BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Kornea 2.1.1 Anatomi dan Histologi

BAB II
KAJIAN PUSTAKA
2.1 Kornea
2.1.1 Anatomi dan Histologi Kornea
Kornea merupakan jaringan yang transparan dan avaskuler yang membentuk
permukaan anterior bola mata dengan ukuran diameter horizontal 11-12 mm dan
diameter vertikal 10-11 mm. Bagian sentral kornea memiliki ketebalan 0,5 mm,
sedangkan bagian perifer memiliki ketebalan 1 mm. Sifat kornea yang avaskuler
membuat kornea mendapatkan nutrisinya dari jaringan di sekitarnya yaitu humor
akuos melalui proses difusi, lapisan air mata, dan pembuluh darah limbus. Sumber
nutrisi utama kornea adalah glukosa dan oksigen. Kornea juga merupakan
jaringan yang memiliki serabut saraf sensorik terbanyak (300-400 serabut saraf),
yang berasal dari nervus trigeminus (American Academy of Ophthalmology,
2011-2012a,b; Edelhauser, 2003).
Secara histologi, struktur kornea terdiri dari lima lapisan yaitu epitel,
membrana bowman, stroma, membrana descemet dan endotel. Epitel kornea
memiliki ketebalan 50-60 µm atau 5% dari total ketebalan kornea, dan terdiri dari
tiga lapisan yang berbeda yaitu lapisan sel superfisial, lapisan sel sayap, dan
lapisan sel basal. Membran Bowman merupakan lapisan aseluler yang dibentuk
oleh serat kolagen dan merupakan modifikasi dari bagian anterior stroma dengan
ketebalan 8-14 µm. Lapisan ini tidak dapat mengalami regenerasi dan akan
digantikan oleh jaringan parut bila terjadi trauma. Stroma kornea menyusun 90%
dari seluruh ketebalan kornea. Stroma kornea tersusun atas fibril kolagen dengan
7
8
ukuran yang seragam, meluas di seluruh permukaan kornea dan membentuk
kelompok yang disebut lamella; serta tersusun atas sel-sel kornea (keratosit) dan
matriks ekstraseluler yang terdiri dari glikoprotein dan glikosaminoglikan.
Membran Descemet merupakan lamina basalis sel-sel endotel kornea. Membran
ini terutama tersusun dari kolagen tipe IV dan memiliki ketebalan 10-12 µm.
Endotel kornea merupakan lapisan paling dalam dari kornea. Lapisan ini terdiri
atas satu lapis sel berbentuk heksagonal yang sel-selnya tidak dapat membelah.
Endotel kornea mempunyai pengaruh yang besar dalam mempertahankan
transparansi kornea (American Academy of Ophthalmology, 2011-2012a; Kanski,
2007; Berta, 2013).
Gambar 2.1 Lapisan kornea (American Academy of Opthalmology 2011-2012b)
2.1.2 Fisiologi Endotel Kornea
Endotel kornea memiliki dua fungsi utama. Pertama, sebagai jalur untuk
penyerapan nutrisi kornea dan pembuangan sisa metabolisme melalui difusi dan
mekanisme transport aktif. Kedua, mengatur hidrasi kornea dan mempertahankan
transparansi kornea. Fungsi endotel ini dilakukan karena adanya pompa metabolik
9
aktif di endotel kornea. Sedikitnya terdapat tiga sistem transport ion yang telah
teridentifikasi antara lain, pompa sodium-potasium yang menggerakkan ion
sodium keluar dari sel dan bergantung pada enzim Na+,K+-ATPase; pompa
sodium-hidrogen yang menggerakkan ion sodium ke dalam sel; pompa bikarbonat
yang mengangkut ion bikarbonat dari kornea ke humor akuos. Pompa-pompa
transport ion ini bekerja sama untuk mempertahankan transparansi kornea
(Bonanno, 2003; Sheng, 2006).
Transparansi kornea tergantung pada terjaganya kadar air pada stroma
kornea sekitar 78%. Ketika fungsi endotel ini terganggu, maka humor akuos akan
berdifusi masuk ke stroma kornea dan menyebabkan edema kornea (American
Academy of Ophthalmology, 2011-2012b; Sheng 2006).
