Maklumat

Bolehkah fotoelektron tenaga tinggi merosakkan membran sel?

Bolehkah fotoelektron tenaga tinggi merosakkan membran sel?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Saya telah membaca bahawa sebagai tambahan kepada sinaran mengion yang menyebabkan kerosakan kepada DNA melalui penyerapan langsung, tetapi DNA juga boleh rosak melalui fotoelektron dengan tenaga yang mencukupi. Perkara yang saya tertanya-tanya ialah apakah jenis tenaga (dalam volt elektron) yang akan atau mungkin fotoelektron perlu merosakkan atau menembusi membran selular (seperti jika sinar-x merangsang fotoelektron di luar sel)?


Apakah Kepekatan Garam yang Tinggi Lakukan kepada Membran Sel?

Osmosis ialah pergerakan air merentasi membran. Garam mencetuskan osmosis dengan menarik air dan menyebabkannya bergerak ke arahnya, merentasi membran. Garam adalah zat terlarut. Apabila anda menambah air kepada bahan larut, ia meresap, menyebarkan kepekatan garam, mencipta penyelesaian. Jika kepekatan garam di dalam sel adalah sama dengan kepekatan garam di luar sel, paras air akan kekal sama, menghasilkan larutan isotonik. Sel tidak akan mendapat atau kehilangan air jika diletakkan dalam larutan isotonik.


Bolehkah fotoelektron tenaga tinggi merosakkan membran sel? - Biologi


Malgorzata Rozanowska a , Bartosz Rozanowski b , Michael Boulton c

a Cardiff Vision Institute, School of Optometri and Vision Sciences, Cardiff University Maindy Road, Cardiff CF24 4LU, United Kingdom [email protected]

b Jabatan Sitologi dan Institut Genetik Biologi, Universiti Pedagogi, Ul. Podbrzezie 3, 31-054 Krakow, Poland
[email protected]

c Jabatan Anatomi dan Biologi Sel, Universiti Florida, 1600 SW Archer Road Peti Surat 100235, Gainesville, FL 32610-0235, U.S.A.
[email protected]

Fotobiologi retina merangkumi aspek luas fototranslata duksi yang bertanggungjawab untuk persepsi visual, serta refleks cahaya pupillary, dan peranan retina dalam menetapkan irama sirkadian kita. Kesemua fungsi retina ini bergantung kepada penyerapan foton. Walau bagaimanapun, pendedahan yang berlebihan kepada cahaya mengakibatkan kerosakan pada retina. Lata fototransduksi dibincangkan oleh Oyster dalam Retina I: Photoreceptors and Functional Organization. Di sini kita akan mengkaji semula pemahaman semasa tentang kerosakan akibat cahaya pada retina. Memandangkan kitaran visual memainkan peranan penting dalam kerentanan retina kepada kerosakan ringan, aspek tertentu akan dibincangkan di sini dengan lebih terperinci.

Jenis Kerosakan Akibat Cahaya pada Retina

Sepanjang hayat, mata terdedah kepada fluks harian sinaran suria. Sinaran suria ditapis oleh atmosfera Bumi supaya pada paras laut kira-kira 80% tenaga suria dihadkan kepada jalur spektrum sempit daripada kira-kira 300 nm dalam ultraungu kepada 1100 nm dalam inframerah. Panjang gelombang yang lebih panjang terutamanya ditapis oleh wap air atmosfera, manakala panjang gelombang yang lebih pendek diserap oleh lapisan ozon. Tambahan pula, komponen spektrum tertentu kejadian cahaya suria pada kornea ditapis sebahagiannya sebelum sampai ke retina manusia (1) (Rajah 1). Kornea menyerap panjang gelombang di bawah 295 nm manakala kanta dalam mata manusia dewasa menyerap UVB dengan panjang gelombang yang lebih panjang (295-315 nm), dan julat penuh UVA (315-390 nm). Kedua-dua kornea dan kanta juga menyerap sebahagian daripada sinaran inframerah - terutamanya jalur air pada 980 nm, 1200 nm, dan 1430 nm. Vitreous menyerap cahaya melebihi 1400 nm, sehingga 10 m. Oleh itu, sinaran bukan pengion yang sampai ke retina adalah apa yang dipanggil 'komponen kelihatan' spektrum elektromagnet (390-760 nm), dan beberapa inframerah dekat (760-1400 nm).


Pada kanak-kanak kecil, beberapa UV-B dan UV-A boleh mencapai retina, iaitu julat spektrum 300-340 nm, dengan maksimum yang transtetingkap misi kira-kira 8% pada 320 nm (1). Jalur penghantaran ini berkurangan secara beransur-ansur apabila metabolit triptofan menyerap cahaya UV terkumpul di dalam kanta. Menjelang umur 22 tahun, hanya 0.1%, dan pada usia 60 tahun hampir tiada cahaya UV yang sampai ke retina kecuali individu aphakik.

Penghantaran cahaya kelihatan berkurangan dengan peningkatan usia, dan timbul sebahagian besarnya daripada perubahan berkaitan usia dalam komposisi kanta, yang mengumpul kromofor menyerap cahaya kelihatan panjang gelombang pendek. Kanta yang lebih tua daripada 70 tahun mempamerkan peningkatan yang agak perlahan dalam penghantaran dengan peningkatan panjang gelombang: penghantaran bermula pada kira-kira 400 nm, tetapi tidak mencapai maksimum sehingga kira-kira 600 nm. Secara keseluruhan, penghantaran cahaya boleh dilihat berkurangan dengan ketara pada kanta lama, terutamanya di kawasan biru spektrum. Aktiviti harian biasa dikaitkan dengan pendedahan retina kepada paras cahaya jauh di bawah dos ambang yang menyebabkan kerosakan foto akut pada retina (Rajah 2). Walau bagaimanapun, pandangan terus ke arah matahari atau sumber tiruan cahaya yang boleh dilihat atau inframerah dengan mudah boleh menyebabkan melebihi ambang itu, dan merosakkan retina.


Cahaya boleh dilihat dan inframerah yang sampai ke retina boleh menyebabkan kerosakan tisu melalui sekurang-kurangnya satu daripada tiga proses asas: fotomekanik (atau fotoakustik), fototerma (fotokoagulasi) dan fotokimia, bergantung pada kadar kelancarannya, jumlah dos dan ciri spektrum.


Kecederaan fotokimia. Kerosakan fotokimia berlaku apabila cahaya diserap oleh kromofor dan membawa kepada pembentukan keadaan teruja secara elektronik bagi molekul tersebut, yang kemudiannya mengalami sama ada transformasi kimia itu sendiri dan/atau berinteraksi dengan molekul lain yang membawa kepada perubahan kimia kedua-dua molekul yang berinteraksi atau kepada pemindahan. tenaga pengujaan kepada molekul lain (Rajah 3). Yang penting, apabila kerosakan fotokimia berlaku, tiada peningkatan ketara dalam suhu tisu. Dalam jenis kerosakan fotokimia tertentu, kerosakan fotosensitisasi, kromofor fototeruja dalam keadaan singlet teruja secara elektroniknya mengalami persilangan antara sistem dan membentuk keadaan triplet teruja (Rajah 3). Keadaan triplet teruja adalah agak tahan lama, membenarkan interaksi dengan molekul lain yang menghasilkan radikal bebas - melalui pemindahan elektron (hidrogen) (jenis I kerosakan fotosensitized), atau oksigen singlet, - melalui pemindahan tenaga pengujaan daripada fotosensitizer dalam keadaan triplet kepada oksigen molekul (jenis II kerosakan fotosensitisasi). Pemeka foto boleh bertindak sebagai pemangkin kerosakan yang meluas di mana banyak radikal bebas dan molekul oksigen singlet dihasilkan oleh satu molekul fotosensitizer, yang sentiasa dikitar semula ke keadaan asasnya (Rajah 3B).


Rajah 3. Gambar rajah Jablonski bagi fotopengujaan molekul dan 3 laluan penyahaktifan utama (Rajah Atas). Oleh kerana kebanyakan molekul yang berkaitan secara biologi berada dalam keadaan singlet dalam keadaan tanahnya (S 0 ), pengaktifan fotonya membawa kepada keadaan singlet yang teruja secara elektronik (S 1 ): elektron dari orbital molekul yang diduduki tertinggi (HOMO) dipindahkan ke yang paling rendah tidak diduduki. orbital molekul (LUMO). Daripada keadaan singlet yang teruja secara elektronik itu terdapat 3 laluan utama penyahaktifan: 1) penyahaktifan terma ialah proses tanpa sinaran, dipanggil juga penukaran dalaman (IC) di mana molekul photoexcited kembali ke keadaan asas membebaskan tenaga pengujaan dalam bentuk haba dan tiada perubahan dalam putaran molekul berlaku 2) pendarfluor (F) di mana molekul fototeruja kembali ke keadaan dasar membebaskan tenaga pengujaan dalam bentuk foton yang dipancarkan 3) lintasan antara sistem (ISC) di mana elektron fototeruja mengubah orientasi putarannya mengakibatkan perubahan dalam kepelbagaian dan pembentukan keadaan triplet teruja (T 1). Jangka hayat keadaan triplet teruja biasanya dalam julat mikrosaat dan lebih lama, iaitu sekurang-kurangnya 3 urutan magnitud lebih lama daripada keadaan singlet teruja (dalam julat ps-ns). Keadaan triplet yang teruja dinyahaktifkan melalui peralihan tanpa sinaran ke keadaan tanah melalui lintasan antara sistem (ISC) atau pelepasan foton yang dikenali sebagai pendarfluor (Ph).

Jangka hayat yang panjang bagi keadaan triplet teruja meningkatkan kebarangkalian interaksi dengan molekul lain (Rajah Bawah). Pengujaan foto molekul (P) kepada keadaan singlet teruja (1 P) mungkin diikuti oleh persilangan antara sistem dan pembentukan keadaan triplet teruja (3 P). Keadaan triplet teruja (3 P) boleh memindahkan elektron (atau hidrogen) ke/dari molekul lain yang membawa kepada pembentukan pasangan radikal (Jenis I kerosakan fotosensitisasi). Interaksi keadaan triplet yang teruja dengan oksigen molekul (yang berada dalam keadaan triplet dalam keadaan asasnya) boleh membawa kepada pemindahan tenaga (jenis II kerosakan fotosensitisasi). Akibatnya, molekul fototeruja kembali kepada keadaan asasnya manakala oksigen diaktifkan kepada keadaan singlet teruja, dipanggil oksigen singlet (1 O 2). Kromofor yang apabila fotopengujaan mengalami persilangan antara sistem dan menghasilkan radikal bebas dan oksigen singlet dikenali sebagai fotosensitizer (P). Hasil daripada interaksi keadaan triplet dengan penderma elektron (LH), seperti lipid tak tepu, anion radikal yang terbentuk bagi fotosensitizer boleh menderma elektron kepada oksigen yang membawa kepada pembentukan anion radikal superoksida (O 2). .- ). Radikal bebas terbentuk daripada penderma elektron selepas pengabstrakan hidrogen (L . ) boleh menimbulkan rantaian radikal bebas peroksidasi biomolekul seperti lipid dan protein. L . boleh berinteraksi dengan oksigen membentuk radikal peroksil (LOO . ). Radikal peroksil boleh mengabstrakkan elektron/hidrogen daripada molekul lain yang mengakibatkan pembentukan L yang lain . dan hidroperoksida (LOOH). Hidroperoksida mungkin terurai oleh ion logam aktif redoks, seperti besi, yang membawa kepada pembentukan lebih banyak radikal bebas. Satu molekul fotosensitizer boleh menghasilkan banyak radikal bebas dan molekul oksigen singlet selagi ia dikitar semula ke keadaan asas dan difototeruja oleh foton berikutnya.

Kerosakan fotosensitisasi yang dimediasi oleh oksigen (kerosakan fotodinamik) telah digunakan dalam terapi fotodinamik (PDT) untuk memusnahkan tumor dan neovaskularisasi retina yang tidak diingini. Dalam PDT, ubat fotosensitisasi dihantar ke tisu yang diminati diikuti dengan penyinaran dengan cahaya laser yang sesuai untuk mencetuskan kerosakan fotodinamik. Walau bagaimanapun, retina mengandungi beberapa fotosensitizer endogen yang boleh teruja oleh cahaya boleh dilihat/inframerah yang sampai ke retina. Retina luar [fotoreseptor dan epitelium pigmen retina (RPE)], serta-merta bersebelahan dengan bekalan darah koroid dan dengan itu beroksigen tinggi. Oleh itu, ini adalah keadaan yang berpotensi baik untuk kerosakan fotodinamik berlaku. Kebergantungan yang kuat terhadap kerentanan retina kepada kerosakan foto pada kepekatan oksigen menunjukkan bahawa kerosakan akibat cahaya pada retina sememangnya bersifat fotodinamik (2-4). Kerosakan fotokimia biasanya menunjukkan permulaan tertunda berikutan pendedahan cahaya, dan dalam retina, kelewatan ini mungkin mengambil masa beberapa jam.


Kecederaan fototerma. Kerosakan fototerma berlaku apabila kadar pemendapan tenaga cahaya melalui penyahaktifan haba adalah lebih cepat daripada resapan haba, jadi suhu tisu terdedah meningkat (5). Ini adalah kes bagi pendedahan kepada pancaran cahaya yang kuat lebih pendek daripada

20 s apabila resapan haba boleh diabaikan semasa tempoh pendedahan supaya tenaga yang diperlukan untuk menghasilkan kerosakan retina adalah bebas daripada tempoh pendedahan dalam jangka masa tersebut. Untuk cahaya yang boleh dilihat dan inframerah yang sampai ke retina, melanin dan hemoglobin adalah penyerap utama dengan keupayaan untuk mengalami pereputan bukan sinaran yang sangat cekap dari keadaan teruja secara elektronik ke keadaan dasar. Biasanya, apabila kenaikan suhu sekurang-kurangnya 10°C melebihi suhu fisiologi, maka kerosakan haba berlaku, yang membawa kepada denaturasi haba banyak protein.

Pakar bedah menggunakan sifat fotofizik melanin dan hemoglobin sebagai kromofor endogen untuk menyebabkan photocoagulation terma tisu retina untuk merawat retinopati diabetik proliferatif, bentuk neovaskular AMD atau edema makula (6-9). Menggunakan sumber laser inframerah yang boleh dilihat atau berhampiran, mereka mendorong fotokoagulasi terapeutik saluran darah yang tidak diingini dalam retina atau dengan fotokoagulasi retina menghalang detasmen retina (10). Kedalaman penembusan bergantung kepada panjang gelombang kejadian, contohnya, sinaran optik daripada laser argon (457-524 nm) terutamanya diserap oleh hemoglobin dan oksihaemoglobin dalam saluran darah retina, dan melanin dalam epitelium pigmen retina (RPE) manakala daripada kripton. merah (sekitar 650 nm) dan laser diod (790-830 nm) diserap oleh RPE, serta melanosit dan darah koroid.


Kecederaan fotomekanikal. Kerosakan fotomekanikal (atau fotoakustik) berlaku apabila tenaga cahaya dimendapkan lebih cepat daripada kelonggaran mekanikal yang boleh berlaku dan biasanya berlaku untuk denyutan sengit yang lebih pendek daripada 1 ns (5). Akibatnya, gelombang tekanan termoelastik dihasilkan, dan tisu terganggu oleh daya ricih atau oleh peronggaan. Kadar kelancaran yang diperlukan untuk menghasilkan kerosakan fotomekanikal boleh diperolehi daripada sumber seperti laser nadi yang sengit.


Kerentanan Retina Manusia kepada Kerosakan Ringan

Kerosakan fotokimia ialah bentuk kerosakan retina yang paling biasa yang disebabkan oleh pendedahan kepada cahaya matahari langsung dan beberapa sumber cahaya buatan, termasuk instrumen oftalmik.

Kerosakan pada retina yang disebabkan oleh cahaya matahari: retinopati solar. Kerosakan cahaya pada retina manusia akibat pendedahan berlebihan kepada cahaya matahari dikenali sebagai solar retinopati. Telah dianggarkan bahawa pandangan terus ke matahari dengan pupil sempit berdiameter 2 mm menghasilkan imej matahari pada retina berdiameter 0.16 mm dalam mata emmetropik dan sinaran di kawasan kecil itu adalah kira-kira 11 W/cm 2 ( 11). Sinaran suria bergantung kepada latitud, musim dan keadaan atmosfera. Anggaran lain sinaran retina dalam mata manusia yang melihat matahari tengah hari berbeza antara 1.5 dan 122 W/cm 2 (12, 13). Pendedahan yang berlangsung selama beberapa minit hingga berpuluh-puluh minit sudah memadai untuk menyebabkan kerosakan yang boleh dilihat secara oftalmoskopik.

Retinopati matahari selepas menonton gerhana matahari telah diiktiraf selama lebih 2000 tahun, dan juga dikenali sebagai retinopati gerhana. Sekitar 400 B.C., Plato mengesyorkan mengambil langkah berjaga-jaga apabila menonton gerhana matahari, tetapi sehingga kini, walaupun amaran diedarkan secara meluas, setiap gerhana matahari membawa kes baharu kecederaan retina akibat menontonnya tanpa perlindungan mata yang betul (14-17). Tahap kerosakan dalam retinopati gerhana mungkin sangat berbeza daripada kehilangan sementara ketajaman penglihatan, kehilangan penghalang darah-retina, perubahan pigmen dalam epitelium pigmen retina (RPE), bengkak, kepada kematian sel fotoreseptor dan kehilangan penglihatan yang kekal dalam kawasan terdedah. kawasan (17-32). Cara selamat menonton gerhana matahari dibincangkan oleh Chou.

Retinopati solar telah dilaporkan juga dalam kes memandang langsung ke matahari sebagai sebahagian daripada ritual keagamaan, berada di bawah pengaruh dadah halusinogen atau bahaya yang dilakukan sendiri akibat penyakit mental [(33) dan rujukan yang dipetik di dalamnya (34-42) ]. Menariknya, pandangan matahari telah digunakan oleh pakar oftalmologi untuk menyebabkan fotokoagulasi retina dalam rawatan retinopati serous pusat yang dikendalikan sendiri (43).

Kecederaan retina akibat pendedahan berlebihan kepada sinaran suria telah didokumenkan dalam beberapa kes pendedahan cahaya berlebihan yang tidak disengajakan pada retina semasa berjemur atau tugas ketenteraan [(33) dan rujukan yang disebut di dalamnya). Terdapat kajian kes yang diterangkan dalam literatur di mana pendedahan langsung kepada matahari sependek 1 minit menghasilkan retinopati solar (11, 44-46). Terdapat juga beberapa kajian yang lebih terkawal mengenai retinopati solar pada pesakit yang dijadualkan menjalani enukleasi kerana tumor intraokular, yang secara sukarela merenung matahari selama beberapa minit (32, 47, 48). Retinopati solar terutamanya disebabkan oleh kerosakan fotokimia (49, 50).

Retinopati 'Solar' yang disebabkan oleh sumber cahaya buatan. Beberapa kes kerosakan retina yang disebabkan oleh cahaya telah dilaporkan atau disyaki disebabkan oleh penggunaan mikroskop operasi atau oftalmoskop tidak langsung (51). Sinaran retina daripada mikroskop operasi boleh mencapai sehingga 0.97 W/cm 2 dan pembedahan okular mungkin mengambil masa sehingga dua jam (52). Oleh itu, pembedahan okular juga telah dipertimbangkan untuk mengenakan risiko kerosakan foto pada retina (52-56). Kerja eksperimen ke atas monyet mengesahkan kerentanan tinggi retina primata kepada kerosakan yang disebabkan oleh instrumen oftalmik. Sebagai contoh, pendedahan retina monyet cynomolgous kepada cahaya daripada mikroskop operasi (sinar 1.06 W/cm 2 selama 1 jam memberikan jumlah dos sebanyak 3816 J/cm 2 ) mengakibatkan perubahan teruk pada fovea: salah susun segmen luar fotoreseptor, pyknosis nukleus fotoreseptor, pembengkakan akson fotoreseptor, pembentukan vakuol dalam RPE, yang di tengah-tengah fovea menjadi nekrotik walaupun tiada kerosakan yang jelas kelihatan semasa pemeriksaan oftalmoskopik (57).

Malah pemeriksaan oftalmoskopik yang panjang boleh menyebabkan risiko kerosakan retina. Ia mungkin menggunakan oftalmoskop tidak langsung, yang biasanya memberikan tahap penyinaran sehingga 0.13 W/cm 2 pada retina, atau biomikroskopi lampu celah memberikan sehingga 0.35 W/cm 2 (52). Sesungguhnya, pendedahan monyet rhesus yang dibius selama 15 minit kepada sinaran retina 0.27 W/cm 2 daripada oftalmoskop tidak langsung (dos 243 J/cm 2 ) terbukti merosakkan retina, mengakibatkan kerosakan teruk pada fotoreseptor dan perubahan dalam RPE (12). Kecenderungan kepada kerosakan foto retina boleh ditingkatkan dengan banyak oleh beberapa xenobiotik seperti hidroklorotiazid dan pendedahan seterusnya kepada cahaya UV-A dari katil matahari (58). Terdapat juga kes kerosakan retina akibat pendedahan tidak sengaja kepada sumber cahaya intensiti tinggi seperti laser (59), arka kimpalan (60, 61), atau denyar daripada litar pintas elektrik tegangan tinggi (62).


Kerosakan cahaya kronik sebagai penyumbang kepada perkembangan patologi retina. Terkumpul selama bertahun-tahun, kerosakan yang disebabkan oleh tindak balas fototoksik kronik yang berlaku di retina telah dicadangkan terlibat dalam etiologi keadaan mata yang melemahkan seperti degenerasi makula berkaitan usia (AMD), penyebab utama kebutaan di kalangan warga emas di negara maju ( 63-66). Walaupun beberapa kajian epidemiologi menyokong peranan pendedahan kronik kepada cahaya matahari sebagai faktor penyumbang dalam pembangunan AMD, beberapa kajian epidemiologi lain tidak menemui korelasi yang signifikan antara pendedahan kronik kepada cahaya matahari dan AMD (67-69). Perlu diingat bahawa menilai pendedahan retina kepada cahaya matahari berdasarkan ingatan pesakit tentang tabiat mereka berkenaan dengan perlindungan mata mereka daripada cahaya matahari sepanjang hayat mereka adalah tugas yang sukar.

Disebabkan oleh potensi kesan buruk cahaya matahari pada retina, pesakit AMD sering dinasihatkan untuk melindungi mata mereka daripada cahaya matahari yang terang (70). Kekuningan berkaitan usia kanta kristal memberikan perlindungan semula jadi retina daripada cahaya boleh dilihat gelombang pendek, oleh itu, dalam beberapa tahun kebelakangan ini, selepas penyingkiran katarak kanta intraokular menyerap cahaya biru telah ditanam pada pesakit tua untuk meniru perlindungan kanta semula jadi (71).

Solek genetik menjejaskan kerentanan kepada kecederaan retina akibat cahaya (72-76). Beberapa mutasi genetik telah dikenal pasti pada haiwan, seperti tikus Royal College of Surgeons (77, 78), tikus dan anjing mutan RPE65- dan rhodopsin-mutant, yang menjejaskan kerentanan mereka terhadap kerosakan foto retina (75, 79-86).

Dalam kes rhodopsin, mutasi rhodopsin yang sepadan pada manusia membawa kepada penyakit buta yang teruk, dipanggil retinitis pigmentosa. Oleh itu, telah dicadangkan bahawa cahaya persekitaran ambien boleh mempercepatkan kematian fotoreseptor, manakala pengurangan keamatan cahaya yang sampai ke retina boleh melambatkan kemajuan degenerasi retina (87, 88). Beberapa kajian kes dan ujian klinikal kecil tentang kesan memakai kanta sentuh gelap pada perkembangan degenerasi retina menunjukkan bahawa ia berkesan pada sesetengah, tetapi bukan semua, pesakit (89, 90). Mudah-mudahan, perkembangan selanjutnya dalam mengenal pasti gen dan mekanisme yang bertanggungjawab untuk subtipe retinitis pigmentosa yang berbeza, bersama-sama dengan ketersediaan ujian genetik, akan memudahkan penilaian masa depan keberkesanan pengurangan pendedahan kepada cahaya dalam memperlahankan penyakit.


Jenis Kerosakan Fotokimia pada Retina

Kerosakan fotokimia telah menjadi bentuk kerosakan cahaya yang paling banyak dikaji kerana keupayaannya untuk menyebabkan kerosakan di bawah keadaan yang agak ambien dan potensi peranannya dalam menyebabkan kerosakan retina kronik sepanjang hayat (91-93). Walau bagaimanapun, fotokimia yang terlibat dalam kerosakan foto retina masih agak kurang difahami. Berdasarkan maksima spektrum tindakan dan pada tapak awal kecederaan oleh pendedahan ambang, kerosakan fotokimia pada retina telah dibahagikan kepada jenis yang berbeza (Rajah 4).

Rajah 4. Jenis kerosakan fotokimia pada retina.

Tikus malam telah menjadi haiwan yang paling banyak digunakan sebagai model kerosakan foto retina. Tikus eksperimen telah menunjukkan tapak kecederaan retina yang berbeza bergantung pada keadaan penyinaran, seperti penyesuaian awal retina kepada cahaya, keluaran spektrum sumber cahaya, sinaran dan tempoh pendedahan. Spektrum tindakan jenis kerosakan pertama sepadan dengan baik dengan spektrum penyerapan rhodopsin memuncak pada 500 nm, dan diperhatikan secara eksklusif pada tikus, tetapi tidak pada haiwan diurnal (94, 95).

Peranan pigmen visual kon sebagai penyerap cahaya yang merosakkan telah ditunjukkan dalam monyet rhesus (96, 97). Semasa pendedahan kepada cahaya yang menyasarkan secara terpilih salah satu daripada tiga pigmen visual kon, tindak balas rod telah tepu kerana kehadiran cahaya latar belakang putih. Satu siri pendedahan kepada cahaya jalur sempit berpusat pada 463 nm atau 520 nm, atau cahaya jalur lebar dari julat 630-720 nm masing-masing menyebabkan kerosakan terpilih kepada kon biru, hijau atau merah. Berbeza dengan kerosakan yang disebabkan oleh kon hijau dan merah, di mana fungsi kon pulih selepas beberapa minggu, pendedahan berulang kepada cahaya biru mengakibatkan kehilangan sensitiviti yang tidak dapat dipulihkan kepada cahaya biru, dan kerosakan kekal pada kon biru. Pendedahan retina kepada tahap sinaran yang agak tinggi di mana rhodopsin dilunturkan sepenuhnya menghasilkan spektrum tindakan yang sama dalam kedua-dua tikus dan primata, menunjukkan bahawa kecekapan kerosakan aruhan meningkat dengan cepat di bawah 500 nm, dan seterusnya meningkat dengan pengurangan panjang gelombang penyinaran sehingga panjang gelombang terpendek dikaji 320 nm (98, 99) (Rajah 5).

Oleh itu, berdasarkan maksimum spektrum tindakan kerentanan terhadap kerosakan fotokimia, satu jenis sepadan dengan maksimum pigmen visual, manakala yang lain menunjukkan peningkatan kerentanan terhadap kerosakan dengan mengurangkan panjang gelombang hingga 320 nm. Spektrum tindakan kerosakan foto retina juga menunjukkan bahawa terdapat peralihan di tapak kerosakan ambang dari fotoreseptor pada penyinaran dengan cahaya panjang gelombang pendek (320-440 nm) kepada epitelium pigmen pada panjang gelombang yang lebih panjang (>440 nm) (13, 99). , 100), juga menunjukkan bahawa terdapat sekurang-kurangnya dua mekanisme berbeza yang bertanggungjawab untuk kerosakan foto.

Jenis kerosakan kedua berasal dari RPE (13, 101). Oleh kerana jenis kerosakan kedua disebabkan oleh hujung panjang gelombang pendek spektrum yang boleh dilihat, ia sering dirujuk sebagai "kerosakan cahaya biru", yang berasal dari RPE (13, 101). Tambahan pula, jenis kerosakan ini nampaknya bergantung kepada oksigen, kerana oksigen darah yang tinggi telah dilaporkan meningkatkan fotosensitiviti retina, menurunkan ambang kerosakan dan meningkatkan tahap kerosakan pada pendedahan berseri yang diberikan dalam primata (2, 4). Kesan perlindungan antioksidan dan mengurangkan ketegangan oksigen menunjukkan bahawa jenis kerosakan cahaya ini disebabkan oleh kerosakan fotodinamik dalam retina. Data terhad mengenai kerosakan foto pada retina manusia menunjukkan kerosakan yang ketara pada RPE yang disebabkan oleh pendedahan kepada cahaya yang kelihatan sengit (48, 102). Kesan toksik cahaya biru juga telah diperhatikan untuk sel RPE dalam kultur (103-106). Ketoksikan akibat cahaya biru bergantung kepada oksigen, 10 kali lebih cekap pada 95% oksigen berbanding 20% ​​oksigen. Sebaliknya, penyinaran sel RPE di bawah keadaan anaerobik tidak mengakibatkan ketoksikan walaupun keamatan cahaya meningkat dua kali ganda (107), sekali gus menggariskan sifat fotodinamik kerosakan.

