Asam Urat: Transpor dan Penyakit

Abstrak

Asam urat adalah produk akhir metabolik dari metabolisme purin pada manusia. Ia memiliki sifat-sifat antioksidan yang mungkin melindungi tapi dapat juga menjadi pro-oksidan, bergantung pada lingkungan mikro kimianya. Hiperurisemi merupakan predisposisi penyakit lewat pembentukan kristal urat yang menyebabkan gout, tapi hiperurisemi, tidak bergantung dari pembentukan kristal, juga telah dihubungkan dengan hipertensi, atherosklerosis, resistensi insulin, dan diabetes. Didiskusikan di sini biologi metabolisme urat dan perannya dalam penyakit. Juga tentang genetika transpor urat, termasuk URAT1, dan kajian terkini pengidentifikasian SLC2A9, yang mengkode keluarga transpor glukosa isoform Glut9, sebagai sebuah determinan major level asam urat plasma dan perkembangan gout.

Pendahuluan

Asam urat, asam organik lemah dengan pKa 5.75, hadir utamanya sebagai monosodium urat (MSU) pada nilai pH fisiologis. Pada mana dalam tubuh manusia dan kera besar, asam urat merupakan produk akhir degradasi purin, pada mamalia lainnya, ia selanjutnya didegradasi menjadi alantoin oleh urikase, enzim yang kebanyakannya ditemui dalam hati. Gen yang mengkode urikase mengalami pembungkaman mutasi selama evolusi hominid (1). Konsekuensi inaktifasi urikase adalah penampakan level urat yang lebih tinggi pada manusia (≈240-360 μM) dalam perbandingannya dengan mamalia lainnya (≈30-50µM pada tikus kecil). Telah diusulkan bahwa level serum urat yang lebih tinggi mungkin merupakan keuntungan selektif dalam evolusi hominid karena efek antioksidannya. Di lain pihak, hiperurisemi dikaitkan dengan penyakit berganda pada manusia dan menunjuk ke pada efek merugikan dari konsentrasi urat tinggi (Gambar 1). Di sini, ditinjau informasi yang tersedia mengenai peran dari asam urat sebagai anti- atau pro-oksidan, terhadap hubungan epidemiologi di antara hiperurisemi dengan penyakit, dan terhadap mekanisme molekuler dari transpor urat ginjal.

Gambar 1
Jalur homeostasis urat
Skema simpulan dari jalur-jalur untuk menghasilkan asam urat, untuk membaliknya menjadi alantoin oleh enzim hati urikase, dan untuk mengekskresinya. Keseimbangan di antara jalur-jalur ini mengatur konsentrasi urat darah, yang mana adalah lebih tinggi pada manusia dan kera besar akibat dari inaktifasi gen-gen urikase. Hiperurisemi dapat menyebabkan gout dan mungkin berbagai efek kardiovaskuler, di mana hiperurikosuri dapat menyebabkan bermacam patologi terinduksi-kristal asam urat.

Konsekuensi klinik hiperurisemi

Epidemiologi gout dan hiperurisemi

Terdapat bukti epidemiologi kuat bahwa prevalensi gout dan hiperurisemi dalam keadaan meningkat di seluruh dunia. Gout merupakan penyakit yang mengenai utamanya pria, dengan sebuah peningkatan yang jelas dalam prevalensi di kedua jenis kelamin dengan menuanya usia, dan disebabkan oleh deposisi jaringan dari kristal urat yang menimbulkan sebuah reaksi inflamasi yang dapat sembuh sendiri yang intens. Kaitan epidemiologi di antara hiperurisemi dengan gout dimapankan lebih dari 150 tahun lalu (2, 3). Kajian baru-baru ini memerlihatkan satu peningkatan prevalensi gout, khususnya pada kelompok usia lebih tua. Dalam sebuah kajian di Amerika, prevalensi berlipat ganda dalam populasi usia di atas 75 tahun antara tahun 1990 dan 1999, dari 21 per 1,000 ke 41 per 1,000 (4). Dalam kajian kedua, prevalensi gout pada populasi dewasa di Inggris diperkirakan sebesar 1.4%, dengan puncaknya lebih dari 7% pada pria usia di atas 75 tahun (5). Kecenderungan ini juga telah diamati dalam kajian pada negara-negara berkembang di Asia (6, 7). Walaupun kajian memusatkan pada gout, disimpulkan bahwa insiden hiperurisemi telah juga meningkat dalam periode yang sama. Penjelasannya yang potensiil untuk semua temuan ini meliputi gaya hidup dan perubahan diet yang disebabkan oleh meningkatnya kesejahteraan, meningkatnya harapan hidup, meningkatnya penggunaan agen-agen hipertensif, juga penuaan dari keseluruhan populasi.

Hiperurisemi, resistensi insulin, hipertensi, dan penyakit kardiovaskuler

Hiperurisemi merupakan temuan umum pada pasien-pasien dengan sindrom metabolik (8), dan sebuah korelasi terbalik tercatat di antara resistensi insulin dengan menurunnya kliren asam urat ginjal, yang itu sendiri dikaitkan dengan urikemi meningkat (9). Kegemukan, khususnya adipositas viseral, adalah juga secara positif dikaitkan dengan hiperurikemi, yang dapat dikurangi dengan penurunan berat badan (10-12), Hiperurisemi juga seringkali teramati pada pasien-pasien dengan penyakit kardiovaskuler. Pertanyaan apakah hiperurisemi adalah sebuah faktor risiko independen untuk penyakit kardiovaskuler telah diajukan lebih dari lima dekade lalu (13). Akhir-akhir ini, timbul minat baru dalam hiperurisemi dan hubungannya dengan hipertensi dan mortalitas kardiovaskuler, dan kajiannya menyarankan bahwa memang mungkin memiliki efek vaskuler langsung (14, 15). Pada anak-anak hipertensif dengan fungsi ginjal normal, terdapat korelasi kuat di antara hiperurisemi dengan tekanan darah (16), dan dalam sebuah percobaan terkontrol, pengobatan subjek-subjek ini dengan penghambat xanthine oxidase alopurinol secara bermakna menurunkan tekanan darah dalam satu kajian jangka pendek (17). Dalam 20 tahun terakhir, lebih dari 10 kajian melaporkan bahwa hiperurisemi merupakan sebuah faktor risiko independen bagi perkembangan hipertensi (14).
Kajian epidemiologi telah juga mengevaluasi hubungan antara hiperurisemi dengan penyakit kardiovaskuler. Dalam kohort Framingham, para penyelidik menyimpulkan bahwa hiperurisemi adalah sebuah kovariabel dari faktor risiko kardiovaskuler yang telah dikenal lainnya bagi kematian jantung dan penyakit jantung koroner (18). Yang lebih terkini, data tampaknya mengayunkan interpretasi dengan cara lain, yang mengindikasikan bahwa hiperurisemi mempredisposisi pembentukan plak dan disfungsi endhotel, sebagaimana dinilai dengan ultrasonografi (19-21). Hiperurisemi juga dilaporkan menjadi satu faktor risiko independen untuk mortalitas kardiovaskuler (22-23). Pada pasien dengan penyakit kardiovaskuler yang telah mapan, meningkatnya level urat merupakan sebuah prediktor independen dari kejadian kardiovaskuler (24); dan akhirnya, dalam satu analisis-meta dari hubungan antara hiperurikemi dan stroke, satu risiko kecil tapi meningkat dijumpai bahkan setelah pencocokan untuk faktor risiko kardiovaskuler yang telah dikenal (25). Dalam kebanyakan kajian, risiko meningkat hiperurisemi untuk morbiditas kardiovaskuler (dengan odds ratio atau hazard ratio) adalah sekitar 1.2-1.4.
Bila hiperurisemi merupakan satu faktor etiologi dalam morbiditas kardiovaskuler, apakah mekanismenya, dan akankah modifikasinya memengaruhi hasil luaran? Data dari sebuah model binatang pengerat menyarankan bahwa vasokonstriksi bermediasikan-asam urat menyebabkan disfungsi endotel, aktivasi sistim renin-angiotensin, dan hipertensi (26). Kritik, bagaimanapun, akan mendebat bahwa adalah memungkinkan untuk menguraikan hiperurisemi dari hipertensi dan bahwa hiperurisemi merupakan sebuah penanda pengganti untuk disfungsi renal subklinik dini, dan komplikasi kardiovaskuler adalah sekunder. Dalam ketiadaan data eksperimental yang meyakinkan, debat ini hanya bisa diselesaikan oleh kajian intervensi berskala-besar dalam sebuah populasi hiperurisemi guna menganalisis efek terhadap tekanan darah dan kejadian-kejadian kardiovaskuler di sepanjang waktu.

Asam urat: antioksidan ataukah pro-oksidan?

Hiperurisemi relatif pada manusia telah memunculkan pertanyaan sekitaran keuntungan evolusionernya, dan hubungannya dengan penyakit membutuhkan pemahaman bagaimana ia dapat menjadi merusak pada konsentrasi tinggi. Awalnya, asam urat dipertimbangkan sebagai produk limbah lembam yang mengkristal pada konsentrasi tinggi membentuk batu ginjal dan membangkitkan artritis gout. Selanjutnya, asam urat dikenal sebagai sebuah antioksidan kuat yang mencari-cari (scavenge) oksigen tunggal, radikal oksigen, dan peroksinitrit dan metal transisi kelat dalam limbah metabolisme untuk mengurangi, umpamanya, oksidasi asam askorbat bermediasikan-ion besi. Urat dengan begitu menyumbang bagi sedikitnya setengah dari kapasitas antioksidan dari plasma manusia, dan sifat antioksidannya adalah sekuat asam askorbat (27, 28). Sebagaimana diilustrasikan dalam Gambar 2A, asam urat dapat mencegah nitrosasi protein terinduksi-peroksinitrit, peroksidasi lemak dan protein (30), dan inaktifasi tetrahidrobiopterin (31), sebuah kofaktor yang perlu untuk NOS. Asam urat juga melindungi LDL dari oksidasi bermediasikan-Cu2+ (Gambar 2B). Bersama-sama, semua aksi antioksidan ini mendasari efek perlindungan dari aksi asam urat pada penyakit kardiovaskuler, penuaan, dan kanker (27).

