During light exposure, this would m

Selama eksposur cahaya, ini akan membuatpemutihan yang berulang dan regenerasi rhodopsin lebih mungkin dalam distal ROS disk.Alasan lain untuk efek cahaya di ROS tips mungkin berhubungan dengan perbedaan dalam membrankomposisi. Sebagai contoh, gradien akan kandungan kolesterol membran telah ditemukan di ROS(Andrews dan Cohen, 1979; Caldwell dan McLaughlin, 1985). Disk distal memiliki yang lebih rendahrasio kolesterol fosfolipid daripada apa yang ditemui dalam disk terletak dekat ROS dasar (Boesze-Battagliaet al., 1990; ibid1994). Karena baru dibentuk ROS disk semakin menggantikan yang lebih tua,distribusi kolesterol itu berkaitan dengan usia disk. Perbedaan regional ROSdisk sterol konten dapat mempengaruhi transduksi visual. Cahaya dirangsang phosphodiesterase aktivitaslebih rendah dalam disk ROS yang baru lahir, dibandingkan dengan yang terletak di wilayah distal ROS (Boesze-Battaglia dan Albert, 1990). Menurunkan kolesterol membran dalam disk yang lebih tua mungkin juga mempengaruhipenumpahan Cahaya rusak ROS dan dampak tingkat oksidasi lemak. Kayatz et al. (1999)menemukan reaktivitas peroksida peningkatan Ros yang bermakna berdasarkan intens cahaya paparan, tapi oksidasi adalahtidak terfokus secara eksklusif di ujung ROS. Selain itu, meskipun foto-kerusakan retina tikusmenyebabkan oksidasi kolesterol, hal ini terjadi terutama di RPE, batang segmen batin danganglion sel lapisan (Rodriguez dan Fliesler, 2009). Kehadiran cahaya-induced peroksida diROS disk dari berbagai usia dan kandungan kolesterol menunjukkan bahwa asam lemak ROS yang mungkinsasaran serangan oksidatif.2.1.2 tentu saja waktu fotoreseptor kerusakan dan kematian sel-Rhodopsin'saktivasi oleh intens cahaya menghasilkan sinyal yang memulai perubahan patologis dalam batangtubuh sel fotoreseptor. Meskipun rincian ini kaskade signaling saat ini tidak diketahui,sel batang seluruh, dari ujung ROS sinaptik terminal, cepat terlibat. Kecepatan yangHal ini terjadi menunjukkan bahwa zat diffusible adalah agen dari kerusakan, tetapi ini belummenunjukkan. Pada akhirnya, bagaimanapun, kerusakan ringan menyebabkan kematian sel visual melalui serangkaianperistiwa-peristiwa apoptosis. Salah satu manifestasi dari apoptosis adalah penampilan ganda DNA terdamparistirahat, terdeteksi sebagai "tangga" 180-200 pasangan basa fragmen berdasarkan agarose gelElektroforesis. Sedangkan fragmentasi DNA adalah peristiwa apoptosis relatif terlambat, awalPembentukan tangga DNA pada retina dimulai dalam waktu jam dari onset cahaya dan tergantung padapanjang gelombang cahaya yang digunakan, serta intensitas (Shahinfar et al., 1991; Remé et al., 1995;Li et al, 1996). Pada tikus, tangga DNA retina adalah terdeteksi setelah beberapa jam cahaya hijaupaparan pada intensitas dari sekitar 3000 lux (Shahinfar et al., 1991; Li et al, 1996). Remé etAl. (1995) melaporkan luas DNA tangga pembentukan setelah hanya 2 jam putih cahaya paparan,juga di 3000 lux. Dalam setiap kasus, TUNEL pewarnaan mengungkapkan munculnya terfragmentasi DNAdi ONL yang bertepatan dengan adanya DNA tangga. Perubahan ini juga ditemukanbertepatan dengan, atau didahului oleh, single-untai DNA istirahat (Organisciak et al., 1999a) dankondensasi Kromatin nuklir (Shahinfar et al., 1991; Hafezi et al., 1997a), pinjaman dukunganuntuk hipotesis cahaya-induced diffusible oksidatif agen.Mengetahui waktu relatif