Pendahuluan Pendahuluan
Neutrofil
Neutrofil memainkan memainkan peran peran utama utama dalam dalam respon respon inflamasi inflamasi dan dan pertahanan pertahanan terhadapterhadap infeksi pada tubuh. Respon inflamasi sering timbul pada pasien dengan cedera traumatis dan infeksi pada tubuh. Respon inflamasi sering timbul pada pasien dengan cedera traumatis dan pada
pada prosedur prosedur bedah bedah yang yang luas. luas. Dalam Dalam banyak banyak kasus, kasus, pasien pasien yang yang sebelumnya sebelumnya sehat,sehat, melemah pada gangguan yang mengancam jiwa yang terkait dengan serangan inflamasi. melemah pada gangguan yang mengancam jiwa yang terkait dengan serangan inflamasi. Sindrom yang menyebabkan keadaan ini termasuk sindrom gangguan pernapasan dewasa Sindrom yang menyebabkan keadaan ini termasuk sindrom gangguan pernapasan dewasa (A
(ARDRDSS, , kekegagagagalan lan sisistestem m ororgagan n mumultltipiple le (!(!"S"S# # dadan n sisindndrorom m sepsepsisis. s. SiSindndrorom m ininii merupakan penyebab utama kematian di kalangan orang dewasa muda yang sebelumnya merupakan penyebab utama kematian di kalangan orang dewasa muda yang sebelumnya sehat. Dalam
sehat. Dalam artianartian, , sindrosindrom m ini mencerminkini mencerminkan an hilanhilangnygnya a regulregulasi asi proses pertahanproses pertahanan an tubuhtubuh yang normal, sebagai akibat dari inflamasi cedera jaringan. $ab ini membahas mekanisme yang normal, sebagai akibat dari inflamasi cedera jaringan. $ab ini membahas mekanisme seluler dan molekuler di mana neutrofil memulai proses cedera jaringan. Dengan belajar seluler dan molekuler di mana neutrofil memulai proses cedera jaringan. Dengan belajar tentang fisiologi neutrofil dan kemungkinan alat kontrol farmakologis, kita bisa mulai baik tentang fisiologi neutrofil dan kemungkinan alat kontrol farmakologis, kita bisa mulai baik untuk inter%ensi terapeutik. &endekatan molekuler baru dari sindrom inflamasi ini meliputi untuk inter%ensi terapeutik. &endekatan molekuler baru dari sindrom inflamasi ini meliputi (' gangguan pada agen yang mengaktifkan neutrofil () penghambatan respon neutrofil (' gangguan pada agen yang mengaktifkan neutrofil () penghambatan respon neutrofil intraseluler ke jalur yang mengatur partisipasi mereka dalam peradangan dan (* blokade intraseluler ke jalur yang mengatur partisipasi mereka dalam peradangan dan (* blokade produk neutrofil merugikan yang menyebabkan kerusakan jaringan. contoh pendekatan terapi produk neutrofil merugikan yang menyebabkan kerusakan jaringan. contoh pendekatan terapi
tersebu
tersebut t termasutermasuk k penggpenggunaan antibodunaan antibodi i terhadterhadap ap endoendotoksintoksin,, tumor tumor necronecrosis sis factor factor +alpha+alpha (N#+- dan molekul adhesi pada neutrofil dan sel endotel penggunaan karbohidrat yang (N#+- dan molekul adhesi pada neutrofil dan sel endotel penggunaan karbohidrat yang men
menghaghalanlangi gi intinterakeraksi si adhadhesi esi neuneutrotrofilfil dan dan jalajalan n pempemberberian ian oksoksigeigen n radradikaikal l bebbebas as sertsertaa inhibitor metabolit asam arakidonat
inhibitor metabolit asam arakidonat
Gambaran Klinis Gambaran Klinis
Sindrom inflamasi termasuk ARDS, !"#S dan sepsis sering dimulai oleh trauma Sindrom inflamasi termasuk ARDS, !"#S dan sepsis sering dimulai oleh trauma kecelakaan. edera dapat menghasilkan konduksi mediator inflamasi dan respon inflamasi kecelakaan. edera dapat menghasilkan konduksi mediator inflamasi dan respon inflamasi yang memuncak dengan kegagalan jantung dan organ lain. &eran utama dari neutrofil adalah yang memuncak dengan kegagalan jantung dan organ lain. &eran utama dari neutrofil adalah jalan
jalan masuk masuk yang yang menyebabkan smenyebabkan stimulasi timulasi sel, sel, generasi generasi atau atau pengeluaran pengeluaran mediator mediator inflamasiinflamasi yang dapat merusak jaringan, dimana neutrofil diaktifkan dan jaringan selular serta interaksi yang dapat merusak jaringan, dimana neutrofil diaktifkan dan jaringan selular serta interaksi humoral yang menyebabkan respon inflamasi tersebar (
humoral yang menyebabkan respon inflamasi tersebar (Gambar 1Gambar 1. /antung adalah target. /antung adalah target yang rentan, karena akumulasi neutrofil dan menjadi terakti%asi pada
Gambar 1
Gambar 1. &eran utama untuk akti%asi neutrofil dalam siklus . &eran utama untuk akti%asi neutrofil dalam siklus inflamasi. Stimulus inflamasinflamasi. Stimulus inflamasii dapat mengaki
dapat mengakibatkabatkan n traumtrauma, a, operoperasi, asi, atau atau bencbencana ana kliniklinis s lainnylainnya, a, atau atau berhberhubungubunganan dengan infeksi. Rangsangan inflamasi termasuk cedera %askular langsung mengarah ke dengan infeksi. Rangsangan inflamasi termasuk cedera %askular langsung mengarah ke koagulasi intra%askular, akti%asi komplemen, atau pelepasan endotoksin (lipopolisakarida, koagulasi intra%askular, akti%asi komplemen, atau pelepasan endotoksin (lipopolisakarida, 0&S. !asing+masing dapat menyebabka
0&S. !asing+masing dapat menyebabkan akti%asi n akti%asi neutrofil langsung dan adhesi. 0&S juganeutrofil langsung dan adhesi. 0&S juga dapat bertindak langsung pada monosit, menyebabkan produksi neutrofil priming nekrosis dapat bertindak langsung pada monosit, menyebabkan produksi neutrofil priming nekrosis agen
agen tumor tumor faktfaktor+alor+alpha pha (N#(N#+alph+alpha. a. koagkoagulasi ulasi intrintra%asa%askular kular dalam dalam kontekonteks ks neutrneutrofilofil mengaktifkan dan produk inflamasi dapat menyebabkan iskemia, kerusakan endotel sel mengaktifkan dan produk inflamasi dapat menyebabkan iskemia, kerusakan endotel sel dandan akti%a
akti%asi, si, dan dan cedecedera ra orgorgan. an. &rod&roduk uk neutrneutrofil ofil juga dapat juga dapat memmemperkperkuat uat akti%akti%asi asi leukosleukositit lainnya. Dua kepala tanda panah merupakan interaksi umpan balik potensial
lainnya. Dua kepala tanda panah merupakan interaksi umpan balik potensial
1nflamasi memiliki konsekuensi pada molekular, selular, organ dan tahap sistemik. 1nflamasi memiliki konsekuensi pada molekular, selular, organ dan tahap sistemik. anda+tanda kardinal pada inflamasi lokal adalah panas, eritema, edema dan nyeri. anda ini anda+tanda kardinal pada inflamasi lokal adalah panas, eritema, edema dan nyeri. anda ini mer
merupaupakan kan hashasil il dardari i perperubaubahan han haemhaemodiodinamnamik, ik, perperubaubahan han perpermeameabilbilitaitas s %as%askulkuler er dandan eksud
