1

ANATOMI DAN HISTOLOGI LENSA

Oleh :

Ahmad Ashraf Amalius

DEPARTEMEN HISTOLOGI

FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2017

2

DAFTAR ISI

I. Pendahuluan……………………………………………………………………….. 1

II. Embriologi………………………………………………………………………….. 1

Serat lensa primer dan nucleus embrionik………………………………. 2

Serat lensa sekunder,nucleus fetal dan sutura lentis…………………… 3

Tunica vasculosa lentis…………………………………………………….. 5

III. Anantomi……………………………………………………………………………. 6

Kapsul Lensa………………………………………………………………... 8

Epitel lensa………………………………………………………………….. 9

Nukleus dan Korteks……………………………………………………….. 10

Zonula zinnii……………………………………………………………..…. 11

IV. Biokimia……………………………………………………………………….…. 12

V. Fisiologi…………………………………………………………………..………. 15

Pemeliharaan Keseimbangan air dan Kation Lensa.............................. 15

Akomodasi............................................................................................. 17

Mekanisme Proteksi.............................................................................. 20

VI. Penutup………………………………………………………………………….. 21

VII. Daftar Pustaka………………………………………………………………….. 22

3

I. PENDAHULUAN

Lensa yang diketahui juga sebagai aquula dalam bahasa latin berarti sungai kecil

adalah suatu struktur yang bikonveks, transparan dan avaskuler yang terletak di belakang

pupil didalam bilik mata belakang. Di anterior berbatasan dengan dengan humor akuous dan

di posterior berbatasan dengan corpus vitreus. Di belakang iris, lensa tergantung pada

zonula zinnii yang merupakan serat kuat yang menyokong dan melekat erat pada korpus

siliaris. Fungsi lensa adalah untuk membiaskan cahaya, memelihara kejernihannya dan

untuk proses akomodasi. (1)

Lensa bersifat avaskuler dan noninnervasi setelah perkembangan fetal, sehingga

bergantung pada humor aquous untuk keperluan metabolisme. Lensa dapat merefraksikan

cahaya karena mempunyai indeks refraksi, normalnya sekitar 1,4 di sentral dan 1,36 di

perifer. Pada saat nonakomodasi, lensa menyumbangkan 15 – 20 diopters (D), yaitu sekitar

1/3 dari kira-kira 60 D kekuatan refraksi total mata manusia. (1,2)

Dengan akomodasi fiksasi visual pada jarak dekat dapat dilakukan, seiring dengan

pertambahan usia maka kemampuan akomodasi lensa perlahan-lahan berkurang.

Pengerasan lensa akibat pertambahan umur adalah penyebab utama hilangnya akomodasi,

proses ini disebut dengan presbiopia. (1,2)

Untuk mengenal dan memahami lensa lebih jauh, maka dalam sari pustaka ini

akan dibahas mengenai embriologi, anatomi, biokimiawi dan fisiologi lensa.

II. EMBRIOLOGI

Secara embriologi, mata di bentuk dari 3 lapisan embrionik primitive, yaitu

ectoderm permukaan, ectoderm neural dan mesoderm. Lensa sendiri berasal dari bagian

ectoderm permukaan, hari ke-25 masa gestasi 2 tonjolan lateral disebut vesikel optic

terbentuk dari otak bagian depan, saat vesikel optic membesar dan berkembang ke lateral,

vesikel akan semakin mendekati ectoderm permukaan yang terdiri dari selapis sel kuboid.

Pada hari ke-27 masa gestasi, sel-sel ectoderm permukaan yang melapisi vesikel optic akan

berubah menjadi bentuk kolumnar dan menebal, area ini disebut dengan lens plate / lens

placode. (1)

4

Gambar 1: Embriologi Lensa

Lens pit atau fovea lentis muncul pada hari ke-29 masa gestasi sebagai suatu

penonjolan kecil yang terletak di sisi inferior dari pusat lens plate. Lens pit ini menjadi semakin

dalam melalui proses multiplikasi dan invaginasi seluler, seiring dengan itu tangkai sel-sel

yang menghubungkan lens pit dengan permukaan ectoderm akan mengalami konstriksi dan

menghilang, menghasilkan sebuah bulatan terdiri atas selapis sel kuboid yang terbungkus di

dalam suatu membrane basement disebut lens vesicle. Pada usia 33 hari masa gestasi,

diameter vesikel lensa berukuran kira-kira 0,2 mm. (1,3)

A. Serat lensa primer dan nucleus embrionik

Pada tahap perkembangan selanjutnya terjadi pada sel-sel posterior vesikel lensa

menjadi lebih kolumner dan mulai tumbuh memanjang ke arah anterior sehingga secara

progresif menutup lubang vesikel lensa. Pada proses yang akan membuat lensa menjadi

5

transparan, disertai inti serat lensa akan berpindah dekat lamina basal posterior ke posisi

lebih anterior serat lensa, seiring proses ini organel intraseluler akan menjadi tidak nyata.

Kumpulan sel yang memanjang ini di ketahui sebagai serat lensa primer yang akan

membentuk nucleus embrionik dan akan menempati area tengah lensa pada masa dewasa.

