BAB II TINJAUAN KEPUSTAKAAN II.1 Struktur dan fungsi saraf

BAB II
TINJAUAN KEPUSTAKAAN
II.1 Struktur dan fungsi saraf perifer
Saraf perifer merupakan ikatan-ikatan akson yang mengkonduksi impulimpul eferen (motorik) dari sel-sel di anterior horn dari medulla spinalis menuju
otot, dan impul-impul aferen (sensorik) dari reseptor-reseptor perifer melalui selsel di dorsal root ganglia menuju medulla spinalis. Saraf perifer juga membawa
serabut-serabut sudomotor dan vasomotor dari sel-sel ganglion di rantai simpatis.
Beberapa saraf perifer dominan motorik, beberapa lainnya dominan sensorik,
pada badan yang lebih besar bersifat campuran, dengan akson motorik dan
sensorik berjalan dalam ikatan yang terpisah. (Lee, Wolfe, 2000), (Solomon,
Warmick, Nayagam, 2010)
Masing-masing akson adalah kepanjangan dari prosesus sel saraf, atau
neuron. Badan sel dari motor neuron yang menyuplai otot-otot perifer terkumpul
di anterior horn medulla spinalis; oleh sebab itu, sebuah motor neuron tunggal
dengan aksonnya dapat memiliki ukuran panjang lebih dari satu meter. Badan sel
dari neuron sensorik yang menyuplai badan dan anggota gerak terletak di dorsal
root ganglia dan masing-masing neuron memiliki satu prosesus (akson) yang
memanjang dari perifer menuju badan sel dan prosesus lainnya dari badan sel
menuju medulla spinalis. (Solomon, Warmick, Nayagam,2010)
Gambar 1. Skema struktur neuron
1
Gambar 2. Potongan melintang anatomi saraf perifer (Lee et al. 2000).
Gambar 2 memperlihatkan potongan melintang saraf perifer. Akson tertutup
oleh lapisan jaringan ikat yaitu endoneurium. Akson-akson yang menyusun saraf
terbagi menjadi ikatan-ikatan atau fascicle oleh jaringan membrane yang padat
yaitu perineurium. Sistem saraf perifer tertutup oleh lapisan terluar jaringan ikat
yaitu epineurium. (Lee et al. 2000)
Ujung-ujung perifer dari semua neuron memiliki cabang-cabang. Sebuah
motor neuron tunggal dapat menyuplai dari 10 hingga beberapa ribu serabut otot,
rasionya tergantung pada derajat keterampilan yang dibutuhkan pada otot tertentu
(semakin kecil rasionya semakin baik gerakannya). Begitu juga halnya, cabangcabang perifer dari masing-masing neuron sensorik dapat menyuplai dari muscle
spindle tunggal hingga sebidang kulit yang luas; semakin sedikit end reseptor
yang disuplai, semakin besar derajat diskriminasinya. (Salter, 1999), (Solomon,
Warmick, Nayagam, 2001)
2
Gambar 3. Bagian – bagian sebuah saraf perifer (Lee et al. 2000)
Gambar 3 memperlihatkan bagian-bagian saraf perifer. Saraf perifer terdiri
dari neuron-neuron yang tersusun dalam fasikulus di dalam badan sel saraf. Akson
terkumpul dalam ikatan-ikatan yang terselubung membentuk endoneurium,
endoneurium ini akan terkumpul dalam fasikulus yang padat yaitu perineurium.
Kelompok fasikulus yang membentuk trunkus saraf tertutup dalam lapisan
jaringan ikat yang lebih tebal yaitu epineurium. (Lee et al. 2000)
II. 2 Sinyal Saraf
Sinyal atau aksi potensial yang dibawa oleh motor neuron ditransmisikan
menuju serabut-serabut otot melalui pelepasan transmitter kimia, asetilkolin, pada
terminal akson saraf. Sinyal sensoris dengan cara yang sama dibawa menuju
dorsal root ganglia dan menuju keatas ke kolumna ipsilateral medulla spinalis
melalui batang otak dan thalamus menuju ke korteks (sensorik) yang berlawanan.
