ANATOMI FISIOLOGI SISTEM PENGINDERAAN (MATA)Dr. Ratna Megawati Widharna, SKG, MFT

PENGINDERAAN ADALAH ORGAN-ORGAN AKHIR YANG DIKHUSUSKANUNTUK MENERIMA JENIS RANGSANGAN TERTENTU

↓BEBERAPA KESAN TIMBUL DARI LUAR YANG MENCAKUP PENGLIHATAN,

PENDENGARAN, PENGECAPAN, PENGHIDUNG

INDERA PENGLIHATAN (MATA)FUNGSI MATA• MENERIMA RANGSANGAN BERKAS CAHAYA PADA RETINA DENGAN PERANTARAAN SERABUT NERVUS OPTIKUS, MENGHANTARKAN RANGSANGAN INI KE PUSAT PENGLIHATAN PADA OTAK UNTUK DITAFSIRKAN

OKULUS (MATA)MATA ADALAH STRUKTUR SFERIS BERISI CAIRAN YANG DIBUNGKUS OLEH LAPISAN;- SKLERA (MEMBENTUK BAGIAN PUTIH MATA)/ KORNEA (TEMPAT LEWATNYA BERKAS CAHAYA KE INTERIOR MATA)- KOROID (MENGANDUNG PEMBULUH DARAH UNTUK MEMBERI MAKAN RETINA)/ BADAN SILIARIS/ IRIS- RETINA (TERDIRI LAPISAN BERPIGMEN DI SEBELAH LUAR & LAPISAN SEBELAH DALAM TERDIRI LAPISAN JARINGAN SARAF) MENGANDUNG SEL BATANG & SEL KERUCUT (FOTORESEPTOR YANG MENGUBAH ENERGI CAHAYA MENJADI IMPULS SARAF)

PIGMEN DI KOROID DAN RETINA MENYERAP CAHAYA UNTUK MENCEGAH PEMANTULAN CAHAYA DI DALAM MATA

OKULUS (MATA)UNTUK MENCEGAH PEMANTULAN CAHAYA DI DALAM MATA- BAGIAN DALAM TERDIRI 2 RONGGA BERISI CAIRAN →DIPISAHKAN SEBUAH LENSA (MEMUNGKINKAN CAHAYA LEWAT MENEMBUS MATA DARI KORNEA KE RETINA)RONGGA ANTERIOR ANTARA KORNEA & LENSA (AQUEOUS HUMOR) → MENGANDUNG ZAT GIZI UNTUK KORNEA & LENSARONGGA POSTERIOR ANTARA LENSA & RETINA (VITREOUS HUMOR) →MEMBENTUK BOLA MATA YANG SFERIS

LensaStruktur:• Lapisan tersusun konsentris terdiri atas serat-serat menyerupai pita• Korteks lebih lunak daripada inti• Terbungkus dalam kapsul membranosa elastik yang kuat• Kapsul itu tipis di permukaan belakang, lebih tebal di depan

Struktur lensa mata• Kapsul melekat pada korpus siliaris melalui ikat penggantung• Ikat penggantung dipertahankan tetap kaku oleh tekanan intraokular dengan meningkatkan diameter cincin korpus siliaris

Metabolisme lensa mata• Glikolisis anaerobik• Glukosa diambil dari cairan mata

Iris• Tabir yang penuh mengandung pigmen• Terletak di muka lensa• Tepi sebelah dalamnya membentuk pupilOtot sfincter :*memperkecil diameter pupil* dipersarafi oleh parasimpatis*tempat asal – inti saraf otak III*dipancarkan oleh ganglion siliaris*saraf siliaris pendek mata*pengendali utama diameter pupil

•Sel-sel mioepitel yang tersusun radial – melebarkan pupil dan dipersarafi oleh simpatis• Kerusakan jaras simpatis sindroma• Horner:

- miosis (pupil kecil)- ptosis (kelopak mata jatuh), kelumpuhan pada levator palpebra superior• Enophtalmos (bola mata mengecil)

Pupil• Diameter pupil ditentukan oleh: Kuat cahaya dan akomodasi• Pupil kecil :

- mengurangi aberasi sferik dan kromatik- memperkuat focus- mengurangi kekuatan cahaya- daya pemisah berkurang karena- penurunan kuat cahaya-