Kerosakan yang disebabkan oleh gelombang pendek (UV dan cahaya biru) memberikan hasil yang sama merentas semua spesies yang dikaji, dan mempamerkan timbal balik tempoh pendedahan dan sinaran untuk julat masa pendedahan yang luas (98, 99). Sebagai contoh, Ham dan rakan sekerja menentukan bahawa timbal balik berlaku untuk pendedahan kepada cahaya 325 nm, menghasilkan dos kerosakan ambang yang sama sebanyak 5 J/cm 2 untuk pendedahan sama ada 100 s kepada tahap sinaran retina 50 mW/cm 2 , atau pendedahan 1000 s kepada tahap sinaran retina 5 mW/cm 2 .

Tempoh masa perubahan dalam retina berikutan kecederaan fotokimia. Busch dan rakan sekerja (100) memantau perubahan masa dalam retina tikus berikutan pendedahan kepada cahaya jalur sempit berpusat pada 380 nm atau 470 nm (Rajah 6). Kerosakan yang boleh dilihat melalui pemeriksaan funduskopi adalah yang paling ketara 3 hari selepas pendedahan kepada cahaya yang merosakkan, dan berlaku pada dos 0.6 J/cm 2 dan 500 J/cm 2 untuk cahaya 380 nm dan 470 nm, masing-masing. Pemeriksaan bahagian histologi melalui retina mendedahkan kerosakan pada fotoreseptor sudah pada dos 0.45 J/cm 2 untuk cahaya 380 nm. Seawal 3 jam selepas pendedahan kepada cahaya 380 nm, sel RPE telah dimuatkan dengan fagosom, tetapi selain itu kelihatan normal. Selepas 3 minggu, RPE kelihatan normal sepenuhnya walaupun untuk dos melebihi 2.5 kali ganda dos ambang tetapi hampir semua fotoreseptor telah hilang.


Perubahan awal yang diperhatikan dalam RPE sebagai tindak balas kepada dos ambang cahaya 470 nm termasuk pengedaran melanosom yang diubah, pembengkakan sel dan beberapa kemasukan gelap dalam sitoplasma, manakala beberapa fotoreseptor (

Kromofor retina sebagai potensi pencetus kerosakan cahaya. Keperluan utama bagi cahaya untuk memberikan sebarang kesan fotokimia ialah ia perlu diserap. Dalam retina, cahaya kejadian diserap terutamanya oleh pigmen visual dalam segmen luar fotoreseptor (POS), dan oleh melanin - pigmen yang paling menonjol dalam epitelium pigmen retina muda (RPE) (111). Dengan usia terdapat pengumpulan beransur-ansur dalam RPE lipofuscin, yang mencapai kepekatan yang besar dan menduduki hampir 20% daripada isipadu sitoplasma pada usia 80 tahun.

Walau bagaimanapun, kajian sel RPE dalam vitro telah menunjukkan bahawa sel-sel ini terdedah kepada kerosakan akibat cahaya biru tanpa kehadiran melanin dan lipofuscin, manakala mitokondria mereka telah membuktikan sasaran kerosakan foto yang terdedah (103, 104, 106, 112, 113). Mitokondria terpencil telah ditunjukkan untuk menghasilkan spesies oksigen reaktif, seperti oksigen singlet dan superoksida, dan spektrum tindakan penjanaan foto oksigen singlet adalah serupa dengan spektrum penyerapan pusat Fe-S mitokondria dengan maksimum pada kira-kira 420 nm (106, 114-). 116). Mitokondria ubiquinol-cytochrome c reductase telah ditunjukkan sebagai enzim yang paling mudah terdedah kepada perencatan akibat cahaya terhadap aktivitinya. Pemusnahan pusat Fe-S oleh asid mersalyl dengan ketara mengurangkan kerentanan mitokondria ubiquinol-cytochrome c reductase kepada perencatan yang disebabkan oleh foto. Spektrum tindakan perencatan foto yang tinggal boleh dikaitkan dengan flavin dan porfirin. Peranan berpotensi flavin dan porfirin dalam kerosakan foto retina telah dikaji sebelum ini dalam (111). Sumbangan kepada penyerapan foton dalam retina oleh pusat Fe-S mitokondria, flavin dan porfirin, nampaknya hampir boleh diabaikan berbanding dengan sumbangan daripada pigmen visual, melanin atau lipofuscin. Selain itu, seperti yang akan dibincangkan kemudian, dos cahaya yang menyebabkan kerosakan foto yang meluas pada retina pada haiwan dengan kepekatan normal pigmen visual, adalah selamat sepenuhnya untuk haiwan tanpa pigmen visual. Walau bagaimanapun, terdapat kemungkinan kerosakan foto kronik menyumbang kepada kerosakan berkaitan usia dan disfungsi mitokondria retina.

Satu lagi pigmen yang terkumpul dalam retina primata dalam kepekatan tinggi ialah xantofil - lutein dan zeaxanthin, yang terutamanya tertumpu pada akson fotoreseptor dalam fovea (111). Disebabkan oleh pekali penyerapan yang tinggi sepadan dengan julat biru spektrum yang boleh dilihat, ia bertindak sebagai penapis cahaya biru yang melindungi retina luar daripada kecederaan akibat cahaya biru di kawasan yang bertanggungjawab untuk penglihatan akut.


Peranan pigmen visual dan derivatif vitamin A dalam kerosakan foto pada retina. Pigmen visual bertanggungjawab untuk persepsi visual. Semua pigmen visual dalam vertebrata dibentuk oleh protein transmembran, opsin, yang mengikat melalui ikatan asas Schiff sisa lisinnya kepada 11-cis-retinal. Perbezaan dalam residu asid amino dalam jarak 11-cis-retinal bertanggungjawab untuk perbezaan spektrum dalam maksimum penyerapan pelbagai jenis pigmen visual. Pigmen visual rod dinamakan untuk warna rhodopsinnya (dari bahasa Yunani rhodo = merah mawar, dan opsin = penglihatan) (117). Terdapat tiga jenis kon dalam retina manusia, setiap satunya mengekspresikan pigmen visual yang berbeza dengan maksimum penyerapan pada 419 nm (dinamakan panjang gelombang pendek, S atau kon "biru"), 531 nm (panjang gelombang tengah, M atau "hijau" kon) atau 558 nm (panjang gelombang panjang, L atau kon "merah"). Berbeza dengan rod, nama kon merujuk kepada julat spektrum cahaya yang paling cekap diserap berbanding dengan jenis kon lain (ia adalah penting berkenaan dengan kon "merah", yang menunjukkan penyerapan maksimum sepadan dengan cahaya kuning tetapi menyerap merah. cahaya lebih cekap daripada dua jenis kon yang lain). Rod adalah fotoreseptor utama dalam retina manusia, kecuali kawasan kecil di tengah fovea, foveola, di mana hanya kon yang disetempat.

Kehadiran pigmen visual adalah faktor penting untuk kerosakan akibat cahaya berlaku. Berdasarkan perbandingan spektrum penyerapan pigmen visual dan pergantungan panjang gelombang ambang kerosakan foto (spektrum tindakan), kerosakan foto retina boleh, sekurang-kurangnya sebahagiannya, dianggap sebagai pigmen visual kedua-dua batang dan kon sebagai kromofor yang merupakan pencetus awal (94- 97, 118, 119). Kepentingan pigmen visual sebagai pencetus kerosakan cahaya dalam retina digariskan oleh penemuan eksperimen bahawa haiwan yang kekurangan rhodopsin dilindungi daripada kerosakan cahaya (120). Dalam eksperimen tersebut, kerentanan terhadap kerosakan ringan telah dibandingkan antara tikus kalah mati rhodopsin (Rho-/-), tikus kalah mati RPE65 (RPE65-/-) dan tikus jenis liar. Tikus Rho-/- tidak dapat mensintesis opsin apo-protein, dan oleh itu kekurangan rhodopsin, dan tidak mengembangkan segmen luar fotoreseptor. RPE65-/- tikus tidak menyatakan protein RPE65 yang penting untuk sintesis kromofor pigmen visual, 11-cis-retinal, jadi walaupun mereka mengekspresikan opsin apo-protein, dan mempunyai retina normal secara morfologi dengan segmen luar fotoreseptor, mereka kekurangan pigmen visual berfungsi. Analisis histologi retina 24 jam dan 7 hari selepas pendedahan haiwan yang disesuaikan gelap kepada 2 jam cahaya pendarfluor putih terang (15,000 lux) telah menunjukkan perubahan dramatik dalam haiwan jenis liar. Perubahan pada mulanya terbukti sebagai gangguan dan vesikulasi segmen luar dan dalam fotoreseptor, dan pemeluwapan kromatin nuklear. Ini diikuti oleh degenerasi besar-besaran dan kehilangan fotoreseptor. Sebaliknya, pendedahan cahaya tidak menjejaskan fotoreseptor Rho-/- mahupun Rpe65-/- tikus, yang mengekalkan morfologi retina yang serupa dengan kawalan yang dikekalkan gelap. Walaupun eksperimen ini telah menunjukkan dengan jelas bahawa kehadiran rhodopsin adalah faktor utama yang menentukan kerentanan kepada kerosakan cahaya, perlu diingat bahawa retina tanpa rhodopsin tidak mempunyai fungsi utamanya - persepsi visual.

Beberapa kajian lain juga menunjukkan bahawa tahap kerosakan foto retina berkorelasi positif dengan kandungan rhodopsin dalam retina sebelum pendedahan cahaya (121-123). Ketersediaan makanan semua-trans-retinol (Vitamin A) sebagai prekursor 11-cis-retinal adalah salah satu penentu utama kandungan rhodopsin. Kekurangan vitamin A pada tikus menjadikan mereka lebih tahan terhadap kerosakan foto pada retina (121). Sintesis 11-cis-retinal, dan oleh itu juga rhodopsin, boleh dihalang secara farmakologi kerana kekurangan semua-trans-retinol (Vitamin A) walaupun pengambilan makanan yang mencukupi. Semua-trans-retinol biasanya beredar dalam plasma darah dan dihantar ke RPE terikat kepada protein pengikat retinoid monomer kecil (RBP) 21 kDa. Untuk mengelakkan pelepasan glomerular RBP daripada plasma darah ke air kencing, RBP mengikat dengan protein tetramerik 55 kDa yang lebih besar, transthyretin. Pengurangan tahap plasma vitamin A terikat RBP boleh dicapai dengan ubat anti-kanser Fenretinide [N-(4-hydroxyphenyl) retinamide] (124-126). Telah ditunjukkan bahawa Fenretinide menggantikan semua-trans-retinol daripada RBP (126). Kompleks Fenretinide dengan RBP tidak mengikat transthyretin, jadi ia cepat dibersihkan daripada plasma. Akibat penurunan tahap RBP-semua-trans- kompleks retinol dalam plasma, jumlah kandungan 11-cis-retinal, dan dengan itu juga rhodopsin, dikurangkan dengan ketara dalam retina tikus disesuaikan cahaya yang dirawat Fenretinide, berbanding dengan tikus yang dirawat kenderaan.

Faktor lain yang mempengaruhi ekspresi rhodopsin dan kepekatannya dalam cakera POS yang baru terbentuk ialah penyesuaian jangka panjang kepada cahaya persekitaran (127, 128). Haiwan yang dibesarkan di bawah kitaran terang-gelap yang terang mempamerkan kepekatan rhodopsin yang lebih rendah, dan lebih tahan terhadap kerosakan foto retina daripada haiwan yang dipelihara di bawah cahaya intensiti rendah atau dalam gelap (121, 129-131). Walau bagaimanapun, perlu dinyatakan bahawa tindak balas penyesuaian yang lain, termasuk tahap antioksidan dan ekspresi faktor trofik pro-survival, juga mungkin memainkan peranan penting (129, 130, 132).


Kadar penjanaan semula rhodopsin adalah faktor penting yang menentukan kerentanan retina kepada kerosakan foto. Menariknya, dalam keadaan yang membawa kepada kerosakan foto akut oleh cahaya terang, kebanyakan rhodopsin dilunturkan dalam beberapa minit pertama pendedahan (99). Eksperimen seterusnya telah mendedahkan bahawa kandungan rhodopsin sebelum pendedahan kepada cahaya bukanlah satu-satunya penentu kerentanan kepada kerosakan foto. Kecekapan penjanaan semula rhodopsin selepas pemutihan foto ternyata menjadi satu lagi faktor penting (133, 134) (Rajah 8). Memperlahankan penjanaan semula rhodopsin adalah cara yang berkesan untuk melindungi retina daripada kerosakan foto (135-137).



Rajah 8. Faktor-faktor yang membawa kepada perencatan penjanaan semula rhodopsin dan peningkatan rintangan terhadap kerosakan foto retina dalam rajah foto yang dipermudahkantransduksi dan kitaran visual. Penyerapan foton oleh rhodopsin (Rh) membawa kepada pengisomeran ultrafast kromofor, 11-cis-retinal (11cRal) kepada semua-trans-retinal (atRal), yang diikuti oleh perubahan konformasi dalam protein yang membawa kepada pembentukan keadaan aktif biokimia Metarhodopsin II (MII). MII mengaktifkan lata biokimia yang membawa kepada persepsi visual: MII mengikat transdusin protein heterotrimerik (T) dan membenarkan pertukaran nukleotida KDNK untuk GTP dalam subunit daripada T. T (GTP) berpisah daripada subunit dan (T ) dan mengaktifkan fosfodiesterase (PDE). PDE diaktifkan (T (GTP)-PDE) memangkinkan hidrolisis nukleotida kitaran, kitaran guanosin monofosfat (cGMP). Sebagai tindak balas kepada penurunan kepekatan cGMP sitoplasma, molekul cGMP berpisah daripada saluran berpagar cGMP dalam membran plasma segmen luar (OS), dan akibatnya saluran berpagar cGMP ditutup (tidak ditunjukkan). Ini mengakibatkan pengurangan kemasukan natrium dan kation kalsium ke fotoreseptor. Kation natrium secara berterusan dipam keluar dari fotoreseptor oleh pam Na + /K + yang bergantung kepada ATP dalam segmen dalam. Oleh itu, penutupan saluran berpagar cGMP membawa kepada hiperpolarisasi membran plasma fotoreseptor, yang seterusnya, mengakibatkan perencatan rembesan sinaptik glutamat - neurotransmitter yang memberi isyarat penyerapan foton ke neuron sekunder dalam retina. MII boleh memangkinkan pengaktifan banyak molekul T seterusnya sehingga ia menjadi terfosforilasi (P) oleh rhodopsin kinase (RK) dan mengikat arrestin (Arr), yang menghalang pengaktifan selanjutnya T. Akhirnya, semua-trans-retinal (atRal) menghidrolisis daripada Meta II. Untuk menjana semula rhodopsin, Arr berdisosiasi, fosfat (P) dikeluarkan daripada opsin oleh fosfatase, dan opsin mengikat 11-cis-retinal (11cRal) dihantar daripada RPE, yang melengkapkan kitaran rhodopsin. terhidrolisis semua-trans-retinal dikurangkan secara enzimatik kepada semua-trans-retinol (atRol). Kemudian atRol meresap keluar dari OS dan adalah transdialihkan oleh protein pengikat retinoid interphotoreceptor (IRBP) ke RPE di mana ia dikawal oleh protein pengikat retinol selular (CRBP). atRol juga dibekalkan daripada darah di mana ia dikawal oleh protein pengikat retinol (RBP). Dalam RPE atRol ialah substrat untuk lesitin: retinol asiltransferase (LRAT), yang mengesterkannya dengan asid lemak membentuk semua-trans-ester retinyl (atRE). AtRE ditukar kepada 11-cis-retinol (11cRol) oleh isomerohidrolase RPE65. Seterusnya, 11cRol yang dikawal oleh protein pengikat retina selular (CRALBP) dioksidakan oleh retinol dehidrogenase, seperti RDH5, RDH11 serta oksidoreduktase lain kepada 11-cis-retinal (11cRal). Akhirnya, 11cRal ialah transdialih keluar daripada RPE dan kemudian oleh IRBP ke POS di mana ia mengikat opsin dan menjana semula rhodopsin. Proses ini merujuk kepada penjanaan semula rhodopsin dalam rod. Kon boleh menjana semula pigmen visual mereka lebih cepat daripada rod dan jika tiada RPE. Sel Müller boleh menukar atRol kepada 11cRol tetapi hanya kon, bukan rod, boleh mengoksidakan 11cRol kepada 11cRal. Label merah dan anak panah menunjukkan laluan biasa yang gangguan menghalang penjanaan semula rhodopsin: 1) ketersediaan semua-trans-retinol (vitamin A) dalam retina ditentukan oleh pengambilan diet dan/atau ketersediaan semua-trans-pengangkut retinol dalam plasma darah 2) aktiviti isomerase RPE65 terhadap semua-trans-retinyl ester, yang boleh dihalang oleh 13-cis-asid retinoik (dikenali sebagai Accutane, Isotretinoin) atau retinylamine 3) aktiviti pengoksidaan oksidoreduktase 11-cis-retinol hingga 11-cis-retinal seperti RDH5 dan RDH11, yang boleh dihalang oleh 13-cis-asid retinoik 4) ketersediaan protein pengikat retina selular (CRABP) 5) perencat kompetitif penjanaan semula rhodopsin yang mengikat tapak aktifnya seperti halotana 6) komposisi lipid membran cakera segmen luar fotoreseptor (OS) yang menjejaskan kecairannya. Diubah suai daripada (133, 134).

Memperlahankan penjanaan semula rhodopsin boleh menjadi akibat daripada mutasi tertentu RPE65 yang membawa kepada penurunan aktiviti isomerase protein RPE65 dan oleh itu mengehadkan kadar sintesis 11-cis-retinal (Rajah 8) (135, 138-140). Varian metionin bagi sisa 450 tetikus RPE65 (yang biasanya leucine) dikaitkan dengan penurunan aktiviti isomerase, perencatan penjanaan semula rhodopsin dan peningkatan rintangan retina terhadap kerosakan cahaya (138). Walau bagaimanapun, perlu diingat bahawa mutasi RPE65 pada manusia membawa kepada perencatan 11-cis-sintesis retina juga membawa kepada beberapa distrofi retina, termasuk amaurosis kongenital Leber, yang melibatkan kehilangan fotoreseptor secara beransur-ansur dan berakhir dengan buta pada usia muda (141-144).

Satu lagi protein yang disfungsinya membawa kepada perencatan penjanaan semula rhodopsin ialah protein pengikat retina selular (CRABP). CRABP biasanya bertindak sebagai penerima 11- yang baru disintesiscis-retinal, dan mendampinginya dalam sel RPE. Tikus albino dengan gen CRABP yang tidak berfungsi mempamerkan kadar 10 kali ganda penurunan regenerasi rhodopsin dan ketahanan terhadap kerosakan yang disebabkan oleh cahaya berbanding dengan jenis liar (145).

Perubahan dalam komposisi lipid membran cakera fotoreseptor juga mempengaruhi kadar penjanaan semula rhodopsin (136, 137). Kekurangan diet docosahexaenoate (DHA) dan lipid omega-3 lain (yang boleh berfungsi sebagai prekursor metabolik docosahexaenoate) membawa kepada kekurangan DHA yang ketara dalam cakera POS, mengurangkan kadar penjanaan semula rhodopsin dan menghalang lesi yang disebabkan oleh cahaya walaupun jumlahnya. rhodopsin dalam mata disesuaikan gelap meningkat (136, 137). Walau bagaimanapun, perlu diingat bahawa DHA sangat penting untuk perkembangan dan fungsi retina yang betul dan tisu saraf yang lain, dan memainkan pelbagai peranan sebagai faktor anti-apoptosis dan anti-radang (146-148). Oleh itu kekurangan DHA bukanlah langkah yang berguna untuk mencegah kerosakan foto retina.

Cara lain untuk menghalang penjanaan semula rhodopsin ialah anestesia dengan halotana, yang dianggap bersaing dengan 11-cis-retinal untuk tapak pengikat opsin (149-151). Tikus dan tikus yang dibius dengan halotana dilindungi sepenuhnya daripada kecederaan retina yang disebabkan oleh pendedahan 60 minit kepada 13,000 lux cahaya pendarfluor putih, manakala haiwan yang dibius dengan ketamin dan/atau xylazine mempamerkan kehilangan fotoreseptor besar-besaran yang disebabkan oleh hampir 8 kali ganda dos cahaya yang lebih kecil ( 151). Oleh itu, anestesia halotana boleh dianggap sebagai pilihan terbaik untuk pembedahan okular di mana retina mungkin terdedah kepada cahaya terang daripada mikroskop operasi.

Satu lagi pendekatan farmakologi untuk memperlahankan penjanaan semula rhodopsin ialah penghantaran perencat RPE65 dan enzim lain yang terlibat dalam sintesis atau pengangkutan 11-cis-retinal (152-161). Salah satu perencat kitaran retinoid yang mantap ialah 13-cis-asid retinoik. 13-cis-asid retinoik digunakan secara klinikal sebagai ubat yang dipanggil Isotretinoin atau Accutane dalam rawatan jerawat yang teruk dan kanser tertentu. Pesakit yang mengambil ubat sering mengalami penyesuaian gelap yang tertunda, yang mungkin dianggap sebagai rabun malam, kesan sampingan yang boleh diterbalikkan daripada rawatan itu. Rawatan tikus eksperimen dengan 13-cis-asid retinoik telah ditunjukkan untuk menghalang RPE65 dan 11-cis-retinal dehydrogenase (11cRDH), dan melindungi retina secara berkesan daripada kerosakan akibat cahaya (158, 160, 162, 163).

Perencat lain kitaran retinoid termasuk 11-fluoro-semua-trans-retinol, 11-cis-retinyl bromoacetate, retinylamine dan derivatifnya, serta sebatian bukan retinoid seperti farnesylamine dan isoprenoid tertentu (152, 154-157, 159, 164). Eksperimen terhadap tikus telah menunjukkan bahawa semua-trans-retinylamine adalah perencat kitaran retinoid yang jauh lebih berkesan dan mempamerkan potensi ketoksikan yang kurang berbanding perencat lain, termasuk 13-cis-asid retinoik (152, 156).

Laluan metabolik retinylamine juga mencadangkan bahawa, sekurang-kurangnya dalam jangka pendek, ia adalah derivatif retinoid yang selamat. Dalam RPE, semua-trans-retinylamine diterbalikkan N-asetilasi oleh lesitin:retinol acyltransferase (LRAT) dan disimpan, seperti semua-trans-ester retinyl, dalam retinosom (152, 155). Hidrolisis perlahan semua-trans-retinylamide dalam RPE dan hati dipercayai membekalkan semua-trans-retinylamine untuk perencatan tahan lama kitaran retinoid. Tikus jenis liar mengumpul semua-trans-retinylamides dalam RPE dan hati mereka yang kekal di sana selama sekurang-kurangnya seminggu selepas satu pentadbiran gavage semua-trans-retinylamine (152, 156). Yang penting, semua-trans-retinylamine tidak menghalang aktiviti LRAT berkenaan dengan pengesteran semua-trans-retinol kadar pengesteran semua-trans-retinol adalah kira-kira 50-100 kali lebih besar daripada semua-trans-retinylamine (155, 156). Tindakan utama semua-trans-retinylamine menyekat aktiviti isomer RPE65. Oleh itu haiwan diperlakukan dengan semua-trans-retinylamine mempamerkan peningkatan pengumpulan ester retinil dan menghalang sintesis 11-cis-retinal (152, 155, 156). Tindakan menghalang adalah berterusan selagi menyimpan semua-trans-retinylamide boleh didapati. Dalam tikus kalah mati LRAT, yang tidak dapat mensintesis retinylamide, semua-trans-retinylamine dibersihkan dengan cepat dari mata dan hati mereka, dan kadar 11-cis-pengeluaran retina dipulihkan (155). Dalam kedua-dua tikus jenis liar dan tikus LRAT-/-, semua-trans-retinylamine boleh dideaminasi kepada semua-trans-retinol, yang kemudiannya diesterkan untuk meningkatkan kumpulan simpanan semua-trans-ester retinyl. Walau bagaimanapun, dalam tikus jenis liar, laluan semua-transMetabolisme -retinylamine adalah kecil berbanding dengan pembentukan amida.

Terutama, pra-rawatan tikus dengan semua-trans-retinylamine memberikan perlindungan lengkap terhadap kerosakan akibat cahaya pada retina (153). BALB/c tikus yang didedahkan selama 2 jam hingga 5000 lux cahaya pendarfluor putih (tanpa pelebaran pupil) berkembang dalam minggu berikutnya kehilangan besar-besaran fotoreseptor dan kehilangan kedua-dua fungsi visual skotopik dan fotopik tanpa kehadiran semua-trans-retinilamin. Hebatnya, tikus pra-rawatan dengan 3.5 mol semua-trans-retinylamine tidak menunjukkan perbezaan yang ketara dalam morfologi retina berbanding dengan kawalan yang dikekalkan gelap. Berdasarkan keberkesanan perlindungan daripada kecederaan retina akibat cahaya, semua-trans-retinylamine nampaknya merupakan perencat kitaran retinoid yang paling menjanjikan untuk aplikasi dalam vivo.


Mengapakah kecekapan penjanaan semula rhodopsin penting dalam kerentanan retina kepada kerosakan foto? Untuk memahami mengapa penjanaan semula rhodopsin yang cekap meningkatkan kerentanan retina kepada kerosakan foto, kita perlu melihat dengan lebih dekat kitaran retinoid (Rajah 8, 9) (133, 134). Selepas penyerapan foton, kromofor rhodopsin, 11-cis-retinal mengalami isomerisasi ultracepat kepada semua-trans-retinal. Langkah utama ini diikuti oleh perubahan konformasi protein opsin yang membawa kepada pembentukan metahodopsin II yang aktif secara biokimia. Metarhodopsin II memulakan rangkaian peristiwa yang membawa kepada persepsi visual dengan pengaktifan protein G, transducin (Rajah 8).

Transdusin yang diaktifkan mengaktifkan fosfodiesterase, yang kemudiannya merendahkan sitosolik kitaran GMP (cGMP) nukleotida. Penurunan tahap sitoplasma cGMP membawa kepada pemisahan molekul cGMP daripada saluran berpagar cGMP, yang seterusnya membawa kepada penutupan saluran tersebut. Akibatnya, kemasukan kation natrium dan kalsium dihalang, dan membawa kepada pembentukan ion positif di luar membran plasma fotoreseptor yang memuncak kepada hiperpolarisasi. Metarhodopsin II terus mengaktifkan transdusin seterusnya sehingga ia menjadi terfosforilasi oleh rhodopsin kinase dan mengikat arrestin. Dalam metarhodopsin II semua-trans-retinal kekal terikat pada lisin, tetapi kaitan asas Schiff terdeprotonasi (Rajah 9). Akhirnya, semua-trans-retinal dihidrolisiskan daripada protein tetapi kekal tidak terikat secara kovalen di "tapak keluar" opsin (165). Semasa berada di lokasi itu, semua-trans-retinal boleh berfungsi sebagai substrat untuk enzim, photoreceptor retinol dehydrogenase (prRDH), yang mengurangkannya kepada semua-trans-retinol. Walau bagaimanapun, jika molekul baru 11-cis-retinal dihantar dan diikat ke tapak aktif opsin, semua-trans-retina berpisah daripada opsin protein ke membran lipid sebelum dikurangkan secara enzimatik (165).


Pada tikus, pengurangan enzimatik semua-trans-retinal kepada semua-trans-retinol adalah proses yang agak perlahan (133, 134). Oleh itu, penjanaan semula rhodopsin adalah prasyarat untuk membina semua-trans-retinal dalam membran cakera fotoreseptor. Percuma semua-trans-retinal bukan sahaja toksik sebagai aldehid reaktif dan, dengan kehadiran ion logam aktif redoks, sumber radikal bebas dalam gelap, tetapi ia juga fotosensitizer kuat yang diaktifkan oleh UV-A dan cahaya biru (133, 134). Photoexcitation semua-trans-retinal dengan UV-A atau cahaya biru diikuti dengan persilangan antara sistem yang cekap dari keadaan singlet teruja dan pembentukan keadaan triplet teruja. Tenaga keadaan triplet retina cukup tinggi untuk membolehkan pemindahan tenaga yang cekap kepada oksigen molekul dan, sebagai hasilnya, oksigen singlet dihasilkan. Hasil kuantum penjanaan foto oksigen singlet oleh semua-trans-retinal sangat bergantung kepada pelarut. Dalam aprotik, pelarut bukan kutub seperti benzena nilai hasil kuantum generasi 1 O 2 ialah 30% (166), manakala dalam metanol protik - hanya 5% (167). Photoexcitation semua-trans-retinal dalam metanol atau dalam dimetilsulfoksida (DMSO):campuran benzena membawa kepada pembentukan radikal superoksida (167, 168).