Gambar 2
Efek anti-oksidan dan pro-oksidan dari asam urat
Aktifitas antioksidan. (A) Peroksinitrit (ONOO–) dihasilkan dari reaksi oksida nitrit (NO•) dengan superoksid (O2–•). Peroksinitrit dapat menginduksi nitrosasi protein dan peroksidasi lipid dan protein dan mengeblok tetrahidrobiopterin (HB4), sebuah kofaktor penting untuk aktifitas NOS. Dalam ketiadaan HB4, NOS menghasilkan ROS. Asam urat (UA) dapat secara langsung menginaktifasi peroksinitrit dengan satu reaksi yang membangkitkan radikal asam urat (UA•); semua ini dapat dengan cepat dieliminasi oleh asam askorbat plasma. (B) Asam urat dapat juga mencegah oksidasi terinduksi-Cu2+ oleh LDL, sebuah reaksi yang dapat melindungi terhadap perkembangan atherosklerosis. (C) Melalui penguatan aktifitas arginase, asam urat mengalihkan l-arginin dari produksi NO ke produksi urea. Asam urat dapat juga secara langsung bereaksi dengan NO untuk membangkitkan asam urat ternitrosasi, dan kelompok nitroso kemudian dapat ditransfer ke glutathion (GSH) untuk tranpor ke molekul penerima lain. Dalam kehadiran oksigen, asam urat bereaksi dengan NO untuk menghasilkan spesies stabil 6-aminourasil. Penyerapan asam urat dalam adiposit mengaktifasi NADPH oksidase dan meningkatkan produksi ROS, yang mana dapat memulakan satu reaksi inflamasi. Dalam sel-sel otot polos pembuluh darah, asam urat dapat mengaktifasi jalur NF-κB dan MAPK dan meningkatkan siklooksigenase dan produksi MCP-1. Panah biru, reaksi kimia; panah hijau, produk-produk dari jalur enzimatik atau jalur pensinyalan; panah merah, aktifasi aktifitas enzimatik.
Namun, kajian in vitro dan seluler telah menunjukkan bahwa bergantung pada lingkungan mikro kimianya, asam urat juga dapat menjadi pro-oksidan. Umpamanya, walaupun asam urat dapat melindungi partikel LDL alami melawan oksidasi terinduksi-Cu2+, ia juga meningkatkan oksidasi dari LDL yang telah mengalami oksidasi, yang mengandung produk peroksidasi lemak (32, 33), dan dua peran ini muncul tergantung pada kehadiran metal transisi. Sebagaimana diilustrasikan dalam Gambar 2A, ketika asam urat dioksidasi oleh peroksinitrit, radikal urat dihasilkan yang dapat menyebarluaskan keadaan pro-oksidan (34), tapi dalam plasma, mereka dengan cepat diinaktifasi oleh reaksinya dengan asam askorbat (31).
NO, yang pada awalnya dijelaskan sebagai sebuah faktor merelaksasi berasal-sel endothel, adalah sebuah molekul pengaturan penting dalam sistim kardiovaskuler, dan berkurangnya level NO dikaitkan dengan hipertensi dan resistensi insulin (35-37). Urat dapat bereaksi secara langsung dengan NO di bawah kondisi aerob untuk membangkitkan satu hasil asam urat ter-nitrosasi tak stabil yang dapat memindahkan NO ke molekul lain seperti glutathion (ref. 38 dan Gambar 2). Di bawah kondisi anaerob, urat dikonversikan dalam kehadiran NO menjadi 6-aminourasil stabil (39). Kemungkinan bahwa level plasma urat meningkat dapat menurunkan ketersediaan hayati NO telah diujikan pada tikus besar yang diobati dengan penghambat uricase asam oksonat. Konsekuensi meningkatnya asam urat plasma memang terkait dengan menurunnya nitrit/nitrat (NOx) plasma. Hal yang sama, paparan langsung sel endotel dengan asam urat sedikit mengurangi produksi NO basal atau yang terstimulasi-VGF (40). Jadi, asam urat dapat mengurangi ketersediaan hayati NO yang bergantung-dosis. Walaupun sebuah reaksi kimia langsung urat dengan NO dapat menjelaskan menurunnya NOx plasma, terdapat bukti bahwa urat in vivo dapat mengurangi produksi NO dengan gangguannya pada biosintesisnya. Umpamanya, pada sel-sel endotel paru, asam urat menurunkan produksi NO dengan sebuah mekanisme yang bergantung pada asam urat meningkatkan aktifitas arginase, yang mengalihkan l-arginin ke produksi urea alih-alih ke produksi NO oleh eNOS (Gambar 2C dan ref. 41).
Aksi pro-oksidan lainnya dari urat telah dijelaskan selama diferensiasi adipogenik sel 3T3-L1 (Gambar 2). Ketika semua sel ini diinduksi untuk berdiferensiasi menjadi adiposit, penambahan asam urat pada konsentrasi fisiologis lebih jauh meningkatkan produksi ROS melalui satu mekanisme yang melibatkan aktifasi oksidasi NADPH (42). Efek ini dalam adiposit mungkin berpartisipasi dalam induksi inflamasi dan resistensi insulin jaringan lemak yang teramati pada kegemukan (43). Dalam sel otot polos vaskuler, asam urat telah dilaporkan merangsang produksi MCP-1 mengikuti aktifasi NF-κB, MAPKs, dan siklooksigenase 2 (44).
Bersama-sama, informasi yang tersedia mengindikasikan bahwa asam urat memiliki efek kimia dan biologi kompleks dan bahwa sifat-sifat pro-oksidan atau menurunkan-NO nya mungkin menjelaskan hubungan di antara hiperurisemi, hipertensi, sindrom metabolik, dan penyakit kardiovaskuler (45). Tambahannya, ketika hiperurisemi menyebabkan pembentukan kristal mikro, ia menimbulkan inflamasi sendi dan ginjal. Inflamasi kronik (sebagaimana dalam gout dengan banyak tofus) menyebabkan destruksi tulang dan kartilago, dan hiperurisemi kronik dan hiperurikosuri pada pasien gout adalah juga seringkali dikaitkan dengan fibrosis tubulointerstisiil dan glomerulosklerosis, tanda dari inflamasi ginjal lokal (46). Bagian dari ini dijelaskan dengan aktifasi dari inflamasom NALP3 untuk memroses dan menyekresi IL-1β (47), tapi jalur lain inflamasi telah juga diunjukkan (47-49).
Tidak terdapat penjelasan sederhana untuk efek perlindungan atau patogenik yang mungkin dari hiperurisemi, dan terdapat kebutuhan lebih banyak lagi model hewan untuk pengkajian tautan ini.

Protein mentranspor-urat dan genetika patologi pentranspor urat

Homeostasis urat bergantung pada keseimbangan di antara produksi dan proses kompleks sekresi dan reabsorpsi dalam tubulus ginjal dan ekskresi dalam usus halus. Diperkirakan bahwa sedikitnya 30% ekskresi asam urat adalah oleh usus halus dengan mekanisme yang sejauh ini belum diselidiki secara rinci. Mekanisme ginjal dari ekskresi urat lainnya adalah sebesar 70% dan merupakan kunci untuk memahami hiperurisemi. Pada pasien yang memerlihatkan gout dan hiperurisemi primer, mayoritasnya adalah urat ekekresi rendah ketika klirens fraksi urat diukur (50). Transpor urat oleh ginjal telah diselidiki selama bertahun-tahun, sebagiannya untuk mencari obat urikosurik dalam menurunkan level urat plasma. Selama ini, beberapa klas obat urikosurik telah diidentifikasi menurunkan level urat plasma, seperti misalnya, benzbromaron, probenesid, sulfinpirazon, atau losartan, di mana agen-agen farmakologi lainnya seperti misalnya pirazinoat, metabolit aktif pirazinamid, nikotinat, dan laktat, adalah antiurikosurik.
Dalam ginjal manusia, penanganan urat melibatkan filtrasi glomerular urat diikuti oleh sejajaran kompleks dari mekanisme reabsorptif dan sekretori yang terjadi di tubulus proksimal. Pada tikus kecil, tubulus proksimal maupun tubulus konvulasi distal tampaknya terlibat dalam reabsorpsi dan sekresi urat, sebagaimana ditentukan oleh lokalisasi dari bermacam pembawa urat yang didiskusikan di bawah dan digambarkan dalam Gambar 3. Harus dicatat bahwa kepentingan relatif dari mekanisme reabsorpsi dan sekresi berbeda di antara spesies. Manusia, tikus kecil, dan tikus besar terutama menyerap kembali asam urat, pada mana babi, kelinci, reptil, dan burung memiliki lebih aktif mekanisme sekretori.

Gambar 3
Pentranspor urat dalam sel epitel ginjal manusia dan tikus kecil
Pada manusia (panel kiri atas), jalur reabsorpsi urat melibatkan protein penukar apikal URAT1, OAT4, dan OAT10; urat intraseluler dilepas melalui basolateral Glut9. Penyerapan urat oleh URAT1 dan OAT10 dipercepat oleh monokarboksilat intraseluler seperti laktat, pirazinoat, dan nikotinat dan oleh dekarboksilat untuk OAT4. Beberapa pentranspor monokarboksilat apikal dibutuhkan untuk mendukung reabsorpsi urat, seperti misalnya MCT9 dan SMCT1 dan -2 (lihat teks). Jalur ekskresi (kotak biru) melibatkan penukar urat/dekarboksilat basolateral OAT1 dan OAT3 dan protein kaset pengikatan-ATP apikal MRP4 dan dan ABCG2, juga kotransporter natrium/fosfat NPT1 dan NPT4. Organisasi fungsional dari pentranspor apikal diatur oleh interaksi dengan domain PDZ yang ada pada URAT1, NPT1, OAT4, dan kotransporter natrium/monokarboksilat SMCT1 dan PDZK1 dan NHERF1; dan dipengaruhi oleh perubahan dalam polimerisasi aktin yang diatur oleh protein CARMIL, sebagaimana ditetapkan oleh kajian biokimia dan genetik (lihat teks). Transpor urat dalam ginjal tikus kecil melibatkan kedua proksimal dan distal tubulus konvulasi (panel kiri tengah dan bawah). Protein mentranspor-urat yang sama pada manusia dijumpai dalam tubulus proksimal tikus kecil, kecuali untuk Glut9, yang terdapat pada satu level yang sangat rendah ekstrem. Pada tikus kecil, sebaliknya dari manusia, Glut9 hadir dalam level yang sangat tinggi di kedua kutub apikal dan basolateral dari sel-sel tubulus konvulasi distal. Bagaimanapun, tidaklah diketahui isoform yang mana dari Glut9 yang hadir dalam membran apikal dan basolateral.

Pentranspor anion organik (keluarga SLC22A)

URAT1
Pengubah urat/anion URAT1 (gen SLC22A12) pertamakali diidentifikasi dalam satu pencarian  molekul organic anion transporter-like (OAT-like) baik dalam kajian-kajian basis data gen maupun ekspresi/fungsi gen dalam oosit Xenopus (51). URAT1 adalah sebuah protein berkandungan-domain 12-transmembran dijumpai dalam membran apikal sel-sel epitel tubulus proksimal dan yang memindahkan urat dalam pertukaran untuk Cl– atau  anion organik. Agen-agen antiurikosurik laktat, pirazinoik, dan nikotinat dapat berfungsi sebagai substrat untuk aktifitas antiporter URAT1 untuk meningkatkan reabsorpsi urat. Di lain pihak, URAT 1 dihambat oleh agen-agen urikosurik klasik benzbromaron, probenesid, dan losartan. Mutasi inaktifasi dalam URAT1 telah dijumpai pada pasien-pasien Jepang dengan hipourisemi ginjal idiopati (51-53). Pasien2 ini memiliki level asam urat plasma lebih rendah dari 60 µM (atau <1 100="" akut="" angka="" bergejala="" berkembang="" br="" dengan="" dikaitkan="" dl="" ekskresi="" fisik="" fraksi="" gagal="" ginjal="" ini="" kebanyakannya="" mendekati="" menjadi="" mg="" mungkin="" pasien-pasien="" tak="" tapi="" terinduksi-latihan="" urat="" yang="">URAT1 tikus kecil adalah 74% identik dengan homolog manusia; ia memerlihatkan sifat-sifat transpor yang sama, walaupun Km untuk uratnya adalah lebih tinggi dibandingkan dengan URAT1 manusia (1200 µM vs 370 µM); dan ia juga berlokasi pada membran apikal dari sel-sel epitel tubulus proksimal ginjal (55). Gen URAT1 knockout pada tikus kecil menyebabkan meningkatnya ekskresi urat tapi tidak hipourisemi bermakna, mengindikasikan bahwa, pada tikus kecil, pentranspor ini memainkan peran lebih kurang penting dibandingkan pada manusia untuk pengontrolan urisemi (56).

OAT4 and OAT10
OAT4 (dikode dengan gen SLC22A11) adalah sebuah pentranspor anion multispesifik hadir pada membran apikal sel-sel epitel dari tubulus proksimal (57, 58). Ia dilibatkan dalam reabsorpsi urat lumen dengan sebuah mekanisme yang ditransaktifasi oleh dikarboksilat intraseluler tapi tidak oleh agen-agen antiurikosurik; ia juga dipengaruhi oleh diuretik hidrokhlorotiasid (59).
OAT10 (SLC22A13) adalah sebuah pentranspor urat dan nikotinat berafinitas-tinggi diekspres pada vesikel membran bertepian sikat dari tubulus proksimal dan, menariknya, juga pada duktus kolektifus korteks pada tikus besar (60).

OAT1 and OAT3
Pentranspor anion organik dan urat OAT1 (SLC22A6) dan OAT3 (SLC22A8) dapat berfungsi sebagai satu pengubah urat/dikarboksilat (61-64) dan dijumpai pada sisi basolateral dari sel-sel yang sama yang mengekspres Oat4 (58). Namun, Oat3 juga dijumpai pada semua segmen nefron tikus besar dari tubulus proksimal hingga duktus kolektifus (65). Kajian-kajian gen knockout-nya pada tikus kecil mengindikasikan bahwa ketidakhadiran OAT1 dan OAT3 sedikit menurunkan urikosuri, menyarankan bahwa fungsi utama mereka adalah dalam ekskresi urat (56).

Protein resisten obat-berganda (Multidrug resistance proteins)

MRP4
Protein resisten obat berganda MRP4 (ATP-binding cassette family, ABCC4) hadir dalam membran apikal sel-sel epitel tubulus proksimal. Ia terlihat mengontrol ekstrusi urat bergantung-ATP dari sel-sel ke dalam lumen tubulus dan sehingga menyumbang bagi ekskresi urat (66-68).

ABCG2
Kajian hubungan genome-wide untuk hiperurisemi dengan gout mengidentifikasi lokus ABGC2 (69). Kajian-kajian fungsional (70) mengunjukkan bahwa ABCG2, yang diekspres dalam membran apikal sel-sel duktus kolektifus proksimal (71), berfungsi sebagai sebuah transporter efflux urat. Lebih lanjut, sebuah SNP umum yang mengintrodusir satu mutasi Q141K dijumpai menurunkan angka transpor menjadi setengahnya ketika diujikan pada oosit Xenopus. Dalam satu kohort manusia, kehadiran allele ini dikaitkan dengan meningkatnya secara bermakna level asam urat dan risiko timbulnya gout. Data mengindikasi bahwa sedikitnya 10% dari seluruh kasus gout pada individu-individu keturunan Eropa adalah disebabkan oleh varian kausal ini (69).

