Pendahuluan
Neutrofil memainkan peran utama dalam respon inflamasi dan
pertahanan terhadap infeksi pada tubuh. Respon inflamasi sering
timbul pada pasien dengan cedera traumatis dan pada prosedur bedah
yang luas. Dalam banyak kasus, pasien yang sebelumnya sehat,
melemah pada gangguan yang mengancam jiwa yang terkait dengan
serangan inflamasi. Sindrom yang menyebabkan keadaan ini termasuk
sindrom gangguan pernapasan dewasa (ARDS), kegagalan sistem organ
multiple (MOSF) dan sindrom sepsis. Sindrom ini merupakan penyebab
utama kematian di kalangan orang dewasa muda yang sebelumnya sehat.
Dalam artian, sindrom ini mencerminkan hilangnya regulasi proses
pertahanan tubuh yang normal, sebagai akibat dari inflamasi cedera
jaringan. Bab ini membahas mekanisme seluler dan molekuler di mana
neutrofil memulai proses cedera jaringan. Dengan belajar tentang
fisiologi neutrofil dan kemungkinan alat kontrol farmakologis, kita
bisa mulai baik untuk intervensi terapeutik. Pendekatan molekuler
baru dari sindrom inflamasi ini meliputi (1) gangguan pada agen
yang mengaktifkan neutrofil; (2) penghambatan respon neutrofil
intraseluler ke jalur yang mengatur partisipasi mereka dalam
peradangan; dan (3) blokade produk neutrofil merugikan yang
menyebabkan kerusakan jaringan. contoh pendekatan terapi tersebut
termasuk penggunaan antibodi terhadap endotoksin, tumor necrosis
factor-alpha (TNF-) dan molekul adhesi pada neutrofil dan sel
endotel; penggunaan karbohidrat yang menghalangi interaksi adhesi
neutrofil; dan jalan pemberian oksigen radikal bebas serta
inhibitor metabolit asam arakidonatGambaran KlinisSindrom inflamasi
termasuk ARDS, MOFS dan sepsis sering dimulai oleh trauma
kecelakaan. Cedera dapat menghasilkan konduksi mediator inflamasi
dan respon inflamasi yang memuncak dengan kegagalan jantung dan
organ lain. Peran utama dari neutrofil adalah jalan masuk yang
menyebabkan stimulasi sel, generasi atau pengeluaran mediator
inflamasi yang dapat merusak jaringan, dimana neutrofil diaktifkan
dan jaringan selular serta interaksi humoral yang menyebabkan
respon inflamasi tersebar (Gambar 1). Jantung adalah target yang
rentan, karena akumulasi neutrofil dan menjadi teraktivasi pada
vascular bed.
Gambar 1. Peran utama untuk aktivasi neutrofil dalam siklus
inflamasi. Stimulus inflamasi dapat mengakibatkan trauma, operasi,
atau bencana klinis lainnya, atau berhubungan dengan infeksi.
Rangsangan inflamasi termasuk cedera vaskular langsung mengarah ke
koagulasi intravaskular, aktivasi komplemen, atau pelepasan
endotoksin (lipopolisakarida, LPS). Masing-masing dapat menyebabkan
aktivasi neutrofil langsung dan adhesi. LPS juga dapat bertindak
langsung pada monosit, menyebabkan produksi neutrofil priming
nekrosis agen tumor faktor-alpha (TNF-alpha). koagulasi
intravaskular dalam konteks neutrofil mengaktifkan dan produk
inflamasi dapat menyebabkan iskemia, kerusakan endotel sel dan
aktivasi, dan cedera organ. Produk neutrofil juga dapat memperkuat
aktivasi leukosit lainnya. Dua kepala tanda panah merupakan
interaksi umpan balik potensialInflamasi memiliki konsekuensi pada
molekular, selular, organ dan tahap sistemik. Tanda-tanda kardinal
pada inflamasi lokal adalah panas, eritema, edema dan nyeri. Tanda
ini merupakan hasil dari perubahan haemodinamik, perubahan
permeabilitas vaskuler dan eksudasi leukosit. Cedera akut dapat
menyebabkan vasokonstriksi pembuluh darah kecil diikuti oleh
vasodilatasi yang meningkatkan laju aliran darah lokal dan
menyebabkan hangat dan eritema. Edema mengikuti mikrosirkulasi
statis dengan pengeluaran darah, cairan kaya protein kepada
interstisium disebabkan oleh peningkatan permeabilitas vena kecil.
Peningkatan permeabilitas ini ditimbulkan oleh histamin dan
mediator lainnya seperti cedera jaringan sedang. Dengan stasis
neutrofil dimulai dari pinggir kemudian menempel pada endotelium,
pada proses emigrasi. Mediator inflamasi meningkatkan ekspresi
permukaan endotelial vaskular molekul adhesi dalam jangka waktu
menit sampai jam dan menyebabkan penumpahan neutrofil. Infeksi akut
atau inflamasi merangsang leukosit dengan mempengaruhi pengeluaran
sel dari sumsum tulang setelah postmitotik dalam respon
interleukin-1 (IL-1) dan TNF-alfa. Tahap respon inflamasi akut
ciri-cirinya adalah peningkatan jumlah pembentukan netrofil yang
immature, yang mana infeksi berkepanjangan merangsang proliferasi
pendahulu di sumsum tulang, terutama respon peningkatan produksi
CSFs.Adult Respiratory Distress Syndrome adalah tahap patologis
yang diikuti jejas terkait (trauma, sepsis, atau cardiopulmonary
bypass). ARDS merepresentasikan jalur umum yang sudah final pada
jejas kapiler utama paru-paru endothelial dengan pengeluaran plasma
dan edema paru-paru. Hal tersebut dapat muncul pada keberadaan
pathologi pada organ atau berkaitan dengan MOSF. Keseluruhan,
mortalitas dari ARDS dapat mencapai 65% dan kehadiran sepsis atau
neoplasma dapat mencapai 90%. Walaupun 4 mekanisme mayor kerusakan
endotelial kapiler paru-paru tergambar, netrofil merupakan sel
utama pada mediator seluler ARDS. Kerusakan utama endothelial dapat
disebabkan oleh endotoxin, disaat mekanisme jejas mayor yang lain,
termasuk aspirasi, inhalasi toksik, dan hypoxia dari jejas
superoxide anion, seperti metabolisme asam arachidonic dan
koagulasi produk jejas. Seluler dan faktor humoral seperti fibrin
dan degradasi produk fibrin, komplemen, leukotrienes,
prostaglandin, tromboxan, histamin, serotonin, bradykinin,
makrofag, dan platelet juga terimplikasi. Peran agregasi netrofil
pada evolusi ARDS terkonfirmasi secara eksperimen dan klinis.
Agregat neutrofil dan deposit pada pembuluh darah paru-paru di
hewan. ARDS pada pasien manusia, netrofil didapatkan dari pembuluh
darah arteri paru-paru, muncul secara fungsional dan aktivasi
metabolik. Karena fragmen C5a dapat dihasilkan oleh jejas atau
infeksi, merupakan inisiator utama inflamasi yang dapat mentriger
akumulasi netrofil pada paru-paru. Pada perkembangan penyakit,
terdapat kegagalan bentuk paru-paru. Alveoli menjadi distorsi dan
menghasilkan jejas dalam hasil serangan inflamasi pada dasar
membran kapiler, selain itu jejas sel endotelial terjadi dengan
peningkatan permeabilitas kapiler dengan kehilangan keseimbangan
cairan pada paru-paru, akumulasi, eksudat kaya protein pada
insterstisium dan alveoli, termasuk ventilasi efektif (Gambar
2).
Gambar 2. Gangguan pertahanan sel endotel dan cedera alveolar.
Aktivasi neutrofil dalam sirkulasi dapat menyebabkan akumulasi
dalam mikrovaskulatur dari paru-paru, menghambat aliran darah.
Sebagai rangsangan neutrofil untuk pelepasan sitotoksik dan agen
immunoactive, endotelium dan jaringan ikat yang mendasari rusak.
Peningkatan seiring dalam hasil permeabilitas kapiler. Yang mana
cairan plasma dan protein memancarkan ke alveoli, selanjutnya
mengurangi kemampuan paru-paru untuk mengoksidasi darah. Atas izin
dari Dr Sheila D. LynamTahap septik dapat muncul secara klinis
tidak hanya saat infeksi namun juga pada luka bakar hebat, trauma,
dan kondisi inflamasi lainnya, termasuk pankreatitis dan keganasan.
Pada penyakit lain etiologi berbeda dapat mengaktivasi sel target
dan kemampuan untuk merespon dan mengembangkan mediator inflamasi.