eksudasi asi leukoleukosit. sit. edera akut edera akut dapat menyebabdapat menyebabkan kan %asok%asokonstronstriksi iksi pembpembuluh darah uluh darah kecilkecil diikuti oleh %asodilatasi yang meningkatkan laju aliran darah lokal dan menyebabkan hangat diikuti oleh %asodilatasi yang meningkatkan laju aliran darah lokal dan menyebabkan hangat dan eritema. 2dema mengikuti mikrosirkulasi statis dengan pengeluaran darah, cairan kaya dan eritema. 2dema mengikuti mikrosirkulasi statis dengan pengeluaran darah, cairan kaya protein
protein kepada kepada interstisium interstisium disebabkan disebabkan oleh oleh peningkatan peningkatan permeabilitas permeabilitas %ena %ena kecil.kecil. &eningkatan permeabilitas ini ditimbulkan oleh histamin dan mediator lainnya seperti cedera &eningkatan permeabilitas ini ditimbulkan oleh histamin dan mediator lainnya seperti cedera jaringan
jaringan sedang. sedang. Dengan Dengan stasis stasis neutrofil neutrofil dimulai dimulai dari dari pinggir pinggir kemudian kemudian menempel menempel padapada endot
endoteliumelium, , pada proses pada proses emigremigrasi. asi. !ediat!ediator or inflaminflamasi asi meninmeningkatkagkatkan n ekspreekspresi si permpermukaanukaan endotelial %askular molekul adhesi dalam jangka waktu menit sampai jam dan menyebabkan endotelial %askular molekul adhesi dalam jangka waktu menit sampai jam dan menyebabkan penumpahan
penumpahan neutrofil. neutrofil. 1nfeksi 1nfeksi akut akut atau atau inflamasi inflamasi merangsang merangsang leukosit leukosit dengandengan mem
mempenpengargaruhi uhi penpengelgeluaruaran an sel sel dardari i sumsumsum sum tultulang ang setesetelah lah pospostmitmitottotik ik daldalam am respresponon in
interterleleukukinin+' +' (10(10+'+' dadan n NN#+#+alalfa. fa. ahahap ap rerespspon on ininflflamamasi asi akakut ut ciciri+ri+ciciririnynya a adadalalahah peningkatan jumlah pembentukan netrofil yang immature, yang mana infeksi berkepanjangan peningkatan jumlah pembentukan netrofil yang immature, yang mana infeksi berkepanjangan
merangsang proliferasi pendahulu di sumsum tulang, terutama respon peningkatan produksi S#s.
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. 3al tersebut dapat muncul pada keberadaan pathologi pada organ atau berkaitan dengan !"S#. 4eseluruhan, mortalitas dari ARDS dapat mencapai 567 dan kehadiran sepsis atau neoplasma dapat mencapai 897. :alaupun ; mekanisme mayor kerusakan endotelial kapiler paru+paru tergambar, netrofil merupakan sel utama pada mediator seluler ARDS. 4erusakan utama endothelial dapat disebabkan oleh endoto<in, disaat mekanisme jejas mayor yang lain, termasuk aspirasi, inhalasi toksik, dan hypo<ia dari jejas supero<ide anion, seperti metabolisme asam arachidonic dan koagulasi produk jejas. Seluler dan faktor humoral seperti fibrin dan degradasi produk fibrin, komplemen, leukotrienes, prostaglandin, trombo<an, histamin, serotonin, bradykinin, makrofag, dan platelet juga terimplikasi. &eran agregasi netrofil pada e%olusi 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 akti%asi metabolik. 4arena fragmen 6a dapat dihasilkan oleh jejas atau infeksi, merupakan inisiator utama inflamasi yang dapat mentriger akumulasi
netrofil pada paru+paru. &ada perkembangan penyakit, terdapat kegagalan bentuk paru+paru. Al%eoli 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 al%eoli, termasuk %entilasi efektif (Gambar 2.
Gambar 2. =angguan pertahanan sel endotel dan cedera al%eolar. Akti%asi neutrofil dalam sirkulasi dapat menyebabkan akumulasi dalam mikro%askulatur dari paru+paru, menghambat aliran darah. Sebagai rangsangan neutrofil untuk pelepasan sitotoksik dan agen immunoacti%e, endotelium dan jaringan ikat yang mendasari rusak. &eningkatan seiring dalam hasil permeabilitas kapiler. >ang mana cairan plasma dan protein memancarkan ke al%eoli, selanjutnya mengurangi kemampuan paru+paru untuk mengoksidasi darah. Atas i?in dari Dr Sheila D. 0ynam
ahap septik dapat muncul secara klinis tidak hanya saat infeksi namun juga pada luka bakar hebat, trauma, dan kondisi inflamasi lainnya, termasuk pankreatitis dan keganasan. &ada penyakit lain etiologi berbeda dapat mengakti%asi sel target dan kemampuan untuk merespon dan mengembangkan mediator inflamasi. 4ekacauan 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 le%el seluler. 2kspresi sitokin menunjukkan respon patologis inflamasi ada atau tidaknya infeksi. 1nteraksi 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. 4riteria syok septik termasuk sindrom sepsis ditambah hipotensi (ekanan darah sistol kurang dari 89 mm3g atau penurunan pada tekanan darah arteri lebih dari ;9 mm3g dari dasar. Syok septik yang sulit diatasi lebih dari ' jam dan tidak merespon terhadap administrasi cairan intra%ena atau inter%ensi
farmakologis. !"S# (!ultiple "rgan Disfunction Syndrome menunjukkan kegagalan organ utama karena kegagalan atas primer atau sekunder terhadap konsekuensi respon sistemik inflamasi dan disfungsi organ lain. 3al penting untuk diketahui adalah darah positif atau kultur jaringan bukan untuk mendiagnosa !"S#. $akteremia biasanya hadir pada syok septik.
&atogenesis sindrom sepsis pada interaksi akti%asi leukosit dengan endotelium %askular merupakan gabungan dari signal inflamasi, perubahan fungsi adhesif seluler dan produk mikrobial. 2ndotelium %askuler penting, secara metabolik aktif menarget jaringan untuk beraksi dan mengeluarkan peredaran sitokin. askular endotelium ini, berfungsi untuk regulasi pola %askular dan migrasi leukosit kepada jaringan. !akrofag yang berasal dari N#+- dan interleukin+' meningkatkan akti%itas faktor jaringan endotelial dan mendukung formasi trombin. N#+- dan trombin menstimulasi sel endotelial untuk memproduksi prostaglandin seperti &=1) dimana berkontribusi terhadap %asodilatasi dan menurunkan
resisten %askular sistemik terhadap syok septik.
Data statistik dari enters #or Diseases ontrol and &re%ention mengindikasi sepsis meningkat terhadap ranking ke '* yang menyebabkan kematian di Bnited States. &re%alensi syok septik muncul sebagi kewaspadaan yang tinggi terhadap resusitasi secara dini. !ortalitas sindrom sepsis tanpa syok mencapai '*7 untuk sindrom sepsis disertasi syok mencapai )C7 dan syok yang berkembang setelah sindrom sepsis sebesar ;*7. 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
/umlah 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. &artisipasi 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 %ariasi aspek dari fisiologi neutrofil, termasuk fungsi normal neutrofil dan struktur seluler serta respon inflamasi molekul.