2.1.3 Densitas Endotel Kornea
Morfologi endotel kornea dapat dideskripsikan dalam tiga aspek yaitu:
densitas sel endotel yang merupakan jumlah sel endotel per millimeter persegi;
koefisien variasi merupakan standar deviasi rata-rata luas sel dibagi dengan ratarata luas sel; dan persentase sel heksagonal (American Academy of
Ophthalmology, 2011-2012b).
Densitas sel endotel kornea normalnya mengalami penurunan seiring
bertambahnya usia. Kehilangan normal sel endotel kornea manusia kira-kira
sebesar 0.6% per tahun (Bourne dkk., 1997; Lucena dkk., 2011; Berta, 2013).
Densitas sel endotel kornea bervariasi dari masing-masing individu saat lahir.
Speedwell dkk. (1988) melakukan penelitian terhadap 48 mata bayi usia 6 hari
sampai 12 bulan menemukan bahwa densitas endotel kornea berkisar antara 2987
10
sampai 5624 sel/mm2, dengan rata-rata 4252 sel/mm2. Setelah kelahiran jumlah
sel endotel kornea menurun jumlahnya selama masa bayi, khususnya beberapa
bulan pertama kehidupan dan penurunan berlanjut sampai usia dewasa (Sheng,
2006).
Pada bayi biasanya densitas endotel kornea melebihi 3500 sel/mm2 dan
secara bertahap menurun seiring dengan bertambahnya usia menjadi sekitar 2000
sel/mm2 pada orang tua. Rata-rata pada orang dewasa, densitas endotel kornea
adalah 2400 sel/mm2 (1500-3500), dengan rata-rata ukuran sel 150-350 µm2
(American Academy of Ophthalmology, 2011-2012b).
2.1.4 Pengukuran Sel Endotel Kornea
Morfologi endotel kornea dapat diukur dengan alat-alat yang berbeda
diantaranya mikroskop spekular kontak, mikroskop spekular non kontak, dan
mikroskop konfokal (Sheng, 2006).
Miroskop spekular merupakan alat yang digunakan untuk menilai
perubahan lapisan kornea dengan pembesaran 100 kali lebih besar dibandingkan
slit-lamp biomikroskopi, terutama digunakan untuk memotret endotel kornea.
Gambar kemudian dapat dianalisi sehubungan dengan ukuran sel, bentuk,
densitas, dan distribusinya (Kanski, 2007; American Academy of Ophthalmology,
2011-2012b).
Versi awal dari mikroskop spekular adalah jenis kontak yang melibatkan
penggunaan fotomikroskop yang melekat pada kerucut aplanasi dan coupling fluid
dan bersentuhan langsung dengan kornea untuk mendapatkan pembesaran yang
lebih tinggi dan resolusi yang lebih baik. Oleh karena itu sering menimbulkan
11
masalah toleransi pasien saat pengukuran. Seiring perkembangan teknologi,
muncul spekular mikroskop wide-field non kontak yang lebih nyaman bagi pasien
(American
American Academy of Ophthalmology, 2011-2012b;
2011
Sheng, 2006).
Prinsip kerja mikroskop sp
spekular
ekular ini adalah ketika sinar cahaya mikroskop
spekular melewati kornea, maka akan menyentuh permukaan kornea dengan regio
optik yang berbeda. Beberapa cahaya akan dipantulkan kembali ke fotomikroskop
ketika sudut refleksi sama dengan sudut datang. Cahaya spekular ini ditangkap
oleh fotomikroskop dan membentuk sebuah gambar yang
yang dapat difoto dan
dianalisis (Kanski, 2007).
Alat pengukuran endotel kornea dan cara analisis dari gambar telah
dievaluasi secara luas. Mikroskop spekular merupakan alat yang reliab
reliabel dan
produksibel dengan
gan alat kalibrasi yang sesuai (Sheng, 2006).
Gambar 2.2 Pemeriksaan endotel kornea dengan alat mikroskop spekular
2.1.5 Perubahan Morfologi dan Fungsional Endotel Kornea
Sel endotel kornea tidak dapat mengalami regenerasi. Kehilangan atau
kerusakan sel akan menyebabkan pembesaran dan penyebaran (hyperplasia dan
mobilisasi) dari sel tetangga untuk menutupi area yang rusak (American Academy
of Ophthalmology, 2011
2011-2012b).