Impul-impul proprioseptif dari muscle spindle dan sendi melewati rute ini dan
dibawa ke sel-sel anterior hornsebagai bagian dari arkus reflek lokal. Tingkat
kepraktisan dari sistem ini menjamin bahwa mekanisme pertahanan seperti
keseimbangan dan rasa posisi dalam ruang diaktivasi dalam kecepatan yang
tinggi. (Salter, 1999),(Solomon, Warmick, Nayagam, 2001)
3
Pada saraf perifer semua motor akson dan akson sensorik besar yang
mensuplai rasa sentuh, nyeri, dan proprioseptif terselubung dengan myelin, yaitu
membrane lipoprotein berlapis yang berasal dari Schwann sel. Setiap beberapa
milimeter selubung myelin akan terhambat, meninggalkan segmen pendek akson
kosong yang disebut nodes of Ranvier. Impuls-impuls saraf melompat dari node
ke node dengan kecepatan listrik, jauh lebih cepat dibandingkan bila akson
tersebut tidak terselubung myelin. Penipisan dari selubung myelin akan
menyebabkan pelambatan dan pada akhirnya terjadi blok total dari konduksi
aksonal. (Solomon, Warmick, Nayagam, 2010)
Sebagian besar akson umumnya serabut yang berdiameter kecil yang
membawa sensasi kasar dan serabut simpatis eferen tidak terselubung myelin
tetapi terbungkus dengan sitoplasma sel Schwann. Kerusakan pada akson ini akan
menyebabkan sensasi yang kurang nyaman atau aneh serta berbagai efek
sudomotor dan vasomotor.(Lee, Wolfe, 2000)
Di luar membrane sel Schwann, akson tertutup oleh lapisan jaringan ikat
yaitu endoneurium. Akson-akson yang menyusun saraf terbagi menjadi ikatanikatan atau fascicle oleh jaringan membran yang padat yaitu perineurium. Pada
saraf yang terpotong fascicle ini tampak dari permukaan potongan, selaput
perineurial akan tampak dengan jelas cukup kuat untuk dipegang oleh instrumen.
Kelompok fascicle yang membentuk trunkus saraf tertutup dalam lapisan jaringan
ikat yang lebih tebal yaitu epineurium. Ketebalan epineurium bervariasi dan
cukup kuat pada lokasi dimana saraf menjadi subjek dari pergerakan dan traksi
contohnya pada daerah sekitar sendi. (Lee, Wolfe, 2000), (Solomon, Warmick,
Nayagam, 2010)
II.3 Pembuluh darah pada saraf perifer
Saraf kaya akan suplai pembuluh darah yang berjalan secara longitudinal
dalam epineurium sebelum menembus berbagai lapisan yang menjadi kapiler
endoneurial. Pembuluh darah halus ini mungkin akan mengalami kerusakan
dengan adanya peregangan atau penanganan yang kasar pada saraf, tetapi
4
pembuluh darah ini mampu menahan mobilisasi ekstensif dari saraf, sehingga
memungkinkan untuk dilakukan perbaikan atau penggantian segmen yang rusak
dengan tranposisi atau transfer saraf. Pembuluh darah kecil ini memiliki suplai
saraf simpatisnya sendiri yang berasal dari saraf induknya. Stimulasi dari serabutserabut tersebut (menyebabkan vasokonstriksi intraneural) mungkin penting
dalam kondisi seperti distrofi refleks simpatis dan sindrom nyeri yang tidak biasa
lainnya. (Lee, Wolfe, 2000),(Solomon, Warmick, Nayagam, 2010)
Gambar 4. Suplai perdarahan pada saraf perifer. (Lee et al. 2000)
Dalam saraf perifer, mikrovaskularisasi berjalan disepanjang lapisan luar
(epineurium) bersama jaringan kapiler transversal yang memberikan perfusi pada
endoneurium.