Kedua-dua oksigen tunggal dan superoksida boleh menyebabkan kerosakan oksidatif kepada komponen selular (169, 170) (Rajah 10). Oksigen tunggal secara langsung mendorong pengoksidaan guanin dan beberapa sisa asid amino, serta pengoksidaan lipid tak tepu, yang mengakibatkan pembentukan hidroperoksida lipid. Lipid tak tepu diperkaya terutamanya dalam retina, dengan banyak docosahexaenoate dengan enam ikatan berganda tak tepu, yang sangat terdedah kepada peroksidasi.

Superoksida boleh berinteraksi dengan nitrik oksida, yang secara konstitutif dihasilkan oleh retina, dan membentuk peroksinitrit yang sangat reaktif. Peroksinitrit boleh menitratkan lipid dan protein. Malah, beberapa kajian telah menunjukkan bahawa peroksidasi lipid dan penitratan protein adalah hasil daripada kecederaan retina yang disebabkan oleh cahaya (111, 133, 134). Superoksida dismutates kepada hidrogen peroksida, yang seterusnya, mungkin mengambil bahagian dalam tindak balas jenis Fenton: hidrogen peroksida berinteraksi dengan bentuk ion logam yang dikurangkan seperti Cu(I) atau Fe(II) yang membawa kepada pengoksidaan ion logam dan penguraian hidrogen peroksida kepada anion hidroksil dan radikal hidroksil yang sangat mengoksida (OH . ).

Radikal hidroksil bertindak balas dengan pantas dengan hampir semua jenis biomolekul, termasuk lipid tak tepu di mana OH . boleh memulakan rantaian peroksidasi lipid. Rantaian peroksidasi lipid juga boleh dimulakan oleh penguraian hidroperoksida lipid yang disebabkan oleh ion logam aktif redoks. Produk sekunder peroksidasi lipid termasuk sebatian reaktif yang menambah sisa asid amino pada protein, selalunya menjejaskan struktur dan fungsi protein. Oleh itu, penyinaran retina dengan cahaya biru dengan kehadiran semua-trans-retinal mengenakan risiko penjanaan spesies oksigen reaktif, peroksidasi lipid, dan pengubahsuaian oksidatif protein dalam segmen luar fotoreseptor (Rajah 10).

Telah ditunjukkan bahawa photoexcited semua-trans-retinal menyahaktifkan protein rim pengangkut kaset pengikat ATP, ABCR (juga dikenali sebagai ABCA4), yang terdapat dalam rim cakera segmen luar fotoreseptor, dan terlibat dalam penyingkiran semua-trans-retinal daripada cakera (171, 172). ABCR berfungsi sebagai pengangkut semua-trans-retinal terkonjugasi kepada phosphatidylethanolamine kepada risalah luar membran cakera fotoreseptor, dengan itu memudahkan pengurangan enzimnya oleh retinol dehidrogenase (RDH) (171-176). Penyahaktifan ABCR boleh menyebabkan peningkatan lagi dalam pengumpulan semua-trans-retinal selagi terdapat bekalan berterusan sebanyak 11-cis-retinal kepada pigmen visual yang dilunturkan foto. Simpanan ester retinil dalam RPE manusia menyumbang kira-kira 2.5 mol eq daripada jumlah rhodopsin (177). Oleh itu, dalam senario kes terburuk, di mana bekalan yang mencukupi sebanyak 11-cis-retinal disediakan, tetapi sama ada ABCR atau photoreceptor RDH tidak aktif, kepekatan terkumpul semua-trans-retinal dalam retina manusia secara teorinya boleh mencapai kepekatan yang mengejutkan 10.5 hingga 13 mM (berdasarkan kepekatan rhodopsin 3 hingga 3.8 mM) (133, 134).

Percuma semua-trans-retinal membentuk Penambahan asas Schiff dengan komponen cakera fotoreseptor yang banyak, fosfatidiletanolamin (PE), N-retinylidene fosfatidiletanolamin (NRPE). NRPE boleh berinteraksi dengan molekul lain semua-trans-hasil pemeluwapan retina membentuk bisretinoid, dipanggil A2PE (Rajah 11). Pengesanan A2PE dan satu lagi terbitan semua-trans-retinal dengan PE, semua-trans-dimer retina dalam retina, dan produk hidrolisis yang sepadan dalam RPE menunjukkan bahawa kepekatan yang besar dari semua-trans-retinal terkumpul dalam segmen luar fotoreseptor (133, 134).


Kesan pada RPE kerosakan foto kepada segmen luar fotoreseptor. Disebabkan oleh sentuhan intim antara segmen luar fotoreseptor (POS) dan proses RPE di sekelilingnya, mungkin dicadangkan bahawa kerosakan oksidatif dimulakan oleh semua-trans-retinal boleh merebak dengan mudah dari POS ke membran apikal RPE. Selain itu, risiko kerosakan foto kepada RPE yang dimediasi oleh semua-trans-retinal boleh meningkat kerana POS sentiasa diperbaharui dan hujung segmen luar difagositosis setiap hari oleh RPE (178). Fagosom bercantum dengan lisosom, dan kandungannya bertujuan untuk mengalami degradasi lisosom. Walau bagaimanapun, pengasidan fagosom boleh meningkatkan lagi kerosakan oksidatif akibat protonasi anion radikal superoksida, yang kemudiannya menjadi lebih reaktif dan mampu memulakan rantaian peroksidasi lipid. Sebaliknya, terbitan semua-trans-retinal, pyridinium bisretinoid dipanggil A2E (Rajah 11) menghalang pam proton lisosom. Hasil daripada peningkatan pH, aktiviti enzim lisosom berkurangan. Produk tertentu peroksidasi lipid telah ditunjukkan untuk menghalang enzim lisosom secara langsung. Selain itu, pengoksidaan lipid dan protein membawa kepada pembentukan tambahan protein dengan produk pengoksidaan lipid dan protein bersilang tidak lagi terdedah kepada degradasi oleh enzim lisosom (179). Akibat daripada degradasi lisosom yang tidak lengkap, sisa badan berbutir terkumpul dengan usia dalam RPE yang dipanggil pigmen umur atau lipofuscin (Rajah 11) (133, 134).

Pengumpulan lipofuscin boleh dikurangkan dengan ketara oleh kekurangan diet vitamin A (ditelan sebagai semua-trans-retinol, semua-trans-retinyl palmitate atau prekursornya - beta-karotena atau cryptoxanthin) atau oleh kemerosotan farmakologi penghantaran vitamin A ke mata yang disebabkan oleh Fenretinide (126). Telah ditunjukkan bahawa pemalar kadar penjanaan semula rhodopsin selepas pelunturan foto adalah serupa dalam tikus yang dirawat Fenretinide dan tikus yang dirawat dengan kenderaan, bagaimanapun, tikus yang dirawat Fenretinide mempamerkan kepekatan terkumpul yang lebih kecil.trans-retinal selepas terdedah kepada cahaya.

Semua syarat yang dibincangkan sebelum ini yang meningkatkan kerentanan kepada kerosakan foto retina dengan membenarkan penjanaan semula rhodopsin yang cekap, dan oleh itu pengumpulan semua-trans-retinal, juga telah ditunjukkan untuk mempercepatkan pembentukan dan pengumpulan RPE lipofuscin (Jadual 1) (133, 134). Peningkatan pengumpulan lipofuscin diperhatikan dalam tikus kalah mati RDH12 dengan sintesis dipercepatkan 11-cis-retinal, serta dalam tikus kekurangan ABCR, RDH8, atau RDH12 di mana pelepasan tertunda semua-trans-retinal dari segmen luar photoreceptor selepas photobleaching pigmen visual berlaku (175, 180-182). Tekanan oksidatif juga meningkatkan pengumpulan lipofuscin (183-193). Walau bagaimanapun, peranan kritikal semua-trans-retinal dalam pembentukan RPE lipofuscin digariskan oleh eksperimen di mana tikus yang menerima suntikan intravitreal ion besi mengumpul peningkatan lipofuscin dalam RPE tetapi pengumpulan lipofuscin tidak meningkat pada haiwan dengan kekurangan vitamin A walaupun suntikan besi yang menyebabkan kerosakan teruk pada fotoreseptor ( 187). Secara konsisten, semua pendekatan untuk menghalang kitaran retinoid dan dengan itu meminimumkan pengumpulan semua-trans-retinal dan mengurangkan risiko kerosakan foto pada retina, juga mengurangkan pengumpulan lipofuscin (126, 154, 163, 187, 194-199) (Jadual 1). Terdapat juga beberapa penyakit retina manusia dan model haiwannya di mana peningkatan pengumpulan lipofuscin diperhatikan dan, dan walaupun masih belum terbukti, boleh dikaitkan dengan peningkatan pengumpulan retina dan tekanan oksidatif dalam retina (134) (Jadual 1).

Jadual 1. Faktor-faktor yang mempengaruhi pengumpulan lipofuscin dalam epitelium pigmen retina (RPE).


Peranan lipofuscin dalam kerosakan foto pada retina. Lipofuscin terkumpul secara progresif sepanjang hayat mencapai hampir 20% isipadu sitoplasma pada usia 80 tahun (200). Oleh kerana pendarfluor jalur lebarnya apabila teruja dengan cahaya biru atau hijau, pengumpulan lipofuscin boleh dikesan bukan sahaja dalam bahagian histologi tetapi juga. dalam vivo dengan pengimbasan laser oftalmoskopi (201, 242, 243).

Pengumpulan RPE lipofuscin sangat dipercepatkan dalam penyakit retina tertentu (242). Semua penyakit manusia yang berkaitan dengan peningkatan pengumpulan lipofuscin RPE, serta beberapa model haiwan penyakit tersebut, juga berkaitan dengan disfungsi RPE dan fotoreseptor seterusnya yang membawa kepada atrofi mereka (201, 208, 209, 231, 242, 244). , 245). Walaupun masih perlu dibuktikan secara muktamad sama ada lipofuscin adalah faktor penyebab dalam degenerasi retina, terdapat bukti yang semakin meningkat yang menunjukkan bahawa lipofuscin boleh memudaratkan fungsi dan daya maju RPE dan sel-sel jiran. Pengumpulan lipofuscin yang berkaitan dengan usia dalam kulit putih berkorelasi dengan kehilangan fotoreseptor asas (244). Pengagihan lipofuscin juga berkorelasi dengan perubahan degeneratif awal yang diperhatikan dalam degenerasi makula berkaitan usia (AMD) (201, 246). Pengukuran pendarfluor lipofuscin dan perkembangan kawasan atropik pada pesakit juga mencadangkan bahawa kawasan dengan peningkatan pengumpulan lipofuscin lebih berkemungkinan menjadi atropik daripada kawasan lain (242, 245).

Walaupun pengumpulan lipofuscin boleh disebabkan oleh kerosakan foto pada retina, apabila terdapat dalam RPE, lipofuscin sendiri boleh menyebarkan kerosakan foto-oksidatif (133, 134) (Rajah 10). Dengan usia terdapat peningkatan dalam kerentanan RPE kepada kerosakan fotooksidatif (133). Beberapa baris bukti eksperimen: i) fototoksisiti yang bergantung kepada lipofuscin kepada sel RPE manusia yang dikultur ii) peningkatan yang bergantung kepada umur dalam kandungan lipofuscin dan kerentanan sel RPE kepada fotooksidasi dan iii) persamaan spektrum tindakan pengoksidaan yang disebabkan oleh foto, menunjukkan bahawa lipofuscin sekurang-kurangnya sebahagiannya bertanggungjawab (105, 247).

Penyinaran lipofuscin dengan cahaya jalur sempit menghasilkan pengambilan oksigen yang kecekapannya meningkat secara monoton dengan mengurangkan panjang gelombang dalam julat 600 nm hingga 280 nm (247). Penyinaran butiran lipofuscin dengan cahaya biru membawa kepada penjanaan oksigen singlet fotosensitisasi yang meresap keluar dari butiran untuk mengoksidakan biomolekul ekstragranular (247). Photoexcitation cahaya biru butiran lipofuscin juga membawa kepada penjanaan superoksida, hidrogen peroksida, hidroperoksida lipid dan malondialdehid (247, 248). Hidrogen peroksida menyumbang sahaja

1% oksigen molekul digunakan semasa penyinaran lipofuscin, manakala kebanyakan oksigen digunakan untuk pengoksidaan komponen intragranular (249). Lipofuscin mengandungi lipid politaktepu yang banyak, jadi tidak menghairankan, penyinaran lipofuscin dengan cahaya boleh dilihat membawa kepada pembentukan hidroperoksida lipid, dan seterusnya produk aldehid peroksidasi lipid. Juga, lipid dan protein ekstragranular adalah sasaran yang mudah terdedah kepada pengoksidaan yang disebabkan oleh foto dengan kehadiran lipofuscin yang dirangsang (247, 249, 250). Pengekstrakan kloroform-metanol lipofuscin memberikan pecahan lipofilik larut kloroform dan bahan tidak larut kloroform (251). Kedua-dua pecahan mempamerkan fotoreaktiviti yang besar.


Kereaktifan foto komponen lipofilik lipofuscin. Ekstrak lipofilik lipofuscin mempamerkan spektrum serapan yang luas dengan pekali serapan meningkat secara monoton dengan panjang gelombang yang semakin berkurangan (Rajah 12), dan ia termasuk fotosensitizer yang kuat, yang apabila photoexcitation membentuk keadaan triplet teruja (166, 252). Keadaan triplet Lipofuscin mempamerkan spektrum penyerapan yang luas dengan maksimum pada kira-kira 440 nm dan kadar pereputan kepada keadaan dasar kira-kira 1 x 10 5 s -1 dalam heksana tepu argon atau benzena sepadan dengan seumur hidup 10.5 s. Triplet berinteraksi dengan oksigen dengan pemalar kadar dwimolekul 1.2 x 10 9 M -1 s -1 .

Rajah 12. (A) Anggaran had atas untuk penyerapan UV dan cahaya boleh dilihat oleh semua-trans-retinal (atRal) dan komponen larut kloroform lipofuscin (SLF) dan komponen lipofuscin dipanggil A2E dalam retina. Spektrum penyerapan semua-trans-retinal sepadan dengan 3.8 mM dan 13.3 mM penyelesaian semua-trans-retinal dalam panjang laluan optik 31.2 m sepadan dengan panjang segmen luar fotoreseptor dalam perifovea. Kepekatan 3.8 mM sepadan dengan kepekatan rhodopsin dalam segmen luar yang disesuaikan dengan gelap dan kepekatan 13.3 mM sepadan dengan senario terburuk di mana semua simpanan ester retinil telah digerakkan dan ditukar kepada 11-cis-retinal untuk penjanaan semula rhodopsin, yang kemudiannya dilunturkan foto dan semua-trans-retinal dihidrolisiskan daripada opsin tetapi tiada pengurangan enzimatik kepada semua-trans-retinol telah berlaku. Spektrum penyerapan komponen larut lipofuscin (SLF) dalam RPE adalah berdasarkan (i) spektrum penyerapan berat kering terukur komponen ini terlarut dalam benzena (ii) kandungan komponen larut kloroform lipofuscin setiap granul lipofuscin, 0.093 pg/ granul (251) (iii) anggaran bilangan granul sebanyak 7,966 setiap sel RPE di mana lipofuscin menduduki 19% daripada isipadu sel, dan isipadu lipofuscin dikira berdasarkan diameter purata granul lipofuscin 0.5 m dan (iv) ketebalan Lapisan RPE 14 m. Spektrum penyerapan A2E adalah berdasarkan kandungan A2E dalam granul lipofuscin sebanyak 7.8 x 10 -20 mol/granule (105), dan andaian lain seperti di atas. Ini membawa kepada purata kepekatan A2E dalam RPE sebanyak 0.224 mM. Penyerapan bersepadu cahaya nampak (>390 nm) komponen larut lipofuscin adalah 120 kali lebih besar daripada A2E. Inset: Spektrum penyerapan A2E selepas meniup paksi ordinat. Perhatikan bahawa pengiraan penyerapan cahaya yang dijangkakan oleh semua-trans-retinal, ekstrak lipofuscin dan A2E merujuk kepada kromofor dalam larutan. Di bawah keadaan fisiologi, semua kromofor hadir dalam cakera fotoreseptor atau dikapsulkan dalam butiran lipofuscin, dan oleh itu keratan rentas penyerapannya dalam segmen luar fotoreseptor atau RPE mungkin jauh lebih kecil daripada dalam larutan.

(B, C, D) Kebergantungan panjang gelombang kadar awal pengambilan oksigen akibat cahaya dinormalkan kepada bilangan foton kejadian yang sama (spektrum tindakan fotooksidasi) untuk penggantungan butiran lipofuscin (LF) (B), tidak larut (ILF) dan komponen larut (SLF) lipofuscin (C). ) dan A2E dalam liposom yang mengandungi lipid tak tepu sebagai substrat pengoksidaan (D). Maksimum dalam setiap graf diambil sebagai 100%. Perhatikan, kadar fotopengoksidaan meningkat dengan pengurangan panjang gelombang untuk LF, SLF, dan ILF, manakala untuk A2E ia mempamerkan maksimum yang sepadan dengan maksimum dalam spektrum penyerapannya. Diubah suai daripada (133, 134).

Tenaga keadaan triplet lipofuscin cukup tinggi untuk dipindahkan ke oksigen molekul untuk membentuk oksigen singlet (166). Hasil kuantum penjanaan oksigen singlet oleh photoexcited lipofuscin adalah bergantung kepada panjang gelombang pengujaan, pelarut dan kepekatan oksigen. Pengujaan dengan cahaya UV 355 nm atau cahaya biru (420-440 nm) daripada ekstrak lipofilik lipofuscin yang terlarut dalam benzena tepu udara menghasilkan penjanaan oksigen singlet dengan hasil kuantum masing-masing kira-kira 8% dan 5%. Ia mencadangkan bahawa terdapat fotosensitizer berbeza yang terlibat dan/atau sumbangan kromofor dengan sifat fotosensiting berbeza adalah berbeza pada 355 nm berbanding 420-440 nm.

Photoexcitation ekstrak lipofuscin dalam metanol membawa kepada pembentukan keadaan triplet teruja dengan jangka hayat 7 s (252). Hasil kuantum pembentukan fotosensitisasi oksigen singlet dalam metanol tepu udara ialah 5% (sama seperti untuk semua-trans-retinal) (252, 253). Ketepuan larutan lipofuscin dalam benzena dengan oksigen membawa kepada peningkatan yang ketara dalam hasil kuantum oksigen singlet sehingga 15% dan 9% untuk pengujaan dengan 355 nm dan cahaya biru, masing-masing (166). Peningkatan boleh dijelaskan oleh kehadiran fotosensitizer dengan triplet dengan jangka hayat lebih pendek daripada 10.5 s. Sebagai alternatif, peningkatan kepekatan oksigen boleh memudahkan persimpangan antara sistem keadaan singlet yang teruja. Telah ditunjukkan bahawa lipofuscin termasuk fluorofor yang berbeza dengan jangka hayat keadaan singlet kira-kira 60 ps, ​​0.32 ns, 1.2 ns, dan 4.8 ns. Terutamanya dua fluorofor yang terakhir dalam keadaan singlet terujanya cukup tahan lama untuk membolehkan interaksi yang cekap dengan oksigen keadaan dasar, yang membawa kepada persilangan antara sistem yang dipertingkatkan untuk membentuk keadaan triplet lipofuscin dan/atau pemindahan tenaga daripada keadaan singlet lipofuscin yang teruja kepada oksigen dan pembentukan oksigen singlet.

Superoxide ialah produk kecil yang dihasilkan oleh lipofuscin yang diujai berbanding dengan oksigen singlet. Hasil kuantum penjanaan superoksida akibat cahaya biru dalam campuran 9:1 dimetilsulfoksida dan benzena hanyalah

0.1%, iaitu kira-kira 50 kali lebih kecil daripada oksigen singlet (254).

Salah satu komponen lipofilik lipofuscin ialah A2E (255, 256). A2E hanya memberikan sumbangan 0.8% kepada penyerapan cahaya yang boleh dilihat oleh granul lipofuscin, dan mempamerkan sifat fotosensitisasi yang sangat lemah, jadi sumbangan A2E kepada fotoreaktiviti lipofuscin hanya kecil (133, 134) (Jadual 2, Rajah 12). Sebagai contoh, A2E menyumbang paling banyak 1 molekul oksigen singlet bagi setiap 300 molekul oksigen singlet yang dihasilkan oleh lipofuscin. A2E menyumbang paling banyak 1 molekul superoksida bagi setiap 384 molekul superoksida yang dihasilkan oleh lipofuscin.

Jadual 2. Sumbangan ekstrak lipofuscin dan salah satu komponennya, A2E kepada kandungan granul lipofuscin, dan perbandingan sifat fotosensitisasi ekstrak lipofilik lipofuscin dengan A2E (133, 134).

A2E telah menarik banyak perhatian kerana sifat (foto) toksiknya kepada sel RPE yang dikaji dalam vitro (255). Walau bagaimanapun, kajian tentang fototoksisiti lipofuscin menunjukkan kesan fototoksik dramatik yang disebabkan oleh kepekatan lipofuscin sepadan dengan kepekatan A2E hanya 13 ng per juta sel, iaitu sekurang-kurangnya dua urutan magnitud lebih kecil daripada kepekatan A2E yang diperlukan untuk mengenakan kesan toksik yang boleh dikesan pada sel RPE dalam gelap, dan kira-kira 17 kali lebih kecil daripada kepekatan A2E terendah yang diperlukan untuk menimbulkan ketoksikan apabila terdedah kepada 450 J/cm 2 dos cahaya biru-hijau (390-550 nm) (105, 259). Sel yang diberi makan dengan 300 butiran lipofuscin setiap sel dan terdedah kepada dos cahaya biru-hijau sehingga 121 J/cm 2 mempamerkan perencatan enzim antioksidan dan lisosom, perubahan morfologi dengan kehilangan integriti lapisan tunggal, kehilangan integriti lisosom, pengumpulan dipertingkatkan. aldehid terhasil daripada peroksidasi lipid, malondialdehid dan 4-hydroxynonenal, kerosakan DNA dan mengurangkan daya maju sel (105, 106, 260, 261).

Kebanyakan kajian (foto) kesan toksik A2E dilakukan dengan larutan A2E dalam dimetilsulfoksida yang disuntik ke medium kultur sel (133, 134). Di bawah keadaan fisiologi A2E terdapat dalam granul lipofuscin, dan kajian terbaru menunjukkan bahawa A2E berlabuh kuat dalam granul itu (179). Pengeraman granul lipofuscin dengan kehadiran proteinase K dan SDS yang membawa kepada penyingkiran kebanyakan protein daripada granul, tidak menjejaskan kepekatan A2E yang masih kekal dalam granul. Ia boleh dicadangkan bahawa disebabkan pengkapsulan A2E dalam granul lipofuscin, A2E tidak mungkin memberikan sebarang kesan yang merosakkan pada mitokondria, DNA, dan protein pengangkutan, yang diperhatikan dalam eksperimen dengan penghantaran A2E dalam larutan.

Dalam butiran lipofuscin, A2E berkemungkinan besar mengalami pengoksidaan foto. Hasil pengoksidaan A2E termasuk pelbagai epoksida, peroksida kitaran, oksida furanoid dan karbonil (262-270). Beberapa produk ini telah dikenal pasti dalam RPE manusia bedah siasat. sekali lagi, dalam vitro kajian dengan penghantaran A2E kepada sel RPE yang dikultur dalam larutan dan fotooksidasi berikutnya, atau penghantaran langsung produk pengoksidaan A2E A2E dalam larutan telah menunjukkan beberapa kesan buruk produk pengoksidaan A2E termasuk kerosakan DNA, induksi faktor pro-angiogenik, pengaktifan lata pelengkap. dan laluan pro-radang lain (133, 134). Ia masih perlu ditunjukkan sama ada produk pengoksidaan A2E tersebut boleh merangsang kesan tersebut semasa terperangkap dalam granul lipofuscin.

Satu lagi komponen lipofilik lipofuscin yang dikenal pasti ialah semua-trans-retinal dimer-phosphatidylethanolamine, serta derivatifnya, semua-trans-retinal dimer-ethanolamine dan semua-trans-dimer retina, dan bentuk terprotonasinya (271). Telah ditunjukkan bahawa semua-trans-dimer retina dan derivatifnya menjana oksigen singlet apabila photoexcitation dengan cahaya 430 nm atau 500 nm, tetapi hasil oksigen singlet belum dikira. Menariknya, produk pengoksidaan docosahexaenoate, komponen membran segmen luar fotoreseptor yang banyak dan juga terdapat dalam lipofuscin, telah ditunjukkan untuk mempamerkan sifat fotosensitisasi apabila photoexcitation dengan cahaya UV atau biru (272). Spektrum penyerapan campuran docosahexaenoate teroksida mempamerkan pekali penyerapan yang semakin meningkat dengan pengurangan panjang gelombang dalam julat 300-600 nm. Photoexcitation docosahexaenoate teroksida dengan 355 nm atau cahaya biru membawa kepada pembentukan keadaan triplet yang serupa dengan ekstrak lipofilik lipofuscin. Keadaan triplet dipadamkan oleh oksigen, yang membawa kepada penjanaan oksigen singlet fotosensitisasi. Penyinaran berterusan docosahexaenoate teroksida dengan cahaya biru membawa kepada penjanaan superoksida fotosensitisasi.


Kereaktifan foto komponen lipofuscin yang tidak larut kloroform. Komponen lipofuscin yang tidak larut kloroform juga mempamerkan keupayaan untuk memfotosensitisasi penjanaan oksigen singlet, superoksida dan pengoksidaan lipid dan protein eksogen (251). Kedua-dua bahagian granul lipofuscin yang larut dan tidak larut mengalami pengoksidaan foto, dan mempamerkan keupayaan untuk mengoksidakan lipid dan protein yang ditambah secara eksogen. Menariknya, kedua-dua pecahan lipofuscin larut dan tidak larut menunjukkan tiada perubahan berkaitan usia dalam fotoreaktiviti apabila dikaji pada kepekatan jisim kering yang sama, walaupun butiran lipofuscin menjadi lebih fotoreaktif dengan usia. Dengan usia terdapat peningkatan kandungan komponen tidak larut dalam granul lipofuscin purata, manakala sumbangan bahagian larut kekal malar. Oleh itu, peningkatan berkaitan dengan usia dalam fotoreaktiviti granul lipofuscin purata boleh dijelaskan oleh peningkatan bahagian tidak larut.


Adakah kereaktifan foto RPE lipofuscin berbahaya kepada retina?
Dalam vivo, butiran lipofuscin sentiasa terdedah kepada cahaya yang boleh dilihat (400-700 nm) dan ketegangan oksigen yang tinggi [kira-kira 70 mm Hg (109)], dengan itu menyediakan keadaan yang ideal untuk pembentukan spesies reaktif, yang berpotensi merosakkan protein selular dan membran lipid. . Walau bagaimanapun, retina dilengkapi dengan beberapa antioksidan dan enzim detoksifikasi. Oleh itu, boleh dikatakan bahawa untuk menyebabkan kerosakan, fluks spesies reaktif yang dihasilkan oleh lipofuscin perlu melebihi kapasiti pertahanan selular tersebut.


Bagaimanakah Retina Dilindungi Daripada Kerosakan Akibat Cahaya?

Terdapat banyak mekanisme semula jadi yang melindungi retina daripada pendedahan yang berlebihan kepada cahaya. Ia termasuk geometri okular di mana cahaya sebahagiannya disekat oleh kelopak mata daripada memasuki mata melalui murid (273). Tindak balas keengganan terhadap cahaya terang dan juling melindungi daripada pendedahan yang berlebihan. Tambahan pula, pelebaran atau penyempitan pupil (dikenali sebagai refleks cahaya pupillary) bertanggungjawab untuk melaraskan tahap cahaya yang sampai ke retina dalam dua urutan magnitud.

