Upload
inas-tsurayya
View
245
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
8/15/2019 Terjemah Jurnal - Degradasi Glycocalyx Pada Cedera Iskemia Reperfusi Hepatik
1/35
Terjemah Jurnal
Oleh
Inas Tsurayya Fauziah Lahdimawan
NIM. I1A010028
Pembimbing :
dr. Hariadi, Sp.OG(K)
BAGIAN/SMF OBSTETRI DAN GINEKOLOGI
FK UNLAM/RSUD ULIN
BANJARMASIN
September, 2015
8/15/2019 Terjemah Jurnal - Degradasi Glycocalyx Pada Cedera Iskemia Reperfusi Hepatik
2/35
� � �
8/15/2019 Terjemah Jurnal - Degradasi Glycocalyx Pada Cedera Iskemia Reperfusi Hepatik
3/35
1
Hubungan Mekanisme dan Fisiologis Degradasi Glycocalyx Pada
Cedera Iskemia / Reperfusi Hepatik
Rowan F. van Golen, Megan J. Reiniers, Nienke Vrisekoop, Coert J. Zuurbier, Pim B.
Olthof, Jacco van Rheenen, Thomas M. van Gulik, Barry J. Parsons, dan Michal Heger
Abstrak
Signifikansi: Cedera iskemia / reperfusi (I / R) hepatik adalah efek samping yang
tak dapat dihindari dari operasi besar yang dapat berujung pada kegagalan hepar.
Sebagian besar dari cedera hepar diinduksi iskemia/reperfusi merupakan hasil dari
kelebihan produksi oksigen reaktif dan spesies nitrogen (ROS/RNS), yang
menimbulkan kerusakan parenkim dan peredaran darah kecil. Sebuah struktur yang
sangat rentan terhadap serangan oksidatif dan modifikasi adalah glycocalyx (GCX),
sebuah anyaman dari proteoglikan dan glikosaminoglikan (GAGs) yang menutupi
permukaan endotel luminal dan tempat perlindungan homeostasis mikrovaskuler. ROS
/ RNS-dimediasi penurunan GCX dapat memperburuk cedera iskemia/reperfusi
dengan, misalnya, merangsang vasokonstriksi, memfasilitasi penempelan leukosit, dan
langsung mengaktifkan kekebalan bawaan sel.
Kemajuan saat ini: Percobaan awal menunjukkan bahwa sinusoid hepar
mengandung GCX fungsional yang rusak selama iskemia/reperfusi hepar mencit dan
operasi hepar besar pada pasien. Ada tiga ROS yang memediasi peurunan GCX: radikal
hidroksil, anion radikal karbonat, dan asam hipoklorit (HOCl). HOCl mengkonversi
GAG di GCX menjadi GAG chloramides yang menjadi lokasi spesifik target untuk
mengoksidasi dan mengurangi spesies dan lebih efisien terfragmentasi dari molekul
induk. Selain ROS / RNS, enzim heparanase GAG-degrading bereaksi pada permukaan
endotel untuk melepaskan GCX.
Permasalahan penting: Para GCX tampaknya terdegradasi selama operasi hepar
besar, tetapi penyebab yang mendasari tetap tidak jelas.
Arah Masa Depan: Kontribusi relatif dari berbagai ROS dan RNS intermediet
penurunan GCX in vivo, potensi imunogenik dari penyimpanan fragmen GCX, dan
peran heparanase pada cedera iskemia/reperfusi hepar, semua menuntut penyelidikan
lebih lanjut.
8/15/2019 Terjemah Jurnal - Degradasi Glycocalyx Pada Cedera Iskemia Reperfusi Hepatik
4/35
2
Pengantar
Disfungsi mikrovaskuler mendasari berbagai kondisi umum dan mengancam jiwa,
seperti diabetes, hipertensi, dan cedera iskemia / reperfusi (40, 89, 162). Dalam semua
kasus, sel endotel (EC) yang melapisi mikrovaskularisasi yang diserang dan rusak oleh
oksigen reaktif dan spesies nitrogen (ROS dan RNS, masing-masing) (13, 50, 153) yang
di produksi berlebihan oleh ECs dan beberapa jenis sel kekebalan chemoattracted .
Selain itu, modifikasi ROS / RNS-dimediasi konstituen EC ekstraseluler dan intraseluler
mengubah endotelium ke permukaan proinflamasi melalui respon imun yang
disebarkan, yang berpuncak pada siklus amplifikasi diri dari disfungsi mikrovaskuler
dan cedera jaringan.
Salah satu komponen yang paling sensitive-oksidasi dari ECs adalah glycocalyx
(GCX) (153), yang terdiri dari jaringan proteoglikan (PG), glikosaminoglikan (GAG),
dan glikoprotein yang menutupi permukaan endotel luminal (164). Para GCX
membentuk penghalang fungsional antara darah dan endotelium yang mempertahankan
homeostasis mikrovaskuler dengan mengatur permeabilitas pembuluh darah (150),
tonus pembuluh darah (147), dan leukocyt adherence (129).
Sebagaimana awalnya didemonstrasikan pada model binatang yang mengalami
hiperglikemia dan diabetes tipe II (177), GCX dapat digunakan sebagai alat prognostik
untuk mengukur perjalanan klinis pasien dengan gangguan pembuluh darah,
menggarisbawahi pentingnya GCX (18, 100). Dalam pengaturan bedah, manifestasi dari
disfungsi mikrovaskuler, peradangan, dan stress oksidatif / nitrosatif tampak menonjol
dalam pembedahan hepar yang diinduksi iskemia/reperfusi, yang terjadi selama
transplantasi hepar dan reseksi hepar. Pemulihan hepar selama reperfusi awal diketahui
dapat terganggu oleh cacat mikrovaskuler yang disebabkan oleh vasokonstriksi dan
penyumbatan leukosit (162), yang menghambat oksidasi fosforilasi-dependen dari
tingkat energi (yaitu, adenosin trifosfat [ATP] dan guanosin trifosfat [GTP ]) yang
diperlukan untuk menunjang kebutuhan metabolic yang meningkat pada hepatosit
pasca-iskemik (72). Ini memuncak dalam gelombang awal kematian hepatoseluler dan
pelepasan partikel imunogenik berikutnya dikenal sebagai pola molekul kerusakan
terkait (DAMPs), timbulnya respon imun steril (154), dan peningkatan stres oksidatif /
nitrosative hepar (153). Selama fase reperfusi berikutnya, mikrovaskularisasi bertindak
8/15/2019 Terjemah Jurnal - Degradasi Glycocalyx Pada Cedera Iskemia Reperfusi Hepatik
5/35
3
sebagai rangka biologis untuk penyusunan dan transmigrasi chemoattracted leukosit
yang lebih lanjut melemahkan fungsi hepar sebagai hasil dari produksi ROS / RNS dan
konsekuensi kerusakan parenkim (154).
Banyak dari fenomena yang berkontribusi terhadap hepatopatologi berikut
iskemia/reperfusi dapat ditelusuri kembali kepada hilangnya integritas dan fungsi GCX.
Terlepas dari tegasnya relevansi klinis penurunan GCX (98, 101, 102, 160), fondasi
mekanistik tentang merosotnya GCX di sebagian besar pengaturan patologis masih
kurang dipahami. Dalam tinjauan ini, aspek-aspek berikut akan dibahas dalam konteks
cedera iskemia/reperfusi hepar : hubungan struktur-fungsi GCX, mekanisme penurunan
GCX oleh ROS / RNS, dan konsekuensi inflamasi dari modifikasi oksidatif/nitrosative
pada GCX dalam kaitannya dengan cedera hepar.
