Telaah Ilmiah
-
Upload
agustina-fajarini -
Category
Documents
-
view
248 -
download
0
Transcript of Telaah Ilmiah
BAB I
PENDAHULUAN
1. Latar Belakang
Mata merupakan indera sensorik khusus yang berperan dalam fungsi
penglihatan. Fungsi tersebut sangat dipengaruhi oleh struktur komponen-
kompenen yang membentuk bola mata. Mulai dari struktur penunjang seperti
suprasilia, palpebra, ataupun silia yang berperan dalam perlindungan bola
mata hingga struktur-sruktur penting yang terlibat langsung dalam proses
penglihatan tersebut seperti media refraksi, retina ataupun sistem persarafan
mata hingga ke otak1.
Pada proses melihat, sinar yang dipantulkan oleh suatu obyek akan masuk
ke dalam mata dan difokuskan oleh media refraksi mata hingga tepat
mencapai retina. Retina kemudian mengolah masukan tersebut menjadi sinyal
elektrik sehingga dapat diteruskan ke lobus oksipital otak melalui sistem saraf
sehingga kita dapat melihat suatu obyek. Dalam rangkaian proses ini, retina
sebagai unit pengolah input energi cahaya memegang peranan yang sangat
penting. Demikian pula komponen-komponen yang menyusun retina
tersebut1,2.
Retina merupakan suatu struktur multilapis yang tersusun dalam 10
lapisan. Pada lapisan-lapisan retina ini, salah satu komponen yang sangat
berperan dalam pengolahan input energi cahaya oleh retina adalah sel-sel
fotoreseptor yang terdiri dari sel batang dan sel kerucut. Sel-sel fotoreseptor
adalah suatu jenis sel saraf khusus yang terdapat pada retina mata yang
berperan dalam proses fototransduksi yang merupakan suatu proses
pengubahan energi cahaya (radiasi elektromagnetik) menjadi suatu sinyal
elektrik guna memulai suatu rangkaian proses biologis dalam fungsi
penglihatan. Secara spesifik, fotoreseptor akan menyerap foton dari lapangan
pandang dan melalui suatu rangkaian proses biokomia yang spesifik dan
kompleks mengubahnya menjadi sinyal elektrik melalui perubahan-perubahan
pada potensial membrannya3.
2. Tujuan
Tinjauan pustaka ini bertujuan untuk menambah pengetahuan dan
pemahaman mengenai anatomi dan fisologi retina serta memberikan gambaran
mengenai peranan sel-sel fotoreseptor dalam fungsi penglihatan.
BAB II
EMBRIOLOGI
Gambar 1 : Embriologi Mata
Cikal bakal mata adalah suatu gelembung mata (optic vesicle) yang
merupakan evaginasi dari diensefalon tabung saraf (neural tube). Gelembung ini
terbentuk pada hari ke 25 tahapan perkembangan embrio dan terletak berdekatan
dengan lapisan ektoderma. Pada perkembangan selanjutnya, gelembung mata
akan berinvaginasi membentuk piala mata (optic cup) yang memiliki dua lapisan.
Lapisan dalam sebagai epitel berpigmen dan lapisan luar adalah retina sensorik.
Lapisan ektoderma juga mengalami invaginasi membentuk gelembung lensa dan
mengisi bagian tengah piala mata. Proses ini terjadi sekitar 25-35 hari pada
tahapan perkembangan embrio4.
Meskipun lapisan retina sensorik dan epitel berpigmen sama-sama berasal
dari gelembung mata namun keduanya sangat berbeda. Retina sensorik
merupakan suatu struktur multilapis yang mengandung jutaan neuron dan
fotoreseptor, sementara lapisan epitel berpigmen merupakan suatu lapisan tunggal
non-sensorik, berpigmen, dan berupa sel-sel kuboid. Dalam perkembangannya
kedua lapisan ini membutuhkan interaksi dengan jaringan-jaringan sekitarnya.
Jika gelembung mata dipisahkan dari epidermis dan mesenkim sekitar, proses
diferensiasi hanya akan mencapai tahap gelembung mata dan mata tidak akan
terbentuk. Hal ini dikarenakan jaringan sekitar akan menghasilkan faktor-faktor
yang penting dalam proses diferensiasi perkembangan mata. Faktor-faktor
tersebut adalah fibroblast growth factor (FGF), sonic hedgehog (Shh), BMP7, dan
Pax6.
