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