Gen-gen teridentifikasi lainnya oleh kajian asosiasi genetik

Dalam kajian-kajian yang disebutkan di atas (69), kotransporter natrium/fosfat NPT4 (SLC17A3), hadir dalam membran apikal sel-sel epitel tubulus proksimal (72) juga dijumpai berhubungan dengan level asam urat dan gout. Pentranspor anion organik multispesifik ini adalah homolog manusia dari babi OTAv1 ditemukan terlibat dalam efflux urat (73). Dalam sebuah analisis-meta dari lebih dari 28,000 individu (74), beberapa lokus genetik ditemukan berhubungan dengan level plasma urat. Termasuk di sini gen mengkode SLC17A1, NPT1 (sebuah gen tetangga dari SLC17A3), URAT1, OAT4, ABCG2, dan SLC2A9 (Glut9, lihat bawah). Di samping itu, pentranspor monokarboksilat MCT9 (SLC16A9), PDZ domain-containing protein 1 (PDZK1), dan prtotein CARMIL (LRRC16A), diidentifikasi. Pentranpor urat apikal URAT1, NPT1, dan OAT4 dikenal berikatan dengan PDZK1 lewat domain C-terminal PDZ mereka (75, 76). CARMIL merupakan sebuah protein yang terekspres tinggi dalam ginjal dan berikatan protein actin-capping, dengan demikian meningkatkan polimerisasi filamen aktin (77).
Hubungan PDZK1, NHERF1 (protein berkandungan-PDZ lainnya), CARMIL, dengan pentranspor urat telah diusulkan sebagai untuk membentuk satu kompleks transportasom apikal yang berimplikasi dalam pengaturan transpor urat (78). Kompleks ini juga termasuk kotransporter natrium monokarboksilat (SMCT1, SLC5A8 dan SMCT2, SLC2A12); SMCT1 dapat juga mengikat PDZK1 (78). Kajian-kajian ko-ekspresi memang mengindikasikan bahwa PDZK1 dan pengekspresian berlebih NHERF1 dalam kehadiran URAT1 meningkatkan aktifitas transpornya (75). Semua data genetik dan biokimia ini dengan demikian mengindikasikan bahwa proses pengaturan yang sangat kompleks mungkin mengontrol besar dan arah aliran urat di sepanjang epitel tubulus proksimal. Usaha yang lebih banyak lagi dibutuhkan untuk memahami mereka secara lebih rinci dan untuk menentukan apakah mereka diatur oleh bermacam hormon ataukah keadaan-keadaan metabolik.
Kajian meta-analisis yang sama (74) juga mengidentifikasi lokus glucokinase regulatory protein (GCKR) dengan hiperurisemi. Peran dari GCKR dalam transpor urat adalah, bagaimanapun, tidak jelas. Protein ini dikenal karena perannya dalam kontrol aktifitas glukokinase dan utilisasi glukosa oleh hati, dan kajian-kajian hubungan genetik telah menemukan lokus GCKR memengaruhi level-level trigliserida (79, 80).

Anggota keluarga pentranspor glukosa SLC2A9

GLUT9 (SLC2A9) awalnya diidentifikasi oleh kesamaan yang berurutan dengan anggota dari keluarga glucose transporter (Glut) (81). GLUT9 memiliki struktur dari sebuah isoform Glut tipe II, dengan 12 domain transmembran, sebuah lingkaran ekstraseluler besar di antara domain transmembran pertama dan kedua, dan dengan kedua ujungnya amino- dan karboksiterminal pada sisi sitoplasmik (82). Baik pada tikus maupun manusia, GLUT9 ujudnya sebagai dua varian alternatif bersambung yang mengkode ekor sitoplasmik aminoterminal berbeda (83, 84). GLUT9a manusia memiliki 540 asam amino dan dikode oleh 12 exon, di mana GLUT9b adalah 512 asam amino panjangnya dan dikode oleh 13 exon, tersebar di sedikitnya regio genom 250-kb. Baik pada manusia maupun tikus, ekspresi GLUT9b terbatas pada hati dan ginjal, pada mana GLUT9a memiliki distribusi jaringan luas termasuk hati, ginjal, usus halus, lekosit, dan khndrosit (85), di mana ekspresinya diregulasi ke hulu oleh sitokin inflamasi (86) (Gambar 4). Dalam sel epitel terpolarisasi, GLUT9a manusia diekspres dalam membran basolateral, sedangkan GLUT9b ditargetkan untuk kutub apikal (84), dan dalam ginjal manusia, GLUT9 hadir pada tubulus proksimal (84). Pada tikus, Glut9 hadir pada tubulus konvolusi distal (83), baik dalam membran basolateral maupun apikal (87) (Gambar 3), tapi belum diketahui isoform yang mana yang hadir di masing-masing kutub sel, khususnya karena kedua isoform tikus telah dilaporkan ditargetkan untuk membran basolateral dari sel MDCK (83).

Gambar 4
Rangkuman lokasi Glut9  dari pengekspresian dan fungsinya.
Glut9 memainkan peran penting dalam kontrol homeostasis urat dengan perannya dalam beberapa organ. Dalam ginjal, bukti-bukti mendukung kuat peran major Glut9 dalam reabsorpsi asam urat; Dalam usus halus, Glut9 mungkin berpartsisipasi dalam eksksresi asam urat, walaupun belum terdapat uji langsung hipotesis ini; dalam hati khewan dengan urikase aktif, Glut9 diperlukan untuk penyerapan asam urat hepatik dan konversi ke alantoin untuk ekskresi. Ketidakhadiran urikase pada manusia memunculkan pertanyaan akan peran Glut9 hepatik pada manusia. Terdapat bukti yang baik untuk ekspresi Glut9 dalam khondrosit dan lekosit, tapi sejauh ini tidak terdapat indikasi apakah pentranspor ini dibutuhkan untuk penyerapan ataukah sekresi.

Secara fungsional, Glut9 awalnya dilaporkan sebagai sebuah pentranspor glukosa (88) dan/atau fruktosa (89) yang, berbeda dengan anggota lain dari keluarga Glut, tidak dapat di hambat oleh sitokalasin B. Namun, aktifitas transpor glukosa dan fruktosa yang dilaporkan di kedua publikasi ini sangatlah rendah dan tidak dapat diamati dalam kajian lainnya (90, 91). Tambahan pula, inaktifasi genetik dari pentranspor glukosa dan fruktosa major hati (Glut2) sepenuhnya menekan penyerapan (uptake) glukosa oleh hepatosit (92), bahkan walaupun Glut9 masih tetap terekspres tinggi pada pemukaan sel mereka, mengindikasikan bahwa transpor gula paling mungkin bukan satu fungsi relevan secara fisiologis dari Glut9.
Luar biasanya, fungsi dari GLUT9 terungkap oleh kajian genetik manusia. Sesungguhnyalah kajian asosiasi genome-wide menemukan bahwa lokus major terkait dengan kohort level plasma asam urat pada manusia adalah gen SLC2A9, menjelaskan hingga 3.5% variasi level asam urat serum (93). Kajian awal ini dengan cepat diikuti oleh beberapa laporan yang sama yang mengulang, dalam kohort lainnya, asosiasi yang teramati dari SLC2A9 dengan urisemi dan mengunjukkan bahwa GLUT9 manusia adalah satu pentranspor urat (69, 94-97). Rincian kajian transpor dari varian sambatan (splice) Glut9a dan Glut9b tikus kecil mengonfirmasi bahwa bentuk-bentuk tersebut memiliki sifat-sifat kinetik yang tidak dapat dibedakan, dengan Km untuk urat mendekati 0.6 mM, dan transpor itu tidak dapat disaingi oleh glukosa atau fruktosa berlebihan. Lebih lanjut, transpor adalah elektrogenik dan tidak bergantung dari konsentrasi Na+ or Cl– tapi bergantung pada potensial membran (90). Terpenting, transpor urat dapat dihambat oleh agen-agen urikosurik benzbromaron (menghambat 90% transpor) dan losartan (menghambat 50%) tapi hanya sedikit oleh pirazinoat. Penghambat pentranspor glukosa umum floretin menghambat transpor sebesar sedikitnya 50%, tapi sitokalasin B tak aktif.

Glut9 dalam kajian asosiasi genome-wide

Di samping asosiasi SLC2A9 dengan level asam urat serum, sebuah asosiasi bermakna dengan gout dilaporkan (95). Kajian ini memerlihatkan sebuah pengaruh lebih besar dari allele minor terhadap menurunnya asam urat plasma dengan BMI lebih tinggi (98). SLC2A9 (dan ABGC2) SNPs yang diasosiasikan dengan gout adalah, bagaimanapun, tidak dihubungkan dengan penyakit arteri koroner dalam kajian German MI Family (99), dan tidak ada hubungan SLC2A9 SNPs dapat dijumpai dengan hipertensi (96). Semua kajian mendapatkan satu dampak yang lebih tinggi dari SLC2A9 SNPs pada wanita dibandingkan pria, dan pada sebuah kajian (95) level pengekspresian mRNAs untuk kedua isoform GLUT9 dievaluasi dalam lekosit, dan satu hubungan bermakna ditemukan di antara pengekspresian meningkat isoform GLUT9b, tapi bukan GLUT9a, dengan level asam urat plasma.

Mutasi monogenik dalam SLC2A9

Bentuk monogenik hipourisemi saat ini telah dipertalikan dengan mutasi dalam gen SLC2A9. Anzai dkk. menemukan sebuah mutasi P412R pada seorang pasien hipourisemi (91). Dinour dkk. melaporkan mutasi L75R dan dilesi 36-kb hadir dalam dua keluarga berbeda dari pasien-pasien hipourisemi (100); dan Matsuo dkk. menemukan dua orang pasien dengan mutasi GLUT9 (R198W dan R380C). Dalam kajian belakangannya, kedua pasien ini diidentifikasi dari sebuah kelompok dari 70 pasien hipourisemi, 47 di antaranya memiliki mutasi dalam URAT1 (101). Ketika diujikan dalam sistim pengekspresian oosit Xenopus, mutasi GLUT9 sangat mengganggu aktifitas transpor urat. Individu dengan mutasi L75R memiliki rerata konsentrasi asam urat serum sebesar 0.7 ± 1.2 mg/dl dan angka ekskresi fraksi asam urat (FE urate) sebesar mendekati 150%, satu fenotip yang jauh lebih parah dibandingkan dengan individu-individu membawa mutasi URAT1. Lagi pula, satu FE urate lebih besar dari 100% adalah mengesankan sekresi aktif asam urat dalam lumen, melalui sebuah mekanisme yang tak jelas. Tiga dari individu-individu ini dengan mutasi SLC2A9 memiliki nefrolitiasis, dan tiga memiliki sebuah riwayat gagal ginjal akut terinduksi-latihan.
Anjing Dalmatian mengekskresi sejumlah besar urat dan seringkali berkembang dengan kristal asam urat dan nefropati. Mereka menunjukkan defek dalam konversi asam urat menjadi alantoin, yang bukan oleh karena satu mutasi urikase tapi lebih dari pada terkait dengan gangguan resapan urat hati dan reabsorpsi ginjal dalam tubulus proksimal (102). Kajian-kajian genetik saat ini telah mengidentifikasi satu mutasi tunggal dari kistein yang sangat terkonservasi dalam transmembran 5 dari Glut9, C188F, sebagaimana mutasi itu menyebabkan defek baik pada resapan urat hati maupun reabsorpsi ginjal (103). Fenotip ini sangat mirip dengan yang teramati pada tikus kecil dengan inaktifasi genetik dari gen Glut9.
Inaktifasi genetik dari Glut9 pada tikus kecil (104) menginduksi hiperurisemi sedang dan ekskresi urat ginjal masif, dengan satu FE urate mendekati 100% pada jantan dan mendekati 150% pada betinanya. Ini sebagai hasil dari sebuah defek campuran dalam konversi urat menjadi alantoin dalam hati dan reabsorpsi ginjal. Karena Glut9 adalah juga hadir dalam usus halus tikus kecil, inaktifasi genetiknya mungkin juga mencegah ekskresi urat usus halus, walaupun ini belum secara formal diujikan. Semua tikus-tikus ini memerlihatkan nefropati beronset-dini, ditandai oleh litiasis obstruktif, inflamasi tubulointerstisiil, dan fibrosis inflamasi progresif dari korteks. Mereka juga menunjukkan insufisiensi ginjal ringan, konsumsi air berlebihan, dan peningkatan volum urin mendekati sedikitnya 5-kali, dengan kapasitas konsentrasi urin terganggu.
Inaktifasi selektif Glut9 dalam hati oleh penginjeksian tamoksifen dari Alb-CreERT2;tikus kecil Glut9lox/lox (tikus kecil Lglut9–/– ) menginduksi hiperurisemi parah, capaiannya mendekati 200µM pada yang jantan dibandingkan dengan satu nilai kontrol yang mendekati 40 µM dan satu angka ekskresi urat harian yang sama dengan yang diperlihatkan tikus kecil Glut9–/– sistemik dengan satu FE urate sebesar 25-35%. Ini juga dikaitkan dengan satu defek konsentrasi urin tapi dengan hanya peningkatan volum urin yang kecil. Bersama-sama, semua data ini mengindikasikan bahwa Glut9 dibutuhkan untuk akses urat ke urikase hepatik dan pengonversiannya menjadi alantoin dan untuk reabsorpsinya dalam ginjal.
Adalah juga menarik untuk dicatat bahwa tikus kecil Lglut9–/– memerlihatkan tanpa nefropati atau abnormalitas morfologi ginjal, walaupun ekskresi urat harian adalah sama dengan tikus kecil Glut9–/–. Ini menunjukkan bahwa nefropati terinduksi-hiperurikosuri membutuhkan kondisi khusus, sebagaimana dijumpai pada neonatus, yang memiliki urin lebih asam dan yang tidak dapat mengompensasi volum urin meningkat oleh akibat meningkatnya asupan cairan. Menariknya, tikus kecil uricase-knockout juga memerlihatkan hiperurisemi dan urikosuri masif dan berkembang menjadi nefropati dengan akumulasi kristal urat dalam ginjal (105), mengonfirmasi bahwa hiperurikosuri yang dibawa dari lahir dapat menginduksi nefropati.
Homeostasis urat terganggu pada tikus kecil Glut9–/– adalah jauh lebih parah keadaannya dibandingkan dengan pada tikus kecil Urat1–/–, Oat1–/–, atau Oat3–/– (56), menunjukkan bahwa Glut9 merupakan satu regulator major homeostasis urat. Juga, ini penting untuk dicatat bahwa pada tikus kecil, Glut9 kebanyakannya hadir dalam tubulus proksimal, sebagaimana pada manusia (lihat Gambar 3). Ini menunjukkan bahwa pengekspresian apikal dan basolateral Glut9 dalam sel yang sama mungkin mencukupi untuk reabsorpsi urat transepitel. Ini juga menunjukkan bahwa pada tikus kecil, reabsorpsi urat mengambil tempat dalam tubulus konvulasi distal sebagai tambahan dari tubulus proksimal. Ini belum pernah, bagaimanapun, diujikan secara langsung pada tikus kecil untuk pemahaman kita. Bila Glut9 tidak hadir dalam tubulus proksimal, di mana protein transpor urat apikal lainnya ditemukan, dan karena Glut9a merupakan satu-satunya yang hingga kini dikenal sebagai protein urat  basolateral terlibat dalam efflux urat, ini menunjukkan bahwa pentranspor urat basolateral lainnya yang hingga kini belum teridentifikasi, ada dalam tubulus proksimal. Sesungguhnyalah, sebagaimana disampaikan di atas, tikus kecil double-knockout Oat1 dan Oat3 telah menurunkan urikosuri, menunjukkan bahwa semua pentranspor ini terlibat dalam sekresi urat, dan, di lain pihak, tikus kecil Urat1–/– meningkatkan urikosuri, menunjukkan bahwa pentranspor ini, dan tubulus proksimal, haruslah juga terlibat dalam reabsorpsi urat pada tikus kecil. Seseorang tidak dapat, bagaimanapun, membuang level rendah pengekspresian Glut9 dalam tubulus proksimal yang tidak terdeteksi oleh mikroskop imunofluoresen, karena Glut9a mRNA teramati dalam segmen tubulus ini (90).
Akhirnya, tidak diketahui apakah pengekspresian Glut9 dalam tubulus distal adalah unik untuk tikus kecil atau apakah ia juga hadir dalam segmen nefron ini dalam spesies lainnya. Pengamatan ini tetap menyediakan satu indikasi bahwa penanganan renal urat oleh Glut9 dapat berlanjut dengan bebas atas kehadiran protein mentranspor-urat, khususnya Urat1.
Sebagaimana didiskusikan di atas, belumlah mapan apakah asam urat dihubungkan-kausal dengan hipertensi, atherosklerosis, ataukah dengan resistensi insulin, karena kurangnya tersedia model khewan untuk mengkaji peran hiperurisemi. Ketersediaan tikus kecil dengan induksi genetik hiperurisemi usia dewasa, seperti tikus kecil Lglut9–/–, mungkin sangat membantu dalam penyelidikan semua asosiasi ini.

