Moko Apt

Menebar Ilmu Pengetahuan

Mengenal Lebih Dekat: Platelet-activating factor (PAF)

3 Comments


PAF, pertama kali denger pas Kuliah Protein Farmasetik bersama Prof Sudjadi semester 7. Siang-siang mata kuliah 1 sks persis sebelum jumatan. Nah, kali ini akan di bahas apa itu PAF dan apa perannya bagi tubuh. Sumber utama tulisan ini dari Farmakologi karya duet maut Goodman and Gilman (GG) edisi 11, ditambah update gambar dan catatan penting terkini. Selamat menikmati.

Di buku GG, disebut eikosanoid dan derivat fosfolipid masuk ke kategori autakoid. Eikosanoid diwakili prostaglandin dan teman-temannya (turunan asam arakidonat), sedangkan modifikasi fosfolipid diwakili oleh PAF. Jadi point penting pertama yang perlu kita catat adalah: PAF itu turunan lipid lhooo…..

PAF dibentuk oleh sejumlah sel yang lebih sedikit dibanding eikosanid yaitu utamanya leukosit, platelet, dan sel-sel endotelial. Namun karena distribusi sel-sel ini luas maka kerja PAF dapat muncul di hampir setiap organ dan jaringan tubuh. Eikosanoid dan PAF berkontribusi pada inflamasi, tonus otot polos, hemostasis, trombosis, pelahiran (parturition), dan sekresi GI.

Note: platelet adalah official name untuk trombosit. Jadi tidak usah bingung-bingung apa sih platelet, inget aja trombosit. Nama dilazimkan ke platelet karena kata trombosit kurang tepat, karena –sit artinya sel, padahal platelet hanya keping darah bukan sel, maka dipopulerkanlah nama platelet dibanding trombosit (walaupun trombosit juga masih populer sih…).

1. Sejarah

Pada tahun 1971, Henson membuktikan adanya faktor terlarut yang dirilis oleh leukosit dan menyebabkan agregasi platelet. Kemudian Benveniste dan koleganya mengkarakterisasi faktor  tersebut yaitu lipid polar dan dinamakan platelet activating factor (PAF). Selama periode ini, Muirhead mendiskripsikan lipid polar dinamakan antihypertensive polar renal lipid (APRL) yang diproduksi oleh sel-sel interstisial medulla renal. Pada tahun 1979, ketahuan deh APRL dan PAF ternyata identik.

Tidak ketinggalan Hanahan dan rekan kerjanya ikut bagian. Mereka mensintesis senyawa asetil-gliseril-eter-fosforil-kolin [acetylglyceryletherphosphorylcholine (AGEPC)], dan ujung-ujungnya sifat fisika dan biologis yang identik dengan PAF. Selanjutnya, senyawa yang dimaksud disebut PAF, walaupun aksinya tidak terbatas pada platelet.

2. Kimia dan Biosintesis

PAF kalau dibaca kimia-nya adalah 1-O-alkyl-2-acetyl-sn-glycero-3-phosphocholine (Gambar 1). PAF mengandung gugus alkil rantai panjang yang bergabung pada gliserol backbone pada posisi 1 dan gugus asetil pada posisi 2. PAF sebenarnya merepresentasikan keluarga fosfolipid karena gugus alkil pada posisi 1 panjangnya dapat bervariasi dari 12 hingga 18 atom karbon. Pada neutrofil manusia, PAF terdiri utamanya campuran eter 16 dan 18 atom karbon, namun komposisinya bisa berubah jika sel-sel distimulasi.

struktur PAF

Sama seperti eikosaoid, PAF tidak disimpan di dalam sel namun disintesis dalam respon terhadap rangsangan. Jalur utama pembentukan PAF melibatkan prekursor 1-O-alkil-2-asil-gliserofosfokolin, suatu lipid yang ditemukan pada konsentrasi tinggi di dalam membran banyak tipe sel. Substituen 2-asil meliputi sejumlah besar asam arakidonat (AA). PAF disintesis dari substrat ini dalam dua tahap (Gambar 2).

