Diskus intervertebra merupakan suatu struktur yang fleksibel terletak di tulang belakang mempunyai fungsi yang sangat penting bagi tubuh kita yaitu untuk membuat manusia bisa tegak tegak berdiri dan untuk membuat manusia bergerak. Diskus intervertebra juga bertugas untuk mendistribusikan beban berat badan tubuh saat berdiri dan berjalan sehingga mencegah risiko patah tulang dan fungsi ini juga dapat melindungi diskus dari proses degenerasi. Diskus intervertebra tersusun atas annulus fibrosus, nukleus pulposus, dan kartilago/tulang rawan yang menghubungkan diskus dengan tulang belakang. Nukleus pulposus banyak mengandung glikosaminoglikan serta beberapa komponen lain yang membuatnya elastis dan fleksibel saat menahan berat badan.
Saat masih masa embriologi di dalam kandungan, vertebra berasal dari notochord yang akan menjadi neural tube dan kemudian berkembang menjadi otak dan sumsum tulang belakang. Proses notochord menjadi menjadi diskus intervertebra berlangsung sekitar minggu ke-5. Diskus intervertebralis sebagian besar avaskuler atau tidak ada pembuluh darah. Struktur di diskus intervertebra mendapat nutrisi dan oksigen secara difusi dari pembuluh darah di sekitarnya.
Seiring dengan bertambahnya usia seseorang maka organ dalam tubuh akan mengalami penuaan atau degenerasi, termasuk juga diskus intervertebra. Oleh karena peran diskus intervertebra yang sangat penting sehingga degenerasi diskus intervertebra dapat menyebabkan morbiditas dan mortalitas. Berdasarkan studi metaanalisis tahun 2018, insiden dan epidemologi dari degenerasi diskus intervertebra di dunia mencapai 266 juta (3,63%). Insiden terbanyak di Eropa (5,7%; 5.668 per 100.000 penduduk) dan insiden terendah ada di Afrika (2,4%). Penyebab dari degenerasi diskus intervertebra sangat komplek dan belum sepenuhnya dipahami namun beberapa penelitian menyebutkan beberapa yaitu adanya apoptosis sel, autofagi, badai sitokin pro-inflamasi, dan peningkatan katabolisme matrik di diskus intervertebra. Studi uji klinis pada manusia dan hewan menunjukkan kematian sel, khususnya karena autofagi, berkontribusi signifikan dalam terjadinya degenerasi diskus intervertebra dan kondisi ini dapat disebabkan karena stressor pada tulang belakang (misalnya mengangkat benda yang sangat berat) dan nutrisi. Selain itu, proses penuaan sel di degenerasi diskus intervertebra menyebabkan menurunnya kemampuan memperbaiki diri, meningkatkan respon peradangan, serta meningkatkan katabolisme.
Adanya trauma pada tulang belakang dapat juga menyebabkan kerusakan pada tulang rawan atau annulus fibrosus pada degenerasi diskus intervertebra. Seperti yang sudah dijelaskan di atas bahwan sebagian dari diskus intervertebra, khususnya di nukleus pulposus, tidak memiliki pembuluh darah, sehingga ketika terjadi trauma maka akan menganggu difusi nutrisi dan oksigen di diskus intervertebra dan mengakibatkan lebih mudah terjadinya degenerasi. Trauma pada tulang belakang menyebabkan aktivasi sitokin pro-inflamasi, khususnya yaitu TNFα dan IL-1β yang menyebabkan terjadinya proses katabolisme sehingga terjadi degenerasi diskus intervertebra. TNFα dan IL-1β mempunyai peran penting pada degenerasi diskus intervertebra. TNFα yang berlebihan mempunyai efek anti-anabolik sehingga menyebabkan sel melakukan katabolisme sehingga menghambat proses regenerasi diskus intervertebra setelah trauma. TNFα juga menyebabkan nyeri, mempercepat degradasi struktur di annulus fibrosus dan nukleus pulposus, serta meningkatkan produksi IL-1β dan IL-6 yang meningkatkan respon inflamasi. Sedangkan IL-1β menyebabkan proses degenerasi melalui peningkatkan enzim katabolik yang lebih kuat daripada TNFα. Bersama dengan IL-6, IL-1β akan menghasilkan NGF (nerve growth factors) dan BDNF (brain derived neurotrophic factor) yang menstimulasi saraf sehingga menimbulkan nyeri pasca truma.