Perspektif masa depan

Meningkatnya pemahaman mekanisme transpor urat memberikan penjelasan sekitaran penyebab hiperurisemi. Di satu sisi, ia menyediakan dasar untuk membedah pengaruh genetik pada hiperurisemi dan memulai memahami pengaturan kompleks aliran dua-arah urat dalam sel-sel tubulus ginjal. Di sisi lain, ia membantu peneliti mencapai satu pemahaman yang lebih baik akan dasar farmakologi tentang aksi obat, dalam hubungannya dengan obat-obat yang memengaruhi hiper- atau hipourisemi. Sesungguhnyalah, pengembangan obat-obat urikosurik yang bekerja pada pentranspor spesifik telah dimulai, dan alhasil ini diharapkan mengawali ke pada satu penyeleksian yang lebih lebar dari pengobatan efektif hiperurisemi. Akhirnya, walaupun semua upaya terkonsentrasi pada mekanisme transpor ginjal, adalah menarik bahwa mereka mungkin memiliki satu fungsi dalam organ atau jaringan lain. Sebagai contoh, apakah fungsi pentranspor Glut9 dalam lekosit dan khondrosit? Apakah mekanisme pentranspor penting dalam respon sel endotel untuk urat, dan dapatkah mereka menjelaskan efek vaskuler dari urat? Ketersediaan tikus kecil yang defisien untuk pentranspor berbeda akan niscaya memudahkan penyelidikan di masa datang.

Faktor Manusia dalam Kecelakaan

Sepintasan, tulisan mengenai kesalahan manusia sebagian besarnya dilandaskan pada kecelakaan penerbangan militer mungkin tampak menjadi materi yang tidak tepat, khususnya ketika ia ditulis oleh seorang yang pengetahuan totalnya tentang anestesi hanya terbatas pada dua sesi dalam kursi dari seorang ahli gigi; tapi sebuah refleksinya momen dapat menunjukkan bahwa kesalahan di udara dan kesalahan di dalam kamar operasi  memiliki banyak kesamaan. Jadi, baik pilot maupun dokter yang diseleksi dengan sangat berhati-hati, profesional yang sangat terlatih yang adalah biasanya bertekad untuk memertahankan standar tinggi, baik yang dibebankan dari luar maupun dari dalam dirinya, sementara melaksanakan tugas-tugas sulit dalam lingkungan yang mengancam jiwa. Baik pemakaian peralatan maupun memfungsikan teknologi tinggi, ia sebagai anggota kunci dari sebuah tim spesialis, walaupun tidak selalu dengan sejawatnya yang mereka pilih, dan kadang kala dipaksakan untuk beroperasi pada satu saat dan di bawah kondisi yang jauh dari ideal. Akhirnya, mereka keduanya menjalankan keterampilan kognitif level tinggi dalam sebuah domain paling kompleks yang banyak telah diketahui, tapi rupa-rupanya masih banyak pula area lainnya yang mesti diungkap; aeronautik, kedokteran, meteorologi, farmakologi, dll. berlanjut menjadi wilayah riset sangat aktif.
Baik pilot maupun dokter membuat banyak kesalahan – yakni, kesalahan sebagaimana didefinisikan dengan kriteria paling ketat dari “penampilan yang menyimpang dari ideal”. Namun, majoritas terbesar kesalahan yang mereka lakukan adalah ringan atau dapat dengan mudah diperbaiki; jadi, kecepatan pendekatan yang dapat berupa sebuah simpul atau terlalu cepat, atau komunikasi dengan nada buruk, mungkin akan menghina kebanggan profesional. Sesungguhnyalah, bagi semua orang jujur, setiap hari aktifitasnya mengandung sejumlah kesalahan ringan seperti misalnya lupa mengisi ketel, berhenti pada saat lampu lalulintas berwarna hijau, atau, gagal memerhatikan duplikasi sebuah kata dalam kalimat ini. Biasanya terdapat kelambanan yang cukup di dalam sistim bagi kesalahan untuk diabaikan atau diperhatikan dan dikoreksi, namun beberapa kesalahan yang nampaknya tidak berbahaya tidak diperhatikan dan beberapa sistim tidak begitu pemaaf sebagaimana lainnya; sebagai contoh, sebuah pesawat terbang berkinerja tinggi atau sebuah pembangkit listrik tenaga nuklir akan berfungsi melalui serangkaian interaksi kompleks dan menjadi apa yang ahli teknik sebut sebagai “pasangan erat” (Perrow, 1984). Artinya, apa yang terjadi di satu bagian dari sistim secara langsung, dan seringkali dengan sangat cepat, memengaruhi bagian lainnya. Jadi, pemulihan dari sebuah kesalahan kontrol ketika terbang dalam kecepatan tinggi, level rendah mungkin tidak memungkinkan, di mana kesalahan yang sama dalam penjelajahan mungkin nyaris tidak ada komentar. Dengan demikian, untuk pilot maupun dokter, satu dari kesalahan mereka yang sering mungkin, sangat jarang , jarang menyebabkan bencana atau, dalam kata-kata yang sering dikutip Cherns, “sebuah kecelakaan merupakan satu kesalahan dengan konsekuensi kesedihan” (Cherns, 1962).

Penyebab kecelakaan
Penelitian ke dalam sejumlah area kecelakaan seperti misalnya penerbangan (McFarland, 1953; Wansbeek, 1969; Rolfe, 1972; Allnutt, 19876), pembangkit tenaga nuklir (Kerneney, 1979; Reason, 1986a) dan transpor laut (Clingan, 1981; Wagenaar, 1986) memerlihatkan bahwa kecelakaan jarang sekali disebabkan oleh penyebab tunggal, namun lebih oleh sejumlah manusia yang berinteraksi – kata pepatah “bab kecelakaan”. Sesungguhnyalah beberapa penyelidik memercayai bahwa mencari penyebab sebuah kecelakaan adalah merusaknya (Holladay, 1973), sementara beberapa organisasi memilih untuk membedakan di antara penyebabnya,  “primer” dan “sekunder”,  dan beberapa memilahnya menjadi  yang “perlu” dan yang “memadai” (Wagenaar, 1986). Apa yang jelas adalah, apapun kategori yang dipakai, banyak kecelakaan dianggap berasal dari “kesalahan manusia”, namun, seringkali hanya sebuah sinonim untuk  “kesalahan pilot”, walaupun si pilot mungkin senyatanya menanggung kesalahan dari seluruh kesalahan – manajer, peserta latihan, disainer pesawat atau pengontrol darat. Jadi, kesalahan manusia dalam kamar operasi mungkin adalah kesalahan dari ahli anestesi, namun mungkin kesalahan yang sama beratnya dari orang yang melatihnya dengan benar atau orang yang gagal menyampaikan pesan, atau yang mendisain, membawa, atau yang resmi membeli, bagian-bagian peralatan yang tidak adekuat. Terdapat sebuah pandangan ekstrem yang membantah bahwa apa-apa yang kita anggap berasal dari “kegagalan teknik” atau “tindakan Tuhan” hanyalah mencerminkan ketidaktahuan atau keengganan kita untuk menyelidikinya cukup dalam. Namun, untuk tujuan praktisnya, marilah kita hanya mengatakan, biasanya kompleks dan disebabkan, atau sedikitnya dieksaserbasikan oleh, banyak faktor dan bahwa kesalahan manusia seringkali memainkan peranan besar dalam penyebabnya.
Sebuah prinsip yang benar-benar dasar dari tulisan ini adalah bahwa seluruh insan manusia, tanpa ada apapun pengecualiannya, membuat kesalahan dan bahwa kesalahan seperti itu adalah sepenuhnya normal dan merupakan bagian yang perlu dari fungsi kognitif manusia. Bagi seorang pilot atau dokter untuk menerima bahwa ia sebagaimana halnya orang lainnya untuk membuat sebuah kesalahan berbencana besar hari ini adalah langkah pertama menuju pencegahannya; di mana untuk mengklim pembebasan atas dasar seorang pilot yang diuji, atau memiliki 30 tahun pengalaman atau 3000 jam bebas-kecelakaan, merupakan langkah pertama menuju malapetaka.
Sebagaimana dikenal bahwa tindakan  menilik ke belakang secara normalnya adalah jauh lebih unggul baik terhadap ke depan ataupun ke dalam, titik pangkal paling umum bagi risalah tentang kesalahan manusia adalah kecelakaan dan gejala sisanya. Inilah yang menyebabkan kita masuk ke dalam sebuah pertimbangan dari fungsi kognitif dan interaksinya operator dengan koleganya (kesalahan komunikasi), peralatannya (kesalahan berbantuan-mesin) dan lingkungannya (kesalahan berbantuan-lingkungan). Sedangkan kutipan contoh diambil utamanya dari penerbangan militer, mekanisme yang mendasari berlaku untuk kokpit dan kamar operasi dan sidang pembaca diundang untuk menyuplai contoh-contoh mereka sendiri.