Penutupan lubang vesikel lensa ini akan komplit pada hari ke-40 masa gestasi. (1,3)

A B

C D

Gambar 2: Embrionik Lensa (serat lensa primer)(3)

Sel-sel anterior vesikel lensa tidak mengalami perubahan, selapis sel-sel kuboid dikenal juga

sebagai epitel lensa. Diferensiasi dan pertumbuhan lensa selanjutnya berasal dari epitel

lensa. Kapsul lensa merupakan perkembangan membrane basalis epitel lensa bagian

anterior dan serat lensa di posterior. (1)

B. Serat lensa sekunder,nucleus fetal dan sutura lentis

Sekitar usia 7 minggu masa gestasi, sel-sel epitel lensa di daerah ekuator mulai

mitosis dengan cepat dan memanjang untuk membentuk serat lensa sekunder. Bagian

anterior setiap serat lensa yang berkembang akan tumbuh ke anterior kearah polus anterior

lensa dan menyusup di bawah epitel lensa, begitu pula di bagian posterior, serat lensa akan

6

tumbuh kearah posterior dan tetap berada dalam kapsul lensa. Serat lensa yang terbentuk

sejak bulan ke-2 hingga bulan ke-8 masa gestasi ini disebut sebagai nucleus fetal. (1)

E F G

Gambar 3: Embrionik Lensa (serat lensa sekunder) (3)

Hanya serat lensa sekunder bagian luar saja yang mengandung nucleus dan

organel seluler. Seiring dengan bertambahnya serat lensa, maka akan dihasilkan protein

sitoplasmik yang disebut cristallin, proses ini diikuti dengan kehilangan nucleus serta organel

seluler seperti badan golgi, reticulum endoplasma dan mitokondria. (3)

Selama pertumbuhan serat-serat lensa ke anterior dan posterior, sebuah pola

muncul pada tempat serat-serat tersebut bertemu dan berinterdigitasi di bagian anterior dan

posterior lensa. Pola ini dikenal sebagai sutura. Sutura berbentuk Y dapat dikenali sekitar

minggu ke-8 masa gestasi, sutura Y tegak tampak di sisi anterior dan sutura Y terbalik di sisi

posterior, sutura Y dibentuk hanya selama kehidupan fetal. (1,4,5)

Gambar 4 : Y-shaped Suture(1)

Pada saat lahir berat lensa kira-kira 90 mg, semakin meningkat massanya sekitar

2 mg tiap tahun sepanjang pembentukan serat lensa baru. Setelah 20 tahun, serat lensa

7

menjadi lebih lunak dan nucleus lensa menjadi lebih kaku. Umur 40 tahun kekakuan nucleus

lensa secara klinis menurunkan akomodasi dan umur 60 tahun sklerosis nuclear atau

perubahan warna pada lensa sering membuat sutura lensa sulit untuk dilihat dengan jelas.

(1)

Pertumbuhan lensa manusia berlangsung sepanjang hidup. Faktor-faktor yang

mengatur pertumbuhan lensa manusia masih belum jelas, namun dari percobaan in vitro

yang dilakukan ditemukan ada beberapa growth factor yang dapat menstimulasi proliferasi

sel epitel lensa, growth factor tersebut meliputi : fibroblast growth factor (FGF), insulin-like

growth factor (IGF), epidermal growth factor (EGF), platelet-derived growth factor (PDGF),

hepatocyte growth factor, dan vascular endothelial growth factor (VEGF). (5)

C. Tunica vasculosa lentis

Tunica vasculosa lentis adalah suatu struktur pendukung nutrisi perkembangan

lensa, dibentuk pada 1 bulan masa gestasi, dimana arteri hyaloids membentuk sebuah

jaringan anastomosis menutupi bagian posterior lensa yang disebut posterior vascular

capsule. Posterior vascular capsule ini bercabang menjadi kapiler-kapiler kecil kemudian

tumbuh kearah equator dari lensa, beranastomose dengan vena choroidal dan membentuk

capsulopupillary portion dari tunica vasculosa lentis. Cabang arteri ciliary longus lalu

beranastomose dengan cabang capsulopupillary portion untuk membentuk anterior vascular

capsule, yang di sebut pupillary membrane, yang tampak menutupi permukaan anterior

lensa. (1)

Tunica vasculosa lentis ini menghilang menjelang kelahiran. Penurunan kadar

plasma VEGF dan adanya makrofag yang berasal dari korpus vitreus diduga memegang

peranan dalam proses regresi tunica vasculosa lentis ini. (1)

8

Gambar 5: Komponen tunica Vasculosa lentis (1)

III. ANATOMI

Lensa berbentuk bikonveks, transparans, avaskuler dan noninnervasi, terletak di

posterior iris dan anterior korpus vitreus. Lensa bergantung pada posisinya oleh zonula zinnii,

yang terdiri dari serat lembut sampai kuat untuk menyokong lensa dan melekat pada korpus

siliaris. (1,4)

Permukaan posterior lensa lebih cembung dari permukaan anterior, dimana titik pusat

pada permukaan anterior dan posterior disebut sebagai polus anterior dan polus posterior.