FGFs terekspresi pada ektoderma lensa di gelembung mata yang berperan
dalam perkembangan retina sensorik. Shh berasal dari sel-sel prekordal
mesoderma dan pada diensefalon ventral menekan perkembangan mata dan
menginduksi ekspresi gen untuk membentuk tangkai mata (optic stalk). BMP7
merupakan bagian dari golongan disffusible signaling molecules / TGF-β
superfamily yang berperan sebagai faktor mitogenik sel-sel gelembung mata. Pax6
merupakan suatu gen yang mengkode faktor transkripsi yang berperan dalam
mengontrol spesifikasi daerah-daerah dalam perkembangan embrio terutama
bagian anterior, termasuk mata.
Retina sensorik tersususun dalam lapisan-lapisan khas berulang yang sangat
berperan dalam fungsi visual. Mekanisme pembentukan susunan lapisan-lapisan
ini dipekirakan melalui fungsi inhibisi sel progenitor sekitar untuk tidak
mengekspresikan bentuk yang sama. Sel-sel retina tidak dibentuk oleh sel
progenitor pada saat yang bersamaan. Secara keseluruhan, pembentukan sel-sel
retina dibagi dalam dua fase. Fase pertama adalah sel-sel ganglion, kerucut, dan
horizontal. Fase kedua adalah sel-sel batang, bipolar, dan glial Muller5.
BAB III
ANATOMI
Retina adalah selembar tipis jaringan saraf yang semitransparan dan
multilapis yang melapisi bagian dalam dua per tiga posterior dinding bola mata.
Retina membentang ke depan hampir sama jauhnya dengan korpus siliaris, dan
berakhir di tepi ora serrata. Pada orang dewasa, ora serrata berada sekitar 6,5 mm
di belakang garis schwalbe pada sisi temporal dan 5,7 mm di belakang garis ini
pada sisi nasal. Permukaan luar retina sensorik bertumpuk dengan lapisan epitel
berpigmen retina sehingga juga bertumpuk dengan membrane bruch, koroid, dan
sklera.
Gambar 2 : Lapisan - Lapisan Retina
Lapisan-lapisan retina mulai dari sisi dalamnya adalah :
1. Membran limitans interna
2. Lapisan serat saraf, yang mengandung akson-akson sel ganglion yang berjalan
menuju nervus optikus
3. Lapisan sel ganglion
4. Lapisan pleksiformis dalam, yang mengandung sambungan-sambungan sel
ganglion dengan sel amkrin dan bipolar
5. Lapisan inti dalam badan sel bipolar, amakrin dan sel horizontal
6. Lapisan pleksiformis luar, yang mengandung sambungan-sambungan sel
bipolar dan sel horizontal dengan fotoreseptor
7. Lapisan inti luar sel fotoreseptor
8. Membran limitans eksterna
9. Lapisan fotoreseptor segmen dalam dan luar batang dan kerucut
10. Epithelium pigmen retina
Retina mempunyai tebal 0,1 mm pada ora serrata dan 2,3 mm pada kutub
posterior. Di tengah-tengah retina posterior terdapat makula yang merupakan
daerah pigmentasi kekuningan yang disebabkan oleh pigmen luteal (xantofil),
yang berdiameter 1,5 mm. Di tengah makula, sekitar 3,5 mm di sebelah lateral
diskus optikus, terdapat fovea, yang merupakan suatu cekungan yang memberikan
pantulan khusus bila dilihat dengan oftalmoskop. Foveola adalah bagian tengah
fovea dimana sel fotoreseptornya adalah sel kerucut dan merupakan bagian retina
yang paling tipis.
Retina menerima darah dari dua sumber yaitu khoriokapilaria dan cabang-
cabang arteri sentralis retina. Khoriokapilaris memperdarahi sepertiga luar retina,
termasuk lapisan pleksiformis luar dan lapisan inti luar, fotoreseptor, dan lapisan
epitel pigmen retina sedangkan cabang-cabang arteri sentralis retina
memperdarahi dua pertiga sebelah dalam retina2.