Penyelidikan kecelakaan
Dari momen sebuah tubrukan pesawat, atau sebuah kecelakaan yang terjadi dalam kamar operasi, satu dari dua sumber major bukti mulai membusuk dengan cepat dan menjadi menyimpang. Sumber ini adalah memori dari yang ambil bagian, baik yang langsung dan yang tidak langsung, dari kejadian itu. Sejumlah besar bukti laboratorium dan anekdot memerlihatkan bahwa memori menurun dengan cepat seiring waktu dan menjadi menyimpang dalam arah penyederhanaan dan koheren (Bartlett, 1932; Badeley, 1976). Kelihatannya kita membenci kekacauan informasi dan memiliki satu kebutuhan dasar untuk menyusun hanya sebuah situasi saja, pula untuk menyediakan hanya sebuah perhitungan koheren dari apa yang terjadi (“effort after meaning” dari Bartlett). Jadi, dengan integritas tertinggi, kita segera memulai melaporkan bukan apa yang terjadi, namun apa yang mestinya terjadi. Secara kebetulan, sumber major bukti lainnya dari pasca-kecelakaan (faktor fisik seperti misalnya keadaan mesin pesawat, tanda-tanda di darat, dokumentasi dll.) mungkin atau mungkin tidak juga menjadi subjek untuk membusuk, namun ini di luar kewenangan tulisan ini.
Tugas utama setelah sebuah kecelakaan adalah tentu saja untuk mencegah kerusakan lebih lanjut dan untuk mencari korban; namun yang kedua setelah itu adalah kebutuhan untuk mendorong penyelidikan dengan memerkecil pembusukan dan penyimpangan memori (Allnutt, 1973). Jadi, semua yang terlibat dalam hal apapun dengan kecelakaan didorong untuk menulis pernyataan terbuka sesegera mungkin setelah kejadian (pernyataan itu kemudian disita) dan dinasehati, yang ini seringkali gagal, untuk menahan diri dari membicarakan kecelakaan hingga nantinya diwawancarai oleh penyelidik profesional.
Kecelakaan udara militer, yang banyak kesamaannya dengan hampir setiap dari tipe kecelakaan lainnya, adalah selalu mengejutkan dan selalu terjadi pada waktu dan tempat yang tak menguntungkan. Namun, sebuah tim yang terdiri dari dua pilot, seorang ahli teknik mesin dan psikolog (ditambah spesialis lain bila diperlukan) akan mencoba datang di lokasi dengan kecepatan penuh. Mereka membawa serta barang-barang bawaannya dan prakonsepsinya; untuk segera setelah rincian sederhana kecelakaan disiarkan, the cognoscenti dengan segera mengetahui apa (yang harus) terjadi. (“Itu selalu sebuah manuver berbahaya”/”Aku selalu berkata ke pada Jones muda bahwa kecelakaan adalah menunggu untuk terjadi”). Malahan, penyelidik akan memiliki purbasangka dan teori; mereka mungkin terlalu simpati kepada pilot dan mereka membuat kesalahan (bahkan seorang psikolog!). Ringkasnya, mereka akan menambah penyimpangan atas apa yang sebenarnya terjadi.
Tujuan dari sebuah penyelidikan kecelekaan adalah untuk memastikan apa yang terjadi dan mengapa itu terjadi, sehingga sistim dan prosedur dapat diperbaiki (Rouse dan Rouse, 1983), lebih dari pada menyalahkan, yang dapat ditangani oleh penyelidikan berikutnya. Yang dimaksud adalah itu; tetapi dengan pertanyaan jalannya kecelakaan yang sebenarnya merupakan situasi emosional karena keluarga telah hancur, juga karir yang hancur, dll. Para penyelidik adalah manusia, dan kebanyakannya akan bahagia bila penyebab kecelakaan bisa terbukti adalah kegagalan teknik (jauh dari kesalahan manusia ) atau kondisi cuaca ganjil. Tapi seringkali nyata-nyata itu adalah kesalahan manusia dan penyelidik mungkin terpapar dengan seluruh penyimpangan dari kebenaran berrentang dari kebohongan yang jelas hingga menyelamatkan muka sendiri atau kolega, lewat represi, ke pada saksi menjadi hanya bayangan, terlalu selektif dalam laporannya tentang peristiwa atau membiarkan nuansa palsu lewat tak terbantah.
Penyelidik harus mencoba tergoda untuk keluar dari kebenaran sementara sambil sangat berhati-hati untuk tidak menggiring saksi. Sebuah contoh dari kehati-hatian yang dibutuhkan dalam membuat kalimat pertanyaan diperlihatkan oleh kajiannya Loftus pada mana subjek memerhatikan sebuah filem video dari sebuah tubrukan mobil dan kemudian ditanyai perkiraan kecepatan mobil itu saat benturan. Pertanyaan dari empat kelompok subjek yang cocok adalah identik kecuali untuk kata kerja yang digunakan, yang adalah “kontak”, “menabrak”, “beradu” atau “mendobrak”. Perkiraan selanjutnya dari kecepatan berhubungan secara positif  dengan “kekerasan” dari kata kerja, berrentang dari 31 hingga 41 mil per jam (Loftus dan Palmer, 1974). Permasalahan lain adalah berkaitan dengan bias antar penyelidik (Schmitt, 1976) dan saksi mata ((Wells dan Loftus, 1983) juga mesti dipertimbangkan. Pada akhir dari analisis ini, penyelidik mungkin menyimpulkan bahwa satu dari faktor yang menyebabkan atau mengeksaserbasi kecelakaan adalah kesalahan manusia.

Fungsi kognitif
Pilot dari sebuah pesawat militer moderen dibombardir oleh demikian banyak sekali informasi dari instrumennya, lingkungannya, ko-pilot, dan kontrol daratnya, dll. Ia hanya dapat berharap untuk memroses sebagian kecil dari masukan ini dan ketrampilannya terletak pada menyederhanakan tugas kompleks dengan cara  berurusan dengan benar dengan informasi penting pada waktu yang tepat. Ketika ia gagal menjalankan ini maka kesalahan, dan mungkin sebuah kecelakaan, dapat terjadi. Walaupun terdapat banyak penelitian saat ini dan debat dalam psikologi tentang beberapa dari poin-poin halus dari fungsi kognitif, terdapat kesepakatan cukup luas tentang dasar-dasar dari sistim, sebagaimana dijelaskan untuk contoh oleh Wickens (1984) dan Sanford (1985). Pertama, rangsangan harus berada dalam kisaran kesadaran si pilot – yakni, hanya rentangan gelombang suara dan kecepatan yang cukup sempit yang dapat disimpulkan. Setelah sensasi menjadi persepsi, untuk sebuah rangsangan tidak jatuh ke dalam sebuah tabula rasa tapi lebih dari ke dalam sebuah kehendak yang sangat aktif, dan dengan cepat dikonversikan ke dalam sebuah persepsi berarti. Kita kemudian mengikuti dengan selektif ke pada hanya sedikit dari semua persepsi ini; derajat atensi bervariasi dan terdapat bukti memerlihatkan bahwa kita memroses rangsangan yang datang ke bermacam level bergantung pada banyak faktor (Craik dan Lockhart, 1972), tapi sebuah divisi biner sederhana akan mencukupi untuk diskusi tentang kesalahan manusia.
Divisi sederhana ini berada di antara pemrosesan level-rendah di mana kita nampak memroses sejumlah sangat besar informasi dengan mudah, sangat cepat dan secara paralel, dan pemrosesan level-lebih tinggi yang merupakan subjek dari atensi sadar pada mana kita memroses informasi secara berurutan dan komparatif secara perlahan-lahan. Yang terakhir adalah “jendela kesadaran”nya William James (James, 1890) dan hanya merupakan bagian yang sangat kecil tapi yang paling penting dari pemrosesan kognitif kita menggunakan mekanisme ini. Kegagalan dari mekanisme level-rendah akan menyebabkan slips (tergelincir) dan kegagalan dari bagian level-lebih tinggi menyebabkan mistakes (kesalahan). Kita akan kembali ke kedua tipe kesalahan ini segera. Sementara itu, sistim pemrosesan kognitif kita diselesaikan oleh dua tipe utama memori: sebuah memori jangka-pendek “scratch-pad” di mana informasi membusuk dalam beberapa detik ,dan sebuah memori jangka-panjang yang berisikan hal-hal di mana akan disimpangkan oleh kejdian sebelumnya maupun kelanjutannya (Baddeley, 1976). Persepsi dan memori kemudian dibandingkan dan keputusan dikomunikasikan dengan mekanisme efektor seperti misalnya gerakan tubuh dan bicara. Akhirnya, lingkaran umpan balik menyelesaikan deskripsi yang sangat kasar ini dari satu sistim yang demikian kompleks dan sangat canggih.

Dua tipe kesalahan
Perbedaan di antara dua tipe utama kesalahan, slips dan mistakes (Norman, 1980), adalah didasarkan atas kegagalan dari satu atau lainnya dari dua mekanisme pemrosesan utama, level-rendah cepat “schematic”, pemrosesan paralel, atau level-tinggi yang lebih lambat “attentional” , pemrosesan sekuensiil. Kita mungkin memerhatikan bahwa beberapa peneliti (Rasmussen, 1981; Reason, 1986a) menganjurkan sebuah sistim kategori-tiga untuk kesalahan berdasarkan pada kegagalan prilaku yang berbasis-keterampilan, berbasis-aturan dan berbasis-pengetahuan, tapi pemisahan biner kelihatannya adekuat untuk kebanyakan tujuan.
Dalam rangka menghadapi sejumlah sangat banyak informasi yang masuk, dan memiliki hanya sebuah mekanisme pemrosesan “attentional” yang relatif lambat, umat manusia telah mengembangkan dan membangun satu khasanah “schemata” yang sangat besar. Khasanan itu berupa hal-hal rutin kecil (mungkin “sub-rutin” merupakan sebuah analogi komputer yang tepat) yang dipanggil untuk bekerja oleh rangsangan sangat spesifik dan memerlukan pemantauan sadar minimal. Semua schemata ini didampingi oleh keinginan menyelidiki sendiri (“aturan praktis”) berdasarkan pada apa yang telah bekerja dengan baik di masa lalu dan mekanisme yang demikian adalah penting bila kita hidup di dalam dunia berkelebihan beban informasi ini. Jadi, kegiatan rutin harian kita untuk bangun dari tidur, mandi, berpakaian, makan dan ke kantor terdiri dari serangkaian schemata pembelajaran-berlebihan yang kita perhatikan dengan cermat ketika sesuatu mengganggu rutinitas kita. Ketika kita tidak menaruh perhatian yang cukup, sebuah skema tidak tepat dapat “tertangkap” atau dipanggil untuk bekerja dan terjadilah sebuah slip (Reason, 1986b). Sebagai contoh, seorang pilot yang lelah mendaratkan pesawat pada satu hari yang panas dan bermaksud untuk menarik tuas guna membuka kokpit sementara pesawat dijalankannya di landasan. Pada saat itu ia diganggu oleh sebuah panggilan radio yang menarik perhatiannya dan tangannya selip ke tuas tinggal landas rutinnya, menarik sebuah tuas didekatnya yang mengangkat bagian bawah pesawatnya (atau merendahkan posisi pesawat, sebagaimana seseorang yang ingin menonjolkan ketinggian ilmunya bersikeras). Ia menyadari selip itu sudah terlambat dan terdengar bergumam yang dalam kesamaannya dalam angkatan laut sebagai “Oh mengganggu”!
Kajian buku harian (Reason dan Mycielska, 1982) memerlihatkan bagaimana selip menghinggapi perilaku harian dan kemungkinan besar terjadi selama pelaksanaan tugas-tugas sangat canggih dalam lingkungan yang akrab ketika terjadi pengalihan perhatian ke lain tempat akibat dari kebosanan, kesibukan, atau kebingungan. Secara khusus, kesalahan dari kelalaian seringkali disebabkan oleh interupsi tak terduga yang dapat menyebabkan kembali ke satu rangkaian perilaku pada tempat yang salah. Semua selip ini tidaklah sembarangan tapi cenderung untuk mengambil bentuk yang cukup dapat diprediksi (Norman, 1981). “Ketika operasi kognitif berada di bawah ketentuan, mereka cenderung ke standar respon kontekstual sesuai frekuensi tinggi” (Reason, 1986b). Ini, sebagaimana pengakuan Reason, adalah satu derivasi dari pesan yang disampaikan oleh peneliti sebelumnya seperti misalnya “hipotesis salah” (Davis, 1958) dan “bias respon” (Broadbent, 1967). Pendek kata, ketika kita tidak memiliki cukup informasi, kita cenderung menuju ke pada apa yang telah bekerja di waktu yang lampau dan kita “melihat” apa yang kita harap untuk dilihat dan “mendengar” apa yang kita harap untuk didengar.
Sebuah pengunjukkan yang bagus dari kecenderungan penggunaan standar ke sebuah respon frekuensi-tinggi (atau “frequency gambling”) adalah fonologi dari permainan dasar anak-anak. Dalam hal ini, seseorang mungkin ditanyakan satu seri pertanyaan yang memancing jawaban-jawaban seperti misalnya “kebanyakan”, “bualan”, “pengurus/tuan rumah”, dll., dan kemudian ditanyakan apa yang ditaruh ke dalam sebuah toaster ; orang itu seringkali standarnya ke “toast”. Sebagaimana keahlian kita dalam sebuah area khusus meningkat, demikian juga dalam hal permasalahan selip itu, untuk satu cara mendefinisikan seorang ahli adalah seseorang yang telah membangun sebuah repertoar besar dari skemata bernilai yang tepat dan halus yang mengijinkan orang itu membawa banyak prosedur sangat kompleks sementara mengerahkan banyak perhatian ke pada “isu-isu yang lebih besar”. Namun, hukuman atas keahlian ini adalah lebih banyak skemata yang kita perlagakan, khususnya gradasi halus respon yang tepat, semakin banyaklah kemungkinan bahwa skemata yang salah yang dipanggil untuk bekerja ketika perhatian kita pergi kemana-mana; artinya, ahli adalah, secara umum, cenderung kemungkinannya membuat selip dibandingkan pemula. Beberapa kenyamanan dapat diambilkan dari apa yang digambarkan oleh Woods (1984) yang memerlihatkan bahwa selip dideteksi jauh lebih sering dibandingkan dengan kekeliruan.
Sementara selip adalah kesalahan pada mana aksi yang dimaksudkan adalah benar tapi tindakan nyatanya salah, kategori kedua kesalahan, kekeliruan, adalah pada mana maksudnya sendiri adalah salah. Penelitian laboratorium dan pengamatan kehidupan nyata mengindikasikan bahwa pembuatan-keputusan manusia seringkali jauh dari ideal dan bahwa kita unggul sebagai makhluk mengenali pola tapi bukanlah sebagai mesin hitung (Tversky dan Kahneman, 1974). ”Manusia bila diberikan pilihan akan lebih memilih beraksi sebagai makhluk mengenali pola yang spesifik-konteks lebih dari pada mengusahakan untuk menghitung atau mengoptimalisasinya” (Rouse, 1982). Setelah mengenali pola atau permasalahan sebagai analog terhadap sesuatu yang telah kita hadapi sebelumnya, kita dengan cepat menetapkan hipotesis pertama yang datang ke pikiran dan cenderung untuk menetap dengannya, atau “yang pertama datang yang paling baik dipilih” (Reason, 1986a). Bila hipotesis adalah benar, sebagaimana biasanya, kita menguatkan reputasi kita untuk ketegasan, tapi bila ini tidak demikian maka kita akan sering kali menjadi sangat lambat untuk mengubahnya. Sekali lagi, baik bukti laboratorium atau pengamatan mengindikasikan bahwa kita lebih memilih mencari bukti konfirmasi lebih dari pada meletakkan hipotesis kita untuk pengujian yang sebenarnya. Literatur  kecelakaan militer mengandung banyak contoh pilot yang mengunjukkan “bias konfirmasi” ini dengan membuat satu kesalahan navigasi dan kemudian “menginterpretasi” banyak informasi lanjutannya untuk mendukung hipotesis awal mereka (hipotesis yang salah). Hal yang sama, sebagaimana sebuah kegawat-daruratan yang bergerak-lambat berkembang, operator cenderung untuk mengambil sebuah teknik pendekatan “lobang kunci”, membuat sebuah hipotesis awal dan kemudian melompat yang hampir secara acak dari satu fokus perhatian ke yang lainnya dalam satu usahanya untuk verifikasi (Reason, 1986c).

