Skoliosis idiopatik remaja (AIS) adalah kelompok kelainan penting yang muncul dengan asimetri rotasi tulang belakang, yang sering didiagnosis pada awal masa pubertas. Sesuai dengan namanya “idiopatik”, skoliosis ini memiliki berbagai faktor yang berbeda: jaringan ikat (sindrom Marfan, dll.); neuromuskuler (cerebral palsy, atrofi otot tulang belakang, dll.); dan struktural (tulang belakang setengah bengkok, dll.). Banyak penelitian telah dilakukan untuk lebih memahami manifestasi klinis skoliosis idiopatik remaja dan untuk menemukan pengobatan yang lebih tepat. Perbandingan kemanjuran bracing, koreksi bedah dan fusi telah menjadi subjek penelitian klinis. Mayoritas ahli telah menyimpulkan bahwa bracing efektif dalam memperlambat perkembangan sudut kecil (30-40°) pada pasien yang belum matang secara skeletal, sedangkan fusi tulang belakang posterior biasanya lebih efektif pada pasien yang berkembang pesat dengan sudut besar (40-50°) dan pada remaja yang lebih tua dengan sudut yang parah. Kesimpulan ini didasarkan pada pemahaman tentang evolusi alami AIS, dengan sudut yang besar dan tingkat ketidakmatangan tulang menjadi faktor risiko penting untuk perkembangan penyakit. Kelompok ahli lain telah berusaha untuk menghindari risiko yang jelas dari bracing dan perawatan bedah dengan mempelajari AIS dan lebih lanjut menerapkan perawatan yang menargetkan kelainan intrinsik AIS. Penelitian ini meliputi pencarian etiologi yang mendasari, pemahaman patogenesis, dan analisis hubungan dengan kejadian fatal. Sulit untuk menarik kesimpulan yang pasti dari penelitian-penelitian ini karena temuan-temuannya dapat bersifat etiologis atau patogenetik, atau mungkin bersifat sekunder dari penyakit itu sendiri. Penelitian ekstensif terhadap etiologi AIS mencakup berbagai aspek: mulai dari model hewan yang berbeda hingga penelitian di bidang histologi, imunofluoresensi, genetika, dan biologi molekuler dari spesimen darah dan biopsi dari pasien AIS, hingga pencitraan, hormonal, dan studi neurologis pasien AIS, dan seterusnya. Dalam artikel ini, kami akan menyajikan status terkini dari berbagai penelitian: struktural (kolagen diskus, serat otot paravertebral, tulang), neurologis (termasuk sistem saraf pusat dan perifer), serta pertumbuhan dan perkembangan. Tujuan kami adalah untuk menyajikan berbagai argumen yang mendukung dan menentang berbagai hipotesis etiologi dan untuk menggambarkan kemajuan terkini dalam etiologi AIS. Epidemiologi Meskipun penyelidikan epidemiologi pada populasi besar selalu menjadi subjek yang relatif mudah dilakukan, perbedaan penting dalam laporan menunjukkan bahwa hal itu tidak terjadi. Statistik epidemiologi pada AIS pada populasi besar telah diselesaikan oleh banyak penulis: Pemeriksaan film kecil Shand dan Eisberg terhadap 5.000 investigasi tuberkulosis di negara bagian Delaware menghasilkan prevalensi statistik 0,5 persen pada pasien dengan skoliosis yang lebih besar dari 10° dan usia lebih dari 14 tahun. Penelitian lain melaporkan angka prevalensi sebesar 0,133 persen (Minnesota) dan 13,6 persen (Las Vegas). Untuk memahami perbedaan-perbedaan ini, kita harus memperhatikan konteks dari investigasi ini. Moe dan Kennedy mensurvei catatan ortopedi pasien skoliosis yang terlihat di beberapa pusat kesehatan utama di Minnesota, menggunakan seluruh populasi Minnesota dengan usia yang sesuai sebagai subjek survei, dan menyimpulkan bahwa tingkat prevalensi 0,133% adalah 0,133%. Keterbatasan investigasi mereka sebagian disebabkan oleh fakta bahwa pemilihan subjek hanya mencakup pasien yang dilihat oleh ahli bedah ortopedi dan tidak termasuk pasien dengan AIS yang terlewatkan. kane dan Moe mengakui kekurangan ini dan menyatakan dalam makalahnya bahwa tingkat prevalensi 0,133 persen hanya merupakan batas bawah. Kane dan Moe dan rekan-rekannya menerapkan kriteria diagnostik yang lebih longgar: sudut Cobb lebih besar atau sama dengan 5°. Mereka menghitung total 3.492 pasien dan mendapatkan hasil 13,6 persen. Tidak diragukan lagi, hasil epidemiologi tidak hanya bergantung pada ukuran sampel tetapi juga pada kriteria yang diadopsi untuk penelitian ini. Penelitian saat ini membutuhkan kriteria sudut Cobb minimal 10°. Genetika Survei populasi berskala besar telah menemukan bahwa keluarga yang terkena dampak memiliki prevalensi yang lebih tinggi dibandingkan dengan populasi umum. Riseborough dan Wynne menyelidiki 207 pasien dan 2.462 kerabat keluarga dan menemukan prevalensi 11 persen