Makalah Penyembuhan Jaringan [PDF]

Citation preview

3.1. Penyembuhan Jaringan Pemulihan yang disebut juga penyembuhan merupakan upaya restorasi arsitektur jaringan dan fungsi setelah menerima suatu jejas. Penyembuhan jaringan terjadi melalui dua reaksi, antara lain terjadinya regenerasi sel dan pembentukan jaringan parut melalui pengendapan jaringan ikat 1. 3.1.1. Regenerasi Beberapa jaringan mampu mengganti sel yang rusak dan kembali menjadi normal, proses ini disebut regenerasi. regenerasi terjadi melalui proliferasi sel residu (sel yang tidak terkena jejas) yang tetap mempunyai kapasitas untuk membelah, dan pergantian melalui sel punca (Stem cell). Hal ini merupakan respon khas terhadap jejas pada epitel yang membelah dengan cepat pada kulit dan usus dan beberapa organ parenkim, seperti hati1. 3.1.2. Pembentukan Jaringan Parut Apabila jaringan cedera tidak mampu melakukan regenerasi, atau jaringan penunjang mengalami kerusakan berat, pemulihan jaringan terjadi dengan pengendapan jaringan ikat (fibrotik), suatu proses yang menghasilkan jaringan parut. Walaupun jaringan parut tidak dapat melakukan fungsi sel parenkim yang telah hilang, tetapi dapat memberikan stabilitas struktur semula1.



Gambar 3.1. Mekanisme Pemulihan Jaringan1.



3.2. Regenerasi Sel dan Jaringan Regenerasi sel dan jaringan cedera melibatkan proliferasi sel, yang diatur oleh faktor pertumbuhan dan sangat bergantung pada integritas matriks ekstraselular. 3.2.1. Pengaturan Proliferasi Sel Beberapa sel berproliferasi selama pemulihan jaringan. Proliferasi sel tersebut dipacu oleh protein yang disebut dengan faktor pertumbuhan. Produksi faktor pertumbuhan polipeptida dan kemampuan sel untuk membelah karena respon faktor tersebut merupakan determinan penting untuk keberhasilan proses pemulihan. Ukuran populasi sel yang normal ditentukan oleh kesimbangan proliferasi sel, kematian sel akibat apoptosis, dan timbulanya sel baru yang telah berdiferensiasi yang berasal dari Stem cell. Proses penting pada proliferasi sel ialah replikasi DNA dan mitosis. Urutan kejadian yang mengatur kedua proses ini disebut siklus sel. Sel yang tidak membelah



berada pada siklus sel istirahat pada fase G1 atau telah keluar dari siklus sel dan berada di fase G0. Faktor pertumbuhan menstimulasi transisi dari G0 ke fase G1 dan ke dalam sintesa DNA (S), G2, dan fase mitosis (M). Progresi diatur oleh siklin, dengan aktivitas yang diatur oleh kinase dependen pada siklin. Segera setelah sel masuk fase S, terjadi replikasi DNA dan dilanjutkan melalui G2 dan mitosis 1.



Gambar 3.2. Mekanisme mengatur populasi sel. Jumlah sel dapat diubah melalui peningkatan atau penurunan input Stem cell, kematian sel oleh apoptosis, atau perubahan lecepatan proliferasi atau diferensiasi 1.



Proses transisi diantara tingkatan mitosis dipicu oleh peningkatan aktivitas cyclindependent kinase (CDK). Setiap CDK mengatur aktivitas yang merupakan bagian dari target selular spesifik untuk kemajuan melalui transisi individual dengan siklus sel 2.



Gambar 3.3. Siklus Sel 3.



Cyclin-dependent kinase (CDK) diatur oleh sintesi konstan dan rincian siklin spesifik. Siklin-CDK yang kompleks juga diatur oleh pengikatan CDK inhibitor. CDK inhibitor sangat penting pada fase G1 kemudian pada fase S dan G2 dan pada tempat pemeriksaan M, di mana ketepatan dan kecepatan waktu dari sintesis dan replikasi DNA diawasi. Ketika DNA ditemukan mengalami kerusakan, TP53 (p53) diseimbangkan dan menginduksi transkripsi dari CDKN1A (p21), sebuah inhibitor yang menahan sel di dalam G1 atau G2. Jika DNA rusak terlalu parah, maka TP53 akan memulai apoptosis 2.



Gambar 3.4. Kontrol dari siklus sel 2.