Kesalahan komunikasi
Banyak kesalahan melibatkan tim lebih dari pada individu dan, sementara pengawasan penampilan yang lainnya mungkin kadangkala mencegah kesalahan dari menjadi kecelakaan, kehadiran yang lainnya dapat memberikan satu ilusi berbahaya dari keamanan sebagai “responsibilitas terpecah bukanlah responsibilitas”. Sebagai contoh, sebuah pesawat menubruk the Everglades sementara ketiga anggota kru sedang mencoba memecahkan sebuah masalah kecil; dan pesawat 747 British Airways mendekati bandara Nairobi beberapa menit dengan tidak satupun dari ketiga kru bereaksi terhadap fakta bahwa ketinggian aman telah di set menjadi 327 kaki di bawah permukaan tanah! (Aircraft Accident Report, 1975). Akhirnya, satu kesalahan dapat terjadi dalam komunikasi itu sendiri. Asumsinya adalah bahwa sebagaimana komunikasi merupakan kejadian objektif yang sama ia haruslah akurat, tapi komunikasi adalah didasarkan tidak pada dunia objektif nyata, tapi pada model mental dari dunia dari masing-masing diri kita dan model dari si pengirim dan si penerima dapat begitu berbeda secara bermakna. Dengan demikian, pengutipan, dan mungkin diragukan, kecelakaan akibat dari si pilot menyebut “feather four” berarti, dari pemahamannya atas situasi, “feather mesin nomor 4” yang diinterpretasikan oleh ko-pilot, menggunakan model mentalnya dari situasi ini, sebagai “feather mesin keempat-empatnya”. Asal usul kecelakaan penuh dengan blunder komunikasi major seperti misalnya the Charge of the Light Brigade (Reason dan Mycielska, 1982), tapi sebuah peninjauan cepat percakapan sehari-hari akan memerlihatkan bagaimana orang-orang “sedang bekerja dari peta-peta berbeda”. Atau, haruslah pentingnya komunikasi non-verbal dilupakan: salah membaca isyarat merupakan satu kesalahan yang paling umum.

Kesalahan berbantuan-mesin
Peralatan yang didesain baik dapat mencegah atau setidaknya memerbaiki efek dari sebuah kesalahan, pada mana peralatan yang didesain buruk seringkali dikutip sebagai “penyebab” dari sebuah kecelakaan. Apa yang pilot atau dokter perlukan dari instrumennya adalah informasi yang jelas, ringkas, handal, tidak samar-samar untuk akurasi (tidak lebih) yang diperlukannya; pengontrol harus nyaman, tepat, mudah dioperasikan, tidak samar dan memberikannya umpan balik yang segera dan adekuat bahwa tindakan yang dimaksudkannya telah terpengaruh. Untuk memerkecil kesalahan dan kelelahan, layar penayangan dan kontrol haruslah mudah digunakan (oleh si pilot) sementara ia memakai pakaian terbang penuh dan di bawah kondisi lingkungan paling buruk. Tidak hanya harus setiap layar penayangan dan kontrol sesuai kriteria desain, tapi mereka haruslah secara logis dikelompokkan bersama oleh arus fungsi dan informasi, dengan yang paling penting ditempatkan di pusat penglihatan. Mereka itu juga haruslah mengikuti perintah steriotip gerakan (McCormick dan Sanders, 1982); yakni, kita telah mengembangkan skema bahwa memutar sesuatu searah jarum jam berarti meningkatkannya, sementara tombol ke bawah berarti untuk “on” (skemata berlawanan di Amerika). Di atas itu semuanya, sistim haruslah didesain sedapat-dapatnya praktis untuk menyelamatkan operator dari kesalahannya sendiri, yang buat Murphy, stalks jalur penerbangan dan hangar perawatan (dan, persamaannya untuk ini, kamar operasi). Sebuah pesawat pengebom B1 senilai 325 juta dolar Amerika hilang karena sistimnya mengijinkan pilot untuk membatalkan satu sinyal peringatan tanpa mengambil aksi yang tepat (Cordes, 1985). Hal yang sama, kotak persneling sebuah helikopter militer gagal dalam penerbangan karena teknisi perawatan membaca dalam buku petunjuk bahwa “wajah kepercayaan dipasang menghadap keluar”: ia mengasumsikan bahwa ini berarti keluar dari mesin padahal si penulis memaksudkan keluar terhadap satu dengan lainnya. Jadi, sebuah kecelakaan mungkin menjadi hasil dari kesalahan manusia, tapi sebuah komitmen sudah ada bertahun-tahun sebelum kejadian.
Nasihat diberikan kepada seorang pilot yang mengalami sebuah konflik di antara kesadaran dirinya dengan instrumennya adalah, “percayalah pada instrumenmu”. Ini hampir seluruhnya senantiasa adalah saran; tapi masalahnya datang ketika sebuah instrumen yang dikenal sebagai “sakit” atau ketika informasi yang diberikannya tidak dapat dipasangkan ke setiap hipotesis yang operator dapat setujui. Suatu waktu selama kecelakaan the Three Mile Island, operator dalam ruang pengontrol dihadapkan oleh 114 peringatan bersama-sama dan tidak dapat memostulasikan sebuah hipotesis untuk menempatkannya ke data (Perrow, 1984). Idealnya, sebuah instrumen haruslah mengindikasikan apakah itu gangguan fungsi dan operator haruslah memiliki prosedur adekuat untuk melanjutkannya tanpa itu. Ini membawa ke pada permasalahan dari prosedur mode sebalik, yakni, lebih handal sebuah peralatan maka lebih “kaku”lah prosedur dan ketrampilan pendukungnya. Penilaian tentang yang manakah prosedur mode sebalik untuk dilatihkan dan dipertahankan adalah sesuatu yang baik, karena ada beberapa prosedur terbang militer di mana lebih banyak orang telah hancur saat berlatih prosedur sebalik dari pada mengikuti kegagalan dari peralatan itu sendiri.
Saat ini terdapat alasan kuat untuk berdebat bahwa tidak ada alasan apapun untuk peralatan dan prosedur yang terdisain buruk dalam sebuah lingkungan pada mana hidup manusia dipertaruhkan. Prinsip-prinsip desain ergonomik yang baik telah dikenal untuk beberapa dekade dan dijumpai dalam buku-buku teks baku (Van Cott dan Kincade, 1972; McCormick dan Sanders, 1982). Antar muka paling kompleks adalah di antara manusia dan mesin dan ini haruslah berada di paling pusat dari proses desain. Bermacam alasan ditawarkan untuk desain buruk, seperti misalnya ketidaksadaran ergonomik, kepercayaan bahwa sebuah mesin yang kelihatan baik (kosmetik) menjualnya lebih baik dari pada sebuah keselamatan, atau fakta bahwa peralatan tidaklah dirancang awalnya untuk tujuan yang mana itu sekarang sedang digunakan – sebagai contoh, surplus peralatan militer seringkali dipasang pada pesawat terbang ringan dengan alasan kemurahannya, tapi pesawat tidak bertekanan tidaklah memerlukan altimeter yang terbaca hingga 99 999 kaki (Dale, 1985). Tentu saja, antar muka manusia-mesin di masa depan akan semakin menjadi manusia-perangkat lunak lebih dari pada sebuah antar muka manusia-perangkat keras, sementara fokus major dari psikologi permesinan akan berlanjut bergerak dari urusan sensori motor ke urusan kognitif (De Green, 1980). Walaupun tuntunan untuk pendesainan antar muka manusia-komputer muncul (Smith dan Aucella, 1982), mereka seringkali diabaikan dan terdapat kadang nampak menjadi sebuah kecenderungan yang mengkhawatirkan kembali mengarah ke ergonomik buruk; siapapun yang telah duduk di depan sebuah komputer “user-hostile” yang mahal yang tak putus-putusnya mengulang “kesalahan input”akan menghargai perhatian.

Kesalahan berbantuan-lingkungan
Peran stres dalam hal menyebabkan kecelakaan merupakan sebuah hal paling kompleks yang biasanya menempatkan kita pada akhir penyelidikan dengan sebuah perkiraan kuat lebih dari pada bukti. Pertimbangkan yang satu ini, sebagai contoh, sebuah kecelakaan penerbangan sipil pada mana si pilot dalam keadaan terbangun untuk hampir sepanjang malam karena satu perselisihan domestik dan kemudian, setelah sebuah 12 jam bertugas hari itu, dihadapkan pada satu kerusakan mesin pas setelah lepas landas. Tim penyelidik mengopinikan bahwa kelelahan mungkin telah memengaruhi keputusannya untuk menutup mesin yang baik lebih dari pada mesin yang berfungsi tidak baik; persangkaan tapi tidak terbukti (CAP, 1969). Walaupun bahkan tidak ada kesepakatan definisi stres, topik ini telah menelurkan sejumlah besar literatur dari kajian-kajian laboratorium, lapangan, observasi dan historis. Stres sendiri mungkin nyamannya, walaupun dengan berubah-ubah, dibagi menjadi stres lingkungan seperti misalnya panas, bising, getaran, dll., stres fisiologis seperti misalnya kurang tidur, ritme sirkadian, obat, dll., dan stres psikologis seperti misalnya ketakutan, frustrasi, kompetisi, dll.
Dari sekian banyak yang dapat dikatakan tentang stres dan kesalahan manusia, enam buah generalisasi yang memudahkan mungkin dapat berguna. Semua itu adalah:
(a)    Kebanyakan penelitian adalah mengenai efek dari stres tunggal, sementara lingkungan kehidupan nyata mengandung banyak stres, di mana efeknya bergantung pada variabel pengganggu dari yang bersangkutan seperti misalnya kebugaran, pelatihan dan motivasi operator, sifat dan kompleksitas dari tugas dan kekuatan, lamanya berlangsung, interaksi dan kemendadakan mulainya stres yang terlibat.
(b)    Reaksi objektif dan subjektif terhadap stres seringkali tidak berkorelasi baik. Jadi, bahaya sesungguhnya dari alkohol adalah bukanlah menurunkan penampilan, tetapi alkohol melakukannya itu sementara kita berfikir penampilan kita adalah baik (Cohen, 1960). Permasalahan terkait dengan alkohol adalah bahwa si pilot tidaklah menyadari lamanya efek dan seringkali merasa aman hanya karena ini adalah sebuah hari yang baru (Green, 1983). Adalah juga tidak masuk akal memisahkan stres domestik dari stres kerja, dan stres domestik telah memerlihatkan meningkatkan kerawanan terhadap kecelakaan (Rahe, 1969; Alkov, Borowsky dan Gaynor, 1983). Jadi, ancaman nyatanya adalah orang yang paling senior yang menganggap diri sebagai “meninggalkan semua kekhawatiran saya di belakang ketika saya memasuki kokpit” atau sebagai memiliki “melatih diri untuk melakukannya tanpa tidur”. Ia tidak, tapi juniornya mungkin hanya dibayangi keengganan menunjukkan kepadanya literatur psikologis yang relevan!
(c)    Uraian dari penampilan di bawah stres bisa dalam bermacam bentuknya, seperti misalnya meningkatnya kesalahan dan lekas marah atau menurunnya kecepatan dan akurasi, atau keduanya. Dua mekanisme kelihatannya mencirikan dalam penyelidikan kecelakaan dengan frekuensi tertentu. Salah satunya adalah apa yang umum dimaksud sebagai “yang mendorong perhatian”- yakni, saat kita paling membutuhkan untuk mengumpulkan spektrum yang luas dari data dalam rangka membuat sebuah keputusan yang baik, kita memusatkan fikiran pada sebuah sumber tunggal, solusi “yang pertama datang, pilihan terbaik”seperti dijelaskan sebelumnya. Satu manifestasi ekstrem dari fenomena ini adalah ketika para penumpang dalam sebuah pesawat yang hancur berjuang untuk membuka sebuah pintu sementara mengabaikan sebuah lobang besar pada bangkai pesawat hanya beberapa kaki saja jauhnya. Mekanisme kedua adalah “pemulihan di bawah stres”. Seseorang tidak dapat membuat dirinya lupa dan baik bukti laboratorium maupun pengamatan memerlihatkan bahwa, di bawah stres, pola-pola prilaku yang barusannya saja dipelajari dapat digantikan oleh satunya yang lebih dulu dan lebih baik dipelajari (Fisher, 1984). Jadi, sebuah ledakan kecil saat mendarat menyebabkan sebuah pesawat militer membelok keluar landasan pacu dan menuruni bukit dengan mati-matian mencoba menghentikannya dengan rem tangan. Sayangnya, tipe pesawat itu tidaklah pas dengan sebuah rem tangan, tapi pesawat yang diterbangkan sang pilot selama 6 tahun sebelumnya pas dengan itu.
(d)    Umumnya, penampilan kelihatannya mengikuti sebuah kurva-U terbalik, menjadi terbaik saat level moderat dari gairah (Yerkes dan Dodson, 1908) atau di tengah-tengah dari rangkaian kesatuan “mimpi-siang hari untuk menjadi panik” (lager, 1973). Ini menghasilkan dua titik bahaya: kejemuan dan panik. Yang disebut duluan, gairah adalah sangat rendah, perhatian kemana-mana, dan terjadi selip; yang disebut belakangan, “bab kecelakaan” terbangun tak terelakkan hingga sang pilot kewalahan dan kekeliruan (dan selip) terjadi.
(e)    Kemanusiaan dan keamanan mungkin terlihat tidak sepadan. Budaya kita, khususnya dalam beraktifitas seperti misalnya terbang dan olah raga, mengesahkan konsep seperti misalnya “kemanusiaan” dan “pressonitis” dan melihat dengan sedikit rasa curiga pada sebuah perhatian berlebih terhadap keselamatan (Mason, 1972); tapi fenomena yang sama ini juga muncul dalam sebuah bentuknya yang tak kentara dan di antara banyak kelompok profesional sering ada keengganan nyata untuk “kehilangan muka” dengan mengakui ketidaktahuan atau lelah dan menyerahkan ke seorang rekan yang mungkin lebih mampu, kurang lelah dan, mungkin, yunior.
(f)    Uang dan keselamatan seringkali tampaknya menarik dalam arah berlawanan. Seorang pilot tidak dipekerjakan “untuk terbang dengan aman”. Ia ada di sana untuk memenangkan perang atau untuk membuat satu keuntungan bagi perusahannya dan melakukannya dengan aman. Jadi, keselamatan akan diperkuat dengan sangat kuat dengan tidak terbang dalam cuaca yang buruk, tapi perusahaan akan merugi dan sehingga seluruh pertanyaan menjadi satu dari “risiko yang dapat diterima”; sebagai contoh, 31 dari 40 pilot yang pertama kali menerbangkan the U.S. Mail tewas dalam kecelakaan penerbangan (Perrow, 1984). Harus diingat bahwa kita di sini sedang membicarakan baik tentang “risiko yang dirasakan” maupun “actuarial risk”. Sang pilot helikopter yang hancur dalam pegunungan mencoba untuk menyelamatkan seorang penumpangnya yang dipercayainya menjadi seorang penumpang yang cedera parah berdasarkan keputusannya pada penilaiannya tentang risiko; bahwa penumpang itu nyatanya tidaklah cedera parah adalah tidak relevan dengan penilaian kita tentang keputusannya.