pada kerabat tingkat pertama; 2,4 persen pada kerabat tingkat kedua; dan 1,4 persen pada kerabat tingkat ketiga. Beberapa ahli telah melakukan penelitian mengenai prevalensi AIS pada kembar monozigot dan kembar dizigot. Kesesuaian prevalensi pada kembar monozigot (yaitu, kedua kembar memiliki AIS) dan ketidaksesuaian pada kembar dizigot (hanya satu yang memiliki AIS) dapat meningkatkan keandalan etiologi genetik AIS. sudut cobb 10° sebagai kriteria diagnostik dan menemukan ketidakkonsistenan 5/8 pada kembar dizigotik; Carr melaporkan kesesuaian 3/3 pada kembar monozigotik dan 3/3 pada kembar dizigotik; dan Kesling dan Reinker meninjau semua data tentang kembar dengan skoliosis dan melaporkan kesesuaian 73% pada kembar monozigotik dan 36% pada kembar dizigotik. Karena semua angka ini lebih tinggi daripada prevalensi kerabat tingkat pertama dalam statistik populasi skala besar, studi ini mendukung etiologi genetik untuk AIS. Terlepas dari konsensus informasi tentang distribusi keluarga AIS, cara pewarisan penyakit ini telah menjadi bahan diskusi di antara para ahli. Cowell dkk. memilih 17 keluarga (192 individu) dengan penyakit ini untuk penelitian mereka, dan tidak ada kasus pewarisan dari laki-laki ke laki-laki yang terdeteksi, yang menyebabkan kesimpulan bahwa AIS adalah penyakit genetik kromosom X. Miller dkk. mempelajari penyakit genetik kromosom X yang terjadi secara bersamaan, dan menyimpulkan bahwa AIS adalah penyakit genetik kromosom X. Miller dkk. mempelajari 14 keluarga yang terkena dampak (136 individu), namun hasil penelitian mereka tidak mendukung korelasi kromosom X untuk AIS. Peneliti sampel kecil lainnya telah menemukan kasus-kasus pewarisan dari laki-laki ke laki-laki, dan mereka menentang argumen korelasi kromosom X yang mendukung mode pewarisan dominan autosomal. Dalam sebuah penelitian sampel besar, Wynne Davis juga mendukung cara pewarisan dominan, tetapi sebagian besar sampel dalam kelompok studinya tidak memiliki bukti pencitraan sinar-X. Selanjutnya, Riseborough dan Wynne Davis menerapkan kriteria diagnostik yang lebih ketat pada 2.869 pasien dengan AIS, dan hasil penelitian berskala besar ini lebih mendukung cara pewarisan multifaktorial. Jika AIS dapat ditularkan secara genetik, maka penyebabnya dapat ditemukan dengan pendekatan salah satu dari dua cara: analisis genetik dari silsilah yang terkena dampak. Carr dkk. menemukan empat silsilah dengan cara pewarisan autosomal. Carr dkk. mengidentifikasi empat keluarga dengan pola pewarisan autosomal dan menggunakan penanda genetik untuk mengecualikan gen struktural kolagen tipe I dan II sebagai faktor dalam patogenesis AIS. Miller dkk. menggunakan metodologi yang sama pada 11 keluarga (52 individu) dan mengecualikan kolagen tipe I, FBN1 (microfibrillar protein 15), dan elastin sebagai faktor dalam patogenesis penyakit ini. Jika pendekatan ini dapat diterapkan pada area lain (kelainan neurologis, kelainan vestibular, regulasi hormonal, pertumbuhan dan perkembangan), maka dapat berkontribusi pada penemuan patogenesis AIS. Pertumbuhan dan Perkembangan dan Hormon Ada pengamatan klinis bahwa perkembangan utama skoliosis sering terjadi selama periode pertumbuhan yang cepat. Karena alasan ini, faktor pertumbuhan dan perkembangan telah menjadi fokus dari berbagai studi etiologi AIS. Dalam sebuah penelitian di Skandinavia, Nordwall dan Willner menemukan bahwa pada kelompok yang sesuai dengan usia, pasien dengan AIS lebih tinggi daripada kelompok pembanding, dan perbedaan ini ada terlepas dari apakah pengurangan tinggi badan akibat skoliosis telah dikoreksi atau tidak pada pasien dengan AIS. Di Norwegia, Skogland dan Miller melakukan penelitian prospektif terhadap 62 remaja putri yang tinggi badannya 2,5 standar deviasi di atas rata-rata dan menemukan bahwa prevalensi AIS pada 62 remaja putri tersebut adalah 21 persen, yang secara signifikan lebih tinggi dari distribusi rata-rata yang dilaporkan. Temuan ini memberikan bukti lebih lanjut untuk hubungan antara tinggi badan dan skoliosis. Di Yugoslavia, sebuah studi representatif oleh Buric dan Momcilovic menunjukkan bahwa hubungan antara tinggi badan dan AIS tidak terbatas pada Skandinavia. Penelitian mereka mengkonfirmasi pengamatan bahwa, pada populasi yang sesuai dengan usia, tinggi badan pasien AIS secara signifikan lebih tinggi daripada kelompok pembanding. Mereka juga mengukur rasio tinggi berdiri dengan tinggi duduk dalam upaya untuk mendeteksi