Kekacauan fungsi neutrofil dapat muncul karena inflamasi yang luar
biasa, infeksi atau abnormalitas kongenital, mengurangi kemampuan
pasien untuk merespon imunologis. Sindrom sepsis menunjukkan
sebagai disregulassi yang ekstrem pada respon inflamasi normal dan
keparahan penyakit menunjukkan respon patologis pada level seluler.
Ekspresi sitokin menunjukkan respon patologis inflamasi ada atau
tidaknya infeksi. Interaksi sel endotelial-sel inflamasi dan
sinergi mediator inflamasi.Sepsis terjadi dengan tanda klinis
infeksi disertai respon sistemik terhadap infeksi yaitu takipnea,
takikardi dan hiper atau hipotermia. Sindrom sepsis juga termasuk
perubahan perfusi organ dengan minimal salah satu dari berikut ini:
hiposemia, laktat yang tinggi, output urin yang menurun dan
perubahan mental pasien. Kriteria syok septik termasuk sindrom
sepsis ditambah hipotensi (Tekanan darah sistol kurang dari 90 mmHg
atau penurunan pada tekanan darah arteri lebih dari 40 mmHg dari
dasar). Syok septik yang sulit diatasi lebih dari 1 jam dan tidak
merespon terhadap administrasi cairan intravena atau intervensi
farmakologis. MOSF (Multiple Organ Disfunction Syndrome)
menunjukkan kegagalan organ utama karena kegagalan atas primer atau
sekunder terhadap konsekuensi respon sistemik inflamasi dan
disfungsi organ lain. Hal penting untuk diketahui adalah darah
positif atau kultur jaringan bukan untuk mendiagnosa MOSF.
Bakteremia biasanya hadir pada syok septik. Patogenesis sindrom
sepsis pada interaksi aktivasi leukosit dengan endotelium vaskular
merupakan gabungan dari signal inflamasi, perubahan fungsi adhesif
seluler dan produk mikrobial. Endotelium vaskuler penting, secara
metabolik aktif menarget jaringan untuk beraksi dan mengeluarkan
peredaran sitokin. Vaskular endotelium ini, berfungsi untuk
regulasi pola vaskular dan migrasi leukosit kepada jaringan.
Makrofag yang berasal dari TNF- dan interleukin-1 meningkatkan
aktivitas faktor jaringan endotelial dan mendukung formasi trombin.
TNF- dan trombin menstimulasi sel endotelial untuk memproduksi
prostaglandin seperti PGI2 dimana berkontribusi terhadap
vasodilatasi dan menurunkan resisten vaskular sistemik terhadap
syok septik.Data statistik dari Centers For Diseases Control and
Prevention mengindikasi sepsis meningkat terhadap ranking ke 13
yang menyebabkan kematian di United States. Prevalensi syok septik
muncul sebagi kewaspadaan yang tinggi terhadap resusitasi secara
dini. Mortalitas sindrom sepsis tanpa syok mencapai 13% untuk
sindrom sepsis disertasi syok mencapai 28% dan syok yang berkembang
setelah sindrom sepsis sebesar 43%. Syok dapat merupakan komplikasi
dari bakterimia gram positif yang sesering bakterimia gram negatif.
Selain peran utama dari perkembangan mediator inflamasi
penderita.PERAN NEUROFIL PADA SIKLUS INFLAMASI
Jumlah neutrofil terdapat pada tahap krusial yaitu : pada onset
dan progres penyakit inflamasi sebagai contoh, baik neutrofil
maupun produk inflamasi ditemukan pada paru-paru pasien ARDS.
Selain itu hewan-hewan yang membuat neutropenik atau depleted
terlindungi dari ARDS. Partisipasi neutrofil pada inflamasi sebaik
pertahanan penderita, termasuk permukaan reseptor sel yang
spesifik, produk seluler inflamasi dan jalur signal intraseluler.
Agar mengerti kontribusi neurofil pada inflamasi kita akan mulai
untuk menjelaskan variasi aspek dari fisiologi neutrofil, termasuk
fungsi normal neutrofil dan struktur seluler serta respon inflamasi
molekul.TABEL 1. Fungsi dan Dampak Polimorfonuklear Neutrofil
(PMN)
Fungsi PMNTujuanCedera
Adhesi/ motilitasAdhesi endotel
Diapedesis, kemotaksisPenyumbatan kapiler
FagositosisAktivitas bakterisidal
Remodeling jaringanKerusakan jaringan
Produksi oksidanAktivitas bakterisidalKerusakan jaringan
anti-elastasePenghancuran anti elastase
Pelepassan proteaseAktivitas bakterisidal
Penyerapan jaringanKerusakan jaringan
Penyerapan jaringan
Mediator produksi inflamasiKomunikasi interselular
Pembesaran inflamasi dan pelebaranHilangnya regulasi pertahan
tubuh
Tabel-1 menunjukkan respon neutrofil primer dibutuhkan pada
pertahanan penderita dan konsekuensi potensial patofisiologi.
Minimal 5 fungsi sel mayor dibutuhkan, pertama untuk pengeluaran
sel harus menempel pada sel endotelial, diapedesis melalui dasar
membran dan bermigrasi ke tempat inflamasi berkembang. Pada lokasi
inflamasi mereka berpartisipasi pada fagositosis bakteri dan secara
potensial pada jaringan nekrosis, memproduksi oksigen bebas radikal
bakterisidal dan mengeluarkan protease serta mediator inflamasi
yang berguna dalam merekrut sel yang lebih banyak terhadap lokasi
inflamasi. Kerusakan jaringan dihubungkan dengan respon inflamasi,
dihasilkan dari produksi radikal bebas, produksi protease dan
aktivitas fagositik yang tinggi. Perubahan permeabilitas kapiler
adalah salah satu proses pengeluaran dan pemasukan kapiler
berhubungan dengan adhesi leukosit. Oklusi mikrovaskular dan
iskemia dapat termasuk agregsi neutrofil ( emboli leukosit) dan
interaksi leukosit-platelet yang berkontribusi untuk koagulasi
intravaskular yang tersebar. Produksi berlebih dari mediator
inflamasi dapat memimpin disregulasi yang progresif terhadap respon
inflamasi seperti contoh : target penting radikal bebas adalah -1
protease inhibitor yang mengeluarkan elastase. Pada jaringan
pulmonal inhibitor menjadi tidak aktif karena oksidasi oleh radikal
bebas dari sel asal dan menjauh oleh elastase. Pengeluaran oksidan
dan elastase pada paru-paru dan seiring disinhibisi elastase
berkontribusi pada kerusakan alveolar.
Karena komponen selular yang sama termasuk pada fungsi normal
dan patofisiologis kita harus memeriksa anatomi sel molekul dan
jalan keluar yang termasuk dalam respon seluler untuk mengerti
dasar pertahanan tubuh dan jejas jaringan. Ringkasan dari struktur
subeselular dalam Gambar 3; Reseptor yang penting dalam
mengkontrong fungsi sel diringkas dalam Tabel 2; isi sekresi
granula tercantum dalam Tabel 3; komponen molekular dari pengenalan
endotoksin bakteri tercantum dalam Tabel 4.
