-
8/18/2019 Pengaruh Penyempitan Jalan Nafas Terhadap Perubahan Struktur Jaringan Saluran Nafas Pada Pasien Dengan Asma
1/14
Pengaruh Bronkokonstriksi terhadap Perubahan Struktur Jaringan
Saluran Nafas pada Pasien dengan Asma
Abstrak
Latar belakang
Asma ditandai dengan perubahan patologis struktur jalan napas, yang dikenal dengan
istilah airway remodeling (perubahan struktur jaringan saluran pernafasan). Perubahan ini
dihubungkan dengan hasil klinis jangka panjang yang lebih buruk serta dikaitkan dengan
peradangan eosinofilik. Penelitian secara in vitro menunjukkan bahwa kekuatan mekanik
tekanan yang timbul selama bronkokonstriksi dapat menyebabkan perubahan struktur jalan nafas
yang tidak dipengaruhi oleh proses inflamasi. Kami melakukan evaluasi berulang mengenai
pengaruh perubahan struktur jaringan saluran nafas yang disebabkan oleh bronkokonstriksi
(penyempitan saluran nafas) pada pasien dengan asma.
Metode
Kami secara acak membagi ! subyek dengan asma kedalam salah satu dari empat
protokol tantangan inhalasi yang dilakukan dengan satu jenis agen inhalasi sebanyak " kali
dengan jeda waktu ! jam. #ua uji aktif dengan menggunakan allergen dari debu tungau (yang
menyebabkan bronkokonstriksi dan peradangan eosinofilik) atau metakolin (yang menyebabkan
bronkokonstriksi tanpa peradangan eosinophilic)$ dua uji sebagai control, normal saline (yang
tidak menyebabkan bronkokonstriksi) atau pemberian albuterol diikuti dengan metakolin (untuk
mengontrol efek non bronchoconstrictor dari metakolin). %pesimen biopsy dari bronkus
diperoleh sebelum dan hari setelah selesainya tantangan.
Hasil
Alergen dan metakolin dengan segera menyebabkan bronkokonstriksi pada level yang
sama. Peradangan eosinophilic dari saluran nafas hanya meningkat pada kelompok alergen, pada
kedua kelompok baik kelompok alergen maupun kelompok metakolin mengalami remodeling,
sedangkan pada kedua kelompok control tidak terjadi remodeling saluran nafas. Ketebalan
kolagen&band subepitel meningkat rata&rata ', m pada kelompok alergen (kisaran interkuartil
*+-, /,/&",0) dan ,1 m pada kelompok metakolin (+-, /,"&",') (P 2/,// untuk
perbandingan dua kelompok uji dengan dua kelompok kontrol)$ pewarnaan asam&%chiff dariepitel (kelenjar lendir) juga meningkat, dengan rata&rata ', poin persentase pada kelompok
alergen (+-, ,/"&,) dan '," persen poin pada kelompok metakolin (+-, ,&,10) (P 3
/,//" untuk perbandingan dengan kontrol). 4idak ada perbedaan yang signifikan antara alergen
dan kelompok metakolin.
-
8/18/2019 Pengaruh Penyempitan Jalan Nafas Terhadap Perubahan Struktur Jaringan Saluran Nafas Pada Pasien Dengan Asma
2/14
Kesimpulan
5ronkokonstriksi tanpa disertai peradangan dapat menyebabkan perubahan struktur saluran
napas pada pasien dengan asma. 4emuan ini memiliki pengaruh potensial pada manajemen pasien dengan asma.