pertumbuhan berlebih pada batang tubuh relatif terhadap tungkai. Namun, mereka tidak menemukan perbedaan yang signifikan dalam rasio tungkai/badan antara pasien AIS dan kelompok pembanding, meskipun perbedaan tersebut sebelumnya telah ditunjukkan oleh Willer. Di Swedia, Willer melakukan penelitian longitudinal terhadap pertumbuhan dan perkembangan pasien yang berkembang menjadi AIS dan kelompok pembanding, dan menemukan bahwa pasien dengan AIS secara signifikan lebih tinggi daripada kelompok pembanding, bahkan ketika mereka tidak terdiagnosis. Selanjutnya, tingkat pertumbuhan pasien AIS meningkat pada usia 8 dan 9 tahun; namun, perbedaan tingkat pertumbuhan antara pasien AIS yang berusia lebih dari 10 tahun dan kelompok pembanding tidak signifikan. Haggllund dkk. menerapkan Model Perkembangan Bayi-Anak-Pubertas dalam upaya untuk mengidentifikasi periode puncak pertumbuhan pada anak-anak dengan AIS. Mereka menunjukkan bahwa selama masa pubertas, pasien AIS memiliki tinggi badan di atas rata-rata; namun, menarche dini dan perkembangan pubertas yang terlambat menghasilkan pertumbuhan tinggi badan yang minimal. Nordwall dan Willner menerapkan metode “Greulich” dan “Pyle” untuk pertumbuhan pasien AIS. Nordwall dan Willner menggunakan metode “Greulich” dan “Pyle” untuk mempelajari usia tulang dari kelompok pasien AIS yang representatif dan kelompok pembanding. Mereka menemukan bahwa tulang anak perempuan berusia 11-12 tahun dengan AIS lebih matang dibandingkan dengan kelompok pembanding yang sesuai dengan usianya, sedangkan usia tulang anak perempuan berusia 15-17 tahun dengan AIS kurang matang dibandingkan dengan kelompok pembanding. Mereka juga mengajukan hipotesis bahwa periode percepatan perkembangan masa kanak-kanak dan pematangan tulang bergantung pada lingkungan internal sekresi hormon pertumbuhan yang meningkat. Sejumlah besar penelitian tentang hormon pertumbuhan telah dilakukan, dengan beberapa hasil yang mendukung hipotesis di atas dan beberapa menentangnya.Yamada dkk. menerapkan stimulasi L-arginin untuk mendeteksi perubahan kadar GH pada sampel total 10 pasien, tanpa batasan usia tertentu, dan mereka tidak menemukan peningkatan kadar GH yang signifikan pada pasien-pasien dengan AIS ini.Misol dkk. menerapkan tes arginin, insulin, dan toleransi glukosa pada 15 pasien dengan AIS. Misol et al. menerapkan tes arginin, insulin, dan toleransi glukosa pada 15 pasien dengan AIS (usia rata-rata 13,8 tahun) dan sekali lagi tidak menemukan peningkatan yang signifikan pada kadar GH. Dalam percobaan Misol, mereka memilih untuk mengukur kadar GH pada beberapa titik waktu yang berbeda dan membandingkannya dengan kelompok kontrol pada waktu yang sama. Keterbatasan dari pendekatan ini, bagaimanapun, adalah bahwa ada siklus alami sekresi GH yang, menurut literatur, mempengaruhi nilai kadar GH pada titik waktu tertentu. Topik penelitian penting lainnya adalah, seperti yang ditunjukkan oleh pengamatan klinis, pada pasien dengan AIS, semakin muda usianya, semakin cepat tingkat pertumbuhannya, dan oleh karena itu perlu bagi seseorang untuk menilai kadar GH pada pasien yang lebih muda dan yang lebih tua dengan AIS. Skogland dan Miller menerapkan eksperimen stimulasi naftasin dan levodopa untuk mendeteksi kadar GH. Mereka menghitung area kurva respons waktu untuk mencerminkan jumlah total sekresi GH (ICGH). Mereka menemukan bahwa dalam kelompok yang sama, kadar GH pasien AIS tidak secara signifikan lebih tinggi daripada kelompok pembanding; namun, ketika mereka membandingkan data dari kelompok usia yang berbeda, mereka menemukan bahwa terdapat peningkatan yang signifikan dalam total sekresi GH pada pasien yang berusia 7-12 tahun, sedangkan tidak ada tren seperti itu pada kelompok pasien yang berusia di atas 12 tahun. Tingkat sekresi GH, juga menghasilkan area yang sama di bawah kurva, sehingga mengkonfirmasi penelitian Akogland. Tampaknya tidak ada lagi keraguan tentang hubungan antara AIS dan pertumbuhan dan perkembangan yang tidak normal. Temuan ini menunjukkan bahwa tingkat perkembangan yang lebih tinggi pada pasien yang lebih muda mungkin terkait dengan regulasi kadar GH yang meningkat. Jika hipotesis ini benar, apakah ada kelainan yang lebih mendasar yang berkontribusi terhadap peningkatan sekresi GH atau gangguan umpan balik dari regulasi sekresi GH yang normal? Ada juga fakta yang jelas bahwa sebagian besar individu dengan pertumbuhan yang cepat tidak mengembangkan AIS; oleh karena