terjemah jurnal - degradasi glycocalyx pada cedera iskemia reperfusi hepatik

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


2/35

� � �


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.


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


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).


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


7/35


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


9/35


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.


11/35

9


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).


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 (


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).


15/35


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


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


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 =


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


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-


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.


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


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).


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 (


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,


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


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


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


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


30/35

28

telah disesuaikan untuk mengoreksi beberapa pengujian, * dan # menunjukkan p


31/35


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


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 (


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.


35/35

� � �

terjemah jurnal - degradasi glycocalyx pada cedera iskemia reperfusi hepatik

Documents