Advanced Glycation End Products (AGEs) dan Efeknya Terhadap Mineralisasi Matriks Terkait Collagen Cross-Link

Tulang merupakan jaringan yang kompleks yang memiliki prinsip fungsional untuk menahan kekuatan mekanik. Tulang tersusun atas matriks tulang yang merupakan sistem dua fase. Fase mineral menentukan kekakuan tulang dan fase serat kolagen yang memiliki duktilitas dan kemampuan menyerap energi. Keseluruhan dari fungsi dan kekuatan tulang tersebut tidak dapat dilepaskan dari bagaimana proses mineralisasi matriks tulang terjadi.1

Mineralisasi diatur melalui pembentukan matriks kolagen melalui reaksi hidroksilasi, dan modifikasi matriks kolagen melalui pola cross-linking. Collagen cross-link berperan penting dalam membentuk kekuatan tulang dan sebagai pendukung utama fungsional tulang. Collagen cross-link secara garis besar dibedakan ke dalam dua tipe jalur reaksi, yaitu enzimatik (lisil oksidase) dan non-enzimatik (AGEs). Jalur crosslink enzimatik sangat diperlukan dalam memperkuat kolagen fibril dan tulang. Formasi cross-link enzimatik ini memiliki kontribusi yang besar dalam mempertahankan stabilitas tulang dari berbagai efek mekanik hingga level tertentu.2,3
Jalur cross-link ¬non-enzimatik diperankan oleh Advance Glycation End Products (AGEs), yang merupakan produk akhir reaksi glikosilasi, yakni reaksi antara gula pereduksi dan gugus amin pada protein. Mekanisme pembentukan AGEs sangat rumit, tetapi hasil reaksi glikosilasi tersebut terjadi karena adanya peningkatan kadar glukosa sehingga hooking antara gugus karbonil aldehid atau keton (glukosa, fruktosa, dan ribosa) dengan gugus amin pada protein menjadi irreversibel. Jadi, jalur ini akan meningkat bila di dalam proses mineralisasi, kadar glukosa relatif tinggi di dalam sirkulasi dan jaringan.4
Pada proses mineralisasi primer, cross-link enzimatik berperan penting dalam menyokong deposisi kalsium pada matriks kolagen. Mineralisasi yang terjadi dengan jalur yang tidak biasa memicu adanya perubahan pola-pola cross-link akibat perubahan susunan molekular. Dalam hal ini, pembentukan senyawa AGEs akan menginduksi fungsi osteoblastik dengan cara berinteraksi dengan reseptor AGEs. Konsekuensinya, AGEs justru menimbulkan efek negatif dari keseluruhan proses mineralisasi primer.3
Mengingat masih sedikitnya pemahaman mengenai bagaimana peranan jalur enzimatik dan non-enzimatik dalam proses mineralisasi matriks tulang. Maka, perlu untuk diketahui bagaimana efek yang ditimbulkan bila jalur non-enzimatik yang diperankan AGEs lebih mendominasi dalam menyusun cross-link kolagen pada proses mineralisasi matriks.

[fulltext pdf download]