Pendedahan jangka panjang kepada cahaya persekitaran menghasilkan beberapa tindak balas penyesuaian retina. Seperti yang dinyatakan sebelum ini, bergantung pada tahap cahaya haiwan diternak, kepekatan rhodopsin dikawal, jadi fluks terhasil foton yang diserap dalam lapisan segmen luar rod adalah agak stabil, bebas daripada perubahan bermusim keamatan cahaya persekitaran ( dipanggil fotostasis) (274). Bagi haiwan yang dibesarkan dalam sintesis rhodopsin cahaya terang dikawal ke bawah, manakala degradasi rhodopsin yang dimediasi ubiquitin meningkat (275, 276). Selain itu, menternak haiwan dalam cahaya terang mengakibatkan peningkatan kandungan kolesterol, dan penurunan kandungan lipid politaktepu, seperti docosahexaenoate, dalam segmen luar fotoreseptor (277-280). Perubahan dalam persekitaran lipid rhodopsin dalam cakera fotoreseptor ini sangat mengurangkan nisbah pembentukan metarhodopsin II yang aktif secara biokimia kepada metarhodopsin III yang tidak aktif secara biokimia tetapi stabil secara terma, yang kedua-duanya terbentuk atas pengujaan foto rhodopsin (133, 134). Ia boleh dicadangkan bahawa akibat daripada kepekatan metarhodopsin II yang berkurangan, kadar pengumpulan semua-trans-retinal berkurangan. Pengurangan docosahexaenoate yang ketara dalam tikus secara jelas mengurangkan kadar penjanaan semula rhodopsin dan menghalang kecederaan retina akibat cahaya putih. Perubahan dalam komposisi dalam segmen luar fotoreseptor ini memerlukan masa. Memandangkan ia mengambil masa kira-kira 2 minggu untuk menumpahkan dan menggantikan semua segmen luar rod, ia boleh dikatakan bahawa ini adalah masa minimum yang diperlukan untuk menyesuaikan komposisi molekul segmen luar fotoreseptor kepada keamatan baru cahaya persekitaran. Mekanisme ini mungkin mencukupi untuk menyesuaikan diri dengan perubahan bermusim dalam keamatan cahaya persekitaran. Walau bagaimanapun, apabila kita melarikan diri untuk bercuti singkat dari negara yang mendung dan hujan ke tempat di bawah sinar matahari, atau pusat peranginan ski yang tinggi di pergunungan, kita sering pulang ke rumah sebelum retina kita menyesuaikan diri sepenuhnya ke tahap cahaya yang lebih tinggi.

Kepekatan yang agak tinggi dalam retina antioksidan berat molekul rendah, seperti askorbat hidrofilik (vitamin C), atau alfa-tokoferol lipofilik (vitamin E) atau xanthophylls, lutein dan zeaxanthin boleh melindungi biomolekul daripada kerosakan fotosensitisasi dengan membuang radikal bebas, memutuskan rantai. peroksidasi lipid dan pelindapkejutan keadaan triplet teruja dan oksigen singlet (170, 281). Retina luar juga mempamerkan kepekatan enzim antioksidan yang tinggi (281, 282). Enzim antioksidan, seperti superoksida dismutase, katalase dan glutation peroxidise bertanggungjawab untuk pemangkinan penguraian superoksida kepada hidrogen peroksida, dan untuk penguraian hidrogen peroksida dan hidroperoksida lipid (Rajah 13).

Adalah penting untuk menekankan bahawa tiada antioksidan tunggal yang boleh menawarkan perlindungan yang lebih baik daripada campuran antioksidan yang berbeza yang sesuai (Rajah 13). Sebagai contoh, alfa-tokoferol lipofilik dan askorbat hidrofilik boleh menawarkan perlindungan sinergistik (170). Hasil daripada penghapusan radikal peroksil, alfa-tokoferol memutuskan rantaian peroksidasi lipid tetapi menjadi radikal bebas itu sendiri. Walaupun radikal alfa-tokoferoksil adalah kurang reaktif berbanding radikal peroksil yang berasal dari lipid, pembentukannya dalam membran lipid akhirnya boleh membawa kepada penyebaran peroksidasi lipid.Askorbat hidrofilik boleh mengurangkan radikal alfa-tokoferoksil kembali ke molekul induk, dengan itu menjana semula antioksidan lipofilik yang bersedia untuk menghilangkan radikal peroksil yang lain. Hasil daripada pemindahan hidrogen, askorbat menjadi radikal askorbil hidrofilik. Radikal ascorbyl tidak seimbang dengan askorbat dan dehidroaskorbat. Radikal ascorbyl dan dehydroascorbate boleh sama ada secara enzimatik dikurangkan kembali kepada askorbat, atau selanjutnya dimetabolismekan dan dikeluarkan ke plasma darah dan kemudian ke air kencing.



Satu lagi contoh kerjasama antara antioksidan untuk mencapai perlindungan sinergistik daripada kerosakan fotosensitisasi ialah kerjasama antara karotenoid lipofilik, zeaxanthin dan sama ada alfa-tokoferol lipofilik atau askorbat hidrofilik (283, 284). Disebabkan keadaan triplet teruja tenaga rendahnya, zeaxanthin adalah pemadam yang cekap bagi keadaan triplet teruja fotosensitizer dan oksigen singlet. Walau bagaimanapun, ia kehilangan sifat tersebut apabila terdegradasi akibat interaksi dengan radikal bebas. Askorbat dan alfa-tokoferol boleh mengurangkan dan oleh itu menjana semula xantofil induk daripada radikal kation xantofil separuh teroksida. Selain itu, dengan menghilangkan radikal bebas dengan lebih berkesan daripada xanthophylls, ia boleh melindungi xantofil daripada degradasi, yang membolehkan ia berfungsi lebih lama sebagai pelindapkeadaan keadaan teruja secara elektronik.

Apabila tahap peroksidasi melebihi kapasiti pertahanan antioksidan, pelbagai produk akhir peroksidasi lipid terbentuk, termasuk karbonil reaktif, dan epoksida. Oleh kerana ia selalunya bersifat hidrofobik, enzim detoksifikasi yang cekap dan sistem pengangkutan telah berkembang yang menghilangkan produk ini daripada sel (285-288). Sebagai contoh, glutathione transferase boleh menggabungkan aldehid yang berasal dari lipid dengan glutation, yang menjadikannya lebih larut dalam air untuk membolehkan penyingkirannya daripada membran lipid, dan kemudian dari sel. Penyesuaian jangka panjang kepada cahaya persekitaran juga termasuk peningkatan kepekatan antioksidan berat molekul rendah dalam retina, seperti vitamin E dan vitamin C, dan tahapnya meningkat secara berkadar dengan peningkatan keamatan cahaya (279, 280). Semua mekanisme penyesuaian kepada cahaya persekitaran ini sekurang-kurangnya sebahagiannya berkesan dalam mencegah kerosakan akibat cahaya pada retina (133, 134).

Cahaya yang boleh dilihat sampai ke retina adalah penting untuk persepsi visual, tetapi, walaupun retina dilengkapi dengan beberapa mekanisme untuk melindungi dirinya, ia adalah mudah untuk mendedahkan retina kepada tahap cahaya yang melebihi pertahanan semula jadi ini dan menyebabkan kerosakan. Pembinaan kerosakan oksidatif sepanjang hayat, sebahagian daripadanya disebabkan oleh kerosakan akibat cahaya, boleh menyumbang kepada perubahan berkaitan usia dan degenerasi yang diperhatikan dalam retina tua. Pemahaman yang lebih baik tentang proses yang disebabkan oleh foto dalam retina diperlukan untuk membantu meramalkan tahap pencahayaan yang selamat untuk retina biasa, dan menjelaskan keadaan di mana walaupun sinaran suria ambien boleh menyebabkan risiko kerosakan foto retina.

1. Boettner EA, Wolter JR. Penghantaran media okular. Melabur Ophthalmol 19621:776-783.

2. Jaffe GJ, Irvine AR, Wood IS, Severinghaus JW, Pino GR, Haugen C. Ketoksikan retina daripada mikroskop operasi - peranan oksigen yang diilhamkan. Oftalmologi 198895:1130-1141.

3. Ham WT, Mueller HA, Ruffolo JJ, Millen JE, Cleary SF, Guerry RK, Guerry D. Mekanisme asas yang mendasari penghasilan lesi fotokimia dalam retina mamalia. Curr Eye Res 19843:165-174.

4. Ruffolo J, Jr, Ham W, Jr, Mueller H, Millen J. Lesi fotokimia dalam retina primata di bawah keadaan oksigen darah yang tinggi. Melabur Ophthalmol Vis Sci 198425:893-898.

5. Delori FC, Webb RH, Sliney DH. Pendedahan maksimum yang dibenarkan untuk keselamatan okular (ANSI 2000), dengan penekanan pada peranti oftalmik. J Opt Soc Am A-Opt Image Sci Vis 200724:1250-1265.

6. Ozdek S, Deren YT, Gurelik G, Hasanreisoglu B. Triamcinolone subtenon posterior, triamcinolone intravitreal dan photocoagulation laser grid untuk rawatan edema makula dalam oklusi vena retina cawangan. Res Oftalmik 200840:26-31.

7. Margolis R, Singh RP, Bhatnagar P, Kaiser PK. Triamcinolone intravitreal sebagai rawatan tambahan kepada fotokoagulasi panretinal laser untuk retinopati diabetik proliferatif bersamaan dan edema makula yang ketara secara klinikal. Acta Ophthalmol 200886:105-110.

8. Misiuk-Hojlo M, Krzyzanowska-Berkowska P, Hill-Bator A. Aplikasi terapeutik laser dalam oftalmologi. Adv Clin Exp Med 200716:801-805.

9. Meyer CH. Pendekatan rawatan semasa dalam edema makula diabetik. Oftalmologi 2007221:118-131.

10. Park JJ, Pavesio C. Fotokoagulasi laser profilaksis untuk nekrosis retina akut. Adakah ia menimbulkan lebih banyak soalan daripada jawapan? Br J Ophthalmol 200892:1161-1162.

11. Weinstein GW, Rylander HG. Fotokoagulasi fovea. Trans Am Ophthalmol Soc 197876:278-295.

12. Friedman E, Kuwabara T. Epitelium pigmen retina. IV. Kesan merosakkan tenaga pancaran. Arch Ophthalmol 196880:265-279.

13. Ham WT, Jr., Ruffolo JJ, Jr., Mueller HA, Clarke AM, Moon ME. Analisis histologi lesi fotokimia yang dihasilkan dalam retina rhesus oleh cahaya panjang gelombang pendek. Melabur Ophthalmol Vis Sci 197817:1029-1035.

14. Duke-Elder S, MacFaul PA. Kecederaan Bukan Mekanikal. Dalam: Duke-Elder S (ed), Systemtis of Ophthalmology. St Louis: CV Mosby 1972:837-916.

15. Topouzis F, Koskosas A, Pappas T, Anastasopoulos E, Raptou A, Psilas K. Foveomacular retinitis dan penemuan tomografi koheren optik yang berkaitan. Pengimejan Laser Surg Oftalmik 200738:333-335.

16. Stangos AN, Petropoulos IK, Pournaras JA, Zaninetti M, Borruat FX, Pournaras CJ. Tomografi koheren optik dan penemuan electroretinogram multifokal dalam retinopati solar kronik. Am J Ophthalmol 2007144:131-134.

17. Kallmark FP, Ygge J. Kecederaan foveal akibat foto selepas melihat gerhana matahari. Acta Ophthalmol Scand 200583:586-589.

18. Arda H, Oner A, Mutlu S, Kose Z, Gumus K, Karakucuk S, Mirza E. Elektroretinogram multifokal untuk menilai kerosakan matahari berikutan gerhana matahari pada 29 Mac 2006: elektroretinografi multifokal dalam makulopati suria. Doc Ophthalmol 2007114:159-162.

19. Schatz P, Eriksson U, Ponjavic V, Andreasson S. Elektroretinografi multifokal dan tomografi koheren optik dalam dua pesakit dengan retinopati solar. Acta Ophthalmol Scand 200482:476-480.

20. Kaushik S, Gupta V, Gupta A. Penemuan tomografi koheren optik dalam retinopati solar. Pengimejan Laser Surg Oftalmik 200435:52-55.

21. Jorge R, Costa RA, Quirino LS, Paques MW, Calucci D, Cardillo JA, Scott IU. Penemuan tomografi koheren optik pada pesakit dengan retinopati solar lewat. Am J Ophthalmol 2004137:1139-1143.

22. Garg SJ, Martidis A, Nelson ML, Sivalingam A. Tomografi koheren optikal retinopati solar kronik. Am J Ophthalmol 2004137:351-354.

23. Ukponmwan CU, Dawodu OA, Ayanru JO. Retinopati solar di Benin City, Nigeria. West Afr J Med 200322:356-357.

24. Doyle E, Sahu D, Ong G. Retinopati solar selepas gerhana matahari 1999 di East Sussex. Mata 200216:203-206.

25. Codenotti M, Patelli F, Brancato R. OCT penemuan pada pesakit dengan retinopati selepas menonton gerhana matahari. Oftalmologi 2002216:463-466.

26. Awan AA, Khan T, Mohammad S, Arif AS. Retinopati Eclipse: susulan 36 kes selepas gerhana matahari April 1995 di Pakistan. J Ayub Med Coll Abbottabad 200214:8-10.

27. Wong SC, Eke T, Ziakas NG. Eclipse burns: kajian prospektif retinopati suria berikutan gerhana matahari 1999. Lancet 2001357:199-200.

28. Michaelides M, Rajendram R, Marshall J, Keightley S. Eclipse retinopati. Mata 200115:148-151.

29. Rai N, Thuladar L, Brandt F, Arden GB, Berninger TA. Retinopati solar. Kajian dari Nepal dan dari Jerman. Doc Ophthalmol 199895:99-108.

30. Kawa P, Mankowska A, Mackiewicz J, Zagorski Z. [Retinopati solar]. Klin Oczna 1998100:235-237.

31. Atmaca LS, Idil A, Can D. Prognosis visual awal dan lewat dalam retinopati solar. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol 1995233:801-804.

32. Hope-Ross MW, Mahon GJ, Gardiner TA, Archer DB. Penemuan ultrastruktur dalam retinopati solar. Mata 19937 ( Pt 1):29-33.

33. Yannuzzi LA, Fisher YL, Krueger A, Slakter J. Retinopati solar: analisis fotobiologi dan geofizik. Trans Am Ophthalmol Soc 198785:120-158.

34. Devadason DS, Mahmood S, Stanga PE, Bishop PN. Retinopati solar pada pesakit dengan gangguan afektif bipolar. Br J Ophthalmol 200690:247.

35. Stokkermans TJ, Dunbar MT. Retinopati solar di klinik penjagaan primer berasaskan hospital. J Am Optom Assoc 199869:625-636.

36. Hope-Ross M, Travers S, Mooney D. Retinopati solar berikutan ritual keagamaan. Br J Ophthalmol 198872:931-934.

37. Cangelosi GC, Newsome DA. Retinopati solar pada orang yang menunaikan haji. Am J Ophthalmol 1988105:95-97.

38. Eigner EH. Retinitis solar yang disebabkan sendiri. Am J Ophthalmol 196661:1546-1547.

39. Anaclerio AM, Wicker HS. Retinopati solar yang disebabkan sendiri oleh pesakit di hospital psikiatri. Am J Ophthalmol 197069:731-736.

40. Freedman J, Gombos GM. Angiografi fluorescein fundus dalam retinopati suria yang disebabkan sendiri. Laporan kes. Boleh J Ophthalmol 19716:124-127.

41. Schatz H, Mendelblatt F. Retinopati solar daripada pandangan matahari di bawah pengaruh LSD. Br J Ophthalmol 197357:270-273.

42. Fuller DG. Makulopati solar yang teruk dikaitkan dengan penggunaan asid lysergic diethylamide (LSD). Am J Ophthalmol 197681:413-416.

43. Gartner J. Susulan jangka panjang retinopati serous pusat pakar oftalmologi, difotocoagulated oleh sungazing. Doc Ophthalmol 198766:19-33.

44. Sadun AC, Sadun AA, Sadun LA. Retinopati solar. Analisis biofizikal. Arch Ophthalmol 1984102:1510-1512.

45. Gladstone GJ, Tasman W. Retinitis solar selepas pendedahan minimum. Arch Ophthalmol 197896:1368-1369.

46. ​​van de Kraats J, van Norren D. Ketumpatan optik media okular manusia yang semakin tua dalam boleh dilihat dan UV. J Opt Soc Am A-Opt Image Sci Vis 200724:1842-1857.

47. Tso MO, La Piana FG. Fovea manusia selepas sungazing. Trans Sect Ophthalmol Am Acad Ophthalmol Otolaryngol 197479:788-795.

48. Green WR, Robertson DM. Penemuan patologi retinopati fotik pada mata manusia. Am J Ophthalmol 1991112:520-527.

49. Rothkoff L, Kushelevsky A, Blumenthal M. Retinopati solar: prognosis visual dalam 20 kes. Isr J Med Sci 197814:238-243.

50. Ham WT, Mueller HA, Ruffolo JJ, Clarke AM. Sensitiviti retina kepada kerosakan sinaran sebagai fungsi panjang gelombang. Photochem Photobiol 197829:735-743.

51. Kraushar MF. Penyakit foveal. Ann Ophthalmol 198618:354-357.

52. Kirkness CM. Adakah instrumen oftalmik menimbulkan bahaya kerosakan akibat cahaya pada mata? Dalam: Cronly-Dillon J, Rosen ES, Marshall J (eds), Bahaya Mitos & Realiti Cahaya Mata dan Kulit. Oxford: Pergamon Press 1986:179-186.

53. Lerman S. Kesan cahaya matahari pada mata. Dalam: Ben Hur E, Rosenthal I (eds), Photomedicine. Boca Raton: CRC Press 1987:79-121.

54. Sliney DH. Keselamatan sinaran optik sumber cahaya perubatan. Phys Med Biol 199742:981-996.

55. Michael R, Wegener A. Anggaran masa pendedahan selamat daripada mikroskop operasi oftalmik berkenaan dengan sinaran ultraungu dan bahaya cahaya biru kepada mata. J Opt Soc Am A-Opt Image Sci Vis 200421:1388-1392.

56. Komaromy AM, Acland GM, Aguirre GD. Beroperasi dalam gelap: sistem penglihatan malam untuk pembedahan di retina yang terdedah kepada kerosakan cahaya. Arch Ophthalmol 2008126:714-717.

57. Parver LM, Auker CR, Fine BS. Pemerhatian pada mata monyet yang terdedah kepada cahaya daripada mikroskop operasi. Oftalmologi 198390:964-972.

58. Costagliola C, Menzione M, Chiosi F, Romano MR, Della Corte M, Rinaldi M. Ketoksikan retina yang disebabkan oleh hydrochlorothiazide selepas terdedah kepada peranti penyamakan UV. Photochem Photobiol 200884:1294-1297.

59. Barkana Y, Belkin M. Kecederaan mata laser. Surv Ophthalmol 200044:459-478.

60. Naidoff MA, Sliney DH. Kecederaan retina akibat arka kimpalan. Am J Ophthalmol 197477:663-668.

61. Romanchuk KG, Pollak V, Schneider RJ. Kebakaran retina dari arka kimpalan. Boleh J Ophthalmol 197813:120-122.

62. Gardner TW, Ai E, Chrobak M, Shoch DE. Makulopati fotik akibat litar pintas arus elektrik tegangan tinggi. Oftalmologi 198289:865-868.

63. Vojnikovic B, Njiric S, Coklo M, Spanjol J. Sinaran matahari ultraungu dan kejadian degenerasi makula berkaitan usia di Pulau Croatia Rab. Coll Antropol 200731 Suppl 1:43-44.

64. Plestina-Borjan I, Klinger-Lasic M. Pendedahan jangka panjang kepada sinaran ultraungu suria sebagai faktor risiko untuk degenerasi makula yang berkaitan dengan usia. Coll Antropol 200731 Suppl 1:33-38.

65. Loeffler KU, Sastry SM, McLean IW. Adakah degenerasi makula yang berkaitan dengan usia dikaitkan dengan pembentukan plak pinguecula atau scleral? Curr Eye Res 200123:33-37.

66. RW muda. Sinaran suria dan degenerasi makula yang berkaitan dengan usia. Surv Ophthalmol 198832:252-269.

67. Taylor HR, West S, Munoz B, Rosenthal FS, Bressler SB, Bressler NM. Kesan jangka panjang cahaya nampak pada mata. Arch Ophthalmol 1992110:99-104.

68. Tomany SC, Cruickshanks KJ, Klein R, Klein BEK, Knudtson MD. Cahaya matahari dan kejadian 10 tahun makulopati berkaitan usia - Kajian Mata Empangan Beaver. Arch Ophthalmol 2004122:750-757.

69. Delcourt C, Carriere I, Ponton-Sanchez A, Fourrey S, Lacroux A, Papoz L. Pendedahan cahaya dan risiko degenerasi makula yang berkaitan dengan usia: kajian Pathologies Oculaires Liees a l'Age (POLA). Arch Ophthalmol 2001119:1463-1468.

70. Lebih Kaya SP. Adakah terdapat strategi pencegahan dan rawatan untuk degenerasi makula? J Am Optom Assoc 199364:838-850.

71. Glazer-Hockstein C, Dunaief JL. Bolehkah kanta penyekat cahaya biru mengurangkan risiko degenerasi makula yang berkaitan dengan usia? Retina 200626:1-4.

72. LaVail MM, Gorrin GM, Repaci MA, Thomas LA, Ginsberg HM. Peraturan genetik kerosakan cahaya kepada fotoreseptor. Melabur Ophthalmol Vis Sci 198728:1043-1048.

73. Iseli HP, Wenzel A, Hafezi F, Reme CE, Grimm C. Kecenderungan kerosakan ringan dan RPE65 pada tikus. Exp Eye Res 200275:407-413.

74. Danciger M, Lyon J, Worrill D, Hoffman S, Lem J, Reme CE, Wenzel A, Grimm C. Kerosakan cahaya retina baharu QTL pada tikus dengan varian RPE65 LEU peka cahaya. Genom Mamalia 200415:277-283.

75. Paskowitz DM, LaVail MM, Duncan JL. Degenerasi retina yang ringan dan diwarisi. Br J Ophthalmol 200690:1060-1066.

76. Danciger M, Ogando D, Yang HD, Matthes MT, Yu N, Ahern K, Yasumura D, Williams RW, LaVail MM. Pengubah suai genetik degenerasi retina dalam tetikus rd3. Melabur Ophthalmol Vis Sci 200849:2863-2869.

77. Nir I, Liu C, Wen R. Rawatan Ringan Meningkatkan Kemandirian Fotoreseptor dalam Retina Dystrophic Kolej Diraja Pakar Bedah Tikus. Melabur Ophthalmol Vis Sci 199940:2383-2390.

78. Organisciak DT, Li M, Darrow RM, Farber DB. Kerosakan sel fotoreseptor oleh cahaya pada tikus muda Royal College of Surgeons. Curr Eye Res 199919:188-196.

79. Chrysostomou V, Stone J, Stowe S, Barnett NL, Valter K. Status Kon dalam Retina Rhodopsin Mutant P23H-3: Kerosakan Terkawal Cahaya dan Pembaikan Selari dengan Rod. Melabur Ophthalmol Vis Sci 200849:1116-1125.

80. Tam BM, Moritz OL. Pembiakan gelap menyelamatkan degenerasi retina yang disebabkan oleh rhodopsin P23H dalam model Xenopus laevis transgenik retinitis pigmentosa: Mekanisme yang bergantung kepada kromofor yang dicirikan oleh pengeluaran rhodopsin mutan terpotong N-terminal. J Neurosci 200727:9043-9053.

81. White DA, Hauswirth WW, Kaushal S, Lewin AS. Peningkatan Kepekaan terhadap Kerosakan Akibat Cahaya dalam Model Tetikus Penyakit Retina Dominan Autosomal. Melabur Ophthalmol Vis Sci 200748:1942-1951.

82. Cideciyan AV, Jacobson SG, Aleman TS, Gu D, Pearce-Kelling SE, Sumaroka A, Acland GM, Aguirre GD. Dinamik in vivo kecederaan retina dan pembaikan dalam model anjing mutan rhodopsin bagi retinitis pigmentosa manusia. Proc Natl Acad Sci U S A 2005102:5233-5238.

83. Organisciak DT, Darrow RM, Barsalou L, Kutty RK, Wiggert B. Kecenderungan kepada Kerosakan Cahaya Retina dalam Tikus Transgenik dengan Mutasi Rhodopsin. Melabur Ophthalmol Vis Sci 200344:486-492.

84. Vaughan DK, Coulibaly SF, Darrow RM, Organisciak DT. Kajian Morfometrik Kerosakan Akibat Cahaya dalam Model Tikus Transgenik Retinitis Pigmentosa. Melabur Ophthalmol Vis Sci 200344:848-855.

85. Wang M, Lam TT, Tso MO, Naash MI. Ekspresi gen opsin mutan meningkatkan kerentanan retina kepada kerosakan ringan. Vis Neurosci 199714:55-62.

86. Naash ML, Peachey NS, Li ZY, Gryczan CC, Goto Y, Blanks J, Milam AH, Ripps H. Pecutan disebabkan cahaya degenerasi fotoreseptor dalam tikus transgenik yang menyatakan rhodopsin mutan. Melabur Ophthalmol Vis Sci 199637:775-782.

87. Cremers FP, Maugeri A, den Hollander AI, Hoyng CB. Peranan ABCA4 dan CRB1 yang berkembang dalam kebutaan yang diwarisi. Novartis Found Symp 2004255:68-79 perbincangan 79-84, 177-178.

88. Berson EL. Kekurangan cahaya untuk retininitis pigmentosa awal - Hipotesis. Arch Ophthalmol 197185: 521-529.

89. Stone J, Maslim J, Valter-Kocsi K, Mervin K, Bowers F, Chu Y, Barnett N, Provis J, Lewis G, Fisher SK, Bisti S, Gargini C, Cervetto L, Merin S, Pe'er J Mekanisme kematian dan kemandirian fotoreseptor dalam retina mamalia. Prog Retin Eye Res 199918:689-735.

90. Heckenlively JR, Rodriguez JA, Daiger SP. Retinitis pigmentosa sektor dominan autosomal. Dua keluarga dengan mutasi transversi dalam kodon 23 rhodopsin. Arch Ophthalmol 1991109:84-91.

91. Organisciak DT, Winkler BS. Kerosakan cahaya retina: pertimbangan praktikal dan teori. Prog Retin Eye Res 199413:1-29.

92. Wenzel A, Grimm C, Samardzija M, Reme CE. Mekanisme molekul apoptosis fotoreseptor yang disebabkan oleh cahaya dan pelindung saraf untuk degenerasi retina. Prog Retin Eye Res 200524:275-306.

93. Marc RE, Jones BW, Watt CB, Vazquez-Chona F, Vaughan DK, Organisciak DT. Pembentukan semula retina yang melampau yang dicetuskan oleh kerosakan cahaya: implikasi untuk degenerasi makula berkaitan usia. Mol Vis 200814:782-806.

94. Noell WK, Walker VS, Kang BS, Berman S. Kerosakan retina oleh cahaya pada tikus. Melabur Ophthalmol 19665:450-473.

95. Williams TP, Howell WL. Spektrum tindakan kerosakan cahaya retina dalam tikus albino. Melabur Ophthalmol Vis Sci 198324:285-287.

96. Harwerth RS, Sperling HG. Kesan sinaran ketara yang ketara pada sensitiviti spektrum ambang kenaikan mata monyet rhesus. Vision Res 197515:1193-1204.

97. Sperling HG, Johnson C, Harwerth RS. Kerosakan fotik spektrum berbeza pada kon primata. Visi Res 198020:1117-1125.

98. Ham WT, Mueller HA, Ruffolo JJ, Guerry D, Guerry RK. Spektrum tindakan untuk kecederaan retina daripada sinaran ultraungu hampir dalam monyet aphakic. Am J Ophthalmol 198293:299-306.

99. Gorgels TGMF, van Norren D. Ultraviolet dan lampu hijau menyebabkan pelbagai jenis kerosakan pada retina tikus. Melabur Ophthalmol Vis Sci 199536:851-863.

100. Bush EM, Gorgels TGMF, van Norren D.Urutan perubahan dalam retina tikus selepas UV-A dan pendedahan cahaya biru. Vision Res 199939:1233-1247.

101. Tso MO, Fine BS. Pembaikan dan degenerasi lewat foveola primat selepas kecederaan oleh laser argon. Melabur Ophthalmol Vis Sci 197918:447-461.

102. Tso MO. Eksperimen pada sel visual oleh alam semula jadi dan manusia: dalam mencari rawatan untuk degenerasi fotoreseptor. kuliah Friedenwald. Melabur Ophthalmol Vis Sci 198930:2430-2454.

103. Dorey CK, Delori FC, Akeo K. Pertumbuhan RPE terkultur dan sel endothelial dihalang oleh cahaya biru tetapi bukan cahaya hijau atau merah. Curr Eye Res 19909:549-559.

104. Pautler EL, Morita M, Beezley D. Kerosakan cahaya biru yang boleh diterbalikkan dan tidak dapat dipulihkan pada epitelium pigmen mamalia terpencil. Prog Clin Biol Res 1989314:555-567.

105. Davies S, Elliott MH, Tingkat E, Truscot TG, Zareba M, Sarna T, Shamsi FA, Boulton ME. Photocytotoxicity lipofuscin dalam sel epitelium pigmen retina manusia. Free Radic Biol Med 200131:256-265.

106. Godley BF, Shamsi FA, Liang FQ, Jarrett SG, Davies S, Boulton M. Cahaya biru mendorong kerosakan DNA mitokondria dan penghasilan radikal bebas dalam sel epitelium. J Biol Chem 2005280:21061-21066.

107. Crockett RS, Lawwill T. Kebergantungan oksigen terhadap kerosakan oleh cahaya 435 nm dalam epitelium retina berkultur. Curr Eye Res 19843:209-215.