Hubungan Struktur-Fungsi GCX
Struktur GCX
Inti dari GCX terdiri dari syndecan dan glypican PGs, yang keduanya memiliki
EC membran-spanning domain (syndecan) atau terhubung ke endotel melalui pembawa
glikosil phosphepardylinositol (glypican) (124, 164). Para PG membentuk kekuatan
yang solid dimana rantai samping GAG terikat secara kovalen. GAG adalah
polisakarida panjang terdiri dari pasangan tetap monosakarida yang berselang-seling.
Sedangkan glypicans secara eksklusif diganti dengan heparan sulfat (HS), syndecans
membawa kedua sisi rantai HS dan chondroitin sulfat (CS), hasi dari rasio HS ke CS di
GCX adalah * 4: 1 (116). Meskipun demikian, GAG selalu menempel pada urutan asam
amino yang sama dalam inti PG, dimana berulangnya serin-glisin terletak di wilayah
yang kaya akan keasaman asam amino (174, 175).
8/15/2019 Terjemah Jurnal - Degradasi Glycocalyx Pada Cedera Iskemia Reperfusi Hepatik
6/35
4
Gambar 1. Struktur GCX. GCX terdiri dari syndecan dan PG glypican yang berlabuh di
membran sel endotel. Panjang sulfat GAG (HS [hijau] dan CS [oranye]) rantai samping
yang kovalen melekat pada core PG. Non sulfat GAG HA (merah) tidak terikat dengan
PG tetapi melekat pada GCX dan langsung menghubungkan rantai CS atau reseptor
permukaan endotel seperti CD44 (tidak ditampilkan). CS, kondroitin sulfat; GAG,glikosaminoglikan; GCX, glycocalyx; HA, asam hyaluronic; HS, heparan sulfat; PG,
proteoglikan.
Pola percabangan GAG diatur ketat oleh glycosyltransferase dan sulfotransferase
(17, 36). Pertama, sebuah tetrasaccharide (xylose-galaktosa-galaktosa glukuronat asam)
yang terkonjugasi dengan serin di PG (17, 36), yang diikuti dengan penambahan baik
N-asetilglukosamin (GlcNAc) atau Nacetylgalactosamine (GalNAc) ke asam glukuronat
(GluA) dari tetrasaccharide tersebut, meyebabkan timbulnya, masing-masing, HS atau
CS (Gambar. 2). Ketika rantai telah memanjang, HS dan CS mengalami modifikasi
pasca-translasi, termasuk deasetilasi berurutan dan sulfasi dari kelompok amino
GlcNAc (HS) dan variabel O-sulfasi dari GlcNAc dan cincin GluA (HS dan CS,
Gambar. 2) (17, 36). Untuk menambah kompleksitas, GluA dari HS dan CS dapat
dikonversi menjadi asam iduronic (IduA) oleh glucuronyl C-5 epimerase (79).
GAG penting lainnya dari GCX adalah asam hialuronat (HA), yang memiliki
struktur yang lebih seragam dan dibangun dari GlcNAc-GluA tersubstitusi berulang
(Gbr. 2). Berbeda dengan HS dan CS, HA tidak terkait dengan inti PG melainkan masuk
8/15/2019 Terjemah Jurnal - Degradasi Glycocalyx Pada Cedera Iskemia Reperfusi Hepatik
7/35
8/15/2019 Terjemah Jurnal - Degradasi Glycocalyx Pada Cedera Iskemia Reperfusi Hepatik
8/35
6
tidak sepenuhnya dipahami. Dalam hal tersebut, hanya penurunan satu menit ketebalan
GCX diamati di pembuluh darah otot cremaster dari syndecan-1 tikus yang mati (127),
terlepas dari fakta bahwa syndecan-1 dianggap permukaan EC PG paling dominan pada
jenis tikus liar (124 ).
Fungsi GCX
Fungsi pelindung dari GCX berasal dari karakteristik fisik maupun kimia.
Berkaitan dengan yang sebelumnya, lebar GCX sangat melebihi antar molekul adhesi 1
(ICAM-1), reseptor sinusoidal penting bagi leukosit (93) dan trombosit (66). ICAM-1
hanya mencakup 18,7 nm dari permukaan endotel (139), yang menjelaskan mengapa
leukosit dan trombosit umumnya tidak hancur pada endothelium yang tidak terganggu
dan tidak meradang. Dengan demikian, adherence trombosit (157) dan leukosit (88,
129) sangat ditingkatkan dalam situasi patologis di mana GCX terganggu. Domain
sitosol dari cakupan-membran syndecans juga berkontribusi terhadap fungsionalitas
GCX melalui konektivitas mereka dengan sitoskeleton aktin EC (147). ECs
menggunakan koneksi ini untuk menerjemahkan informasi yang berkaitan dengan
hambatan plasma pada tips luminal mereka, yang disampaikan oleh syndecan, untuk
produksi oksida nitrat (NO) oleh endotel nitrat oksida sintase (eNOS) (38), sehingga
memproporsi tonus pembuluh darah untuk kebutuhan perfusi.
Adapun bagi atribut kimia dari GCX, tingginya derajat sulfasi HS / CS dan
terdeprotonasinya GAG asam karboksilat pada pH fisiologis (163) mengirim muatan
negatif bersih di GCX, yang, dalam kombinasi dengan molekul berdensitas tinggi dari
GCX, memungkinkan GCX untuk menyerap atau meniadakan makromolekul plasma
berdasarkan kedua biaya dan ukuran. Molekul seperti-saringan milik GCX ini
mengontrol tekanan onkotik plasma koloid sehingga menghasilkan pertukaran cairan
antara (mikro) sirkulasi dan ruang interstitial. Fungsi penghalang dari GCX,
bagaimanapun, mudah terganggu. Memperfusi arteri ginjal tikus dengan larutan natrium
klorida hipertonik untuk menggantikan hanya protein nonkovalen terikat dari GCX
memicu peningkatan pesat dalam permeabilitas endotel, yang akhirnya menyebabkan
proteinuria (42). Pengamatan bahwa GCX mempertahankan penghalang filtrasi endotel
8/15/2019 Terjemah Jurnal - Degradasi Glycocalyx Pada Cedera Iskemia Reperfusi Hepatik
9/35
8/15/2019 Terjemah Jurnal - Degradasi Glycocalyx Pada Cedera Iskemia Reperfusi Hepatik
10/35
8
rentang interkuartil 0,329 mm (Gambar. 4A-D). The GCX tampak absen di tempat yang
lebih besar (Gambar. 4E-G), yang cocok dengan kurangnya ekspresi HA di venula tikus
pasca-sinusoidal yang sebelumnya telah dilaporkan (83). Ukuran GCX yang ditetapkan
dalam penelitian ini lebih rendah dari yang dilaporkan untuk GCX dari paru atau kapiler
otot kremaster. Selain itu, ukuran GCX tampaknya sangat berfluktuasi antara pembuluh
hepatik yang berbeda (Gambar. 4D). Variasi ini mungkin terkait dengan fakta bahwa
GAG didistribusikan secara heterogen ke seluruh sinusoid (Tambahan Gambar. S1),
yang mungkin telah melekat pada sifat diskontinu dari endotelium sinusoidal (136).
Gambar 3.
Skema representasi degradasi GCX selama cedera hepar I / R. GCX utuh
(ditunjukkan di sebelah kiri) mempertahankan homeostasis pembuluh darah, dengancara, misalnya, mencegah adheren leukositn (lihat bagian fungsi GCX). Selama
reperfusi, produksi ROS / RNS (hijau) oleh SEC dan leukosit (misalnya, monosit,
neutrofil) dan pelepasan heparanase oleh SEC (kuning) bisa menyebabkan degradasiGCX. Hilangnya GCX tidak hanya membuat fungsi pelindung dari GCX tidak bekerjatetapi juga mengaktifkan sistem kekebalan tubuh (ditunjukkan di sebelah kanan).
