Kolagen merupakan protein struktural yang menyusun 30-70% matriks ekstraseluler (ECM) tubuh makhluk hidup. Setidaknya terdapat 29 tipe kolagen yang sudah berhasil diidentifikasi, dengan kolagen tipe I merupakan tipe yang paling banyak ditemukan (kolagen penyusun kulit dan tendon). Kolagen berperan dalam berbagai proses biologis tubuh, diantaranya memperantarai proses proliferasi, diferensiasi, migrasi, dan penuaan sel. Kolagen juga banyak digunakan dalam berbagai pengobatan biomedis.
Saat ini, kolagen yang berasal dari organisme laut (marine collagen), seperti ikan, ubur- ubur, dan berbagai invertebrata laut mencuri banyak perhatian peneliti. Penggunaan marine collagen memiliki perspektif yang lebih positif jika dibandingkan dengan kolagen yang berasal dari mamalia (sapi atau babi). Marine collagen dinilai lebih kompatibel secara metabolik, halal untuk dikonsumsi, dan bebas dari penularan patogen hewan. Dengan sifatnya tersebut, marine collagen memiliki potensi yang lebih baik untuk dimanfaatkan.
Teripang merupakan invertebrata laut yang 70% dari protein penyusun dinding tubuhnya adalah kolagen. Dermis teripang yang didominasi oleh kolagen ini disebut sebagai mutable collagenous tissue (MCT) yang berperan dalam perubahan kekakuan-elastisistas dinding tubuh teripang. Jika dibandingkan dengan organisme laut lainnya, kolagen teripang memiliki sifat imunogenisitas yang lebih rendah, artinya penggunaan kolagen teripang memiliki resiko penolakan respon imun oleh resipien (manusia) yang lebih rendah dibandingkan kolagen yang berasal dari organisme lain. Selain itu, kolagen teripang juga memiliki berat molekul yang lebih rendah dan suhu denaturasi yang lebih tinggi dibanding kolagen dari hewan lain. Rendahnya berat molekul suatu peptida menggambarkan aktifitas antioksidan yang tinggi, sedangkan tingginya suhu denaturasi kolagen teripang menunjukkan sifatnya yang lebih stabil terhadap panas. Dengan ini, kolagen teripang memiliki potensi yang besar untuk dimanfaatkan dalam berbagai industri.
Indonesia merupakan negara dengan biodiversitas yang tinggi, setidaknya terdapat 56 spesies teripang yang hidup di perairan Indonesia dan beberapa di antaranya dapat ditemukan di Selat Madura. Acaudina rosettis dan Phyllophorus sp. merupakan 2 spesies teripang dengan
kelimpahan tinggi di Selat Madura (Gambar 1.). Kedua spesies ini biasanya dimanfaatkan oleh masyarakat setempat sebagai bahan pangan dan Phylloporus sp diekspor dalam bentuk teripang kering. Informasi ilmiah terkait kandungan kolagen kedua spesies teripang tersebut masih sangat terbatas. Pada penelitian ini dilakukan observasi pada kedua spesies teripang tersebut, yaitu pada aspek kepadatan (densitas), orientasi (arah), dan kandungan kolagennya.
Ditinjau dari kepadatan (densitas) kolagen di dermis teripang, pada penelitian ini ditemukan bahwa kepadatan kolagen Phyllophorus sp. (berkisar antara 72,008卤6,688% – 79,720卤2,844%) jauh lebih tinggi dari kepadatan kolagen teripang A. rosettis (berkisar antara 48,704卤0,712% – 54,431卤4,146%) (Gambar 2). Kepadatan kolagen berhubungan erat dengan ekstensi membran kolagen. Kepadatan kolagen yang sedemikian tinggi pada dinding tubuh Phyllophorus sp. menjadi penyebab spesies teripang ini memiliki kemampuan
menggembungkan tubuh yang lebih baik daripada A. rosettis. Tingginya kepadatan kolagen juga menunjukkan banyaknya ikatan cross link yang terbentuk antar serabut-serabut kolagen menjadi satu kesatuan yang disebut sebagai berkas kolagen. Semakin banyak ikatan-ikatan cross link yang terbentuk antar serabut kolagen dapat membentuk berkas kolagen yang semakin besar. Hal ini dibuktikan melalui pengamatan mikrofoto pada histologi dinding tubuh teripang menunjukkan berkas-berkas kolagen milik Phyllophorus sp. lebih besar jika dibandingkan milik A. rosettis (Gambar 3 dan 4). Selain itu, kepadatan kolagen juga menyebabkan kekakuan suatu jaringan, oleh karena itu tingginya densitas kolagen Phyllophorus sp. juga menyebabkan dinding tubuh Phyllophorus sp. lebih keras (kaku) dibandingkan dinding tubuh A. rosettis.