TABEL 2. Protein Permukaan dari neutrofil
ReseptorMolekul Adhesi
Peptida N-formyl
Komplemen C3a, C5a
LTB4Interleukin IL-1,3,6,8
Faktor Nekrosis Tumot (TNF)Faktor aktivasi platelet
Fasfat adenosin
Lipopolisakarida
CD14
G-CSF
GM-CSF
FcRIII, CD 16
FcRII, CD 32
OtherIntegrin
LFA-1, CD11a/CD18
Mac-1, CD11b/CD18
p150,95, CD11c/CD18
L-selektin, LAM-1
CD43 (sialophorin)
PSGL-1 seleksi platelet
glikooprotein ligan
ICAM-1
ICAM-3
C1, CD35
PACAM-1, CD31
Hermes antigen, pgp-1
CD44
Enzim PermukaanProtein Sitoplasmik
Homeostasis Ionik
Na2+-K+ ATPase
Ca2+-Mg2+ ATPase
Ca2+ channel
Other
Aminopeptidase
CD13
Leukosit umum
antigen, CD45GTP mengikat protein
Respiratory burst oksidaseUbiquinone
Sitokrom B
Flavoprotein
Tabel 3. Kandungan dari granula neutrofil
Granula primer atau azurophilicSekunder atau khususTersier
Aril sulfatase-Fucosidase
-Mannosidase
-Galactosidase
-Glusosamidase
-Glucuronidase
-Gliserofasfatase
Permeabilitas bakterial
Peningkatan protein
Cathepsin B
Cathepsin D
Cathepsin G
Chloroacetate esterase
C5a faktor inaktivasiDefensin
Elastase
Lisosim
Myeloperoksidase
5-Nukleotidase
Protease serinAlkali fosfataseCD14
Kolagenase
C5a aktivator
Sitokrom b
Flavoprotein
Fomil reseptor peptida
Histaminase
Laktoferin
Lisozim
Mac-1
Plasminogen
Protein kinase C
Inhibitor
Vitamin B12 pengikat
Protein
Other protein permukaan?Alkali fosfataseSitokrom b
Gelatinase
Mac-1
TABEL 4. Sistem dari LPS priming
KomponenDiskripsi
LBP (LPS pengikat protein)
LPS/LBP (kompleks)
CD1460-kDa protein fase akut struktural berkaitan dengan protein
dalam granula PMN yaitu bakterisida (BPI)meningkatkan priming PMN
dua kali lipat dibandingkan dengan LPS saja
55-kDa Protein PI-linked yang mengikat LPS / LBP dan LPS
Terdeteksi pada monosit dan granulosit prima
STRUKTUR SUBSELULERProtein membran integral dan lemak, sito
skeleton, sitoplasmik dan protein intraseluler serta sekresi
granula berpartisipasi pada respon akut. Permukaan reseptor
menunjukkan lokasi ikatan ligan diluar sel dan menyediakan
komunikasi dengan lingkungan ekstraseluler. Permukaan sel reseptor
dapat menstimulasi fungsi sel, menghambat fungsi sel atau
mengutamakan untuk tantangan tanpa stimulasi yang disebabkan oleh
mereka sendiri. Mereka juga membutuhkan untuk adhesi, pergerakan
dan fagositosis. Reseptor permukaan sel berkomunikasi dengan sel
interior tipe 2 mayor terhadap sistem signal transmembran: protein,
binding, GTP (protein G) dan jalur tirosin kinase. Protein G
diketahui sebagai sistem hormon klasik untuk dimasukan reseptor
sebagai katekolamin dimana neutrofil sering memiliki efek inhibitor
pada stimulasi neutrofil. Didalam sel yaitu elemen, sitoskeletal
yang mengontrol pergerakan sel, morfologi dan deformabilitas dan
dampak terhadap jalur mikrovaskulatur. Berhubungan dengan membran
sel adalah enzim yang berhubungan dengan metabolisme asam
arakidonit, atau dibutuhkan komponen sitosolik untuk berfungsi
secara penuh seperti NADPH oksidase. Sekret granul pada sel
menyampaikan protease, reseptor tambahan dan enzim yang pentinntak
pada lokasi sel, kontak sel atau pada vakuola fagosit.KOMPONEN
MEMBRAN
Membran neutrofil seperti sel yang lain terbentuk dari lemak dan
protein. Lemak terdiri dari posfolipid, glikolipid, dan kolesterol.
Pada peran struktural membran lipid termasuk pada respon inflamasi
neutrofil sebagai pesan signal dan agen sitotoksik dan imuno aktif.
Lipid aktif dihasilkan oleh posfolipase C dan A2 yang diketahui
distimulasi oleh jalur protein G. Dikeluarkan oleh posfolipase A2
yang aktif, asam arakidonit adalah substrat pertama untuk
siklooksigenase, lipoksigenase dan enzim epoksigenase yang mana
berasal dari 3 aliran utama asam arakidonik. Aliran ini dihasilkan
pada formasi keluarga yang besar. Imuno aktif yang luas, termasuk
leukotrien, prostaglaandin, tromboksan, prostasiklin, lipoksin dan
ekosanoid. Pada 1-alkil posfatidil kolin, substitusi asam asetat
untuk asam arakidonik menghasilkan formasi PAF (Platelet Activating
Factor) yang mana juga menstimulasi untuk neutrofil.
Ativitas dari posfolipid C pada posfatidilinositol dalam membran
neutrofil menghasilkan dua kelas signal molekul, diacilgliserol
(DAG) dan inositoposfat. DAG tetap berikatan dengan membran oleh 2
asam lemak moieties dan berfungsi dalam aktivasi protein kinase C.
Meskipun posfatidilinositol merupakan fraksi yang relatif lebih
kecil dari membran lipid (sekitar 1 %) itu tetap berperan penting
dalam aktivasi sel dan reaksi inflamasi. Pelepasan posfatinositol
kedalam sitoplasma merupakan bagian dari aktivasi sel yang
menghasilkan peningkatan kalsium intraselular. Posfatidilinositol
posfat spesifik posfolipase D menghasilkan posfatlinositol.
Protein membran bisa berfungsi sebagai reseptor adhesi molekul
atau enzim pengikat membran. Neutrofil mengekspresikan susunan yang
luas dari reseptor. Hal ini termasuk reseptor stimulasi untuk
senyawa kemotaksis (bakterial N-Formil peptida, fragmen ko mplemen
darah, leukotrien B4, TAF); endogenus lainnya dan senyawa regulasi
imunoaktif endogenus dan eksogenus lainnya (interleukin TNF-,
adenosin posfat , bakterial lipopolisakarida); partikal opsonize
dan hormon pertumbuhan dan regulasi termasuk G-CSF dan GM-CSF. Satu
fungsi penting dari reseptor stimulasi adalah untuk merugulasi
ekspresi permukaan dan fungsi dari protein adhesif neutrofil.
Karekterisasi yang terbaik dari ini adalah intregrin 2, LFA-1,
Mac-1 dan P150,95. Integrins ada dalam membran sebagai heterodimers
yang membagi subunit , CD18, dan masing-masing subunit yang
memiliki unik. CD11a, CD11b dan CD11c. Kombinasi yang unik dari
subunit tersebut memberikan definisi spesitifitas adhesifdari
molekul. Integrin 2 merupakan suatu yang penting dalam lokalisasi
neutrofil, migrasi dan aktivitas fagositosis. Neutrofil juga
mengekspresikan L-selektin (LAM-1, LEC-CAM-1), glikoprotein
permukaan yang mengenal ligand karbohidrat. L-selektin juga
terlibat dalam pengikatan dari neutrofil yang tidak teraktivasi ke
endotel vaskular pada tempat yang terjadi inflamsi jaringan dan
dibutuhkan untuk agregrasi homotipe neutrofil. Sialophorin (CD43)
merupakan glikosilat molekul seperti musin yang memiliki sebaian
besar asam sialic yang terdapat pada permukaan neutrofil. PSGL-1
merupakan sialomucin neutrofil lain yang mungkin dapat menjadi
kandidat sebagai reseptor untuk perputaran adhesi antara neutrofil
dan sel endotelial. Reseptor komplemen 1 (CR1) mengenali C3b dan
C4b partikal opsonise dan berfungsi sebagai reseptor fagositik
neutrofil juga mengekspresikanmolekul adhesi interseluler (ICAM-1
dan ICAM-3), meskipun belum jelas peran dari neutrofil ICAM
tersebut dalam proses adhesi.Enzim neutrofil yang berhubungan
dengan membran termasuk protein yang menjaga keseimbangan ion sel,
seperti Na+-K+ ATP-ase antiporter dan berbagai Ca2+ melakukan
pemompaan dan penyaluran. Respiratori menghasilkan katalisasi
oksidase sebagi formasi dari metabolisme sitotoksik oksigen.
Subunit dari protein perikatan GTP berhubungan dengan membran
plasma dan berfungsi sebagai pengantar sel. Protein kinase,
termasuk Ca2+ pembantu protein kinase C, merupakan kelas penting
lainnya dari enzim pada membran yang terlibat dalam perhubungan
antar sel. Lainnya , seperti aminopeptidase N (CD13) dan
posfotirosin posfatase (CD45), berfungsi untuk memodifikasi protein
permukaan lainnya. Protein-protein yang disebutkan diatas,
menyediakan kompleksitas rasa dalam anatomi dan fungsi dari membran
plasma neutrofil. Level kompleksitas lainnya disarankan oleh bukti
terbaru yang fungsi dari protein permukaan melibatkan kolokalisasi
dengan protein lainnya. Kolokalisasi ini memungkinkan penyatuan
struktur supramolekul atau kompleks dari molekul adhesi.GRANULA
SEKRESI
Granula neutrofil merupakan vesikel sekresi yang mengandung
membran lipid dan protein, agen antimikroba, dan modulator imun.
Granula neutrofil dikategorikan sebagai primer sekunder dan granul
tertier. Granula primer juga dinamakan azurophilic karena granula
primer memiliki pewarnaan yang kuat saat dicat dengan Azure
metakromatik. Granula primer mengandung asam hidrolase yang
bervariasi termsuk katepsin, elastase, dan glikosidase, juga
lisosim, permeabilitas bakteri gram negatif spesifik meningkatkan
protein (BPI); myeloperoksidase : dan defensin, sebuah kelompok
protein anti mikroba sprektum luas.