itu, harus ada stimulus dalam AIS yang menyebabkan pertumbuhan asimetris ini. hipotesis yang diusulkan oleh Goldberg dkk. menyatakan bahwa harus ada gen dalam genom yang bertanggung jawab untuk mengontrol pertumbuhan dan pengaturan urutan temporal yang memastikan pola simetris yang normal. Gen terlibat dalam pertumbuhan dan perkembangan individu, tetapi pertumbuhan dan perkembangan itu sendiri mungkin hanya merupakan faktor predisposisi untuk AIS dan bukan penyebab AIS. Kelainan intrinsik yang menyebabkan pertumbuhan asimetris inilah yang menjadi penyebab utama AIS. Anomali jaringan ikat Telah lama dihipotesiskan bahwa cacat pada struktur tulang belakang (misalnya, ligamen, cakram, atau otot paravertebral) dapat menjadi penyebab AIS. Fakta bahwa skoliosis sering terjadi pada pasien dengan berbagai kelainan jaringan ikat primer menambah kepercayaan terhadap hipotesis ini. Namun, masalah yang penting adalah bahwa kelainan jaringan ikat yang ditunjukkan oleh pasien-pasien ini mungkin juga merupakan penyebab sekunder dari AIS. Kemungkinan ini menambah kompleksitas masalah. Beberapa penelitian telah mencoba untuk menemukan hubungan antara AIS dan kelainan jaringan ikat, tetapi belum berhasil. 90% kolagen diskus terdiri dari kolagen tipe I dan II, yang telah menjadi subjek investigasi. studi oleh Beard dkk. tidak menemukan bahwa distribusi kolagen tipe I dan II pada diskus skoliotik berbeda secara signifikan dengan diskus normal, dan studinya tidak memiliki analisis kuantitatif kolagen. Seperti yang telah disebutkan, Carr dkk. tidak mengidentifikasi hubungan antara penanda kolagen tipe I dan II, dan mereka menemukan bahwa penanda genetik untuk AIS diturunkan secara independen dan dominan. Carr et al. menemukan penurunan yang signifikan pada glukosaminoglikan (GAG) dan peningkatan kolagen yang sesuai pada nukleus pulposus diskus intervertebralis pasien dengan AIS, dan mereka juga mencatat bahwa GAG terdiri dari senyawa rantai pendek. Mereka menyarankan bahwa perubahan ini mungkin merupakan faktor etiologi pada AIS, tetapi mereka masih tidak dapat mengesampingkan kemungkinan bahwa perubahan tersebut merupakan manifestasi sekunder dari AIS. Mereka juga menyarankan bahwa terdapat degradasi GAGs yang abnormal pada pasien dengan AIS, tetapi mereka tidak dapat membuktikannya pada saat itu, dan Zaleske dkk. mengkonfirmasi bahwa memang terdapat penurunan GAGs pada pasien dengan AIS melalui percobaan serupa. Lebih lanjut, mereka mendeteksi peningkatan asam fosfatase (salah satu penanda aktivitas lisosom) dalam cakram pasien, yang mengarah pada hipotesis bahwa peningkatan asam fosfatase dan penurunan GAGs mengkonfirmasi dugaan Pedrini bahwa penurunan GAGs berasal dari peningkatan degradasinya. Selain itu, penelitian yang dilakukan oleh Pedrini et al. juga membandingkan diskus intervertebralis dari pasien AIS dan pasien. Hasilnya menunjukkan bahwa perubahan jaringan ikat pada diskus pasien AIS lebih parah daripada diskus dengan herniasi tulang belakang, dan bahwa perubahan ini tampaknya bukan merupakan penyebab pertama AIS. Diskus pada puncak kelengkungan lateral memiliki kadar GAG yang paling rendah dibandingkan dengan diskus pada dasar kelengkungan lateral. Fakta ini menimbulkan pertanyaan apakah perubahan pada GAGs kemungkinan merupakan manifestasi sekunder dari peningkatan degradasi akibat tekanan tekukan lateral, daripada penyebab utama AIS. Ghosh dkk. mengkonfirmasi temuan Pedrini tentang berkurangnya kolagen pada nukleus pulposus diskus dengan AIS dan mencatat bahwa tingkat pengurangan kolagen terkait dengan lokasi dan sudut diskus pada pembengkokan lateral. Ghosh dkk. menemukan bahwa rasio keratanin terhadap kondroitin fosfat di annulus fibrosus paling tinggi di puncak diskus pada sisi cembung pembengkokan skoliotik dibandingkan dengan sisi cekung diskus. studi Taylor dan Ghosh lebih lanjut memberikan kepercayaan pada argumen bahwa perubahan jaringan ikat merupakan hal yang sekunder akibat tekanan pembengkokan lateral. memberikan bukti untuk tesis bahwa itu adalah perubahan sekunder. Para ahli lain juga telah melakukan penelitian seputar kemungkinan tempat sistem serat elastis dalam etiologi AIS. Studi morfologi biopsi kulit telah menunjukkan kelainan serat elastis pada dermis tengah dan dalam pada 28 dari 34 pasien AIS. Dalam penelitian Hadley, spesimen ligamentum flavum dari 23 pasien dengan AIS dipertahankan secara intraoperatif, dan kelainan pada susunan serat elastis