kursus apoptosis perubahan dan fragmentasi DNA dapat membantumenelaah mekanisme kerusakan ringan dengan menunjukkan ketika kerusakan fotoreseptor memiliki Tipke titik dari memulai kematian sel. Satu masalah dengan menentukan terjadinya kerusakan DNAmendeteksi tingkat rendah pembelahan untai yang mendahului penampilan tangga DNA, atauTUNEL reaktivitas. Lain adalah durasi panjang eksposur cahaya beberapa intens, yang membuatsulit untuk tahu betapa banyak cahaya diperlukan untuk memulai kematian sel visual. Untuk mendeteksi tanda-tanda awal DNA fragmentasi, kami berusaha untuk mempercepat laju kerusakan ringan di seluruh retina.Untungnya, Werner Noell memberikan kita dengan salah satu dari pendedahannya cahaya hyperthermic asliChambers (Noell et al., 1966). Hal ini memungkinkan kita untuk memperlakukan tikus untuk periode singkat, dan kemudian untuk menilaidekat pengembangan sinkron DNA fragmentasi terjadi di hampir semuafotoreseptor. Gambar 2 berisi retina DNA fragmentasi pola setelah 2 jam hijaucahaya, di bawah hipertermia, diikuti oleh berbagai kali dalam kegelapan pada suhu kamar. ElevenhundredLux 490-580nm cahaya yang digunakan dalam percobaan ini karena rhodopsin menyerapmaksimal dalam wilayah spektrum. Menurut untuk Gordon et al. (2002), hanya sekitar satuketiga putih lampu neon tumpang tindih dengan rhodopsin's penyerapan spektrum. Ini berartibahwa kami eksposur lampu hijau akan hampir setara dengan 3000 lux spektrum penuh putihRingan, tetapi tanpa potensi palsu efek dari panjang gelombang pendek, tinggi energi cahaya.Seperti yang ditunjukkan pada gambar 2, fragmentasi DNA adalah jelas hadir 4 jam setelah paparan sinar danada kemungkinan setelah hanya 2 jam. Degradasi DNA meningkatkan sesudahnya, di dalammaksimum 1-2 hari kemudian, dan hampir tidak ada setelah 4 hari. Ini menunjukkan bahwa terjadinyacahaya yang disebabkan kerusakan DNA cepat, terjadi di sekitar 2 jam, dan DNA itu sekali dimulaidegradasi terus selama sekitar 2 hari. Pada waktu itu, DNA dalam rusak parah fotoreseptorsel-sel telah benar-benar rusak dan reparasi DNA (Gordon et al., 2002) hampir selesaidi fotoreseptor ditakdirkan untuk bertahan hidup.2.1.3 Caspases dan lain awal acara — pemikiran konvensional menunjukkan bahwa, jikaDouble-untai DNA fragmentasi endonuklease-dimediasi dan terdeteksi dalam beberapajam merusak cahaya paparan, maka aktivasi enzim harus didahului oleh diidentifikasiup-streaming acara. Selama apoptosis, peningkatan aktivitas selular caspase adalah umumnya, tetapitidak selalu, dianggap sebagai pendahulu untuk degradasi DNA. Dalam kasus kerusakan retina cahaya ditikus, aktivasi caspases-1, 3, 7, 8, dan 9 telah dilaporkan terjadi (Wu et al., 2002; Paterson,2005; Perche et al., 2007). Bukti-bukti yang mendukung keterlibatan caspases dalam kerusakan ringanmeliputi analisis Barat pro-caspases dan produk proteolitik pembelahan mereka (Wu et al.,tahun 2002; Patterson, 2005). Perche et al. (2007) digunakan inhibitor sintetis caspase dan menemukan bahwacaspases-3 dan 7 yang aktif selama 24 jam eksposur cahaya, sementara caspases-1 dan 4 dancalpains yang aktif 1 hari kemudian. Peningkatan caspase mRNAs juga terjadi selama berkepanjangan cahayapengobatan (Wu et al., 2002; Patterson, 2005). Tomita et al. (2005) melaporkan bahwa caspase-3mRNA dinaikkan di retina tikus setelah 6-12 jam cahaya, tetapi bahwa aktivitas enzimtidak terpengaruh. Li et al. (2003) ditemukan