Serat kolagen merupakan struktur protein primer di ruang ekstraseluler pada jaringan ikat pada tubuh insan dan fauna. Sebagai komponen primer jaringan ikat, serat ini merupakan yg paling melimpah pada mamalia yakni 25% hingga 35% berdasarkan kandungan protein tubuh. Berdasarkan tingkat mineralisasinya, jaringan kolagen dapat keras (tulang), bisa mengendur (tendon), atau antara keduanya (kartilago). Kolagen kebanyakan ditemukan di jaringan fibrosa seperti tendon, ligamen, dan kulit. Kolagen jua poly ditemukan pada kornea, kartilago, tulang, pembuluh darah, usus, dan dentin pada gigi. Kolagen mengisi satu sampai 2 persen jaringan otot dan mengisi 6% massa otot. Fibroblas merupakan sel pembuat kolagen yg paling umum.
Gelatin, yang digunakan pada makanan & industri, adalah kolagen yang terhidrolisasi. Kolagen jua bermanfaat pada bidang kesehatan, yakni buat menyembuhkan komplikasi tulang dan kulit.
Istilah kolagen berasal dari bahasa Yunani κόλλα (kólla), yang berarti “lem”, dengan akhiran -γέν (–gen) yang berarti “memproduksi”. Kata tersebut merujuk pada penggunaan awal komponen tersebut dalam proses perebusan kulit dan otot kuda dan hewan lainnya untuk mendapatkan lem.
1. Jenis-Jenis Kolagen
Kolagen terdapat pada banyak tempat di lebih kurang tubuh. Lebih dari 90% kolagen dalam tubuh insan merupakan kolagen tipe I.
Sejauh ini, 28 tipe kolagen telah teridentifikasi dan dijabarkan. Tipe-tipe tadi dapat dikelompokkan dari strukturnya.
Fibrillar (Tipe I, II, III, V, dan XI)
Non-fibrillar
FACIT (Kolagen Terasosiasi dengan Fibril dengan Tripel Heliks Terputus-Putus) (Tipe IX, XII, XIV, XVI, dan XIX)
Rantai pendek (Tipe VIII dan X)
Membran dasar (Tipe IV)
Multiplexin (Domain Tripel Heliks Ganda Terputus-Putus) (Tipe XV dan XVIII)
MACIT (Membran Terasosiasi dengan Kolagen dengan Tripel Heliks Terputus-Putus) (Tipe XIII dan XVII)
Lainnya (Tipe VI dan VII)
Lima tipe kolagen yg paling umum merupakan:
Tipe I, dapat ditemukan di kulit, tendon, organ, tulang (komponen dasar tulang).
Tipe II, dapat ditemukan di kartilago (komponen utama kolagen pada kartilago).
Tipe III, dapat ditemukan di retikuler (komponen utama serat retikuler), umumnya ditemukan di sepanjang tipe I.
Tipe IV, membentuk basal lamina yang merupakan lapiran epitel sekresi membral dasar.
Tipe V, dapat ditemukan di permukaan sel, rambut, dan plasenta.
Dua. Pemanfaatan Serat Kolagen dalam Dunia Medis
2.1. Aplikasi Jantung
Kerangka jantung berkolagen termasuk empat cincin katup jantung, merupakan bagian yang kenyal & terikat menggunakan otot jantung. Kerangka jantung juga termasuk septa yang memisahkan ruang jantung. Struktur kolagen yg membagi ruang atas jantung & ruang bawah jantung merupakan membran kedap yg sanggup melewati darah dan impuls dengan cara yang unik.
Dua.Dua. Kolagen Terhidrolisis Tipe II dan Osteoarthritis
Sebuah studi melaporkan bahwa menggonsumsi ekstrak tulang rawan ayam yg mengandung matriks kolagen terhidrolisis tipe II, kondroitin sulfat, & asam hyaluronic, bisa mengurangi gangguan sendi yang herbi osteoarthritis.
2.Tiga. Bedah Kosmetik
Kolagen digunakan secara luas dalam bedah kosmetik, menjadi penyembuhan terhadap pasien menggunakan luka bakar, pembentukan tulang, & gigi. Kolagen manusia dan daging sapi muda dipakai secara luas sebagai penambal gigi, pengurang keriput, dan penuaan kulit.
2.4. Cangkok Tulang
Sebagai kerangka yg membentuk struktur tubuh, krusial buat menjaga kekuatannya, bahkan sehabis patah atau terluka. Kolagen digunakan dalam cangkok tulang karena memiliki struktur tripel heliks yg membuatnya sebagai molekul sangat kuat & mencegah dirusak sang enzim.
Dua.5. Perawatan Luka
Kolagen adalah salah satu sumber alami tubuh & komponen jaringan kulit yg berguna dalam setiap proses penyembuhan luka. Kolagen juga tahan bakteri, sebagai akibatnya diharapkan pada proses penutupan luka.
Tiga. Struktur Kimia Serat Kolagen
Protein kolagen tersusun atas tripel heliks, yang biasanya terdiri dari dua rantai identik (?1) dan satu rantai yang sedikit tidak sama komposisi kimianya (?2). Komposisi asam amino dalam kolagen nir sama menggunakan yang dimiliki protein dalam umumnya, utamanya lantaran mengandung hidroksiprolina yg tinggi. Kandungan utama dalam rangkaian asam amino dalam kolagen merupakan glycine-proline-X & glycine-X-hydroxyproline.