Kesalahan di masa datang
Sebagaimana pengetahuan kita tentang proses kognitif manusia berangsur membaik, kita melihat bahwa kapasitas kognitif yang dimiliki manusia merupakan elemen pasti dalam sistim dan bahwa selip dan kesalahan adalah alami, prilaku di mana-manapun disebabkan oleh bermacam kombinasi faktor kognitif, sosial dan situasional. Walaupun kita tidak dapat memerkirakan kapan dan di mana kecelakaan berikutnya akan terjadi, namun kita dapat memerkirakan dengan keyakinan bahwa kecelakaan karena kesalahan manusia akan terus berlanjut dan menunjuk ke situasi di mana mereka akan lebih mungkin untuk terjadi. Isu kunci adalah, apakah jumlah kecelakaan seperti itu dapat dikurangi di masa depan.
Dalam beberapa hal, situasi yang terus memburuk sebagaimana manusia dipanggil untuk melakukan tugas-tugas yang lebih menantang dan konsekuensi potensiil dari kesalahan manusia di dalam sistim yang sangat canggih dan ketat, seperti misalnya pesawat berkecepatan tinggi dan stasiun tenaga nuklir (misalnya Chernobyl), adalah malapetaka. Namun, terdapat sedikitnya tiga alasan untuk optimis. Pertama adalah bahwa kebanyakan dari informasi yang diperlukan untuk desain peralatan yang “sesuai-manusia” dan prosedur adalah siap tersedia; elemen yang hilang adalah kesediaannya untuk menerapkannya. Kedua, sementara ini mungkin kedengarannya seperti sebuah harapan yang suci untuk mengharap bahwa satu pemahaman yang lebih baik tentang sikap dan prilaku manusia, khususnya dalam sebuah krisis, mungkin mengurangi kemungkinan atau peluang terjadinya sebuah kecelakaan, terdapat beberapa tanda menggembirakan dalam arah ini. Banyak organisasi militer saat ini mengadopsi satu sikap yang jauh lebih masuk akal terhadap kesalahan manusia dan sedang menyelidiki cara-cara mengidentifikasi pilot yang lebih mungkin mengalami kecelakaan; bermacam agensi, termasuk beberapa angkatan bersenjata, mulai memakai latihan relaksasi untuk melawan stres dan satu dari rekomendasi dari pertanyaan the Three Mile Island adalah bahwa sebuah monitor kecelakaan harus ditempatkan baik-baik dalam sebuah ruang tersendiri jauh dari tim pemecahan masalah dan memikirkan tentang kecelakaan itu secara keseluruhan (Perrow, 1984).
Alasan ketiga untuk optimis pada akhirnya bisa terbukti menjadi yang paling berharga. Ini adalah harapan bahwa sebuah simbiosis yang sangat nyata di antara manusia dengan mesin dapat memungkinkan masing-masingnya untuk melawan kelemahan yang lainnya. Sebuah persekutuan produktif seperti ini mungkin tampak sangat jauh bagi kita yang “bersekutu” dengan sebuah komputer pribadi tampaknya dapat menghasilkan kekacauan yang lebih besar dibandingkan dengan yang mungkin kita capai dengan hanya dari tangan kita saja, tapi potensi itu ada karena manusia memiliki atribut seperti berkendaraan, intuisi dan ketrampilan yang cocok-pola dll., sementara mesin tidak memihak, memiliki memori yang handal dan hampir tak terbatas dan tidak pernah lelah dengan pengulangan. Bekerja pada Expert Systems, sementara meneruskan di lebih dengan cara-cara evolusioner dari pada revolusioner yang beberapa telah diperkirakan, sedang berlangsung. Khususnya, Intelligent Decision Aids (Rouse and Rouse, 1983) akan menjadi, dan sesungguhnya sedang mulai menjadi, terprogram untuk tanggap terhadap kebutuhan khusus dari operator sendiri-sendiri dan untuk “memahami” bagaimana ia berfungsi. Mereka akan menyusun sebuah informasi masuk yang berlebih-lebihan, membuat keputusan dan menawarkan sebuah keputusan ke pada operator bersama-sama dengan informasi sekitar basis pada mana informasi dibuat dan kemungkinan informasi adalah benar.
Barisan teknologi bergerak cepat sementara proses dan kapasitas kognitif manusia masih tetap sangat-sangat stabil selama berabad-abad. Sistim dan prosedur yang didesain sekitar pengetahuan mendalam tentang kognisi dan sikap manusia memiliki potensi untuk mencegah, atau memerbaiki, beberapa dari kesalahan yang adalah sesuatu yang normal dan merupakan bagian yang perlu dari fungsi manusia. Terdapat beberapa tanda-tanda menggembirakan bahwa sikap kita terhadap kesalahan manusia adalah meningkat, tetapi mungkin butuh beberapa waktu yang cukup sebelum operator, apakah ia seorang pilot atau dokter, tidak lagi menjadi pilihan pertama untuk “pihak yang bersalah”; karena itu, definisi seorang pilot menjadi sebagai “orang yang menghadiri kecelakaan”

Peran Platelet Rich Plasma dalam Kedokteran Muskuloskeletal

Abstrak

Ide menggunakan platelet rich plasma (PRP) dalam kedokteran telah ada sejak sekitar tahun 1976. Hanya baru-baru ini saja pemakaiannya telah dicobakan dalam area keahlian muskuloskeletal. PRP dalam area ini telah mendapatkan banyak perhatian media karena digunakan oleh banyak selebriti atlet olahraga bagi cedera muskuloskeletal. Dengan demikian, adalah penting bagi para praktisi di bidang muskuloskeletal menyadari akan pemahaman atas konsep sekitaran penggunaan dan aplikasinya. Dalam artikel ini, dijelaskan tentang apakah PRP itu, bagaimana ia dipersiapkan dan pemberiannya, potensi aplikasi kliniknya, dan apa sajakah diskusi literatur terkini dalam berbagai wilayah pengetahuan muskuloskeletal.

Pendahuluan

PRP adalah satu produk berasal-darah otolog yang memiliki konsentrasi platelet yang tinggi yang adalah kaya akan faktor pertumbuhan, dan memiliki potensi meningkatkan penyembuhan jaringan pada tingkat seluler lewat perekrutan, proliferasi, dan diferensiasi sel-sel yang terlibat dalam regenerasi jaringan. Terdapat sejumlah kajian tentang efek PRP pada tingkat praklinik dan klinik dalam kedokteran muskuloskeletal, yang beberapa darinya akan disorot dalam tulisan ini.

Ilmu Pengetahuan Dasar PRP

Platelet merupakan komponen kunci dalam haemostasis, dan merangsang konstruksi dari jaringan ikat baru, dan revaskularisasi. Platelet adalah kecil, berbentuk teratur, clear cell berdiameter antara 2 – 3 µm. Mereka berasal dari fragmentasi prekursor megakaryosit dan memiliki jangka hidup 5 - 9 hari. Rentangan fisiologis untuk platelet pada manusia adalah antara 150 dan 400 x 109 per liter. Mereka secara normalnya bersirkulasi dalam darah dan dilibatkan dalam pembentukan haemostatic plug. (1) Satu contoh darah normalnya mengandung 93% sel darah merah, 6% paltelet, dan 1% sel darah merah. (2) Dalam PRP, perbandingan sel darah merah dan platelet adalah sebaliknya, dengan demikian meningkatkan faktor-faktor yang diharapkan akan menjadi lebih berguna dalam penyembuhan. Perbandingan yang sebenarnya dari sel darah merah dan putih dengan platelet pada PRP adalah bervariasi bergantung pada cara mana PRP disiapkan.Terdapat tiga stadium dari keterlibatan platelet dalam pembentukan bekuan darah: aktifasi, sekresi, dan agregasi. Platelet dalam tubuh diaktifasi ketika mereka datang untuk kontak dengan faktor von Willebrand, kolagen (endotelium yang terpapar), atau oleh aksi thrombin. Sekali teraktifasi, mereka menyekresi isinya berupa granul-granul padat alfa (Gambar 1 dan Tabel 1). Granul alfa memasilitasi perlekatan platelet ke endotelium yang terpapar dan granul padat mengawali ke pada aktifasi jalur koagulasi intrinsik. Faktor pertumbuhan dilepaskan dari semua granul ini memasilitasi tiga stadium penyembuhan: inflamasi, proliferasi, dan remodeling dengan: (1) menginisiasi kaskade pembekuan, (2) melepas histamin dan serotonin yang meningkatkan permiabilitas kapiler di area yang memungkinkan sel-sel inflamasi lebih besar aksesnya ke lokasi, dan (3) mendorong migrasi sel darah putih. Ini mengawali proliferasi sel sementara fibroblas mulai meletakkan dirinya pada substansi dasar. (5) Diperkirakan, dengan menyiptakan satu formulasi terkonsentrasi dari faktor-faktor tersebut di atas dalam PRP, sebuah lingkungan optimal dapat tercipta untuk memercepat penyembuhan.

Gambar 1

Aktifasi dan sekresi platelet. Sumber: Getgood, Articular Cartilage Tissue Engineering. 2009. Cambridge University Library

Penyusunan PRP

PRP dipersiapkan dari darah yang diperlakukan untuk mengonsentrasi sejumlah maksimal platelet. Sitrat ditambahkan ke PRP untuk menghambat proses koagulasi, sebagaimana bekuan akan mengisi platelet. Contoh darah kemudian diletakkan ke dalam sentrifus yang akan memisahkan PRP. Langkah selanjutnya adalah melepas faktor-faktor pertumbuha terkait dari platelet. Ini dapat dilakukan dengan menambah antara lain: 1) thrombin sapi ke PRP. Ini melepas 70% faktor pertumbuhan tersimpan dalam 10 menit, dan mendekati 100% dalam sejam (5). Sejumlah kecil faktor pertumbuhan akan dilepas sepanjang hidup platelet; 2) kalsium khlorida untuk mengonversi thrombin otolog menjadi prothrombin yang menghasilkan platelet menjadi terperangkap dalam sebuah matriks fibrin; 3) memakai kolagen tipe I untuk mengaktifasi PRP. Gambar 2 adalah satu contoh dari sebuah proses komersiil untuk menghasilkan PRP.