12
Perubahan morfologi sel endotel kornea ini merupakan indikator pertama
dari stres kornea. Apabila abnormalitas morfologi sel endotel kornea dapat
teramati seperti penurunan densitas sel endotel, peningkatan koefisien area sel
atau polimegatisme, dan penurunan persentase sel heksagonal atau pleomorfisme,
maka abnormalitas fungsi kornea (edema kornea) juga dapat diamati.
Pada sebagian besar kasus klinis, disfungsi endotel dihubungkan dengan
kehilangan sel endotel kornea. Densitas endotel yang kurang dari 1000 sel/mm2
dapat menyebabkan fungsi endotel terganggu, sedangkan jika densitas endotel
kurang dari 500 sel/mm2 bisa dipastikan bahwa akan terjadi dekompensasi endotel
dan edema kornea permanen (Bonanno, 2003; Soekardi dan Hutauruk, 2004).
Terdapat beberapa faktor yang dapat berkontribusi menyebabkan kehilangan sel
endotel kornea diantaranya usia, penyakit herediter Fuchs’ endothelial dystrophy,
trauma, pembedahan intraokular, uveitis anterior kronis, glaukoma, dan penyakit
diabetes melitus (Bonanno, 2003; American Academy of Ophthalmology, 20112012a).
2.2 Katarak dan Pembedahan Katarak
2.2.1 Katarak
Katarak adalah kekeruhan yang terjadi pada lensa mata yang mengenai
satu atau kedua mata yang disebabkan oleh kelainan kongenital, gangguan
metabolik,
traumatik
dan
Ophthalmology, 2011-2012c).
proses
degenerasi
(American-Academy
of
13
Katarak adalah penyebab terbesar kebutaan dan penurunan penglihatan di
seluruh dunia. Data
World Health Organization (WHO) tahun 2002
menunjukkan angka kebutaan diseluruh dunia sekitar 37 juta penduduk, dimana
17 juta penduduk atau sekitar 47,8 % disebabkan oleh katarak, dan diperkirakan
akan meningkat hingga 40 juta penduduk pada tahun 2020 (Resnikoff dkk., 2004;
American-Academy of Ophthalmology, 2011-2012c). Data survei pada empat
negara yaitu Indonesia, Malaysia, Filipina dan Thailand tahun 2002 mendapatkan
sekitar 4,3 juta penduduk mengalami kebutaan dengan 58% disebabkan katarak
(Resnikoff dkk., 2004). Di Indonesia, angka kebutaan mencapai 1,5%, dimana
katarak menempati posisi pertama dengan angka kejadian 0,78% (Depkes RI,
1998).
Etiopatogenesis katarak bersifat multifaktorial dan sampai saat ini belum
sepenuhnya diketahui secara pasti. Beberapa faktor yang diduga berpengaruh
terhadap terjadinya katarak dibagi menjadi faktor intrinsik seperti umur, jenis
kelamin, genetik, serta faktor ekstrinsik seperti DM, kekurangan gizi antara lain
defisiensi vitamin A,C,E, serta faktor lingkungan seperti paparan sinar ultraviolet
dan merokok (Beebe, 2003; Beebe dkk., 2010). Katarak yang terjadi karena
proses penuaan atau sering disebut katarak senilis memiliki jumlah penderita
paling banyak. Penderita katarak senilis diperkirakan mencapai 90% dari seluruh
kasus katarak (American Academy of Ophthalmology, 2011-2012c).
Tingkat kekeruhan lensa pada katarak senilis dapat dibagi menjadi lima
grade berdasarkan klasifikasi Buratto, dimana grade 1 adalah katarak yang paling
lunak sedangkan grade 5 adalah katarak yang sangat keras. Grade 1 ditandai
14
dengan visus yang masih lebih baik dari 6/12, lensa tampak sedikit keruh dengan
warna agak keputihan, dan refleks fundus juga masih dengan mudah diperoleh.
Grade 2 ditandai oleh nukleus yang mulai sedikit berwarna kekuningan, visus
biasanya antara 6/12 sampai 6/30 dan refleks fundus juga masih mudah diperoleh.