5
II.4 Klasifikasi Cidera saraf perifer
Cidera saraf perifer di klasifikasikan oleh 2 peneliti yaitu Seddon (1943)
dan Sunderland (1978). Seddon membagi berdasarkan kelainan anatomi cidera
yaitu
-
Neurapraxia
:Struktur pendukung (epineurium, perineurium dan
endoneurium) utuh, terjadi gangguan konduksi listrik dan kimia, akibatnya
akan
terjadi kekacauan transportasi aksonal dan de myelinasi
selektif.Gangguan penurunan fungsi motorik lebih besar daripada fungsi
sensorik, fungsi otonom normal. Dapat sembuh tanpa intervensi bedah.
-
Aksonotmesis:
Struktur
pendukung
epineurium
dan
perineurium
terganggu,sedangkan endoneurium utuh yang memungkinkan terjadinya
regenerasi aksonal. Terjadi penurunanan fungsi motorik, sensorik dan
otonom. Tingkat kesembuhan belum bisa diperkirakan tergantung dari
jarak antara struktur pendukung yang rusak. Cidera kearah proksimal
menunjukan hasil yang tidak menggembirakan.
-
Neurotmesis
:Struktur
pendukung
epineurium,
perineurium
dan
endoneurium semua terganggu, dan kadang kadang terjadi gap.
Penyembuhan total sangat sulit terjadi dan membutuhkan intervensi bedah.
Klasifikasi lain diperkenalkan oleh Sunderland (1978). Klasifikasi ini
berdasarkan pada anatomis, prognosis dan strategi pengobatan pada cidera saraf
perifer dan terbagi dalam 5 derajat cidera saraf perifer.Cidera derajat satu sesuai
dengan neurapraksia, derajat dua sesuai dengan aksonotmesis pada klasifikasi
Seddon. Derajat tiga sesuai dengan neurotmesis dimanaa terjadi kerusakan
sebagian (parsial) pada struktur pendukungnya termasuk endoneurium yang
berfungsi sebagai panduan untuk regenerasi aksional. Dapat terjadi fibrosis karena
masuknya sel sel inflamasi dan fibroblast kedalam struktur perineurium.Cidera
derajat keempat terjadi kerusakan struktur pendukung epineurium, perineurium
dan endoneurium. Pada epineurium terjadi kerusakan parsial. Penanganannya
membutuhkan intervensi bedah dan memerlukan pencangkokan saraf.Cidera
derajat kelima terjadi hilangnya sebagian saraf ujung proksimal dan distal yang
6
tidak memungkinkan terjadi penyembuhan spontan, memerlukan pencangkokan
saraf.(Burnett, 2004)
Gambar 5. Perubahan anatomi dan morfologi cidera saraf perifer . (Kim J. 2013)
Keberhasilan dari proses perbaikan saraf perifer tergantung pada derajat
berat ringan cedera dan lingkungan yang memungkinkan. Sistem grading cedera
menurut Seddon dapat digunakan untuk memberikan gambaran hubungan
perubahan mikroskopik yang terjadi setelah cedera saraf dan simtomatologi
pasien. Waktu intervensi bedah juga memegang peranan yang sangat penting
dalam proses penyembuhan cidera saraf perifer. (Jun-Ming Zhang, 2007)
II.5 Proses degenerasi dan regenerasi pada cidera saraf perifer
Segera setelah terjadi cidera pada saraf tepi, akan disusul dengan proses
degenerasi pada ujung saraf. Perubahan histologis terutama melibatkan
fragmentasi fisik dari akson dan myelin. Neurotubulus dan neurofilamen akan
terputus dan bentuk akson menjadi tidak teratur, kontinuitas akson akan hilang
dan konduksi impuls tidak terjadi serta terjadi disintegrasi myelin.Sel Schwann
memegang peranan penting dalam proses degenerasi saraf perifer, aktif dalam 24
jam paska cidera dengan mengaktifkan diri melalui pembesaran inti dan
7
sitoplasma serta meningkatkan mitosis sel. Peranan sel Schwann adalah
membantu
menghilangkan debris-debris aksonal dan myelin. Makrofag
bermigrasi kearah tempat
cidera melalui rute pembuluh darah yang dinding
kapilernya telah menjadi permeabel. Sel Schwann bersama sama dengan
makrofag melakukan fagositosis ditempat cidera.