Ganula primer sebagian besar berfungsi pada penghancuran
intraseluler dari mikroba fagosit, ganula sekunder atau spesifik
menargetkan untuk penyatuan membran plasma dan pelepasan eksternal
dari kandungannya. Granula sekunder mengandung mayoritas lisosim
seluler dan juga posfatase alkalin, kolagenase, mediator inflamasi,
dan berbagai produk yang meregulasi fungsi membran plasma, seperti
laktoferin, sitokrom B, dan inhibitor protein kinase C. Membran
dari ganula spesifik juga mengandung berbagai macam protein
permukaan tambahan, seperti reseptor formil peptida, Mac-1, dan
CD14. Terdapat tanda dari beberapa subtipe ganula sekunder yang
mengandung berbagai macam distribusi dari kandungan yang mudah
larut dan berhubungan dengan membran. Ganula tersier sejalan dengan
granula sekunder dimana mereka berfusi dengan membran plasma dan
mengandung tempat penyimpanan repseptor dan protein adhesi juga
protein sekresi. Granula sekunder dan tersier kas dalam mengandung
gelatinase. Definisi dari granula tersier dan perbedaanya dari
granula sekunder masih dalam penelitian. Penyatuan dari granula
sekunder dan tersier dengan membran plasma menghasilkan peningkatan
ekspresi permukaan (up regulation) dari protein membran
dikandungnya. Kedua Up-regulation dan down regulation (penurunan
ekskresi) dari protein terjadi saat aktivasi sel. Melalui proses
yang sangat terkontrol dari perjalanan reseptor, beberapa daerah
reserptor baru terekspose terhdap lingkungan eksternal saat yang
lainnya terinternalisasi (Mac-1) atau terlepaskan (CD14,
L-selektin).SITOSELETON
Struktur dari neutrofil terstabilisasi dan teremodelisasi oleh
fungsi dari protein matriks sitoskeletal. Neutrofil memiliki aktin
yang, tergantung dari aktivasi sel, berada dalam bentuk globular
atau filamen. Polimerisasi aktin dengan cepat mengikuti stimulasi
invitro dengan formil peptida, dan F-aktin mencapai hingga 2-3 kali
tingkat istirahat. F-aktin membentuk mikrofilamen yang berhubungan
dengan protein trans membran. Struktur ini terstabilasasi dan
terorganisasi oleh kompleks dengan protein pengikat aktin,
tropomiosin, miosin, -aktin, profilin, gelsolin, dan lainnya.
Neutrofil juga mengandung tubulin dan protein yang berhubungan
dengan mikrotubuli. Mikrotubuli berfungsi dalam organisasi
sitoplasmik dan menempatkan dari organel sel. Sitoskeletal
neutrofil mempengaruhi sifat biologis dari neutrofil dalam darah,
posisi dan pergerakan protein permukaan, dan menghasilkan kekuatan
trans membran yang dibutuhkan untuk pergerakan.Matriks
Sitoplasmik
Sitoplasma neutrofil mengandung protein dan enzim yang
dibutuhkan untuk produksi energi, inisiasi dan amplifikasi sgnal
intraseluler, dan sintesis protein. Neutrofil sitoplasma juga
mengandung penyimpanan signifikan glikogen, yang dapat membuat
neutrofil berfungsi dalam lingkungan rendah energi dan rendah
oksigen. Respirasi menghasilkan oksidase yang tegantung dari kedua
sitosolid dan komponen membran, membutuhkan peridin nucleotida NADH
dan NADPH. Beberapa molekul antioksidan juga telah teridentifikasi,
termasuk katalase, dismutase superoksida dan askorbad, juga vitamin
E. Enzim yang teroksigenase dari asam arkidonat juga ditemukan
dalam sitoplasma.ASAL MULA DAN SIKLUS HIDUP NEUTROFIL
Pelepasan dari sumsum dan bagian sirkulasi
Seperti bentuk lain dari elemen darah, neutrofil diproduksi dari
sumsum tulang, dan ia berada disitu sampai pergerakan dari fase
akut faktor pertumbuhan. Ini terutama didapatkan dari makrofag yang
teraktivasi, meliputi TNF-, IL-1, G-CSF dan GM-CSF, dan C3a. Sel
tersebut kemudian diantarkan, dianstimulasi, sampai pembuluh darah.
Sebanyak 90 persen dari kumpulan neutrofil berada di dalam sumsum
tulang, 2-3 persen berada pada pembuluh darah, dan sisanya pada
jaringan.
Bagian Sumsum
Neutrofil dibentuk dari sel stem pluripoten pada sumsum. Sel
pencetus neutrofil penerima pertama adalah myeloblas, yang memiliki
perbedaan sifat morfologis yang menunjukkan turunan dari
myelositik. Kondisi sistem hematopoietik dibawah normal,
memproduksi sekitar 1,3x1011 myeloblas per-80 kg dewasa per-hari.
Tiga sampai empat hari sebelum granulosit baru terbentuk
meninggalkan sumsum tulang. Peningkatan produksi neutrofil pada
sumsum tulang mengikuti stimulasi dari ikatan sel stem granulotik
dari CSFs, dan kemungkinan langsung dari elaborasi fase akut IL-1
dan TNF- yang baik. Infeksi dalam waktu yang lama juga meningkatkan
proliferasi dari prekursor pada sumsum tulang dalam merespon
CSF.
Pembuluh Darah
Neutrofil dalam darah dibagi menjadi 2 bagian: kumpulan
perlekatan yang dibatasi sel endotelial, dan kumpulang sirkulasi
bebas. Suatu pelepasan, jarak hidup neutrofil pada sirkulasi
biasanya 4-8 jam. Pada infeksi akut atau inflamasi, leukosit
terinduksi IL-1 dan TNF-, yang mempercepat pelepasan neutrofil
mature dan beberapa neutrofil immature dari kumpulan cadangan
sumsum tulang post-mitosis.
Bagian Jaringan
Dalam merespon stimulus hemostatis dari jaringan, adhesif
neutrofil meningkat dan sel-sel sirkulasi menyatu satu sama lain
dan melekat pada endotelium, setelah itu mereka diapedesis antara
sel endotelial postkapiler. Mereka kemudian berubah menjadi
inflamasi yang fokus terhadap efek mematikan mikroba dan
fagositosis dari material patogen, pertahanan dalam jaringan hanya
1 sampai 4 hari. Dalam keadaan infeksi jaringan yang serius, waktu
hidup netrofil mungkin hanya dalam waktu yang sebentar, disebabkan
percepatan emigrasi dan destruksi di jaringan.
KEUTAMAAN DAN AKTIVASI NEUTROFIL
Regulasi dari Fenotipe Sel
Pembagian neutrofil merujuk setidaknya 2 fenotipe fungsional:
bentuk pasif dalam darah dan bentuk teraktivasi dalam jaringan
(Gambar 4). Fenotipe dari sisa neutrofil dan seluruhnya berkembang
melawan dengan mediator inflamasi yang secara umum telah diketahui.
Sisa sel menunjukkan nilai maksimal L-selektin (>105/ sel) dan
nilai minimal Mac-1 (~104/sel). Sejalan dengan pemikiran C5a
sebagai mediator utama, nilai optimal reseptor C5a dinyatakan
(~105), ketika jumlah permukaan sel lain menandakan melekul yang
dinyatakan pada nilai yang relatif rendah. Nilai Kalsium
intraseluler adalah ~100nM, jenis sisa sel dari banyak jenis.
Ketika sel mampu berpolimerisasi terhadap Aktin dan mempertahankan
psudopodium, ini mempunyai kapasitass yang terbatas untuk
menghasilkan radikal bebas dari Oksigen, kemungkinan karena tidak
semua komponen dari oksidasi multisubunit tersedia untuk
dikumpulkan.
Mengikuti eksposur terhadap stimulus pertama, baik in vitro
maupun dalam darah, dampak utama diinisiasi dalam sel memancarkan
L-selektin mereka, menyebarkan Mac-1 dari lokasi intraseluler ke
permukaan sel, dan mengantarkan dan mengumpulkan komponen dari
oksidasi NADPH. Aktivitas ini terjadi dalam memberikan respon pada
stimulasi dari kedua reseptor yang mengedarkan Kalsium
intraseluler, seperti reseptor kemokin yang secara keseluruhan
menjadi jalur mediasi protein G, dan reseptor sitokin dan LPS yang
keseluruhan fungsinya sebagai jalur tirosin kinase tanpa menadakan
intraseluler yang tergantung pada Kalsium secara signifikan. Dalam
tahap kedua biasanya diinisiasi oleh kemokin, sel menjadi
teraktivasi secara maksimal. Laboratorium disini menggunakan
perubahan fenotipik ini untuk menngikuti tahapan respon inflamasi
sistemik. Dalam petunjuk penelitian, kita mengikuti pasien trauma
ARDS dan sidrom sepsi secara longitudinal. Data ini mengarahkan
bahwa kehilangan netrofil L-selektin dapat menjadi indikator khusus
yang baik akan komplikasi sepsis yang mungkin ada.