-
8/18/2019 Pengaruh Penyempitan Jalan Nafas Terhadap Perubahan Struktur Jaringan Saluran Nafas Pada Pasien Dengan Asma
3/14
Pendahuluan
Asthma merupakan penyakit umum saluran pernapasan yang bersifat kronis, secara klinis
ditandai oleh penyempitan saluran nafas yang bersifat reversibel. Keadaan ini mungkin timbulsetiap hari karena adanya paparan lingkungan dan diperparah oleh infeksi penyerta pada orang
yang peka dengan paparan alergen. #alam hal patologis, asma ditandai dengan peradangan
saluran napas dan perubahan struktural pada jaringan saluran napas, seperti hiperplasia epitel sel
goblet, deposisi kolagen subepitel, dan hipertrofi otot polos, keseluruhan perubahan ini disebut
sebagai remodeling saluran napas.&" %ejak uji inhalasi alergen pada asma atopic menginduksi
peradangan eosinophilic jalan napas dan perubahan dalam matriks ekstraselular, dan
berkurangnya kadar eosinofil pada jalan napas dilaporkan sebagai penanda berkurangnya
remodeling saluran napas,6 perubahan struktur dalam jaringan telah dianggap sebagai
konsekuensi dari peradangan eosinophilic pada saluran nafas.0 Paradigma ini, gagal untuk
memperhitungkan potensi kontribusi dari penyempitan saluran napas sebagai penyebabterjadinya remodeling pada saluran napas. 5ronkokonstriksi menghasilkan kekuatan mekanik
yang berlebihan di dalam saluran nafas sehingga menyebabkan kerusakan jaringan,! dan
kekuatan mekanik pada organ lainnya dapat menginduksi terjadinya remodeling jaringan.1&
Penelitian secara in&vitro dengan berbagai model menunjukkan bahwa kompresi e7&vivo epitel
saluran napas menyebabkan terjadinya perubahan yang mirip dengan remodeling secara in&
vivo.'&6 8leh karena itu kami berhipotesis bahwa penyempitan saluran napas yang diinduksi
oleh paparan allergen secara in vivo pada pasien dengan asma mungkin menjadi stimulus yang
cukup untuk menyebabkan terjadinya remodeling pada saluran napas dan terjadinya remodeling
tersebut tidak semata&mata tergantung pada eosinophil. 9ntuk menguji hipotesis ini, kami
melakukan penelitian menggunakan uji dengan paparan alergen (untuk menginduksi
bronkokonstriksi yang disertai dengan rekrutmen eosinophil) atau metakolin (untuk menginduksi
bronkokonstriksi saja) pada relawan yang memiliki asma atopic ringan. #ua kelompok tambahan
sukarelawan yang menderita asma sebagai kontrol, menjalani uji dengan diberi plasebo saline
(untuk kontrol prosedur uji) atau metakolin setelah mereka menerima albuterol untuk mencegah
terjadinya bronkokonstriksi (untuk mengendalikan setiap efek nonbronchodilator karena hal
lain). Pengaruh uji ini dievaluasi dengan menilai perubahan penanda remodeling saluran napas
dalam jaringan endobronkial diperoleh dengan bronkoskopi sebelum dan setelah uji dilakukan.
Metode
Subyek penelitian
Kami merekrut orang dewasa dengan asma yang memenuhi kriteria berikut : skin prick&test
positif untuk ekstrak allergen dari #ermatophagoides tungau debu rumah pteronyssinus,
reaktivitas saluran napas yang abnormal (didefinisikan sebagai konsentrasi provokatif metakolin
yang diperlukan untuk mengurangi ekspirasi paksa ;olume dalam detik *
-
8/18/2019 Pengaruh Penyempitan Jalan Nafas Terhadap Perubahan Struktur Jaringan Saluran Nafas Pada Pasien Dengan Asma
4/14
*P?'/ kurang dari ! mg per mililiter), tidak ada riwayat merokok, dan hanya dalam pengobatan
dengan beta&agonis short&acting. %tudi ini disetujui oleh komite etika penelitian local dengan
memberikan persetujuan tertulis.
Protokol dan Pengukuran Klinis
5atas waktu studi ditunjukkan pada @ambar . Penilaian awal dilakukan spirometri, skin
prick test, dan pengukuran reaktivitas bronkial, dilanjutkan bronkoskopi yang pertama minimal
setelah hari dari penilaian awal. %ubyek kemudian dibagi dalam jumlah sama kedalam satu
dari empat kelompok uji alergen, metakolin, saline, atau metakolin didahului dengan albuterol.
Pengacakan kelompok dilakukan secara paralel. hari setelah pemeriksaan bronchoscopic
awal, subyek menjalani tiga tantangan inhalasi berturut&turut dalam jeda ! jam, diikuti oleh
pemeriksaan bronchoscopic kedua hari setelah tantangan terakhir.
%ubyek mencatat skor gejala harian didalam diary asma terkontrol yang telah divalidasi0 selama
untuk minggu sebelumnya dan minggu tantangan ulang.4antangan dengan alergen dan metakolindisesuaikan agar dapat menyebabkan pengurangan segera . 4antangan
alergen yang dilakukan dengan penggunaan Pro nebulier AP% (Baeger), seperti yang dijelaskan
sebelumnya, dan tantangan metakolin dan normal saline dilakukan sesuai rekomendasi.!