Polus anterior dan posterior dari lensa dihubungkan oleh sebuah garis khayal yang disebut

Aksis. Meridian adalah garis-garis yang melewati tengah permukaan lensa baik pada

permukaan anterior maupun permukaan posterior lensa. Garis yang mengelilingi lensa dan

tegak lurus terhadap aksis dinamakan Ekuator. (1,4,6)

Gambar 6: Struktur lensa dewasa

9

Gambar 7: Anatomi Lensa (1)

Pada saat lahir diameter ekuator kurang lebih 6,4 mm, tebal lensa anteroposterior

3,5 mm dengan berat sekitar 90 mg. Lensa berkembang dengan bertambahnya ukuran dan

berat, diperkirakan ketebalan dari lensa meningkat kira-kira 0,02 mm per tahunnya. Saat

dewasa diameter ekuator bertambah menjadi 9 mm, tebal lensa anteroposterior 5 mm

dengan berat sekitar 225 mg. Ketebalan korteks lensa meningkat dengan bertambahnya

usia, demikian halnya pada kurva lensa yang menyebabkan kekuatan refraksi bertambah.

Namun indeks refraksi lensa berkurang dengan bertambahnya usia, kemungkinannya

sebagai dampak dari meningkatnya partikel proten insoluble hingga mata bisa menjadi lebih

hiperopia ataupun miopia dengan bertambahnya usia, tergantung dari keseimbangan

pertukaran partikel-partikel yang ada. Lensa mampu membiaskan cahaya karena memiliki

indeks bias refraksi, normalnya kira-kira 1,4 dibagian sentral dan 1,36 dibagian perifer. Bila

dalam keadaan tidak berakomodasi, lensa memiliki kemampuan sebesar 15-20 D dari 60 D

kekuatan refraksi konvergen yang ada. (1,6)

Pada foetus, bentuk lensa hampir sferis dan lemah. Pada orang dewasa lensanya

lebih padat dan bagian posterior lebih konveks. Proses sklerosis bagian sentral lensa, dimulai

pada masa kanak-kanak dan terus berlangsung secara perlahan-lahan sampai dewasa dan

10

setelah ini proses bertambah cepat dimana nucleus menjadi lebih besar dan korteks

bertambah tipis.(15)

Lensa terdiri dari : - Kapsul lensa

- Epitel lensa

- Korteks lensa

- Nukleus lensa

Tabel 1 : Dimensi Lensa berdasarkan usia

A. Kapsul Lensa

Merupakan suatu membrane yang membungkus seluruh lensa bersifat transparan

dan halus. Kapsul lensa sangat elastik dan bentuknya dapat menjadi lebih bulat ketika tidak

dipengaruhi tegangan dari zonula zinnii. Lapisan paling luar kapsul lensa adalah lamella

zonula yang menjadi tempat perlekatan untuk zonular fibers. Ketebalan kapsul berkisar 2-28

mikrometer dimana paling tebal pada permukaan anterior dan posterior dekat equator, paling

tipis pada polus posterior, sekitar 2-4 μm. (1,4,7)

Gambar 8: Kapsul lensa (1)

USIA AKSIS

˂ 2o tahun 3,5-4 mm

20-50 tahun 4-4,14 mm

50-60 tahun 4,77 mm

80-90 tahun 5 mm

USIA BERAT

Lahir 65 mg

1 tahun 130 mg

20-30 tahun 174 mg

40-50 tahun 204 mg

80-90 tahun 266 mg

11

Kapsul lensa terutama di polus anterior sedikit lebih tebal di banding kapsul

posterior oleh karena sel-sel epitelnya terus menerus mensekresi bahan-bahan kapsular

sepanjang hidup. Sedangkan pada polus posterior tidak terdapat epitel sehingga serat-

seratnya memiliki kemampuan terbatas untuk mensekresi bahan-bahan kapsular. Oleh

karena itu bagian anterior relatif lebih konstan. (1,6)

Kapsul lensa tampak homogen terdiri dari 40 lamella, setiap lamella mirip sebuah

unit lamina basal dan berukuran 40 nm. Selain elastik, kapsul lensa bersifat nonseluler,

dengan komponen utamanya terdiri dari kolagen tipe IV dan sejumlah kecil kolagen lain serta

komponen matriks ekstraseluler meliputi glycosaminoglikan, laminin, fibronectin dan heparin

sulfate proteoglycan. (1,4,8)

Fungsi utama kapsul lensa adalah memberi bentuk pada lensa sebagai respon

terhadap tarikan serat zonuler selama akomodasi. Kapsul lensa juga berperan sebagai

membrane semipermeabel yang memungkinkan molekul kecil dapat melewatinya dan

menahan partikel yang besar. Menurut penelitian elastisitas kapsul dapat diregangkan

sampai kira-kira 60 persen dari bentuk sirkumferensialnya tanpa terjadi robekan. (4)

B. Epitel Lensa

Epitel lensa terletak di bagian anterior lensa sampai ekuator antara kapsul lensa

dan serat lensa tetapi tidak terdapat pada kapsul posterior. Epitel lensa terdiri atas satu lapis

sel epitel dimana apical sel menghadap ke dalam lensa dan bagian basal sel berbatasan

dengan kapsul lensa tanpa tempat perlekatan yang khusus, batas lateral berinterdigitasi

dengan hampir tidak ada ruang interseluler dan setiap sel mengandung sebuah penonjolan

nucleus tapi relatif sedikit organel sitoplasmik(8)

Perbedaan regional epitel lensa sangat penting. Zona sentral merupakan tempat

yang stabil dimana jumlah sel menurun sesuai umur. Zona intermediat terdiri dari sel-sel kecil

yang menunjukkan proses mitosis yang jarang. Di bagian perifer terdapat deretan sel-sel

kuboid yang membentuk zona germinatif. Pada daerah ini sel-sel mengalami mitosis,

memanjang ke arah anterior dan posterior membentuk serat-serat lensa. (8)