Pada cidera saraf derajat tiga (Sunderland) terjadi cidera intrafasikular,
trauma vaskuler disekitar endoneurium menyebabkan oedem dan perdarahan,
sehingga mengakibatkan reaksi inflamasi. Terjadi proliferasi fibroblas yang dapat
merangsang terbentuknya jaringan parut. Cidera interfasikular dapat merusak
regenerasi akson.Pada cidera saraf perifer derajat empat dan lima, struktur
pendukung endoneurium beserta struktur interfasikuler, epineurium dan
perineurium terputus, fibroblast terbentuk pada seluruh strukur tabung pendukung
yang dapat menyebabkan terbentuknya jaringan parut.Pembentukan jaringan parut
ini dapat menghambat fungsi dan arsitektur saraf perifer.
Proses regenerasi terjadi setelah proses degenerasi, pada cidera saraf
perifer neurapraksia dan axonotmesis (klasifikasi Sunderland satu dan dua) proses
dimulai segera setelah cideradan sesuai dengan prosedur. Hal ini terjadi melalui
blok konduksi atau regenerasi akson. Perubahan morfologi dan fisiologi dapat
kembali seperti sebelum cidera. Pada cidera saraf perifer derajat tiga, empat dan
lima dimana tabung endoneural terganggu,maka regenerasi akson berliku liku
sehingga terjadi ketidaktepatan melakukan inervasi organ target. (Gaudet, 2011).
Pemulihan fungsional setelah terjadi cidera melalui tahapan yang kompleks, yang
memungkinkan terjadi gangguan pada proses regenerasi.
8
Gambar 6. Tahapan regenerasi saraf perifer. (Burnett, 2004)
Gambar diatas menjelaskan tentang tahapan regenerasi saraf setelah
cidera. Step1. Terjadi fragmentasi akson dan myelin pada ujung distal, Step 2.
Schwan sel membentuk tabung menuju ke ujung bagian distal, makrofag akan
memfagositosis sisa-sisa akson dan debris-debris myelin, Step 3. Akson akan
tumbuh dalam tabung yang dibentuk sel Schwann, Step 4. Akson berkembang
terus sampai ke ujung distal yang dibuat oleh sel Schwann.(Burnett, 2004).
Aksoplasma berperan dalam regenerasi ujung akson yang muncul dari
segmen proksimal akson dan sel tubuh saraf(nerve cell body), terjadi kenaikan
sintesa protein dan lemak yang mempengaruhi tingkat kemajuan dan kaliber akhir
dari regenerasi akson. Tingkat pertumbuhan kembali aksonal ditentukan oleh
perubahan dalam sel tubuh, aktivitas kerucut pertumbuhan pada ujung akson,
resistensi jaringan yang terluka antara sel tubuh dan organ akhir.
Regenerasi akson dapat membentuk selubung endoneurium yang
memungkinkan segmen proksimal dapat bertemu dengan segmen distal, namun
tidak ada yang bisa menjamin bahwa setiap cidera akan terjadi perbaikan seperti
itu, walaupun dengan intervensi pembedahan.
9
II.6 Matriks Ekstraseluler
Matriks ekstraseluler merupakan substrat disekitar sel yang memberikan
dukungan structural untuk elemen seluler, mempengaruhi perilaku mereka selama
perkembangan dan maturitas. Matriks ekstraseluler timbul secara alami dan
digunakan oleh sel untuk bermigrasi, berproliferasi, dan berdiferensiasi. Empat
molekul utama matriks ekstraseluler yang ditemukan dalam system saraf perifer
dan disintesis oleh sel Schwann yaitu laminin, fibronectin, collagen tipe IV dan
berbagai macam proteoglikan.
Laminin merupakan protein yang memiliki aktivitas biologi yang banyak
termasuk promosi adhesi sel, migrasi, pertubuhan dan diferensiasi. Laminin yang
merupakan glycoprotein dengan struktur cruciform terdiri dari tiga rantai
polipeptida, ditemukan pada bagian dalam lamina basal sel Schwann. Laminin,
yang dikenal sebagai promoter pertumbuhan neurit in vitro yang paling efektif,
dan membantu regenerasi axonal, juga biasa digunakan dalam penelitian kultur
jaringan sebagai substrat untuk menumbuhkan eksplant seperti dorsal root
ganglion (DRG).