108. DeLint PJ, VanNorren D, Toebosch AMW. Kesan suhu badan pada ambang untuk kerosakan cahaya retina. Melabur Ophthalmol Vis Sci 199233:2382-2387.

109. Ahmed J, Braun RD, Dunn R, Jr., Linsenmeier RA. Pengagihan oksigen dalam retina kera. Melabur Ophthalmol Vis Sci 199334:516-521.

110. Linsenmeier RA. Kesan cahaya dan kegelapan pada pengagihan dan penggunaan oksigen dalam retina kucing. J Gen Physiol 198688:521-542.

111. Boulton M, Rozanowska M, Rozanowski B. Kerosakan foto retina. J Photochem Photobiol B-Biol 200164:144-161.

112. Pang JJ, Seko Y, Tokoro T. Proses kerosakan akibat cahaya pain pada sel epitelium pigmen retina yang tidak mempunyai fagosom. Jpn J Ophthalmol 199943:103-108.

113. Seko Y, Pang JJ, Tokoro T, Ichinose S, Mochizuki M. Apoptosis yang disebabkan oleh cahaya biru dalam sel epitelium pigmen retina berbudaya tikus. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol 2001239:47-52.

114. Jung J, Kim YJ. Penyahaktifan enzim kitaran asid sitrik akibat kepekaan fotodinamik oleh membran dalam mitokondria. Photochem Photobiol 199052:1011-1015.

115. Kim CS, Jung J. Besi sulfur berpusat sebagai pemeka cahaya biru endogen dalam sel - kajian dengan protein besi bukan heme tiruan. Photochem Photobiol 199256:63-68.

116. Kim CS, Jung J. Penyahaktifan rantai pernafasan dalam mitokondria tumbuhan oleh cahaya boleh dilihat - sasaran utama untuk kerosakan foto dan kromofor fotosensitisasi endogen. J Photochem Photobiol B-Biol 199529:135-139.

117. Rodieck RW. Langkah Pertama dalam Melihat. Sunderland, Massachusetts: Sinauer Associates, Inc. 1998.

118. Kuwabara T, Gorn RA. Kerosakan retina oleh cahaya yang boleh dilihat. Kajian mikroskopik elektron. Arch Ophthalmol 196879:69-78.

119. Gorn RA, Kuwabara T. Kerosakan retina oleh cahaya yang boleh dilihat. Kajian fisiologi. Arch Ophthalmol 196777:115-118.

120. Grimm C, Wenzel A, Hafezi F, Yu S, Redmond TM, Reme CE. Perlindungan tikus kekurangan RPE65 mengenal pasti rhodopsin sebagai perantara degenerasi retina yang disebabkan oleh cahaya. Genetik Alam 200025:63-66.

121. Noell WK. Kesan pencahayaan persekitaran dan vitamin A diet pada kerentanan retina kepada kerosakan cahaya. Photochem Photobiol 197929:717-723.

122. Organisciak DT, Noell WK. Nisbah fosfolipid/opsin segmen luar rod tikus dikekalkan dalam kegelapan atau cahaya kitaran. Melabur Ophthalmol Vis Sci 197716:188-190.

123. Noell WK, Albrecht R. Kesan tak boleh balik pada cahaya nampak pada retina: peranan vitamin A. Sains 1971172:76-79.

124. Caruso RC, Zujewski J, Iwata F, Podgor MJ, Conley BA, Ayres LM, Kaiser-Kupfer MI. Kesan Fenretinide (4-HPR) pada penyesuaian gelap. Arch Ophthalmol 1998116:759-763.

125. Baglietto L, Torrisi R, Arena G, Tosetti F, Gonzaga AG, Pasquetti W, Robertson C, Decensi A. Kesan okular fenretinide, analog vitamin A, dalam percubaan kemopencegahan kanser pundi kencing. Pengesanan Kanser Sebelum 200024:369-375.

126. Radu RA, Han Y, Bui TV, Nusinowitz S, Bok D, Lichter J, Widder K, Travis GH, Mata NL. Pengurangan dalam serum vitamin A menangkap pengumpulan fluorofor retina toksik: Terapi yang berpotensi untuk rawatan penyakit retina berasaskan lipofuscin. Melabur Ophthalmol Vis Sci 200546:4393-4401.

127. Williams TP, Squitieri A, Henderson RP, Webbers JPP. Timbal balik antara keamatan cahaya dan kepekatan rhodopsin merentasi retina tikus. J Physiol 1999516:869-874.

128. Organisciak DT, Xie A, Wang HM, Jiang YL, Darrow RM, Donoso LA. Perubahan penyesuaian dalam tahap protein transduksi sel visual: kesan cahaya. Exp Eye Res 199153:773-779.

129. Kaldi I, Martin RE, Huang H, Brush RS, Morrison KA, Anderson RE. Pemeliharaan kitaran yang cerah melindungi retina tikus albino daripada apoptosis akibat cahaya akut. Mol Vis 20039:337-344.

130. Li F, Cao W, Anderson RE. Pengurangan degenerasi fotoreseptor akibat cahaya berterusan dengan penyesuaian tikus albino dewasa kepada cahaya kitaran terang. Melabur Ophthalmol Vis Sci 200344:4968-4975.

131. Organisciak DT, Darrow RM, Barsalou L, Darrow RA, Kutty RK, Kutty G, Wiggert B. Sejarah cahaya dan perubahan berkaitan usia dalam kerosakan cahaya retina. Melabur Ophthalmol Vis Sci 199839:1107-1116.

132. Li F, Cao W, Anderson RE. Perlindungan sel fotoreseptor dalam tikus dewasa daripada degenerasi akibat cahaya dengan penyesuaian kepada cahaya kitaran terang. Exp Eye Res 200173:569-577.

133. Rozanowska M, Sarna T. Kerosakan akibat cahaya pada retina: Peranan kromofor rhodopsin dikaji semula. Photochem Photobiol 200581:1305-1330.

134. Rozanowska M, Rozanowski B. Transduksi Visual dan Perubahan Berkaitan Umur dalam Lipofuscin. Dalam: Tombran-Tink J, Barnstable CJ (eds), Penyelidikan Oftalmologi: Lata Transduksi Visual. Totowa, NJ: The Humana Press Inc. 2008:405-446.

135. Wenzel A, Reme CE, Williams TP, Hafezi F, Grimm C. Variasi RPE65 Leu450Met meningkatkan rintangan retina terhadap degenerasi akibat cahaya dengan memperlahankan penjanaan semula rhodopsin. J Neurosci 200121:53-58.

136. Bush RA, Malnoe A, Reme CE, Williams TP. Kekurangan diet asid lemak N-3 mengubah kandungan dan fungsi rhodopsin dalam retina tikus. Melabur Ophthalmol Vis Sci 199435:91-100.

137. Bush RA, Reme CE, Malnoe A. Kerosakan ringan pada retina tikus - kesan kekurangan diet asid lemak N-3 pada perubahan struktur akut. Exp Eye Res 199153:741-752.

138. Redmond TM, Weber CH, Poliakov E, Yu S, Gentleman S. Kesan variasi Leu/Met pada residu 450 pada aktiviti isomerase dan ekspresi protein RPE65 dan modulasinya melalui variasi pada residu lain. Mol Vis 200713:1813-1821.

139. Nusinowitz S, Nguyen L, Radu R, Kashani Z, Farber D, Danciger M. Bukti electroretinographic untuk keuntungan fototransduksi yang diubah dan pemulihan yang perlahan daripada peluntur foto dalam tikus albino dengan varian MET450 dalam RPE65. Exp Eye Res 200377:627-638.

140. Wenzel A, Grimm C, Samardzija M, Reme CE. Pengubah suai genetik RPE65Leu(450): Kesan pada kerentanan kerosakan cahaya dalam tikus kekurangan c-Fos. Melabur Ophthalmol Vis Sci 200344:2798-2802.

141. Samardzija M, von Lintig J, Tanimoto N, Oberhauser V, Thiersch M, Reme CE, Seeliger M, Grimm C, Wenzel A. Mutasi R91W dalam Rpe65 membawa kepada distrofi retina awal yang lebih ringan disebabkan oleh penjanaan tahap rendah 11-cis-retinal. Hum Mol Genet 200817:281-292.

142. Lorenz B, Poliakov E, Schambeck M, Friedburg C, Preising MN, Redmond TM. Hipomorf RPE65 novel mengembangkan fenotip klinikal mutasi RPE65. Kajian fungsi klinikal dan biokimia yang komprehensif. Invest Ophthalmol Vis Sci 2008.

143. Thompson DA, Gyurus P, Fleischer LL, Bingham EL, McHenry CL, Apfelstedt-Sylla E, Zrenner E, Lorenz B, Richards JE, Jacobson SG, Sieving PA, Gal A. Genetik dan fenotip mutasi RPE65 dalam degenerasi retina yang diwarisi . Melabur Ophthalmol Vis Sci 200041:4293-4299.

144. den Hollander AI, Roepman R, Koenekoop RK, Cremers FPM. Leber congenital amaurosis: Gen, protein dan mekanisme penyakit. Prog Retin Eye Res 200827:391-419.

145. Saari JC, Nawrot M, Kennedy BN, Garwin GG, Hurley JB, Huang J, Possin DE, Crabb JW. Kerosakan kitaran visual dalam tikus kalah mati protein pengikat retinaldehid selular (CRALBP) mengakibatkan penyesuaian gelap tertunda. Neuron 200129:739-748.

146. Bazan NG. Asid lemak Omega-3, isyarat pro-radang dan perlindungan saraf. Curr Opin Clin Nutr Metab Care 200710:136-141.

147. Bazan NG. Neurotropin mendorong isyarat neuroprotektif dalam sel epitelium pigmen retina dengan mengaktifkan sintesis neuroprotectin D1 anti-radang dan anti-apoptosis. Adv Exp Med Biol 2008613:39-44.

148. SanGiovanni JP, Chew EY. Peranan asid lemak tak tepu rantai panjang omega-3 dalam kesihatan dan penyakit retina. Prog Retin Eye Res 200524:87-138.

149. Ishizawa Y, Pidikiti R, Liebman PA, Eckenhoff RG. Reseptor bergandingan protein G sebagai sasaran langsung anestetik yang disedut. Mol Pharmacol 200261:945-952.

150. Grimm C, Wenzel A, Williams TP, Rol PO, Hafezi F, Reme CE. Kerosakan cahaya biru yang dimediasi Rhodopsin pada retina tikus: Kesan pembalikkan foto pelunturan. Melabur Ophthalmol Vis Sci 200142:497-505.

151. Keller C, Grimm C, Wenzel A, Hafezi F, Reme CE. Kesan perlindungan anestesia halotana pada kerosakan cahaya retina: perencatan penjanaan semula rhodopsin metabolik. Melabur Ophthalmol Vis Sci 200142:476-480.

152. Golczak M, Maeda A, Bereta G, Maeda T, Kiser PD, Hunzelmann S, von Lintig J, Blaner WS, Palczewski K. Asas metabolik perencatan kitaran visual oleh sebatian retinoid dan bukan retinoid dalam retina vertebrata. J Biol Chem 2008283:9543-9554.

153. Maeda A, Maeda T, Golczak M, Imanishi Y, Leahy P, Kubota R, Palczewski K. Kesan perencat kuat kitaran retinoid pada fungsi visual dan perlindungan fotoreseptor daripada kerosakan cahaya pada tikus. Mol Pharmacol 200670:1220-1229.

154. Maiti P, Kong J, Kim SR, Sparrow JR, Allikmets R, Rando RR. Antagonis RPE65 molekul kecil mengehadkan kitaran visual dan menghalang pembentukan lipofuscin. Biokimia 200645:852-860.

155. Golczak M, Imanishi Y, Kuksa V, Maeda T, Kubota R, Palczewski K. Lecithin:retinol acyltransferase bertanggungjawab untuk amidasi retinylamine, perencat kuat kitaran retinoid. J Biol Chem 2005280:42263-42273.

156. Golczak M, Kuksa V, Maeda T, Moise AR, Palczewski K. Retinoid bercas positif adalah perencat kuat dan terpilih bagi pengisomeran trans-cis dalam kitaran retinoid (visual). Proc Natl Acad Sci U S A 2005102:8162-8167.

157. Fishkin N, Yefidoff R, Gollipalli DR, Rando RR. Mengenai mekanisme pengisomeran semua-trans-retinol ester hingga 11-cis-retinol dalam sel epitelium pigmen retina: 11-fluoro-semua-trans-retinol sebagai substrat/perencat dalam kitaran visual. Bioorg Med Chem 200513:5189-5194.

158. Gollapalli DR, Rando RR. Pengikatan spesifik asid retinoik kepada RPE65 dan pendekatan kepada rawatan degenerasi makula. Proc Natl Acad Sci U S A 2004101:10030-10035.

159. Gollapalli DR, Rando RR. Penyahaktifan spesifik aktiviti isomerohidrolase oleh 11-cis-retinoid. Biochim Biophys Acta 20031651:93-101.

160. Gamble MV, Mata NL, Tsin AT, Mertz JR, Blaner WS. Kekhususan substrat dan 13-cis- perencatan asid retinoik manusia, tikus dan lembu cis-retinol dehidrogenase. Biochim Biophys Acta 20001476:3-8.

161. Law WC, Rando RR. Asas molekul asid retinoik yang disebabkan oleh rabun malam. Biochem Biophys Res Commun 1989161:825-829.

162. Sieving PA, Chaudhry P, Kondo M, Provenzano M, Wu D, Carlson TJ, Bush RA, Thompson DA. Perencatan kitaran visual dalam vivo sebanyak 13-ccis asid retinoik melindungi daripada kerosakan cahaya dan menyediakan mekanisme untuk rabun malam dalam terapi isotretinoin. Proc Natl Acad Sci U S A 200198:1835-1840.

163. Radu RA, Mata NL, Nusinowitz S, Liu XR, Sieving PA, Travis GH. Rawatan dengan isotretinoin menghalang pengumpulan lipofuscin dalam model tetikus degenerasi makula Stargardt yang resesif. Proc Natl Acad Sci U S A 2003100:4742-4747.

164. Maiti P, Kong J, Kim SR, Sparrow JR, Allikmets R, Rando RR. Erratum: Antagonis RPE65 molekul kecil mengehadkan kitaran visual dan menghalang pembentukan lipofuscin. Biokimia 200746:8700.

165. Schadel SA, Heck M, Maretzki D, Filipek S, Teller DC, Palczewski K, Hofmann KP. Penyaluran ligan dalam reseptor bergandingan protein G - Kemasukan dan keluar retina dalam opsin asli. J Biol Chem 2003278:24896-24903.

166. Rozanowska M, Wessels J, Boulton M, Burke JM, Rodgers MAJ, Truscott TG, Sarna T. Penjanaan oksigen singlet yang disebabkan oleh cahaya biru oleh lipofuscin retina dalam media bukan kutub. Free Radic Biol Med 199824:1107-1112.

167. Dillon J, Gaillard ER, Bilski P, Chignell CF, Reszka KJ. Fotokimia retinoid seperti yang dikaji dengan kaedah keadaan mantap dan denyutan. Photochem Photobiol 199663:680-685.

168. Pawlak A, Wrona M, Rozanowska M, Zareba M, Lamb LE, Roberts J, Simon JD, Sarna T. Perbandingan fotoreaktiviti aerobik A2E dengan retina prekursornya. Photochem Photobiol 200377:253-258.

169. Kaki CS. Oksigen singlet. Dalam: Pryor WA (ed), Radikal Bebas dalam Biologi. New York: Academic Press 1976.

170. Halliwell B, Gutteridge JMC. Radikal Bebas dalam Biologi dan Perubatan. ed ke-3. Oxford: Oxford University Press 2000.

171. Sun H, Nathans J. Kajian mekanikal ABCR, pengangkut ABC dalam segmen luar fotoreseptor yang bertanggungjawab untuk penyakit Stargardt resesif autosomal. J Bioenerg Biomembr 200133:523-530.

172. Sun H, Nathans J. ABCR, pengangkut kaset pengikat ATP yang bertanggungjawab untuk distrofi makula Stargardt, adalah sasaran yang cekap untuk semua-trans-kerosakan fotooksidatif pengantara retina dalam vitro - Implikasi kepada penyakit retina. J Biol Chem 2001276:11766-11774.

173. Molday RS, Beharry S, Ahn JH, Zhong M. Pengikatan N-retinylidene-Pe kepada ABCA4 dan model untuk pengangkutannya merentasi membran. Penyakit Degeneratif Retina. Berlin: Springer-Verlag Berlin 2006:465-470.

174. Beharry S, Zhong M, Molday RS. N-retinylidene-phosphatidylethanolamine ialah substrat retinoid pilihan untuk pengangkut ABC khusus fotoreseptor ABCA4 (ABCR). J Biol Chem 2004279:53972-53979.

175. Weng J, Mata NL, Azarian SM, Tzekov RT, Birch DG, Travis GH. Pandangan tentang fungsi protein Rim dalam fotoreseptor dan etiologi penyakit Stargardt daripada fenotip dalam tikus kalah mati abcr. Sel 199998:13-23.

176. Ahn J, Wong JT, Molday RS. Kesan persekitaran lipid dan retinoid pada aktiviti ATPase ABCR, pengangkut fotoreseptor ABC yang bertanggungjawab untuk distrofi makula Stargardt. J Biol Chem 2000275:20399-20405.

177. Jambatan CDB, Alvarez RA, Fong SL. Vitamin A dalam mata manusia - jumlah, pengedaran, dan komposisi. Melabur Ophthalmol Vis Sci 198222:706-714.

178. Strauss O. Epitelium pigmen retina dalam fungsi visual. Physiol Rev 200585: 845-881.

179. Ng K-P, Gugiu B, Renganathan K, Davies MW, Gu X, Crabb JS, Kim SR, Rozanowska MB, Bonilha VL, Rayborn ME, Salomon RG, Sparrow JR, Boulton ME, Hollyfield JG, Crabb JW. Proteomik epitelium pigmen retina lipofuscin. Proteomik Sel Mol 20087:1397-1405.

180. Maeda A, Maeda T, Golczak M, Palczewski K. Retinopati pada tikus yang disebabkan oleh pembersihan semua trans-retina yang terganggu. J Biol Chem 2008283:26684-26693.

181. Maeda A, Maeda T, Imanishi Y, Sun W, Jastrzebska B, Hatala DA, Winkens HJ, Hofmann KP, Janssen JJ, Baehr W, Driessen CA, Palczewski K. Retinol dehydrogenase (RDH12) melindungi fotoreseptor daripada degenerasi akibat cahaya pada tikus. J Biol Chem 2006281:37697-37704.

182. Maeda A, Maeda T, Imanishi Y, Kuksa V, Alekseev A, Bronson JD, Zhang HB, Zhu L, Sun WY, Saperstein DA, Rieke F, Baehr W, Palczewski K. Peranan retinol dehidrogenase khusus fotoreseptor dalam kitaran retinoid dalam vivo. J Biol Chem 2005280:18822-18832.

183. Weiter JJ, Delori FC, Wing GL, Fitch KA. Lipofuscin epitelium pigmen retina dan melanin dan melanin koroid dalam mata manusia. Melabur Ophthalmol Vis Sci 198627:145-152.

184. Fite KV, Bengston L, Donaghey B. Kerosakan cahaya eksperimen meningkatkan lipofuscin dalam epitelium pigmen retina puyuh Jepun (Coturnix coturnix Japonica). Exp Eye Res 199357:449-460.

185. Katz ML, Stone WL, Dratz EA. Pengumpulan pigmen pendarfluor dalam epitelium pigmen retina tikus kekurangan antioksidan. Melabur Ophthalmol Vis Sci 197817:1049-1058.

186. Feeney-Burns L, Berman ER, Rothman H. Lipofuscin epitelium pigmen retina manusia. Am J Ophthalmol 198090:783-791.

187. Katz ML, Christianson JS, Gao CL, Handelman GJ. Pendarfluor akibat besi dalam retina: pergantungan kepada vitamin A. Invest Ophthalmol Vis Sci 199435:3613-3624.

188. Hahn P, Qian Y, Dentchev T, Chen L, Beard J, Harris ZL, Dunaief JL. Gangguan ceruloplasmin dan hephaestin pada tikus menyebabkan kelebihan besi retina dan degenerasi retina dengan ciri-ciri degenerasi makula yang berkaitan dengan usia. Proc Natl Acad Sci U S A 2004101:13850-13855.

189. Finnemann SC, Leung LW, Rodriguez-Boulan E. Komponen lipofuscin A2E secara selektif menghalang degradasi phagolysosomal fosfolipid photoreceptor oleh epitelium pigmen retina. Proc Natl Acad Sci U S A 200299:3842-3847.

190. Sugano E, Tomita H, Ishiguro SI, Isago H, Tamai M. Pengumpulan akibat oksida nitrik bahan seperti lipofuscin disebabkan oleh perencatan cathepsin S. Curr Eye Res 200631:607-616.

191. Sundelin SP, Nilsson SEG. Pembentukan lipofuscin dalam sel epitelium pigmen retina dikurangkan oleh antioksidan. Free Radic Biol Med 200131:217-225.

192. Hadziahmetovic M, Dentchev T, Lagu Y, Haddad N, He X, Hahn P, Pratico D, Wen R, Harris ZL, Lambris JD, Beard J, Dunaief JL. Ceruloplasmin/hephaestin kalah mati model tikus morfologi dan ciri molekul AMD. Melabur Ophthalmol Vis Sci 200849:2728-2736.

193. Justilien V, Pang JJ, Renganathan K, Zhan X, Crabb JW, Kim SR, Sparrow JR, Hauswirth WW, Lewin AS. Model tetikus knockdown SOD2 AMD awal. Melabur Ophthalmol Vis Sci 200748:4407-4420.

194. Katz ML, Gao CL, Rice LM. Variasi jangka panjang dalam keamatan cahaya kitaran dan pengambilan vitamin a memodulasi kandungan lipofuscin pada epitelium pigmen retina. J Neurosci Res 199957:106-116.

195. Katz ML, Eldred GE, Robison WG, Jr. Lipofuscin autofluorescence: bukti untuk penglibatan vitamin A dalam retina. Mech Aging Dev 198739:81-90.

196. Lorenz B, Wabbels B, Wegscheider E, Hamel CP, Drexler W, Preising MN. Kekurangan autofluoresensi fundus kepada 488 nanometer dari zaman kanak-kanak pada pesakit dengan distrofi retina teruk awal yang dikaitkan dengan mutasi dalam RPE65. Oftalmologi 2004111:1585-1594.

197. Katz ML, Wendt KD, Sanders DN.Mutasi gen RPE65 menghalang perkembangan autofluoresensi dalam fagosom epitelium pigmen retina. Mech Aging Dev 2005126:513-521.

198. Katz ML, Redmond TM. Kesan kalah mati RPE65 pada pengumpulan lipofuscin fluorophores dalam epitelium pigmen retina. Melabur Ophthalmol Vis Sci 200142:3023-3030.

199. Kim SR, Fishkin N, Kong J, Nakanishi K, Allikmets R, Sparrow JR. Varian RPE65 Leu450Met dikaitkan dengan pengurangan tahap pigmen retina epitelium lipofuscin fluorophores A2E dan iso-A2E. Proc Natl Acad Sci U S A 2004101:11668-11672.

200. Feeney-Burns L, Hilderbrand ES, Eldridge S. Penuaan RPE manusia - analisis morfometrik sel makula, khatulistiwa dan persisian. Melabur Ophthalmol Vis Sci 198425:195-200.

201. Delori FC, Goger DG, Dorey CK. Pengumpulan berkaitan usia dan pengedaran spatial lipofuscin dalam RPE subjek normal. Melabur Ophthalmol Vis Sci 200142:1855-1866.

202. Mata NL, Weng J, Travis GH. Biosintesis lipofuscin fluorophore utama pada tikus dan manusia dengan degenerasi retina dan makula yang dimediasi ABCR. Proc Natl Acad Sci U S A 200097:7154-7159.

203. Mata NL, Tzekov RT, Liu XR, Weng J, Birch DG, Travis GH. Ditangguhkan. penyesuaian gelap dan pengumpulan lipofuscin dalam abcr+/- tikus: Implikasi untuk penglibatan ABCR dalam degenerasi makula yang berkaitan dengan usia. Melabur Ophthalmol Vis Sci 200142:1685-1690.

204. Radu RA, Yuan Q, Hu J, Peng JH, Lloyd M, Nusinowitz S, Bok D, Travis GH. Pengumpulan dipercepatkan pigmen lipofuscin dalam RPE model tetikus untuk distrofi retina pengantara ABCA4 berikutan suplemen vitamin A. Melabur Ophthalmol Vis Sci 200849:3821-3829.

205. Allikmets R, Singh N, Sun H, Shroyer NE, Hutchinson A, Chidambaram A, Gerrard B, Baird L, Stauffer D, Peiffer A, Rattner A, Smallwood P, Li YX, Anderson KL, Lewis RA, Nathans J, Leppert M, Dean M, Lupski JR. Gen pengangkut pengikat ATP (ABCR) khusus sel fotoreseptor bermutasi dalam distrofi makula Stargardt resesif. Genetik Alam 199715:236-246.

206. Cremers FPM, van De Pol DJR, van Driel M, den Hollander AI, van Haren FJJ, Knoers N, Tijmes N, Bergen AAB, Rohrschneider K, Blankenagel A, Pinckers A, Deutman AF, Hoyng CB. Retinitis pigmentosa resesif autosomal dan distrofi batang kon yang disebabkan oleh mutasi tapak splice dalam gen penyakit Stargardt ABCR. Hum Mol Genet 19987:355-362.

207. Martinez-Mir A, Paloma E, Allikmets R, Ayuso C, del Rio T, Dean M, Vilageliu L, Gonzalez-Duarte R, Balcells S. Retinitis pigmentosa yang disebabkan oleh mutasi homozigot dalam gen penyakit Stargardt ABCR. Genetik Alam 199818:11-12.

208. Delaey JJ, Verougstraete C. Hyperlipofuscinosis dan fibrosis subretinal dalam penyakit Stargardts. Retin-J Retin Vitr Dis 199515:399-406.

209. Birnbach CD, Jarvelainen M, Possin DE, Milam AH. Histopatologi dan imunositokimia retina neurosensori dalam fundus flavimaculatus. Oftalmologi 1994101:1211-1219.

210. Kolb H, Gouras P. Pemerhatian mikroskopik elektron retinitis pigmentosa manusia, diwarisi secara dominan. Melabur Ophthalmol 197413:487-498.

211. Katz ML, Drea CM, Eldred GE, Hess HH, Robison WG. Pengaruh degenerasi fotoreseptor awal pada lipofuscin dalam epitelium pigmen retina. Exp Eye Res 198643:561-573.

212. Katz ML, Eldred GE. Kerosakan cahaya retina mengurangkan pemendapan pigmen autofluorescent dalam epitelium pigmen retina. Melabur Ophthalmol Vis Sci 198930:37-43.

213. Thanos S. Fotoreseptor yang sakit menarik mikroglia yang diaktifkan daripada lapisan sel ganglion: model untuk mengkaji lata inflamasi pada tikus dengan distrofi retina yang diwarisi. Otak Res 1992588:21-28.

214. Nandrot EF, Kim Y, Brodie SE, Huang X, Sheppard D, Finnemann SC. Kehilangan fagositosis retina yang disegerakkan dan buta berkaitan usia pada tikus yang tidak mempunyai alphavbeta5 integrin. J Exp Med 2004200:1539-1545.

215. Rakoczy PE, Zhang D, Robertson T, Barnett NL, Papadimitriou J, Konstabel IJ, Lai CM. Perubahan berkaitan usia yang progresif serupa dengan degenerasi makula yang berkaitan dengan usia dalam model tetikus transgenik. Am J Pathol 2002161:1515-1524.

216. Hoppe G, Marmorstein AD, Pennock EA, Hoff HF. Perencatan yang disebabkan oleh lipoprotein ketumpatan rendah teroksida pemprosesan segmen luar fotoreseptor oleh RPE. Melabur Ophthalmol Vis Sci 200142:2714-2720.

217. Okubo A, Sameshima M, Unoki K, Uehara F, Bird AC. Perubahan ultrastruktur yang berkaitan dengan pengumpulan badan kemasukan dalam epitelium pigmen retina tikus. Melabur Ophthalmol Vis Sci 200041:4305-4312.

218. Hoppe G, O'Neil J, Hoff HF, Sears J. Pengumpulan kompleks lipid-protein teroksida mengubah kematangan fagosom dalam epitelium pigmen retina. Cell Mol Life Sci 200461:1664-1674.

219. Crabb JW, O'Neil J, Miyagi M, West K, Hoff HF. Hydroxynonenal menyahaktifkan cathepsin B dengan membentuk Michael adduct dengan sisa tapak aktif. Sci Protein 200211:831-840.

220. Brunk UT, Wihlmark U, Wrigstad A, Roberg K, Nilsson SE. Pengumpulan lipofuscin dalam sel epitelium pigmen retina menghasilkan sensitiviti yang dipertingkatkan kepada fotooksidasi. Gerontologi 199541:201-211.