Perubahan bentuk lensa yang dramatis terjadi ketika sel epitel memanjang untuk

membentuk sel serat lensa, perubahan ini berkaitan dengan peningkatan massa protein

12

seluler di dalam membran setiap sel serat lensa. Pada waktu yang sama, organel seluler

meliputi nukleus, mitokondria dan ribosom menghilang dari serat lensa, hilangnya organel

seluler ini secara optis bermanfaat karena cahaya yang melalui lensa tidak lagi di absorbsi

atau dihamburkan oleh organel seluler tersebut. Serat lensa yang baru terbentuk fungsi

metaboliknya tidak lagi diperankan oleh organel seluler, melainkan tergantung pada proses

glikolisis untuk menghasilkan energi. (1)

Epitel lensa berperan dalam proses metabolisme aktif dan dapat melakukan

semua aktifitas sel normal, termasuk biosintesa DNA, RNA, protein dan lipid. Epitel lensa

juga dapat menghasilkan ATP untuk memenuhi kebutuhan energi lensa. (1)

C. Nukleus dan korteks lensa

Nukleus dan korteks lensa terbentuk dari lamellae konsentris yang panjang.

Masing-masing serat lamelar mengandung sebuah inti gepeng. Pada pemeriksaan

mikroskop, inti ini jelas di bagian perifer lensa di dekat ekuator dan bersambung dengan

lapisan epitel subkapsul.(2)

Garis-garis persambungan yang terbentuk dengan persambungan lamellae ini

ujung-ke-ujung berbentuk Y, bentuk Y ini tegak di anterior dan terbalik di posterior. Sutura

lensa dibentuk oleh penyusunan interdigitasi prosessus sel apical (sutura anterior) dan

prosessus sel basalis (sutura posterior). Garis-garis persambungan Sutura Y terletak

didalam nukleus lensa. (1,2)

Serat lensa yang terbentuk paling awal dan terletak di sentral disebut nukleus dan

serat lensa yang terbentuk selanjutnya dan terletak dilapisan luar dinamakan korteks. Di

dalam lensa terdapat beberapa jenis nukleus yang dibedakan berdasarkan usia dari serat-

serat lensa yang membentuknya. Nukleus lensa terdiri dari nukleus embrional, fetal, infantil

dan dewasa. (4)

13

Gambar 9: Nukleus Lensa(1)

Nukleus embrional adalah massa serat lensa yang paling awal terbentuk dan

terletak di sentral lensa dan diikuti oleh nukleus fetal dengan bentuk Y sutura, kedua nukleus

tersebut sebagai hasil produksi terus menerus dari serat lensa yang terbentuk pada masa

embryogenesis.Serat yang terbentuk setelah lahir dan menyusun bagian awal dari massa

serat dikenal sebagai nukleus dewasa. Ukuran dari nukleus embrionik dan fetal tetap konstan

sementara ukuran dari nukleus dewasa selalu meningkat. Daerah yang mengelilingi nukleus

dewasa dan mengandung serat nukleus yang baru terbentuk disebut korteks lensa. (4)

D. Zonula zinnii

Zonula zinnii adalah ligamentum yang menahan lensa di tempatnya, tersusun dari

banyak fibril dari permukaan lamina basal epitel non pigmen pars plana dan pars plikata

korpus siliaris yang menyisip ke dalam ekuator lensa. Serabut-serabut zonula ini diinsersikan

pada kapsul lensa di daerah ekuator secara kontinyu di anterior 1,5 mm pada kapsul lensa

anterior dan 1,25 mm pada posterior. (1,4,8)

Gambar 10:

Insersi serat zonula(9)

14

Tiap serat zonula dibentuk oleh berlapis-lapis filament dari fibrilin, serat ini bersatu

untuk membentuk 140 ikatan. Ikatan terbesar yang lurus menjangkau kapsul lensa di daerah

depan lensa membentuk anterior zonular sheet dan serat yang lebih kecil berada dibelakang

dan melekat pada permukaan posterior lensa untuk membentuk posterior zonular sheet.

Serat-serat zonula dalam satu kelompok mempunyai diameter 60 mikrometer, sedangkan

diameter masing-masing serat 0,35–1 mikrometer. Ketebalan diameter berbeda-beda

tergantung tempat melekatnya, pada anterior dan posterior lensa ketebalan diameternya

adalah yang terbesar, sedangkan yang terletak di ekuator ketebalan diameternya paling

kecil. (4,8)

Gambar 11: Zonula Zinni (10)

Dengan pertambahan usia, terjadi penurunan serat zonula di equator,

menyebabkan terpisahnya lapisan anterior dan posterior, ini dapat dilihat dalam sebuah

bentuk segitiga pada persilangan cincin zonula. Posisi insersi zonula bergeser ke arah

anterior, hal ini disebabkan karena terjadi peningkatan relatif sintesa bahan kapsular di

daerah ekuator, dengan pergeseran insersi ke arah anterior maka akan merubah efisiensi

hubungan mekanis antara lensa dan korpus siliaris dalam proses akomodasi.(1,5,6)

IV. BIOKIMIA

Jumlah protein lensa manusia sekitar 33% dari beratnya. Konsentrasi protein yang

tinggi diperlukan untuk memperoleh indeks bias dimana berguna dalam pembiasan sinar dan

transparansi lensa. Protein lensa dibagi menjadi dua bagian yaitu yang larut dalam air dan