Gambar 7. Gambaran skematis struktur Laminin.
10
Laminin terdiri atas G-chain, b-chain, A-chain dan membentuk three
standed coil. Pada ujung g-chain dan b-chain terdapat kolagen tipe IV binding
domain. Pada ujung a-chain terdapat cell surface binding domain (Cummings.
2007). Fibronectin merupakan glikoprotein yang besar dan asimetris yang
diperkirakan membantu adhesi dan penyebaran sel dengan mengikatnya pada
substrat kolagen.
Gambar 8. Gambaran skematis struktur Fibronectin. Pada ujung COOH
berlekatan dengan fibrin binding domain, sedangkan pada ujung NH2 berlekatan
dengan heparin and fibrin binding domain. (Wiley J, Sons. 1999)
Fibronectin terdiri dari pengulangan tandem dari tiga jenis yang berbeda (I, II,
III) dari modul yang terlipat secara individual. Modul fibronectin tipe III (FN III)
mengandung titik ikatan bagi beberapa reseptor membrane dan komponen matriks
ekstraseluler yang memainkan peranan dalam penyusunan matriks ekstraseluler.
Kolagen tipe IV yang juga merupakan glikoprotein ditemukan secara eksklusif
dalam membrane dasar sel Schwann. Protein ini berfungsi sebagai scaffold untuk
pembentukan komponen matriks lainnya dan menyediakan dukungan struktur
utama bagi matriks. Kolagen IV berperan dalam regulasi pertumbuhan sel,
diferensiasi dan adhesi, serta formasi jaringan serta berguna sebagai substrat bagi
pertumbuhan epithelial, endothelial, sel otot dan saraf. Kolagen tipe IV telah
11
diketahui berperan dalam regenerasi axonal serta menstimulasi pertumbuhan
neurit saraf perifer dan dorsal root ganglia.
Gambar 9. Struktur kimia kolagen Tipe IV. (Plaisier. 2008)
Heparan sulfat proteoglikan (HSPG) dan chondroitin sulfat proteoglikan
(CSPG) juga ditemukan pada lamina basal. HSPG terdiri dari polipeptida (core
protein) dan rantai linear polisakarida yang ditandai dengan pengulangan
disakarida dari residu hexuronate dan N-substituted glucosamine. Kompleks
HSPG membantu pertumbuhan neurit, mempromosikan kemampuan laminin atau
N-CAM. Salah satu CSPG yang ditemukan di saraf perifer yaitu NG2. NG 2
terdiri dari rantai core protein bearing GAG yang tersusun seluruhnya oleh
condroitin sulfat. Kadar NG2 meningkat seiring dengan cedera pada system saraf
pusat dan molekulnya menghambat pertumbuhan axon. Secara serupa, studi in
vitro pada saraf perifer tikus yang mengalami kerusakan menunjukkan bahwa
NG2 merupakan komponen jaringan parut fibroblastic yang signifikan dan
berperan terhadap gagalnya pertumbuhan axon melalui jaringan parut. Secara
umum, CSPG diperkirakan menghambat regenerasi axon dan sebaliknya HSPG
mempromosikan pertumbuhan neurit. (Naidu, 2005),(Elmstedt, 2006)
II.7. Membran Amnion
Pengobatan untuk regenerasi jaringan melibatkan penggunaan sel-sel yang
hidup untuk menggantikan atau mengembalikan fungsi normal dari jaringan yang
telah rusak. Sel punca sudah diteliti dan merupakan kandidat yang menjanjikan,
yang memiliki kemampuan untuk meregenerasi diri sendiri dan berdiferensiasi
12
menjadi berbagai macam sel progenitor. Sumber dari sel punca penting untuk
diperhatikan, baik sel punca yang berasal dari dewasa dan embrionik sel punca
sama-sama digunakan untuk mengembangkan terapi terhadap berbagai macam
kondisi klinis dari cedera dan penyakit.(Rennie K et al. 2012; Niknejad H et al.