1. Sel – Sel Fotoreseptor
Gambar 3 : Sel Batang dan Sel Kerucut
Dua sel fotoreseptor pada retina adalah sel batang dan sel kerucut Kedua
fotoreseptor ini dapat dibedakan berdasarkan karakteristik khususnya masing-
masing seperti bentuk, segmen luar dan dalam, posisi nukleus, dan bentuk
terminal sinapsisnya. Semua sel fotoreseptor memiliki segmen luar yang
mengandung pigmen penglihatan dan segmen dalam yang berisi nukleus dan
terminal sinapsis. Segmen luar dan dalam, baik untuk sel batang ataupun sel
kerucut dihubungkan oleh suatu jembatan sitoplasma yang bersilia.
Klasifikasi sel-sel fotoreseptor didasarkan pada gambaran mikroskopik
pada ujung sel tersebut. Sel kerucut semakin mengecil pada segmen luarnya,
sedangkan sel batang berbentuk silinder atau seperti batang. Segmen luar
pada sel kerucut dihubungkan oleh suatu terminal sinapsis yang lebar yang
disebut pedicle, sedangkan terminal sinapsis pada sel batang berbentuk lebih
kecil yang disebut sphrules. Selain berdasarkan gambaran morfologi tersebut,
pengklasifikasian sel fotoreseptor juga didasarkan pada kemampuan
fotosensitivitasnya5,7.
Segmen Luar Fotoreseptor
Segmen luar mengandung fotopigmen dan merupakan tempat
berlangsungnya proses fototransduksi, yang merupakan suatu proses
pengubahan energi cahaya menjadi sinyal-sinyal elektrik. Sel batang sensitif
terhadap cahaya karena mengandung pigmen penglihatan peka cahaya yang
disebut rodopsin yang mampu menangkap foton. Substansi ini merupakan
kombinasi protein skotopsin dengan senyawa protein retinal. Retinal tersebut
secara kimiawi berhubungan erat dengan vitamin A dan merupakan tipe
khusus yang disebut 11-cis retinal. Bentuk cis dari retinal adalah penting
sebab hanya bentuk ini saja yang dapat berikatan dengan opsin agar dapat
mensintesis rodopsin5,6.
Molekul penyerap cahaya pada sel kerucut hampir sama persis dengan
komposisi kimiawi rodopsin dalam sel batang. Perbedaan hanya terletak pada
bagian protein opsin yang disebut fotopsin pada sel kerucut, berbeda dengan
skotopsin dalam sel batang. Bagian retinal semua pigmen visual sama persis
dengan apa yang ada di dalam sel batang ataupun kerucut. Oleh karena itu,
pigmen peka warna sel kerucut merupakan kombinasi antara retinal dan
fotopsin6.
Pada retina primata terdapat tiga jenis sel kerucut yang masing-masing
sensitif terhadap cahaya biru (2%), hijau (32%), dan oranye (64%).
Sensitivitas pigmen kerucut bergantung pada molekul opsin yang diikatnya.
Pigmen rodopsin sel batang menyerap spektrum pada 500 nm, sedangkan
pigmen sel kerucut menyerap maksimal spektrum biru (450 nm), hijau (530
nm), dan kuning (565 nm)5,7,8.
Gambar 4: Jenis Sel Batang dan Sel Kerucut Gambar 5 : Spektrum Cahaya Sel Batang dan Sel Kerucut
Segmen Dalam Fotoreseptor
Segmen luar dan dalam fotoreseptor dihubungkan oleh suatu tangkai
silinder sempit bersilia yang mempunyai 9 pasang filamen. Filamen berakhir
pada sentriol pada badan basal yang terletak pada apeks segmen dalam.
Dua morfologi yang membedakan segmen dalam adalah daerah ellipsoid
dan myoid. Ellipsoid pada segmen dalam fotoreseptor memiliki cirri adanya
agregrasi mitokondria, sedangkan pada daerah myoid terdapat kompleks golgi
dengan komponen-komponen vesikel dan ribosom yang tersebar letaknya.
Nukleus terletak di bagian bawah segmen dalam pada bagian yang melebar.
Perluasan axon berakhir pada badan terminal yang bersinaps dengan procesus
sel-sel bipolar dan horizontal5.