Peredaran fragmen GCX dapat dideteksi oleh reseptor imun pada permukaan sel
Kupffer dan SEC, sehingga membuat produksi mediator proinflamasi seperti TNF-a
(lihat Konsekuensi properadangan bagian Degradasi GCX). I / R, iskemia / reperfusi;
RNS, spesies nitrogen reaktif; ROS, spesies oksigen reaktif; SEC, sel endotel
sinusoidal; TNF-a, tumor necrosis factor alpha.
8/15/2019 Terjemah Jurnal - Degradasi Glycocalyx Pada Cedera Iskemia Reperfusi Hepatik
11/35
9
8/15/2019 Terjemah Jurnal - Degradasi Glycocalyx Pada Cedera Iskemia Reperfusi Hepatik
12/35
10
Gambar 4. Intravital mikroskop dua-foton dari GCX hepar pada tikus. (A-C)
Menampilkan sinusoid hepar divisualisasikan oleh intravital mikroskop dua-foton pada
C57BL / 6 tikus jantan (N = 2) diikuti infus intravena netral 40-kDa Texas Red-dekstran[(A), fluoresensi merah] dan anionik 150-kDa FITC-dekstran [(B), fluoresensi hijau].
Lapisan dari (A) dan (B) ditunjukkan dalam (C). Diameter kolom fluoresensi
ditampilkan dalam insets yang sesuai dengan daerah yang digambarkan oleh garis
putus-putus. Lantaran pewarna netral lebih kecil (merah) menembus ke dalam GCX,
sedangkan pewarna yang lebih besar dan anionik (hijau) dieksklusi oleh GCX (159),
lebar GCX per pembuluh darah dapat diukur dengan mengurangi diameter FITC ( hijau)
kolom fluoresensi dari diameter Texas Red (merah) kolom fluoresensi dan membagiangka ini dengan 2. Inset dalam (A) menunjukkan pengukuran representatif dari kolom
fluoresensi Texas Red, yang ditumpangkan pada kolom fluoresensi FITC persis di posisi yang sama (B) untuk memberikan gambar komposit di (C), mengungkapkan
perbedaan diameter yang paling mungkin disebabkan FITC-dekstran dieksklusi olehGCX. Lebih lanjut diilustrasikan dalam overlay (C), di mana tampak bahwa sinusoid
hepar dilapisi oleh fluoresensi merah (panah), dan kembali menunjukkan bahwa
pewarna hijau tidak menembus ke dinding pembuluh darah karena adanya spasial
eksklusi oleh GCX. (D) Menunjukkan lebar GCX yang dihitung untuk 44 daerah,
menghasilkan ukuran GCX median 0,193 mm (kisaran interkuartil = 0,329 mm). Error
bar (ditampilkan dalam warna merah) juga mewakili median dan interkuartil jangkauan.
Hasilnya divalidasi oleh pengamat yang buta dengan desain eksperimental (Tambahan
S2 Gambar.). (E-G) Menunjukkan bahwa perbedaan lebar antara dua kolom fluoresensi
tampaknya tidak terdapat di venula pasca-sinusoidal, menyiratkan bahwa GCX hanya
terdapat dalam sinusoid. Prosedur pencitraan intravital dijelaskan secara rinci dalam
data Tambahan. FITC, isothiocyanate fluorescein.
ROS dan RNS pada cedera I / R hepatik
Cedera I / R hepatik dapat dikategorikan menjadi tiga tahap yang berbeda sesuai
dengan lokasi yang paling banyak memproduksi ROS / RNS selama periode reperfusi
(153). Pada fase hiperakut (* 0-30 menit reperfusi), hepatosit melanjutkan kembali
fosforilasi oksidatif dalam upaya untuk mengembalikan tingkat energi (72), sehingga
memicu ledakan produksi ROS mitokondria (87, 91). Sel-sel yang tidak mampumengatasi pembentukanROS mitokondria yang berlebihan dan yang gagal untuk
mengisi cadangan ATP mereka sebagian besar menjadi nekrosis (57), yang
mengakibatkan kebocoran konten seluler ke dalam sirkulasi. Konten yang bocor berisi
DAMPs yang memperingatkan sistem kekebalan tubuh dari kerusakan jaringan (yang
akan datang) (151). Selanjutnya, DAMPs memulai fase kedua reperfusi (* 30 menit-6
jam, fase akut) dengan merangsang makrofag di hepar (sel Kupffer [KCs]) untuk
menghasilkan ROS / RNS dan melepaskan sitokin dan kemokin proinflmasi (151).
8/15/2019 Terjemah Jurnal - Degradasi Glycocalyx Pada Cedera Iskemia Reperfusi Hepatik
13/35
11
Alhasil, respon imun steril yang dipicu menandai fase reperfusi ketiga (* 6-24 jam, fase
kronis), di mana leukosit chemoattracted menyelesaikan sebagian besar produksi ROS /
RNS (153), menempatkan GCX pada peningkatan risiko penurunan oksidatif /
nitrosative. Untuk gambaran yang lebih rinci tentang peran ROS / RNS dalam
patofisiologi cedera I / R hepatik, pembaca diarahkan kepada tinjauan terbaru (56, 153,
173).
Modifikasi Oksidatif dan Nitrosative dari GCX
Walaupun buktinya terbatas, hubungan kausal antara produksi ROS / RNS dan
penurunan GCX telah dilaporkan. Dalam kapiler otot kremaster tikus yang mengalami I
/ R, kehilangan akut (
8/15/2019 Terjemah Jurnal - Degradasi Glycocalyx Pada Cedera Iskemia Reperfusi Hepatik
14/35
12
relevan secara biologis yang secara langsung menginduksi pemotongan rantai GAG,
meskipun melalui rute yang berbeda: radikal hidroksil (.OH), anion radikal karbonat
(CO3.-), dan asam hipoklorit (HOCl). Ketiga spesies terdiri dari derivat sekunder dan /
atau tersier dari pola oksidan O2.- dan NO
. (Gambar. 5). Produksi dari OH dan CO3-
diawali dengan pembentukan anion peroxynitrite (ONOO-), yang dihasilkan dalam
reaksi difusi-dikendalikan antara O2 dan NO dan seimbang dengan asam peroxynitrous
asam konjugasinya (ONOOH) (pKa = 6,8) pada pH fisiologis (Gbr. 5). Sedangkan
CO3- (bersama-sama dengan nitrogen dioksida [NO2]) dibentuk dalam reaksi antara
ONOO- dan karbon dioksida (CO2) (31, 46), OH dihasilkan melalui pembelahan
homolitik dari ONOOH (14). Mengingat bahwa keseimbangan ONOO- / ONOOH
bergeser ke arah pada pH fisiologis dan CO2 yang tersedia secara bebas, dekomposisi
ONOO- / ONOOH harus menyokong pembentukan CO3 lebih dari OH selama cedera I
/ R hepatik. Atau, OH dapat diproduksi dalam reaksi antara O2 dan myeloperoxidase
(MPO)-derivat HOCl (lihat bagian Nonresident Leukosit) (114) atau melalui reaksi
Fenton yang melibatkan H2O2 dan besi ferrous (Fe2 +) (37) (Gambar. 5). Namun,
reaksi yang terakhir, kemungkinan besar merupakan rute yang kurang signifikan untuk
produksi OH dalam sistem biologis karena besi biasanya beredar sebagai besi ferri (Fe3
+) dalam keadaan transferin terikat yang mencegahnya berpartisipasi dalam reaksi
logam-katalis (45). Namun demikian, pelepasan transisi logam redoks-aktif (TM, yaitu,
Fe2 + dan Cu +) dari penyimpanan protein terikat yang beredar seperti ferritin (16),
hemoglobin (81), dan ceruloplasmin (140) telah diamati di pengaturan stress berat
oksidatif / nitrosative. Karena ion TM bebas mengikat secara elektrostatis ke GCX (11),
mereka bisa memediasi dekomposisi GCX dengan cara bereaksi secara lokal dengan
H2O2 untuk membentuk OH. Berbeda dengan oksidan tersebut, HOCl diproduksi
secara enzimatik dalam reaksi antara MPO dan H2O2 (24, 70, 103). Karena neutrofil
merupakan sumber utama dari MPO, HOCl terutama diproduksi dalam fase kronis
cedera I / R (lihat ROS dan RNS dalam bagian cedera I / R hepatik).