Reseptor Pengenalan Endotoksin
Lipopolisakarida adalah komponen utama dinding sel bakteri gram
negatif yang berfungsi untuk respon neutrofil utama. Jalur untuk
pengenalan LPS melibatkan reseptor permukaan sel neutrofil, CD14,
dan protein pengikat terlarut (Tabel 4). CD14 banyak diekspresikan
di monosit dan sedikit di neutrofil. CD14 bukan merupakan protein
membran integral, tetapi melekat secara kovalen pada
glikofospatidylinositol membran dalam sebuah tautan yang disebut
GPI-linked atau pigtailed. Konsentrasi tinggi LPS in vitro (> 1
g/ml) merubah ekspresi reseptor permukaan neutrofil dan
meningkatkan fungsi oksidatif pada stimulasi kemotaktis
selanjutnya. Konsentrasi LPS yang dibutuhkan untuk lapisan dasar
dikurangi oleh dua perintah besaran dengan adanya LPS binding
protein (LBP) serum. Kompleks-kompleks LPS dengan LBP menginduksi
fosforilasi substrat intraselular protein kinase C dan meningkatkan
respon umum neutrofil, walaupun tujuan protein nonintegral
menghasilkan sinyal transmembran belum dipahami dengan baik.
Lapisan dasar meliputi peningkatan ekspresi reseptor permukaan
(reseptor formyl peptide, CD14, CD11b/CD18, dll); peningkatan
keadhesifan neutrofil secara bersamaan untuk ligan-ligan CD
11b/CD18 (termasuk LPS); pelepasan beberapa molekul adhesi
(L-selektin)pelepasan sebagian molekul lainnya (CD43); pelepasan
kandungan granular sekunder dan tersier; dan pengumpulan komponene
NADPH oksidase dan peningkatan fagositosis pada stimulasi
kemotaktis selanjutnya. Terdapat bukti untuk lapisan dasar
CD14-independen neutrofil pada LPS dengan konsentrasi tinggi.
Kondisi tersebut dapat terjadi, sebagai contoh, di daerah infeksi
lokal dimana neutrofil berkontak langsung dengan bakteri. Neutrofil
juga dilengkapi melalui reseptor untuk sitokin inflammasi, termasuk
TNF-, interleukin, G-CSF, dan GM-CSF. Banyak reseptor sitokin
merupakan heterodimer protein yang terdiri dari subunit ligan
spesifik dan subunit umum yang terbagi di antara subgrup reseptor.
Bukti eksperimental menyatakan bahwa dengan adanya ligan multipel,
reseptor sitokin bersaing untuk mendapatkan subunit yang tersedia.
Jalur intraselular untuk sitokin melibatkan aktivitas tyrosine
kinase (TK). Beberapa reseptor memiliki aktivitas TK, dan terdapat
banyak TK cytosolic. Pada neutrofil, TK meningkatkan aktivitas
fosfolipase D dan NADPH oksidase pada stimulasi kemotaktis (Gambar
3, Tabel 3). Jalur sinyal sitokin paling mungkin bertemu dengan
atau melengkapi jalur yang dimediasi protein G melalui aktivitas TK
yang tumpang tindih.
Reseptor Rangsangan
Ikatan ligan oleh reseptor untuk kemokin seperti peptida
bakteri, C5a, PAF atau LTB4 menstimulasi banyak respon yang sama
yang diinduksi oleh pengenalan LPS, termasuk regulasi ekspresi
reseptor dan pelepasan kandungan granular. Selain itu, agen
kemotaktis menstimulasi motilitas sel, adhesi aktif, fagositosis,
ledakan oksidatif, dan aliran arachidonic acid. Reseptor-reseptro
ini memberikan sinyal melalui jalur protein G yang melibatkan
aktivasi fosfolipase C, pembentukan inositol fosfat dan messenger
kedua DAG, peningkatan kalsium intraselular, dan aktivasi protein
kinase C (Gambar 5). Jalur untuk polimerisasi aktin dan motilitas
sel, yang sempat dianggap bergantung pada mobilisasi kalsium, kini
dianggap melibatkan produk lipid lain yang dapat bekerja sebagai
daerah nukleasi untuk pertumbuhan filamen aktin. Reseptor
rangsangan lain, khususnya reseptor pelengkap dan reseptor Fc,
memediasi fagositosis tanpa menginduksi kemotaksis, dan memiliki
fungsi yang sama dengan molekul adhesi.
Reseptor Inhibitor
Aktivasi neutrofil diatur melalui keseimbangan fungsi inhibisi
reseptor rangsangan dan inhibisi. Reseptor inhibisi meliputi
resptor untuk prostaglandin (contoh PGE1), adenosine, histamine dan
-adrenergic catecholamines. Inhibitor endogen fungsi neutrofil ini
menyebabkan kenaikan sitosolik cAMP melalui protein sinyal yang
dikenal sebagai Gs dan adenylate cyclase (Gambar 5). cAMP bekerja
untuk melawan jalur rangsangan. Dalam hal produksi oksidan
terstimulasi, beberapa subunit oksidade dapat dihambat oleh
fosforilasi melalui Camp-dependent protein kinase A. Oleh karena
itu, inflammasi tampaknya merupakan subjek dari regulasi endogen
sedangkan hormon yang dikeluarkan oleh stress sistemik terkait
dengan inflammasi (katekolamin) atau produk jaringan sehat (PGE)
dan nekrotik (adenosine) dapat menumpulkan serangan inflammasi.
Kami melihat bahwa neutrofil menunjukan respon terkait aktin dalam
kondisi dimana mediator inhibitor dapat menumpulkan produksi
oksidan neutrofil yang terstimulasi. Kami mendambakan kondisi
fisiologis diaman neutorfil teraktifkasi yang berkontak dengan
endotelium inang dapat disediakan dengan sinyal progstaglandin
protektif (atau sebaliknya, jaringan nekrotik dapat memberikan
sinyal adenosin protektif. Sinyal protektif ini dapat memperkecil
kemampuan oksidatif neutrofil ketika neutrofil mempertahankan
kemampuan untuk terus bergerak dalam proses ekstravasi.
Gambar 5. Jalur rangsangan dan inhibisi yang dimediasi protein G
dalam respon neutrofil. A. Jalur inhibisi diinisiasi oleh reseptor
yang berkaitan dengan aktivasi adenylate cyclase (AC), produksi
Camp, dan aktivasi protein kinase A (PKA). Reseptor dan protein G
menjadi saling berhubungan pada jalur cAMP ketika terdapat ligan
untuk reseptor. Subunit protein G mengaktivasi adenylate cyclase,
yang merubah ATP menjadi Camp, Camp mengaktivasi cAMP-dependent
protein kinase. B. Jalur rangsangan diwakili oleh reseptor yang
berinteraksi dengan kemokin. Jalur tersebut menunjukan bahwa
reseptor dapat berhubungan dengan rekan G-proteinnya yang
menginduksi sinyal. Ketika terdapat stimulus untuk reseptor,
subunit protein G diaktivasi oleh ikatan GTP dan subnunit (atau )
berhubungan dengan fosfolipase C (PLC). Fosfolipid PIP2 merupakan
substrat untuk kompleks G -PLC teraktivasi. Produk fosfolipase
adalah diacylglycerol (DAG) dan IP3. DAG dan Ca2, yang secara
bersamaan dikeluarkan dari penyimpanan intraseluler oleh IP3,
mengkatifkan protein kinase C (PKC). ketika PKC cenderung
berhubungan dengan membran selama aktivasi sel, protein kinase A
dapat bertahan di lokasi cytosolicnya.
Reseptor Adhesif
Adhesi neutrofil dibawa oleh array molekul adhesi permukaan.
Fungsi adhesif neutrofil melibuti adhesi ke endotelium
terinflammasi, agresi homotypic, aggregasi intertypic dengan
leukosit lain, migrasi transendotelial dan transjaringan, dan
penangkapan dan fagositosis mikroorganisme, seperti partikel
pelengkap dan IgG teropsonisasi. Adhesi memerlukan regulasi
ekspresi glukoprotein adhesif terkoordinasi dan peningkatan
afinitas integrin 2 yang dapat diinduksi.