Matriks Interfotoreseptor / Interphotoreceptor Matrix (IPM)
IPM terletak antara permukaan apikal retina sensorik dan RPE (Retina
Pigmented Ephitel) yang mengelilingi bagian ellipsoid segmen dalam dan
segmen luar pada sel-sel fotoreseptor. Matriks ini merupakan rute utama
lintasan nutrisi dan metabolit antara sel-sel fotoreseptor dan pembuluh darah
koroid. Interphotoreceptor retinol binding protein (IRBP) merupakan
komponen terlarut IPM yang merupakan suatu glikoprotein mediasi transport
derivat vitamin A retinol anatara RPE dan fotoreseptor5.
2. Distribusi Sel – Sel Fotoreseptor
Rata-rata retina manusia memiliki 4,6 juta sel kerucut dan 92 juta sel
batang. Penyebaran sel-sel fotoreseptor pada retina membentuk suatu pola.
Distribusi sel kerucut terbanyak terdapat pada fovea, sekitar 10% dari jumlah
total sel kerucut yang ada di retina sehingga berperan dalam penglihatan
warna dan ketajaman penglihatan terbaik. Kemudian, distribusi sel kerucut ini
menurun setelah melewati makula. Sel batang juga memiliki distribusi sendiri
pada retina. Sekitar 0,25 mm sentral dari fovea, tidak terdapat sel batang.
Distribusi sel batang ini kemudian akan meningkat sekitar 5 dan 7 mm pada
wilayah eksenteritas berikutnya. Distribusi sel batang terbanyak terdapat pada
cincin elips pada eksenteritas lempeng optik dan meluas ke retina nasal
dengan lokasi terbanyak pada retina superior. Distribusi sel batang inilah
yang menjadikan peranannya dalam fungsi penglihatan perifer5,7,8.
Gambar 6 : Distribusi Sel Batang dan Sel Kerucut pada Retina
BAB IV
FISIOLOGI
Retina adalah jaringan paling kompleks di mata. Untuk dapat melihat, mata
harus berfungsi sebagai alat optis, sebagai suatu reseptor kompleks, dan sebagai
suatu transducer yang efektif. Sel-sel batang dan kerucut di lapisan fotoreseptor
mampu mengubah rangsangan cahaya menjadi suatu impuls saraf yang
dihantarkan oleh lapisan serat saraf retina melalui saraf optikus dan akhirnya ke
korteks penglihatan. Fotoreseptor kerucut dan batang terletak di lapisan terluar
yang avaskuler pada retina sensorik dan merupakan tempat berlangsungnya reaksi
kimia yang mencetuskan proses penglihatan2.
. Sel batang berfungsi dalam proses penglihatan redup dan gerakan sementara
sel kerucut berperan dalam fungsi penglihatan terang, penglihatan warna, dan
ketajaman penglihatan. Sel batang memiliki sensitivitas cahaya yang lebih tinggi
daripada sel kerucut dan berfungsi pada penglihatan perifer. Sel Kerucut mampu
membedakan warna dan memiliki fungsi penglihatan sentral.
1. Fotokimiawi Penglihatan
Baik sel batang ataupun kerucut mengandung bahan kimia rodopsin dan
pigmen kerucut yang akan terurai bila terpapar cahaya. Bila rodopsin sudah
mengabsorbsi energi cahaya, rodopsin akan segera terurai akibat fotoaktivasi
elektron pada bagian retinal yang mengubah bentuk cis dari retinal menjadi
bentuk all-trans. Bentuk all-trans memiliki struktur kimiawi yang sama
dengan bentuk cis namun struktur fisiknya berbeda, yaitu lebih merupakan
molekul lurus daripada bentuk molekul yang melengkung. Oleh karena
orientasi tiga dimensi dari tempat reaksi retinal all-trans tidak lagi cocok
dengan tempat reaksi protein skotopsin, maka terjadi pelepasan dengan
skotoopsin. Produk yang segera terbentuk adalah batorodopsin, yang
merupakan kombinasi terpisah sebagian dari retianal all-trans dan opsin.