15

yang tidak larut dalam air. Protein yang larut dalam air jumlahnya sekitar 80% dari protein

lensa yang disebut crystallin. (2)

Crystallin adalah protein intraseluler yang berada di epitel dan membran plasma

sel serat lensa. Terdapat tiga protein utama, yaitu alfa,beta dan gamma crystallin. Alfa

crystallin sekitar 32%, Beta crystallin 55% dan gamma crystallin 1,5%, alfa crystallin

merupakan molekul protein lensa yang paling besar, dengan berat molekul bervariasi dari

600 sampai 4000 kDa. Alfa crystalin terlibat secara spesifik pada transformasi sel epitel

menjadi serat lensa dan sintesis alfa crystalin tujuh kali lebih tinggi pada sel epitel

dibandingkan pada serat-serat korteks lensa. Gamma crystallin adalah crystallin yang paling

kecil dengan berat molekul 20 kDa. (2)

Gambar 12: Protein Lensa (1)

Fraksi protein yang tidak larut dalam air dibagi menjadi dua yaitu yang larut dalam

urea dan yang tidak larut dalam urea. Protein yang larut dalam urea mengandung protein

sitoskeletal yang memberikan bentuk struktural pada sel-sel lensa, sedangkan yang tidak

larut dalam urea mengandung protein membran plasma yang disebut mayor intrinsic protein

(MIP). MIP berjumlah sekitar 50% dari total protein serat lensa. Protein ini berat molekulnya

28 kDa, menurun dengan pertambahan umur menjadi 20kDa, MIP pertama kali kelihatan

pada lensa hanya sebagai serat yang mulai memanjang dan dapat di deteksi pada seluruh

membran lensa. MIP ditemukan juga terkonsentrasi di gap junction. (1,6)

Perubahan protein yang larut dalam air menjadi tidak larut merupakan proses

alami pada maturasi serat lensa. Pada lensa yang transparan protein larut dalam air sekitar

81% sedangkan pada lensa katarak 51,4%. Hilangnya protein ini mungkin dikarenakan

16

keluarnya crystalin utuh melalui kapsul lensa. Pada katarak peningkatan sejumlah protein

yang tidak larut dalam air berhubungan dengan derajat kekeruhan lensa. (1)

Dalam menjalankan fungsinya lensa memerlukan energi yang cukup, energi yang

diproduksi dalam lensa sangat besar tergantung pada metabolisme glukosa. Glukosa masuk

ke lensa melalui humor akuous baik secara difusi sederhana maupun melalui suatu proses

transport yang disebut sebagai facilitated diffution. Paling banyak glukosa diangkut ke dalam

lensa difosforilasi menjadi glukosa-6 fosfat (G6P) oleh enzim hexokinase. G6P ini kemudian

akan memasuki dua jalur metabolisme yaitu glikolisis anaerob dan hexose mono phosphate

(HMP) shunt. (1)

Gambar 13: Metabolisme glukosa pada lensa (1)

Jalur glikolisis anaerob lebih aktif, dimana hasil akhir metabolismenya adalah

asam laktat,karbohidrat dan air. Jalur ini kurang efisien dibanding dengan glikolisis aerob,

dimana hanya dihasilkan 2 molekul ATP untuk tiap molekul glukosa. (1)

Jalur yang kurang aktif yaitu HMP shunt yang dikenal juga sebagai pentose

phosphate pathway, kira-kira 5% metabolisme glukosa melalui jalur tersebut. Aktifitas HMP

shunt ini lebih tinggi pada lensa dibandingkan pada jaringan lain, namun hal ini belum dapat

dijelaskan. Jalur ini menghasilkan NADPH untuk biosintesis asam lemak, aktifitas gluthation

17

reduktase dan aldose reduktase serta ribose untuk biosintesis nukleotida. Produk karbohidrat

dari jalur HMP akan masuk di jalur glikolitik dan kemudian di metabolisme menjadi laktat. (1,8)

Jalur lain yaitu melalui jalur sorbitol yang mengubah glukosa menjadi fruktosa.

Enzim yang berperan disini yaitu aldose reduktase. Pada keadaaan hiperglikemia, terjadi

peningkatan kadar glukosa di lensa maka jalur sorbitol relatif lebih diaktifkan daripada

glikolisis. Sorbitol dimetabolisme menjadi fruktosa oleh enzim polyol dehidrogenase, namun

afinitas enzim tersebut lebih rendah sehingga sorbitol akan berakumulasi sebelum

dimetabolisme. Selain itu, permeabilitas lensa terhadap sorbitol kurang baik sehingga

mengakibatkan retensi sorbitol di dalam lensa. (1,8)

V. FISIOLOGI

Lensa merupakan media refrakta, bersama dengan kornea membantu

membiaskan cahaya yang akan difokuskan ke retina. Dalam melakukan fungsi ini,maka

lensa harus transparan, mempunyai indeks refraktif yang lebih tinggi dibandingkan dengan

medium di sekitarnya dan mempunyai permukaan refraksi dengan kurvatur yang tepat. (1,4,8)