4antangan albuterol&metakolin awalnya dilakukan dengan cara menghirup albuterol nebulasi (6
mg) diikuti oleh pemberian konsentrasi ganda metakolin yang telah ditentukan pada skrining
untuk menginduksi penurunan '/> pada
-
8/18/2019 Pengaruh Penyempitan Jalan Nafas Terhadap Perubahan Struktur Jaringan Saluran Nafas Pada Pasien Dengan Asma
5/14
4anpa pengetahuan tentang media tantangan, dihitung // sel dari masing&masing sampel cairan
bronchoalveolar lavage pada kode cytospin slide untuk menentukan persentase eosinofil. Kami
mengukur konsentrasi protein kationik eosinofil dalam cairan supernatan, menggunakan enyme&
linked immunosorbent assay komersial kit (D5E +nternasional), sesuai petunjuk produsen.
#ilakukan pewarnaan pada specimen biopsy mengetahui protein kationik eosinofil (=@',
#evelopment #iagnostik) untuk menghitung eosinophil (sel per milimeter persegi) dalam
mukosa jalan napas, seperti dipaparkan sebelumnya.'/
Perbaikan epitel dan !emodeling Jalan Nafas
%pesimen biopsi yang diwarnai secara imunohistokimia dengan menggunakan faktor
pertumbuhan transformasi F (4@
-
8/18/2019 Pengaruh Penyempitan Jalan Nafas Terhadap Perubahan Struktur Jaringan Saluran Nafas Pada Pasien Dengan Asma
6/14
#ari ! relawan disaring, 6' yang memenuhi syarat untuk penelitian$ ! dari 6' subjek
kemudian secara acak dibagi kedalam empat kelompok tantangan (' dalam setiap kelompok)
dan menyelesaikan studi. #asar fungsi paru&paru, status atopik, dan persentase eosinofil dan
konsentrasi protein eosinofil kationik dalam cairan bronchoalveolar lavage tidak berbeda secara
signifikan antara empat kelompok
(4abel ).
"ungsi Paru dan #e$ala Skor
#alam kelompok tantangan dengan alergen atau metakolin, terjadi penurunan konsisten dan
serupa segera secara berarti (H %=) penurunan dan '', H ,>, masing&
masing kelompok. 4antangan saline tidak terjadi perubahan
-
8/18/2019 Pengaruh Penyempitan Jalan Nafas Terhadap Perubahan Struktur Jaringan Saluran Nafas Pada Pasien Dengan Asma
7/14
masing), tapi tidak ada perbedaan yang signifikan antar kedua kelompok ini (P 3 /,0) (@ambar.
'). =pitel Ki0 immunoe7pression meningkat setelah tantangan, dengan perbedaan yang
signifikan antara kelompok tantangan dan kelompok kontrol (P 3 /,//). #alam kelompok
tantangan alergen dan metakolin meningkat secara signifikan (P 3 /,/ untuk setiap
perbandingan)$ tetapi tidak berbeda secara signifikan antara kelompok tantangan ini. 4idak ada
perubahan yang signifikan tantangan yang diinduksi dengan saline atau albuterol&metakolin.
Perubahan persentase epitel yang positif bagi pewarnaan PA% berbeda secara signifikan antara
kelompok setelah tantangan (P 3 /,//"). Perubahan yang diinduksi alergen dan metakolin& secara
signifikan lebih besar daripada perubahan yang disebabkan oleh saline (P 3 /,/ dan P 3 /,/,
masing&masing). Photomicrographs pada @ambar " adalah perwakilan contoh perubahan ini.
%etelah tantangan diulang, ketebalan sub&basement membran kolagen dalam submukosa
meningkat pada kelompok allergen (P 3 /,/) dan pada kelompok metakolin (P 3 /,/'), dengan
perbedaan yang signifikan antara kelompok tantangan dan kelompok kontrol (P 2/,//). 4idak
ada perubahan signifikan dalam kelompok saline atau kelompok albuterol&metakolin (@ambar. '
dan 4abel '). 4idak ada perbedaan yang signifikan dalam peningkatan ketebalan antarakelompok alergen dan metakolin (P 3 /,0). Perubahan submukosa di Ki0 immunoreactivity
juga terbukti setelah tantangan, dengan perbedaan yang signifikan antara kelompok tantangan
dan kelompok kontrol (P 2/,//). #ata individu peserta penelitian ditampilkan dalam gambar
sampai 0 di Eampiran 4ambahan.