Pupil• Diameter pupil optimal ditentukan oleh kesetimbangan faktor-faktor di atas• Efek cahaya pada retina: * Cahaya jatuh pada satu mata:

-konstriksi pupil setempat- refleks cahaya langsung-konstriksi pupil kontralateral – refleks cahaya konsensual

Retina• Fotoreseptor :1. Sel batang :

- penglihatan monokromatik- berfungsi di tempat gelap – penglihatan skotopik- terutama tersebar di perifer

2. Sel kerucut:- penglihatan berwarna- penglihatan pada siang hari – penglihatan fotopik- paling padat di fovea sentralis- Berfungsi dalam kemampuan melihat detail

Humor aqueous (cairan mata)• Susunan

- menyerupai plasma- (HCO3-) tinggi- kadar glukosa lebih rendah- Kadar vitamin C tinggi- Tanpa protein

humor aqueous• Tempat pembentukan : kelenjar-kelenjar siliaris : - sekresi (bukan filtrat), dan dibentuk terus menerus• Peredaran :

-mengalir di permukaan depan lensa -melalui pupil -bermuara ke dalam angulus irideokorneal

Humor aqueous• PENYALURAN:

- Melalui lubang-lubang trabekula- Ke dalam sinus venosus sclera- Anyaman vena pada hubungan korneoskleral

Fungsi humor aqueous• Menjaga bola mata tetap “kaku” – mempertahankan permukaan pembiasan• Memberi makan kornea dan lensa yang tidak berpembuluh darah• Dapar terhadap asam yang dibentuk oleh metabolisme lensa• Tahanan terhadap aliran tekanan intraocular (1,3-2,6 kPa atau 10-20 mmHg)• Gangguan penyaluran glaukoma

Obat-obat glaukoma• Yg perlu diperhatikan:

- laju transfer obat dan konsentrasinya- absorbsinya farmakokinetikanya

• Dinamika humor aqueous mengerti teori produksinya (simple perfusion, ultrafiltration, and active secretion) dan laju produksinya serta outflow dari aqueous

Laju produksi humor aqueous- Manusia : laju turn over aqueous humor ± 1%- 1.5% dari anterior chamber volume/menit.- Laju pembentukan aqueous humor : 2.5mL/menit.- Dipengaruhi oleh integritas sawar darah– aqueous, aliran darah ke badan siliaris, dan

pengaturan neurohumoral jaringan vascular dan epitel siliaris.Pembentukan Aqueous bervariasi secara diurnal dan menurun ketika tidur