221. Bergmann M, Schutt F, Holz FG, Kopitz J. Perencatan pam proton dipacu ATP dalam lisosom RPE oleh lipofuscin fluorophore A2-E utama boleh menyumbang kepada patogenesis degenerasi makula yang berkaitan dengan usia. Faseb J 200418:562-564.

222. Bermann M, Schutt F, Holz FG, Kopitz J. Adakah A2E, komponen retinoid lipofuscin dan perencat fungsi degradasi lisosom, secara langsung mempengaruhi aktiviti hidrolase lisosom? Exp Eye Res 200172:191-195.

223. Holz FG, Schutt F, Kopitz J, Eldred GE, Kruse FE, Volcker HE, Cantz M. Perencatan fungsi degradasi lisosom dalam sel RPE oleh komponen retinoid lipofuscin. Melabur Ophthalmol Vis Sci 199940:737-743.

224. Katz ML. Adakah lipofuscin disingkirkan daripada sel? Respon. Melabur Ophthalmol Vis Sci 199940:2464-2464.

225. Katz ML, Rice LM, Gao CL. Pengumpulan boleh balik kemasukan seperti lipofuscin dalam epitelium pigmen retina. Melabur Ophthalmol Vis Sci 199940:175-181.

226. Katz ML, Shanker MJ. Perkembangan pendarfluor seperti lipofuscin dalam epitelium pigmen retina sebagai tindak balas kepada rawatan perencat protease. Mech Aging Dev 198949:23-40.

227. Katz ML. Proteolisis yang tidak lengkap boleh menyumbang kepada pengumpulan lipofuscin dalam epitelium pigmen retina. Dalam: Porta EA (ed), Lipofuscin dan Pigmen Ceroid. New York: Plenum Press 1990:109-118.

228. Ivy GO, Kanai S, Ohta M, Smith G, Sato Y, Kobayashi M, Kitani K. Bahan seperti Lipofuscin terkumpul dengan cepat dalam otak, retina dan organ dalaman dengan perencatan protease sistein. Dalam: Porta EA (ed), Lipofuscin dan Pigmen Ceroid. New York: Plenum Press 1990:31-47.

229. Katz ML, Stientjes HJ, Gao CL, Norberg M. Cahaya persekitaran yang terang mempercepatkan pengurangan rhodopsin dalam tikus yang kekurangan retinoid. Melabur Ophthalmol Vis Sci 199334:2000-2008.

230. Miceli MV, Newsome DA, Tate DJ, Sarphie TG. Perubahan patologi dalam epitelium pigmen retina dan membran Bruch tikus aterogenik yang diberi makan lemak. Curr Eye Res 200020:8-16.

231. Lorenz B, Preising MN. penyakit best. Gambaran keseluruhan patologi dan puncanya. Oftalmolog 2005102:111-115.

232. Wabbels B, Preising MN, Kretschmann U, Demmler A, Lorenz B. Korelasi genotip-fenotip dan kursus membujur dalam sepuluh keluarga dengan distrofi makula vitelliform Terbaik. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol 2006244:1453-1466.

233. Marmorstein AD, Stanton JB, Yocom J, Bakall B, Schiavone MT, Wadelius C, Marmorstein LY, Peachey NS. Model distrofi makula vitelliform terbaik dalam tikus. Melabur Ophthalmol Vis Sci 200445:3733-3739.

234. Bakall B, Radu RA, Stanton JB, Burke JM, McKay BS, Wadelius C, Mullins RF, Stone EM, Travis GH, Marmorstein AD. Peningkatan pengumpulan A2E dalam individu homozigot atau heterozigot untuk mutasi dalam BEST1 (VMD2). Exp Eye Res 200785:34-43.

235. Karan G, Lillo C, Yang Z, Cameron DJ, Locke KG, Zhao Y, Thirumalaichary S, Li C, Birch DG, Vollmer-Snarr HR, Williams DS, Zhang K. Pengumpulan Lipofuscin, elektrofisiologi yang tidak normal, dan degenerasi fotoreseptor dalam tikus transgenik ELOVL4 mutan: Model untuk degenerasi makula. Proc Natl Acad Sci U S A 2005102:4164-4169.

236. Brill E, Malanson KM, Radu RA, Boukharov NV, Wang ZY, Chung HY, Lloyd MB, Bok D, Travis GH, Obin M, Lem J. A novel form of transducin-dependent retinal degeneration: Accelerated retinal degeneration in the ketiadaan transdusin rod. Melabur Ophthalmol Vis Sci 200748:5445-5453.

237. Ambati J, Anand A, Fernandez S, Sakurai E, Lynn BC, Kuziel WA, Rollins BJ, Ambati BK. Model haiwan degenerasi makula berkaitan usia dalam tikus kekurangan Ccl-2-atau Ccr-2 senescent. Nat Med 20039:1390-1397.

238. Chan CC, Ross RJ, Shen D, Ding X, Majumdar Z, Bojanowski CM, Zhou M, Salem N, Jr., Bonner R, Tuo J. Tikus kekurangan Ccl2/Cx3cr1: model haiwan untuk makula berkaitan usia degenerasi. Res Oftalmik 200840:124-128.

239. Tuo J, Bojanowski CM, Zhou M, Shen D, Ross RJ, Rosenberg KI, Cameron DJ, Yin C, Kowalak JA, Zhuang Z, Zhang K, Chan CC. Kekurangan Murine ccl2/cx3cr1 mengakibatkan lesi retina meniru degenerasi makula berkaitan usia manusia. Melabur Ophthalmol Vis Sci 200748:3827-3836.

240. Tanaka N, Ikawa M, Mata NL, Verma IM. Neovaskularisasi koroid dalam tikus transgenik yang menyatakan prokinetisin 1: Model haiwan untuk degenerasi makula yang berkaitan dengan usia. Mol Ther 200613:609-616.

241. Majji AB, Cao JT, Chang KY, Hayashi A, Aggarwal S, Grebe RR, de Juan E. Epitelium pigmen retina berkaitan usia dan degenerasi membran Bruch dalam tetikus dipercepatkan penuaan. Melabur Ophthalmol Vis Sci 200041:3936-3942.

242. Schmitz-Valckenberg S, Holz FG, Bird AC, Spaide RF. Pengimejan autofluoresensi Fundus: semakan dan perspektif. Retina 200828:385-409.

243. Delori FC, Dorey CK, Staurenghi G, Arend O, Goger DG, Weiter JJ. Pendarfluor in vivo fundus okular mempamerkan ciri-ciri epitelium lipofuscin pigmen retina. Melabur Ophthalmol Vis Sci 199536:718-729.

244. Dorey CK, Wu G, Ebenstein D, Garsd A, Weiter JJ. Kehilangan sel dalam retina penuaan - hubungan dengan pengumpulan lipofuscin dan degenerasi makula. Melabur Ophthalmol Vis Sci 198930:1691-1699.

245. Holz FG, Bindewald-Wittich A, Fleckenstein M, Dreyhaupt J, Scholl HPN, Schmitz-Valckenberg S. Kemajuan atrofi geografi dan kesan corak autofluoresensi fundus dalam degenerasi makula yang berkaitan dengan usia. Am J Ophthalmol 2007143:463-472.

246. Weiter JJ, Delori F, Dorey CK. Penjimatan pusat dalam degenerasi makula anulus. Am J Ophthalmol 1988106:286-292.

247. Rozanowska M, Jarvis-Evans J, Korytowski W, Boulton ME, Burke JM, Sarna T. Kereaktifan cahaya biru pigmen umur retina - dalam vitro penjanaan spesies oksigen-reaktif. J Biol Chem 1995270:18825-18830.

248. Boulton M, Dontsov A, Jarvis-Evans J, Ostrovsky M, Svistunenko D. Lipofuscin ialah penjana radikal bebas fotoinducible. J Photochem Photobiol B-Biol 199319:201-204.

249. Rozanowska M, Korytowski W, Rozanowski B, Skumatz C, Boulton ME, Burke JM, Sarna T. Fotoreaktiviti melanosom RPE manusia berumur: Perbandingan dengan lipofuscin. Melabur Ophthalmol Vis Sci 200243:2088-2096.

250. Dontsov AE, Glickman RD, Ostrovsky MA. Butiran pigmen epitelium pigmen retina merangsang foto-pengoksidaan asid lemak tak tepu. Free Radic Biol Med 199926:1436-1446.

251. Rozanowska M, Pawlak A, Rozanowski B, Skumatz C, Zareba M, Boulton ME, Burke JM, Sarna T, Simon JD. Perubahan berkaitan usia dalam fotoreaktiviti granul lipofuscin retina: Peranan komponen tidak larut kloroform. Melabur Ophthalmol Vis Sci 200445:1052-1060.

252. Gaillard ER, Atherton SJ, Eldred G, Dillon J. Kajian Fotofizik mengenai Lipofuscin Retina Manusia. Photochem Photobiol 199561:448-453.

253. Reszka K, Eldred GE, Wang RH, Chignell C, Dillon J. Fotokimia lipofuscin retina manusia seperti yang dikaji oleh EPR. Photochem Photobiol 199562:1005-1008.

254. Pawlak A, Wrona M, Rozanowska M, Zareba M, Lamb LE, Roberts JE, Simon JD, Sarna T. Perbandingan fotoreaktiviti aerobik A2E dengan retina prekursornya. Photochem Photobiol 200377:253-258.

255. Sparrow JR, Boulton M. RPE lipofuscin dan peranannya dalam retina-patobiologi. Exp Eye Res 200580:595-606.

256. Lamb LE, Simon JD. A2E: Komponen lipofuscin okular. Photochem Photobiol 200479:127-136.

257. Roberts JE, Kukielczak BM, Hu DN, Miller DS, Bilski P, Sik RH, Motten AG, Chignell CF. Peranan A2E dalam pencegahan atau peningkatan kerosakan cahaya dalam sel epitelium pigmen retina manusia. Photochem Photobiol 200275:184-190.

258. Kanofsky JR, Sima PD, Richter C. Generasi tunggal-oksigen daripada A2E. Photochem Photobiol 200377:235-242.

259. Sparrow JR, Nakanishi K, Parish CA. Lipofuscin fluorophore A2E mengantara kerosakan akibat cahaya biru kepada sel epitelium berpigmen retina. Melabur Ophthalmol Vis Sci 200041:1981-1989.

260. Shamsi FA, Boulton M. Perencatan aktiviti lisosom dan antioksidan RPE oleh pigmen umur lipofuscin. Melabur Ophthalmol Vis Sci 200142:3041-3046.

261. Wassell J, Davies S, Bardsley W, Boulton M. Kereaktifan foto pigmen umur retina lipofuscin. J Biol Chem 1999274:23828-23832.

262. Zhou JL, Jang YP, Kim SR, Sparrow JR. Melengkapkan pengaktifan oleh produk fotooksidasi A2E, konstituen lipofuscin bagi epitelium pigmen retina. Proc Natl Acad Sci U S A 2006103:16182-16187.

263. Jang YP, Matsuda H, Itagaki Y, Nakanishi K, Sparrow JR. Pencirian produk fotooksidasi peroksi-A2E dan furan-A2E dan pengesanan dalam lipofuscin sel epitelium pigmen retina manusia dan tikus. J Biol Chem 2005280:39732-39739.

264. Sparrow JR, Vollmer-Snarr HR, Zhou JL, Jang YP, Jockusch S, Itagaki Y, Nakanishi K. A2E-epoksida merosakkan DNA dalam sel epitelium pigmen retina - Vitamin E dan antioksidan lain menghalang pembentukan A2E-epoksida. J Biol Chem 2003278:18207-18213.

265. Ben-Shabat S, Itagaki Y, Jockusch S, Sparrow JR, Turro NJ, Nakanishi K. Pembentukan nonaoxirane daripada A2E, lipofuscin fluorophore yang berkaitan dengan degenerasi makula, dan bukti penglibatan oksigen singlet. Angew Chem-Int Edit 200241:814-817.

266. Radu RA, Mata NL, Bagla A, Travis GH. Pendedahan cahaya merangsang pembentukan oksiran A2E dalam model tetikus degenerasi makula Stargardt. Proc Natl Acad Sci U S A 2004101:5928-5933.

267. Wang Z, Keller LMM, Dillon J, Gaillard ER. Pengoksidaan A2E mengakibatkan pembentukan aldehid dan keton yang sangat reaktif. Photochem Photobiol 200682:1251-1257.

268. Gaillard ER, Avalle LB, Keller LMM, Wang Z, Reszka KJ, Dillon JP. Kajian mekanistik tentang pengoksidaan foto A2E, komponen lipofuscin retina manusia. Exp Eye Res 200479:313-319.

269. Dillon J, Wang Z, Avalle LB, Gaillard ER. Pengoksidaan fotokimia A2E menghasilkan pembentukan oksida 5,8,5',8'-bis-furanoid. Exp Eye Res 200479:537-542.

270. Avalle LB, Wang Z, Dillon JP, Gaillard ER. Pemerhatian produk pengoksidaan A2E dalam lipofuscin retina manusia. Exp Eye Res 200478:895-898.

271. Kim SR, Jang YP, Jockusch S, Fishkin NE, Turro NJ, Sparrow JR. semua-trans-siri dimer retina pigmen lipofuscin dalam sel epitelium pigmen retina dalam model penyakit Stargardt resesif. Proc Natl Acad Sci U S A 2007104:19273-19278.

272. Rozanowska M, Bakker L, Boulton ME, Pawlak A, Rozanowski B. Kesan perlindungan fosfatidiletanolamin (PE) terhadap ketoksikan (foto) kepada epitelium pigmen retina (RPE) peroksida docosahexaenoate (DHE). Mesyuarat Ke-2 Persatuan Antarabangsa untuk Biologi Sel Okular (ISOCB) 2-5 September 2008, San Diego, CA, Amerika Syarikat 2008.

273. Sliney DH. Geometri pendedahan dan persekitaran spektrum menentukan kesan fotobiologi pada mata manusia. Photochem Photobiol 200581:483-489.

274. Penn JS, Williams TP. Fotostasis: peraturan tangkapan foton harian oleh retina tikus sebagai tindak balas kepada pelbagai pencahayaan kitaran. Exp Eye Res 198643:915-928.

275. Schremser JL, Williams TP. Pembaharuan segmen luar batang (ROS) sebagai mekanisme untuk menyesuaikan diri dengan persekitaran intensiti baharu. 1. Tahap Rhodopsin dan panjang ROS. Exp Eye Res 199561:17-23.

276. Reme CE, Wolfrum U, Imsand C, Hafezi F, Williams TP. Photoreceptor autophagy: kesan sejarah cahaya pada nombor dan kandungan opsin vakuol degradasi. Melabur Ophthalmol Vis Sci 199940:2398-2404.

277. Wiegand RD, Joel CD, Rapp LM, Nielsen JC, Maude MB, Anderson RE. Asid lemak tak tepu dan vitamin E dalam segmen luar batang tikus semasa kerosakan ringan. Melabur Ophthalmol Vis Sci 198627:727-733.

278. Penn JS, Anderson RE. Kesan sejarah cahaya pada komposisi membran segmen luar rod dalam tikus. Exp Eye Res 198744:767-778.

279. Penn JS, Naash MI, Anderson RE. Kesan sejarah cahaya pada antioksidan retina dan kerentanan kerosakan cahaya pada tikus. Exp Eye Res 198744:779-788.

280. Penn JS, Anderson RE. Kesan sejarah cahaya pada retina tikus. Progr Retinal Res 199111:75-98.

281. Handelman GJ, Dratz EA. Peranan antioksidan dalam retina dan epitelium pigmen retina dan sifat kerosakan yang disebabkan oleh prooksidan. Adv Radikal Bebas Biol Med 19862:1-89.

282. Beatty S, Koh HH, Henson D, Boulton M. Peranan tekanan oksidatif dalam patogenesis degenerasi makula yang berkaitan dengan usia. Surv Ophthalmol 200045:115-134.

283. Wrona M, Rozanowska M, Sarna T. Zeaxanthin dalam kombinasi dengan asid askorbik atau alfa-tokoferol melindungi sel ARPE-19 terhadap peroksidasi lipid yang tersensitisasi. Free Radic Biol Med 200436:1094-1101.

284. Wrona M, Korytowski W, Rozanowska M, Sarna T, Truscott TG. Kerjasama antioksidan dalam perlindungan terhadap pengoksidaan fotosensitisasi. Free Radic Biol Med 200335:1319-1329.

285. Ellis EM. Karbonil reaktif dan tekanan oksidatif: potensi untuk campur tangan terapeutik. Pharmacol Ther 2007115:13-24.

286. Maeda A, Crabb JW, Palczewski K. Microsomal glutathione S-transferase 1 dalam epitelium pigmen retina: Perlindungan terhadap tekanan oksidatif dan peranan yang berpotensi dalam penuaan. Biokimia 200544:480-489.

287. Hayes JD, Flanagan JU, Jowsey IR. Pemindahan glutathione. Annu Rev Pharmacol Toxicol 200545:51-88.

288. Naash MI, Nielsen JC, Anderson RE. Pengedaran serantau glutathione peroksidase dan Glutathione-S-transferase dalam retina manusia dewasa dan pramatang. Melabur Ophthalmol Vis Sci 198829:149-152.

289. Sarna T, Rozanowska M. Fototoksisiti pada mata. Dalam: Jori G, Pottier RH, Rodgers MAJ, Truscott TG (eds), Fotobiologi dalam Perubatan. New York: Plenum Press 1994:125-142.

290. van Norren D, Schellekens P. Bahaya cahaya biru pada tikus. Vision Res 199030:1517-1520.

291. Heck M, Schadel SA, Maretzki D, Bartl FJ, Ritter E, Palczewski K, Hofmann KP. Keadaan isyarat rhodopsin - Pembentukan bentuk simpanan, metarhodopsin III, daripada metarhodopsin II aktif. J Biol Chem 2003278:3162-3169.


Kerosakan DNA Berkaitan Sinaran Mengion, Radioterapi dan Mekanisme Pembaikan DNA

Kesan sinaran mengion dalam sel

Sinaran mengion ialah sejenis sinaran bertenaga tinggi yang mampu membebaskan elektron daripada atom dan molekul yang menghasilkan ion yang boleh memecahkan ikatan kovalen. Sinaran mengion secara langsung menjejaskan struktur DNA dengan mendorong pemecahan DNA, terutamanya, DSB. Kesan sekunder ialah penjanaan spesies oksigen reaktif (ROS) yang mengoksidakan protein dan lipid, dan juga mendorong beberapa kerosakan pada DNA, seperti penjanaan tapak abasic dan pemecahan helai tunggal (SSB). Secara kolektif, semua perubahan ini menyebabkan kematian sel dan kegagalan mitosis.

Sinaran mengion boleh dibahagikan kepada sinar-X, sinar gamma, zarah alfa dan beta dan neutron. Sel yang senyap dan membahagi perlahan adalah kurang radiosensitif, seperti yang membentuk sistem saraf, manakala sel dengan kadar percambahan yang tinggi lebih radiosensitif, seperti sumsum tulang, kulit, dan sel epitelium saluran gastrousus, antara lain. Dos sinaran diukur dalam unit kelabu (Gy), ukuran jumlah sinaran yang diserap oleh 1 kg tisu (Dunne-Daly, 1999).

Radioterapi

Radioterapi ialah rawatan yang bertujuan untuk mengecilkan jisim tumor atau menghapuskan sisa sel tumor dengan mendedahkan tumor kepada sinaran mengion. Rejim radioterapi kebanyakannya menggunakan sinaran X- dan gamma (Masuda dan Kamiya, 2012). Sinaran menjejaskan tumor dan sel-sel sinaran yang sihat secara tidak jelas. Radioterapi digunakan sebagai rawatan standard untuk kanser payudara selepas mastektomi tetapi terapi ini juga boleh digunakan secara profilaktik atau paliatif untuk mengurangkan risiko tumor berulang atau untuk melegakan simptom yang disebabkan oleh pertumbuhan tumor dan metastasis yang berkaitan, masing-masing (Delaney). et al., 2005). Terapi sinaran boleh disampaikan melalui sinaran rasuk luaran atau sinaran dalaman. Terapi sinaran rasuk luaran dicipta secara elektronik oleh pemecut linear yang menghasilkan rasuk foton yang dikenali sebagai sinar-X, dengan potensi elektrik dalam julat 4 hingga 20 mega Volt. Pesakit menerima dos sinaran dalam sesi harian selama beberapa minggu, dan dos sinaran boleh diberikan dalam tiga skema berbeza: pecahan dipercepatkan, hiperfraksionasi dan hipofraksionasi. Pecahan dipercepatkan bermaksud skim sinaran di mana jumlah dos sinaran dibahagikan kepada dos kecil, dan rawatan diberikan lebih daripada sekali sehari. Jumlah dos sinaran diberikan dalam tempoh masa yang lebih singkat (kurang hari) berbanding terapi sinaran standard (minggu). Pengurangan dalam masa rawatan boleh mengurangkan populasi semula sel tumor, menghasilkan kawalan lokoregional yang lebih baik. Dalam rawatan hiperfraksi, jumlah dos sinaran dibahagikan kepada dos yang lebih kecil, dan ia diberikan lebih daripada sekali sehari tetapi dalam tempoh yang sama seperti radioterapi standard (hari atau minggu). Pengurangan dos boleh mengurangkan risiko ketoksikan, walaupun jumlah dos meningkat. Rawatan sinaran hipofraksionasi diberikan sekali sehari atau kurang kerap. Jumlah dos dibahagikan kepada dos yang lebih besar dan diberikan dalam tempoh yang lebih singkat daripada radioterapi standard. Skim ini mengurangkan lawatan dan kos pesakit, dan kesan sampingan yang lebih sedikit diperhatikan jika dibandingkan dengan terapi sinaran konvensional.

Terapi sinaran dalaman, juga dipanggil brachytherapy, dikeluarkan daripada sumber sinaran gamma seperti isotop radioaktif seperti 60 Co dan 137 Cs, yang diletakkan di dalam badan pesakit. Sinaran jenis ini boleh menyalurkan sinaran terfokus dalam dos yang tinggi dengan potensi elektrik dalam julat 0.6 hingga 1 megaVolt dan menyebabkan kerosakan yang kurang pada tisu normal (Patel dan Arthur, 2006).

Pembaikan DNA selepas sinaran mengion

Sinaran mengion menyebabkan DSB secara langsung, tetapi sebagai tambahan kerosakan asas akibat kesan tidak langsung juga disebabkan. Sinaran ini menyebabkan pembentukan ROS (spesies oksigen reaktif) yang secara tidak langsung terlibat dalam kerosakan DNA. ROS ini menjana tapak apurinik / apyrimidin (abasic) dalam DNA, SSB, pengubahsuaian gugus gula, dan bes tambah ternyah (Redon). et al., 2010 Aparicio et al., 2014). Apabila DNA rosak, jentera pembaikan sel diaktifkan dan menghentikan kitaran sel di pusat pemeriksaan kawalan khusus untuk membaiki kerosakan DNA dan menghalang kitaran berterusan. Adalah diketahui bahawa radiosensitiviti intrinsik sel tumor sangat dipengaruhi oleh keupayaan pembaikan sel DSB (Mladenov). et al., 2013). Jika sel-sel tumor dapat memperbaiki kerosakan sinaran dengan cekap, rintangan kepada sinaran berkembang, membolehkan sel-sel untuk terus hidup dan mereplikasi. Jika kerosakan masih tidak diperbaiki, mekanisme ini mendorong kematian sel yang diprogramkan atau apoptosis untuk mencegah pengumpulan mutasi dalam sel anak (Deckbar et al., 2011 Guo et al., 2011).

Seperti yang dinyatakan, sinaran mengion tidak dapat dielakkan mencapai tisu normal, mendorong kesan pemerhati dalam sel normal bersebelahan tumor yang mungkin menyumbang kepada penyimpangan kromosom dan meningkatkan risiko keganasan baru. Dos sinaran yang tinggi boleh menghasilkan ketoksikan dan mengurangkan prognosis pesakit (Brown et al., 2015). Rawatan sinaran individu berdasarkan keupayaan pembaikan DSB boleh meramalkan ketoksikan pada tisu sekeliling, dengan itu meningkatkan keselamatan rawatan. Keupayaan pembaikan DSB bukan sahaja bergantung pada integriti gen, tetapi juga pada ekspresi gen. Selain mutasi germinal yang mempengaruhi gen seperti BRCA 1 dan 2 atau gen lain yang berkaitan, mekanisme genetik dan epigenetik boleh mengurangkan atau membatalkan ekspresi gen yang terlibat dalam pembaikan DSB (Bosviel, et al., 2012). Keupayaan pembaikan DNA mungkin relevan untuk memutuskan rawatan yang sesuai untuk pesakit kanser, dan ujian berfungsi mungkin memberikan maklumat berharga untuk keputusan klinikal ini.

Laluan pembaikan DSB

Pembaikan DSB dicapai dalam tiga cara: penyambungan akhir bukan homolog (NHEJ), penggabungan semula homolog konservatif (HR) dan penjajaran untai tunggal, juga dipanggil penggabungan semula homolog bukan konservatif (SSA) (Langerak dan Russell, 2011). HR dianggap sebagai mekanisme bebas ralat kerana ia menggunakan helai panduan DNA yang tidak rosak untuk membaiki DSB, dan DNA asal disusun semula tanpa kehilangan maklumat genetik, tetapi mekanisme ini berjalan dengan perlahan dan hanya digunakan pada fasa S/G2 kitaran sel. NHEJ dan SSA dianggap sebagai mekanisme mudah ralat dan mutagen kerana pemprosesan hujung DNA mungkin mengalami kehilangan atau pengubahsuaian maklumat genetik pada hujung DSB yang telah dibaiki. NHEJ adalah mekanisme pembaikan DSB yang paling biasa dalam sel eukariotik. Dalam mekanisme ini, helai DNA pada DSB dipotong atau diubah suai, dan hujungnya diikat bersama tanpa mengira homologi, menghasilkan pemadaman atau sisipan. Walaupun proses ini terdedah kepada ralat, mekanisme ini boleh membetulkan kerosakan DNA dengan cepat, kerana ia tidak terhad kepada satu fasa kitaran sel, sekali gus menghalang peningkatan ketidakstabilan genetik (Do et al., 2014). Mekanisme ini diperincikan di bawah dan dalam Rajah 1. Protein utama yang terlibat dalam langkah awal pengesanan DSB, pembentukan semula kromatin dan pembaikan DNA disenaraikan dalam Jadual 1.

