Di jalur penglihatan, ketika serabut saraf rusak, dapat terjadi dua arah degenerasi.
Degenerasi Wallerian (degenerasi anterograd) adalah proses di mana akson mengalami degenerasi di bagian distal (perifer) dari lokasi cedera ketika akson rusak. Rangka akson dan selubung mielin hancur, dan makrofag membersihkan fragmen yang mengalami degenerasi. Dinamai berdasarkan Augustus Waller yang pertama kali mendeskripsikannya pada tahun 1850 dalam eksperimen pemotongan saraf glosofaringeal dan hipoglosus pada katak.
Degenerasi retrograd adalah proses di mana akson mengalami degenerasi di bagian proksimal (menuju badan sel) dari lokasi cedera. Menyebabkan kerusakan badan sel dan kematian sel, dan regenerasi tidak mungkin terjadi.
Saraf optik secara embriologis berasal dari diensefalon dan merupakan bagian dari sistem saraf pusat. Akson sel ganglion retina di anterior lamina kribrosa tidak bermielin, tetapi di posterior bola mata menjadi bermielin oleh oligodendrosit. Pada saraf perifer, satu sel Schwann memberi nutrisi pada satu akson, sedangkan pada sistem saraf pusat, satu oligodendrosit memberi nutrisi pada beberapa akson.
Pada saraf perifer, sel Schwann mendorong regenerasi melalui faktor pertumbuhan. Sebaliknya, pada sistem saraf pusat, efek promosi regenerasi oleh oligodendrosit lemah, dan regenerasi akson pada sistem saraf pusat dewasa sangat buruk.
Demyelinasi mengacu pada kondisi di mana selubung mielin mengalami degenerasi dan hilang secara primer. Demyelinasi cepat sering disertai degenerasi akson. Penyakit demyelinasi tipikal meliputi multiple sclerosis, neuromielitis optika, dan leukodistrofi.
Degenerasi Wallerian adalah degenerasi yang terjadi di sisi distal (perifer) dari cedera akson, sedangkan degenerasi retrograde terjadi di sisi proksimal (menuju badan sel) dari cedera. Degenerasi retrograde menyebabkan kematian badan sel dan membuat regenerasi tidak mungkin, sedangkan pada degenerasi Wallerian saraf perifer masih ada kemungkinan regenerasi. Keduanya sering terjadi bersamaan setelah cedera yang sama.
Pola gejala bervariasi tergantung pada lokasi cedera.
Perjalanan waktu atrofi dan degenerasi saraf optik merupakan temuan penting.
Degenerasi Wallerian
Perjalanan setelah cedera: Degenerasi dimulai dalam 24 jam setelah cedera saraf. Dibutuhkan sekitar 7 hari untuk menyelesaikan kerusakan sitoskeleton akson dan selubung mielin.
Kelangsungan akson proksimal saraf optik: Akson proksimal dari lokasi cedera dapat tampak normal dan berfungsi selama 3-4 minggu.
Temuan fundus: Diskus optikus yang distal dari cedera menjadi atrofi dan pucat dalam beberapa minggu hingga bulan.
Degenerasi Retrograd
Waktu kematian RGC: Kematian sel ganglion retina dapat terjadi 6-8 minggu setelah cedera.
Pola setelah lesi traktus optikus: Pucat diskus optikus temporal dengan defek lapisan serabut saraf arkuata superior dan inferior pada mata yang terkena. Atrofi bergaris pada mata kontralateral. Muncul dalam waktu sekitar 1 bulan.
Degenerasi trans-sinaptik: Cedera pada LGN atau korteks visual dapat menyebabkan atrofi saraf optik. Biasanya terjadi pada lesi lobus oksipital selama periode janin atau bayi awal1).
Temuan fundus pada atrofi optik bervariasi tergantung penyebabnya.
RAPD (Defek Pupil Aferen Relatif): Pada lesi traktus optikus, RAPD dapat ditemukan pada mata kontralateral. Lesi di posterior korpus genikulatum lateral tidak memengaruhi refleks cahaya pupil.
Temuan MRI: Degenerasi Wallerian terdeteksi sebagai hiperintensitas T2 (menunjukkan gliosis) pada citra berbobot T2. Pada fase akut, restriksi difusi terlihat pada citra berbobot difusi (DWI)1)2).
Kihira dkk. (2021) melaporkan kasus seorang wanita berusia 47 tahun dengan penurunan penglihatan progresif pada mata kiri selama 5 tahun1). Tomografi koherensi optik (OCT) mengonfirmasi atrofi saraf optik kiri, dan MRI T2 menunjukkan hiperintensitas di sepanjang radiasi optik kiri. Laporan ini penting sebagai kasus degenerasi trans-sinaptik dari atrofi saraf optik tanpa infark atau penyakit inflamasi.