8/15/2019 Terjemah Jurnal - Degradasi Glycocalyx Pada Cedera Iskemia Reperfusi Hepatik
15/35
8/15/2019 Terjemah Jurnal - Degradasi Glycocalyx Pada Cedera Iskemia Reperfusi Hepatik
16/35
14
scattering (MALLS) telah digunakan untuk mengukur perubahan massa molekul HA
polydispersed berikut paparan radikal. Dengan teknik ini, efisiensi fragmentasi HA 52%
dan 20% dihitung untuk, masing-masing, OH dan CO3- (6). Pada penelitian setelahnya,
efisiensi fragmentasi lebih rendah dari 32% dan 11% ditemukan untuk? OH dan CO3-
(Tabel 1), masing-masing, yang bisa dihubungkan dengan massa molekul HA yang jauh
lebih rendah yang digunakan (132). Analisis kinetik di eksperimen denyutan radiolisis
mengungkapkan bahwa CO3- bereaksi dua atau tiga kali lipat lebih lambat daripada
sebagian besar tingkat difusi yang dikendalikan yang ditemukan untuk OH (6, 133).
Perbedaan besar ini menunjukkan bahwa OH bersifat acak dalam serangannya terhadap
HA, dimana memiliki 11 lokasi potensial hidrogen abstraksi (H-abstraksi), dan bahwa
CO3- dalam serangannya lebih lokasi-selektif (6).
Fragmentasi dari HA dan GAG lainnya juga telah diteliti oleh Kennett dan Davies
menggunakan elektron resonansi paramagnetik (EPR) spektroskopi dan sensitive
polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) (65).
Menggunakan radiasi ion untuk menghasilkan radikal bebas, mengesankan bahwa
CO3- dan OH bereaksi dengan cara yang spesifik untuk menghasilkan HA fragmen
dalam pola tangga. Pada gel PAGE pewarnaan alcian biru / perak, setiap jalur
dipisahkan dari jalur disampingnya dengan jarak setara dengan massa molekul HA
disakarida berulang (65), sehingga meniru tindakan dari enzim hyaluronidase degradasi
HA. Karena hubungan nonlinear antara ukuran fragmen dan pewarnaan alcian biru /
perak, tidak ada efisiensi fragmentasi dapat dihitung (65). Dalam studi yang sama,
eksperimen penangkapan jalinan EPR memberikan bukti pembentukan C-4 radikal pada
bagian GluA dengan pemotongan selanjutnya dari GAG radikal sebagai rute utama
untuk HA fragmentasi (65). Berbeda dengan HA, heparin bermuatan berat, yang
berfungsi sebagai model GAG untuk HS, terbukti sangat tahan terhadap degradasi oleh
OH dan CO3-, menunjukkan efisiensi fragmentasi hanya 8% dan 6%, masing-masing
(132) (Tabel 1).
Studi radiasi ion tersebut telah meluncurkan dua isu penting mengenai oksidasi
GAG oleh radikal bebas. Yang pertama melibatkan kemungkinan selektivitas serangan
oleh OH dan CO3- yang jelas dari pola tangga diamati pada gel PAGE pewarnaan
Alcian biru / perak (65) tanpa pewarnaan gel Alcian biru (6, 132). Ini mungkin
8/15/2019 Terjemah Jurnal - Degradasi Glycocalyx Pada Cedera Iskemia Reperfusi Hepatik
17/35
15
disebabkan oleh perbedaan metode pewarnaan atau pengurangan sampai batas
degradasi, dalam studi terakhir, yang akan membuat pola tangga sulit untuk dideteksi.
Untuk menjelaskan fragmentasi GAG tipe-tangga, kiranya, reaksi pembentukan C-4
radikal sebelumnya dan pemotongan rantai GAG berikutnya harus memiliki
kemungkinan yang sama untuk kedua OH dan CO3-, yang dipertanyakan mengingat
perbedaan reaktivitas kedua spesies terhadap GAG (6, 133). Isu kedua adalah efek dari
muatan GAG pada efisiensi fragmentasi dan selektivitas serangan radikal. Efisiensi
fragmentasi rendah untuk reaksi antara OH dan CO3- dan heparin dapat mendukung
baik serangan yang sangat selektif atau efek dari mutan pada proses pembelahan setelah
pembentukan GAG radikal. Kedua fenomena mungkin juga berlaku (lihat juga
Modifikasi dan Fragmentasi GAG pada bagian Oksidan yang mengandung halogen
nonradikal).
Namun, tidak semua radikal biologis relevan yang menginduksi rantai GAG
menjadi rusak. Dalam studi fotolisis kilatan laser (dilakukan pada pH = 8,5), reaksi
antara O2 dan HA atau heparin hanya menunjukkan dismutasi O2, menyiratkan sangat
rendah atau tidak adanya reaktivitas O2 menuju GAG ini (109). Studi fragmentasi
berikutnya menegaskan kurangnya reaktivitas dan ragmentasi GAG (secara langsung)
oleh O2 (132). Demikian pula, NO2 yang dihasilkan melalui radiasi ion tidak
menginduksi fragmentasi HA, CS, atau heparin yang dinilai oleh PAGE (65, 132). NO2
adalah oksidan lemah (28), oleh karena itu konstanta rata-rata untuk reaksi dengan GAG
diperkirakan akan rendah, khususnya yang berkaitan dengan H-abstraksi. Harus dicatat
bahwa reaksi antara NO2 dan GAG yang dilanjutkan secara eksklusif melalui jalur non-
fragmentasi tidak bisa dikesampingkan.
Reaksi ONOO-/ONOOH dengan HA telah dipelajari menggunakan teknik
mengalir-tidak megalir dikombinasikan dengan GPC / MALL untuk mengukur
perubahan dalam distribusi massa molekul HA. Disimpulkan bahwa fragmentasi yang
dimediasi oleh ONOOH-TURUNAN OH, yang menyumbang 5% dari total konsentrasi
ONOO-/ONOOH. Atau, ONOOH mungkin memfragmentasi HA secara langsung (5).
Sebuah studi belakangan menunjukkan bahwa kedua pra-sintesis ONOO-/ONOOH dan
3-morpholinosydnonimine (SIN-1) (yang menghasilkan peroxynitrite in situ) bereaksi
dengan HA, CS, HS, dan heparin dan menghasilkan pola tangga dalam percobaan
8/15/2019 Terjemah Jurnal - Degradasi Glycocalyx Pada Cedera Iskemia Reperfusi Hepatik
18/35
16
PAGE , khususnya pada kasus HS dan CS. Penelitian ini juga menegaskan partisipasi
dari kedua OH dan ONOOH tetapi tidak ONOO- dalam proses fragmentasi (65).
Tabel 1. Efisiensi fragmentasi glikosaminoglikan
• NO2 and O2 tidak secaara langsung menginduksi fragmentasi GAG karenanya tidak dimasukkan ke dalam tabela Tingkat kombinasi untuk oksidasi dan reaksi subtitusi
b Dihitung dari penambahan efisiensi fragmentasi diikuti subtitusi GAG oleh HOCl, mengambil tingkat subtitusiGAG ke dalam akun. Lihat referensi untuk rincian. NO2, nitrogen dioxide; OH, hydroxyl radical; CO3 carbonate radical anion; GAG, glycosaminoglycan; HA,
hyaluronic acid; HA-Cl, hyaluronic acid chloramide; Hep, heparin; Hep-Cl, heparin chloramide; HOCl, hypochlorous
acid; O2, superoxide anion.