PAF

Tahap pertama, melibatkan aksi fosfolipase A2, suatu enzim yang meng-inisiasi biosintesis eikosanoid, dengan pembentukan 1-O-alkil-2-liso-gliserofosfokolin (liso-PAF) dan asam lemak bebas (biasanya AA) (Prescott et al., 2000). Pada beberapa sel, reaksi ini merupakan sumber utama arakidonat yang dimetabolisme menjadi prostaglandin dan leukotrien. Biosintesis eikosanoid dan PAF sangatlah berdekatan dan berpasangan, penelitian yaitu men-delesi cPLA2 pada tikus memicu hilang secara penuh produksi prostanoid dan PAF. Wowwww… Tahap kedua, liso-PAF diasetilasi oleh asetil koA dalam suatu reaksi yang dikatalisis oleh liso-PAF asetiltransferase. Hal ini adalah rate-limiting step pada biosintesis ini.

Sintesis PAF dapat juga terjadi de novo; substituen fosfokolin ditransfer ke alkil asetil gliserol dengan enzim lisogliserofosfat asetilko-A transferase yang berbeda. Jalur ini mungkin berkontribusi pada level PAF fisiologis untuk fungsi normal seluler.

Sintesis PAF kemungkinan dirangsang selama reaksi antigen-antibodi atau oleh berbagai agen termasuk peptida kemotaktik, trombin, kolagen, dan autakoid lan; PAF juga dapat merangsang pembentukannya sendiri. Fosfolipase dan asetiltransferase adalah enzim yang tergantung Ca2+ sehingga sintesis PAF diregulasi dengan ketersediaan Ca2+.

Inaktivasi PAF juga berlangsung dalam dua tahap:

1. Mula-mula gugus asetil pada posisi 2 dihilangkan oleh PAF asetilhidrolase untuk membentuk liso-PAF. Enzim PAF asetilhidrolase terdapat di dalam sel maupun di plasma.

2. Liso-PAF kemudian diubah oleh asiltransferase menjadi 1-O-alkil-2-asil-gliserofosfokolin.

PAF disintesis oleh platelet, neutrofil, monosit, sel mast, eosinofil, sel mesangial renal, sel medulla renal dan sel endotel vaskular. Pada umumnya, stimulasi sintesis PAF mengakibatkan rilis PAF dan liso-PAF dari sel. Namun, pada beberapa sel (misalnya leukosit dan sel endotel) PAF tidak dilepaskan dan tampak memberikan efek-efeknya secara intraseluler. Pada sel-sel endotel, PAF berada pada permukaan untuk juxtacrine signaling (Prescott et al., 2000)

Selain pembentukan PAF secara enzimatis, molekul-molekul mirip PAF juga dapat terbentuk dari fragmentasi oksidatif fosfolipid membran (lipid teroksidasi atau oxPL) (Prescott et al., 2002). Molekul tersebut memiliki struktur yang berbeda dengan PAF karena mengandung suatu asam lemak di posisi sn-1 pada gliserol yang terikat melalui suatu ikatan ester dan berbagai gugus asil rantai pendek pada posisi sn-2.

Struktur molekul tersebut cukup menyerupai struktur PAF sehingga dapat terikat pada reseptor PAF dan menunjukkan respons yang sama. Molekul tersebut juga merupakan substrat untuk PAF asetilhidrolase.

Lalu apa perbedaannya? Perbedaan penting antara PAF dan lipid teroksidasi mirip PAF (oxPL) yaitu sintesis PAF sangat terkendali, sedangkan produksi oxPL tidak beraturan. Oleh karena itu, degradasi oleh PAF asetilhidrolase dibutuhkan untuk menekan toksisitas oxPL.

Level PAF asetilhidrolase (terkenal juga dengan lipoprotein-associated phospholipase A2) meningkat pada kanker kolon, penyakit kardiovaskuler, dan stroke (Prescott et al., 2002), dan polimorfisme telah dikaitkan dengan risiko gangguan kejadian kardiovaskuler (Ninio et al., 2004). Sebuah mutasi missense umum pada orang Jepang dikaitkan secara disproporsional dengan asma yang lebih parah (Stafforini et al., 1999).