Degenerasi Wallerian dimulai dalam 24 jam setelah cedera, tetapi bagian proksimal akson mungkin tampak normal selama 3-4 minggu. Kematian RGC akibat degenerasi retrograde dapat terjadi dalam 6-8 minggu. Pucatnya diskus optikus pada fundus mungkin memerlukan waktu beberapa minggu hingga bulan setelah cedera.
Berikut adalah penyebab utama degenerasi Wallerian dan degenerasi retrograde pada jalur optik.
| Kategori Penyakit | Penyakit Perwakilan | Arah Degenerasi Utama |
|---|---|---|
| Glaukoma | Glaukoma sudut terbuka primer, dll. | Retrograde dan antegrade |
| Penyakit demielinasi | Sklerosis multipel, neuromielitis optika | Antegrad |
| Penyakit iskemik | Neuropati optik iskemik anterior (AION), PION, stroke | Antegrad dan retrograd |
| Lesi kompresif | Adenoma hipofisis, kraniofaringioma, aneurisma | Retrograd |
| Trauma | Cedera kepala | Antegrad |
| Neuropati optik herediter | LHON, ADOA, Sindrom Wolfram | Retrograde |
| Tumor otak | Glioblastoma dll. | Antegrade |
| Penyakit neurodegeneratif | Penyakit Alzheimer | Retrograde |
Berikut ini adalah penjelasan tambahan mengenai karakteristik masing-masing penyakit penyebab.
Dasar diagnosis adalah konfirmasi atrofi saraf optik (papil optik pucat). Ada jalur yang menuju atrofi setelah pembengkakan papil optik, dan jalur lain yang menuju atrofi langsung dari papil normal.
OCT memainkan peran sentral dalam evaluasi kuantitatif atrofi saraf optik.
Angiografi OCT (OCTA): Menggambarkan struktur mikro pembuluh darah retina dan koroid secara non-invasif. Penurunan kepadatan pembuluh darah kapiler peripapiler radial (RPCs) dilaporkan sesuai dengan area defek lapisan serabut saraf.
| Modalitas pencitraan | Temuan dan kegunaan utama |
|---|---|
| Citra T2-weighted | Sinyal tinggi T2 pada degenerasi Wallerian (gliosis), atrofi pedunkel serebri ipsilateral 1)2) |
| DWI (Diffusion-weighted imaging) | Deteksi degenerasi Wallerian akut (perlu dibedakan dari infark sekunder) 2) |
| Nilai FA pada DTI (Diffusion tensor imaging) | Kuantifikasi degenerasi, prediktor pemulihan fungsional (fase iskemik subakut) 2) |
Sinyal T2 tinggi pada radiasi optik perlu dibedakan dari leukomalasia, infark sebelumnya, dan penyakit demielinasi (multiple sclerosis) 1).
Pengukuran ketebalan cpRNFL dan ketebalan GCC makula menjadi inti. Pada fase akut dengan pembengkakan diskus optikus, analisis GCC memiliki keunggulan dalam mendeteksi penipisan lebih awal dibandingkan cpRNFL. Nilai normal sangat bervariasi antar individu, sehingga pemantauan nilai aktual dan perbandingan dengan mata kontralateral menjadi penting. Verifikasi konsistensi dengan temuan lapang pandang, fundus, dan tes fungsi visual lainnya juga tidak boleh diabaikan.
Saat ini belum ada terapi regeneratif yang terbukti untuk degenerasi Wallerian dan degenerasi retrograde pada jaras penglihatan. Pengobatan berfokus pada penyakit yang mendasarinya.
Setelah cedera akson, di sisi distal, kerangka akson dan mielin hancur, dan makrofag membersihkan fragmen (degenerasi Wallerian). Pada saraf perifer, sel Schwann mendorong regenerasi melalui faktor pertumbuhan. Pada sistem saraf pusat (SSP), efek promosi regenerasi dari oligodendrosit lemah, dan regenerasi akson dewasa di SSP buruk atau tidak mungkin.
Pada degenerasi retrograde, akson mengalami degenerasi di dekat lokasi cedera, menyebabkan kerusakan badan sel dan kematian sel. Atrofi RGC retrograde setelah lesi traktus optikus pasti terjadi, dan kematian RGC dapat terjadi dalam 6–8 minggu.
RGC, seperti neuron SSP, menunjukkan degenerasi aksonal, kerusakan mielin, pembentukan jaringan parut, dan degenerasi sekunder, dengan kemampuan regenerasi yang terbatas setelah cedera5).
Transportasi di dalam akson (aliran aksonal) diklasifikasikan berdasarkan arah dan kecepatan.
Transportasi Anterograde
Transportasi cepat: 400–1.000 mm/hari. Berperan dalam transportasi vesikel sinaps dan komponen membran.