ditemukan pada 18 spesimen ini. Pada empat dari spesimen ini, percobaan in vitro, pertumbuhan fibroblas yang berlebihan menunjukkan adanya gangguan pengikatan protein mikrofibrilar yang disekresikan ke matriks ekstraseluler. Sebagian besar penelitian gagal memberikan bukti konklusif untuk hipotesis kelainan jaringan ikat sebagai penyebab AIS. Kelainan yang terlokalisasi pada puncak skoliosis membuatnya tidak mungkin bahwa kelainan jaringan ikat adalah penyebab AIS, tetapi lebih mungkin hanya merupakan perubahan sekunder. Kelainan Otot Banyak ahli telah mencatat kelainan jaringan otot paraspinal sebagai kemungkinan penyebab AIS. Skoliosis sekunder yang disebabkan oleh miopati seperti distrofi otot Duchenne telah mengarah pada studi aspek otot rangka pada pasien AIS. Tetapi bagaimana menjelaskan fenomena di atas, apakah itu merupakan etiologi primer atau hanya perubahan sekunder dalam proses penyakit, telah menjadi pertanyaan utama yang mengganggu orang. Otot multifidus adalah kelompok otot paraspinal yang memainkan peran utama dalam aktivitas tulang belakang dan oleh karena itu telah dipelajari secara ekstensif secara histokimia dan struktural. Khosla dkk. mempelajari spesimen biopsi otot multifidus pada pasien AIS menggunakan mikroskop cahaya dan elektron dan menemukan bahwa cacat myofilm pada persimpangan tendon lebih menonjol pada permukaan cekung kelengkungan lateral. penyerapan, yang menyebabkan hiperkontraksi dan hiperekstensi otot rangka yang terlokalisasi, yang selanjutnya menyebabkan perubahan morfologi seluler. Banyak penulis telah menerapkan teknik histologis dan histokimia untuk mengonfirmasi bahwa serat otot berkontraksi lambat tipe I mendominasi sisi cembung tikungan lateral. Serat-serat ini berkontraksi dengan kekuatan yang lebih besar, sehingga menciptakan ketegangan yang lebih besar pada sisi cembung. Ford dkk. menghitung spindle neuromuskular pada spesimen biopsi dan menemukan bahwa terdapat distribusi spindle neuromuskular yang lebih kecil dari normal pada otot paraspinal pasien AIS, yang dapat mengindikasikan adanya defek pada sistem aferen otot. fidler dan Jowett menemukan bahwa otot multifidus lebih pendek di sisi cembung dari skoliosis daripada sisi cekung, dan menyimpulkan bahwa kontraksi otot multifidus-lah yang menyebabkan kelainan bentuk. Pertanyaannya sekarang adalah: apakah perubahan ini merupakan penyebab langsung dari kelainan bentuk atau merupakan penyebab sekunder dari kelainan bentuk? Slager dkk. melakukan penelitian neurologis dan otot yang berbeda pada serat otot pada 19 pasien dengan skoliosis non-spesifik. Mereka menemukan bahwa pasien-pasien ini, seperti halnya pasien AIS, memiliki dominasi tipe I dan tipe 2A pada serat otot mereka. Dari sini mereka menyimpulkan bahwa perubahan pada otot mungkin terkait dengan stres dan kontraksi yang terus-menerus Studi histokimia yang sama dilakukan oleh Zetterberg dkk. Mereka mengukur jumlah kapiler dan aktivitas enzim. Mereka menemukan bahwa kepadatan kapiler, prolyl phosphate dehydrogenase, dan laktat dehidrogenase lebih tinggi pada sisi cembung daripada sisi cekung; mereka juga menemukan dan lebih lanjut mengkonfirmasi distribusi dominan serat tipe I dan tipe 2A. Konsistensi dari temuan ini menunjukkan bahwa perubahan otot seharusnya merupakan hasil dari stres yang berkelanjutan dan sekunder dari AIS. Otot memainkan peran penting dalam mempertahankan morfologi tulang belakang saat istirahat dan bergerak. Hipotesis bahwa ketidakseimbangan otot paraspinal menyebabkan deformitas AIS tampaknya masuk akal, terutama didukung oleh hasil studi histologis awal. Namun, kemiripan perubahan yang terjadi pada AIS dan skoliosis non-idiopatik, serta perubahan metabolik, lebih mengarah pada kesimpulan bahwa perubahan otot seharusnya merupakan hasil dari stres yang terus-menerus, dan oleh karena itu merupakan penyebab sekunder dari kelainan bentuk, daripada etiologi primer. KAJIAN NEUROLOGIS Kontrol pusat postur tulang belakang bergantung pada perolehan tiga jenis informasi: informasi proprioseptif dari kaki; aferen visual; dan sinyal vestibular. Gangguan pada faktor-faktor di atas pada sistem saraf kontrol postural menjadi salah satu hipotesis etiologi dari AIS. Barrios dkk. mengembangkan model cedera tulang belakang unilateral pada kelinci, di mana terjadinya skoliosis pada kelompok studi dan kontrol pada kelompok pembanding menjadi fokus penelitian. Para ahli percaya bahwa hilangnya propriosepsi menyebabkan