3. Sifat-sifat Farmakologis

Sistem kardiovaskuler

PAF merupakan dilator poten pada kebanyakan vascular bed; ketika diberikan secara iv menyebabkan hipotensi pada semua spesies yang diuji. Vasodilatasi diinduksi PAF tidak bergantung pada efek-efek terhadap persarafan simpatik, sistem renin-angiotensin, atau arakidonat, metabolisme dan semacamnya hasil dari kombinasi aksi langsung dan tidak langsung. PAF menginduksi vasokonstriksi atau vasodilatasi bergantung pada konsentrasi, vascular bed, dan keterlibatan platelet atau leukosit. Sebagai contoh, pemberian intra-koroner pada konsentrasi sangat rendah meningkatkan aliran darah koroner dengan mekanisme yang melibatkan rilisnya vasodilator yang berasal dari platelet. Pada dosis lebih tinggi, aliran darah koroner berkurang karena pembentukan agregat platelet dan/atau pembentukan TXA2. Vaskulatur pulmonal juga dikontriksi oleh PAF, dan diduga melalui mekanisme yang sama. Injeksi intradermal PAF menyebabkan vasokontriksi awal diikuti dengan munculnya bentol dan lepuh yang khas pada kulit. PAF meningkatkan permeabilitas vaskular dan edem seperti halnya histamin dan bradikinin. Peningkatan permeabilitas dikarenakan kontraksi endotel venuler, namun PAF lebih poten dibanding histamin dan bradikinin.

Platelet

PAF merupakan stimulator kuat pada agreagasi platelet in vitro yang disertai dengan pelepasan TXA2 dan kandungan granular pada platelet. Namun, PAF tidak membutuhkan adanya TXA2 atau senyawa peng-agregasi lain untuk menghasilkan efek agregat platelet intravaskular dan trombositopenia.

Leukosit

PAF merangsang leukosit PMN untuk ber-agregasi, untuk melepaskan LT dan enzim lisosomal, dan untuk menghasilkan superoksida. Karena LTB4 lebih kuat untuk menginduksi agregasi leukosit, zat ini dapat memerantarai efek PAF. PAF juga dapat mendorong terjadinya agregasi monosit dan degranulasi eosinofil. PAF merupakan faktor kemotaktik untuk eosinofil, neutrofil, dan monosit; dan meningkatkan adhesi neutrofil pada sel endotel dan diapedesis (ekstravasasi). Ketika diberikan secara sistemik, PAF menyebabkan leukositopenia, dengan neutrofil menunjukkan penurunan terbesar. Injeksi intradermal menyebabkan akumulasi neutrofil dan sel mononuklear pada tempat injeksi; dan inhalasi PAF meningkatkan infiltrasi eosinofil ke dalam saluran nafas.

Otot polos

Pada umumnya, PAF menyebabkan kontraksi otot polos pada GI, uterus, dan paru. PAF meningkatkan amplitudo konstriksi uterus spontan; otot yang diam akan berkontraksi dengan cepat secara bertahap. Kontraksi ini dihambat oleh inhibitor sintesis PG. PAF tidak mempengaruhi otot polos trakea tetapi mengkontriksi otot polos saluran pernafasan. Walaupun kontroversial, banyak bukti menunjukkan bahwa autakoid lain memerantarai efek PAF ini (misal LTC4 atau TXA2). Ketika diberikan aerosol, PAF meningkatkan resistensi saluran pernafasan dan juga tingkat respons terhadap bronkokonstriktor lain. PAF juga meningkatkan sekresi mukus dan permeabilitas pembuluh mikro di paru; hasilnya adalah akumulasi cairan di bagian mukosa dan submukosa bronkus dan trakea.

Lambung

Selain mengkonstriksi fundus lambung, PAF merupakan ulserogen yang dikenal paling kuat. Jika diberikan secara iv, PAF akan mengakibatkan erosi hemoragik pada mukosa lambung yang meluas ke dalam submukosa.

Ginjal

Jika diinfuskan intra-renal pada hewan, PAF menurunkan aliran darah ginjal, laju filtrasi glomerulus (GFR), volume urin, dan ekskresi Na+ tanpa mengubah hemodinamik sistemik (Lopez-Novoa, 1999). Efek-efek ini tidak disebabkan oleh pembentukan agregat platelet tetapi merupakan akibat suatu kerja langsung pada peredaran darah ginjal. PAF exert efek bifasik termediasi reseptor pada arteriol afferent, mendilatasi pada konsentrasi rendah dan konstriksi pada konsentrasi tinggi. Efek vasokonstriksi tampaknya dimediasi, setidaknya oleh produk COX, sedangkan vasodilatasi akibat stimulasi produksi NO oleh endotelium.

