DAFTAR LAMPIRAN
1.4 MANFAAT PENELITIAN .1 Manfaat Ilmiah .1 Manfaat Ilmiah
2.2.1 Histologi Kulit
2.2.1.2 Lapisan Dermis
2.2.1.2.1 Extracellular Matrix
Extracellular Matrix (ECM) dermis memainkan peran penting dalam dukungan struktural, kekebalan, sirkulasi, dan persepsi sensorik. ECM membantu mengatur sel dalam jaringan dan mengkoordinasikan fungsi seluler mereka dengan mengaktifkan jalur sinyal intraselular yang mengontrol pertumbuhan sel, proliferasi, dan ekspresi gen. ECM mendukung epidermis dan sebagian besar terdiri dari kolagen tipe I fibril, yang disintesis oleh fibroblas. Sebagai protein struktural yang paling melimpah di dermis, kolagen tipe I memberikan kekuatan dan ketahanan kulit (Fisher et al., 2008). Extracellular Matrix diperkuat oleh serat padat kolagen yang merupakan jaringan stabil dan padat, tertanam dalam cairan proteoglikan konsentrasi tinggi.
Sebuah bukti menunjukkan bahwa interaksi antara sel-sel, seperti fibroblast dan ECM adalah penting untuk fungsi sel. Pada kulit muda yang sehat, fibroblas dermal melampirkan fibril kolagen melalui transmembran reseptor integrin. Keterlibatan integrin dengan ECM memicu pembentukan kompleks adhesi focal, yang merupakan pasangan ECM ke sitoskeleton aktin intraseluler. Mesin aktin cytoskeletal menghasilkan kekuatan mekanik yang menentukan bentuk sel, yang pada gilirannya sangat mempengaruhi fungsi fibroblast (Fisher et al., 2008).
21
Pada penuaan, fibril kolagen dermal menjalani enzyme-catalyzed cleavage. Proses degeneratif ini, mempengaruhi lingkungan mikro mekanik dermis dan mengganggu proses fibroblast ke ECM, sehingga kekuatan mekanik berkurang. Akibatnya, fibroblas kulit berusia memperlihatkan sitoplasma runtuh dan bentuk bulat, yang kontras dengan penyebaran bentuk fibroblast pada kulit muda. Jalur sinyal TGF-β dipengaruhi oleh kekuatan mekanik dan penting untuk fungsi fibroblast dermal. TGF-β merupakan sitokin multifungsi yang bertindak melalui reseptor kompleks yang terdiri dari tipe I, II, dan III reseptor TGF-β. TGF-β menginduksi faktor pertumbuhan jaringan ikat (CTGF / CCN2), mengatur fungsi fibroblast, termasuk sintesis prokolagen tipe I dan protein ECM lainnya. Fibroblas pada penuaan, penurunan sinyal TGF-β-mediated dan CTGF / CCN2 menyebabkan penurunan produksi kolagen (Quan et al., 2013).
Secara klinis, gangguan fungsi fibroblas dan penurunan sintesis kolagen, menyebabkan atrofi, kerutan, dan kerapuhan pada kulit menua. Penelitian menunjukkan bahwa fungsi fibroblast pada penuaan kulit bisa dirangsang dengan meningkatkan dukungan struktural ECM yaitu mengisi ruang dengan asam hialuronat, yang merupakan komponen dari matriks ekstraselular dalam semua jaringan. Asam hialuronat terdiri dari rantai disacharide dengan berat molekul mulai dari 500,000-6,000,000 yang membuat ikatan silang dengan butanadiol diglisidil eter (Quan et al., 2013).
Extracellular Matrix terbuat dari:
1. Kolagen fibrin yaitu tendon dan kartilago. 2. Glikoprotein yaitu laminin dan fibronektin.
3. Proteoglikan, protein inti, >90% oligosakarida. 4. Hyaluronan yang merupakan polisakarida anionik. Extracellular Matrix berfungsi sebagai:
1. Lapisan dasar yang menghubungkan sel epitelial/sel endotel. 2. Jaringan ikat penghubung antar sel.
3. Sebagai signal ke sel-sel untuk bergerak dan/atau bertumbuh.
Gambar 2.2 Extracellular Matrix (Cummings, 2004)
2.2.1.2.2 Kolagen
Kolagen adalah triple helical protein yang tersebar di seluruh tubuh dan mempunyai berbagai fungsi seperti pengikat jaringan, adesi sel, migrasi sel, pembentukan pembuluh darah baru (angiogenesis), morfogenesis jaringan dan perbaikan jaringan. Kolagen adalah elemen yang membentuk matriks ekstraseluler jaringan, yang berguna untuk kekuatan tegang jaringan seperti tendon, tulang,
23
tulang rawan dan kulit. Kolagen juga mempunyai fungsi yang berkaitan dengan lokasinya, misalnya membran basalis pada glomerulus ginjal yang berfungsi untuk filtrasi molekul.