Transportasi kecepatan sedang: 5–400 mm/hari.
Transportasi lambat: 0,5–5 mm/hari. Berperan dalam transportasi protein yang diperlukan untuk pemeliharaan akson.
Transportasi Retrograd
Kecepatan: 50–300 mm/hari.
Fungsi: Berperan dalam transmisi informasi dari perifer ke badan sel dan daur ulang limbah.
Mitokondria: Mitokondria yang rusak atau menua kembali ke badan sel RGC melalui transpor retrograd untuk diisi ulang. Pada glaukoma, aliran aksonal terhambat di lamina kribrosa, menyebabkan atrofi saraf optik progresif.
Pada glaukoma, akson RGC paling rentan mengalami kerusakan di lamina cribrosa (lamina cribrosa) dari diskus optikus (ONH)4).
Pitha dkk. (2024) melaporkan mekanisme rinci kerusakan akson RGC pada glaukoma4). Stres mekanis akibat tekanan intraokular secara signifikan lebih besar di ONH (lamina kribrosa) daripada di retina, dengan tegangan lingkaran sirkumferensial dan gradien tekanan trans-lamina bekerja pada akson RGC. RGC alfa besar (terutama tipe OFF) lebih rentan mengalami kerusakan selektif, dan akson RGC besar yang melewati kutub atas dan bawah ONH mengalami kerusakan secara preferensial.
Jalur di mana tekanan mekanis pada lamina kribrosa menghalangi transportasi aksonal adalah sebagai berikut.
Fenomena di mana degenerasi neuron di satu sisi sinaps memengaruhi sisi lain melintasi sinaps disebut “degenerasi trans-sinaptik”. Kasus telah dilaporkan di mana degenerasi menyebar dari atrofi optik ke radiasi optik 1), dan degenerasi trans-sinaptik retrograde setelah stroke lobus oksipital (Jindahra dkk., 2012) juga diketahui 1). Biasanya, ini lebih sering terjadi pada cedera lobus oksipital selama periode janin atau awal masa kanak-kanak.
Pada penyakit Alzheimer (AD), lesi otak dapat memengaruhi koneksi saraf jalur visual, yang menyebabkan penipisan RNFL dan GC-IPL 5). Namun, pada AD tipe atrofi kortikal posterior, perbedaan pada RNFL peripapiler dengan kelompok kontrol kadang sulit diidentifikasi 5).
Tekanan mekanis akibat tekanan intraokular jauh lebih besar di ONH (lamina kribrosa) daripada di retina. Tegangan lingkaran perifer dan gradien tekanan translaminar bekerja pada akson, menghambat transport aksonal anterograd dan retrograd 4). Beban mekanis ini memicu apoptosis sel ganglion retina melalui mekanisme kompleks seperti defisiensi faktor neurotropik, disfungsi mitokondria, dan influks kalsium.
Penelitian sedang berlangsung menggunakan nilai fraksional anisotropi (FA) dari pencitraan tensor difusi (DTI) untuk mengkuantifikasi degenerasi Wallerian pada fase subakut setelah stroke dan memprediksi pemulihan fungsi 2). Tingkat atrofi pedunkulus serebri telah terbukti berkorelasi dengan luas kerusakan otak, sehingga menjanjikan sebagai biomarker pencitraan untuk aplikasi klinis 2).
Hustings & Lemmerling (2021) melaporkan secara sistematis temuan MRI degenerasi Wallerian yang disebabkan oleh berbagai penyebab seperti stroke iskemik, stroke hemoragik, tumor otak, trauma, kista arachnoid, dan hipoplasia kortikal serebral 2). Ditekankan perlunya interpretasi yang cermat berdasarkan konteks klinis pada fase akut untuk menghindari kesalahan diagnosis sebagai infark sekunder.
Model eksperimental tikus yang membawa gen perlambatan degenerasi Wallerian (WLDS) menunjukkan efek perlindungan aksonal primer. Namun, degenerasi retrograde masih terjadi, yang akhirnya menyebabkan kematian sel. Model ini digunakan sebagai alat dasar untuk mengevaluasi terapi perlindungan akson dan perlindungan sel secara terpisah.
Weber dkk. (2025) melaporkan korelasi pertama antara SD-OCT dan temuan histopatologis pada Schnabel Cavernous Optic Atrophy (SCONA)3). SCONA sebelumnya hanya dapat didiagnosis secara histologis, namun pemindaian ONH-RC dengan modalitas BMO-MRW menunjukkan bahwa lesi dapat dideteksi in vivo sebagai pseudokista hiporeflektif di dalam lamina kribrosa. Prevalensi pada studi histologis pada lansia sekitar 1,7–2,1%3), dan diharapkan menjadi alat diagnostik baru untuk membedakan dari atrofi optik glaukomatosa.