Grade 3 ditandai nukleus tampak berwarna kuning disertai dengan kekeruhan
korteks yang berwarna keabu-abuan, visus biasanya antara 3/60 sampai 6/30.
Grade 4 ditandai dengan nukleus yang sudah berwarna kuning kecoklatan, visus
biasanya antara 3/60 sampai 1/60, refleks fundus dan keadaan fundus sudah sulit
dinilai, usia penderita biasanya sudah lebih dari 65 tahun. Grade 5 ditandai dengan
nukleus berwarna coklat hingga kehitaman, visus biasanya kurang dari 1/60
(Soekardi dan Hutauruk, 2004).
2.2.2 Pembedahan Katarak
Katarak diterapi dengan pembedahan. Teknik pembedahan katarak
mengalami perkembangan seiring dengan perkembangan teknologi. Teknik
konvensional yang masih digunakan adalah ekstraksi katarak ekstra kapsular
(EKEK) dan ekstraksi katarak intrakapsular (EKIK). Teknik EKEK mengalami
suatu modifikasi menjadi fakoemulsifikasi seiring dengan berkembangnya
teknologi gelombang ultrasonik (American Academy of Ophthalmology, 20112012c).
Fakoemulsifikasi adalah tindakan operatif penanganan katarak yang
diperkenalkan oleh Charles Kelman tahun 1967 namun mulai diterima tahun
1997. Teknik fakoemulsifikasi melakukan ekspresi nukleus lensa yang berbeda
dengan EKEK dari sisi ukuran insisi dan metode dalam pengeluaran nukleus.
15
Fakoemulsifikasi menggunakan gelombang ultrasonik melalui tip untuk
memecahkan nukleus menjadi fragmen-fragmen kecil. Teknik ini menggunakan
sistem aspirasi automatis untuk mengeluarkan material korteks melalui jarum
kecil yang memerlukan sayatan kecil pada kornea biasanya 2-3 mm. Dalam teknik
fakoemulsifikasi menciptakan sistem operasi tertutup sehingga menjaga
kedalaman bilik mata depan selama operasi dan menjaga kemungkinan terjadinya
tekanan positif vitreous dan perdarahan koroid (Soekardi dan Hutauruk, 2004).
Perkembangan dari agen viskoelastik dapat menurunkan kejadian edema
kornea sebagai komplikasi fakoemulsifikasi. Dengan menginjeksikan viskoelastik
akan menjaga endotel kornea dari tip fako. Perkembangan lensa tanam yang dapat
dilipat penting dalam menjaga agar insisi kornea tetap kecil dimana insisi yang
diperlukan sekitar 2,75 sampai 3,20 mm (American Academy of Ophthalmology,
2011-2012c).
Gambar 2.3 Insisi kornea pembedahan katarak (fakoemulsifikasi) (American Academy of
Ophthalmology, 2011-2012c)
16
2.2.3 Perubahan Endotel Kornea Pada Fakoemulsifikasi
Sejak fakoemulsifikasi pertama dilakukan oleh Kelman pada tahun 1967,
kehilangan sel endotel kornea tetap menjadi perhatian serius yang mempengaruhi
hasil operasi. (Walkow, 2000).
Kerusakan endotel disebabkan oleh prosedur bedah yang dipengaruhi oleh
berbagai faktor pra operatif dan intraoperatif (Walkow, 2000). Faktor pra operatif
yang berpengaruh terhadap kehilangan sel endotel kornea diantaranya umur dan
grade katarak. Umur penderita didapatkan merupakan faktor yang signifikan
berhubungan dengan kehilangan sel endotel kornea yang lebih besar (Hayashi
dkk., 1996). Tingkat kekerasan nukleus pada katarak juga merupakan faktor
resiko yang signifikan terhadap kerusakan endotel kornea. Bourne dkk (2004)
melaporkan pasien dengan katarak grade 5 (Hard cataract) yang dilakukan
pembedahan fakoemulsifikasi memiliki resiko kehilangan sel endotel kornea yang
lebih besar dibandingkan pembedahan EKEK.