Yg perlu diperhatikan utk obat glaukoma• Dinamika lapisan air mata (tear film dynamics)• Kompartemen cul-de-sac adalah ruang di mana medikasi mata topikal diberikan.• Cul-de-sac manusia memiliki volume ± 7mL, yang dpt mengembang sementar dan bervariasi sampai 30mL.• Fraksi obat yang dimasukkan yaitu yang berlebihan dari vol cul-de-sac akan terdrainase ke dalam duktus nasolakrimal dalam 15 detik setelah penetesan atau akan hilang oleh overflow ke pipi dengan forceful blinking.• Normal blink akan mengeliminasi ± 2mL cairan dari cul-de-sac.• Volume tetes mata yang diteteskan dari wadah produk tetes mata umumnya sekitar 25- 35mL tapi bisa juga smp setinggi 75mL.• Sekarang ini, batas volume penetesan terendah praktis dari wadah produk adalah 20–25mL tanpa modifikasi lebih lanjut dari ujung wadah.• Unutk bioavailabilitas okular optimal, ukuran tetes harus 20mL atau <.• Penetesan beberapa tetes pada waktu justru me↑ kan insidensi efek samping atau toksisitas.• Jika setetes medikasi diikuti secara dekat oleh medikasi lain atau oleh larutan saline, sebuah washout akan terjadi, dengan efek semakin mengurangkan.• Interval/jeda 30detik di antara pemberian tetesan menghasilkan 45% washout loss dari efek obat, di mana jeda 2-menit menghasilkan hanya 17% kehilangan efek.• Setelah jeda 5-menit, tetesan kedua akan menyebabkan hampir tidak ada washout effect pada tetesan pertama.• Mata normal, tidak iritasi, rata-rata turnover air mata :16% per menit. Pemberian tetesan umumnya menstrimulasi lakrimasi utk me↑kan laju turnover menjadi 30% per menit.• Washout effect dari aliran air mata spontan ini berakibat pada hampir lengkapnya hilangnya obat yang dimasukkan ke dalam cul-de-sac dalam 5 menit.• Paling tidak 80% dari obat yang diaplikasikan sebagai tetes mata akan meninggalkan mata karena lacrimal drainage dan bukan dengan masuk mata.• Umumnya, obat siap diabsorpsi melewati mukosa nasofaringeal tervaskularisasi ke dalam sirkulasi sistemik.• Oklusi Nasolakrimal mungkin menurunkan absorpsi sistemik, me↑ penetrasi okular dari pemakaian obat oftalmik secara topik, & me ↑ kan indeks terapeutik.• Oklusi Nasolakrimal memungkinkan pengurangan dosis dan frekuensi pemberian berbagai obat glaukoma keuntungan oklusi nasolakrimal hrs diperhitungkan pd @ pasien pasien harus dilatih untuk melakukan oklusi punctal secara benar, atau keuntungan tsb tdk akan teralami• Penutupan kelopak mata sederhana shg sistem pompa lakrimal tidak teraktivasi me↓ nasolacrimal drainage dari medikasi topikal.• Setelah obat diaplikasikan, dimetabolisme oleh enzim dalam air mata, adnexa, dan jaringan okular.• Enzim aktif ditemukan di jaringan mata meliputi: esterases, oxidoreductases, lysosomal enzymes, peptidases, glucuronide and sulfate transferases, glutathione-conjugating enzymes, catechol O-methyltransferase, monoamine oxidase, and corticosteroid beta-hydroxylase.

• Esterase activity in the cornea is involved in the conversion of ester prodrugs, such as dipivalylepinephrine, to their parent compounds. Cholinesterase inhibitors may interfere with prodrug ester hydrolysis in the eye and modify the drug effect.• Faktor Stereokimia juga mempengaruhi penetrasi, metabolisme, dan interaksi reseptor obat.• Molekul kiral memiliki atom karbon asimetrik dalam struktur dan ada dalam 2 bentuk enansiomer, dextro (d) dan levo (l), yang merotasi cahaya terpolarisasi dalam arah berlawanan.• Molekul kiral terkenal adalah asam amino dan katecholamin epinephrine dan norepinephrine.• Campuran setara (equal mixture) dari 2 enansiomer : rasemat.• 1 dari stereoisomers lebih dipilih pleh enzim, transporter, atau receptor. Umumnya lepinephrine atau l-norepinephrine scr fisiologis lebih aktif daripada isomer d yang tidak alamiah.

Obat glaukoma• Solution dengan memperhatikan:- buffering (pendaparan) dan pH- Osmolalitas dan tonisitas- Viskositas- Pengawet- Drug delivery by prodrugs

Contoh-contoh bentuk obat glaukoma baru• Emulsi• Gel• Ocusert (USA sejak 1974) : a diffusioncontrolled, reservoir-type device• Liposomes• Slow release contact lenses• Implantable reservoirs

Obat-obat yang dapat berpengaruh pada mata• Steroid (antiinflamasi COX2, PG, metabolisme CHO (glukosa), protein dan lemak) utk inflamasi pascaoperasi, uveitis, macular edema, hyphema, dan trauma okular .• Analog Prostaglandin ocular hypotensive agent

Obat-obat yang dapat berpengaruh pada mata• Beta blocker intraocular pressure (IOP) me↓ pada pasien dengan glaukoma setelah pemberian propranolol secara sistemik• Bahan Adrenergik• Bahan Kolinergik• Carbonic anhydrase inhibitor

Bahan Kolinergik• Obat kolinergik meniru efek acetylcholine (ACh), yang ditransmisikan pada postganglionic parasympathetic junctions, dan juga pada sinaps otonomik, somatik, dan pusat.• ACh disintesis oleh enzim choline acetyltransferase dan menghasilkan efek karena berikatan dengan reseptor kolinergik pada tempat efektor.

Kontraindikasi bahan kolinergik

• Agonis kolinergik, (e.g. pilocarpine and carbachol) ≠ utk keadaan di mana konstriksi pupil dan kongesti intraocular vascular tidak diharapkan, e.g pada : acute iritis atau perubahan lensa secara visual yang bermakna.