Batorodopsin sendiri merupakan senyawa yang sangat tidak stabil dan dalam
waktu singkat akan rusak menjadi lumirodopsin yang lalu berubah lagi
menjadi metarodopsin I. Metarodopsin I ini selanjutnya akan menjadi produk
pecahan akhir yaitu metarodopsin II yang disebut juga rodopsin teraktivasi,
yang menstimulasi perubahan elektrik dalam sel batang yang selanjutnya
diteruskan sebagai sinyal ke otak6.
Rodopsin selanjutnya akan dibentuk kembali dengan mengubah all-trans
retinal menjadi 11-cis retinal. Hal ini didapat dengan mula-mula mengubah
all-trans retinal menjadi menjadi all-trans retinol yang merupakan salah satu
bentuk vitamin A. Selanjutnya, di bawah pengaruh enzim isomerase, all-trans
retinol diubah menjadi 11-cis retinol lalu diubah lagi menjadi 11-cis retinal
yang lalu bergabung dengan skotopsin membentuk rodopsin6.
2. Adaptasi Terang dan Gelap
Bila seseorang berada di tempat yang sangat terang untuk waktu yang
lama, maka banyak sekali fotokimiawi yang yang terdapat di sel batang dan
kerucut menjadi berkurang karena diubah menjadi retinal dan opsin.
Selanjutnya, sebagian besar retinal dalam sel batang dan kerucut akan diubah
menjadi vitamin A. Oleh karena kedua efek ini, maka konsentrasi bahan
kimiawi fotosensitif yang menetap dalam sel batang dan kerucut akan sangat
banyak berkurang, akibatnya sensitivitas mata terhadap cahaya juga turut
berkurang. Keadaan ini disebut adaptasi terang.
Sebaliknya, bila orang tersebut terus berada di tempat gelap dalam waktu
yang lama, maka retinal dan opsin yang ada di sel batang dan kerucut diubah
kembali menjadi pigmen yang peka terhadap cahaya. Selanjutnya, vitamin A
diubah kembali menjadi retinal untuk terus menyediakan pigmen peka cahaya
tambahan, dimana batas akhirnya ditentukan oleh jumlah opsin yang ada di
dalam sel batang dan kerucut. Keadaan ini disebut adaptasi gelap6.
BAB V
KESIMPULAN
Retina merupakan komponen multilapis pada mata yang sangat kompleks.
Dalam fungsi penglihatan, retina berperan dalam pengolahan input cahaya yang
masuk ke mata menjadi sinyal sensoris untuk dapat diteruskan dan diterjemahkan
otak. Fungsi pengolahan masukan tersebut terutama dilakukan oleh sel-sel
fotoreseptor yang merupakan salah satu dari 10 lapisan pada retina.
Sel-sel fotoreseptor terdiri dari sel batang dan kerucut. Kedua sel ini
dibedakan berdasarkan karakteristik khususnya masing-masing seperti bentuk,
segmen luar dan dalam, posisi nukleus, dan bentuk terminal sinapsisnya selain
juga berdasarkan pada kemampuan fotosensitivitasnya. Sel batang berfungsi
dalam proses penglihatan cahaya redup dan sel kerucut berperan dalam proses
penglihatan cahaya terang.
Pada proses penglihatan, sel-sel fotoreseptor terutama berperan dalam
mengawali pencetusan sinyal sensoris dengan mengubah potensial membrannya.
Proses tersebut terjadi melalui serangkaian reaksi kimiawi yang melibatkan
penguraian pigmen peka cahaya yang terdapat pada sel batang dan kerucut.
Pigmen peka cahaya pada sel batang disebut rodopsin sedangkan pigmen peka
cahaya pada sel kerucut disebut pigmen kerucut. Pigmen-pigmen peka cahaya ini
juga berperan dalam proses adaptasi terang dan gelap melalui proses penguraian
dan pembentukannya kembali yang bergantung pada kondisi cahaya yang masuk
ke dalam mata.
Telaah Ilmiah
SEL-SEL FOTORESEPTOR
Disusun Oleh :
Agustina Fajarini(04061001019)
Pembimbing :
dr. H. Dharma Sastrawan, Sp.M
DEPARTEMEN ILMU KESEHATAN MATA
FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS SRIWIJAYA
RUMAH SAKIT MOHAMMAD HOESIN
PALEMBANG
2010