningkatan proteolisis kristalin, dan degradasi dari protein sitoskeletal. Secara morfologi, sel yang kehilangan organisasi sitoskeletalnya akan menyebabkan terbentuknya vakola.

Terdapat tiga tipe katarak senilis berdasarkan lokasinya, yaitu katarak nuklear, kortikal, dan subkapsular posterior. Mekanisme yang terjadi pada masing-masing tipe katarak berbeda-beda. Mekanisme pada katarak nuklear meliputi modifikasi protein di area nukleus dan sekitarnya. Terjadi crosslinking protein, akumulasi fluoresensi kromofor, dan peningkatan potensi oksidasi pada lensa yang menyebabkan penyebaran cahaya dan munculnya warna kuning kecokelatan pada lensa. Agregasi protein pada katarak nuklear terdapat di sitoplasma.

Terjadinya perubahan permeabilitas membran pada serat lensa dan ketidakseimbangan ion merupakan mekanisme penting dalam terbentuknya katarak kortikal. Terdapat peningkatan konsentrasi ion kalsium di intraselular pada katarak jenis ini. Jenis katarak lainnya, yaitu jenis subkapsular posterior, memiliki mekanisme adanya penurunan kemampuan dari sel epitel lensa untuk membentuk serat baru. Sel-sel ini kemudian berkembang ke arah posterior kapsul dan membentuk plak. Agregasi protein pada katarak kortikal maupun subcapsular melekat pada membran sel.

Lensa merupakan suatu struktur yang unik pada mata. Lensa terus membentuk sel-sel baru dari tahap embriogenesis hingga sepanjang kehidupan sampai terbentuk lapisan-lapisan sel dengan sel yang paling tua berada di bagian nukleus. Lensa harus tetap transparan untuk dapat melakukan fungsinya sebagai media optikal dalam memfokuskan cahaya pada retina. Penurunan transparansi merupakan bagian dari proses penuaan pada lensa. Agregasi protein intraseluler, terbentuknya vakuola pada sel, dan degenerasi sel membran merupakan beberapa faktor yang mempengaruhi penurunan transparansi. Hal ini akan menyebabkan lensa menjadi keruh sehingga terbentuk katarak yang dapat menyebabkan gangguan penglihatan bahkan kebutaan.

DAFTAR PUSTAKA

1. Vision impairment and blindness [document on the Internet]. WHO. 2017 [diperbarui Oktober 2017; diunduh 9 April 2018]. Tersedia dari: http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs282/en/
2. Das T. Blindness and visual impairment profile and rapid assessment of avoidable blindness in South East Asia : Asia-Pacific J Ophthalmol. 2018;0(0): hlm. 2–5.
3. Syumarti, Rini M, Ratnanina N, Halim A, Limburgh H. Prevalence and causes of blindness in people age 50 years and above , the intervention category and action required reducing blindness in West Java Province Indonesia. J Ophthalmol Clin Res. 2017;1(1): hlm. 1–4.
4. Basic and clinical science course section 11: Lens and cataract. San Francisco: American Academy of Ophthalmology; 2016. hlm. 27-61.
5. Forrester J V, Dick AD, McMenamin PG, Roberts F, Pearlman E. The eye basic sciences in practice. Edisi ke-4. China: Elsevier; 2016. hlm. 33-240.
6. Basic and clinical science course section 2: Fundamentals and principals of ophthalmology. San Fransisco: American Academy of Ophthalmology; 2016. hlm. 60-206.
7. Beebe DC. The lens. Dalam: Levin LA, Nilsson SFE, Hoeve J Ver, Wu S, L. PK, Alm A, editor. Adler’s physiology of the eye. Edisi ke-11. China: Elsevier Inc; 2011. hlm. 258–315.
8. Skalicky SE. Ocular and visual physiology clinical application. Singapura: Springer; 2016. hlm. 47-58.
9. Bye LA, Modi NC, Stanford M. Basic sciences of ophthalmology. Oxford: Oxford University Press; 2013. hlm. 136-137.
10. Vaghefi E, Liu N, Donaldson PJ. A computer model of lens structure and function predicts experimental changes to steady state properties and circulating currents. Biomed Eng Online. 2013;12(85): hlm. 1–19.
11. Whikehart DR. Biochemistry of the eye. Edisi ke-2. Pennsylvania: Elsevier Inc; 2003. hlm. 22-29.
12. Haslbeck M, Peschek J, Buchner J, Weinkauf S. Structure and function of α-crystallins: Traversing from in vitro to in vivo. Biochim Biophys Acta.2015; hlm. 1–12.
13. Tweeddale HJ, Hawkins CL, Janmie JF, Truscott RJW, Davies MJ. Cross-linking of lens crystallin proteins induced by tryptophan metabolites and metal ions : implications for cataract development. Free Radic Res. 2016;50(10): hlm. 1116–30.
14. Wormstone IM, Wride MA. The ocular lens : A classic model for development , physiology and disease. Phil Trans R Soc B. 2011;366: hlm. 1190–2.
15. Leo T. Chylack J. Surgical anatomy, biochemistry, pathogenesis, and classification of cataracts. Dalam: Steinert RF, editor. Cataract surgery. Edisi ke-3. Elsevier; 2010. hlm. 15–37.
16. Skinner C, Utz VM. Pharmacological approaches to restoring lens transparency : Real world applications. Ophthalmic Genet. 2016;6810: hlm1–4.
17. Shanmugam PM, Barigali A, Kadaskar J, Borgohain S, Kailash D, Mishra C, et al. Effect of lanosterol on human cataract nucleus. Indian J Ophthalmol. 2015;63(12): hlm. 888–91.
18. Vdjp D, Bastawrous A. N-acetylcarnosine ( NAC ) drops for age-related cataract ( Review ). Cochrane Database Syst Rev. 2017;(2): hlm. 1–8.

Sumber : yankes.kemkes.go.id