FUNGSI NEUTROFIL DALAM INFLAMMASI DAN INFEKSI
Marginasi, Emigrasi dan Kemotaksis
Beberapa mekanisme dapat bekerja dalam marginasi neutrofil
(Gambar 6). Ketika aliran darah melambat atau menjadi stasis,
neutrofil keluar dari aliran sentral dan berkontak dengan
endotelium vaskular. Selain itu, sel-sel endotelial terinflammasi
mengekspresikan kenaikan jumlah struktur adhesif yang berlawanan
untuk molekul adhesi neutrofil. Fungsi reseptor adhesif neutrofil
sangat diregulasi. Regulasi merupakan manifestasi melalui ekspresi
dan, dalam kasus 2, afinitas adhesif molekul untuk ligannya. Jumlah
reseptor diregulasi oleh (1) lalulintas reseptor yang terbentuk
sebelumnya ke permukaan dari daerah-daerah intraseluler; (2)
sintesis de novo dan penyebaran protein baru ke permukaan sel
selama beberapa waktu, dan (3) penurunan jumlah oleh internalisasi
atau luapan molekul.
Adhesi neutrofil-endotelial dianggap sebagai proses berurutan
interaksi adhesif dan aktivasi selular. Adhesi awal berafinitas
rendah antara neutrofil dan endotelium vaskular terinflammasi
menghasilkan sel-sel yang bergulung di sepanjang dinding pembuluh.
Gulungan tersebut melibatkan pengenalan ikatan selectin- dan
carbohydrate-dependent neutrofil ke E-selectin pada endotelium
vaskular. Penangkapan dan perlekatan kuat neutrofil di daerah
inflammasi juga tergantung pada tingkat aktivasi endotelial, yang
direfleksikan dalam jumlah ICAM, dan juga P- dan E-selectin, yang
diekspresikan di endotelium dan juga aktivasi neutrofil. Struktur
pengenalan berafinitas rendah tambahan dianggap seperti mucin,
yaitu protein O-glycoylated seperti neutrofil PSGL-1 (platelet
selectin glucoprotein ligand-1), CD43 (sialophorin) dan CD43
endotelial (sialomucin). Molekul-molekul ini dapat mengandung
berbagai struktur Lewis-x tersialisasi atau termodifikasi yang
berikatan dengan domain lektin selektin. Terdapat bukti juga bahwa
CD43 mengenali ICAM-1 endotelial.
Gambar 6. Adhesi neutrofil di dalam pembuluh. Panel 1. Neutrofil
yang bersirkulasi. Panel 2: neutrofil yang bergulung via interaksi
selectin-dependent. Panel 3: perlekatan kuat dan penyebaran yang
dimediasi oleh interaksi integrin-dependent. Panel 4: diapedesis
neutrofil. Panel 5: pengerahan neutrofil via adhesi homotypic.
Aktivasi neutrofil bertepatan dengan transisi fundamental dari
adhesi tingkat afinitas rendah ke afinitas tinggi. Adhesi
berafinitas rendah antara neutrofil dan endotelium, bersamaan
dengan mediator terlatur inflammasi, menstimulasi peningkatan
afinitas integrin 2 untuk struktur lawannya dan regulasi reseptor
adhesif permukaan neutrofil. Adhesi integrin neturofil LFA-1 dan
Mac-1 ke ICAM endotel dan molekul adhsehi sel menghasilkan
penangkapan dan penyebaran neutrofil di dinding vaskular. Seltelah
adhesi, neutrofil merangkak di sepanjang permukaan endotel dan
menginsersikan pseudopodia besar ke pertemuan antara sel-sel
endotel. Neutrofil menekan pertemuan interselular yang telah
diperlebar untuk menetap diantara sel endotel dan membran dasar,
dan akhirnya memasuki ruang ekstravaskular untuk bermigrasi ke
attractant spesifik dengan mengikuti gradien kimia. Paradigma
terkini mengenai migrasi neutrofil mendukung peran aggresi
homotypic pada perekrutan neutrofil yang sedang bersirkulasi ke
daerah emigrasi melalui dinding sel. Mac-1 dan L-selectin selular
dianggap sebagai reseptor adhesif wajib untuk agresi neutrofil
homotypic. Neutrofil teraktivasi yang menempel ke sel-sel endotel
menangkap neutrofil lain saat mereka bergerak ke regio
terinflamasi. Sel-sel yang baru tertangkap menutup neutrofil yang
menempel sebelumnya. Hal ini memungkinkan terjadinya diapedesis
sel-sel yang berkontak dengan endotelium, dengan melindungi mereka
dari gaya geser aliran darah. Perekrutan PMN juga dapat menguatkan
atau memperjelas sinyal inflammasi oleh aktivasi langsung sel-sel
oleh satu sama lain atau dengan menangkap dan menahan sel-sel baru
di lingkungan lokal inflammasi. Terdapat kontribusi signifikan
untuk perekrutan diantara kelas-kelas leukosit (aggregasi leukosit
intertypic).
Fagositosis
Neutrofil mengenali partikel asing yang terbungkus dengan
opsonin IgG, C3b, atau iC3b. Partikel yang teropsonisasi melekat ke
reseptor koresponden di permukaan neutrofil (FcR, CR1, atau Mac-1).
Penelanan dipicu oleh ikatan FcR, tetapi ikatan ke reseptor
pelengkap memerlukan aktivasi neutrofil sebelumnya untuk
menginduksi fagositosis. Pseudopodia neutrofil mengalir di sekitar
target dan akhirnya menutupi partikel dengan fagosom. Membran
vakuola kemudian berfusi dengan granula lisosom utama, yang
menghasilkan pembuangan kandungan granula ke fagolisosom. Enzim
hidrolisis dan produk metabolik dapat mengalami kebocoran dari
neutrofil ke lingkungan eksternal dan berkontribusi pada siklus
inflammasi. Degradasi Intraselular
Neutrofil memanfaatkan mekanisme bakteri yang bergantung dan
tidak bergantung pada oksigen. Pembentukannya berhubungan dengan
ledakan konsumsi oksigen dan produksi spesien oksigen reaktif,
karena aktivasi cepat NADPH oksidase dengan reduksi oksigen ke
anion superoksida O2. Anion dapat berubah secara spontan atau
dismute menjadi H2O2. Myeloperoxidase dari granula primer
neutrofil, dengan adanya hlida(seperti CI), mengubah H2O2 menjadi
HOCl, oksidan kuat dan agen antimikroba. Spesies radikal ini
merupakan mekanisma bakterisidal utama jalur oxygen-dependent.
Mekanisme pembasmian bakteri yang tidak tergantung pada oksigen
meliputi substansi yang ditemukan di granula primer. Substansi ini
meliputi protein peningkat permeabilitas bakterisidal (BPI, protein
dengan homolog LBP), yang merubah permeabilitias membran luar
bakteri; lysozim, yang menghidrolisis ikatan muramic
acid-N-acetylglucosamine di bungkus glukopeptida bakteri, dan
laktoferin (Tabel 3). Selama degranulasi neutrofil dan degradasi
bakteri intraselular, produk-produk reaktif (khususnya enzim
lisosom, metabolit oksigen reaktif, dan metabolit asam arachidonic)
muncul di ruang ekstraselular. JARINGAN INFLAMMASI
Komponen respon inflammasi tidak hanya meliputi neutrofil,
tetapi komponen plasma, sel-sel sirkulasi lain, pembuluh darah, dan
unsur-unsur jaringan ikat. Sel-sel sirkulasi yang berpartisipasi
dalam inflammasi selain neutrofil adalah monosit, platelet,
eosinofil, limfosit, dan basofil, partisipan jaringan ikat meliputi
sel-sel mast dan fibroblast. Secara bersamaan, mereka membentuk
jaringan interaktif yang memiliki kapasitas untuk menyebarkan
respon inflammasi (Gambar 1). Oleh karena itu, pelepasan mediator
inflammasi dari sel-sel teraktivasi, baik langsung maupun tambahan,
memicu pelepasan mediator fisiologis potent yang bertanggung jawab
atas gangguan febrile kompleks, hemostataik, vaskular, dan
hematologis pada syok septik parah. Beberapa komponen humoral
penting, seperti sitokin, pelengkap dan mediator inflammasi lainnya
disebutkan di bawah ini.
Sistem pelengkap memediasi jeram (cascade) reaksi pertahanan
dari invasi mikroba. Produk pelengkap yang dihasilkan disini
bersifat vasoaktif dan kemotaktis. Jalur klasik diinisiasi oleh
kompleks antigen-antibodi, sedangkan jalur alternatif dapat
langsung diaktifkan oleh produk mikroba. Kedua jalur menghasilkan
fragmen opsonik C3 dan keduanya menghasilkan C3a dan C5a, yang
menginduksi permeabilitas vaskular. C5a juga sangat kemotaktis, dan
meningkatkan adhesi neutrofil-endotel dengan meningkatkan ekspresi
permukaan molekul adhesi neutrofil.