atrofi otot asimetris, yang pada akhirnya menyebabkan deformitas. Sensitivitas sensasi getaran juga diukur dan ditemukan bahwa pasien dengan AIS lebih sensitif terhadap sensasi tersebut dibandingkan dengan kontrol. Mereka tidak hanya menemukan bahwa pasien skoliosis lebih tidak sensitif terhadap rangsangan getaran, tetapi mereka juga menunjukkan bahwa penerapan Biological Vibratory Threshold Measure (yang sebelumnya digunakan oleh Wyatt) untuk mengidentifikasi AIS tidak dapat diandalkan. Keessen dkk. menggunakan skala orientasi spasial untuk memeriksa keakuratan proprioseptif ekstremitas atas pada pasien dengan AIS, dan menemukan bahwa keakuratan spasial pada pasien dengan AIS secara signifikan lebih buruk. Selain itu, penentu keseimbangan, platform mekanis, dan rekaman kaset telah diterapkan untuk mempelajari kemampuan proprioseptif pasien. Orang-orang mengukur amplitudo ayunan pasien dalam keadaan stabil dan tidak stabil dengan mata terbuka dan tertutup. Hasilnya menunjukkan bahwa pasien dengan AIS menunjukkan osilasi yang lebih besar di bawah gravitasi dibandingkan dengan kontrol. Sistem vestibular memiliki peran penting dalam pemeliharaan postur tubuh dan oleh karena itu telah lama menjadi fokus minat penelitian. Salah satu gangguan vestibular dan neurologis penting yang telah diselidiki adalah nistagmus. Yamada dkk. menggunakan kacamata Frensel untuk mendeteksi nistagmus, tetapi tidak menemukan perbedaan yang signifikan pada pasien AIS. Namun, diyakini bahwa kacamata Frensel bukanlah metode yang sensitif. Sahlstrand dan Lidstrom serta Petruson menggunakan pelacak arus nistagmus untuk mengukur panas dan posisi nistagmus. Hasil penelitian mereka menunjukkan adanya ketidakseimbangan vestibular (frekuensi nistagmus yang tinggi) serta kemungkinan kelainan batang otak (irama nistagmus disfungsional) pada pasien AIS. Namun, mereka menganggap kesimpulan di atas belum dapat disimpulkan karena defek sistem vestibular, suatu kelainan sistem saraf pusat, dapat menjadi perubahan sekunder dari kelainan skoliosis. Perubahan pada otak itu sendiri dianggap sebagai salah satu faktor etiologi dari AIS melalui studi pada tikus bipedal muda. Dalam percobaan mereka, gangguan fungsi stereotaktik pada hipotalamus posterior menyebabkan skoliosis pada 16 dari 103 tikus. Para peneliti menyimpulkan bahwa kerusakan pusat menyebabkan disfungsi pembentukan retikuler batang otak, yang mengganggu sistem pusat yang mengendalikan postur tubuh. Sahlstrand dan Lidstrom menerapkan elektroensefalografi dan studi konduksi saraf untuk mengkonfirmasi lebih lanjut bahwa disfungsi pusat memang ada pada pasien AIS dibandingkan dengan kontrol. Hasil penelitian mereka menunjukkan bahwa pasien AIS memang memiliki kemungkinan lebih tinggi untuk mengalami kinerja EEG yang abnormal, terutama saat kejang paroksismal; namun, percobaan konduksi saraf peroneal pada pasien tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan. Geissele dkk. melakukan pemindaian MRI pada banyak pasien AIS dan kontrol, dan hasilnya menunjukkan adanya keterlibatan jaringan otak yang signifikan. Dari jumlah tersebut, asimetri aspek ventral dari saluran kortikospinalis adalah kelainan yang paling umum. Eksperimen Rosenbach diterapkan untuk mempelajari aferen visual. Mereka menemukan bahwa pada pasien dengan dominasi mata kiri dikaitkan dengan konveksitas sisi kanan; sedangkan pada pasien dengan dominasi mata kanan dikaitkan dengan konveksitas sisi kiri. Para peneliti mengajukan hipotesis bahwa pasien dengan dominasi mata kiri mungkin miring ke kanan untuk memperbaiki persepsi sensorik, dan hal ini dapat menjadi pemicu asimetri aksial. Bukti menunjukkan bahwa pasien dengan AIS memiliki kelainan proprioseptif dan vestibular, dan bahwa kelainan ini mungkin disebabkan oleh defisit vestibular yang pertama kali terjadi serta defisit sentral. Sahlstrand dkk. menyelidiki disfungsi vestibular yang pertama kali terjadi pada pasien AIS. Dari 24 pasien dengan fungsi labirin yang abnormal, hanya 3 orang yang memiliki riwayat yang dapat menunjukkan adanya gangguan vestibular pertama. Dengan demikian, apa yang disebut sebagai kelainan vestibular pertama mungkin tidak ada. Di sisi lain, berbagai bentuk kelainan sentral juga dapat menjadi faktor etiologi. Batang otak, termasuk sistem retikuler dan inti vestibular, yang bertanggung jawab untuk mengontrol gerakan aksial simetris, juga dapat menjelaskan berbagai kelainan vestibular yang dijelaskan di atas. Studi