2008)
Membran amnion (AM) memiliki struktur yang tipis dengan bahan yang
sangat fleksibel yang biokompatibel dan biodegradable. Membran ini berasal dari
lapisan, meliputi jaringan ekstra-embrio yang terdiri dari lempeng korion dan
desidua maternal. Pada saat kelahiran, AM menjadi terpisah dari lapisan lempeng
korion dibalik lapisan jaringan ini. AM muncul sebagai matriks tipis yang terdiri
dari lapisan sel epitel amnion , membran basal dan matriks stromal. AM telah
digunakan dalam berbagai aplikasi medis, seperti penutup luka, barrier pencegah
adhesi jaringan, dan pada operasi ophthalmologi. (Khrisnamurithy et al. 2011)
Beberapa sumber juga menunjukkan adanya fungsi sebagai anti-perekat,
anti-inflamasi dan memiliki komponen antibiotik. Sudah dijelaskan bahwa
komponen ECM yang meliputi kolagen, fibronectin, laminin, dan proteoglikan
lain terdapat dalam membran sel basal yang menghasilkan pertumbuhan yang
lebih baik Molekul-molekul ini membentuk ligand dengan integrin binding
receptor yang terletak pada permukaan sel, yang memberikan adhesi sel pada
permukaan kontak. Adanya peningkatan interaksi sel-ECM juga dapat
meningkatkan ekpresi dari sel. (Niknejad H et al. 2008; Khrisnamurithy et al.
2011)
Akhir-akhir ini, sel induced pluripotent stem (IPS) sel yang diambil dari sel
somatik dewasa menjadi bentuk pluripoten, menjadi solusi alternatif untuk
pengobatan regeneratif. Embrionik sel punca mempunyai tingkat proliferasi yang
tinggi dan mampu berdiferensiasi menjadi semua tipe sel dewasa, akan tetapi
mempunyai risiko untuk membentuk formasi tumor dan masalah etik. Sedangkan,
pada sel punca dewasa selain risiko untuk menjadi tumor dan masalah etik,
jumlahnya sangat terbatas, tingkat proliferasi rendah dan diferensiasi terbatas.
Adanya kekurangan yang dimiliki oleh embrional sel punca , sel punca dewasa
13
dan sel IPS telah digunakan sebagai sumber alternatif untuk sel dalam pengobatan
regeneratif.(Rennie K et al. 2012)
Populasi dari sel multipoten dapat ditemukan pada membran amnion (AM)
dan cairan amnion (AF). Cairan amnion didapatkan pada saat amniosintesis.
Epitel amnion dan sel amniotic mesenchimal stromal (AMS) dipisahkan dari
amnion pada saat proses persalinan. Sel-sel ini sudah siap tersedia, mudah
diproses dan menghindari isu etik seperti pada penggunaan embrional sel punca.
Tidak seperti ES sel, AF dan AE tidak ditemukan terbentuknya teratoma ketika di
transplantasi secara in vivo, dan mungkin menjadi alternatif yang lebih aman dari
ES sel. (Rennie K et al.2012, Khrisnamurithy et al. 2011)
Gambar 10. Proses isolasi membran fetus manusia dari plasenta. (Rennie K et al.
2012)
Tampak tekstur dan sifat elastisitas dari membran (a). Membran amnion
dan korian yang telah dipisahkan keduanya untuk persiapan prosedur
purifikasi.(Rennie K et al. 2012)
Membran amnion berkembang dari jaringan ekstraembrionik yang terdiri
atas komponen fetal (lempeng korion) dan komponen material (lapisan desidua).
14
Kedua bagian tersebut saling bergabung oleh adanya villi korion dan berhubungan
dengan bagian sitotropoblastik dari kantung korion ke lapisan desidua basalis.