4. Mekanisme Kerja PAF

PAF ekstrasel bekerja dengan merangsang GPCR yang diekspresikan pada sejumlah tipe sel (Ishii et al., 2002). Reseptor PAF secara strict untuk bisa mengenali ligannya, yaitu gugus kepala spesifik dan residu sn-2 atipikal spesifik, namun lagi-lagi oxPL juga bisa meniru gaya ini lho.. Reseptor PAF bergandengan dengan Gq artinya mengaktifkan jalur fosfolipase C (PLC)-IP3-Ca2+; dan fosfolipase A2 dan D yang menghasilkan pelepasan asam arakidonat dari diasilgliserol. AA kemudian diubah menjadi PG, TXA2 atau LT yang dapat berfungsi sebagai mediator ekstrasel untuk efek-efek PAF.

PAF juga dapat bekerja tanpa meninggalkan sel. Contoh paling jelas adalah pada sel-sel endotel. PAF disientesis oleh sel endotel yang dirangsang oleh mediator inflamasi. PAF ini hadir di permukaan endotelium, dimana PAF dapat mengaktifkan reseptor PAF sel-sel juxtaposed termasuk platelet, leukosit PMN, dan monosit; beraksi secara kooperatif dengan P-selektin untuk mendorong adhesi (Prescott et al., 2000). Akumulasi PAF secara intrasel tampaknya karena PAF meningkatkan ekspresi protein permukaan yang mengenali dan mengikat neutrofil.

Sel-sel endotel dalam kondisi stress oksidan merilis oxPL, yang dapat mengaktifkan leukosit dan platelet dan melebarkan kerusakan jaringan.

5. Antagonis Reseptor

Banyak senyawa telah dideksripsikan bahwa antagonis reseptor PAF dapat secara selektif menghambat aksi PAF in vivo dan in vitro. Satu yang diharapkan antagonis reseptor PAF yaitu dapat menjadi agen anti-inflamasi yang poten yang berguna pada terapi asma, sepsis, dan penyakit lain dimana PAF berperan penting. Bagaimanapun, trial pada manusia hasilnya mengecewakan, dan efikasi klinik antagonis PAF masih belum ada.

6. Fungsi Fisiologis dan Patologis PAF

Berbeda dengan eikosanoid, PAF disintesis oleh bermacam-macal sel pilihan, hal ini diduga membatasi partisipasinya dalam berbagai proses fisiologis dan patologis.

Platelet

Karena PAF disintesis oleh platelet dan mendorong terjadinya agregasi, zat ini diduga menjadi mediator agregasi yang diinduksi trombin dan resisten terhadap Cox inhibitor. Namun, antagonis PAF gagal mengeblok agregasi yang diinduksi trombin, walaupun dapat memperpanjang waktu perdarahan dan mencegah pembentukan trombus pada beberapa model eksperimen. Oleh karena itu, PAF tidak berfungsi sebagai mediator agregasi independent, tetapi berkontribusi dalam pembentukan trombus dengan cara yang serupa dengan TXA2 dan ADP.

Reproduksi dan pelahiran

Peran PAF pada ovulasi, implantasi, dan pelahiran telah diajukan pada sejumlah penelitian. Bagaimanapun, tikus yang dibuat defisient reseptor PAF tetap secara normal ber-reproduksi. Hal ini menandakan PAF tidak begitu penting pada reproduksi.

7. Respons Inflamasi dan Respons Alergi

Aksi proinflamasi PAF dan elaborasinya dengan sel-sel endotel, leukosit, dan sel mast pada kondisi inflamasi sudah dikarakterisasi dengan baik. Injeksi PAF secara intradermal meniru banyak tanda dari gejala inflamasi yaitu peningkatan permeabilitas vaskuler, hiperalgesia, edema, dan infiltrasi neutrofil.

PAF dan molekul mirip PAF berkontribusi pada patofisiologi penyakit inflamasi termasuk anafilaksis, asma bronkial, shock endotoksik, dan pemberian PAF menghasilkan banyak tanda dan gejala, menyarankan peran autakoid dalam shock anafilaksis.