&iskusi
Penelitian ini menunjukkan bahwa bronkokonstriksi berulang pada pasien asma menyebabkanremodeling saluran napas. Perubahan yang nyata hari setelah tantangan berulang saluran napas
dan dari stimulus independen yang menyebabkan bronkokonstriksi tersebut. -emodeling saluran
nafas muncul tidak tergantung dari perekrutan eosinophil ke dalam saluran nafas, remodelingsaluran nafas yang muncul setelah tantangan metakolin (tanpa induksi eosinophil) mirip dengan
remodeling saluran nafas yang muncul setelah tantangan alergen (diinduksi eosinofil). Temuanini memiliki implikasi untuk manajemen asma, karena remodeling saluran napasdikaitkan dengan penurunan fungsi paru&paru dan hilangnya bronkodilator reversibility.' %aat
ini, tujuan utama dari manajemen asma adalah untuk mengurangi gejala dan mengendalikan
penyakit ini dengan mengurangi peradangan pada saluran nafas. Iasil ini %tudi menunjukkan bahwa harus ada target tambahan untuk menstabilkan saluran napas dan mencegah terjadinya
bronkokonstriksi. %ebuah konsep yang muncul pada asma adalah bahwa unit trofik dari epitel&
mesenchymal melalui interaksi genetik dan lingkungan yang berpengaruh terhadap terjadinyaasthma.'6 Konsep ini mengidentifikasi epitel sebagai jaringan struktural utama. Kami
berpendapat bahwa sel&sel epitel, ketika diaktifkan, tidak hanya menyebabkan perekrutan seltetapi juga mengirimkan sinyal mesenchymal, yang menginduksi transformasi myofibroblast danmenginisiasi respon perbaikan luka sebagai factor kunci terjadinya asthma.'0 =pitel yang
dihasilkan 4@
-
8/18/2019 Pengaruh Penyempitan Jalan Nafas Terhadap Perubahan Struktur Jaringan Saluran Nafas Pada Pasien Dengan Asma
8/14
ketebalan lapisan kolagen subepitel, yang merupakan indikasi perubahan akut dalam kolagen
saluran napas dan secara konsisten mempengaruhi proses signaling epitel mesenchymal. Iasil ini
diterjemahkan dalam bukti vitro dari relevansi kekuatan mekanik terhadap remodeling saluran pernafasan',6 dengan situasi in vivo pada pasien asma. #alam studi vitro juga telah
membuktikan bahwa kekuatan tekan dapat menginduksi hiperplasia sel goblet&dalam epitel J
dihubungkan dengan pengaruh 4@
-
8/18/2019 Pengaruh Penyempitan Jalan Nafas Terhadap Perubahan Struktur Jaringan Saluran Nafas Pada Pasien Dengan Asma
9/14
Penelitian ini memberikan bukti bahwa bronkokonstriksi akibat dari stres epitel dan
inisiasi respon jaringan menyebabkan perubahan struktur saluran nafas. 4emuan ini tidak hanya
memiliki relevansi untuk pasien asma tetapi juga dapat memberikan penjelasan remodelingsaluran nafas pada pasien dengan batuk kronis." %tress epitel yang berulang dapat menyebabkan
terjadinya remodeling, pencegahan terjadinya bronkokonstriksi menjadi penting pada
manajemen asma. Kurangnya fokus pada pengendalian diameter saluran napas dapatmenjelaskan mengapa terapi glukokortikoid harian inhalasi tidak dapat menyebabkan perubahan
fungsi paru&paru pada penelitian jangka panjang pada usia prasekolah usia dan anak usia sekolah
."',"" Deskipun mengobat terjadinya inflamasi pada asma adalah pilihan pertama untuk mengendalikan penyakit, bronchial hyperresponsiveness sering tidak dinormalisasi oleh terapi
glukokortikoid inhalasi, terutama pada pasien dengan asma berat, dan diperlukan terapi
tambahan. Kami berspekulasi bahwa bronchoprotection berkelanjutan di samping untuk kontrol
peradangan, harus menjadi tujuan pada pasien tersebut untuk mencegah konsekuensi jangka panjang yang merugikan akibat dari remodeling saluran napas.