Pada komponen fetal, yang terdiri atas membran fetal amniotik dan korionik,
terpisah dengan fetus dari endometrium. Membran amniokorionik membentuk
batas luar dari dari katung yang dekat dengan fetus sedangkan bagian lapisan
dalam dari kantung adalah membran amnion.(Niknejad H et al. 2008)
Membran amnion terdiri dari satu lapis epitel, membran basal yang tebal
dan stroma yang avaskuler. Membran amnion tidak memiliki pembuluh darah dan
saraf, sedangkan nutrisi nya didapatkan melalui proses difusi keluar dari cairan
amnion dan atau berasal dari decidua. Pada bagian lapisan terdalam yang paling
dekat dengan fetus, disebut dengan epitel amnion dan terdiri atas satu lapis sel
yang tersusun uniform pada membran basal. Membran basal merupakan salah satu
membran paling tebal pada keseluruhan jaringan manusia. Matriks stromal yang
tersusun berlapis merupakan struktur penunjang utama dari membran amnion.
Kolagen disekresi oleh sel mesenkimal pada lapisan fibroblasr dimana kolagen
tipe 1 dan 2 mendominasi dan membentuk bundle yang paralel untuk
mempertahankan integritas dari membran amnion. Sedangkan kolagen tipe V dan
VI membentuk hubungan filamen diantara kolagen intersisial dan membran basal
epitel. Lapisan intermediet (spongiosa) dari matriks stroma berada didekat dari
membran korion. Lapisan ini memiliki proteoglikan dan glikoprotein yang sangat
banyak yang membentuk struktur spongios pada sediaan histologis dan sebagian
besar terdiri dari kolagen tipe III. Lapisan spongiosa ini melekat lemah dengan
membran korion, sehingga membran amnion sangat mudah dipisahkan dari korion
dengan menggunakan diseksi tumpul saja.(Niknejad H et al. 2008)
15
Gambar 11. Struktur fetal membran dan penjelasan masing-masing lapisan dari
komponen matriks ekstraseluler (ECM). (Niknejad H et al. 2008)
Membran amnion merupakan lapisan terdalam dari fetal layer, yaitu
pelindung fetus selama kehamilan. Lapisan paling luar, chorionic membrane,
memisahkan fetus dari jaringan maternal. Selain sebagai pelindung, membran
amnion juga membantu metabolisme langsung dari cairan amnion. Transportasi
dari cairan, material terlarut, faktor pertumbuhan, sitokin, dan molekul bioaktif
lainnya diregulasi oleh membran amnion.(Niknejad H et al. 2008)
Sifatnya yang translusen, avaskular, immunogenic yang rendah, anti
inflamasi, anti scar, dan bahan penyembuhan luka dari membran amnion
menyebabkan material ini dapat diaplikasikan untuk terapi regeneratif. Pada abad
yang lalu penggunaan membran amnion pernah digunakan untuk rekostruksi
kornea dan permukaan konjungtiva, terapi ulkus dan luka traumatik, serta
transplantasi kulit.(Niknejad H et al. 2008)
16
Sel punca pada membran amnion memiliki struktur histologis, biokimia
dan biologi selular telah dipelajari untuk mengidentifikasi sel pada membran
amnion untuk aplikasi klinis yang lain. Sel epitel dapat diidentifikasi sebagai layer
tunggal, berbatasan dengan cairan amnion, serta sisi satunya pada membran basal.
Sel epitel pada inner layer dan sel mesenkimal pada outer layer, keduanya sudah
dilakukan penelitian menggunakan beberapa model invitro dan invivo. Pada kultur
yang dilakukan pada keduanya didapatkan adanya sel punca. Subpopulasi dari
keduanya didapatkan pluripoten marker, diantaranya OCT4, SOX2, dan NANOG.
Sel AE menampilkan embrionik sel punca marker seperti SSEA4, TRA-1-60, dan
TRA 1-81. Mutiple cell type dapat diperoleh dari melakukan kultur, baik pada AE
atau Sel AMS dengan kondisi yang optimal. Dari beberapa laboratorium telah
dilaporkan diferensiasi neural, hepar, cardiac, osteogenik, kondrogenik, dan
adipogenik dari sel AE maupun AMS.(Rennie K et al. 2012, Khrisnamurithy et al.