Jadual 1

genNamaFungsiLokasi kromosom
AKT1v-akt murine thymoma homolog onkogen virus 1Serine/treonine kinase. Mengawal komponen jentera apoptosis.14q32.32
ATMAtaxia telangiectasia bermutasiKinase protein serine threonine. Mengaktifkan pusat pemeriksaan kitaran sel apabila induksi DSB bertindak sebagai penderia kerosakan DNA.11q22-q23
BAP1BRCA1 berkaitan protein-1 (ubiquitin carboxy-terminal hydrolase)Berikat kepada BRCA1. Terlibat dalam kitaran sel, tindak balas terhadap kerosakan DNA dan dinamik kromatin.3p21.1
BIRP1Interaksi protein BRCA1 dengan helikase terminal cProtein yang berinteraksi dengan reseptor membentuk kompleks dengan BRCA1. Aktif semasa pembaikan DSB.17q22.2
BRCA1Kanser payudara 1Pembaikan DNA, ubiquitination dan peraturan transkrip untuk mengekalkan kestabilan genomik. Mendorong penangkapan kitaran sel selepas penyinaran mengion.17q21
BRCA2Kanser payudara 2Terlibat dalam pembaikan DSB dan/atau penggabungan semula homolog dalam meiosis.13q12
CDKBahagian Sel Protein KinaseKinase kitaran sel.10q21.2
CDKN1BInhibitor kinase yang bergantung kepada cyclin 1BPerkembangan kitaran sel pada G1.12p13.1-p12
CCND1Cyclin D1Mengawal kitaran sel semasa G1/S, juga berinteraksi dengan rangkaian protein pembaikan termasuk RAD51 untuk mengawal HR11q13
CCND3Siklin D3Mengawal peralihan G1/S dalam kitaran sel6p21.1
RBBP8Protein Pengikat RetinoblastomaEndonuclease yang berfungsi dengan kompleks MRX dalam langkah pertama pembaikan DSB.18q11.2
EP3003 00 kDa E1A-Mengikat gen proteinMengawal transkripsi melalui pembentukan semula kromatin. Dikawal oleh asetilasi dalam tindak balas kerosakan DNA.22q13.2
EXO1Exonuclease 15’-3’ Exonuclease1q43
FGFR2Reseptor faktor pertumbuhan fibroblast 2Reseptor tyrosine kinase permukaan sel mengawal percambahan sel, penghijrahan dan apoptosis.10q25.3-q26
HIST1H2BCKelompok histon 1, H2BCHiston teras memainkan peranan dalam pembaikan DNA, replikasi dan kestabilan kromosom.6p22.1
H2AXKeluarga Histone H2A, Ahli XDiperlukan untuk penahanan pengantaraan pusat pemeriksaan bagi perkembangan kitaran sel sebagai tindak balas kepada dos rendah sinaran mengion dan untuk pembaikan DSB yang cekap apabila diubah suai oleh fosforilasi terminal-C.11q23.3
KU70Autoantigen Tiroid 70 kDaMengikat pada hujung DSB dan menghalang aktiviti exonuclease pada hujung ini.22q13.2
LIG4Ligase IVLigase DNA yang terlibat dalam penggabungan hujung bukan homolog DNA (NHEJ) diperlukan untuk pembaikan DSB.13q33.3
LSP1Protein khusus limfosit 1Protein pengikat aktin F.11p15.5
MDC1Pengantara Pusat Pemeriksaan Kerosakan DNA 1Protein penyesuai mediator sebagai tindak balas kepada kerosakan DNA, aktif semasa fasa S dan G2/M kitaran sel.6p21.3
MLL3Myeloid/limfoid atau leukemia keturunan campuran 3Sebahagian daripada kompleks ASCOM dikawal oleh asetilasi untuk mendorong ekspresi sasaran p53 seperti p21 dalam tindak balas kerosakan DNA.7q36.1
MRE11Penggabungan Semula Meiotik 11Endonuklease, eksonuklease, kompleks MRN/X-5.11q21
NBN1NibrinKomponen kompleks MRN/X. Memainkan peranan penting dalam tindak balas selular terhadap kerosakan DNA dan pengekalan integriti kromosom. Pengawal selia pusat pemeriksaan kitaran sel dalam meiosis.8q21.3
PALB2Rakan kongsi dan penyetempat BRCAPeranan kritikal dalam pembaikan HR dengan merekrut BRCA2 dan RAD51.16p12.1
PTENHomolog fosfatase dan tensinProtein penekan tumor. Aktif dalam pembaikan DNA melalui interaksi dengan laluan Chk1 dan P53. Pengawal selia aktiviti RAD51.10q23.3
RAD50RAD50 homolog Sacharomyces cerevisiaeProtein yang terlibat dalam pembaikan DSB, diperlukan untuk NHEJ dan HR.5q23-q31
RAP80Motif Interaksi Ubiquitin Mengandungi 1Kenali histon H2A dan H2AX di mana-mana dan ambil heterodimer BRCA1/BARD1 di DSB.5q35.2
RB1RetinoblastomaProtein penindas tumor, mengantara penangkapan kitaran sel.17q22.2
Rif1homolog faktor interaksi RAP1 (yis)Diperlukan untuk penangkapan kitaran sel pada fasa S sebagai tindak balas kepada kerosakan DNA.2q23.3
RNF168Protein Jari CINCINE3 ubiquitin-protein ligase diperlukan untuk merekrut protein pembaikan ke tapak kerosakan DNA.3q29
TGFβ1Mengubah faktor pertumbuhan 㬡Peptida pelbagai fungsi yang mengawal percambahan sel, penghijrahan, lekatan, pembezaan dan fungsi lain.19q13.1
TopBP1Topoisomerase (DNA) II Mengikat ProteinPengawal selia pusat pemeriksaan fasa S.3q22.1
TOX3Ahli keluarga kotak kumpulan mobiliti tinggi tox 3Terlibat dalam pengubahan struktur kromatin.16q12.1
TP53Protein tumor p53Protein penekan tumor, penangkapan kitaran sel, apoptosis, penuaan dan pembaikan DNA.17p13
XLF/CernunnosFaktor Gabungan Akhir tidak homologProtein perancah. Berfungsi sebagai jambatan antara XRCC4 dan faktor NHEJ yang lain.2q35
XRCC4Pelengkap Pembaikan X-Ray rosakProtein perancah yang terlibat dalam NHEJ.5q14.2
53BP1Protein Tumor P53 Mengikat ProteinProtein penyesuai, pembaca kromatin. Menggalakkan NHEJ.15q15.3

Sambungan akhir bukan homolog (NHEJ)

Canonical NHEJ (C-NHEJ) ialah proses penggabungan akhir yang konservatif, dan laluan ini juga penting untuk penggabungan semula V(D)J semasa pembangunan limfosit sel T dan B. NHEJ tidak terhad kepada fasa tertentu kitaran sel, tetapi berlaku secara keutamaan semasa G0, G1 dan fasa S awal (Chistiakov et al., 2008 Deckbar et al., 2011 Malu et al., 2012a,b). NHEJ melibatkan pengikatan hujung DNA putus dan tidak memerlukan homologi jujukan. Langkah pertama dalam proses ini ialah pengiktirafan DNA berakhir oleh heterodimer KU yang terdiri oleh protein KU70 dan KU80. Heterodimer mengikat hujung DNA dan melindunginya daripada degradasi selanjutnya (Williams et al., 2014). Kajian kristalografi heterodimer KU70/80 menunjukkan bahawa ia menggunakan struktur berbentuk cincin yang mengelilingi heliks DNA dupleks yang mencapai hujung DNA (Walker et al., 2001). Subunit KU adalah serupa dalam organisasi domain mereka mempunyai domain amino-terminal von Willebrand yang mengambil bahagian dalam heterodimerisasi KU (Fell dan Schild-Poulter, 2012). Heterodimer KU70/80 membentuk perancah di hujung DNA dan merekrut serta mengaktifkan subunit pemangkin kinase protein yang bergantung kepada DNA (DNA-PKcs). DNA-PKcs membentuk struktur berbentuk penjepit yang mewujudkan saluran pusat pengantara keupayaan DNA-PKcs untuk mengikat DNA untai berganda (Sibanda et al., 2010 Davis et al., 2014). Selepas itu, pembaikan sinar-X yang melengkapkan protein pembaikan yang rosak dalam sel hamster Cina 4 (XRCC4) berinteraksi dengan subunit KU70 dan satu lagi protein perancah NHEJ kritikal, membolehkan enzim berinteraksi dengan rantau DSB. Ligase DNA IV secara langsung berinteraksi dengan heterodimer KU, interaksi yang dimediasi oleh domain BRCA1 C-terminal (BRCT) tandem yang terdapat dalam terminal C DNA ligase IV (Ochi et al., 2014). Seterusnya, PNKP (polynucleotide kinase-phosphatase) berinteraksi dengan XRCC4 terfosforilasi. Analisis struktur menunjukkan bahawa perancah ini membentuk filamen yang berinteraksi dengan hujung DNA dan membentuk jambatan yang menstabilkan hujung DSB (Hammel et al., 2010 Ochi et al., 2014). Ia juga telah ditunjukkan bahawa XRCC4 bergabung dengan PNKP yang tidak terfosforilasi, tetapi dengan pertalian yang kurang. Protein lain, seperti aprataxin, aprataxin dan PNKP like factor (APLF), dan XRCC4-like factor (XLF) juga mengikat XRCC4.

Biasanya, hujung DSB adalah tidak sekata dan menunjukkan kecacatan lain, seperti segmen helai abasic yang mesti diselesaikan sebelum NHEJ berlaku. Jika kumpulan fosfat atau adenilat terdapat pada hujung DSB, pemprosesan akhir DNA mungkin diperlukan untuk pengikatan seterusnya. PNKP ialah kinase/fosfatase yang bertanggungjawab untuk menambah fosfat pada hujung 5 ‘OH dan mengeluarkan kumpulan fosfat pada hujung 3′ (Bernstein et al., 2005). Aprataxin ialah hidrolase nukleotida dan transferase yang memangkinkan penyingkiran kumpulan adenilat yang dikaitkan secara kovalen kepada 5′ phosphate termini (Grundy). et al., 2013). Apabila asimetri DSB mesti diperbaiki, exonuclease Artemis difosforilasi dan mengikat DNA-PKcs untuk memangkas hujung berlebihan. KU mempunyai aktiviti 5�oxyribose-5-phosphate (5′-dRP)/AP lyase yang terlibat dalam membelah helai tunggal abasic berlebihan yang terdapat pada hujung DSB (Roberts et al., 2010). Sindrom Werner Rec Q helikase seperti protein (WRN) bergabung dengan heterodimer KU dan XRCC4 dan merangsang aktiviti exonuclease 3′ kepada 5′ (Gu et al., 2010 Malu et al., 2012). Kadangkala mengisi celah dalam helai di tapak DSB diperlukan, dan fungsi ini boleh dicapai oleh polimerase keluarga X (polimerase μ dan λ) (Capp et al., 2006, 2007).

Apabila DSB hujung dua segmen DNA bersih dan serasi ia diikat oleh DNA ligase IV (Jahan et al., 2014). Aktiviti Ligase IV dirangsang oleh XRCC4 (Gu et al., 2007). Hujung yang tidak serasi mungkin disertai oleh interaksi antara ligase IV dan XLF.

Terdapat juga laluan NHEJ alternatif (A-NHEJ) yang bebas daripada aktiviti heterodimer KU70/KU80. Dalam mekanisme ini, hujung DNA dikeluarkan oleh protein penggabungan semula meiotik 11 (MRE11) dan protein pengikat retinoblastoma 8 (RBBP8, sinonim dengan CtIP) exonucleases (Gu et al., 2010, Hammel et al., 2010), mendedahkan kawasan mikrohomologi yang boleh diselaraskan, membenarkan pengisian segmen kosong oleh polimerase keluarga X. Selepas itu, XRCC1 dan ligase III boleh melengkapkan proses penyambungan akhir (Frit et al., 2014). C-NHEJ ialah proses penyambungan akhir yang lebih konservatif, tetapi keberkesanannya mungkin dipengaruhi oleh aktiviti laluan A-NHEJ yang sangat rawan ralat, kebolehsuaian C-NHEJ untuk membaiki hujung yang tidak teratur, dan ketidakserasian sesetengah DNA. tamat (Bétermier et al., 2014).

Penggabungan semula homolog (HR)

HR untuk pembaikan DSB memerlukan urutan DNA homolog yang disediakan oleh kromatid homolog kakak untuk memulihkan lesi DSB. Oleh itu, proses ini hanya aktif semasa fasa kitaran sel S dan G2, di mana kromatid kakak ini tersedia sebagai templat (Krejci et al., 2012). HR bermula dengan pengikatan kompleks MRN ke hujung DSB. Kompleks MRN dibentuk oleh protein MRE11, homolog rad 50 S. cerevisiae protein (RAD50) dan protein nibrin (NBS1) (Richard et al., 2011a,b). Kemudian, 3 ‘hujung DSB dicerna oleh aktiviti exonuclease MRE11/CtIP untuk menjana hujung percuma di DSB yang dilanjutkan oleh aktiviti exonuclease EXO1 3′- 5′ (Limbo et al., 2007). Selepas itu, protein pengikat DNA rantai tunggal 1 (hSSB1) mengikat pada hujung 3’ bebas dan bergabung dengan protein replikasi A (RPA) untuk melindungi hujung bebas ini daripada degradasi selanjutnya, untuk mengelakkan penyepuhlindapan yang tidak sesuai yang boleh membawa kepada penyusunan semula genomik dan untuk mengelakkan pembentukan jepit rambut (Chen et al., 2013). RPA ialah kompleks heterotrimerik yang dibentuk oleh RPA70, RPA32 dan RPA14 juga terlibat dalam kawalan replikasi DNA dan mekanisme pembaikan (Sleeth et al., 2007). Kemudian, RPA digantikan dengan pelbagai protein RAD51 yang dipasang kepada lapan domain BRC protein kanser payudara 2 (BRCA2) dan penyertaan lima protein tambahan (RAD51B/RAD51C/RAD51D/XRCC2/XRCC3) (Barat, 2003). Rad51 ialah rekombinase yang membentuk filamen nukleoprotein RAD51-BRCA2 pra-sinaptik pada DNA (Williams dan Michael 2010). Filamen nukleoprotein RAD51-BRCA2 mencari dan menyerang jujukan homolog untuk membentuk struktur simpang Holliday (Masson et al., 2001). Kromatid adik bercantum oleh protein kohesin SMC1, 3, 5 dan 6. Protein ini memudahkan kohesi DSB dan helai homolog yang utuh untuk mendamaikan penggabungan semula homolog (Kim et al., 2002, Kong et al., 2014).Selepas pencerobohan kromatid kakak (sinaps) dan penjajaran jujukan DNA homolog, RAD51 dialih keluar meninggalkan hujung 3′-OH bebas yang membolehkan sintesis DNA pembaikan oleh polimerase DNA δ dalam 3′-5&# arah x02032 dengan bantuan resolvases, seperti subunit endonuklease khusus struktur (MUS81), endonuklease khusus struktur meiotik penting 1 (EME1), dan simpang Holliday 5′ flap endonuclease (GEN1) (Constantinou et al., 2002). Setelah sintesis DNA yang dibaiki selesai, enzim ini menyelesaikan persimpangan Holliday dan hujung DNA dicantumkan oleh ligase DNA I (Matos dan West 2014). Walaupun tidak difahami sepenuhnya, protein BRCA1 memainkan peranan penting dalam mengarahkan perancah filamen Rad51-BRCA2 dan juga berinteraksi dengan histon H2AX (diterangkan di bawah) semasa pembaikan HR (O'Donovan dan Livingston, 2010).

Kaedah pembaikan HR dianggap bebas ralat, kerana ia menggunakan jujukan homolog kromatid saudara sebagai templat untuk sintesis. Telah dicadangkan bahawa pemeluwapan kromosom menjadikannya sukar untuk mencari jujukan homolog dalam nukleus, dan oleh itu NHEJ lebih kerap digunakan oleh sel untuk membaiki DSB (Deckbar et al., 2011 Langerak dan Russell, 2011). Kesetiaan HR yang tinggi juga dicadangkan untuk menerangkan sensitiviti rendah dan rintangan selular sel dalam fasa S/G2 kepada sinaran mengion. Oleh itu adalah dicadangkan bahawa rintangan kepada radioterapi adalah pengantara oleh HR (Somaiah et al., 2013).

Penjajaran untaian tunggal (SSA)

SSA boleh dianggap sebagai satu bentuk khas pembaikan HR. Mekanisme pembaikan ini tidak konservatif dan bergantung kepada kehadiran urutan berulang yang mengapit DSB. Ia bermula dengan pembelahan 5′-hujung satu untai DNA untuk mendedahkan mikrohomologi. Ini dimediasi oleh kompleks protein yang terdiri daripada CtIP dan kompleks MRN, diikuti oleh penjajaran hujung homolog. Kawasan tidak sejajar disingkirkan oleh nuklease ERCC1/XPF (mengakibatkan kehilangan nukleotida dalam rantai DNA) dan kemudian, hujung DNA dicantumkan oleh ligase DNA III (Salles et al., 2011 Liu et al., 2014). Bukti menunjukkan bahawa pembaikan SSA boleh menimbulkan pembentukan translokasi kromosom patologi yang berkaitan dengan kanser (Manthey dan Bailis, 2010).

Radiosensitiviti dalam Pesakit Kanser Payudara

Radiosensitiviti ialah kerentanan sel atau tisu kepada sinaran mengion. Sesetengah pesakit mungkin lebih sensitif kepada radiasi. Sensitiviti terhasil daripada kesan toksik radioterapi yang mengakibatkan luka pada tisu normal pesakit. Kesan ini mungkin akut atau lewat, bergantung pada masa manifestasinya. Kesan akut berlaku semasa rawatan atau tidak lama selepas dan ia biasanya boleh diterbalikkan dan berlaku dalam tisu yang cepat membiak, seperti kulit, saluran gastrousus dan tisu hematopoietik. Kesan lewat nyata enam bulan atau kemudian selepas rawatan. Kesan lewat boleh kekal, terutamanya menjejaskan tisu yang perlahan membiak seperti buah pinggang, jantung, dan sistem saraf, dan mungkin melibatkan penyahkawalseliaan sistemik sistem endokrin (Barnett et al., 2009). Sinaran menggalakkan DSB seperti yang dinyatakan di atas, dan kerosakan ini memudaratkan integriti genom (Chistiakov et al., 2008 Rﲾ et al., 2008 Henríquez-Hernández et al., 2011).

Mekanisme hipersensitiviti kepada sinaran mengion masih tidak jelas, tetapi dianggarkan bahawa 70% daripada kes hipersensitiviti adalah disebabkan oleh varian genetik (Turesson et al., 1996). Seperti yang dinyatakan di atas, mutasi dalam ATM gen dikaitkan dengan hipersensitiviti yang melampau kepada sinaran mengion (Masuda dan Kamiya, 2012), dan polimorfisme dalam gen seperti XRCC3 dan RAD51 meningkatkan risiko radiosensitiviti (Vral et al., 2011). Gen ini juga terlibat dalam kanser payudara. Mayer et al. (2011) menganalisis ekspresi gen dalam limfosit darah periferal pesakit kanser payudara dan serviks. Mereka mengenal pasti 153 gen yang diubah oleh sinaran mengion. Gen ini terlibat dalam kawalan kitaran sel dan apoptosis sebagai tindak balas kepada radiasi. Daripada jumlah ini, 67 gen berguna untuk mendiskriminasi antara pesakit yang bertindak balas normal dan subjek dengan radiosensitiviti yang teruk. Walau bagaimanapun, analisis dilakukan pada limfosit, dan penulis mengulas bahawa analisis ekspresi dalam tisu yang berbeza akan diperlukan untuk menentukan tandatangan gen yang lebih tepat (Mayer et al., 2011).

Kerosakan asas 7,8-dihydro-8-oxo-2′-deoxyguanosine (8-oxo-dG) dihasilkan oleh sinaran mengion dan diperbaiki dengan pengasingan nukleotida diikuti dengan penyingkiran deoxynucleoside yang tidak normal ini keluar dari sel (Evans et al., 2010). 8-oxo-dG telah digunakan sebagai penanda kencing tekanan oksidatif dan telah dikaitkan dengan kanser paru-paru (Il'yasova et al., 2012) dan penyakit gastrousus (Ock et al., 2012). Ia juga telah dicadangkan sebagai penanda untuk radiosensitiviti (Erhola et al., 1997, Roszkowski dan Olinski, 2012). Haghdoost et al. (2001) mengkaji paras kencing 8-oxo-dG dalam pesakit kanser payudara sebelum dan selepas radioterapi adjuvant (4 hingga 6 Gy). Pesakit radiosensitif menunjukkan kemerahan kulit di kawasan yang dipancarkan dan meningkatkan tahap kencing 8-oxo-dG dengan ketara, dan pengarang ini mencadangkan penggunaan deoxynucleoside ini sebagai biomarker kencing untuk radiosensitiviti. Biomarker ini memudahkan kajian radiosensitiviti individu, kerana metabolit abnormal mungkin diukur dengan ELISA (Haghdoost et al., 2001). Dalam kajian oleh Skiöld et al. (2013), tindak balas tekanan oksidatif yang disebabkan oleh sinaran dianalisis oleh biomarker 8-oxo-dG dalam serum daripada ex-vivo sampel leukosit yang disinari yang diperoleh daripada pesakit kanser payudara yang mengalami tindak balas kulit akut yang teruk (RTOG [Kriteria Kumpulan Onkologi Radioterapi] gred 3-4) semasa radioterapi dan daripada pesakit kanser payudara yang tidak menunjukkan tindak balas kulit awal selepas radioterapi (RTOG gred 0). Penulis menunjukkan bahawa pesakit dengan RTGO gred 0 menunjukkan peningkatan paras serum ekstraselular 8-oxo-dG, berbeza dengan paras serum yang sangat rendah yang diperhatikan pada pesakit dengan RTOG gred 3 dan 4, menunjukkan bahawa 8-oxo-dG adalah biomarker yang berguna. untuk menganalisis tindak balas selular terhadap sinaran mengion (Skiöld et al., 2013). Walau bagaimanapun, 8-oxo-dG juga boleh terhasil daripada pendedahan sel kepada tekanan oksidatif oleh ROS, seperti yang mungkin berlaku apabila tisu terdedah kepada bahan pencemar alam sekitar (Hecht, 1999). Atas sebab ini penanda bio ini tidak khusus untuk sinaran mengion tetapi, seperti dalam kes kajian oleh Skiöld et al. (2013), ia berguna sebagai perbandingan ex vivo ujian sel yang disinari untuk menentukan kesan biologi sinaran mengion. Tahap ekstraselular 8-oxo-dG adalah penunjuk yang sesuai bagi keupayaan sel untuk membaiki kerosakan DNA yang disebabkan oleh ROS.

Fenotip tertentu kanser payudara telah dikaitkan dengan pengulangan locoregional (LRR). Brollo et al. (2013) mencadangkan bahawa tumor HER2+ lebih mudah terdedah kepada sinaran mengion, manakala Voduc et al. (2010) memerhatikan bahawa LRR kelihatan lebih tinggi pada pesakit dengan kanser payudara penanda tiga kali ganda negatif, walaupun bilangan kejadian LRR adalah kecil. Pada masa ini, tiada kaedah molekul untuk mendiskriminasi antara pesakit dengan LRR tinggi dan rendah (Britten et al., 2013). Di samping itu, tidak ada maklumat yang mencukupi mengenai kemungkinan kesan buruk radioterapi yang boleh mendorong pengubahsuaian genomik dan epigenetik dan perubahan dalam profil ekspresi gen dalam kanser payudara.

Henríquez-Hernández et al. (2011) menganalisis limfosit darah periferal terpencil (PBL) daripada pesakit kanser payudara lanjutan yang dirawat ex vivo dengan dos radioterapi yang tinggi untuk mengkaji rintangan sinaran mengion. Mereka menunjukkan bahawa limfosit daripada pesakit yang mengalami kerosakan DNA yang rendah dan kadar apoptosis yang tinggi mempunyai risiko kejadian buruk radiasi yang rendah.

Kajian menganalisis jenis pembaikan yang berlaku apabila sel terdedah kepada sinaran dan korelasi dengan ekspresi abnormal gen tertentu yang terlibat dalam pembaikan DSB juga telah dijalankan. Dalam vitro kajian garisan sel Bca11 (barisan sel kanser payudara keluarga) dan Bca10 (barisan sel kanser payudara sporadis) menunjukkan aktiviti pembaikan NHEJ yang tinggi dan pembaikan langsung bukan konservatif HR dalam barisan sel Bca11. Barisan sel Bca10 juga menunjukkan peningkatan dalam pembaikan bukan konservatif HR langsung, tetapi pada tahap yang lebih rendah daripada Bca11. Akibatnya, mekanisme pembaikan dalam talian sel ini boleh menyebabkan pemadaman dalam urutan DNA dan penyahkawalseliaan kitaran sel (Keimling et al., 2008). Penulis ini melakukan kajian dalam PBL daripada pesakit dengan kanser payudara sporadis, wanita sihat dengan risiko keluarga kanser payudara, dan kawalan yang sihat, dan mereka menunjukkan peningkatan NHEJ dan SSA dalam kedua-dua pesakit kanser dan subjek pada risiko keturunan, lwn. kawalan yang sihat. Kajian ini mencadangkan bahawa kedua-dua kumpulan ini terdedah kepada mekanisme pembaikan DSB bukan konservatif yang dilanjutkan. Berdasarkan keputusan ini, Keimling et al. (2012) melaksanakan ujian untuk menganalisis pembaikan DSB dalam vitro.

Teknik untuk Analisis Pembaikan DSB

Beberapa ujian telah direka untuk menilai kerosakan DNA sebagai tindak balas kepada pelbagai bahan, mikroorganisma, atau keadaan persekitaran. Beberapa ujian ini diterangkan di bawah.

Ujian komet

Ujian komet alkali melibatkan pengukuran kerosakan DNA dalam SSB dan DSB. Kaedah ini cepat dan murah. Ia memberikan maklumat penting tentang risiko penyakit yang berkaitan dengan tekanan oksidatif (Alapetite et al., 1999 Dusinska dan Collins, 2008). Dalam ujian ini, sel tertanam dalam lapisan nipis agarose pada slaid kaca nipis, sel dilisiskan dalam larutan yang mengandungi detergen dan NaCl, melepaskan DNA daripada protein yang terikat kepadanya, tetapi meninggalkan serpihan DNA masih melekat pada membran nuklear . Kemudian, plat diinkubasi dalam larutan alkali, elektroforesis dijalankan dan DNA diwarnai dengan etidium bromida. Serpihan DNA bergerak ke anod membentuk imej seperti komet apabila dilihat oleh mikroskop pendarfluor (Fikrová et al., 2011, Baumgartner et al., 2012). Imej kepala komet menandakan kandungan DNA dan ekor kekerapan DNA pecah (Rajah 2B). Program perisian yang direka untuk menganalisis imej komet membolehkan pengukuran kandungan DNA dan panjang ekor. Panjang ekor komet berkorelasi dengan tahap kerosakan DNA.

rambut et al. (2010) menggunakan kaedah ujian komet yang diubah suai di mana slaid dengan sel yang tertanam dalam agarose diinkubasi dengan tiga rawatan berbeza: 1) elektroforesis alkali untuk mengesan sinaran teraruh SSB dan tapak labil alkali 2) elektroforesis sel yang dirawat dengan formamidopyrimidine [Fapy] - Glikosilase DNA (Fpg) ini membebaskan purin yang rosak, meninggalkan tapak apurinik (tapak AP) yang kemudiannya dibelah dengan liase AP selular, menghasilkan serpihan untai tunggal yang boleh divisualisasikan dalam ujian komet, dan 3) elektroforesis selepas rawatan sel. dengan endonuklease bakteria EndoIII, yang membelah helai kerosakan pada tapak yang membentangkan pirimidin teroksida, dengan itu meningkatkan kepekaan ujian komet dengan meninggalkan jurang dalam pangkalan bermutasi (Rambut et al., 2010).

Beberapa kelemahan ujian komet ialah kebolehubahan antara protokol yang berbeza dan antara makmal, yang menyukarkan untuk menentukan ketoksikan sinaran mengion, jadi isu ini memerlukan penggunaan protokol piawai dan setanding (Forchhammer et al., 2010 Henríquez-Hernández et al., 2012 Azqueta et al., 2014). Sirota et al. (2014) mengkaji variasi antara makmal faktor ujian komet, seperti jenama slaid, tempoh rawatan alkali dan keadaan elektroforesis, dan mereka mendapati bahawa perbezaan makmal dikaitkan dengan keadaan elektroforesis, terutamanya suhu semasa elektroforesis alkali, yang mempengaruhi kadar penukaran. tapak labil alkali kepada pecahan beruntai tunggal (Sirota et al., 2014). Selain itu, telah dicadangkan bahawa pelaksanaan perisian standard diperlukan untuk tafsiran ujian komet (Fikrová). et al., 2011).

Varian histon H2AX bagi histon H2A terdapat dalam subset nukleosom (2 hingga 25% daripada jumlah H2A) dan telah terlibat dalam pembaikan DSB. Apabila H2AX difosforilasi pada residu serin 139 oleh kinase protein berkaitan fosfoinositide-3-kinase (PIKKs), kumpulan fosfat menggunakan kedudukan γ dalam protein, membentuk konfigurasi gamma H2AX (γ-H2AX) (Rogakou). et al., 1998 Rothkamm dan Horn, 2009). Fosfoprotein ini bertindak dalam peristiwa awal pembaikan DNA dengan menyahkondensasi kromatin berhampiran DSB (Kruhlak et al., 2006). Selain itu, γ H2AX bercantum ke hujung DSB membentuk fokus “γH2AX” yang dilanjutkan untuk beberapa Mb di sisi DSB. Kaedah yang digunakan untuk analisis kerosakan DNA ialah pengukuran γ-H2AX menggunakan antibodi terhadap

Dalam ujian γ-H2AX, darah periferal dikumpul dan sel mononuklear diasingkan dan dipasang pada permukaan kaca. Kemudian, imunohistokimia dengan antibodi anti-γ-H2AX dilakukan dan hasilnya dianalisis oleh mikroskop pendarfluor di mana fokus pendarfluor diukur (Rajah 2A). Ujian ini juga boleh dianalisis dengan sitometri aliran atau oleh western blot (Kinner et al., 2008 Dickey et al., 2009 Podhorecka et al., 2010).

γ-H2AX ukuran fokus pada pesakit sebelum dan selepas radioterapi menggunakan dos rendah dan tinggi sinaran mengion telah menunjukkan hubungan linear antara kerosakan DNA dan pendedahan kepada sinaran. Bilangan awal fokus γ-H2AX adalah konsisten dengan DSB dalam sel. Selepas beberapa ketika, fokus γ-H2AX hilang disebabkan pembaikan DNA (Rﲾ et al., 2008 Tanduk et al., 2011). Kaedah ini sensitif untuk mengukur pembaikan DNA pada pesakit yang menjalani radioterapi, tetapi ia juga digunakan dalam bidang lain, seperti analisis kerosakan DNA akibat pendedahan pekerjaan atau sentuhan dengan bahan pencemar alam sekitar, asap rokok, ubat-ubatan, dll‥. bahawa pendedahan bersama ini boleh menjejaskan keputusan pesakit radioterapi dan, oleh itu, harus dipertimbangkan secara individu. Tambahan pula, fosforilasi H2AX diperhatikan jika tiada DSB dalam proses replikasi, dalam mitosis dan semasa pemecahan DNA dalam apoptosis. Oleh itu, ujian mesti dapat membezakan antara sel apoptosis dan bukan apoptosis (Dickey et al., 2009).