Nutrisi juga bereperan penting dalam proses degenerasi diskus intervertebra. Kekurangan suplai nutrisi pada sel yang rusak, misalnya setelah trauma,menyebabkan terganggunya proses penyembuhan sehingga mengganggu metabolisme sel dan berakhir pada kematian sel. Hal ini dapat mempercepat dan memperparah proses degenerasi diskus intervertebra. Nukleus pulposus yang merupakan sumber dari sel punca atau sel progenitor mendapat nutrisi dari proses difusi sehingga jika terjadi kekurangan nutrisi sehingga proses proliferasi untuk regenerasi sel juga akan menurun.
Proses penuaan sel yang disebabkan karena terganggunya siklus sel menyebabkan berkurangnya kemampuan sel untu proliferasi sehingga berakibat pada degenerasi diskus intervertebra. Beberapa faktor yang menginduksi proses penuaan misalnya stressor eksternal dan stimulus onkogenik sehingga menghambat sel masuk ke dalam siklus pembelahan dan dapat menyebabkan sel menjadi ganas. Selain itu adanya oksidan serta pemendekan telomer dapat memicu penuaan sel. Sel yang menua dapat menghasilkan sitokin proinflamasi yang disebut dengan SASP (senescence-associated secretory phenotype). SASP ini dapat memicu sel di sekitarnya untuk masuk dalam proses penuaan sehingga menginduksi katabolisme serta mengakibatkan ‘kematian sel’ di diskus intervertebra menjadi lebih progresif.
Beberapa terapi yang dapat digunakan berdasarkan patifisologi degenerasi diskus intervertebra misalnya menggunakan growth factor (GF) atau faktor pertumbuhan untuk menstimulasi angiogenesis atau pembentukan sel darah baru terutama di bagian avaskuler, yaitu di nukleus pulposus. Faktor pertumbuhan yang dapat meningkatkan angiogenesis misalnya PDGF (platelet-derived growth factor), GDF-5 (growth and diffentiation factor-5) dan TGF-β1 (transforming growth factor beta-1). PDGF merupakan anti-katabolik dan memicu anabolisme sel. Sedangkan GDF-5 merupakan protein morfogenetik tulang untuk meningkatkan tinggi diskus dan jumlah sel annulus fibrosus serta meningkatkan sintesis bahan penyusun diskus intervertebra, misalnya proteoglikan, kolagen, dan aggrecan. TGF-β1 memberikan efek anti-inflamasi dan faktor pertumbuhan yang menyebabkan diskus menjadi lebih kuat. TGF-β1 juga mempunyaia efek immune suppressor sehingga meningkatkan kemampuan sel untuk bertahan. Selain beberapa faktor pertumbuhan di atas, stem cells yang berasal dari sel punca mesenkima (MSCs) mampu untuk berdifensiasi menjadi sel nukleus pulposus sehingga dapat berperan untuk terapi degenerasi diskus intervertebra.
Terdapat beberapa hal yang dapat mencegah proses ini yaitu menjadi berat badan ideal sesuai dengan indeks massa tubuh dan melakukan olahraga rutin. Penelitian menunjukkan orang yang mempunyai indeks massa tubuh tinggi atas obesitas lebih mudah untuk mengalami degenerasi diskus intervertebra serta mempunyai kadar kolesterol dan lemak yang lebih tinggi sehingga mengganggu vaskuler dan akhirnya menyebabkan terganggunya suplai nutrisi ke diskus intervertebra. Olahraga yang dilakukan secara rutin, misalnya olahraga aerobik air, yoga, pilates, dan berjalan efektif untuk meningkatkan resistensi diskus intervertebra. Oleh sebab itu pencegahan yang dapat dilakukan untuk menghindari degenerasi diskus intervertebra yaitu melakukan pola hidup sehat (misalnya menghindari rokok, menjaga berat badan) dan berolahraga.
Penulis : Prof.Dr.Cita Rosita Sigit Prakoeswa,dr.,Sp.KK(K)
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
https://www.sysrevpharm.org/articles/intervertebral-disc-degeneration-review-article.pdf
Intervertebral Disc Degeneration: Review Article
Romaniyanto, Cita Rosita Sigit Prakoeswa, Damayanti Tinduh, Hari Basuki Notobroto, Fedik Abdul Rantam, Dwikora Novembri Utomo, Heri Suroto, and Ferdiansyah