3.2.2. Kapasitas Proliferasi Sel Kemampuan jaringan untuk memulihkan diri sendiri dipengaruhi terutama oleh kapasitas proliferasi intrinsik. Berdasarkan criteria ini, jaringan tubuh dibagi atas 3 kelompok. 1. Jaringan labil (selalu membelah). Sel dari kelompok jaringan ini akan terus hilang dan diganti oleh Stem cell yang mengalami pematangan dan melalui proliferasi sel matur. Termasuk sel labil ialah sel hamtopoietik dari sumsum tulang dan semua sel epitel permukaan, misalnya sel epitel berlapis gepeng pada kulit, rongga mulut, vagina, dan serviks; epitel kubik duktus organ eksokrin (misalnya kelenjar saliva, pancreas, traktus biliaris). 2. Jaringan stabil. Sel kelompok ini bersifat diam dan hanya mempunyai aktivitas replikasi terbatas pada keadaan normal. Tetapi sel ini mampu berproliferasi merespons jejas atau apabila ada jaringan yang rusak. Sel stabil membetnuk jaringan parenkim organ padat, misalnya hati, ginjal, dan pancreas. Termasuk pula sel endotel, fibroblast, dan otot polos; proliferasi sel ini penting pada penyembuhan luka, Jaringan stabil mempunyai kapasitas terbatas untuk regenerasi setelah jejas, kecuali hati. 3. jaringan permanen. Sel jaringan dianggap telah selesai berdiferensiasi kengkap dan bersifat nonproliferatif setelah kelahiran sel. Termasuk kelompok sel permanen adalah neuron dan otot jantung. Sehingga jejas pada otak dan jantung bersifat irreversible dan akan menghasilkan jaringan parut, karena neuron dan miosit jantung tidak dapat beregenerasi. Replikasi Stem cell terbatas dan diferensiasi terjadi pada beberapa



daerah otak dewasa dan ada bukti bahwa Stem cell jantung dapat berproliferasi setelah nekrosis miokardium. Namun, kapasitas proliferasi jaringan ini tidak mencukupi untuk regenerasi jaringan akibat jejas. Otot lurik biasanya dikelompookan ke dalam jaringan permanen, namun adanya sel satelit yang melekat pada lapisan endomisium memungkinkan kapasitas regenerasi pada jaringan ini. Pada jaringan permanen pemulihan didominasi dengan pembentukan jaringan parut4. 3.2.3. Sel Stem (Stem cell) Pada jaringan yang mampu membelah, sel matur telah berdiferensiasi lengkap dan hidup. Ketika sel matur mati, jaringan akan diganti oleh sel yang berdiferensiasi berasal dari Stem cell. Jadi pada jaringan inin terjadi keseimbangan homeostatik antara replikasi, pergantian sel sendiri, diferensiasi Stem cell dan kematian sel matur, yang berdiferensiasi lengkap. Hubungan itu jelas tampak pada sel epitel kulit yang terus membelah dan epitel saliran cerna, di mana Stem cell terletak dekat dengan lapisan basal, dan sel mengalami diferensiasi ketika bermigrasi ke lapisan atas epitel sebelum sel mati dan dilepaskan dari permukaan. Karakteristik Stem cell ialah mempunyai dua kemampuan: kapasitas mengganti diri sendiri dan replikasi asimetrik. Replikasi asimetrik berarti apabila sebual Stem cell membelah, satu sel anak akan mengikuti jalur berbeda dan menjadi sel matur, sedang yang lainnya tetap merupakan Stem cell tanpa diferensiasi yang mempertahankan kemampuan kapasitas ganti diri sendiri. Karena adanya kemampuan penggantian diri sendiri maka Stem cell dapat mengatur populasi prekursor yang fungsional untuk waktu yang lama. Walaupun bahan rujukan penuh dengan deskripsi Stem cell, pada dasarnya dijumpai dua jenis:



1. Stem cell embrionik (Sel ES) Merupakan Stem cell yang paling tidak berdiferensiasi. Ditemui pada bagian dalam sel blastosis dab mempunyai kemampuan penggantian sek yang sangat ekstensif. Sehingga dapat bertahan dalam kultur jaringan selama satu tahun tanpa mengalami diferensiasi. Pada lingkungan kultur yang tepat, sel ES dapat diinduksi untuk membentuk sel khusus dari seluruh jantung, sel hati, dan sel pulau pancreas. Fungsi sel ES adalah membentuk sel seluruh tubuh. 2. Stem cell dewasa Disebut juga stem sel jaringan, kurang berdiferensiasi dibandingkan sel ES dan dijumpai di antara sel yang telah berdiferensiasi dalam organ atau jaringan. Namun, seperti sel ES, mempunyai kapasitas penggantin diri sendiri, ealaupun agak terbatas. Sebaliknya, potensi lineasi (kemampuan berubah menjadi sel khusus) terbatas pada sel yang telah mengalami diferensiasi di jaringan atau organ di mana sel tersebut dijumpai.