Kaedah ujian komet dan γ-H2AX yang diterangkan di atas membantu menilai kerosakan dan pembaikan DNA, tetapi tidak membenarkan diskriminasi jenis kerosakan, seperti SSB atau DSB. Ia juga penting untuk menganalisis sama ada kerosakan itu dibaiki dan jenis mekanisme pembaikan yang beroperasi untuk menilai sama ada sel sensitif atau tahan terhadap sinaran mengion.

Protein yang direka bentuk untuk mengesan DSB spontan

Shee et al. (2013) membangunkan teknologi sintetik baharu untuk mengukur DSB dalam sel bakteria dan mamalia. Kaedah ini menggunakan protein pendarfluor hijau (GFP) yang digabungkan dengan protein GAM (GAM-GFP), protein virus daripada bakteriofaj Mu, yang berkongsi homologi urutan dengan protein eukariotik KU80 dan KU70 yang terlibat dalam NHEJ (Aparicio). et al., 2014). Tidak seperti protein KU, protein GAM tidak terlibat dalam tindak balas pembaikan DNA. GAM mengikat DNA dan menghalang pelbagai exonucleases yang terlibat dalam pembaikan DNA (Abraham dan Symonds, 1990 Fagagna et al., 2003 Shee et al., 2013). Kemajuan ini membolehkan kajian dan kuantifikasi pecahan DNA. Dalam kaedah ini, I-SceI endonuclease digunakan untuk membuat DSB khusus tapak dan sel ditransfeksi dengan vektor ekspresi gabungan Mu GAM-GFP. Protein GAM-GFP bergabung dengan DSB yang dibentuk oleh I-SceRawatan I, menghasilkan pendarfluor di tapak yang rosak yang boleh dianalisis dengan mikroskop pendarfluor. Oleh kerana protein GAM-GFP bersaing dengan protein KU, ini mengakibatkan tahap kerosakan DNA yang rendah, sekali gus mengehadkan teknologi ini kepada kajian pembaikan DSB oleh HR (Shee et al., 2013).

Pengenalpastian mekanisme pembaikan oleh substrat DNA tertentu

Seperti yang dinyatakan di atas, Keimling et al. (2012) membangunkan sebuah dalam vitro kaedah di mana PBL ditransfeksi dengan plasmid penanda untuk membolehkan diskriminasi mekanisme yang terlibat dalam pembaikan DSB: HR, NHEJ, dan SSA (Rajah 3A). Dalam prosedur ini, PBL ditransduksi dalam tiga eksperimen berbeza dengan plasmid berasingan, masing-masing mengandungi gen wartawan EGFP diikuti oleh urutan berbeza yang boleh menjalani salah satu mekanisme pembaikan DNA yang berbeza yang ditakrifkan di atas. Sel-sel dalam tiga kumpulan ditransduksi bersama dengan pengekodan plasmid untuk I-SceSaya sebagai induktor acara pembaikan DSB. Pengesanan pendarfluor selepas 24 jam oleh sitometri aliran dalam mana-mana tiga sel transduksi panel mengukur peristiwa setiap mekanisme operasi individu, membolehkan maklumat lebih terperinci tentang pembaikan DSB dalam pesakit individu (Rajah 3B). Ujian ini boleh diterima untuk pemprosesan dan analisis sampel berkemampuan tinggi (Boehden et al., 2002 Keimling et al., 2012).


KAEDAH DAN PROSEDUR

Analisis darah hidup melibatkan pemeriksaan titisan kecil darah kapilari segar yang biasanya diambil dari hujung jari. Ini diperhatikan di bawah mikroskop optik pada pembesaran dari 600 hingga 1200x. Kamera yang dipasang pada mikroskop merekodkan gambar digital sampel darah. Teknik ini memberikan maklumat tentang ekologi darah, kadangkala dirujuk sebagai "rupa bumi biologi." Analisis darah hidup secara tradisional telah digunakan dalam perubatan klinikal untuk mencari kehadiran parasit tertentu termasuk organisma malaria dan bakteria berbentuk lingkaran yang menyebabkan penyakit Lyme. Ia adalah alat penyelidikan kadangkala juga digunakan dalam penilaian kesihatan holistik. Saiz, bentuk, kebolehubahan, dan integriti selular sel darah merah (RBC) boleh dilihat dengan mudah, serta sebarang kelekitan dan pengagregatan RBC. Kehadiran dan bilangan relatif sel darah putih dan subtipenya diperhatikan, bersama-sama dengan motilitas (pergerakan) sel-sel ini. Plasma darah diperiksa untuk agregat platelet, pembentukan fibrin, kehadiran bentuk mikrob dan parasit, serta zarah termasuk kolesterol, kristal, dan pelbagai bahan cemar.

Kajian ini menggunakan mikroskop medan gelap yang dibina khas yang dipasang pada sistem kamera video digital dengan kanta zum yang dipautkan ke monitor komputer. Perisian digunakan untuk menangkap dan menyimpan mikrofotograf untuk analisis seterusnya. Spesimen darah dinyalakan dengan cara cahaya yang dihantar melalui gentian optik yang dipasang pada pemeluwap mikroskop untuk mengelakkan pemanasan sampel. Lancet steril digunakan untuk mengumpul titisan darah periferi dari hujung jari, yang segera diletakkan pada slaid mikroskop kaca dan ditutup dengan slip penutup kaca.Kanta rendaman minyak pada objektif mikroskop dan pemeluwap medan gelap digunakan untuk pengoptimuman imej.

Mikrofotograf darah sihat normal daripada seseorang yang mengambil diet WAPF ditunjukkan dalam Rajah 1. Gambar ini menunjukkan darah serta-merta selepas ia diambil. RBC bulat kelihatan seragam dalam saiz, dipisahkan antara satu sama lain, dan tanpa serpihan dalam plasma darah.

Subjek berpuasa sekurang-kurangnya lima jam dan menahan diri daripada terdedah kepada telefon bimbit selama empat jam sebelum pelantikan individu dalam kajian. Semasa sesi percubaan selama tiga jam mereka, subjek dibenarkan minum air sahaja. Setiap subjek diberi tiga ujian darah yang dikaitkan dengan tiga keadaan pendedahan yang berbeza seperti yang diterangkan di bawah. Setiap sampel darah dinilai dan diberi markah untuk faktor darah yang berbeza. Faktor-faktor ini termasuk bentuk sel darah merah dan keadaan herotan membran pengagregatan sel darah merah, termasuk penggumpalan, pembentukan rouleaux (sel yang melekat bersama dalam gulungan) dan kelekitan bentuk dan motilitas sel darah putih serta tahap faktor pembekuan awal termasuk platelet agregat dan kehadiran fibrin. Skala Likert dari 0 hingga 6 digunakan untuk menjaringkan faktor darah, di mana 0 menunjukkan ketiadaan faktor darah, dan angka yang lebih besar menunjukkan tahap faktor darah yang lebih tinggi yang diperhatikan dalam sampel darah. Kaedah ini sebelum ini telah diterangkan secara terperinci dalam kajian lain mengenai diet yang dilaporkan dalam jurnal ini. 6,7

Tiga ujian darah dilakukan pada setiap subjek seperti berikut: (1) pada mulanya, sebelum pendedahan telefon bimbit (keadaan garis dasar) (2) berikutan pendedahan kepada telefon pintar dalam mod penerimaan yang diletakkan dalam beg galas yang dipakai oleh subjek selama 45 minit (membawa keadaan) dan (3) berikutan penggunaan aktif telefon bimbit selama 45 minit (keadaan penggunaan aktif). Ini adalah dua keadaan di mana kebanyakan orang menggunakan telefon bimbit. Telefon bimbit juga boleh diletakkan dalam "mod kapal terbang," dalam erti kata bahawa pengguna tidak boleh membuat panggilan atau mengakses web. Bagaimanapun, telefon itu masih berkomunikasi dengan menara telefon bimbit terdekat.

Sepuluh atau lebih mikrofotografi darah biasa dibuat untuk setiap satu daripada tiga keadaan pendedahan. Semasa keadaan penggunaan aktif, subjek sentiasa menggunakan fungsi komunikasi telefon bimbit untuk mengakses Internet dan membuat panggilan telefon. Juga dalam keadaan penggunaan aktif, subjek meletakkan telefon bimbit berhampiran kepala mereka sekurang-kurangnya dua kali selama kira-kira lima minit setiap kali semasa panggilan telefon. Pada masa lain semasa membuat panggilan telefon, subjek menggunakan mod telefon pembesar suara sambil memegang telefon dalam satu atau kedua-dua tangan. Berikutan analisis fotografi semua ujian darah, data skala Likert dianalisis untuk melihat faktor-faktor-diet, umur dan tabiat telefon bimbit peribadi-berkaitan dengan sebarang perubahan darah yang diperhatikan.

Telefon bimbit yang digunakan untuk pendedahan subjek adalah model tertentu telefon pintar, dan pembawa rangkaian yang sama digunakan sepanjang kajian. (Jenama dan nombor model telefon pintar dan pembekal rangkaian yang digunakan dalam kajian ini sengaja dirahsiakan daripada laporan ini.) Subjek kekal di makmal sepanjang sesi eksperimen. Masa pendedahan dan tempoh panggilan telefon untuk subjek telah ditetapkan masa dan sebaliknya dikawal supaya pendedahan sinaran telefon bimbit untuk setiap subjek adalah sama yang mungkin untuk setiap keadaan. Tahap kuasa ambien gelombang radio (termasuk gelombang mikro) dalam makmal, seperti yang diukur dengan meter frekuensi radio, biasanya -45dBm sepadan dengan ketumpatan kuasa 18 mikroWatt setiap meter persegi. Tiada peranti lain hadir yang boleh menjadi sumber utama gelombang mikro.


Akibat Hyperoxia dan Ketoksikan Oksigen dalam Paru-paru

Oksigen (O2) adalah penting untuk kehidupan tetapi sebagai ubat mempunyai faedah biologi positif maksimum dan kesan ketoksikan yang disertakan. Oksigen adalah terapeutik untuk rawatan hipoksemia dan hipoksia yang dikaitkan dengan banyak proses patologi. Proses patofisiologi dikaitkan dengan peningkatan tahap O reaktif yang disebabkan oleh hiperoksia2 spesies (ROS) yang mudah bertindak balas dengan tisu biologi sekeliling, merosakkan lipid, protein dan asid nukleik. Pertahanan antioksidan pelindung boleh menjadi terharu dengan ROS yang membawa kepada tekanan oksidatif. Endothelium kapilari alveolar yang diaktifkan dicirikan oleh peningkatan kelekatan yang menyebabkan pengumpulan populasi sel seperti neutrofil, yang merupakan sumber ROS. Peningkatan tahap ROS menyebabkan hiperpermeabilitas, koagulopati, dan pemendapan kolagen serta perubahan tidak dapat dipulihkan lain yang berlaku dalam ruang alveolar. Dalam hiperoksia, pelbagai laluan isyarat menentukan tindak balas selular pulmonari: apoptosis, nekrosis, atau pembaikan. Memahami kesan O2 pentadbiran adalah penting untuk mengelakkan kerosakan alveolar yang tidak disengajakan yang disebabkan oleh hiperoksia pada pesakit yang memerlukan pengoksigenan tambahan.

1. Pengenalan

Apabila memberikan oksigen tambahan (O2) untuk merawat hipoksemia yang berkaitan dengan keadaan akut dan kronik, O2 ketoksikan oleh pendedahan berlebihan mungkin wujud. Setiap tahun, keperluan untuk tambahan O2 diunjurkan kira-kira 800,000 individu dengan kos 1.8 bilion dolar [1]. Penggunaan suboptimum O2 dicerminkan dalam kesilapan preskripsi dan rawatan yang melebihi kesilapan yang berkaitan dengan antibiotik [2-4].

Epitelium alveolar dan sel endothelial kapilari alveolar adalah sasaran yang terdedah untuk O2-kecederaan akibat radikal bebas yang disebabkan oleh hiperoksia. Dalam kecederaan paru-paru akut (ALI) yang disebabkan oleh hiperoksia, hiperpermeabilitas mikrovaskulatur pulmonari menyebabkan banjir alveolus dengan ekstravasasi plasma yang membawa kepada edema pulmonari dan keabnormalan dalam laluan pembekuan dan fibrinolisis yang menggalakkan pemendapan fibrin [5, 6]. Sel epitelium alveolar jenis II dicederakan oleh O2 radikal bebas yang membawa kepada kemerosotan pengeluaran surfaktan [7]. Oleh itu, manfaat biologi positif maksimum untuk hidupan ini penting tetapi molekul toksik wujud sepanjang tindak balas dos, kontinum kekurangan-toksikan.

2. Patofisiologi Ketoksikan Oksigen

Hyperoxia ialah keadaan lebihan bekalan O2 dalam tisu dan organ. Ketoksikan oksigen berlaku apabila tekanan separa alveolar O2 (HAO2) melebihi yang dihirup dalam keadaan biasa. Dengan pendedahan berterusan kepada kepekatan suprafisiologi O2, keadaan hiperoksia berkembang. Di bawah keadaan patologi hiperoksik, kemasukan besar O reaktif2 spesies (ROS) dihasilkan. Dalam sistem biologi intrasel dan ekstraselular, kesan jisim ketinggian ROS, yang disebabkan oleh O2 pendedahan berlebihan, mengganggu keseimbangan antara oksidan dan antioksidan, dan gangguan homeostasis ini boleh mengakibatkan kerosakan pada sel dan tisu [8-11].

Masa pendedahan, tekanan atmosfera, dan pecahan O yang diilhamkan2 (FIO2) tentukan kumulatif O2 dos yang membawa kepada ketoksikan. Oksigen adalah toksik kepada paru-paru apabila FIO tinggi2 (>0.60) ditadbir sepanjang masa pendedahan lanjutan (≥24 jam) pada tekanan barometrik biasa (1 atmosfera mutlak (ATA)). Jenis pendedahan ini dirujuk sebagai tekanan rendah O2 keracunan, ketoksikan pulmonari, atau kesan Lorraine Smith. Pendedahan oksigen selepas kira-kira 12 jam membawa kepada kesesakan laluan paru-paru, edema pulmonari, dan atelektasis yang disebabkan oleh kerosakan pada lapisan bronkus dan alveoli. Pembentukan cecair di dalam paru-paru menyebabkan rasa sesak nafas digabungkan dengan rasa terbakar di tekak dan dada, dan pernafasan menjadi sangat menyakitkan [12]. Sebab untuk kesan ini di dalam paru-paru tetapi tidak di dalam tisu lain adalah bahawa ruang udara paru-paru secara langsung terdedah kepada O tinggi.2 tekanan. Oksigen dihantar ke tisu badan yang lain pada tekanan separa hampir normal O2 (PO2) kerana hemoglobin-O2 sistem penimbal [13–15]. Ketoksikan juga berlaku apabila ATA tinggi (1.6–4) dan FIO tinggi2 masa pendedahan adalah singkat. Jenis pendedahan ini dirujuk sebagai tekanan tinggi O2 keracunan atau kesan Paul Bert dan toksik kepada sistem saraf pusat (CNS). Ketoksikan sistem saraf pusat mengakibatkan sawan diikuti koma pada kebanyakan orang dalam masa 30 hingga 60 minit. Sawan sering berlaku tanpa amaran dan berkemungkinan membawa maut. Gejala lain termasuk loya, otot berkedut, pening, gangguan penglihatan, kerengsaan, dan kekeliruan [13, 16-20]. Penyelam lautan lebih berkemungkinan mengalami ketoksikan CNS [17].

Endothelial kapilari pulmonari dan sel epitelium alveolar adalah sasaran untuk ROS yang mengakibatkan edema paru-paru yang disebabkan oleh kecederaan, banjir alveolar, pendarahan, dan deposit kolagen, elastin, dan membran hialin [11, 21, 22]. Di atas P kritikalAO2, hemoglobin-O2 mekanisme penimbal gagal dan PO tisu2 boleh meningkat kepada ratusan atau ribuan mm Hg. Pada tahap O yang tinggi2, sistem enzim antioksidan endogen pelindung menjadi dimakan oleh ROS yang membawa kepada kematian sel [16, 23].

Ketoksikan oksigen yang disebabkan oleh ROS berkembang dalam fasa bertindih berdasarkan tahap keterukan dan keterbalikan kecederaan. Fasa-fasa tersebut ialah permulaan, keradangan, percambahan, dan fibrosis. Pada mulanya, terdapat peningkatan ROS dan tahap antioksidan yang berkurangan, dan paru-paru gagal membersihkan dirinya daripada lendir. Fasa keradangan atau fasa eksudatif dicirikan oleh pemusnahan lapisan pulmonari dan penghijrahan mediator keradangan yang diperolehi leukosit ke tapak kecederaan. Fasa proliferatif adalah subakut dan terdapat hipertrofi selular, peningkatan rembesan daripada sel alveolar jenis II yang merembes surfaktan, dan peningkatan monosit. Fasa terminal terakhir ialah fasa fibrotik di mana perubahan pada paru-paru tidak dapat dipulihkan dan kekal. Terdapat pemendapan kolagen dan penebalan ruang interstisial pulmonari dan paru-paru menjadi fibrotik [24-27].

Secara klinikal, hipoksemia progresif, atau O tinggi2 ketegangan dalam darah, memerlukan peningkatan FIO2 dan pengudaraan berbantu, yang memburukkan lagi perubahan patofisiologi yang berkaitan dengan O2 ketoksikan. X-ray dada mungkin menunjukkan corak interstisial alveolar dalam pengedaran yang tidak teratur dengan bukti kehilangan volum yang sederhana akibat atelektasis, namun tiada cara klinikal untuk mendiagnosis O2 ketoksikan. Spesimen biopsi paru-paru mungkin menunjukkan perubahan yang konsisten dengan O2 ketoksikan tetapi nilai utama biopsi adalah untuk mengecualikan punca lain kecederaan paru-paru. Perubahan tekanan udara dalam rongga paru-paru tertutup dan kecederaan akibat ventilator mungkin menyertai dan tidak dapat dibezakan daripada O2 ketoksikan. Ketoksikan oksigen boleh diminimumkan dengan mengekalkan PAO2 kurang daripada 80 mm Hg atau FIO2 di bawah 0.40 hingga 0.50 [12].

Tindak balas selular pulmonari terhadap pendedahan hiperoksik dan peningkatan ROS dijelaskan dengan baik. Secara anatomi, permukaan epitelium pulmonari terdedah kepada tindak balas keradangan yang merosakkan. Keradangan ini merosakkan penghalang kapilari alveolar yang membawa kepada pertukaran gas terjejas dan edema pulmonari. Reaktif O2 spesies mendorong rembesan sel pulmonari chemoattractants, dan sitokin merangsang mobilisasi dan pengumpulan dan pengumpulan makrofaj dan monosit ke dalam paru-paru, yang membawa kepada ROS tambahan. Interaksi leukosit ROS memburukkan lagi kecederaan. Penyelidikan telah menunjukkan bahawa apabila lapisan sel yang sangat berkurangan ini menjadi semakin teroksida dan tahap antioksidan menurun, pengaktifan ROS yang disebabkan oleh pelbagai laluan transduksi isyarat hulu mengawal tindak balas selular: penyesuaian, pembaikan, atau kematian sel oleh apoptosis, onkosis, atau nekrosis [28]. , 29].

Kinase protein diaktifkan mitogen (MAPK), reseptor seperti tol 4 (TLR4), transduser isyarat dan pengaktif transkripsi (STAT), dan faktor nuklear kappa beta (NF kβ) adalah beberapa laluan protein yang diselidik dengan baik yang menyampaikan isyarat reseptor kepada asid deoksiribonukleik (DNA) sel dengan itu menentukan tindak balas selular. Laluan MAPK ialah pengawal selia gen kematian sel, tekanan, dan perubahan dan peraturan pertumbuhan. Pengaktifan kinase protein yang diaktifkan mitogen mendahului kinase terkawal isyarat ekstraselular (ERK1/2), penggalak percambahan sel. Kinase protein terminal C-Jun (JNK1/2) dan p38 kinase kedua-duanya menyebabkan kematian sel dan keradangan [30]. Laluan TLR4, STAT, dan faktor pengawalseliaan nuklear 2 (Nrf2) dikaitkan dengan ekspresi gen survival seperti protein caspase-3 dan elemen tindak balas antioksidan (ARE) [31, 32]. NF kβ laluan adalah isyarat huluan untuk keradangan dan gen survival: enzim anti-oksidan (AOE), Bcl-2, AKT, heme oxygenase (HO-1), dan protein kejutan haba (HSP). AKT itu1-4 keluarga isyarat memainkan peranan penting dalam metabolisme glukosa, percambahan sel, apoptosis, transkripsi, dan penghijrahan sel. Protein Bcl-2 adalah antiapoptosis manakala HO-1 dan HSP adalah protein tindak balas tekanan di mana-mana [33]. Laluan isyarat ini adalah pengawal selia tindak balas sel epitelium pulmonari terhadap peningkatan ROS dan hiperoksia [18, 34]. Ekspresi berlebihan sitokin dan kemokin sebagai tindak balas kepada tekanan hiperoksik boleh menjadi pelindung. Faktor nekrosis tumor alfa (TNFα), interleukin 1 beta (IL-1β), interleukin 6 (IL-6), reseptor chemokine 2 (CXCR2), interleukin 11 (IL-11), ekspresi faktor pertumbuhan insulin dan keratinosit, dan subunit beta Na, K-ATPase telah ditunjukkan untuk melemahkan isyarat kematian [ 35–37].

3. Pembentukan Radikal Bebas

Oksigen adalah keperluan untuk respirasi selular dalam metabolisme glukosa dan sebahagian besar O2 yang dimakan oleh mitokondria digunakan untuk penjanaan adenosin trifosfat (ATP) [38, 39]. Rantai pengangkutan elektron mitokondria mengurangkan molekul unsur O2 kepada ion O2 dengan penyampaian elektron yang membuat O2 boleh digunakan untuk penjanaan ATP, semasa proses ini, radikal bebas pengoksidaan dihasilkan [40, 41]. Tahap toksik O2 membawa kepada pembentukan ROS tambahan, yang boleh menyebabkan kerosakan pada membran lipid, protein, dan asid nukleik. Reaktif O2 spesies mengantara peranan fisiologi dan patofisiologi dalam badan [42].

Radikal bebas ialah sejenis spesies kimia yang tidak stabil, reaktif, berumur pendek yang mempunyai satu atau lebih elektron tidak berpasangan dan mungkin mempunyai cas bersih atau neutral. Spesies ini dipanggil bebas kerana elektron yang tidak berpasangan di orbit luar bebas untuk berinteraksi dengan molekul sekeliling [42, 43]. Sel menjana radikal bebas, atau ROS, dengan pengurangan molekul O2 kepada air (H2O) (Rajah 1) [44, 45].


Pengisytiharan etika

Kelulusan etika dan persetujuan untuk mengambil bahagian

Ini adalah semakan dan tidak memerlukan pelepasan etika.

Persetujuan untuk penerbitan

Semua pengarang yang disebut terlibat dalam penulisan ulasan ini dan memberikan persetujuan untuk penerbitannya.

Kepentingan yang bersaing

Penulis mengisytiharkan bahawa mereka tidak mempunyai kepentingan bersaing.

Nota Penerbit

Springer Nature kekal berkecuali berkenaan dengan tuntutan bidang kuasa dalam peta yang diterbitkan dan gabungan institusi.


Tahap insulin yang tinggi akan menyebabkan disfungsi dan kekurangan komunikasi dalam hati. Hati adalah organ yang sangat besar yang melakukan lebih daripada menapis darah anda, walaupun keupayaannya untuk berbuat demikian tidak boleh dihina.

Pertimbangkan bahawa sistem enzim Cytochrome P450, yang terdapat dalam kepekatan tertinggi dalam hati, bertanggungjawab untuk menukar kolesterol kepada pregnenelone. Pregnenelone ialah hormon steroid induk yang akan ditukar untuk membuat semua hormon steroid utama lain seperti estrogen, DHEA dan testosteron.

Kajian telah menunjukkan korelasi langsung antara insulin tinggi dan tahap DHEA yang rendah.

SHBG (globulin pengikat hormon seks) adalah apa yang mengedarkan hormon seks estradiol dan testosteron. SHBG’ dihasilkan kebanyakannya dalam hati. Banyak penyelidikan mendedahkan bahawa tahap insulin yang tinggi menyebabkan tahap SHBG yang rendah. Tahap SHBG’ yang rendah ditemui dalam kalangan pesakit kencing manis, sindrom ovari polikistik dan orang yang mengalami hipotiroidisme.


Peningkatan Testosteron Membunuh Sel Saraf

Kajian Yale School of Medicine menunjukkan buat kali pertama bahawa tahap testosteron yang tinggi, seperti yang disebabkan oleh penggunaan steroid untuk meningkatkan jisim otot atau untuk terapi penggantian, boleh membawa kepada kehilangan besar sel-sel otak.

Mengambil dos androgen, atau steroid yang besar, diketahui menyebabkan hiperexcitability, sifat yang sangat agresif, dan kecenderungan untuk membunuh diri. Perubahan tingkah laku ini boleh menjadi bukti perubahan dalam fungsi neuron yang disebabkan oleh steroid, kata pengarang kanan, Barbara Ehrlich, profesor farmakologi dan fisiologi.

"Lain kali seorang lelaki berotot dalam kereta sukan memotong anda di lebuh raya, jangan marah, tarik nafas dalam-dalam dan sedar bahawa ia mungkin bukan salahnya," kata Ehrlich.

Testosteron adalah hormon lelaki utama dan ia memainkan peranan asas dalam pembangunan, pembezaan, dan pertumbuhan selular. Dalam neuron, testosteron bertindak sebagai neurosteroid dan boleh mendorong perubahan pada tahap selular, yang seterusnya membawa kepada perubahan tingkah laku, mood dan ingatan. Kedua-dua kesan neuroprotektif dan neurodegeneratif androgen telah dilaporkan.

Para penyelidik menunjukkan bahawa tahap testosteron yang tinggi mencetuskan kematian sel terprogram dalam sel saraf dalam budaya. Kematian sel, atau apoptosis, adalah kritikal dalam banyak proses kehidupan, termasuk perkembangan dan penyakit. Ia dicirikan oleh ketidakstabilan membran, pengaktifan caspases, yang merupakan protein pelaksana dalam apoptosis, perubahan dalam potensi membran, dan pemecahan DNA.

"Dalam kajian ini, kami telah menunjukkan buat kali pertama bahawa rawatan sel neuroblastoma dengan kepekatan testosteron yang tinggi untuk tempoh yang agak singkat, enam hingga 12 jam, mendorong penurunan daya maju sel dengan pengaktifan program kematian sel," kata Ehrlich. . "Kepekatan testosteron yang rendah tidak mempunyai kesan ke atas daya maju sel, manakala pada kepekatan tinggi daya maju sel menurun dengan peningkatan tambahan dalam kepekatan hormon."

Apoptosis yang disebabkan oleh testosteron yang diterangkan dalam kajian ini berlaku melalui pengaktifan berlebihan laluan isyarat Ca2+ intraselular. Rangsangan berlebihan program apoptosis dalam neuron telah dikaitkan dengan beberapa penyakit neurologi, seperti penyakit Alzheimer dan penyakit Huntington.

Pengarang bersama termasuk Manuel Estrada, kini meneruskan kerjanya di Universiti Chile di Santiago, dan Anurag Varshney, kini bekerja di Ranbaxy, sebuah syarikat penemuan dadah di New Delhi, India.

Sumber cerita:

Bahan yang disediakan oleh Universiti Yale. Nota: Kandungan boleh diedit untuk gaya dan panjang.


Had pendedahan

Kerajaan UK berkata "Walaupun peningkatan kecil dalam pendedahan keseluruhan kepada gelombang radio mungkin apabila 5G ditambah pada rangkaian sedia ada, pendedahan keseluruhan dijangka kekal rendah".

Julat frekuensi isyarat 5G yang diperkenalkan adalah dalam jalur bukan pengion spektrum elektromagnet dan jauh di bawah yang dianggap berbahaya oleh ICNIRP.

"Pendedahan yang akan dihasilkan oleh 5G telah dipertimbangkan secara mendalam oleh ICNIRP, dengan sekatan ditetapkan jauh di bawah paras terendah frekuensi radio berkaitan 5G yang telah terbukti menyebabkan kemudaratan," kata Prof Croft.

WHO mengatakan pendedahan frekuensi elektromagnet di bawah had yang disyorkan dalam garis panduan ICNIRP nampaknya tidak mempunyai sebarang akibat yang diketahui terhadap kesihatan.


Tonton video: Fungsi u0026 Struktur Membran Sel. Belajar Dari Rumah - Dunia Biologi (Disember 2022).