Modifikasi dan fragmentasi GAG oleh oksidan yang mengandung halogen
nonradikal
Mekanisme dari modifikasi dan fragmentasi GAG oleh HOCl lebih kompleks dari
yang dijelaskan di atas karena kedua substitusi dan reaksi redoks yang terlibat. HOCl
memiliki pKa 7.59 (86, 167) dan hal tersebut (kurang-lebih) dalam keseimbangan
dengan pH fisiologis anion yang terdapat pada OCl-. Dalam studi sebelumnya pada pH
= 7,4, itu menunjukkan bahwa substitusi dari proton GAG amino oleh klorin untuk
membentuk chloramines dan chloramides membentuk reaksi dominan antara HOCl /
OCl- dan GAG (118, 119, 121). Namun, HOCl dan OCl- juga mampu memulai reaksi
oksidasi, yang secara langsung bisa menginduksi fragmentasi GAG.
Dalam penelitian baru-baru ini, reaksi HOCl / OCl- dengan HA dan heparin
dipelajari sebagai fungsi dari pH (pH = 6,5-8,5) (4). Spektral, hasil chloramide, dan
pengukuran kinetik menunjukkan perilaku yang berlawanan secara tajam dengan
meningkatkan pH untuk heparin dan HA. Untuk HA, substitusi adalah proses yang
dominan untuk kedua HOCl dan OCl-, dengan hasil chloramide 100% dari seluruh
rentang pH. Untuk heparin bermuatan negatif, hasil chloramide adalah 94% pada pH =
8/15/2019 Terjemah Jurnal - Degradasi Glycocalyx Pada Cedera Iskemia Reperfusi Hepatik
19/35
17
6,5 tetapi hanya 60% pada pH = 8,5. Oleh karena itu ditetapkan bahwa kelompok O-
dan N-sulfat di heparin menghambat substitusi reaksi, terutama pada kasus OCl- pada
pH yang lebih tinggi, meningkatkan laju oksidasi. Selain itu, pada rasio tinggi
HOCl:HA, menunjukkan bahwa HOCl bereaksi dengan pembentukan chloramides HA
tapi tidak dengan chloramides heparin. Terlepas dari kapasitas untuk mengoksidasi
GAG secara langsung, efisiensi fragmentasi HA dan heparin oleh HOCl / OCl- adalah
8/15/2019 Terjemah Jurnal - Degradasi Glycocalyx Pada Cedera Iskemia Reperfusi Hepatik
20/35
18
Untuk mengidentifikasi reaksi produk yang terbentuk pada pengurangan
chloramides GAG, radiolisis denyut nadi digunakan untuk mengekspos chloramides HA
dan heparin untuk mengurangi formasi radikal dan elektron terhidrasi (133). Seperti
dijelaskan untuk O2, yang chloramides GAG cepat diubah menjadi radikal berpusat
nitrogen-oleh radikal format dan elektron terhidrasi. Spektrum penyerapan produk
reaksi adalah sama untuk kedua GAG dan konsisten dengan serangan awal pada bagian
N-Cl, akhirnya menghasilkan pembentukan C-2 radikal pada cincin GlcNAc (133).
Berbeda dengan laporan sebelumnya (117), tidak ada bukti untuk pembentukan C-4
radikal pada GluA bagian yang berdekatan berikut pengurangan chloramide oleh
formasi radikal atau elektron terhidrasi (133).
Dalam studi radiolisis denyut nadi yang sama (133), OH ditunjukkan bereaksi
dengan cepat, mungkin melalui H-abstraksi, dengan chloramid GAG pada konstanta
rata-rata k≈ 2,2x108 M
-1.s
-1 (HA) dan k≈ 1,6x10
8 M
-1.s
-1 (heparin). Tidak ada bukti
preferensi untuk kelompok N-Cl dibandingkan dengan bagian lain serangan. CO3-,
yang memiliki potensi oksidasi rendah daripada OH, bereaksi lebih lambat dengan
chloramides GAG dibanding OH (k≈ 1,0x105 M
-1.s
-1 untuk HA chloramide dan k≈
8,0x104 M-1.s-1 untuk chloramide heparin), tetapi lebih cepat dibandingkan dengan GAG
tersubstitusi (k≈ 3,5x104 M-1.s-1 untuk HA dan k≈ 5,0x104 M-1.s-1 untuk heparin). Oleh
karena itu dinyatakan bahwa kelompok N-Cl pada HA tersubstitusi dan heparin
pengganti membentuk target lebih menarik untuk mengurangi spesies (O2) serta
oksidan CO3- dibanding kelompok NH.
Efek dari temuan ini pada efisiensi GAG fragmentasi selanjutnya diteliti
menggunakan radiasi ion dalam kombinasi dengan PAGE dan GPC / MALL (132).
Terlepas dari kurangnya selektivitas, baik chloramide heparin dan HA yang lebih efisien
terfragmentasi oleh OH dari molekul induk tersubstitusi (132) (Tabel 1). Peningkatan
efisiensi ini dijelaskan oleh fakta bahwa kelompok N-Cl, meskipun tidak target disukai,
menimbulkan (hampir) 100% fragmentasi GAG yang efisien ketika teroksidasi oleh OH
(Tabel 1). Demikian pula, peningkatan efisiensi fragmentasi ditemukan ketika CO3-
bereaksi dengan heparin dan HA chloramides versus senyawa induk tak tersubstitusi
(132) (Tabel 1). CO3- bereaksi secara istimewa dengan kelompok N-Cl (lihat di atas)
dan fragmen HA dan chloramides heparin pada efisiensi 100% dan 29%, masing-
8/15/2019 Terjemah Jurnal - Degradasi Glycocalyx Pada Cedera Iskemia Reperfusi Hepatik
21/35
19
masing (Tabel 1). Abstraksi dari atom klorin dari N-Cl oleh CO3- akan menghasilkan
pembentukan nitrogen berpusat radikal yang akan, setidaknya sebagian, mengatur ulang
ke C-2 radikal pada bagian GlcNAc atau C-4 radikal pada bagian GluA, seperti yang
diusulkan sebelumnya (117) (Gambar. 6). Radikal ini bisa menginduksi pemotongan
rantai GAG dengan bereaksi dengan O2 untuk membentuk intermediet radikal peroksi,
yang terurai menurut mekanisme yang dijelaskan di tempat lain (117, 118).
Sehubungan untuk mengurangi spesies, elektron terhidrasi memfragmentasi HA
chloramide dan heparin chloramide pada efisiensi 100% dan 25%, masing-masing
(132). Mengingat efisiensi fragmentasi lebih rendah untuk chloramides heparin,
diusulkan bahwa kelompok sulfat bermuatan di heparin mengubah C-2 radikal yang
terbentuk setelah pengurangan chloramide (117, 118, 133) menuju rute dekomposisi
nonfragmentasi (132) (Gambar . 6). Agen pereduksi O2 yang lebih lemah tidak
menyebabkan fragmentasi baik pada chloramide HA maupun heparin, meskipun
reaktivitas telah ditunjukkan sebelumnya (109). Diduga bahwa O2 mengurangi
chloramide untuk nitrogen dengan pusat radikal yang kemudian bereaksi dengan
oksigen untuk menghasilkan spesies nitroxideyang stabil (ditunjukkan secara tentatif
pada Gambar 7).