Serabut kolagen dibentuk oleh fibroblas, membentuk ikatan yang mengandung hidroksiprolin dan hidroksisilin. Kolagen muda bersifat lentur namun dengan bertambahnya usia menjadi stabil dan keras. Kolagen merupakan suatu protein fibrous, 70-80% berat dari dermis, komponen terpenting dari dermis. Fibril dan mikrofibril yang tersusun sejajar dan saling bersilangan merupakan komponen pembentuk struktur kolagen. Jenis kolagen terbanyak di kulit adalah kolagen tipe 1, kulit juga mengandung kolagen (III, V, VI), elastin, proteoglikan dan fibronektin. kolagen terdiri dari 3 polipeptida (rantai α) dengan konformasi poliprolin yang panjang seperti rantai helix dan kaku. Setiap rantai polipeptida memiliki pengulangan Gly-X-Y triplet dimana residu glycyl menempati setiap posisi ketiga dan posisi X dan Y ditempati oleh prolin dan 4-hidroksiprolin. Ketiga rantai α saling berikatan melalui ikatan rantai hidrogen (Kadler et al., 2007). Sintesis kolagen dirangsang oleh asam retinoat dan dihambat oleh IL-1, glukokortikoid, D-penicillamine, radiasi ultraviolet (Jain, 2012).
Kolagen disintesis dari fibroblas dalam bentuk prekursor kolagen yaitu prokolagen. Sisa prolin dalam rantai prokolagen diubah menjadi hidroksiprolin oleh enzim prolyl hydroxylase, dan sisa lisin pada rantai prokolagen juga diubah menjadi hidroksisilin oleh enzim lysyl hydroxylase. Kedua reaksi ini memerlukan Fe, vitamin C, dan α-ketoglutarat (Baumann et al, 2009).
Gambar 2.3 Serat Kolagen (Myllyharju et al., 2001)
Struktur kolagen terbagi menjadi beberapa tipe. Kolagen tipe I adalah kolagen dominan pada kulit manusia terdapat 85-90% total dermis kulit dan tendon. Kolagen ini memiliki dua rantai α (α1 dan α2). Kolagen tipe II banyak ditemukan pada vitreus humour dan kartilago. Kolagen tipe I dan tipe II berfungsi untuk kelenturan dermis. Kolagen tipe III hanya 10% terdapat pada dermis, selebihnya terdapat pada gastrointestinal, vaskuler dan fetal skin. Kolagen tipe III terdiri dari 3 rantai α, yaitu hidroksiprolin, glisin dan residu sistein. Kolagen tipe IV terdapat pada DEJ terutama pada lamina densa dan terdiri dari rantai α1 dan α2, heterotrimer dan homopolimer. Kolagen tipe V terdiri dari 4 rantai beda dan terletak pada ubiquitous. Kolagen tipe VI yang banyak terdapat pada aorta dan plasenta memiliki 3 rantai α, ujungnya merupakan bagian globuler. Kolagen tipe VI berfungsi untuk stabilisasi susunan serat kolagen. Kolagen tipe VII terletak sebagai anchoring fibril DEJ, yang terdiri dari satu rantai α dan memiliki ikatan disulfide dalam rantai. Kolagen tipe VIII terdiri dari dua rantai α, yang terdapat pada membrane descement kornea. Kolagen tipe IX-XII terdapat di kartilago, sedangkan kolagen tipe XV-XVI terdapat pada plasenta. Kolagen tipe XVII terdapat pada hemidesmosom DEJ (Jain, 2012).
25
Biosintesis Kolagen
Pembentukan rantai pro α yang merupakan prekursor kolagen diawali dengan sintesis rantai prepro α, sebuah polipeptida yang mengandung sekuen signal amino terminal. Rantai prepro α dirubah menjadi rantai pro α pada retikulum endoplasma kasar (RER), kemudian akan terjadi proses hidroksilasi residu prolyl dan lysyl yang dimulai saat rantai pro α terbentuk, dengan bantuan enzim prolyl hydroxylase dan Lysil hydroxylase dan sebagai kofaktor adalah O2, Fe, α -ketoglutarat dan asam askorbat.
Proses selanjutnya adalah glikosilasi. Kolagen adalah glikoprotein yang mengandung residu galaktosil dan glukosilgalaktosil, glikosilasi terjadi setelah sintesis hidroksilisin sampai dengan terbentuk tripel helix pada RER, proses ini terjadi dengan bantuan enzim galactosyl-transferase dan glucosyl-transferase, namun fungsi dari residu gula ini belum diketahui. Kemudian akan terjadi proses assembly dan sekresi dimana tiga rantai pro α berikatan menjadi prokolagen, kecepatan proses ini bervariasi tergantung dari jenis kolagen. Prokolagen akan di transfer ke aparatus golgi, di dalam aparatus golgi akan terbentuk vesikel sekretoris yang akan menyatu dengan membran plasma kemudian mengeluarkan prokolagen ke matrix ekstraselular. Di matrix ekstraselluler akan terjadi pemutusan rantai prokolagen oleh enzim procollagen N-proteinase dan procollagen C-proteinase lalu terbentuk struktur tripel helix yang disebut tropokolagen. Tropokolagen secara spontan bersatu satu sama lain membentuk serat kolagen, namun serat tunggal tidak dapat berfungsi sebagai elastisitas kulit, sehingga serat kolagen bersatu membentuk cross link dengan bantuan enzim
oxydase lysyl. Struktur cross link ini akan membentuk kolagen matur (Yaar dan Gilchrest, 2008).
Gambar 2.4 Biosintesis kolagen (Albert et al., 1994)