Kontraindikasi bahan kolinergikHarus dihindari juga pada:• Sejarah atau predisposisi:• retinal detachment,• atau terbukti sensitif terhadap bahan-bahan ini• Atau utk membrane delivery dosage form, keberadaan acute infectious conjunctivitis atau keratitis.

Kontraindikasi bahan kolinergik• Asma yang parah• Obstruksi bronkus,• acute cardiac failure,• active peptic ulcer,• hyperthyroidism,• gastrointestinal spasm,

• urinary tract obstruction,• Parkinsonism,• recent myocardial infarction,• Dan mungkin, kelainan tekanan darah yang tidak dikontrol yg mungkin akan diperparah dgn bahanbahan kolinergik

Indikasi• Pilocarpine digunakan sebagai pengobatan jangka panjang glaucoma;• 0.5% to 4.0% aqueous solution 4 kali per hari• Standard cholinergic agent utk perawatan open-angle glaucoma.

Carbonic Anhydrase Inhibitors• Walaupun ada toksisitas sistemik pd beberapa pasien, CAI adalah opsi penting bagi pasien yg resisten tehadap intervensi alternatif• Walaupun di luar jangkauan individu yang alergi terhadap obat sulfa di masa lalu, CAIs telah menunjukkan versatility dalam penggunaan melewati rentang usia yang luas dan coexistent systemic comorbidities.• 1-1 nya kategori yg dpt diadministrasikan sbg agen topikal atau sistemik, dan pasien jarang tampak dengan keluhan ocular hyperemia, nafas pendek, kelelahan, atau kehilangan libido ketika agen topikal diberikan

retinaAda 3 lapisan saraf:• 1. Photoreseptor neuron• 2. Bipolar neuron• 3. Ganglionic neuron

Photoreseptor neuron

Neurofisiologi penglihatanKegiatan listrik retina

↓Gelombang cahaya

↓Penyerapan oleh pigmen cahaya

↓Penurunan permeabilitas terhadap Na

Neurofisiologi penglihatan (2)Hiperpolarisasi segmen luar reseptor cahaya

↓Potensial elektrotonik

↓ sel horizontal menghambat reseptor cahaya di sekitar

Sel-sel bipolar↓

Sel-sel ganglion↓

Saraf dan jarak optik↓kolikulus superior – daerah pra-tektal

Ganglion genikulatum lateral↓

Korteks oksipital

Melihat obyek• Rangsangan masuk ke photoreceptor neuron (retina) ditangkap reseptor batang• Kalau sudah masuk di saraf : nama rangsangan menjadi impuls saraf

• Impuls diteruskan ke visual area di cortex cerebri PENGATURAN CAHAYA• PUPIL (TEMPAT MASUKNYA CAHAYA KE BAGIAN MATA) YANG DIKONTROL SARAF OTONOM* CAHAYA TERANG (PUPIL MENGECIL APABILA OTOT SIRKULER /KONSTRIKTOR BERKONTRAKSI & MEMBENTUK CINCIN YANG LEBIH KECIL) → SIMPATIS

* CAHAYA GELAP (OTOT RADIALIS MEMENDEK MENYEBABKAN UKURAN PUPIL MENINGKAT) → PARASIMPATIS

Ketajaman penglihatanKemampuan melihat detail• Batasan :

- Sudut terkecil pada mata yang terbentuk oleh sinar-sinar dari sepasang pita sejajar, gelap dan terang, yang masih dapat memberikan kesan sebagai 2 benda terpisah

- Lebar sudut adalah 0,5 menit –mrpk sudut yang masih dapat dipisahkan oleh sel kerucut fovea sentralis berdiameter 2μm

Faktor-faktor yang mempengaruhi ketajaman penglihatan• Kedudukan benda di lapang pandang

- paling tajam di titik fiksasi – bayangan jatuh di fovea sentralis- paling tajam di bagian tepi lapang pandang

• Derajat pencahayaan• Kontras• Faktor-faktor optis:

- aberasi sferik dan kromatik- diameter unsur-unsur penyusun retina

Pemeriksaan ketajaman penglihatan di klinik• Berbagai jenis uji Snellen• Landolt’s C