Interleukin-1 adalah sitokin polipeptida yang awalnya diisolasi
dari makrofag teraktifasi, walaupun dihasilkan oleh banyak jenis
sel. Produksi in vitro IL-1 dapat distimulasi oleh endotoksin,
kompleks imun, toksin, cedera jaringan, dan berbagai proses
inflammasi. Ikatan IL-1 dengan sel-sel endotel menghasilkan (1)
sintesis dan penambahan jumlah molekul adhesi permukaan, sehingga
menstimulasi peningkatan adhesi leukosit; (2) sintesis dan
pelepasan prostaglandin I2, vasodilator potent dan inhibitor
aggregasi platelet; (3) sintesis PAF; dan (4) peningkatan
sifat-sifat sel endotel prokoagulan, yang membawa trombogenik
dengan potensi endotelium. IL-1 menginduksi respon fase akut
sistemik terhadap inflammasi, termasuk demam dan pelepasan
neutrofil, ACTH, dan kortikosteroid ke dalam sirkulasi. Endotoksin
mempercepat pelepasan IL-6 dari makrofag dan sel-sel endotel. IL-6
memicu aktivasi dan akumulasi neutrofil, menambah proliferasi sel
T, dan bertindak sebagai sel helper untuk aktivasi sel T dan B.
IL-8 bersifat kemotaktis untuk neutrofil dan limfosit dan
menginduksi inflikstrasinya ke dalam jaringan.
Tumor necrosis factor-, seperti Il-1, merupakan produk makrofag
terstimulasi yang menginduksi efek biologis yang penting dalam fase
akut inflammasi. TNF juga merupakan penginduksi potent efek
hemoinamik syok sepsis (seperti hipotensi, penurunan resistensi
vaskular, peningkatan detak jantung, dan peningkatan pH darah).
IL-1 dan TNF- merupakan mediator kunci respon inflammasi sistemik,
dan juga mediator primer perubahan vaskular inflammasi dan reaksi
fase akut lainnya. IFN- merupakan produk sel-T teraktivasi yang
memicu makrofag melepaskan IL-1, TNF-, dan IL-6. IFN-menambah
produksi molekul adhesi, mendorong aktivasi dan akumulasi
neutrofil, dan meningkatkan aktivitas fagostiknya.
Histamine dan serotonin adalah amine vasoaktif yang menyebabkan
vasodilatasi dan meningkatkan permeabilitas venule. Histamin
terkandung di dalam granula sel-sel mast, basofil dan platelet.
Platelet melepaskan histamine dan serotonin saat aggregasi setelah
berkontak dengan substras stimulus (contoh. Kolagen yang terekspos
atau fragment pelengkap).
Plasma protease meliputi kinin dan sistem pelengkap. Produk
sistem kinin sangat bersifat vasoaktif. Faktor XIIA (faktor Hageman
teraktivasi) adalah inisiator utama kinin, penggumpalan, dan sistem
fibrinolitik yang dihasilkan oleh kontak dengan permukaan reaktif
seperti kolagen, membran dasar dan endotoksin. Produk resultan,
kallikrein, faktor XIIA, dan plasmin, dapat mengaktifkan faktor
Hageman dengan jalur yang memberi umpan balik sendiri dan
menghasilkan perbesaran stimulus inflammasi awal. bradykinin,
produk akhir sistem kinin, meningkatkan permeabilitas vaskular dan
menyebabkan kontraksi otot halus, dilatasi pembuluh darah, dan
nyeri di daerah cedera.
Sistem penggumpalan, yang diaktivasi oleh faktor Hageman,
mengubah fibrinogen menjadi fibrin dengan aksi trombin (lihat juga
bab 6). Proses ini menghasilkan fibrinopeptida yang menginduksi
peningkatan permeabilitas vaskular dan aktivitas kemotaktis
leukosit. Sistem fibrinolitik berkontribusi pada inflammasi dengan
membentuk plasmin; ia mendegradasi fibrin untuk membentuk produk
bagi yang dapat memicu permeabilitas, membelah C3 untuk
menghasilkan fragmen C3, dan mengaktifkan faktor Hageman dan
menginisiasi pembentukan bradykinin.
Produk metabolisme asam archidonic meliputi prostaglandin dan
leukotrien yang memediasi kerusakan jaringan, pembuluh, dan selular
karena inflammasi. Metabolit ini dapat memperbesar efek stimulus
inflammasi awal. DASAR MOLEKULAR UNTUK INTERVENSI TERAPEUTIK
RASIONAL
Apakah diinisiasi oleh trauma atau berhubungan dengan pertahanan
inang terhadap mikroorganisme patogen, neutrofil berperan penting
dalam gangguan fisiologis dan cedera jaringan yang terjadi pada
sindrom inflammasi. Ketika resusitasi volume, antibiotik, drainase
bedah abses, dan ventilasi/oksigenasi yang cukup tetap menjadi
pijakan pertama terapi, modalitas ini sering terbukti kurang
efektif, seperti yang ditunjukan oleh tingginya angka kematian
ARDS, MOSF, sepsis, dan syok sepsis. Faktanya, ventilasi dapat
menjadi pisau bermata dua, dalam ketidakcukupan paru-paru yang
membutuhkan oksigen, hal itu dapat digunakan oleh neutrofil
teraktivasi untuk menghasilkan radikal bebas toksik, yang
menyebabkan cedera paru-paru. Konsekuensinya, peneliti menentukan
intervensi molekular sebagai dasar pemahaman mereka mengenai
elemen-elemen respon inflammasi. Target terapeutik yang tepat yang
berhubungan dengan neutrofil cenderung menjadi langkah-langkah
penting dalam memelihara siklus inflammasi (Tabel 5). Target utama
pencegahan potensial dalam siklus adalah (1) agen dari inang atau
penginvasi yang menginisiasi dan meningkatkan jumlah kemampuan
respon neutrofil (priming); (2) konsekuensi patofisiologis respon
pertahanan inang normal melalui reseptor permukaan, termasuk
produksi oksidan, pelepasan protease, motilitas, dan adhesi; dan
(3) perekrutan sel-sel inflammasi awal yang memelihara dan
memperbesar siklus inflammasi.
Tabel 5. Poin-poin potensial intervensi dalam siklus
inflammasi
Agen-agen yang turut campur dalam siklus inflammasi dapat:
Memblok produksi sitokin atau produk inflammasi lainnya.
Memblok priming neutrofil dengan mengganggu mediator (contoh,
antibodi terhadap LPS, TNF-
Memblok reseptor yang menstimulasi neutrofil (contoh, antibodi
terhadap CD14, antagonis dengan C5a)
Memblok fungsi-fungsi neutrofil
Adhesi (contoh, antibodi terhadap protein adhesif atau
karbohidrat)
Kemotaksis (contoh, menganggu sitoskeleton atau sinyal)
Produksi oksidan (contoh, fragmen peptida yang memblok kumpulan
atau fungsi NADPH oksidase)
Aktivasi (contoh, menstimulus jalur inhibisi endogen dengan
menaikan cAMP)
Peningkatan jumlah reseptor (contoh, memblok lalu lintas
reseptor dengan kortikosteroid)
Memblok produk-produk neutrofil teraktivasi
Antioksidan untuk menghambat cedera karena radikal bebas
Inhibitor protease untuk melindungi dari produk-produk sekret
atau jeram protease
Metabolit asam arachidonic yang antagonis dengan proses yang
dimediasi reseptor blok yang merekrut sel-sel inflammasi tambahan.
Blokade Aksi atau Pelepasan Sitokin
Karena produksi sitokin proinflammasi merupakan langkah penting
dalam respon inang terhadap stimulus inflammasi, pemblokan produksi
atau aksi sitokin mendapat minat khusus. Antibodi monoklonal
terhadap IL-1, IL-6, dan IFN- dan yang antagonis dengan TNF- dan
IL-1 telah dihasilkan secara in vitro; dan reseptor terlarut
terhadap TNF- dan IL-1 telah memiliki karakteristik, dikloning, dan
diproduksi secara masal. Hewan yang dirawat dengan antibodi
monoklonal terhadap TNF- manusia menunjukan peningkatan ketahanan
dan penurunan gangguan fisiologis setelah LPS atau gangguan bakteri
hidup. Percobaan manusia untuk anti- TNF- sedang dalam
perkembangan.