ada peningkatan dalam kadar protein caspase-3 retina berdasarkan cerahcahaya adaptasi dari tikus selama beberapa hari berikutnya perawatan ringan yang intens. Demikian pula,setelah periode singkat intens cahaya putih, Donovan et al. (2001) menemukan peningkatan kadarkalsium intraseluler dan superoksida dan mitokondria membran depolarization di retinasel-sel dari tikus Balb/c, tapi tidak ada aktivasi caspase-3. Penghambatan bentuk saraf nitratoksida sintase (NOS), mencegah TUNEL reaktivitas di ONL dan sangat mengurangi efekcahaya pada tingkat kalsium, superoksida produksi dan potensial membran mitokondria. Itudisarankan bahwa S-nitrosylation dari residu Sistein penting oleh oksida nitrat (NO) mungkin benar-benarmenghambat aktivasi caspase (Donovan et al., 2001). Dalam model tikus kerusakan ringan, inhibisiRetina NOS diberikan perlindungan struktural fotoreseptor, tetapi hanya sederhana fungsionalPerlindungan (Kaldi et al., 2003). Di neuron otak tikus, tidak ada perawatan mengakibatkan penurunan NADH(Zhang et al., 1994) dan ATP, perubahan yang muncul untuk mempromosikan kematian sel nekrotik atasapoptosis (Leist et al., 1999).Mengingat rangka waktu retina DNA fragmentasi dan perbedaan dicatat di atas, inititik hanya beberapa kesimpulan umum mungkin. Pertama, peran caspases retina cahayakerusakan tampaknya hewan model tertentu. Pada retina tikus, caspase-3 mRNA tingkat meningkatcepat selama intens cahaya dan inhibisi caspase aktivitas mencegah kerusakan ringan. Dalam beberapakasus, aktivasi caspase-3 mendahului atau kebetulan dengan fragmentasi DNA; pada orang lain, itutidak muncul untuk menjadi aktif. Perlu dicatat bahwa Tomita et al. (2005) dan Perche et al.(2007) strain yang digunakan berbeda dari albino tikus yang memamerkan berbagai keyakinan pribadi retina cahaya kerusakan (Borges et al., 1990; Iseli et al., 2002). Caspase-1 aktivasi di tikus muncul untukterjadi jauh di kemudian hari (Perche et al., 2007), atau tidak sama sekali (Tomita et al, 2005). Di tikus, caspase-1tingkat mRNA meningkatkan 6-8 jam setelah pengobatan ringan, menunjukkan peran down-streaming dalam DNAdegradasi (Grimm et al., 2000b). Kedua, kegiatan calpain meningkatkan 1 hari setelah akhirperawatan ringan di tikus (Perche et al., 2007), tetapi aktivasi dapat terjadi lebih cepat pada tikus. Kalsiumaktivasi tergantung calpain cepat di vitro, sementara menjadi dihambat oleh antioksidan (Sanvicenset al., 2004). Aktivasi endonucleases banyak juga tergantung pada seluler kalsium danantioksidan yang dikenal untuk mencegah kerusakan retina cahaya. Hal ini menunjukkan peran kalsium keduaIon dan stres oksidatif dalam proses kerusakan. Dalam mendukung peran kalsium, tikus diobatidengan Flunarizine, yang blok kalsium rilis dari intraseluler, dipamerkan berkurangcahaya kerusakan (Edward et al., 1991). Akhirnya, perbedaan dalam tingkat cahaya yang diperlukan untuk mendorongkerusakan retina juga tampaknya menjadi spesies tertentu. Tikus umumnya memerlukan lebih intens cahayamenginduksi kerusakan dari tikus, dan jalur berbeda tergantung pada intensitas cahaya apoptosis dikenalada (Hao et al., 2002). Kematian sel apoptosis adalah proses tergantung energi sedangkan nekrosisini lebih dipengaruhi oleh selular kalsium (Yuan et al., 2003).

Saat terpapar cahaya, ini akan membuat
pemutihan berulang-ulang dan regenerasi rhodopsin lebih mungkin terjadi pada disk ROS distal.