TAEL 1. #ungsi dan Dampak &olimorfonuklear Neutrofil (&!N
Fun!si PMN Tu"uan #edera
Adhesi motilitas Adhesi endotel
Diapedesis, kemotaksis &enyumbatan kapiler #agositosis Akti%itas bakterisidal
Remodeling jaringan 4erusakan jaringan &roduksi oksidan Akti%itas bakterisidal
4erusakan jaringan anti+ elastase
&enghancuran anti elastase &elepassan protease Akti%itas bakterisidal
&enyerapan jaringan
4erusakan jaringan &enyerapan jaringan !ediator produksi inflamasi
4omunikasi interselular &embesaran inflamasi dan pelebaran
3ilangnya regulasi pertahan tubuh
abel+' menunjukkan respon neutrofil primer dibutuhkan pada pertahanan penderita dan konsekuensi potensial patofisiologi. !inimal 6 fungsi sel mayor dibutuhkan, pertama untuk pengeluaran sel harus menempel pada sel endotelial, diapedesis melalui dasar membran dan bermigrasi ke tempat inflamasi berkembang. &ada 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. 4erusakan jaringan dihubungkan dengan respon inflamasi, dihasilkan dari produksi radikal bebas, produksi protease dan akti%itas fagositik yang tinggi. &erubahan permeabilitas kapiler adalah salah satu proses pengeluaran dan pemasukan kapiler berhubungan dengan adhesi leukosit. "klusi mikro%askular dan iskemia dapat termasuk agregsi neutrofil ( emboli leukosit dan interaksi leukosit+platelet yang berkontribusi untuk koagulasi intra%askular yang tersebar. &roduksi berlebih dari mediator inflamasi dapat memimpin disregulasi yang progresif terhadap respon
inflamasi seperti contoh @ target penting radikal bebas adalah -+' protease inhibitor yang mengeluarkan elastase. &ada jaringan pulmonal inhibitor menjadi tidak aktif karena oksidasi oleh radikal bebas dari sel asal dan menjauh oleh elastase. &engeluaran oksidan dan elastase pada paru+paru dan seiring disinhibisi elastase berkontribusi pada kerusakan al%eolar.
4arena 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 $ Reseptor yang penting dalam mengkontrong fungsi sel diringkas dalam Tabel 2 isi sekresi granula tercantum dalam Tabel $ komponen molekular dari pengenalan endotoksin bakteri tercantum dalam Tabel %.
TAEL 2. &rotein &ermukaan dari neutrofil
Reseptor !olekul Adhesi &eptida N+formyl
4omplemen *a, 6a 0$;
1nterleukin 10+',*,5,C
#aktor Nekrosis umot (N# #aktor akti%asi platelet
#asfat adenosin 0ipopolisakarida D'; =+S# =!+S# #cER111, D '5 #cER11, D *) "ther 1ntegrin 0#A+', D''aD'C !ac+', D''bD'C p'69,86, D''cD'C 0+selektin, 0A!+' D;* (sialophorin &S=0+' seleksi platelet
glikooprotein ligan 1A!+' 1A!+* ', D*6 &AA!+', D*' 3ermes antigen, pgp+' D;;
2n?im &ermukaan &rotein Sitoplasmik 3omeostasis 1onik Na)F +4 F A&ase a)F +!g)F A&ase a)F channel "ther Aminopeptidase D'* 0eukosit umum antigen, D;6
=& mengikat protein Respiratory burst oksidase
BbiGuinone Sitokrom $ #la%oprotein
Tabel $. 4andungan dari granula neutrofil
=ranula primer atau a?urophilic Sekunder atau khusus ersier Aril sulfatase -+#ucosidase H+!annosidase H+=alactosidase H+=lusosamidase H+=lucuronidase H+=liserofasfatase &ermeabilitas bakterial &eningkatan protein athepsin $ athepsin D athepsin = hloroacetate esterase 6a faktor inakti%asi Defensin 2lastase 0isosim !yeloperoksidase 6I+Nukleotidase &rotease serin Alkali fosfatase D'; 4olagenase 6a akti%ator Sitokrom b #la%oprotein
#omil reseptor peptida 3istaminase 0aktoferin 0iso?im !ac+' &lasminogen &rotein kinase 1nhibitor itamin $') pengikat &rotein "ther protein permukaanJ Alkali fosfatase Sitokrom b =elatinase !ac+'
TAEL %& Sistem dari 0&S priming
4omponen Diskripsi
0$& (0&S pengikat protein 0&S0$& (kompleks D';
59+kDa protein fase akut struktural berkaitan dengan protein dalam granula &!N yaitu bakterisida ($&1 meningkatkan priming &!N dua kali lipat
dibandingkan dengan 0&S saja
66+kDa &rotein &1+linked yang mengikat 0&S 0$& dan 0&S
erdeteksi pada monosit dan granulosit prima
STRUKTUR SUSELULER
&rotein membran integral dan lemak, sito skeleton, sitoplasmik dan protein intraseluler serta sekresi granula berpartisipasi pada respon akut. &ermukaan reseptor menunjukkan lokasi ikatan ligan diluar sel dan menyediakan komunikasi dengan lingkungan ekstraseluler. &ermukaan sel reseptor dapat menstimulasi fungsi sel, menghambat fungsi sel atau mengutamakan untuk tantangan tanpa stimulasi yang disebabkan oleh mereka sendiri. !ereka juga membutuhkan untuk adhesi, pergerakan dan fagositosis. Reseptor permukaan sel berkomunikasi dengan sel interior tipe ) mayor terhadap sistem signal transmembran@ protein, binding, =& (protein = dan jalur tirosin kinase. &rotein = 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 mikro%askulatur. $erhubungan dengan membran sel adalah en?im yang berhubungan dengan
metabolisme asam arakidonit, atau dibutuhkan komponen sitosolik untuk berfungsi secara penuh seperti NAD&3 oksidase. Sekret granul pada sel menyampaikan protease, reseptor
tambahan dan en?im yang pentinntak pada lokasi sel, kontak sel atau pada %akuola fagosit.
KOMPONEN MEMRAN
!embran neutrofil seperti sel yang lain terbentuk dari lemak dan protein. 0emak terdiri dari posfolipid, glikolipid, dan kolesterol. &ada peran struktural membran lipid termasuk pada respon inflamasi neutrofil sebagai pesan signal dan agen sitotoksik dan imuno aktif. 0ipid aktif dihasilkan oleh posfolipase dan A) yang diketahui distimulasi oleh jalur
protein =. Dikeluarkan oleh posfolipase A) yang aktif, asam arakidonit adalah substrat
pertama untuk siklooksigenase, lipoksigenase dan en?im epoksigenase yang mana berasal dari * aliran utama asam arakidonik. Aliran ini dihasilkan pada formasi keluarga yang besar. 1muno aktif yang luas, termasuk leukotrien, prostaglaandin, tromboksan, prostasiklin, lipoksin dan ekosanoid. &ada '+alkil posfatidil kolin, substitusi asam asetat untuk asam arakidonik menghasilkan formasi &A# (&latelet Acti%ating #actor yang mana juga menstimulasi untuk neutrofil.
Ati%itas dari posfolipid pada posfatidilinositol dalam membran neutrofil menghasilkan dua kelas signal molekul, diacilgliserol (DA= dan inositoposfat. DA= tetap berikatan dengan membran oleh ) asam lemak moieties dan berfungsi dalam akti%asi protein kinase . !eskipun posfatidilinositol merupakan fraksi yang relatif lebih kecil dari membran lipid (sekitar ' 7 itu tetap berperan penting dalam akti%asi sel dan reaksi inflamasi. &elepasan posfatinositol kedalam sitoplasma merupakan bagian dari akti%asi sel yang menghasilkan peningkatan kalsium intraselular. &osfatidilinositol posfat spesifik posfolipase D menghasilkan posfatlinositol.
&rotein membran bisa berfungsi sebagai reseptor adhesi molekul atau en?im pengikat membran. Neutrofil mengekspresikan susunan yang luas dari reseptor. 3al ini termasuk reseptor stimulasi untuk senyawa kemotaksis (bakterial N+#ormil peptida, fragmen ko mplemen darah, leukotrien $;, A# endogenus lainnya dan senyawa regulasi imunoaktif endogenus dan eksogenus lainnya (interleukin N#+-, adenosin posfat , bakterial lipopolisakarida partikal opsoni?e dan hormon pertumbuhan dan regulasi termasuk =+S# dan =!+S#.