MRI oleh Geissele dkk. tampaknya mendukung hipotesis ini, tetapi konfirmasi lebih lanjut memerlukan penelitian untuk secara akurat mengkarakterisasi dan menguatkan kelainan pada jalur saraf. Melatonin Melatonin, karena metabolit sentral dan efek tidak langsungnya terhadap pertumbuhan, selalu menarik minat para ilmuwan, Machid dkk. membuat model AIS pada anak ayam dan menemukan bahwa: anak ayam yang kelenjar pinealnya diangkat selalu mengalami skoliosis. Ketika kelenjar pineal ditanamkan secara sub-otot pada anak ayam ini, kemungkinan terjadinya skoliosis turun menjadi 10 persen. Pada percobaan berikutnya, 5-HT dan melatonin diaplikasikan pada anak ayam yang telah diangkat kelenjar pinealnya, dan melatonin ditemukan sangat mengurangi kejadian skoliosis. Lebih banyak percobaan pada hewan menunjukkan bahwa melatonin memiliki efek penghambatan pada pertumbuhan dan pematangan gonad. Beberapa ahli telah menyimpulkan bahwa melatonin dapat menghambat stimulasi hormon pertumbuhan yang berhubungan dengan 5-HT. Melatonin juga dianggap mengendalikan pertumbuhan dan perkembangan dengan mengatur pelepasan hormon pertumbuhan, yang tercermin dari ritme sirkadian hormon: kadar GH tinggi pada siang hari dan rendah pada malam hari, sedangkan kadar melatonin rendah pada siang hari dan tinggi pada malam hari. Pada subjek manusia, nilai melatonin dalam sampel darah dan urin yang diukur setiap 12 jam pada pasien dengan AIS tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan dengan kontrol pembanding. Namun, dalam penelitian dengan sampel darah yang diukur setiap 3 jam, ditemukan penurunan kadar melatonin secara signifikan dibandingkan dengan pasien dengan skoliosis non-progresif dan kelompok pembanding. Orang-orang juga telah menerapkan pinealektomi pada mamalia (tikus, dll.) dalam upaya untuk mengkorelasikan data dari anak ayam dengan data dari manusia dengan lebih baik. Pinealektomi gagal menginduksi skoliosis pada tikus berkaki empat; hal itu terjadi setelah pengangkatan kaki depan dan ekor. Penggunaan melatonin, antara lain, menghambat perkembangan skoliosis pada tikus-tikus ini. Studi pada anak ayam dan tikus berkaki dua menunjukkan bahwa melatonin memiliki peran dalam etiologi AIS. Hubungan antara melatonin, sistem saraf pusat, dan pertumbuhan dan perkembangan adalah unik, sehingga membuatnya semakin menarik sebagai kemungkinan etiologi AIS. Namun, eksplorasi lebih lanjut mengenai mekanisme patogenik melatonin diperlukan untuk mengkonfirmasi posisi melatonin dalam etiologi AIS. Ada kemungkinan bahwa penurunan melatonin dapat menyebabkan pertumbuhan asimetris atau menyebabkan perilaku sistem saraf pusat yang asimetris, tetapi hal ini perlu dibuktikan lebih lanjut. Trombosit Trombosit juga telah menjadi topik yang menarik bagi para ahli yang mengeksplorasi etiologi AIS. Trombosit memiliki sistem protein kontraktil yang mirip dengan otot rangka. Selain itu, karena trombosit tidak ada hubungannya dengan kelainan mekanistik AIS, kelainan trombosit lebih mencerminkan kelainan sitologi utama. Singkatnya, kelainan trombosit perlu mendapat perhatian sebagai kelainan seluler fungsional yang mungkin terkait dengan AIS. Kelainan trombosit meliputi perubahan ultrastruktural; berkurangnya agregasi yang distimulasi oleh adrenalin dan adenosin 5N-difosfat; berkurangnya reseptor β-adrenergik; dan kurangnya rantai berat miosin membran kondensin. Kelainan ini dapat mencerminkan cacat pada sistem protein kontraktil pada pasien AIS. Selain itu, beberapa penulis telah menemukan peningkatan kadar kalsium dalam trombosit. Karena gerakan kontraktil yang diatur oleh miosin trombosit memerlukan keterlibatan enzim yang bergantung pada kalsium, kadar kalsium yang abnormal dapat mencerminkan perubahan pada sistem kontraktil protein pada pasien AIS. Studi tentang kadar calmodulin pada pasien AIS lebih lanjut mendukung hipotesis di atas. Calmodulin adalah protein reseptor pengikat kalsium yang mengatur sistem protein kontraktil pada otot rangka dan trombosit, Cohen dkk. menggunakan analisis enzimatik untuk menemukan peningkatan kadar calmodulin pada trombosit pasien AIS, dan Kindsfater dkk. mengulangi percobaan ini dengan uji imunologi yang lebih akurat dan mencapai kesimpulan yang sama, dengan menemukan bahwa kadar calmodulin lebih tinggi pada pasien AIS progresif dibandingkan dengan pasien AIS yang stabil dan kontrol. Kadar calmodulin lebih tinggi dibandingkan dengan AIS yang stabil dan kontrol. Kesimpulan