-
8/18/2019 Pengaruh Penyempitan Jalan Nafas Terhadap Perubahan Struktur Jaringan Saluran Nafas Pada Pasien Dengan Asma
10/14
@ambar . Badwal penelitian dan perubahan pada volume eksiprasi paksa selama menit setelah
tantangan inhalasi pada apasien dengan asma.
Panel A menunjukkan jadwal penelitian. %krining dasar termasuk spirometry, tes alergi dengan
prick test, dan pengukuran reaktivitas bronkus dengan menggunakan tantangan metakolin (P?'/)
diikuti dengan periode pembersihan selama hari, kemudian dilakukan pemeriksaaan
bronkoskopik, pemeriksaan lain dilakukan hari kemudian setelah periode pembersihan.
#ibagi menjadi kelompok (' orang tiap kelompok) diacak kemudian dimasukkan kedalam
kelompok allergen, metakoline, saline dan albuterol yang diikuti pemberian metakolin kemudian
-
8/18/2019 Pengaruh Penyempitan Jalan Nafas Terhadap Perubahan Struktur Jaringan Saluran Nafas Pada Pasien Dengan Asma
11/14
" kali tantangan inhalasi dilakuakn pada tiap kelompok pada hari /,' dan . Pemeriksaan
bronkoskopik terakhir dilakukan pada hari ke !.
Panel 5 menunjukkan rata rata perubahan standar deviasi setelah tantangan berulang pada
keempat grup.
-
8/18/2019 Pengaruh Penyempitan Jalan Nafas Terhadap Perubahan Struktur Jaringan Saluran Nafas Pada Pasien Dengan Asma
12/14
4able . karkteristik subyek
Cote : P value bermkna bila p2/./6. sedangkan pada tbel semua p value /./6 artinya tidak ada
perbedaan karekteristik subyek tiap kelompok
4abel '. Perubahan pada keadaan klinis, cairan bronkoveolar lavage dan variable
imunohistokimia setelah tantangan berulang.
Cote : beda bermakna semua. P value membandingaan kelompok tantangan aktif dengan
control.
-
8/18/2019 Pengaruh Penyempitan Jalan Nafas Terhadap Perubahan Struktur Jaringan Saluran Nafas Pada Pasien Dengan Asma
13/14
@ambar '. Perubahan pada marker dari peradangan eosinofilik dan remodeling jalan nafassetelah tes tantangan berulang.
%emua marker diukur sebelum dan sesudah tes tantangan berulang dengan allergen, metakolin,
albuterol yang disusul dengan pemberian metakolin, atau saline. @aris horiontal
menggambarkan nilai median dari ' subjek dari tiap grup. Panel a menunjukan perubahan
presentasi eosinophil pada perhitungan differensisasi sel dari sampel bronkoveolar&lavage
-
8/18/2019 Pengaruh Penyempitan Jalan Nafas Terhadap Perubahan Struktur Jaringan Saluran Nafas Pada Pasien Dengan Asma
14/14
(5AE). Panel 5 menggambrkan perubahan eosinophil kationik protein (=KP) konsentrasi
didalam 5AE. Panel ? menunjukkan presentasi ekspresi imunoepital dari 4@< beta
dibandingkan total area epitel. Panel # emnunjukkan perubahan jumlah positif sel Ki&0
permilimeter dari panjang epitel. Panel = menunjukkan perubahan ketebalan endobronkial sub&
bassement membrane kolagen. Panel < emnunjukkan perubahan presentasi dari total area epitel
yang memberi hasil positif pada pengecatan acid&schiff. Panel A, ?, dan < digambarkan dalam
persen.
@ambar ". @ambaran Photomicrographs dari epitel saluran nafas dari biopsy bronkial sebelumdan sesudah tantangan inhalasi metakolin berulang
Panel Adan ? menunjukkan epitel saluran nafas sebelum tantangan, panel 5dan # menunjukkan
epitel setelah tantangan. %pecimen biopsy diwarnai secara imunohistokimia dengan antibody
kolagen type +++ (pada panel A dan 5) dan pewarnaan P=-+8#+? A?+# %?I+