Alasan lain untuk efek cahaya di ujung ROS mungkin berkaitan dengan perbedaan dalam membran
komposisi. Misalnya, gradien konten membran kolesterol telah ditemukan di ROS
(Andrews dan Cohen, 1979; Caldwell dan McLaughlin, 1985). Disk distal memiliki lebih rendah
rasio kolesterol / fosfolipid daripada yang ditemukan di disk terletak di dekat pangkalan ROS (Boesze-Battaglia
et al, 1990;. ibid1994). Karena baru dibentuk disk ROS semakin menggantikan yang lebih tua,
distribusi kolesterol karena itu terkait dengan usia disk. Perbedaan regional di ROS
konten disk yang sterol dapat mempengaruhi transduksi visual. Cahaya menstimulasi aktivitas phosphodiesterase
lebih rendah pada disk ROS baru lahir, dibandingkan dengan mereka yang berada di wilayah distal dari ROS (Boesze-
Battaglia dan Albert, 1990). Kolesterol membran yang lebih rendah dalam disk yang lebih tua mungkin juga mempengaruhi
penumpahan cahaya yang rusak ROS dan mempengaruhi tingkat oksidasi lipid. Kayatz et al. (1999)
menemukan peningkatan reaktivitas peroksida di ROS setelah terpapar cahaya yang kuat, namun oksidasi itu
tidak terfokus hanya pada tips ROS. Selain itu, meskipun foto-kerusakan di retina tikus
menyebabkan oksidasi kolesterol, ini terjadi terutama di RPE, segmen dalam batang dan
lapisan sel ganglion (Rodriguez dan Fliesler, 2009). Kehadiran peroksida cahaya yang disebabkan di
ROS disk dari berbagai usia dan kadar kolesterol menunjukkan bahwa asam lemak ROS adalah kemungkinan
target serangan oksidatif.
2.1.2 Waktu Kursus fotoreseptor Kerusakan dan Cell Death-Rhodopsin itu
aktivasi dengan cahaya yang kuat menghasilkan sinyal yang memulai perubahan patologis di batang
sel tubuh fotoreseptor. Meskipun rincian dari kaskade sinyal ini saat ini tidak diketahui, yang
seluruh sel batang, dari ROS ujung ke terminal sinaptik, dengan cepat terlibat. Kecepatan dengan
ini terjadi menunjukkan bahwa zat diffusible adalah agen kerusakan, tetapi hal ini belum
dibuktikan. Pada akhirnya, bagaimanapun, kerusakan ringan menyebabkan kematian sel visual melalui serangkaian
peristiwa apoptosis. Salah satu manifestasi dari apoptosis adalah munculnya ganda DNA beruntai
istirahat, terdeteksi sebagai "tangga" dari 180-200 fragmen pasangan basa pada gel agarose
elektroforesis. Sedangkan fragmentasi DNA adalah peristiwa relatif terlambat apoptosis, awal
pembentukan tangga DNA di retina dimulai beberapa jam setelah onset cahaya dan tergantung pada
panjang gelombang cahaya yang digunakan, serta intensitasnya (Shahinfar et al, 1991;. reme et al ., 1995;
Li et al, 1996).. Pada tikus, tangga DNA retina terdeteksi setelah beberapa jam lampu hijau
paparan pada intensitas sekitar 3000 lux (Shahinfar et al, 1991;.. Li et al, 1996). Reme et
al. (1995) melaporkan pembentukan tangga DNA luas setelah hanya 2 jam dari paparan cahaya putih,
juga pada 3000 lux. Dalam setiap kasus, TUNEL pewarnaan mengungkapkan penampilan DNA terfragmentasi
di ONL yang bertepatan dengan kehadiran tangga DNA. Perubahan ini juga ditemukan
bertepatan dengan, atau didahului oleh, istirahat DNA untai tunggal dan (Organisciak et al, 1999a.)
kromatin nuklir kondensasi (Shahinfar et al, 1991;. Hafezi et al, 1997a.), memberikan dukungan
untuk hipotesis dari agen oksidatif ringan yang disebabkan diffusible.