Studi etiologi AIS diperumit oleh banyaknya hipotesis yang telah diajukan. Ruang lingkup penelitian mencakup berbagai bidang seperti genetika, molekuler, histokimia, dan dermatoglifi. Hasil penelitian awal menunjukkan adanya perbedaan otot dan jaringan ikat pada pasien dengan AIS dibandingkan dengan kontrol. Selain itu, perbedaan jaringan pada sisi cembung dan cekung dari skoliosis telah diidentifikasi. Namun, meskipun penelitian awal menunjukkan bahwa perubahan ini adalah penyebab deformitas AIS, pandangan saat ini adalah bahwa perubahan ini adalah sekunder dari AIS. Pasien memiliki proses perkembangan yang dipercepat lebih awal. Meskipun percepatan perkembangan dini ini mungkin bukan penyebab AIS, namun dapat menjadi dasar bagi perkembangan skoliosis. Selama perkembangan yang dipercepat, otot dapat kehilangan kemampuannya untuk mempertahankan simetri. Teori lain adalah bahwa beberapa etiologi mungkin telah menyebabkan percepatan pertumbuhan dan perkembangan sekaligus menyebabkan AIS. Kontrol postur aksial terkait erat dengan sistem vestibular. Tidak ada keraguan tentang adanya kelainan vestibular pada AIS. Meskipun temuan ini menunjukkan adanya kelainan pada regulasi batang otak, penelitian yang lebih mendalam masih diperlukan untuk mencari kelainan pada jalur saraf yang menyebabkan malformasi asimetris. Studi tentang trombosit dan melatonin telah menunjukkan hubungannya dengan AIS, tetapi masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan untuk menentukan posisi mereka dalam proses yang mengarah ke deformitas akhir. Nomenklatur skoliosis idiopatik menunjukkan kurangnya etiologi yang jelas. Akibatnya, penelitian yang mencoba menjelaskan AIS dalam hal etiologi tunggal selalu berakhir dengan ketidakpastian dan kegagalan. Tidak mungkin produk gen tunggal (kolagen, serat otot) menyebabkan AIS. Dalam penelitian, perbedaan antara pasien dengan AIS dan kelompok pasien pembanding, selain malformasi, adalah penting tetapi tidak kentara. Beberapa penelitian telah menunjukkan bahwa pasien AIS dibandingkan dengan kontrol tidak menunjukkan perbedaan pada percobaan awal (kadar GH, kadar melatonin), tetapi perbedaan yang signifikan muncul ketika metode tes yang lebih sensitif diterapkan. Selain itu, penelitian lain menemukan perbedaan yang sama signifikannya pada AIS progresif dibandingkan dengan AIS non-progresif. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa mungkin ada lingkungan fisiologis tingkat hormonal atau seluler yang halus yang menjadi agen penyebab pertumbuhan asimetris, dan bahwa sistem homeostatis yang abnormal dapat memperburuk malformasi. Teori ini menunjukkan bahwa etiologi adalah hasil dari sejumlah faktor yang ada secara bersamaan. Di sisi lain, mungkin saja beberapa malformasi disebabkan oleh kelainan melatonin, sementara yang lain disebabkan oleh kelainan batang otak, dan yang lainnya disebabkan oleh kelainan pertumbuhan. Karena ketidakpastian penelitian saat ini, malformasi ini disatukan di bawah diagnosis umum AIS. Kelompok kelainan ini juga menunjukkan etiologi multifaktorial, tetapi berbagai faktor harus bertindak secara independen dan bersama-sama untuk menyebabkan malformasi asimetris akhir. Selain itu, berbagai faktor yang berbeda dapat terjadi secara bersamaan dan dihubungkan dengan genetika, atau beberapa faktor dapat disebabkan oleh faktor lainnya. Seperti yang telah kita lihat, meskipun korelasi AIS telah diidentifikasi, pencarian mekanisme patologis utama tetap merupakan proyek yang kompleks. Beberapa ahli telah mencoba menggunakan studi etiologi AIS untuk memandu penilaian tentang prognosisnya. Mereka telah mencoba data trombosit, keseimbangan, dan pengukuran rotasi untuk mengidentifikasi pasien yang memiliki potensi risiko perkembangan. Namun, karena etiologi dan patogenesis AIS yang sebenarnya tidak diketahui, upaya mereka tampak agak serampangan, dan tidak mengherankan jika pada akhirnya gagal. Namun, jika etiologi AIS dapat dikenali, maka alat bantu dapat dibuat yang dapat digunakan oleh dokter untuk mengidentifikasi pasien yang berisiko mengalami kelainan bentuk sudut besar dari pasien yang mengalami statis sudut kecil. Tentunya, hal ini membutuhkan penelitian lebih lanjut, tetapi banyak informasi dan data penting yang kini telah dirangkum. Menggabungkan informasi ini bersama-sama dan pada akhirnya mencapai penjelasan yang sempurna mengenai patogenesis AIS akan menjadi langkah selanjutnya dalam perkembangan penelitian AIS.