Satu fungsi penting dari reseptor stimulasi adalah untuk merugulasi ekspresi permukaan dan fungsi dari protein adhesif neutrofil. 4arekterisasi yang terbaik dari ini adalah intregrin H), 0#A+', !ac+' dan &'69,86. 1ntegrins ada dalam membran sebagai heterodimers
yang membagi subunit H, D'C, dan masing+masing subunit yang memiliki - unik. D''a, D''b dan D''c. 4ombinasi yang unik dari subunit tersebut memberikan definisi spesitifitas adhesifdari molekul. 1ntegrin H) merupakan suatu yang penting dalam lokalisasi
neutrofil, migrasi dan akti%itas fagositosis. Neutrofil juga mengekspresikan 0+selektin (0A!+ ', 02+A!+', glikoprotein permukaan yang mengenal ligand karbohidrat. 0+selektin juga terlibat dalam pengikatan dari neutrofil yang tidak terakti%asi ke endotel %askular pada tempat yang terjadi inflamsi jaringan dan dibutuhkan untuk agregrasi homotipe neutrofil. Sialophorin (D;* merupakan glikosilat molekul seperti musin yang memiliki sebaian besar asam sialic yang terdapat pada permukaan neutrofil. &S=0+' merupakan sialomucin neutrofil lain yang mungkin dapat menjadi kandidat sebagai reseptor untuk perputaran adhesi antara neutrofil dan sel endotelial. Reseptor komplemen ' (R' mengenali *b dan ;b partikal opsonise dan berfungsi sebagai reseptor fagositik neutrofil juga mengekspresikanmolekul adhesi interseluler (1A!+' dan 1A!+*, meskipun belum jelas peran dari neutrofil 1A! tersebut dalam proses adhesi.
2n?im neutrofil yang berhubungan dengan membran termasuk protein yang menjaga keseimbangan ion sel, seperti NaF+4F A&+ase antiporter dan berbagai a)F melakukan pemompaan dan penyaluran. Respiratori menghasilkan katalisasi oksidase sebagi formasi dari metabolisme sitotoksik oksigen. Subunit dari protein perikatan =& berhubungan dengan membran plasma dan berfungsi sebagai pengantar sel. &rotein kinase, termasuk a)F pembantu protein kinase , merupakan kelas penting lainnya dari en?im pada membran yang
terlibat dalam perhubungan antar sel. 0ainnya , seperti aminopeptidase N (D'* dan posfotirosin posfatase (D;6, berfungsi untuk memodifikasi protein permukaan lainnya. &rotein+protein yang disebutkan diatas, menyediakan kompleksitas rasa dalam anatomi dan fungsi dari membran plasma neutrofil. 0e%el kompleksitas lainnya disarankan oleh bukti terbaru yang fungsi dari protein permukaan melibatkan kolokalisasi dengan protein lainnya. 4olokalisasi ini memungkinkan penyatuan struktur supramolekul atau kompleks dari molekul adhesi.
GRANULA SEKRESI
=ranula neutrofil merupakan %esikel sekresi yang mengandung membran lipid dan protein, agen antimikroba, dan modulator imun. =ranula neutrofil dikategorikan sebagai primer sekunder dan granul tertier. =ranula primer juga dinamakan azurophilic karena granula primer memiliki pewarnaan yang kuat saat dicat dengan Azure metakromatik . =ranula primer mengandung asam hidrolase yang ber%ariasi termsuk katepsin, elastase, dan
glikosidase, juga lisosim, permeabilitas bakteri gram negatif spesifik meningkatkan protein ($&1 myeloperoksidase @ dan defensin, sebuah kelompok protein anti mikroba sprektum luas.
=anula primer sebagian besar berfungsi pada penghancuran intraseluler dari mikroba fagosit, ganula sekunder atau spesifik menargetkan untuk penyatuan membran plasma dan pelepasan eksternal dari kandungannya. =ranula sekunder mengandung mayoritas lisosim seluler dan juga posfatase alkalin, kolagenase, mediator inflamasi, dan berbagai produk yang meregulasi fungsi membran plasma, seperti laktoferin, sitokrom $, dan inhibitor protein kinase . !embran dari ganula spesifik juga mengandung berbagai macam protein permukaan tambahan, seperti reseptor formil peptida, !ac+', dan D';. erdapat tanda dari beberapa subtipe ganula sekunder yang mengandung berbagai macam distribusi dari kandungan yang mudah larut dan berhubungan dengan membran. =anula tersier sejalan dengan granula sekunder dimana mereka berfusi dengan membran plasma dan mengandung tempat penyimpanan repseptor dan protein adhesi juga protein sekresi. =ranula sekunder dan tersier kas dalam mengandung gelatinase. Definisi dari granula tersier dan perbedaanya dari granula sekunder masih dalam penelitian. &enyatuan dari granula sekunder dan tersier dengan membran plasma menghasilkan peningkatan ekspresi permukaan (up regulation dari protein membran dikandungnya. 4edua Bp+regulation dan down regulation (penurunan ekskresi dari protein terjadi saat akti%asi sel. !elalui proses yang sangat terkontrol dari perjalanan
reseptor, beberapa daerah reserptor baru terekspose terhdap lingkungan eksternal saat yang lainnya terinternalisasi (!ac+' atau terlepaskan (D';, 0+selektin.
SITOSELETON
Struktur dari neutrofil terstabilisasi dan teremodelisasi oleh fungsi dari protein matriks sitoskeletal. Neutrofil memiliki aktin yang, tergantung dari akti%asi sel, berada dalam bentuk globular atau filamen. &olimerisasi aktin dengan cepat mengikuti stimulasi in%itro dengan formil peptida, dan #+aktin mencapai hingga )+* kali tingkat istirahat. #+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. !ikrotubuli 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.
!atriks Sitoplasmik
Sitoplasma neutrofil mengandung protein dan en?im 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 NAD3 dan NAD&3. $eberapa molekul antioksidan juga telah teridentifikasi, termasuk
katalase, dismutase superoksida dan askorbad, juga %itamin 2. 2n?im yang teroksigenase dari asam arkidonat juga ditemukan dalam sitoplasma.
ASAL MULA DAN SIKLUS 'IDUP NEUTROFIL
Pele(asan dari sumsum dan ba!ian sir)ulasi
Seperti bentuk lain dari elemen darah, neutrofil diproduksi dari sumsum tulang, dan ia berada disitu sampai pergerakan dari fase akut faktor pertumbuhan. 1ni terutama didapatkan dari makrofag yang terakti%asi, meliputi N#+-, 10+', =+S# dan =!+S#, dan *a. Sel tersebut kemudian diantarkan, dianstimulasi, sampai pembuluh darah. Sebanyak 89 persen dari kumpulan neutrofil berada di dalam sumsum tulang, )+* persen berada pada pembuluh darah, dan sisanya pada jaringan.
a!ian 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. 4ondisi sistem hematopoietik dibawah normal, memproduksi sekitar ',*<'9'' myeloblas per+C9 kg dewasa per+hari. iga sampai empat hari sebelum granulosit baru terbentuk meninggalkan sumsum tulang. &eningkatan produksi neutrofil pada sumsum tulang mengikuti stimulasi dari ikatan sel stem granulotik dari S#s, dan kemungkinan langsung dari elaborasi fase akut 10+' dan N#+- yang baik. 1nfeksi dalam waktu yang lama juga meningkatkan proliferasi dari prekursor pada sumsum tulang dalam merespon S#.