Sepanjang hidup, sel epitel pada daerah equator berkembang menjadi serat lensa

yang mengakibatkan pertumbuhan terus-menerus dari lensa, epitel merupakan tempat di

dalam lensa dengan metabolisme paling tinggi. Oksigen dan glukosa di gunakan oleh epitel

lensa untuk mensintesa protein dan melakukan transport aktif elektrolit, karbohidrat, dan

asam amino masuk ke dalam lensa. Energi kimia ini dibutuhkan untuk memelihara

pertumbuhan sel-sel dan kejernihan lensa. (1)

A. Pemeliharaan Keseimbangan air dan Kation Lensa

Aspek yang terpenting dari fisiologi lensa adalah mekanisme yang mengontrol

keseimbangan air dan elektrolit yang akan memelihara transparansi lensa. Transparansi

lensa sangat tergantung pada komponen struktural dan makromolekul, oleh karena itu jika

ada gangguan pada hidrasi sel maka dapat mengakibatkan kekeruhan lensa. (1)

Lensa normal mengandung sekitar 66% air dan 33% protein, dan kadarnya sedikit

berubah dengan pertambahan umur. Korteks lensa lebih terhidrasi dibanding nukleus lensa.

Konsentrasi sodium dalam lensa dipertahankan sekitar 20 mM, dan konsentrasi potassium

sekitar 120 mM. Kadar sodium dan potassium yang terdapat di sekitar humor akuous dan

18

humor vitreus sangat berbeda, dimana kadar sodium sekitar 150 mM dan kadar potassium

sekitar 5 mM. (1)

Epitel lensa merupakan tempat aktifitas transport aktif dalam lensa. Keseimbangan

kation yang masuk dan keluar dari lensa dihasilkan oleh permeabilitas membran sel dan

aktifitas pompa sodium (NA+K+ATPase). Secara fungsional sodium pump didapatkan

dipermukaan anterior lensa, khususnya di epitel lensa. (1,5)

Kombinasi antara transport aktif dan permeabilitas membran sering disebut

sebagai sistem pump-leak lensa. Berdasarkan teori ini, potassium dan beberapa molekul lain

seperti asam amino ditransport secara aktif ke dalam lensa anterior melalui epitel, kemudian

akan keluar secara difusi ke bagian posterior lensa karena adanya perbedaan gradient

konsentrasi, di bagian posterior tidak terdapat transport aktif lensa, sebaliknya aliran sodium

masuk di posterior lensa dengan gradient konsentrasi dan kemudian terjadi pertukaran

potassium secara aktif oleh epitel lensa. Hal yang mendukung teori ini adalah terdapatnya

perbedaan konsentrasi anteroposterior untuk kedua jenis ion ini, yaitu potassium

terkonsentrasi pada lensa di anterior dan sodium terkonsentrasi di bagian posterior. (1,5)

Mekanisme transport aktif tidak akan terjadi jika kapsul dan epitel lensa

dikeluarkan dari lensa,tetapi tidak hilang jika hanya kapsul saja yang hilang akibat degradasi

enzimatis oleh kolagenase. Penemuan ini mendukung hipotesis yang menyatakan bahwa

epitel merupakan tempat utama terjadinya transport aktif pada lensa. Oleh karenanya,

sodium akan dipompa melalui bagian anterior lensa ke humor akuous dan potassium

berpindah dari humor akuous ke dalam lensa. (1)

Gambar 14: Teori Pump-Leak (1)

19

Homeostasis kalsium juga berpengaruh pada lensa. Kadar kalsium intraseluler

yang normal sekitar 30 mM, sementara kadar kalsium ekstraseluler sekitar 2 mM. Gradien

kalsium transmembran yang besar ini secara primer dipertahankan oleh Ca-Pump. Membran

sel lensa secara relatif tidak permeabel terhadap kalsium. Hilangnya homeostasis kalsium

dapat menganggu metabolisme lensa. Peningkatan kadar kalsium dapat menyebabkan

metabolisme lensa. Peningkatan kadar kalsium dapat menyebabkan beberapa perubahan,

termasuk penurunan metabolisme glukosa, pembentukan agregasi protein dengan berat

molekul yang lebih besar dan aktifasi destruksi protease. (1,5)

Transport membran dan permeabilitas membran juga merupakan pertimbangan

yang penting untuk nutrisi lensa. Transpor aktif asam amino berlangsung di epitel lensa

melalui mekanisme yang bergantung pada perbedaan konsentrasi sodium yang dilakukan

oleh pompa natrium. Glukosa memasuki lensa melalui proses difusi terfasilitasi yang secara

langsung dikaitkan ke sistem transport aktif. Produk sisa metabolisme lensa meninggalkan

lensa melalui proses difusi sederhana. (1)

B. Akomodasi

Fungsi utama lensa adalah memfokuskan berkas cahaya ke retina. Untuk

memfokuskan cahaya yang datang dari jauh,otot-otot siliaris relaksasi, menegangkan serat

zonula dan memperkecil diameter anteroposterior lensa sampai ukurannya yang terkecil;

dalam posisi ini, daya refraksi lensa diperkecil sehingga berkas cahaya paralel akan terfokus

ke retina. Untuk memfokuskan cahaya dari benda dekat, otot siliaris berkontraksi sehingga

tegangan zonula berkurang.Kapsul lensa yang elastik kemudian mempengaruhi lensa

menjadi lebih sferis diiringi oleh peningkatan daya biasnya. Kerjasama fisiologik antara

korpus siliaris,zonula dan lensa untuk memfokuskan benda dekat ke retina dikenal sebagai

akomodasi.(2)