Lapang pandang• Batasan:

- Lapang pandang setiap mata merupakan bagian dunia luar yang terlihat oleh mata, dengan pandangan mata yang terfiksasi

• Permeriksaan klinis: perimetri

Bintik buta• Skotoma (bintik buta)• Diameter 5-6º,15º di sebelah lateral titik fiksasi• Tonjolan saraf optik• Tidak mengandung reseptor penglihatan

Pigmen cahaya dan penglihatan• Rangsang fotokimiawi• Cahaya jatuh pada pigmen pigmen terurai isyarat saraf terbangkit• Agar efektif, cahaya dengan panjang gelombang tertentu harus diserap

Penglihatan skotopik• Penglihatan di tempat gelap

• Pigmen-rodopsin (‘visual purple’)• Molekul-molekul rodopsin menyerap sejumlah cahaya• Perubahan stereoisomerik pada ‘all-transretinal’ + opsin• (dikatakan rodopsin terurai)• Isyarat saraf terbangkit

Penglihatan skotopik• Panjang gelombang yang paling efektif: -jingga sampai ungu -panjang gelombang optimal, hijau (=505 nm)• Bukti bahwa rodopsin merupakan pigmen penglihatan:

- spektrum penyerapan di retina bagian tepi identik dengan rodopsin dalam larutan- kepekaan dalam pencahayaan remang, terbesar di retina bagian tepi

Bukti rodopsi adalah pigmen penglihatan• Penyebaran rodopsin di berbagai bagian retina sesuai dengan kepadatan sel batang• Kesimpulan : rodopsin merupakan pigmen cahaya yang berperan pada penglihatan di tempat dengan pencahayaan lemah• Tidak dapat membedakan warna• Ketajaman penglhatan, rendah

Penglihatan fotopik• Penglihatan di tempat terang• Ketajaman penglihatan, tinggi• Dapat membedakan warna• Penyerapan spektrum dari segmen luar sel kerucut menunjang konsep bahwa sel kerucut mengandung 3 pigmen:

- Eritrolab – di sel kerucut peka merah - Klorolab – di sel kerucut peka hijau- Sianolab – di sel kerucut peka biru –mungkin di luar fovea

PEMFOKUSAN BERKAS CAHAYA• PEMBELOKAN SUATU BERKAS CAHAYA (REFRAKSI) KETIKA SUATU BERKAS CAHAYA MENGENAI PERMUKAAN LENGKUNG DENGAN DENSITAS LEBIH BESAR, ARAH REFRAKSI TERGANTUNG PADA SUDUT KELENGKUNGAN

- LENSA KONVEKS (CEMBUNG) MENYEBABKAN KONVERGENSI/ PENYATUAN BERKAS CAHAYA

- LENSA KONKAF (CEKUNG) MENYEBABKAN DIVERGENSI (PENYEBARAN) BERKAS CAHAYA

FUNGSI REFRAKSI MATACAHAYA JATUH DI ATAS MATA → BAYANGAN LETAKNYA DIFOKUSKAN PADA RETINA → MENEMBUS & DIUBAH KORNEA

fovea

LENSA BADAN AQUEOUS & VITROUS → MEMBIASKAN & MEMFOKUSKAN BAYANGAN PADA RETINA BERSATU MENANGKAP SEBUAH TITIK BAYANGAN YANG DIFOKUSKAN

AKOMODASIAKOMODASI ADALAH KEMAMPUAN MENYESUAIKAN KEKUATAN LENSA SEHINGGA BAIK SUMBER CAHAYA DEKAT MAUPUN JAUH DAPAT DIFOKUSKAN DI RETINA- KONTRAKSI OTOT SILIARIS, LIGAMENTUM SUSPENSORIUM MELEMAS &

TEGANGAN PADA LENSA BERKURANG (LENSA MEMBULAT & MENGUAT)

Pembentukan bayangan pada mata• Pada mata normal yang tidak berakomodasi, sinar sejajar terfokus di retina• Kekuatan optis mata 60 dioptri:• Lensa 20 dioptri• Permukaan depan kornea – 40 dioptri

Akomodasi• Terdiri atas 3 peristiwa yang saling berkaitan:

- konvergensi sumbu optis- konstriksi pupil- akomodasi lensa

• Terjadi bila pandangan beralih dari benda yang jauh ke benda yang dekat• Bayangan di kedua retina kabur dan tidak sama

Lensa membulat

Lensa pipih

Akomodasi• Kedua bayangan tidak jatuh pada titik-titik identik• Sumbu-sumbu berkonvergensi – bayangan jatuh pada titik-titik identik• Otot siliaris berkerut:

- permukaan depan lensa mencembung- kekuatan optis meningkat- bayangan benda terfokus

Akomodasi• Titik dekat• Titik benda terdekat yang masih terlihat jelas• 10 tahun 7,0 cm• 40 tahun 20,0 cm• Presbopia lanjut 40 cm

Otot – otot mata• Otot ekstrinsik : otot bergaris melekat pada mata-orbita• Otot intrinsik : otot polos di dalam mata

Pengaruh obat-obatan pada otot intraokular• Parasimpatomimetik (Eserin) konstriksi pupil• Parasimpatolitik (atropin) dilatasi pupil• Penggiatan sistem saraf simpatis dilatasi pupil• (amfetamin)• (fenilefrin)• Morfin konstriksi kuat• Alkohol dilatasi

Penglihatan warna• Trikromasi• Kesan warna bergantung pada susunan spektrum cahaya• Warna apapun dapat dibentuk dengan mencampur cahaya dari ketiga warna dasar, merah, hijau dan biru• 3 kelompok sel kerucut yang berbeda mengandung ketiga jenis pigmen• Sel-sel kerucut terangsang dengan derajat berbeda sesuai dengan susunan spektrum cahaya yang jatuh padanya

Buta warna• Diturunkan selalu yang menerima buta warna adalah ♂ (banyak pada ♂ : 8%, jarangpada ♀ 0,4%) resesif, berhubungan dengan jenis kelamin• Disebabkan kesalahan produksi zat kimia yang namanya photopigment• Tiap photopigment sensitif untuk 1 warna dari 3 warna primer dari cahaya (biru, merah, hijau)

• Kalau yang photosensitif terhadap biru/merah/hijau ini hilang/berkurang, jadi orang tersebut melihat misalnya warna kuning gading, dia mengatakan putih, atau misalnya harusnya warna kuning, dia mengatakan oranye

3 jenis buta warna1. Monokromat (jarang) – tidak dapat membedakan warna sama sekali

• Monokromat batang – - menunjukkan kurve pencahayaan adaptasi gelap yang normal- tidak mempunyai mekanisme fungsional kerucut

• Monokromat kerucut – tidak mempunyai mekanisme batang2. Dikromat

• Protanopia – kehilangan eritrolab buta warna• Deuteranopia - kehialngan klorolab merah – hijau

3. Tritanopia – kehilangan sianolabAnomali trikromat (6% dari populasi pria)Membutuhkan ketiga warna dasar untuk menyesuaikan dengan semua warna, tetapi dalam perbandingan yang tidak normal

Deteksi buta warna• Penderita umumnya tidak menyadari kelainannya• Diimbangi dengan petunjuk-petunjuk lain• Dapat diketahui dengan gambar-gambar pseudo-isokromatik (Ishihara)

Adaptasi gelap• Peningkatan kepekaan mata di tempat remang• Penurunan ambang penglihatan – maksimal dalam 20 menit

2 fase :- Fase pertama :

* sedikit beradaptasi* Sel kerucut berperan* Terbatas di fovea

- Fase kedua:* adaptasi luas* sel batang berperan* regenerasi rodopsin* logaritma ambang penglihatan berbanding terbalik dengan kadar pigmen yang ada* Berkurang pada defisiensi vitamin A

Definisi• Myopia (near sightedness) : kelainan refraksi bola mata panjang• Hyperopia : kelainan refraksi karena bola mata lebih pendek dari Normal• Presbiopia : hyperopia pada orang tua• Emmetropic eye : mata Normal rilex (tidak melihat jauh maupun dekat)

• Daya akomodasi : mekanisme yang membuat mata Normal dapat memfokus obyek yang lebih dekat dari 6 m

Myopia (Near-Sightedness)People with near-sightedness cannot see clearly at distance.

Hyperopia (Farsightedness)People with far-sightedness cannot see clearly up close