Antibodi Antiendotoksin
Poin kontrol utama pada pasien sepsis adalah ketersediaan
endotoksin untuk priming neutrofil dan pemeliharaan hasil produk
makrofag inflammasi. Regulasi jalur pengenalan LPS telah mendapat
minat khusus, baik dalam darah maupun keberadaannya dalam sel.
Secara hipotetis, jalur pengenalan dapat dimanipulasi dengan
antibodi terhadap endotoksin, LBP, atau CD14. Antibodi terhadap
epotope inti LPS umum dapat (1) memberi perlindungan terhadap
berbagai bakteri gram-negatif patogen; (2) berikatan dan
menginaktifkan endotoksin dari banyak spesies bakteri; dan (3)
menekan atau melemahkan pelepasan sitokin yang diinduksi LPS. Dalam
usaha-usaha sebelumnya, antiserum J5 poliklonal didapat dari
relawan manusia yang diimunisasi dengan mutan kasar Eschericia coli
yang diinaktif oleh panas. Penelitian pada lebih dari 500 pasien
sepsis atau bakteremia gram negatif menunjukan peningkatan
mortalitas. Antibodi monoklonal Ha-1A (Centoxin) dan E5 (Xomen)
dikembangkan untuk mengenali regio inti LPS. Hasil klinis telah
dicampur, dengan peningkatan mortalitas pada subset pasien
terpilih. Analisis terkini mengenai protokol menekankan pada biaya
dan kesulitan stratifikasi pasien untuk obat-obatan ini.
berdasarkan kompleksitas fundamental tingkat sepsis, efektivitas
pembuangan LPS, yang dipicu tidak hanya oleh inflammasi tetapi juga
pertahanan inang, masih belum jelas.
Blokade Adhesi
Respon inflammasi dan pertahanan inang tergantung pada sifat
adhesif neturofil dan kemampuannya untuk mengekstravasi dan
berakumulasi di daerah inflammasi. Sejumlah strategi sedang
dikembangkan untuk meregulasi fungsi adhesif. Strategi ini meliputi
(1) antibodi dengan mokelul adhesi; (2) molekul adhesi terlarut
atau fragmen peptida molekul adhesi yang mempertahankan
kemampuannya untuk berikatan, mengenali, dan berinteraksi dengan
struktur yang berlawanan; dan (3) struktur karbohidrat terlarut
yang memblok pengenalan protein-->protein yang tergantung pada
karbohidrat. Molekul obat dasar ini mulai dievaluasi dalam sejumlah
model inflammasi pada hewan. Hasilnya mengindikasikan bahwa
pendekatan tersebut cukup menjanjikan; namun, pelajaran paling
penting yang dipelajari sejauh ini adalah terdapat perbedaan nyata
pada kebutuhan adhesi untuk jenis-jenis inflammasi tertentu. Oleh
karena itu, rincian molekular mengenai spesifisitas adhesif dan
proses aktivasi akan dibutuhkan sebelum obat dapat digunakan dalam
kondisi inflammasi spesifik. Jalur Inhibisi Endogen
Neutrofil memiliki reseptor untuk jalur inhibisi dan rangsangan.
Jalur rangsangan menggunakan lipid, inositol fosfat, dan kalsium
intraselular, bersamaan dengan protein kinase C, sebagai messenger
kedua. Jalur inhibisi menggunakan stimulasi adenylate cyclase yang
dimediasi protein G dan cAMP-dependent kinase. Beberapa protein
pada neutrofil dapat difosforilasi oleh cAMP-dependent A-kinase dan
calcium-dependent C-kinase. Daerah Fosforilasi A kinase dapat
mematikan sinyal, daerah kinase C dapat menyalakan sinyal. Jalur
inhibisi endogen ini, sebagai contoh prostaglandin yang berasal
dari sel endotel, dapat mewakili sifat perlindungan alami sedangkan
sel-sel inang dapaat memberikan sinyal untuk sel inflammasi dan
membatasi luas kerusakan. Mesin biokimia neutrofil tampaknya diatur
dengan kemampuan motile yang dipertahankan bahkan ketika respon
oksidan terstimulasi dihambat. Agen farmakologis yang meningkatkan
cAMP, seperti inhibitor Camp fosfodiesteriase, memiliki kemampuan
anti-inflammasi seperti neutrofil, tetapi dapat memiliki efek
samping pada jenis sel lainnya. Oleh karena itu, masalah utama
pendekatan tersebut adalah penargetan agen ke jenis sel yang tepat
dan pembatasan efek sistemiknya. Blokade Lalu Lintas Reseptor
Efektivitas Glukokortikosteroid, yang menekan aktivitas selular
berspektrum luas, dalam menekan respon inflammasi telah dievaluasi.
Walaupun model hewan telah mengindikasikan kemungkinan keuntungan
terapeutik, percobaan klinis multicenter besar belum menunjukan
keunggulan pertahanan. Selain itu, efek katabolik terapi steroid
melibatkan resiko morbiditas tambahan pada pasien dengan gangguan
medis. Kami menjadi tertarik pada mekanisme aksi
methyl-prednisolone sodium succinate (MPSS) setelah adanya laporan
yang menunjukan kegagalan neutrofil yang dirawat dengan MPSS
meningkatkan jumlah reseptor formyl peptida dalam respon terhadap
stimulasi. Penelitian kami menunjukan bahwa saat MPSS mampu
merespon Ca2+ intraselular, mereka tidak menggerakan reseptor
setelah stimulasi oleh LPS, stimulus priming GM-CSF, atau stimulus
G-protein-dependent khusus, formyl peptida. Hasil ini membuat kami
mengevaluasi ekspresi reseptor adhesi dan fungsinya pada neutrofil
yang dirawat dengan MPSS. Ketika distimulasi saat ada MPSS,
neutrofil gagal mengekspresikan dan mengaktifkan Mac-1. Sel-sel ini
tidah hanya mengurangi siklus inflammasi, tetapi mengancam
kemampuan pertahanan inang, dan berpotensi untuk berkaumulasi di
pembuluh darah. RINGKASAN DAN PERSPEKTIF
Bab ini mendiskusikan peran utama neutrofil dalam cedera
inflamasi. Kami telah mendiskusikan (1) inisiasi dan propagasi
siklus inflammasi; (2) manifestasi klinis siklus inflammasi yang
terlihat pada ARDS, MOSF, dansepsi; (3) mekanisme dimana neutrofil
berpartisipasi dalam siklus inflammasi; dan (4) target potensial
untuk diintervensi dalam jalur neutrofil pada siklus inflammasi.
Reperfusi cedera yang berhubungan dengan iskemi myokardial juga
melibatkan komplikasi neutrofil serupa dan elemen-elemen inflammasi
lokal. Proses inflammasi, apakah dalam ARDS, MOSF, sepsis, atau
iskemi, tergantung pada kompleks yang saling mempengaruhi antara
sejumlah komponen selular dan humoral yang tersusun sebagai
jaringan. Kami mulai memahami, mengevaluasi dan bahkan mendesain
pendekatan rasional untuk terapi dengan memahami dinamika proses
yang terlibat dalam jaringan tersebut. Terdapat sejumlah masalah
dalam pengembangan terupeutik yang menyeimbangkan kebutuhan inang
untuk melawan infeksi sambil membatasi inflammasi. Terapeutik yang
melawan produk inflammasi neutrofil dapat efektif dalam memblok
cedera lokal, tetapi tidak terlalu efektif dalam memblok propagasi
respon inflammasi. Sebaliknya, modalitas terapeutik yang didesain
untuk memblok jaringan inflammasi masih dipelajari. Dengan sejumlah
elemen dan jumlah yang berlebih di jaringan, blokade jalur
inflammasi tunggal tidak akan pernah memadai. Pilihan yang ada
adalah mengkominasikan terapi dimana produk selular dan jalur
aktivasi selular dapat dihambat. Selain itu, pengalaman dengan
antibodi atau molekul kecil yang mengancam fungsi adhesif
memberikan janji yang lebih meyakinkan karena mereka dapat
meregulasi fungsi sel di dalam pembuluh darah, sehingga memblok
banyak langkah-langkah fisiologis. Regulasi ini menjadi lebih
penting saat melihat peran yang dimainkan molekul adhesi pada
proses pengenalan dan pengiriman sinyal. Dengan memblok ikatan
molekul adhesi, kita memblok fungsi adhesif dan juga respon sel
lain yang diperbesar oleh peristiwa adhesif. Namun, optimisme harus
diperkuat dengan menyadari bahwa dalam jalur yang diregulasi oleh
jaringan multifaktorial, kita harus memahami bahwa terapi yang
efektif bekerja pada pasien individual dan populasi harus
distratifikasi ketimbang tetap digeneralisir.
4