Akomodasi adalah suatu mekanisme perubahan fokus mata dari penglihatan jauh

ke dekat, dihasilkan oleh perubahan bentuk lensa karena aksi muskulus siliaris pada serat

zonula. Dengan akomodasi maka bayangan yang kabur pada retina akan menjadi lebih jelas

atau fiksasi visual pada jarak dekat dapat dilakukan. Proses akomodasi juga melibatkan

konvergensi aksis visual dari mata dan konstriksi pupil, kemampuan akomodasi ini semakin

menurun dengan bertambahnya usia, yaitu sebesar 8 dioptri pada usia 40 tahun menjadi 1-

2 dioptri pada usia 60 tahun. (1,5,11)

20

Menurut Helmholtz, akomodasi paling banyak merubah bentuk lensa pada

permukaan lensa anterior bagian sentral dikarenakan kapsul perifernya lebih jelas dan serat

zonula anterior insersinya lebih dekat ke visual aksis dari pada serat zonula posterior,

akibatnya anterior sentral lebih menonjol dengan akomodasi, sedangkan kurvatur

permukaan posterior lensa sangat sedikit perubahannya pada akomodasi. (11)

Pada keadaan istirahat dimana mata fokus ke benda yang jauh, serat zonula

anterior berada pada keadaan resting tension. Resting tension ini di teruskan keluar pada

daerah ekuator lensa sampai ke kapsul. Keadaan ini membuat lensa menjadi datar dan

berada pada keadaan tidak berakomodasi. Ketika muskulus siliaris berkontraksi, apeks

dalam dari korpus siliaris terdorong ke arah depan sehingga bagian posterior korpus siliaris

yang melekat pada koroid dan serat zonula posterior ikut meregang. Pergerakan dari otot

siliaris ini melepaskan resting tension pada seluruh serat zonula yang berinsersi pada kapsul

lensa yang elastis, sehingga mengubah bentuk lensa menjadi lebih cembung. Proses ini

menghasilkan kekuatan dioptri yang lebih besar pada lensa. (11)

Gambar 15: Perubahan kurvatur lensa saat akomodasi (14)

21

Modifikasi teori Helmholtz dikemukakan oleh Gullstrand, yang berpendapat bahwa

kapsul lensa ikut berperan dalam proses akomodasi, menurutnya, kapsul lensa memberi

dorongan yang cukup besar untuk lensa berakomodasi, sementara substansi melemahkan

pergerakan kapsul lensa. Pada percobaan yang dilakukan pada hewan,substansi lensa

dikeluarkan dan tersisa hanya capsular bag yang tetap tergantung oleh serat zonula.

Ternyata capsular bag yang elastis dan tidak terdapat substansi lensa tersebut mampu

menarik prosessus siliaris lebih kuat selama akomodasi. (11)

Pada saat mata beristirahat, radius kurvatur permukaan anterior lensa sekitar 10

mm sedangkan selama akomodasi maksimum radius kurvatur menjadi 6 mm. Kurvatur

posterior hanya sedikit mengalami perubahan pada saat akomodasi. Akomodasi di

perantarai oleh serabut-serabut parasimpatis nervus kranialis III (oculomotor). Pada saat

akomodasi muskulus sfingter pupil berkontraksi menghasilkan diameter pupil yang kecil

sehingga cahaya tepat masuk di retina. (1)

Tabel 2 : Perubahan lensa akibat akomodasi (12)

Amplitude of accomodation adalah jumlah perubahan dalam kekuatan refraksi

mata yang dihasilkan dengan akomodasi. Ini berkurang dengan pertambahan umur dan

mungkin dipengaruhi oleh beberapa penyakit dan obat-obatan. Anak remaja umumnya

mempunyai 12 – 16 D saat akomodasi, sedangkan orang dewasa pada umur 40 tahun

mempunyai akomodasi 4-8 D, setelah umur 50 tahun akomodasi menurun kurang lebih 2 D.

Pengerasan lensa akibat pertambahan umur adalah penyebab utama hilangnya akomodasi,

proses ini disebut dengan presbiopia. (1)

22

C. Mekanisme Proteksi

Radikal bebas dihasilkan dari aktifitas metabolisme sel normal dan radiasi energi,

tingginya reaksi radiasi bebas dapat merusak serat lensa. Peroksidase plasma dan lipid

membran plasma serat lensa telah menjadi sebuah faktor penyebab kekeruhan lensa. (1,13)

Proses peroksidase lipid menghasilkan radikal asam lemak diperoleh dari

pemindahan sebuah atom hydrogen asam lemak poliunsaturasi oleh zat oksidasi,

selanjutnya merusak molekul oksigen. Reaksi ini mengarah ke pembentukan peroksidase

lipid (LOOH), yang akhirnya membentuk malondialdehyde (MDA). Reaksi MDA dengan

protein dan lipid membran dapat menganggu fungsi normal dari sel. (1,13)

Reaksi radikal bebas tidak melibatkan molekul oksigen karena kadar oksigen lensa

sangat rendah, DNA mudah di rusak oleh radikal bebas, kerusakan ini dapat bersifat

permanen. Radikal bebas juga merusak lipid dan protein membran korteks. Kerusakan serat

lensa mengarah pada polimerisasi, gangguan pada lipid dan protein yang menghasilkan

sebuah peningkatan protein yang tidak larut dalam air. (1,13)