PAF menimbulkan efek yang penting pada asma, Bila diinhalasi, PAF merupakan bronkokonstriktor kuat, meningkatkan akumulasi eosinofil di paru, mengakibatkan edema trakea dan bronkus serta merangsang sekresi mukus. Selain itu, tikus yang dibuat over-ekspresi reseptor PAF menunjukkan hiper-reaktif bronkus dan peningkatan kematian ketika diberi endotoksin (Ishii et al., 2002). Sementara tikus yang reseptornya di-knockout menunjukkan respon anafilaksis yang lebih lembut terhadap tantangan antigen eksogen, yaitu less cardiac instability, konstriksi airway, dan alveolar edem; namun bagaimanapun masih suspectible terhadap shock endotoksik.

Deletion of the PAF receptor augments the lethality of infection with gram-negative bacteria while improving host defense against gram-positive pneumococcal pneumonia (Soares et al., 2002; Rijneveld et al., 2004).

Meskipun pengamatan ini memiliki implikasi luas, efek antagonis PAF dalam pengobatan gangguan inflamasi dan alergi telah mengecewakan. Walaupun senyawa antagonis PAF membalikkan bronkokonstriksi pada syok anafilaksis dan memperbaiki survival pada model hewan, dampak antagonis PAF pada model hewan asma dan inflamasi hanya sedikit. Demikian pula pada penderia asma, antagonis PAF menghambat secara sebagian bronkokonstriksi yang diinduksi tantangan antigen tetapi tidak oleh metakolin, olahraga, atau inhalasi udara dingin. Hasil ini dapat mencerminkan rumitnya kondisi-kondisi patologis dan fakta bahwa mediator-mediator lain turut terlibat dalam gangguan-gangguan terkait inflamasi.

End

Sumber: Brunton LL, Lazo JS, Parker KL, 2006, Goodman and Gilman’s The Pharmacological Basis of Therapeutics, 11 Ed., McGrawHill, New York: 666-670

Bibliografi

Ishii, S., Nagase, T., and Shimizu, T.. Platelet-activating factor receptor. Prostaglandins Other Lipid Mediat., 2002, 68–69:599–609.

Lopez-Novoa, J.M. Potential role of platelet-activating factor in acute renal failure. Kidney Int., 1999, 55:1672–1682.

Ninio, E., Tregouet, D., Carrier, J.I., et al. Platelet-activating factor acetylhydrolase and PAF-receptor gene haplotypes in relation to future cardiovascular event in patients with coronary artery disease. Hum. Mol. Genet., 2004, 13:1341–1351.

Prescott, S.M., McIntyre, T.M., Zimmerman, G.A., and Stafforini, D.M. Sol Sherry Lecture in Thrombosis: Molecular events in acute inflammation. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol., 2002, 22:727–733.

Prescott, S.M., Zimmerman, G.A., Stafforini, D.M., and McIntyre, T.M. Platelet-activating factor and related lipid mediators. Annu. Rev. Biochem., 2000, 69:419–445.

Rijneveld, A.W., Weijer, S., Florquin, S., et al. Improved host defense against pneumococcal pneumonia in platelet-activating factor receptor– deficient mice. J. Infect. Dis., 2004, 189:711–716.

Soares, A.C., Pinho, V.S., Souza, D.G., et al. Role of the platelet-activating factor (PAF) receptor during pulmonary infection with gram negative bacteria. Br. J. Pharmacol., 2002, 137:621–628.

Stafforini, D.M., McIntyre, T.M., Zimmerman, G.A., and Prescott, S.M. Platelet-activating factor acetylhydrolases. J. Biol. Chem., 1997, 272:17895–17898.

Stafforini, D.M., Numao, T., Tsodikov, A., et al. Deficiency of platelet activating factor acetylhydrolase is a severity factor for asthma. J. Clin. Invest., 1999, 103:989–997.

Author: admin

menebar ilmu pengetahuan

3 thoughts on “Mengenal Lebih Dekat: Platelet-activating factor (PAF)

  1. pak, ada ga sediaan yg isinya paf/molekul mirip paf?

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s