Kesimpulannya, tampaknya HOCl / OCl- dapat merusak GCX dengan
membentuk chloramides GAG yang menjadi target spesifik untuk CO3- dan O2 dan
secara efisien terfragmentasi oleh kedua CO3- dan OH. Bukti yang disajikan di sini juga
menunjukkan bahwa GAG sulfat seperti heparin dan HS lebih tahan terhadap
fragmentasi oleh ROS / RNS dibanding HA yang tidak bermuatan.
8/15/2019 Terjemah Jurnal - Degradasi Glycocalyx Pada Cedera Iskemia Reperfusi Hepatik
22/35
20
Gambar 6. Kemungkinan nasib molekular nitrogen-centered (aminyl) radikal yang
terbentuk pada oksidasi atau reduksi chloramides GAG. Nitrogen-centered radikal berumur pendek dan menyusun ulang lewat intramolekular proton transfer ke salah satu
(jalur kiri) C-2 radikal pada bagian GlcNAc atau C-4 radikal pada bagian GluA (jalur
kanan). Kedua radikal dapat menyusun ulang melalui jalur non fragmentasi atau
menginduksi GAG. Kepentingan relatif dari masing-masing jalur lebih rinci dalam
Modifikasi dan Fragmentasi GAG oleh Non Radikal Mengandung Halogen bagian
Oksidan. Nasib C-2 dan C-4 radikal juga dibahas dalam Ref. (117, 118, 132, 133).
Sumber dari ROS dan RNS
Terjadinya degradasi pada GCX, ROS/RNS harus dalam terbentuk langsung
disekitar permukaan endotelial. Sejak GCX didegradasi utama oleh OH2CO3 dan
HOCL, ketersediaan dari pola oksidan O2 dan NO atau kombinasi dengan kehadiran
H2O2 dan MPO diperlukan untuk kerusakan GCX yang dipicu ROS/RNS. Mengingat
pergeseran lokasi produksi ROS / RNS dengan meningkatnya waktu reperfusi (lihat
ROS dan RNS di Hepar I / R bagian cedera), sumber-sumber awal GCX yang mengenai
8/15/2019 Terjemah Jurnal - Degradasi Glycocalyx Pada Cedera Iskemia Reperfusi Hepatik
23/35
21
ROS / RNS cenderung menjadi ECs dan KCs selama fase reperfusi akut. Setelah respon
inflamasi diaktifkan oleh KCs, ROS / RNS memproduksi leukosit yang bermigrasi ke
hepar dan tak berdiam di mikrovaskular, di mana mereka memberikan oksidan/ radikal
kedua ke GCX selama fase reperfusi kronis.
Sel Kupffer. Karena pasokan terutama hepar adalah darah yang kaya patogen
melalui saluran portal, sirkulasi mikro hepar penuh dengan KCs yang memantau aliran
darah untuk tanda-tanda bahaya. Meskipun program bawaan untuk mendeteksi mikroba,
KCs juga diaktifkan oleh sinyal bahaya endogen (yaitu, DAMPs) yang dilepaskan ke
dalam sirkulasi selama kondisi peradangan steril, seperti cedera hepar (84, 148). Setelah
aktivasi, KCs mengumpulkan fagosit NADPH oksidase (NOX2) dan mengurangi
oksigen ke O2- untuk membunuh dan / atau mencerna materi fagosit (33, 76).
Pengumpulan NOX2 cepat dan bergantung pada penglokasian kembali fosforilasi
prasintesis subunit (p40, p47phox, p67phox, dan Rac) ke membran plasma (48, 49,
131).
8/15/2019 Terjemah Jurnal - Degradasi Glycocalyx Pada Cedera Iskemia Reperfusi Hepatik
24/35
22
Gambar 7. Usulan mekanisme untuk reaksi O2•- dengan chloramides GAG. Reduksi
chloramide awalnya menghasilkan nitrogen-centered (amidyl) radikal (kanan atas) yang
kemudian bereaksi dengan O2 untuk membentuk peroksi radikal menengah (N-O-O•
,kiri tengah). Dua GAG peroksi radikal kemudian bereaksi akhirnya membentuk dua
Nitroksida GAG stabil (bawah) tanpa terjadi pemotongan rantai GAG.
Meskipun NOX2 hanya menghasilkan O2 ekstraseluler yang berumur singkat
[diperkirakan t1 / 2 * 10-6 s (44)] dan karena itu tidak cenderung langsung menyebabkan
degradasi endotel GCX, turunan reaktif dari O2- (Gbr. 5) yang merugikan GCX,
terutama dengan adanya NO. Peningkatan regulasi KCs, inducible nitric oxide synthase
(iNOS) selama reperfusi (68), sebagai hasil dari O2- dan -NO yang diproduksi oleh selyang sama. Sepanjang setengah umur [t1 / 2> 1 s (107)] dan jarak difusi cukup [200 mm
(77)] memungkinkan -NO untuk mencapai lokasi produksi O2-. Karena O2- diproduksi
pada tingkat 5,2 mM / s oleh NOX2 (di fagosom) (166) dan reaksi antara -NO dan O2-
adalah difusi terkontrol (53, 69), ONOO / ONOOH berletak tinggi, sebagaimana
dibuktikan oleh yang (
8/15/2019 Terjemah Jurnal - Degradasi Glycocalyx Pada Cedera Iskemia Reperfusi Hepatik
25/35
23
sirkulasi telah pulih, pelepasan eNOS ditingkatkan oleh ONOO / ONOOH, yang
mengoksidasi katalitik klaster seng tiolat dari eNOS (176) dan / atau mengoksidasi BH4
ke dihydrobiopterin (BH2) (23), keduanya menghasilkan eNOS dimediasi produksi O2-.
Baru-baru ini menunjukkan bahwa MPO yang berasal dari oksidan seperti HOCl juga
mudah teroksidasi tiol seng protein, yang selanjutnya dapat meningkatkan pelepasan
eNOS (25). Meskipun pengurangan enzimatik BH2 menjadi BH4 oleh dihidrofolate
reduktase (DHFR) biasanya mengembalikan dimerisasi eNOS (26, 27), ekspresi DHFR
dapat ditekan dengan H2O2 (20) dan memperburuk pelepasan eNOS selama I / R. Bukti
nyatanya, mengoptimalkan fungsi eNOS selama reperfusi oleh suplementasi BH4
memperbaiki cedera hepar I / R pada tikus (35).
Leukosit tak menetap. Pada cedera hepar fase kronis I / R, masuk, perlengketan,
dan diapedesis dari sel turunan myeloid adalah hasil dalam serangan utama kedua
oksidatif / nitrosative pada GCX. Diantara leukosit ini, neutrofil yang paling terkenal
karena keterlibatan mereka dalam patogenesis cedera hepar I / R (55). Selama hepar I /
R yang diinduksi inflamasi steril, neutrofil ditambatkan pada endotel merilis senjata
ROS / RNS ke dalam ruang ekstraselular ketika secara bersamaan dirangsang oleh
sitokin dan adhesi molekul EC (misalnya, ICAM 1) (96, 97). Potensi pengoksidasian
neutrofil aktif melebihi KCs karena neutrofil tidak hanya menandakan NOX2 dan iNOS
tetapi juga melepaskan MPO (95, 167). Karena muatan positif, MPO mengikat GAG
anionik pada permukaan endotel (9) di mana ini mengkatalis reaksi dekomposisi GCX.
MPO adalah heme peroksidase yang bereaksi dengan berbagai substrat dan karena itu
mengubah kombinasi ROS / RNS yang diproduksi. Reaksi yang paling relevan
sehubungan dengan GCX adalah reaksi antara MPO dan H2O2, menghasilkan HOCl /
OCl. Yang terakhir adalah baik secara langsung bertanggung jawab untuk fragmentasi
GAG atau merugikan GCX dengan bereaksi dengan O2- untuk membentuk -OH (k & 6
• 106 M 1 $ s 1) (114) (lihat bagian mekanisme oksidasi GCX).