Mengetahui kursus waktu relatif perubahan apoptosis dan fragmentasi DNA dapat membantu
menjelaskan mekanisme kerusakan ringan dengan menunjukkan ketika kerusakan fotoreseptor telah berujung
ke titik memulai kematian sel. Satu masalah dengan menentukan timbulnya kerusakan DNA
mendeteksi tingkat rendah untai pembelahan yang mendahului munculnya tangga DNA, atau
TUNEL reaktivitas. Lain adalah durasi panjang beberapa eksposur cahaya yang kuat, yang membuatnya
sulit untuk mengetahui seberapa banyak cahaya yang diperlukan untuk memulai kematian sel visual. Untuk mendeteksi tanda-tanda awal fragmentasi DNA, kami berusaha untuk mempercepat laju kerusakan ringan di seluruh retina.
Untungnya, Werner Noell memberikan kita dengan salah satu Hyperthermic paparan cahaya aslinya
ruang (Noell et al., 1966). Hal ini memungkinkan kami untuk mengobati tikus untuk periode singkat, dan kemudian untuk menilai
perkembangan sinkron dekat fragmentasi DNA terjadi di hampir semua
fotoreseptor. Gambar 2 berisi pola fragmentasi DNA retina setelah 2 jam hijau
terang, di bawah hipertermia, diikuti oleh berbagai kali dalam kegelapan pada suhu kamar. Elevenhundred
lux cahaya 490-580nm yang digunakan dalam percobaan ini karena rhodopsin menyerap
secara maksimal dalam wilayah spektrum. Menurut Gordon et al. (2002), hanya sekitar satu
sepertiga dari lampu neon putih tumpang tindih dengan spektrum penyerapan rhodopsin itu. Ini berarti
bahwa eksposur lampu hijau kami akan hampir setara dengan 3000 lux putih spektrum penuh
cahaya, tapi tanpa potensi efek palsu dari panjang gelombang pendek, cahaya energi yang lebih tinggi.
Seperti ditunjukkan dalam Gambar 2, fragmentasi DNA jelas hadir 4 jam setelah paparan cahaya dan
kemungkinan besar hadir setelah hanya 2 jam. Degradasi DNA meningkat setelah itu, berada pada titik
maksimum 1-2 hari kemudian, dan praktis tidak ada setelah 4 hari. Hal ini menunjukkan bahwa terjadinya
kerusakan DNA cahaya yang disebabkan cepat, terjadi di sekitar 2 jam, dan bahwa DNA sekali dimulai
degradasi terus selama sekitar 2 hari. Pada saat itu, DNA di fotoreseptor yang rusak parah
sel telah benar-benar terdegradasi dan perbaikan DNA (Gordon et al., 2002) hampir selesai
dalam fotoreseptor ditakdirkan untuk bertahan hidup.
2.1.3 caspases dan Awal Acara-konvensional pemikiran lain menunjukkan bahwa, jika
ganda -strand fragmentasi DNA adalah endonuklease-dimediasi dan terdeteksi dalam beberapa
jam penyinaran merusak, maka enzim aktivasi harus didahului oleh diidentifikasi
peristiwa up-stream. Selama apoptosis, peningkatan aktivitas caspase seluler umumnya, tapi
tidak selalu, dianggap sebagai pendahulu untuk degradasi DNA. Dalam kasus kerusakan retina cahaya dalam
tikus, aktivasi caspases-1, 3, 7, 8, dan 9 telah dilaporkan terjadi (Wu et al, 2002;. Paterson,
2005; Perche et al, 2007.). Bukti yang mendukung keterlibatan caspases kerusakan ringan
meliputi analisis Western pro-caspases dan produk pembelahan proteolitik mereka (Wu et al,.