Pembuluh Darah
Neutrofil dalam darah dibagi menjadi ) bagian@ kumpulan perlekatan yang dibatasi sel endotelial, dan kumpulang sirkulasi bebas. Suatu pelepasan, jarak hidup neutrofil pada
sirkulasi biasanya ;+C jam. &ada infeksi akut atau inflamasi, leukosit terinduksi 10+' dan N#+-, yang mempercepat pelepasan neutrofil mature dan beberapa neutrofil immature dari kumpulan cadangan sumsum tulang post+mitosis.
a!ian *arin!an
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. !ereka kemudian berubah menjadi inflamasi yang fokus terhadap efek mematikan mikroba dan fagositosis dari material patogen, pertahanan dalam jaringan hanya ' sampai ; 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 AKTI+ASI NEUTROFIL Re!ulasi dari Fen,-i(e Sel
&embagian neutrofil merujuk setidaknya ) fenotipe fungsional@ bentuk pasif dalam darah dan bentuk terakti%asi dalam jaringan (Gambar %. #enotipe dari sisa neutrofil dan seluruhnya berkembang melawan dengan mediator inflamasi yang secara umum telah diketahui. Sisa sel menunjukkan nilai maksimal 0+selektin (K'96 sel dan nilai minimal !ac+
' (L'9;sel. Sejalan dengan pemikiran 6a sebagai mediator utama, nilai optimal reseptor
6a dinyatakan (L'96, ketika jumlah permukaan sel lain menandakan melekul yang
dinyatakan pada nilai yang relatif rendah. Nilai 4alsium intraseluler adalah L'99n!, jenis sisa sel dari banyak jenis. 4etika sel mampu berpolimerisasi terhadap Aktin dan mempertahankan psudopodium, ini mempunyai kapasitass yang terbatas untuk menghasilkan radikal bebas dari "ksigen, kemungkinan karena tidak semua komponen dari oksidasi multisubunit tersedia untuk dikumpulkan.
!engikuti eksposur terhadap stimulus pertama, baik in %itro maupun dalam darah, dampak utama diinisiasi dalam sel memancarkan 0+selektin mereka, menyebarkan !ac+' dari lokasi intraseluler ke permukaan sel, dan mengantarkan dan mengumpulkan komponen dari oksidasi NAD&3. Akti%itas ini terjadi dalam memberikan respon pada stimulasi dari kedua reseptor yang mengedarkan 4alsium intraseluler, seperti reseptor kemokin yang secara keseluruhan menjadi jalur mediasi protein =, dan reseptor sitokin dan 0&S yang keseluruhan fungsinya sebagai jalur tirosin kinase tanpa menadakan intraseluler yang tergantung pada
4alsium secara signifikan. Dalam tahap kedua biasanya diinisiasi oleh kemokin, sel menjadi terakti%asi secara maksimal. 0aboratorium 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 0+selektin dapat menjadi indikator khusus yang baik akan komplikasi sepsis yang mungkin ada.
Rese(-,r Pen!enalan End,-,)sin
0ipopolisakarida adalah komponen utama dinding sel bakteri gram negatif yang berfungsi untuk respon neutrofil utama. /alur untuk pengenalan 0&S melibatkan reseptor permukaan sel neutrofil, D';, dan protein pengikat terlarut (abel ;. D'; banyak diekspresikan di monosit dan sedikit di neutrofil. D'; bukan merupakan protein membran integral, tetapi melekat secara ko%alen pada glikofospatidylinositol membran dalam sebuah tautan yang disebut M=&1+linked atau Mpigtailed. 4onsentrasi tinggi 0&S in %itro (K ' Ogml merubah ekspresi reseptor permukaan neutrofil dan meningkatkan fungsi oksidatif pada stimulasi kemotaktis selanjutnya. 4onsentrasi 0&S yang dibutuhkan untuk lapisan dasar dikurangi oleh dua perintah besaran dengan adanya 0&S binding protein (0$& serum. 4ompleks+kompleks 0&S dengan 0$& menginduksi fosforilasi substrat intraselular protein kinase dan meningkatkan respon umum neutrofil, walaupun tujuan protein nonintegral menghasilkan sinyal transmembran belum dipahami dengan baik. 0apisan dasar meliputi peningkatan ekspresi reseptor permukaan (reseptor formyl peptide, D';, D''bD'C, dll peningkatan keadhesifan neutrofil secara bersamaan untuk ligan+ligan D ''bD'C (termasuk 0&S pelepasan beberapa molekul adhesi (0+selektinpelepasan sebagian molekul lainnya (D;* pelepasan kandungan granular sekunder dan tersier dan pengumpulan komponene NAD&3 oksidase dan peningkatan fagositosis pada stimulasi kemotaktis selanjutnya. erdapat bukti untuk lapisan dasar D';+independen neutrofil pada 0&S dengan konsentrasi tinggi. 4ondisi tersebut dapat terjadi, sebagai contoh, di daerah infeksi lokal dimana neutrofil berkontak langsung dengan bakteri. Neutrofil juga dilengkapi melalui reseptor untuk sitokin inflammasi, termasuk N#+-, interleukin, =+S#, dan =!+S#. $anyak reseptor sitokin merupakan heterodimer protein yang terdiri dari subunit - ligan spesifik dan subunit H umum yang terbagi di antara subgrup reseptor. $ukti eksperimental menyatakan bahwa dengan adanya ligan multipel, reseptor sitokin bersaing untuk mendapatkan subunit H yang tersedia. /alur intraselular untuk sitokin melibatkan akti%itas tyrosine kinase (4. $eberapa reseptor memiliki akti%itas 4, dan terdapat banyak 4
cytosolic. &ada neutrofil, 4 meningkatkan akti%itas fosfolipase D dan NAD&3 oksidase pada stimulasi kemotaktis (=ambar *, abel *. /alur sinyal sitokin paling mungkin bertemu dengan atau melengkapi jalur yang dimediasi protein = melalui akti%itas 4 yang tumpang tindih.
Rese(-,r Ran!san!an
1katan ligan oleh reseptor untuk kemokin seperti peptida bakteri, 6a, &A# atau 0$;
menstimulasi banyak respon yang sama yang diinduksi oleh pengenalan 0&S, 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 = yang melibatkan akti%asi fosfolipase , pembentukan inositol fosfat dan messenger kedua DA=, peningkatan kalsium intraselular, dan akti%asi protein kinase (=ambar 6. /alur 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 #c, memediasi fagositosis tanpa menginduksi kemotaksis, dan memiliki fungsi yang sama dengan molekul adhesi.
Rese(-,r Inhibi-,r
Akti%asi neutrofil diatur melalui keseimbangan fungsi inhibisi reseptor rangsangan dan inhibisi. Reseptor inhibisi meliputi resptor untuk prostaglandin (contoh &=2',
adenosine, histamine dan H+adrenergic catecholamines. 1nhibitor endogen fungsi neutrofil ini menyebabkan kenaikan sitosolik cA!& melalui protein sinyal yang dikenal sebagai =s dan
adenylate cyclase (=ambar 6. cA!& bekerja untuk melawan jalur rangsangan. Dalam hal produksi oksidan terstimulasi, beberapa subunit oksidade dapat dihambat oleh fosforilasi melalui amp+dependent protein kinase A. "leh karena itu, inflammasi tampaknya merupakan subjek dari regulasi endogen sedangkan hormon yang dikeluarkan oleh stress sistemik terkait dengan inflammasi (katekolamin atau produk jaringan sehat (&=2 dan nekrotik (adenosine dapat menumpulkan serangan inflammasi. 4ami melihat bahwa neutrofil menunjukan respon terkait aktin dalam kondisi dimana mediator inhibitor dapat menumpulkan produksi oksidan neutrofil yang terstimulasi. 4ami 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 ekstra%asi.