2011)
Sel AE dan AMS telah dikembangkan untuk beberapa tujuan diantaranya
untuk pengembangan substitusi biologis untuk mengganti jaringan yang rusak,
dan administrasi langsung dari sel pada jaringan yang cedera. Sebagai contoh,
setelah induksi diferensiasi osteogenik dari AMS manusia, ditujukan pada
mikrocarrier, struktur tulang menjadi seperti building blocks untuk membentuk
tulang yang lebar (2x1 cm) secara in vitro. AE sel telah digunakan untuk
membentuk struktur seperti tendon, dan skin graft double layer. Sel AE dan AMS
manusia menunjukkan pengurangan dari cedera liver .pada sirosis, dan
meningkatkan
fungsi
kardiak
pada
kardiak
infark.(Rennie
K
et
al.
2012,Khrisnamurithy et al. 2011)
17
Gambar 12. Persiapan membran amnion manusia.
(Khrisnamurithy et al. 2011)
Syarat utama untuk memilih menjadi scaffold adalah biokompatibilitas.
Biokompatibilitas merupakan suatu sifat keadaan dimana sisi biologis yang
kompatibel dimana tidak menghasilkan racun, tidak menciderai, tidak bersifat
karsinogenik ataupun tidak menimbulkan reaksi imunologis terhadap jaringan
yang hidup. Karrier harus tidak dapat dihancurkan oleh adanya proses peradangan
dan dapat bereaksi dengan respon host yang sesuai. Selain itu, sifat mekanik yang
harus dimiliki mencakup sifat permeabilitas, stabilitas, elastisitas, fleksibilitas,
plastisitas, dan mudah diresorbsi pada tingkat tertentu oleh jaringan pengganti.
Karrier juga harus memungkinkan sel untuk terjadi adhesi dan potensial dalam
pengiriman agen biomodulator seperti faktor pertumbuhan dan bahan genetik.
(Niknejad H et al. 2008)
Ikatan antara sebuah sel dan karrier nya sangat dipengaruhi oleh
komponen dari extracelluler matrix (ECM) karrier itu sendiri. Keberadaan dari
molekul ECM tertentu seperti kolagen, laminin, fibronektin dan vitronektin dalam
setiap membran basal memiliki pengaruh besar pada tingkat adhesi dan
18
pertumbuhan sel-sel induk diatasnya serta memungkinkan sel untuk menempelkan
dan bermigrasi. Molekul ECM juga berfungsi sebagai ligan adhesi, yang dapat
mengirimkan sinyal melalui interaksi mereka pada reseptor permukaan
sel.(Niknejad H et al. 2008)
Membran amnion merupakan sebuah scaffold yang merupakan struktur
dari ECM. AEC mensekresikan kolagen tipe III dan IV dan glikoprotein
nonkolagen (laminin, nidogen, dan fibronektin) yang membentuk membran basal
dari membran amnion. Lapisan spons pada bagian stroma amnion memiliki
proteoglikan dan glikoprotein terhidrasi yang sangat banyak dan berisi jaringan
nonfibril yang sebagian besar merupakan kolagen tipe III. Perlecan, sebuah
heparan sulfat proteoglikan yang besar (467 kDa) merupakan komponen dari
membran basal yang sangat penting. Perlecan terlibat dalam mengikat faktor
pertumbuhan dan berinteraksi dengan berbagai protein ekstraseluler dan adhesi
molekul sel.(Niknejad H et al. 2008)
Membran amnion dapat digunakan baik dengan epitel amnion (intak) atau
tanpa nya (denudasi). Untuk membuang epitel amnion, membran amnion
diinkubasi di EDTA pada suhu 37°C dan sel-sel tersebut dibersihkan dengan halus
dibawah mikroskop. Meskipun pembuangan komponen sel dari membran amnion
penting namun diharapkan komponen struktural masih terjaga. Penggunaan
membran amnion pada transplantasi jaringan manusia memiliki preservasi
jaringan yang khusus seperti penyimpanan pada suhu 40C, pengeringan dengan
pembekuan,
sterilisasi
dengan
sinar
gamma,
preservasi
gliserol
dan
cryopreservation.(Niknejad H et al. 2008)
19