4. Sintesis Serat Kolagen
Pertama, struktur tiga dimensi dirakit, menggunakan glycine & proline asam amino sebagai komponen prinsipnya. Ini bukanlah kolagen namun prekursornya, prokolagen. Prokolagen lalu dimodifikasi dengan tambahan kelompok hidroksil ke proline & lysine asam amino. Langkah ini krusial buat glikosilasi & pembentukan struktur tripel heliks kolagen. Enzim hikdroksilase yg menggerakkan reaksinya memerlukan vitamin C sebagai kofaktor. Tanpa vitamin C, sintesis kolagen menjadi nir sempurna. Reaksi hidroksilasi dikatalis oleh dua enzim tidak sinkron yaitu prolyl-4-hydroxylase dan lysyl-hydroxylase. Vitamin C jua berperan dalam reaksi ini yakni dengan satu molekul vitamin C dihancurkan sebagai akibatnya setiap H digantikan oleh OH. Sintesis kolagen terjadi pada dalam dan di luar sel. Semua jenis kolagen merupakan triple heliks, dan disparitas jenisnya terjadi pada pembentukan alpha peptida dalam langkah kedua.
Berikut adalah penjelasan termin demi termin pembentukan kolagen:
Transkripsi mRNA: Sekitar 34 gen diasosiasikan dengan pembentukan kolagen, masing-masing pengkoden untuk rangkaian mRNA. Sintesis kolagen dimulai dengan gen yang berasosiasi dengan pembentukan alpha peptida (biasanya alpha 1, 2, atau 3).
Pembentukan pre-pro-peptida: sekali mRNA akhir keluar dari inti sel (nukleus) dan masuk ke sitoplasma, mRNA akan terhubung dengan subunit ribosom dan proses translasi terjadi. Bagian pertama dari peptida baru dikenal sebagai sinyal rantai. Sinyal rantai pada terminal N peptida diterima oleh partikel penerima sinyal di retikulum endoplasma yang bertanggung jawab untuk mengarahkan pre-pre-peptida ke retikulum endoplasma. Kemudian, setelah sintesis peptida baru selesai, peptida baru akan berpindah ke retikulum endoplasma untuk proses translasi akhir. Hasilnya dikenal sebagai pre-pro-kolagen.
Pre-pro-peptida ke pro-kolagen: Tiga modifikasi pre-pro-peptida terjadi mengawali pembentukan alpha peptida:
Sinyal peptida pada terminal N mulai lenyap, dan molekulnya dikenal sebagai propeptida (bukan prokolagen).
Hidroksilasi lysine dan proline pada propeptida oleh enzim prolyl hydroxylase dan lysyl hydroxylase (untuk memproduksi hydroxyproline dan hydroxylysine) muncul sebagai bantuan silang alpha peptida. Langkah enzim tersebut memerlukan vitamin C sebagai kofaktor.
Glikosilasi terjadi dengan menambahkan monomer glukosa atau galaktosa ke kelompok hidroksil yang ditempatkan di lysine, bukan proline.
Setelah modifikasi selesai, tiga propeptida terhidroksilasi dan terglikosilasi berputar menjadi triple helix membentuk prokolagen. Prokolagen dikemas dan dikirim ke badan Golgi.
Modifikasi apparatus Golgi: Pada badan Golgi, prokolagen melalui satu modifikasi translasi akhir sebelum disekresi keluar dari sel. Pada tahap ini, oligosakarida (bukan monosakarida seperti pada langkah 3) ditambahkan, kemudian prokolagen dibawa ke ruang ekstraseluler.
Pembentukan tropokolagen: Setelah keluar dari sel, enzim terikat membran yang dikenal sebagai kolagen peptidase, menghilangkan bagian tidak penting dari molekul prokolagen. Yang tertinggal dikenal sebagai tropokolagen. Langkah ini tidak ada ketika mensintesis kolagen tipe III.
Pembentukan fibril kolagen: Lysyl oksidase, enzim ekstraseluler, memproduksi lajur sintesis kolagen tahap akhir. Enzime ini bertindak pada lysine dan hydroxylisine dan menghasilkan grup aldehida yang mengikat diantara molekul tropokolagen. Polimer tropokolagen dikenal sebagai fibril kolagen.
5. Penyakit dalam Kolagen
Seribu mutasi teridentifikasi dalam 12 dari lebih dari 20 jenis kolagen. Mutasi tadi dapat mengakibatkan penyakit di taraf jaringan seperti berikut:
Osteogenesis imperfecta, disebabkan oleh mutasi kolagen tipe 1. Penyakit ini ditandai dengan kelemahan tulang dan susunan jaringan penghubung yang tidak biasa.
Chondrodysplasias, gangguan kerangka yang dipercaya disebabkan oleh mutasi kolagen tipe 2. Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk membuktikannya.
Sindrom alport, dapat diturunkan. Akibatnya, penderita mengalami gangguan ginjal, mata, dan kehilangan pendengaran selama usia kanak-kanak atau dewasa.
Osteoporosis, tidak diturunkan, melainkan muncul karena usia. Penyakit ini dihubungkan dengan penurunan tingkat kolagen pada kulit dan tulang.
Anda bisa request artikel mengenai apa saja, kirimkan request Anda ke hedisasrawan@gmail.Com atau eksklusif saja lewat kolom komentar :)