Lensa dilengkapi dengan beberapa enzim pelindung dari radikal bebas dan

oksigen yang dapat merusak. Terdiri atas glutathione peroksidase, catalase dan superoxide

dismutase. Superoxide dismutase mengkatalis kerusakan O2 dan menghasilkan hydrogen

peroxide : 2O2 - + 2H → H2O2 + O2. Catalase merusak perokxidase dengan reaksi : 2H2O2

→ 2H2O + O2. Glutathione peroxidase mengkatalis reaksi : 2 GSH + LOOH → GSSG + LOH

+ H2O. Glutathione disulfide (GSSG) kemudian dirubah kembali menjadi glutathione (GSH)

dengan glutathione reductase, pyridine nucleotide nicotinamide-adenine dinucleotide

phosphate (NADPH) dihasilkan oleh HMP shunt selama mereduksikan : GSSG + NADPH +

H → 2GSH + NADP+,glutathione dalam lensa beraksi sebagai radikal bebas. Vitamin E dan

asam ascorbat juga terdapat dalam lensa, kedua vitamin ini berfungsi sebagai perusak

radikal bebas dan oksidasi. (1)

23

PENUTUP

Lensa adalah suatu struktur berbentuk bikonveks, avaskuler, transparans, terletak di

belakang iris dan di depan corpus vitreous. Lensa terdiri dari kapsul, epitel, korteks dan nukleus.

Lensa digantung oleh zonula zinnii yang terdiri dari serat lembut sampai kuat untuk menyokong

lensa dan melekat pada korpus siliaris untuk mempertahankan posisinya. Lensa berfungsi untuk

refraksi dan akomodasi. Lensa tidak memiliki suplai darah setelah perkembangan embriologi,

lensa bergantung seluruhnya terhadap humor akuous dan korpus vitreus untuk kebutuhan

metabolisme.

Lensa memiliki tiga komponen protein utama yaitu alfa,beta dan gamma crystallin. Alfa

Crystallin sangat penting dalam transformasi sel-sel epitel menjadi serat lensa yang terjadi

sepanjang hidup seseorang. Energi yang dibutuhkan lensa berasal dari metabolisme karbohidrat

yang dapat melalui dua jalur utama yaitu glikolisis anaerob dan jalur HMP shunt.

Dalam fungsi akomodasi, dimana terjadi suatu mekanisme perubahan fokus mata dari

penglihatan jauh ke dekat, disebabkan oleh karena perubahan bentuk lensa karena aksi

muskulus siliaris pada serat zonula dan seiring dengan pertambahan usia maka kemampuan

akomodasi dari lensa akan semakin menurun karena terjadi pengerasan lensa, dikenal sebagai

presbiopia.

24

DAFTAR PUSTAKA

1. Liesegang TJ,Deutsch TA.Lens and Cataract. Basic and Clinical Science Course, Section

11, American Academy of Ophthalmology. San Fransisco: 2011-2012. P: 5 – 32.

2. Riordan P and Eva. Anatomi dan Embriologi mata. Dalam Ophthalmologi Umum,Edisi 14

oleh Daniel Vaughan, Widya medika, Jakarta; 2000. P: 9 – 11, 29, 175.

3. Kuszak JR and Costello MJ.Embryology and Anatomy of Human Lens. Duanne’s Clinical

Ophthalmology On CD Room.Lippincot Williams & Wilkins Publisher, Philadelphia. 2003.

4. Snell Richard S. And Lemp MA.Clinical Anatomy of the Eye.2nd ed, Blackwell Science:

Washington DC. 1998. P: 7 – 11,197-207

5. Beebe CD, The Lens. In: Adler’s Physiology of the eye. Tenth ed.Mosby : Missouri.2003.P:

117 – 49

6. Young RW.The Lens and the vitreous. In : The Human Eye, Structure and Function.

Sinauer Associates Inc: Massachutes. P; 491 – 525.

7. Shock JP. And Harper RA. Lensa dalam Ophthalmologi Umum. Edisi 14. Widyamedika,

Jakarta.2000. P : 175 – 7

8. Liesegang TJ, Deutsch TA. Fundamentals and Principles of Ophthalmology. Basic and

Clinical Science Course,Section 2, American Academy of Ophthalmology. San

Fransisco.2011 – 2012. P:73–6, 323–330.

9. Oyster CW. The Human Eye, Sinauer Associates, USA, 1999.P: 523

10. Whitehead N. Alfred. Anatomi dan Fisiologi Lensa. Dalam Transisi menuju

Fakoemulsifikasi oleh Istiantoro Soekardi dan johan A. Hutauruk, Granit kelompok

yayasan obor Indonesia. Jakarta : 2004. P: 8-12.

11. Glasser A,Kaufman P.Accomodation and Presbyopia. In : Adler’s Physiology of the Eye.

Tenth Edition. Mosby : Missouri.2003. P.197-231.

12. Lens (Anatomy). Available from : Wikipedia.org/wiki.Acceptable on 18 Desember 2009.

13. Robert EJ.Photobiology of the Human Lens, Department of Natural Sciences,Fordham

University. New York City. 2009

14. Spalton DJ. Atlas of clinical ophthalmology, Elsevier mosby, USA: 2005.P:337

15. Ophthalmology paper, Anatomi Lensa, Thursday, June 23, 2005

16. Kanski J. Lens. In:Clinical Ophthalmology a systematic approach. Seventh edition.

Elsevier: China. 2011. P: 269-308