2002; Patterson, 2005). Perche et al. (2007) menggunakan inhibitor caspase sintetis dan menemukan bahwa
caspases-3 dan 7 aktif selama 24 jam paparan cahaya, sementara caspases-1 dan 4 dan
Calpain aktif 1 hari kemudian. Peningkatan mRNA caspase juga terjadi selama cahaya berkepanjangan
pengobatan (Wu et al, 2002;. Patterson, 2005). Tomita et al. (2005) melaporkan bahwa caspase-3
mRNA meningkat pada tikus retina setelah 6-12 jam cahaya, tetapi aktivitas enzimatik yang sangat
terpengaruh. Li et al. (2003) tidak menemukan peningkatan retina caspase-3 tingkat protein pada terang
adaptasi cahaya tikus selama beberapa hari dan pengobatan cahaya yang kuat berikutnya. Demikian pula,
setelah periode singkat cahaya putih yang kuat, Donovan et al. (2001) menemukan peningkatan kadar
kalsium intraseluler dan superoksida dan mitokondria membran depolarisasi di retina
sel dari tikus Balb / c, tapi tidak ada aktivasi caspase-3. Penghambatan bentuk neuronal nitrat
oksida sintase (NOS), mencegah TUNEL reaktivitas di ONL dan sangat mengurangi efek
cahaya pada kadar kalsium, produksi superoksida dan potensi membran mitokondria. Itu
menunjukkan bahwa S-nitrosylation residu sistein penting oleh oksida nitrat (NO) mungkin sebenarnya
menghambat aktivasi caspase (Donovan et al., 2001). Dalam model kerusakan ringan tikus, penghambatan
retina NOS memberikan perlindungan struktural fotoreseptor, tetapi hanya fungsional sederhana
perlindungan (Kaldi et al., 2003). Dalam neuron otak tikus, NO pengobatan menyebabkan penurunan NADH
(Zhang et al., 1994) dan ATP, perubahan yang muncul untuk mempromosikan kematian sel nekrotik selama
apoptosis (Leist et al., 1999).
Mengingat jangka waktu fragmentasi DNA retina dan perbedaan yang disebutkan di atas, di
titik hanya beberapa kesimpulan umum yang mungkin. Pertama, peran caspases dalam cahaya retina
kerusakan tampaknya model hewan tertentu. Di retina tikus, caspase-3 tingkat mRNA meningkat
pesat selama cahaya yang kuat dan penghambatan aktivitas caspase mencegah kerusakan ringan. Dalam beberapa
kasus, aktivasi caspase-3 mendahului atau kebetulan dengan fragmentasi DNA; pada orang lain, itu
tidak muncul untuk menjadi aktif. Perlu dicatat bahwa Tomita et al. . (2005) dan Perche et al
(2007) menggunakan strain yang berbeda dari tikus albino yang mungkin menunjukkan kerentanan yang berbeda untuk kerusakan ringan retina (Borges et al, 1990;. Iseli et al., 2002). Caspase-1 aktivasi pada tikus tampaknya
terjadi banyak kemudian (Perche et al., 2007), atau tidak sama sekali (Tomita et al., 2005). Pada tikus, caspase-1
tingkat mRNA meningkat 6-8 jam setelah perawatan ringan, yang menunjukkan peran hilir dalam DNA
degradasi (Grimm et al., 2000b). Kedua, aktivitas calpain meningkat 1 hari setelah akhir
perawatan ringan pada tikus (Perche et al., 2007), tetapi aktivasi dapat terjadi lebih cepat pada tikus. Kalsium
tergantung aktivasi calpain yang cepat in vitro, sedangkan yang dihambat oleh antioksidan (Sanvicens
et al., 2004). Aktivasi banyak endonuklease juga tergantung pada kalsium seluler dan
antioksidan yang dikenal untuk mencegah kerusakan ringan retina. Ini menunjukkan peran untuk kedua kalsium
ion dan stres oksidatif dalam proses kerusakan. Untuk mendukung peran kalsium, tikus diobati
dengan flunarizine, yang menghambat pelepasan kalsium dari toko intraseluler, dipamerkan mengurangi
kerusakan ringan (Edward et al., 1991). Akhirnya, perbedaan dalam tingkat cahaya yang diperlukan untuk menginduksi
kerusakan retina juga tampaknya menjadi spesies tertentu. Tikus umumnya membutuhkan cahaya yang lebih intens untuk
menginduksi kerusakan daripada tikus, dan tergantung intensitas jalur apoptosis cahaya yang berbeda diketahui
ada (Hao et al., 2002). Apoptosis adalah proses tergantung energi sedangkan nekrosis
yang lebih dipengaruhi oleh kalsium seluler (Yuan et al., 2003).