Gambar .& /alur rangsangan dan inhibisi yang dimediasi protein = dalam respon neutrofil. A. /alur inhibisi diinisiasi oleh reseptor yang berkaitan dengan akti%asi adenylate cyclase (A, produksi amp, dan akti%asi protein kinase A (&4A. Reseptor dan protein = menjadi saling berhubungan pada jalur cA!& ketika terdapat ligan untuk reseptor. Subunit - protein = mengakti%asi adenylate cyclase, yang merubah A& menjadi amp, amp mengakti%asi cA!&+dependent protein kinase. . /alur rangsangan diwakili oleh reseptor yang berinteraksi dengan kemokin. /alur tersebut menunjukan bahwa reseptor dapat berhubungan dengan rekan =+proteinnya yang menginduksi sinyal. 4etika terdapat stimulus untuk reseptor, subunit -protein = diakti%asi oleh ikatan =& dan subnunit - (atau HE berhubungan dengan fosfolipase (&0. #osfolipid &1&) merupakan substrat untuk kompleks = -+&0
terakti%asi. &roduk fosfolipase adalah diacylglycerol (DA= dan 1&*. DA= dan a), yang
secara bersamaan dikeluarkan dari penyimpanan intraseluler oleh 1&*, mengkatifkan protein
kinase (&4. ketika &4 cenderung berhubungan dengan membran selama akti%asi sel, protein kinase A dapat bertahan di lokasi cytosolicnya.
Rese(-,r Adhesi/
Adhesi neutrofil dibawa oleh array molekul adhesi permukaan. #ungsi 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 1g= teropsonisasi. Adhesi memerlukan regulasi ekspresi glukoprotein adhesif terkoordinasi dan peningkatan afinitas integrin H)yang dapat diinduksi.
FUNGSI NEUTROFIL DALAM INFLAMMASI DAN INFEKSI Mar!inasi0 Emi!rasi dan Kem,-a)sis
$eberapa mekanisme dapat bekerja dalam marginasi neutrofil (=ambar 5. 4etika aliran darah melambat atau menjadi stasis, neutrofil keluar dari aliran sentral dan berkontak dengan endotelium %askular. Selain itu, sel+sel endotelial terinflammasi mengekspresikan kenaikan jumlah struktur adhesif yang berlawanan untuk molekul adhesi neutrofil. #ungsi reseptor adhesif neutrofil sangat diregulasi. Regulasi merupakan manifestasi melalui ekspresi dan, dalam kasus H), afinitas adhesif molekul untuk ligannya. /umlah reseptor diregulasi oleh
(' lalulintas reseptor yang terbentuk sebelumnya ke permukaan dari daerah+daerah intraseluler () sintesis de no%o dan penyebaran protein baru ke permukaan sel selama beberapa waktu, dan (* penurunan jumlah oleh internalisasi atau luapan molekul.
Adhesi neutrofil+endotelial dianggap sebagai proses berurutan interaksi adhesif dan akti%asi selular. Adhesi awal berafinitas rendah antara neutrofil dan endotelium %askular terinflammasi menghasilkan sel+sel yang bergulung di sepanjang dinding pembuluh. =ulungan tersebut melibatkan pengenalan ikatan selectin+ dan carbohydrate+dependent neutrofil ke 2+selectin pada endotelium %askular. &enangkapan dan perlekatan kuat neutrofil di daerah inflammasi juga tergantung pada tingkat akti%asi endotelial, yang direfleksikan dalam jumlah 1A!, dan juga &+ dan 2+selectin, yang diekspresikan di endotelium dan juga akti%asi neutrofil. Struktur pengenalan berafinitas rendah tambahan dianggap seperti mucin, yaitu protein "+glycoylated seperti neutrofil &S=0+' (platelet selectin glucoprotein ligand+', D;* (sialophorin dan D;* endotelial (sialomucin. !olekul+molekul ini dapat mengandung berbagai struktur 0ewis+< tersialisasi atau termodifikasi yang berikatan dengan domain lektin selektin. erdapat bukti juga bahwa D;* mengenali 1A!+' endotelial.
Gambar & Adhesi neutrofil di dalam pembuluh. &anel '. Neutrofil yang bersirkulasi. &anel )@ neutrofil yang bergulung %ia interaksi selectin+dependent. &anel *@ perlekatan kuat dan penyebaran yang dimediasi oleh interaksi integrin+dependent. &anel ;@ diapedesis neutrofil.
&anel 6@ pengerahan neutrofil %ia adhesi homotypic.
Akti%asi 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 H) untuk struktur lawannya dan regulasi reseptor adhesif permukaan neutrofil. Adhesi integrin
neturofil 0#A+' dan !ac+' ke 1A! endotel dan molekul adhsehi sel menghasilkan penangkapan dan penyebaran neutrofil di dinding %askular. 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 ekstra%askular untuk bermigrasi ke attractant spesifik dengan mengikuti gradien kimia. &aradigma terkini mengenai migrasi neutrofil mendukung peran aggresi homotypic pada perekrutan neutrofil yang sedang bersirkulasi ke daerah emigrasi melalui dinding sel. !ac+' dan 0+selectin selular dianggap sebagai reseptor adhesif wajib untuk agresi neutrofil homotypic. Neutrofil terakti%asi 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. 3al ini memungkinkan terjadinya diapedesis sel+sel yang berkontak dengan endotelium, dengan melindungi mereka dari gaya geser aliran darah. &erekrutan &!N juga dapat menguatkan atau memperjelas sinyal inflammasi oleh akti%asi
langsung sel+sel oleh satu sama lain atau dengan menangkap dan menahan sel+sel baru di lingkungan lokal inflammasi. erdapat kontribusi signifikan untuk perekrutan diantara kelas+ kelas leukosit (aggregasi leukosit intertypic.
Fa!,si-,sis
Neutrofil mengenali partikel asing yang terbungkus dengan opsonin 1g=, *b, atau i*b. &artikel yang teropsonisasi melekat ke reseptor koresponden di permukaan neutrofil (#cER, R', atau !ac+'. &enelanan dipicu oleh ikatan #cER, tetapi ikatan ke reseptor pelengkap memerlukan akti%asi neutrofil sebelumnya untuk menginduksi fagositosis. &seudopodia neutrofil mengalir di sekitar target dan akhirnya menutupi partikel dengan fagosom. !embran %akuola kemudian berfusi dengan granula lisosom utama, yang menghasilkan pembuangan kandungan granula ke fagolisosom. 2n?im hidrolisis dan produk metabolik
dapat mengalami kebocoran dari neutrofil ke lingkungan eksternal dan berkontribusi pada siklus inflammasi.
De!radasi In-raselular
Neutrofil memanfaatkan mekanisme bakteri yang bergantung dan tidak bergantung pada oksigen. &embentukannya berhubungan dengan ledakan konsumsi oksigen dan produksi spesien oksigen reaktif, karena akti%asi cepat NAD&3 oksidase dengan reduksi oksigen ke anion superoksida "). Anion dapat berubah secara spontan atau Mdismute menjadi 3)").
!yelopero<idase dari granula primer neutrofil, dengan adanya hlida(seperti 1, mengubah 3)") menjadi 3"l, oksidan kuat dan agen antimikroba. Spesies radikal ini merupakan
mekanisma bakterisidal utama jalur o<ygen+dependent. !ekanisme pembasmian bakteri yang tidak tergantung pada oksigen meliputi substansi yang ditemukan di granula primer. Substansi ini meliputi protein peningkat permeabilitas bakterisidal ($&1, protein dengan homolog 0$&, yang merubah permeabilitias membran luar bakteri lyso?im, yang menghidrolisis ikatan muramic acid+N+acetylglucosamine di bungkus glukopeptida bakteri, dan laktoferin (abel *. Selama degranulasi neutrofil dan degradasi bakteri intraselular, produk+produk reaktif (khususnya en?im lisosom, metabolit oksigen reaktif, dan metabolit
asam arachidonic muncul di ruang ekstraselular.