Berbagai macam trauma intraoperatif selama fakoemulsifikasi telah
dilaporkan dapat merusak sel endotel kornea. Beberapa penelitian melaporkan
bahwa energi ultrasound dan turbulensi cairan irigasi secara langsung dapat
merusak endotel kornea (Cameron dkk., 2001; Lee dkk., 2005; Lucena dkk.,
2011).
Penelitian lain menekankan bahwa kontak endotel dengan fragmen
nukleus, IOL (Intra Ocular Lens) dan instrumen operasi merupakan penyebab
utama kerusakan endotel (Hayashi dkk., 1996; Bourne dkk., 2004). Walkow dkk.
(2000) melaporkan bahwa faktor yang paling signifikan terhadap kehilangan sel
17
endotel kornea adalah waktu atau durasi dilakukannya fakoemulsifikasi (phaco
time).
Beberapa penelitian yang mengevaluasi persentase kehilangan sel endotel
kornea pasca fakoemulsifikasi telah dilaporkan. Hasil penelitian tersebut
melaporkan rata-rata kehilangan sel endotel kornea pasca fakoemulsifikasi
nilainya bervariasi antara 4% hingga 25% ( Walkow dkk., 2000). Penelitian
Bourne dkk., tahun 2004 melaporkan rata-rata kehilangan sel endotel kornea
sebesar 9,8% satu tahun pasca fakoemulsifikasi. Penelitian Gogate dkk. (2010)
melaporkan rata-rata kehilangan sel endotel kornea enam minggu pasca
fakoemulsifikasi adalah sebesar 15,5%. Penelitian Azen dkk. (1983) yang
melibatkan 70 pasien melaporkan kehilangan sel endotel terbesar di seluruh area
kornea terjadi setelah satu bulan pasca operasi, dan setelah follow up dilanjutkan
hingga dua tahun dilaporkan tidak terdapat perbedaan signifikan diantara periode
tersebut.
2.3 Diabetes Melitus
2.3.1 Definisi dan Diagnosis Diabetes Melitus
Diabetes melitus adalah suatu penyakit metabolik kronik yang ditandai
dengan kondisi hiperglikemia akibat gangguan sekresi insulin, aktifitas insulin
atau keduanya (American Diabetes Association, 2010). Hiperglikemia kronis
dihubungkan dengan kerusakan, disfungsi dan kegagalan organ-organ tubuh
khususnya mata, ginjal, saraf, jantung dan pembuluh darah (Perkumpulan
Endokrinologi Indonesia, 2011).
18
Diabetes adalah salah satu penyebab kebutaan pada penduduk berumur 2074 tahun (Branwald et al., 2005). Prevalensi DM diseluruh dunia sekitar 2,8%
pada tahun 2000 dan diperkirakan mencapai 4,4% pada tahun 2030 berdasarkan
International Diabetes Federation. Total penduduk dengan DM di seluruh dunia
diperkirakan akan bertambah dari 171 juta tahun 2000 menjadi 366 juta penduduk
pada tahun 2030 (Wild et al., 2004). Pertumbuhan populasi penduduk, perubahan
gaya
hidup,
penuaan
dan
meningkatnya
prevalensi
kegemukan
akan
meningkatkan prevalensi DM (Wild et al., 2004; Branwald et al., 2005).
Berbagai keluhan dapat ditemukan pada penderita DM. Kecurigaan
adanya DM perlu dipikirkan apabila terdapat keluhan klasik DM seperti poliuria,
polidipsia, polifagia, dan penurunan berat badan yang tidak dapat dijelaskan
sebabnya. Keluhan lain dapat berupa: sering lelah dan lemas, kesemutan, gatal,
mata kabur, dan disfungsi ereksi pada pria, serta pruritus vulvae pada wanita
(Perkumpulan Endokrinologi Indonesia, 2011).