Kontribusi spesifik ROS / RNS di MPO rumit mengingat jumlah reaksi bahwa
enzim terlibat. Pertama, reaksi antara H2O2 dan MPO (k & 2 • 107 M 1 $ s 1) bersaing
dengan konversi O2 menjadi H2O2 oleh MPO (k & 2 • 106 M 1 $ s 1), sebagai akibat
dari menurunnya konsentrasi tetap O2- turun menjadi * 5 kali lipat (166). Pembentukan
H2O2 dari O2- oleh MPO harus mendukung generasi berikutnya dari HOCl dari H2O2,
8/15/2019 Terjemah Jurnal - Degradasi Glycocalyx Pada Cedera Iskemia Reperfusi Hepatik
26/35
24
yang pada gilirannya dapat terjadi dengan mengorbankan yang (O2- tergantung)
produksi ONOO / ONOOH dan radikal derivatif (CO3-, -OH).
Perlu dicatat bahwa perhitungan ini didasarkan pada pemodelan kinetik dari
fagosom neutrofil, yang merupakan kompartemen intraseluler terbatas yang
dioptimalkan untuk produksi bakterisida ROS hasilnya tinggi. Perhitungan ini mungkin
menyimpang agak dalam pengaturan inflamasi steril, seperti cedera hepar I / R, di mana
fagositosis kurang menonjol. Kedua, harus ditekankan bahwa -NO dikeluarkan dari
persamaan, yang akan mempengaruhi reaksi antara O2-, H2O2, dan MPO tersebut.
Reaksi antara -NO dan O2- [k & 1 • 1010 M 1 $ s 1 (53, 69)] tidak hanya
mengkonsumsi O2- pada tingkat yang sangat tinggi tetapi juga menghasilkan ONOO /
ONOOH yang mengoksidasi MPO menjadi apa yang disebut sebagai senyawa II
menengah (k & 6 • 106 M 1 $ s 1) (39, 43). Senyawa II selanjutnya didaur ulang ke
MPO asli oleh donor elektron seperti O2- atau substrat organik (misalnya, tirosin),
dengan reaksi kedua menghasilkan radikal menengah yang dapat menghasilkan,
misalnya, nitrasi tirosin atau peroksidasi lipid [dibahas dalam Refs. (29, 167)]. Namun
demikian, interaksi yang tepat antara O2-, -NO, dan MPO dalam memodulasi degradasi
GCX saat ini sulit dipahami.
Selain neutrofil, inflamasi (Ly6Chi) monosit juga menyerang reperfusi hepar tikus
I / R, di mana mereka memberikan kontribusi untuk produksi ROS sampai batas yang
sama seperti KCs dan neutrofil (10). Seperti neutrofil, monosit mengaktifkan NOX2 dan
iNOS pada stimulasi (52, 94) dan pengeluaran MPO (141, 142). Karena itu monosit dan
neutrofil sama-sama mampu menurunkan GCX melalui reaksi rinci dalam bagian
mekanisme Oksidasi GCX.
Degradasi GCX Hepar In Vivo
Selain bukti in vivo dari konsep mengenai kehadiran fungsional GCX hepar (lihat
GCX hepar : bagian bukti konsep in vivo), degradasi GCX sebagai akibat dari cedera
hepar I / R juga dinilai pada tikus. Untuk itu, pelepasan HS ke dalam sirkulasi diukur
sebagai penanda pengganti untuk degradasi GCX (Gbr. 8), seperti yang telah dilakukan
sebelumnya (21, 102, 122). Tikus yang mengalami cedera hepar I / R dipamerkan
terdapat peningkatan pesat dalam plasma HS, yang memuncak setelah 1 jam reperfusi
8/15/2019 Terjemah Jurnal - Degradasi Glycocalyx Pada Cedera Iskemia Reperfusi Hepatik
27/35
25
dan kembali meningkat setelah 6 jam reperfusi (Gbr. 8). Meskipun diperlukan
percobaan tambahan untuk membuktikan bahwa kenaikan plasma HS adalah karena
degradasi GCX, data ini memberikan dukungan awal untuk hubungan potensial antara
cedera GCX dan cedera hepar I / R.
Gambar 8. HS dilepaskan ke dalam sirkulasi berikut hepatik I / R pada tikus. Tikus
jantan C57BL / 6J (berusia 8-12 minggu) menjadi subjek 60 menit iskemia hepar parsialatau operasi palsu (N = 5-6 / kelompok). Sampel darah anti koagulasi asamethylenediaminetetraacetic dikumpulkan setelah 1 atau 6 jam reperfusi atau 6 jamsetelah operasi palsu. Kadar plasma HS dinilai menggunakan kit General HeparanSulfat ELISA dari Amsbio (katalog E0623Ge;. Milton, Inggris). Data ditampilkansebagai rata-rata deviasi standar dan *menunjukkan p
8/15/2019 Terjemah Jurnal - Degradasi Glycocalyx Pada Cedera Iskemia Reperfusi Hepatik
28/35
26
Degradasi GCX Hepar I / R pada pasien
Untuk mengevaluasi apakah data hewan mencerminkan situasi klinis, kadar serum
HS juga dinilai pada pasien yang telah di selesai reseksi besar hepar. Selama jenis
operasi ini, keputusan apakah menerapkan perpindahan oklusi vaskular atau tidak untuk
(yaitu, menginduksi cedera hepar I / R) dibuat selama operasi berdasarkan langkah
operasi (misalnya, tingkat kehilangan darah). Sebanyak 18 pasien selama intraoperatif
ditugaskan menjadi kelompok I / R (N = 11) atau kelompok kontrol (CTRL, N = 7).
Karakteristik pasien tercantum dalam Tabel Tambahan S1.
Seperti pada percobaan tikus, HS sudah dilepaskan ke sirkulasi selama satu jam
pertama setelah cedera hepar I / R pada pasien (Gambar. 9C, D). Namun, kenaikan HS
disirkulasi yang serupa ditemukan pada pasien yang menjalani reseksi hepar tanpa I / R
(Gambar. 9A, B), menunjukkan bahwa I / R tidak bertanggung jawab atas kenaikan HS
serum. Dalam laporan sebelumnya yang menemukan peningkatan HS setelah operasi
dan syndecan 1 pada pasien yang telah menjalani bypass jantung atau penjepitan aorta,
sehingga menginduksi iskemia kardiopulmonal atau global, tingkat pelepasan HS dan
syndecan 1 juga berkorelasi buruk dengan durasi iskemia (122). Meskipun sulit untuk
menjelaskan temuan ini pada titik ini, harus dicatat bahwa kenaikan HS serum dapat
berkontribusi pada cedera hepar setelah operasi melalui mekanisme proinflamasi yang
dijelaskan dalam bagian konsekuensi proinflamasi dari degradasi GCX, terlepas dari
penyebab yang mendasari.
Ada beberapa faktor yang harus diperhitungkan ketika mengartikan hasil saat ini.
Cedera hepar I / R pada pasien tak terpisahkan dari derita luas variasi antar individu.