*ARINGAN INFLAMMASI
4omponen 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 (=ambar '. "leh karena itu, pelepasan mediator inflammasi dari sel+sel terakti%asi, baik langsung maupun tambahan, memicu pelepasan mediator fisiologis potent yang bertanggung jawab atas gangguan febrile kompleks, hemostataik, %askular, dan hematologis pada syok septik parah. $eberapa komponen humoral penting, seperti sitokin, pelengkap dan mediator inflammasi lainnya disebutkan di bawah ini.
Sistem pelengkap memediasi jeram (cascade reaksi pertahanan dari in%asi mikroba. &roduk pelengkap yang dihasilkan disini bersifat %asoaktif dan kemotaktis. /alur klasik diinisiasi oleh kompleks antigen+antibodi, sedangkan jalur alternatif dapat langsung diaktifkan oleh produk mikroba. 4edua jalur menghasilkan fragmen opsonik * dan keduanya menghasilkan *a dan 6a, yang menginduksi permeabilitas %askular. 6a juga sangat kemotaktis, dan meningkatkan adhesi neutrofil+endotel dengan meningkatkan ekspresi permukaan molekul adhesi neutrofil.
1nterleukin+' adalah sitokin polipeptida yang awalnya diisolasi dari makrofag teraktifasi, walaupun dihasilkan oleh banyak jenis sel. &roduksi in %itro 10+' dapat distimulasi oleh endotoksin, kompleks imun, toksin, cedera jaringan, dan berbagai proses inflammasi. 1katan 10+' dengan sel+sel endotel menghasilkan (' sintesis dan penambahan jumlah molekul adhesi permukaan, sehingga menstimulasi peningkatan adhesi leukosit ()
sintesis dan pelepasan prostaglandin 1), %asodilator potent dan inhibitor aggregasi platelet (*
sintesis &A# dan (; peningkatan sifat+sifat sel endotel prokoagulan, yang membawa trombogenik dengan potensi endotelium. 10+' menginduksi respon fase akut sistemik terhadap inflammasi, termasuk demam dan pelepasan neutrofil, A3, dan kortikosteroid ke dalam sirkulasi. 2ndotoksin mempercepat pelepasan 10+5 dari makrofag dan sel+sel endotel. 10+5 memicu akti%asi dan akumulasi neutrofil, menambah proliferasi sel , dan bertindak sebagai sel helper untuk akti%asi sel dan $. 10+C bersifat kemotaktis untuk neutrofil dan limfosit dan menginduksi inflikstrasinya ke dalam jaringan.
umor necrosis factor+-, seperti 1l+', merupakan produk makrofag terstimulasi yang menginduksi efek biologis yang penting dalam fase akut inflammasi. N#- juga merupakan penginduksi potent efek hemoinamik syok sepsis (seperti hipotensi, penurunan resistensi
%askular, peningkatan detak jantung, dan peningkatan p3 dara h. 10+' dan N#+- merupakan mediator kunci respon inflammasi sistemik, dan juga mediator primer perubahan %askular inflammasi dan reaksi fase akut lainnya. 1#N+E merupakan produk sel+ terakti%asi yang
memicu makrofag melepaskan 10+', N#+-, dan 10+5. 1#N+Emenambah produksi molekul adhesi, mendorong akti%asi dan akumulasi neutrofil, dan meningkatkan akti%itas fagostiknya.
3istamine dan serotonin adalah amine %asoaktif yang menyebabkan %asodilatasi dan meningkatkan permeabilitas %enule. 3istamin terkandung di dalam granula sel+sel mast, basofil dan platelet. &latelet melepaskan histamine dan serotonin saat aggregasi setelah berkontak dengan substras stimulus (contoh. 4olagen yang terekspos atau fragment pelengkap.
&lasma protease meliputi kinin dan sistem pelengkap. &roduk sistem kinin sangat bersifat %asoaktif. #aktor P11A (faktor 3ageman terakti%asi adalah inisiator utama kinin, penggumpalan, dan sistem fibrinolitik yang dihasilkan oleh kontak dengan permukaan reaktif seperti kolagen, membran dasar dan endotoksin. &roduk resultan, kallikrein, faktor P11A, dan plasmin, dapat mengaktifkan faktor 3ageman dengan jalur yang memberi umpan balik
sendiri dan menghasilkan perbesaran stimulus inflammasi awal. bradykinin, produk akhir sistem kinin, meningkatkan permeabilitas %askular dan menyebabkan kontraksi otot halus, dilatasi pembuluh darah, dan nyeri di daerah cedera.
Sistem penggumpalan, yang diakti%asi oleh faktor 3ageman, mengubah fibrinogen menjadi fibrin dengan aksi trombin (lihat juga bab 5. &roses ini menghasilkan fibrinopeptida yang menginduksi peningkatan permeabilitas %askular dan akti%itas kemotaktis leukosit. Sistem fibrinolitik berkontribusi pada inflammasi dengan membentuk plasmin ia mendegradasi fibrin untuk membentuk produk bagi yang dapat memicu permeabilitas, membelah * untuk menghasilkan fragmen *, dan mengaktifkan faktor 3ageman dan menginisiasi pembentukan bradykinin.
&roduk metabolisme asam archidonic meliputi prostaglandin dan leukotrien yang memediasi kerusakan jaringan, pembuluh, dan selular karena inflammasi. !etabolit ini dapat memperbesar efek stimulus inflammasi awal.
DASAR MOLEKULAR UNTUK INTER+ENSI 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. 4etika resusitasi %olume, antibiotik, drainase bedah abses, dan %entilasioksigenasi yang cukup tetap menjadi pijakan pertama terapi, modalitas ini sering terbukti kurang efektif, seperti yang ditunjukan oleh tingginya angka kematian ARDS, !"S#, sepsis, dan syok sepsis. #aktanya, %entilasi dapat menjadi pisau bermata dua, dalam ketidakcukupan paru+paru yang membutuhkan oksigen, hal itu dapat
digunakan oleh neutrofil terakti%asi untuk menghasilkan radikal bebas toksik, yang menyebabkan cedera paru+paru. 4onsekuensinya, peneliti menentukan inter%ensi molekular sebagai dasar pemahaman mereka mengenai elemen+elemen respon inflammasi. arget terapeutik yang tepat yang berhubungan dengan neutrofil cenderung menjadi langkah+ langkah penting dalam memelihara siklus inflammasi (abel 6. arget utama pencegahan potensial dalam siklus adalah (' agen dari inang atau pengin%asi yang menginisiasi dan meningkatkan jumlah kemampuan respon neutrofil (priming () konsekuensi patofisiologis respon pertahanan inang normal melalui reseptor permukaan, termasuk produksi oksidan, pelepasan protease, motilitas, dan adhesi dan (* perekrutan sel+sel inflammasi awal yang
memelihara dan memperbesar siklus inflammasi.
abel 6. &oin+poin potensial inter%ensi dalam siklus inflammasi Agen+agen yang turut campur dalam siklus inflammasi dapat@
• !emblok produksi sitokin atau produk inflammasi lainnya.