Diagnosis DM dapat ditegakkan melalui tiga cara, yaitu jika keluhan
klasik ditemukan, maka pemeriksaan glukosa plasma sewaktu >200 mg/dL sudah
cukup untuk menegakkan diagnosis DM. Cara kedua yaitu pemeriksaan glukosa
plasma puasa ≥ 126 mg/dL dengan adanya keluhan klasik. Yang ketiga adalah
dengan tes toleransi glukosa oral (TTGO). Meskipun TTGO dengan beban 75
gram glukosa lebih sensitif dan spesifik dibanding dengan pemeriksaan glukosa
plasma puasa, namun pemeriksaan ini memiliki keterbatasan tersendiri. TTGO
sulit untuk dilakukan berulang-ulang dan dalam praktek sangat jarang dilakukan
karena membutuhkan persiapan khusus (Perkumpulan Endokrinologi Indonesia,
19
2011). American Diabetes Association tahun 2010 menambahkan pemeriksaan
kadar hemoglobin terglikasi (HbA1c) dapat mendiagnosis DM selain sebagai
kontrol glikemik pasien DM. Berdasarkan Perkeni 2011 digunakan kadar HbA1c
yang kurang dari 7% sebagai kontrol glikemik baik.
2.3.2 Struktur Endotel Kornea pada Penderita DM
Kondisi hiperglikemia pada penderita DM menyebabkan peningkatan
kadar glukosa pada humor akuos, dan hal ini secara langsung menghambat fungsi
endotel kornea. Penelitian in vitro menunjukkan bahwa senyawa polihidroksil
seperti glukosa, galaktosa, galaktikol dan sorbitol dapat menghambat aktivitas
enzim Na+,K+-ATPase pada kultur sel endotel kornea sapi. Enzim ini merupakan
komponen utama dari aktivitas pompa cairan endotel. Penurunan aktivitas
Na+,K+-ATPase akan mempengaruhi aksi pompa endotel dan
menyebabkan
disfungsi lapisan sel endotel kornea disertai perubahan morfologi selular
(Whikehart dkk., 1993; McNamara dkk., 1998; Lee dkk., 2005).
Abnormalitas morfologi endotel kornea pada penderita DM telah
dilaporkan pada beberapa penelitian, diantaranya seperti polimegatisme dan
pleomorfisme. Densitas sel endotel pada penderita DM dilaporkan signifikan lebih
rendah dibandingkan non DM. (Roszkowska dkk., 1999; Inoue dkk., 2002).
Beberapa penelitian melaporkan tidak ditemukan perbedaan yang signifikan pada
densitas endotel kornea antara penderita DM dan tanpa DM (Keoleian dkk., 1992;
Larsson dkk., 1996). Penelitian lain melaporkan kornea pada penderita DM lebih
tebal dibandingakan pada penderita tanpa DM (Roszkowska dkk., 1999;
Morikubo dkk., 2004).
20
Endotel kornea pada penderita DM berada dibawah keadaan stres
metabolik dan lebih lemah dibandingkan kornea normal dalam melawan tekanan
mekanik atau stres fisik seperti operasi katarak (Morikubo dkk., 2004). Subekti
(2013) melaporkan terdapat perbedaan bermakna secara statistika antara rata-rata
kehilangan sel endotel kornea setelah operasi manual small incision cataract
surgery (SICS) pada pasien katarak senilis penderita DM sebesar 457,36 ± 344,93
sel/mm2 dibanding dengan pasien bukan penderita DM sebesar 135,48 ± 114,38
sel/mm2.
Kehilangan sel endotel kornea dapat mempengaruhi fungsi endotel dalam
mempertahankan transparansi kornea. (Bikbova dkk., 2012). Gangguan pada
fungsi ini akan menyebabkan edema kornea yakni suatu kondisi homeostasis
abnormal yang mengakibatkan kelebihan cairan dalam stroma dan atau epitel
kornea, yang ditandai oleh adanya kekeruhan epitel, penebalan stroma,
Descemet’s membrane fold, dan terbentuknya lapisan kolagen. Hal ini
menyebabkan terhalangnya visual axis sehingga terjadi penurunan tajam
penglihatan. (American Academy of Ophthalmology, 2011-2012b). Hilangnya sel
endotel dan gangguan fungsi pompa endotel yang terjadi pada penderita DM
menyebabkan risiko yang lebih besar terjadinya edema kornea persisten dan
keratopati bulosa setelah tindakan operasi. Perkembangan keratopati bulosa akan
mengakibatkan hilangnya tajam penglihatan yang disertai dengan keluhan nyeri,
sensasi benda asing, berair dan fotofobia (Bikbova dkk., 2012; Domingues dkk.,
2008).