Ketika berbicara tentang kepadatan dan cross link pada kolagen, kedua hal tersebut erat kaitannya dengan arah/orientasi berkas kolagen. Gambar 3 dan 4 merupakan pengamatan histologi pada dinding tubuh teripang setelah direndam pada larutan fiksatif. Artinya pengamatan ini dilakukan pada kondisi tubuh teripang yang kaku. Pada kondisi kaku, kolagen
A. rosettis menunjukkan arah (orientasi) kolagen yang acak dengan ukuran berkas yang terlihat tipis (Gambar 3). Tipisnya kolagen yang terlihat menandakan sedikitnya ikatan cross link (agregasi) antar serabut kolagen. Bila dalam kondisi yang kaku A. rosettis menunjukkan agregasi antar kolagen yang lemah, artinya A. rosettis memiliki kemampuan terbatas untuk
melepas ikatan cross link antar serabutnya, sehingga kemampuannya dalam mengubah bentuk tubuh juga semakin terbatas. Hal ini berbeda dengan kolagen Phyllophorus sp. yang pada kondisi kakunya menunjukkan agregasi antar serabut yang kompak. Dengan banyaknya serabut-serabut kolagen yang saling beragregasi, ketika Phyllophorus sp. diberi suatu stimulus tertentu, sangat memungkinkan ikatan cross link pada berkas kolagennya untuk melakukan splitting hingga menyebabkan perubahan viskoelastisitas tubuhnya dari kaku menjadi lebih elastis. Berdasarkan orientasinya, terlihat bahwa kolagen pada Phyllophorus sp. cenderung lebih seragam daripada kolagen A. rosettis yang acak. Phyllophorus sp. memiliki kolagen yang mayoritas arahnya sejajar dengan otot sirkulernya, sehingga lebih mendukung teripang jenis ini untuk melakukan perubahan diameter daripada perubahan panjang tubuh.
Ikatan cross link antar serabut kolagen juga berkaitan erat dengan kandungan air pada dinding tubuh teripang. Semakin sedikit ikatan yang terbentuk, semakin banyak kolagen dapat berikatan dengan asam hialuronat. Tingginya kandungan asam hialuronat menyebabkan tingginya kandungan air dalam dinding tubuh teripang. Oleh karena itu, rendahnya ikatan cross link yang terbentuk antar serabut kolagen A. rosettis yang disebabkan oleh rendahnya
kepadatan kolagennya, menyebabkan teripang jenis ini memiliki kandungan air yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan Phyllophorus sp. dengan kepadatan kolagen yang lebih tinggi.
Ekstraksi kolagen pada masing-masing spesies untuk mengetahui pengaruh kepadatan kolagen terhadap kandungan kolagennya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kadar kolagen teripang A. rosettis adalah sebesar 10,07% dan Phyllophorus sp. sebesar 8,07%. Hasil tersebut menunjukkan bahwa kepadatan kolagen pada suatu jaringan tidak berkorelasi positif dengan kandungan kolagennya. Selama ini, permintaan pasar terhadap teripang Phyllophorus sp. lebih tinggi dari A. rosettis. Hasil ekstrak kolagen yang lebih tinggi pada A. rosettis menunjukkan bahwa teripang ini memiliki potensi untuk dikembangkan.
Penulis: Nithasya Nabilla, Imarotus Shofiyah, Sugiharto, Dita Alvitasari, Sri Sumarsih,Firas Khaleyla, Ismiliana Wirawati, Dwi Winarni. 2024. Organization, density, and content of collagen in the body wall of sea cucumbers Acaudina rosettis and Phyllophorus sp. Aquaculture and Fisheries.