Gambar 3.5. Produksi stem cell pluripotein yang telah diinduksi1.



3.2.4. Faktor Pertumbuhan Sebagian besar faktor pertumbuhan adalah protein yang menstimulasi ketahanan hidup dan proliferasi sel tertentu dan juga bisa mengakibatkan migrasi, diferensiasi, dan respon selular lain. Faktor pertumbuhan menginduksi proliferasi sel melalui ikatan dengan reseptor spesifik dan mempengaruhi ekspresi gen yuang menghasilkan produk untuk berbagai fungsi: 1. Mendorong masuknya sel dalam siklus sel. 2. Menghilangkan blok penghambat progresi sel (sehingga memicu replikasi). 3. Mencegah apoptosis. 4. Meningkatkan sinstesa protein sel sebagai persiapan untuk mitosis. Aktivitas utama faktor pertumbuhan adalah menstimulasi fungsi gen pengatur pertumbuhan yang banyak diantaranya disebut proto-onkogen karena mutasi yang terjadi akan mengakibatkan proliferasi sel tanpa kendali yang merupakan karakteristik pada kanker (onkogenesis)1. Tabel 3.1. Faktor pertumbuhan yang berperan pada regenerasi dan pemulihan jaringan1.



Faktor pertumbuhan umumnya berfungsi dengan berikatan pada reseptor spesifik di permukaan sel dan memicu sinyal biokimia dalam sel. Jalur sinyal intrasel utama yang diinduksi oleh faktor pertumbuhan mirip dengan reseptor sel lain yang mengenali ligan ekstrasel. Secara umum sinyal ini merangsang atau menekan ekspresi gen. Sinyal dapat terjadi langsung di sel yang sama, yang menghasilkan faktor tersebut (sinyal autokrin), atau antara sek yang berdekatan (sinyal parakrin), atau mencapai jarak lebih jauh (sinyal endokrin) 1. Reseptor protein pada umumnya terletak di permukaan sel, tetapi mungkin juga intrasel; dalam hal ini ligan harus bersifat cukup hidrofobik agar dapat memasuki sel (misalnya vitamin D, atau steroid dan hormin tiroid). Atas dasar jalur sinyal transduksi utama, reseptor membran plasma dibagi menjadi 3 jenis : 1. Reseptor dengan aktivitas kinase intrinsik. 2. Reseptor pasangan-protein G. 3. Reseptor tanpa aktivitas enzim intrinsik. Tabel 3.2. Jalur sinyal utama yang dipergunakan reseptor sel permukaan1.



3.2.5. Peran Matriks Ekstraseluler pada Pemulihan Jaringan Pemulihan jaringan tidak hanya bergantung pada faktor pertumbuhan tetapi jyga dengan interaksi sel dan komponen Extracelullar Matrix (ECM). Kompleks ECM merupakan kompleks beberapa protein yang menyusun suatu jaringan yang mengelilingi sel dan merupakan bagian penting dari setiap jaringan tubuh. ECM mengeluarkan air, mengatur turgor jaringan lunak dan mineral, sehingga tulang menjadi kaku. Juga mengatur proliferasi, gerak dan diferensiasi sel sekitarnya dengan mensuplai substrat untuk adhesi sel, migrasi dan berfungsi sebagai tempat penyimpanan faktor pertumbuhan1. ECM terjadi dakan dua bentuk dasar yaoitu, matriks interstisium dan membran basalis : 1. Matriks interstitium. ECM jenis ini ditemui di rongga antar sel di jaringan ikat dan diantara epitel dan jaringan penunjang vascular dan struktur otot polos. Disintesa oleh sel mesenkim (misalnya fibroblast) dan juga cenderung membentuk gel amorfus tiga dimensi. 2. Membran basalis Matriks interstitium yang tersusun acak di jaringan ikat menjadi terorganisasi di sekitar sel epitel, sel endotel, dan otot polos membentuk membran basalis. Membran basalis terletak di bawah epitel dan disintesi oleh epitel di atasnya dan sel mesenkim di bawahnya, cenderung membentuk jaringan dengan susunan mirip “kawat ayam”. Komponen Matriks Ekstraseluler Ada tiga komponen dasar dari matriks ekstraseluler antara lain, protein structural fibrosa seperti kolagen dan elastin yang kuat dan dapat membentuk kumparan, gel dengan hidrasi air



seperti proteoglikan dan hialuronat yang memungkinkan lentur dan berminyak.