• !emblok priming neutrofil dengan mengganggu mediator (contoh, antibodi terhadap
0&S,
N#+-• !emblok reseptor yang menstimulasi neutrofil (contoh, antibodi terhadap D';,
antagonis dengan 6a
• !emblok fungsi+fungsi neutrofil
Adhesi (contoh, antibodi terhadap protein adhesif atau karbohidrat 4emotaksis (contoh, menganggu sitoskeleton atau sinyal
&roduksi oksidan (contoh, fragmen peptida yang memblok kumpulan atau fungsi NAD&3 oksidase
Akti%asi (contoh, menstimulus jalur inhibisi endogen dengan menaikan cA!&
&eningkatan jumlah reseptor (contoh, memblok lalu lintas reseptor dengan kortikosteroid
• !emblok produk+produk neutrofil terakti%asi
Antioksidan untuk menghambat cedera karena radikal bebas
1nhibitor protease untuk melindungi dari produk+produk sekret atau jeram protease !etabolit asam arachidonic yang antagonis dengan proses yang dimediasi reseptor blok yang merekrut sel+sel inflammasi tambahan.
l,)ade A)si a-au Pele(asan Si-,)in
4arena produksi sitokin proinflammasi merupakan langkah penting dalam respon inang terhadap stimulus inflammasi, pemblokan produksi atau aksi sitokin mendapat minat khusus. Antibodi monoklonal terhadap 10+', 10+5, dan 1#N+E dan yang antagonis dengan N#+- dan 10+' telah dihasilkan secara in %itro dan reseptor terlarut terhadap N#+- dan 10+ ' telah memiliki karakteristik, dikloning, dan diproduksi secara masal. 3ewan yang dirawat
dengan antibodi monoklonal terhadap N#+- manusia menunjukan peningkatan ketahanan dan penurunan gangguan fisiologis setelah 0&S atau gangguan bakteri hidup. &ercobaan manusia untuk anti+ N#+- sedang dalam perkembangan.
An-ib,di An-iend,-,)sin
&oin kontrol utama pada pasien sepsis adalah ketersediaan endotoksin untuk priming neutrofil dan pemeliharaan hasil produk makrofag inflammasi. Regulasi jalur pengenalan 0&S telah mendapat minat khusus, baik dalam darah maupun keberadaannya dalam sel. Secara hipotetis, jalur pengenalan dapat dimanipulasi dengan antibodi terhadap endotoksin, 0$&, atau D';. Antibodi terhadap epotope inti 0&S umum dapat (' memberi perlindungan terhadap berbagai bakteri gram+negatif patogen () berikatan dan menginaktifkan endotoksin dari banyak spesies bakteri dan (* menekan atau melemahkan pelepasan sitokin yang diinduksi 0&S. Dalam usaha+usaha sebelumnya, antiserum /6 poliklonal didapat dari relawan manusia yang diimunisasi dengan mutan kasar 2schericia coli yang diinaktif oleh panas. &enelitian pada lebih dari 699 pasien sepsis atau bakteremia gram negatif menunjukan peningkatan mortalitas. Antibodi monoklonal 3a+'A (ento<in dan 26 (Pomen dikembangkan untuk mengenali regio inti 0&S. 3asil 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, efekti%itas pembuangan 0&S, yang dipicu tidak hanya oleh inflammasi tetapi juga pertahanan inang, masih belum jelas.
l,)ade Adhesi
Respon inflammasi dan pertahanan inang tergantung pada sifat adhesif neturofil dan kemampuannya untuk mengekstra%asi dan berakumulasi di daerah inflammasi. Sejumlah strategi sedang dikembangkan untuk meregulasi fungsi adhesif. Strategi ini meliputi (' antibodi dengan mokelul adhesi () molekul adhesi terlarut atau fragmen peptida molekul adhesi yang mempertahankan kemampuannya untuk berikatan, mengenali, dan berinteraksi dengan struktur yang berlawanan dan (* struktur karbohidrat terlarut yang memblok pengenalan protein++Kprotein yang tergantung pada karbohidrat. !olekul obat dasar ini mulai
die%aluasi dalam sejumlah model inflammasi pada hewan. 3asilnya 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. "leh karena itu, rincian molekular mengenai spesifisitas adhesif dan proses akti%asi akan dibutuhkan sebelum obat dapat digunakan dalam kondisi inflammasi
*alur Inhibisi End,!en
Neutrofil memiliki reseptor untuk jalur inhibisi dan rangsangan. /alur rangsangan menggunakan lipid, inositol fosfat, dan kalsium intraselular, bersamaan dengan protein kinase , sebagai messenger kedua. /alur inhibisi menggunakan stimulasi adenylate cyclase yang dimediasi protein = dan cA!&+dependent kinase. $eberapa protein pada neutrofil dapat difosforilasi oleh cA!&+dependent MA+kinase dan calcium+dependent M+kinase. Daerah #osforilasi A kinase dapat mematikan sinyal, daerah kinase dapat menyalakan sinyal. /alur 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. !esin biokimia neutrofil tampaknya diatur dengan kemampuan motile yang dipertahankan bahkan ketika respon oksidan terstimulasi dihambat. Agen farmakologis yang meningkatkan cA!&, seperti inhibitor amp fosfodiesteriase, memiliki kemampuan anti+inflammasi seperti neutrofil, tetapi dapat memiliki efek samping pada jenis sel lainnya. "leh karena itu, masalah utama pendekatan tersebut adalah penargetan agen ke jenis sel yang tepat dan pembatasan efek sistemiknya.
l,)ade Lalu Lin-as Rese(-,r
2fekti%itas =lukokortikosteroid, yang menekan akti%itas selular berspektrum luas, dalam menekan respon inflammasi telah die%aluasi. :alaupun 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. 4ami menjadi tertarik pada mekanisme aksi methyl+prednisolone sodium succinate (!&SS setelah adanya laporan yang menunjukan kegagalan neutrofil yang dirawat dengan !&SS meningkatkan jumlah reseptor formyl peptida dalam respon terhadap stimulasi. &enelitian kami menunjukan bahwa saat !&SS mampu merespon a)F intraselular, mereka tidak menggerakan reseptor
setelah stimulasi oleh 0&S, stimulus priming =!+S#, atau stimulus =+protein+dependent khusus, formyl peptida. 3asil ini membuat kami menge%aluasi ekspresi reseptor adhesi dan fungsinya pada neutrofil yang dirawat dengan !&SS. 4etika distimulasi saat ada !&SS, neutrofil gagal mengekspresikan dan mengaktifkan !ac+'. Sel+sel ini tidah hanya
mengurangi siklus inflammasi, tetapi mengancam kemampuan pertahanan inang, dan berpotensi untuk berkaumulasi di pembuluh darah.
RINGKASAN DAN PERSPEKTIF
$ab ini mendiskusikan peran utama neutrofil dalam cedera inflamasi. 4ami telah mendiskusikan (' inisiasi dan propagasi siklus inflammasi () manifestasi klinis siklus inflammasi yang terlihat pada ARDS, !"S#, dansepsi (* mekanisme dimana neutrofil berpartisipasi dalam siklus inflammasi dan (; target potensial untuk diinter%ensi dalam jalur
neutrofil pada siklus inflammasi. Reperfusi cedera yang berhubungan dengan iskemi myokardial juga melibatkan komplikasi neutrofil serupa dan elemen+elemen inflammasi lokal. &roses inflammasi, apakah dalam ARDS, !"S#, sepsis, atau iskemi, tergantung pada kompleks yang saling mempengaruhi antara sejumlah komponen selular dan humoral yang tersusun sebagai jaringan. 4ami mulai memahami, menge%aluasi dan bahkan mendesain pendekatan rasional untuk terapi dengan memahami dinamika proses yang terlibat dalam jaringan tersebut. erdapat sejumlah masalah dalam pengembangan terupeutik yang menyeimbangkan kebutuhan inang untuk melawan infeksi sambil membatasi inflammasi. erapeutik 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. &ilihan yang ada adalah mengkominasikan terapi dimana produk selular dan jalur akti%asi 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 indi%idual dan populasi harus distratifikasi ketimbang tetap digeneralisir.