Berbeda dengan studi HS pada tikus, standardisasi eksperimental terbatas yang paling
terlihat dari kurangnya korelasi antara durasi iskemia dan nilai puncak pembuat cedera
hepatoseluler alanin aminotransferase (ALT, Gambar. 9F) setelah operasi. Korelasi
yang buruk juga diamati ketika membandingkan penigkatan berlipat puncak serum HS
untuk durasi iskemia atau puncak nilai ALT setelah operasi (Gambar. 9G, H). Data juga
dapat terdistorsi oleh komposisi heterogen dari kelompok studi kohort, khususnya
perbedaan dalam patologi hepar yang mendasari. Kebanyakan pasien yang menjalani
reseksi hepar memiliki keganasan hepar primer atau sekunder (83,3% dari peserta studi,
lihat Tambahan Tabel S1), yang berhubungan dengan peningkatan degradasi komponen
8/15/2019 Terjemah Jurnal - Degradasi Glycocalyx Pada Cedera Iskemia Reperfusi Hepatik
29/35
27
matriks ekstraseluler, seperti HS dan syndecan 1 (123, 172) . Alhasil, faktor yang
berhubungan dengan tumor biologi mungkin telah mencondongkan data. Reseksi itu
sendiri dapat menyebabkan konstituen parenkim hepar, termasuk GAGs, menjadi
penghasil darah. Selama reseksi yang t idak standar, prosedur itu sendiri mungkin telah
mempengaruhi secara diferensial tingkat sirkulasi HS setelah operasi. Karena faktor-
faktor ini dan kelompok ukuran kecil, sulit untuk menarik kesimpulan yang pasti dari
data saat ini. Percobaan tambahan dilakukan untuk menyelidiki faktor yang mendorong
peningkatan sirkulasi HS yang mengikuti reseksi besar hepar.
Gambar 9. Tingkat sirkulasi HS pada pasien yang telah menjalani reseksi hepar besar.Sampel serum yang diperoleh dari semua pasien (N = 18) sebelum reseksi hepar dansetelah 1 dan 6 jam reperfusi (I / kelompok R) atau 1 dan 6 jam setelah reseksi(kelompok CTRL). Karakteristik pasien termasuk dalam Tambahan Tabel S1. Kontenserum HS dinilai dengan enzyme linked immunosorbent assay ELISA (Gambar 6.) Dandilaporkan sebagai rerata - SEM. Hasil dinormalkan ke kadar protein plasma, ditentukandengan Pierce Total Protein Assay Kit (Rockford, IL), untuk mengoreksi hemodilusi.Kotak merah menunjukkan rata-rata per titik waktu. Perbedaan intragrup dinilaimenggunakan uji Friedman untuk pengukuran ulang dalam kombinasi dengan uji
Wilcoxon signed-rank post hoc (t = 1 dan t = 6 vs t = 0). Karena tingkat signifikansi
8/15/2019 Terjemah Jurnal - Degradasi Glycocalyx Pada Cedera Iskemia Reperfusi Hepatik
30/35
28
telah disesuaikan untuk mengoreksi beberapa pengujian, * dan # menunjukkan p
8/15/2019 Terjemah Jurnal - Degradasi Glycocalyx Pada Cedera Iskemia Reperfusi Hepatik
31/35
8/15/2019 Terjemah Jurnal - Degradasi Glycocalyx Pada Cedera Iskemia Reperfusi Hepatik
32/35
30
baik heparanase atau reseptor 1 TNF (129), menunjukkan bahwa TNF alfa yang
diinduksi aktivasi heparanase berperan dalam disintegrasi GCX paru. Temuan ini
didukung oleh peningkatan aktivitas heparanase dalam plasma pasien septik yang parah
dan ditingkatkan ekspresi heparanase pada biopsi paru-paru pasien septik yang secara
bersamaan menderita cedera paru akut (129).
Meskipun mekanisme yang disebutkan dari cedera GCX berlaku untuk (menular)
pneumosepsis, beberapa rute lain untuk aktivasi heparanase bisa sama-sama relevan
dalam konteks cedera hepar I / R. Pertama, iskemia (yaitu, hipoksia) dapat
mempengaruhi ekspresi dan / atau pelepasan heparanase, mungkin karena keterlibatan
heparanase di (tumor) angiogenesis (62, 123). Peningkatan regulasi transkripsi dari
heparanase didokumentasikan dalam sel HEK293 yang dikultur selama 24 jam dalam
lingkungan hipoksia (1% O2) (126). Dalam sistem sel bebas, derivat trombosit manusia
dari heparanase menampilkan peningkatan aktivitas setelah 8 jam hipoksia (1% O2),
yang dibuktikan kuat dengan memperlakukan heparanase dengan pereduksi b
mercaptoethanol, mengusulkan aktivasi redoks langsung dari enzim. Memang diakui,
durasi iskemia dalam studi yang dikutip melebihi periode iskemia yang biasanya
digunakan di cedera hepar I / R, yang jarang lebih lama dari 60 menit (pada pasien)
untuk 90 menit (pada tikus). Bagaimanapun, sedikit yang diketahui tentang respon dari
heparanase ke hipoksia in vivo, artinya masih harus ditunjukkan bagaimana heparanase
merespon iskemia dalam pengaturan klinis yang lebih representatif.
Selain hipoksia, keadaan pro oksidatif selama reperfusi awal juga bisa
berkontribusi pada degradasi GCX dimediasi heparanase. Kultur ECs mikrovaskuler
otak manusia, dengan adanya H2O2 (1-20 mM) tidak hanya diregulasi heparanase pada
tingkat transkripsi tetapi juga dirilis heparanase ke dalam media kultur (115). Bukti
nyatanya, pelepasan heparanase oleh sel-sel ini, bila terkena stres oksidatif yang
menginduksi konsentrasi glukosa, dapat dicegah dengan pengobatan dengan antioksidan
glutation atau prekursor glutation N acetylcysteine (115). Dalam kedua skenario,
pengobatan antioksidan meningkatkan ekspresi permukaan sel HS sebagai akibat dari
penurunan aktivitas heparanase (115). Demikian pula, pengobatan dengan antioksidan
dimethylthiourea (41) menekan ekspresi heparanase dalam model tikus pada
8/15/2019 Terjemah Jurnal - Degradasi Glycocalyx Pada Cedera Iskemia Reperfusi Hepatik
33/35
31
doxorubicin diinduksi cedera ginjal, dengan demikian menjaga konten permukaan sel
HS (74).
Ciri ketiga cedera I / R yang terkait dengan aktivasi heparanase adalah pelepasan
DAMPs. Purin ekstraseluler (ATP dan turunannya diadenosindifosfat [ADP] dan
adenosin monofosfat) yang mendirikan DAMPs (15, 84) dan telah terdeteksi ekstrasel
di eksperimental (15, 47) serta klinis (47) hepar I / R. Sehubungan dengan heparanase,
pengobatan sel HEK293 dengan ATP atau ADP menghasilkan pelepasan cepat (
8/15/2019 Terjemah Jurnal - Degradasi Glycocalyx Pada Cedera Iskemia Reperfusi Hepatik
34/35
32
GCX bisa meringankan cedera I / R dan dengan demikian mengurangi kejadian
kegagalan hepar setelah operasi dan tentunya tingginya tingkat kematian (51).
Percobaan awal menunjukkan bahwa sinusoid hepar mengandung GCX fungsional yang
kira-kira membentang 0,2 mm dari permukaan endotel. Setelahnya cedera hepar I / R
pada (percobaan) tikus dan pasien, konsentrasi plasma dari komponen GCX HS
meningkat, menyinggung pada operasi yang diinduksi kerusakan pada GCX. Pasien
yang menjalani reseksi hepar tanpa cedera I / R menunjukkan peningkatan yang sama
dalam sirkulasi HS. Mekanisme yang mendasari operasi diinduksi cedera pada GCX
tetap tidak jelas dan perlu investigasi lanjut in vivo, khususnya yang berkaitan dengan
kontribusi ROS / RNS intermediet yang berbeda untuk degradasi GCX, potensi
imunogenik fragmen penampung GCX, dan peran heparanase pada cedera I / R.
8/15/2019 Terjemah Jurnal - Degradasi Glycocalyx Pada Cedera Iskemia Reperfusi Hepatik
35/35
� � �