Gambar 2

Persiapan SmartPrep PRP

Berbagai jenis metoda penyiapan komersiil untuk PRP tidak menghasilkan produk yang sama (Tabel 2 dan Gambar 3). Beberapa di antaranya kaya lekosit, lainnya miskin lekosit. Penyiapan yang ideal belum tertentukan. Terdapat bermacam metoda untuk PRP dapat diaplikasi meliputi: 1) dengan aplikasi langsung; 2) dengan penginjeksian tunggal atau berganda, 3) sebagai jeli, dan 4) dalam sebuah spons kolagen. Metoda paling efektif untuk setiap usulan pemakaiannya, belum ditentukan

Gambar 3

Prosedur sentrifus dua-langkah – Produksi PRP kaya/miskin lekosit (Diambil dari Dohan Ehrenfest, Rasmusson et al. 2009).

Tabel 2. Contoh dari bermacam PRP yang tersedia secara komersiil.

Aplikasi Klinik PRP saat ini

Tulang

Teknik pendekatan baku untuk mendorong perbaikan tulang adalah pemakaian sulihan tulang, sebuah prosedur yang dapat memungkinkannya penyembuhan dari defek berukuran kritis dan lesi-lesi refrakter. Terdapat beberapa area di mana diperlukan perbaikan; untuk mengurangi kebutuhan akan pemanenan sulihan otogen dengan morbiditas terkaitnya, untuk memerbaiki hasil luaran yang nampak ketika menggunakan tulang alogenik, untuk mengurangi waktu penyembuhan dengan demikian mengurangi waktu untuk pemulihan dan secara idealnya menyediakan produk yang tersedia siap di rak dengan hasil luaran yang dapat digandakan yang akan mengganti kebutuhan akan tindakan sulihan. Pengobatan yang dapat menguatkan sulihan tulang atau dipakai untuk memerbanyak pengganti sulihan tulang adalah atraktif dan PRP menawarkan potensi ini sebagaimana ia mengandung sejumlah faktor pertumbuhan yang dapat merangsang proliferasi dan diferensiasi sel-sel dari garis turunan osteogenik.PRP yang digunakan pertama kali untuk perbaikan tulang dijelaskan oleh Marx pada tahun 1998 (6). Ia melaporkan satu seri sebanyak 88 kasus defek kontinyuitas mandibula diobati dengan tulang sulihan otogen yang setengahnya ditambahi dengan PRP. Radiografi, yang dibuat pada, 2, 4 dan 6 bulan, memerlihatkan satu peningkatan bermakna dalam maturitas dan konsolidasi sulihan pada pasien-pasien yang diobati dengan PRP. Semua hasil ini dikonfirmasi dengan biopsi tulang 6 bulan yang mana memerlihakan satu peningkatan bermakna dalam densitas tulang trabekuler di dalam sulihan dengan penambahan PRP. Setelah itu, beberapa kajian pra-klinik melaporkan penyelidikan kemampuan PRP untuk memerbaiki penyembuhan dengan sulihan tulang (7) atau dengan kolagen dan material pengganti sulihan lainnya (8) untuk bermacam kebutuhan perbaikan. Hasil-hasil dari semua kajian itu mirip dengan beberapa kajian yang melaporkan perbaikan penyembuhan dengan PRP dan yang lainnya memerlihatkan tidak ada efek. Satu dari alasan-alasan untuk ketidakcocokan di antara kajian-kajian dianggap berasal dari perbedaan dalam protokol aktifasi PRP (9). Menariknya, perbandingan penambahan sulihan otolog baik dengan PRP atau bone morphogenetic protein (BMP) untuk perbaikan defek mandibula pada tikus besar, memerlihatkan perbaikan penyembuhan dengan BMP tapi tidak dengan PRP (10).

Di samping karya ini, terdapat sejumlah laporan tentang penambahan perbaikan tulang periodontal dan maksilofasial klinik sebagai kelanjutan dari karya Marx. Sementara sejumlah kecil dari semua ini memerlihatkan satu efek menguntungkan dari PRP, sebagian besarnya tidak memerlihatkan efek (11). Menggunakan satu teknik split-mouth untuk mengontrol bagi penambahan PRP, Hanna dkk memerlihatkan perbaikan respon periodontal klinik, sementara Raghoebar dkk memerlihatkan tidak ada efek (12). Sebuah analisis meta dari penggunaan PRP pada penyulihan tulang sinus mengindikasikan satu peningkatan kecil namun bermakna dalam odds ratio untuk meningkatnya pembentukan tulang namun tida ada efek pada kelanjutan daya tahan implan (13), sementara analisis meta lainnya dari prosedur pengangkatan sinus menyimpulkan bahwa tidak ada efek bermakna dari penambahan PRP (14). Terdapat beberapa laporan kajian klinik menggunakan PRP manusia dalam bermacam prosedur orthopedi. Efek menguntungkan PRP dijelaskan dalam osteogenesis distraksi, walaupun kajian ini mungkin menjadi berat sebelah oleh digunakannya macam pengobatan seleksi-sendiri (15). Dalam sebuah percobaan acak dari penambahan sulihan pada osteotomi baji dari tibia proksimal, Dallari dkk melaporkan adanya perbaikan integrasi tulang pada saat evaluasi lanjutannya hingga 52 minggu dan satu peningkatan bermakna dalam pembentukan tulang pada sebuah biopsi yang diambil 6 minggu (16). PRP juga dilaporkan mendorong penyembuhan dalam sebuah seri faraktur non-union (17). Namun, sebuah percobaan klinik acak dari penyembuhan non-union memerlihatkan hanya 68.3% penyembuhan dengan PRP dibandingkan dengan 86.7% penyembuhan dengan BMP7 (18) dan sebuah percobaan acak prospektif penggunaan PRP pada arthroplasti lutut ditemukan tidak terdapat efek klinik bermakna (19). Sebuah tinjauan sistematik dari penggunaan PRP untuk mendorong penyembuhan tulang menyimpulkan bahwa walau pengobatan PRP adalah aman, belum terdapat bukti klinik keuntungannya (20).Kurangnya bukti yang tegas akan efektifitas dari augmentasi PRP untuk perbaikan tulang mungkin akibat dari sejumlah faktor. Bervariasinya kondisi yang diobati dan lokasi mereka di dalam kerangka adalah kemungkinan, sebagiannya, yang bertanggung jawab atas bervariasinya efikasi. Kajian-kajian yang dilaporkan menggunakan bermacam metoda berbeda untuk menghasilkan PRP dan ini memiliki semacam efek pada komposisi PRP yang dihasilkan. Satu faktor kuncinya adalah jumlah platelet dalam konsentrat dan bukti yang diajukan untuk sebuah konsentrasi optimal. Faktor lainnya adalah metoda aktifasi yang dipakai dan interaksi platelet dan faktor pertumbuhan yang dilepaskan dengan material sulihan yang dipakai. Saat dilakukannya analisis juga mungkin penting; dalam satu kajian augmentasi PRP dari perbaikan defek batok kepala frontal, perubahan nampak dalam produksi protein matriks tulang dan regenerasi tulang pada titik waktu dini namun tidak terdapat efek jangka panjang pada pembentukan tulang (21). Percobaan klinik acak prospektif lebih lanjut, dengan jumlah pasien yang mencukupi untuk menyediakan kekuatan statistik, dibutuhkan bagi rekomendasi menyangkut penggunaan PRP guna menambah perbaikan tulang yang diperlukan dan semuanya ini diusulkan untuk perbaikan fraktur (22).

Tendon dan ligamen

Sembuhnya tendon dan ligamen terjadi lebih lambat dibandingkan dengan kebanyakan jaringan lunak akibat dari buruknya pasokan vaskuler (23). Hal ini menghasilkan jaringan tendon baru yang tidak memiliki sifat-sifat struktur dan fungsi yang sama sebagaimana jaringan asalnya ketika menyembuh dan menyebabkan timbulnya parut. Satu penjelasan yang mungkin adalah pasokan darah yang buruk menghasilkan kurangnya faktor pertumbuhan dikirimkan ke lokasi cedera (24). Mengingat, kemudian, bahwa terdapat permasalahan dengan penyembuhan tendon dan ligamen, adalah memungkinkan bahwa PRP, sebagai satu sumber yang baik dari faktor-faktor pertumbuhan, mungkin menguatkan penyembuhan.Robekan rotator cuff tertentu (termasuk robekan masif dan cedera kronik) memiliki angka kegagalan penyembuhan yang tinggi. Terdapat beberapa percobaan terkontrol acak yang menyelidiki efek PRP dalam perbaikan rotator cuff, dan hasilnya mengecewakan. Sebagai contoh, sebuah percobaan terkontrol acak (25) yang memeriksa efek PRP terhadap efikasi perbaikan rotator cuff secara arthroskopik, menemukan tidak terdapat perbedaan bermakna secara statistik dalam luaran klinik atau imejing dibandingkan dengan kelompok plasebo.

PRP juga telah dieksplorasi dalam rekonstruksi ligamen krusiatum anterior. Dua buah percobaan terkontrol acak (26, 27) memerlihatkan tidak terdapat perbedaan secara statistik dalam pengisian tulang dari terowongan tulang pada rekonstruksi ACL sebagaimana divisualisasikan pada MRI, walaupun satu dari semua ini menemukan satu perbaikan dalam skor klinis. Percobaan terkontrol acak yang lainnya (28) dari 108 pasien, memerlihatkan pada 6 bulan bahwa PRP memiliki sebuah efek meningkat pada pendewasaan sulihan sebagaimana divisualisasikan oleh MRI.

Efek PRP pada pengobatan tendinopati akhiles telah pula diselidiki. Pada kondisi ini terlihat bahwa hasil luarannya mungkin bergantung pada apakah cederanya akut ataukah kronik. Sebuah percobaan terkontrol acak baru-baru ini oleh de Vos dkk memerilhatkan pada 24 minggu, (29) dan 1 tahun lanjutannya, (30) bahwa PRP tidak memiliki keuntungan bermakna secara statistik dalam hasil luaran klinik atau temuan ultrasound pada tendinopati akhiles kronik. Namun, pada pengobatan PRP kerusakan tendon akhiles akut, kajian memerlihatkan satu waktu penyembuhan yang lebih cepat (31) dan skor ruptur tendon akhiles yang lebih baik (32).

Wilayah lainnya yang digali termasuk epikondilitis lateral, di mana diperlihatkan pada dua tahun penginjeksian PRP memerbaiki penyembuhan dibandingkan dengan penginjeksian kortikosteroid dalam dua tahun (33) pasca pengobatan pada sebuah percobaan 100 pasien. Pemakaian PRP dalam tendinopati patela kelihatannya menguntungkan (34). Namun, umumnya, sangan sedikit percobaan terkontrol acak dilaksanakan pada kohort kecil pasien pada setiap area spesifik dari tendinopati klinik. Kajian lanjutan haruslah dilakukan sebelum sebuah simpulan spesifik dapat dibuat.

Otot

Sebagaimana jaringan lainnya yang telah dibicarakan, dapat dihipotesiskan bahwa pemakaian PRP akan memercepat penyembuhan otot. Pada saat ini, terdapat sedikit bukti yang tersedia untuk menyokong hipotesis ini. Sesungguhnya, beberapa peneliti menyarankan bahwa PRP mungkin senyatanya mengawali ke pada penyembuhan fibrotik yang tidak diinginkan dalam otot (35). Dalam defek otot tibialis anterior yang dibuat pada tikus besar, penginjeksian PRP menyebabkan waktu penyembuhan yang lebih cepat dibandingkan yang dengan plasma kurang platelet atau pada khewan yang sepertinya saja diterapi (36). Cugat dkk mengarahkan sebuah kajian kohort dari 14 atlit profesional dengan cedera otot akut yang diterapi dengan penginjeksian PRP bertuntunkan-ultrasound. Pasien memerlihatkan satu kembali cepat untuk berlaga dan menguatkan penyembuhan pada robekan yang dinilai secara ultrasonografi. Semua temuan ini sejalan dengan Sanchez dkk (37) yang melaporkan sebuah kajian yang sama pada 20 atlit yang menemukan bahwa pasien-pasien menyembuh dalam waktu setengahnya dari yang diperkirakan. Semua hasil ini tidaklah dari percobaan yang acak dan terkontrol baik menyangkut sejumlah besar pasien tapi adalah, setidaknya, menyokong ide bahwa PRP dapat memainkan peran dalam penyembuhan otot. Sejumlah percobaan acak prospektif saat sedang diarahkan dalam area ini dan akan semoga membantu merumuskan rekomendasi pengobatan di masa datang (38).

Tulang Rawan Sendi

Tulang rawan sendi sangat berkekurangan vaskularisasi dan proses inflamasi yang memungkinkan perbaikan efektif. Khondrosit endogen dapat menyintesis jaringan perbaikan fibrus namun tidak cukup untuk mengisi bahkan defek kecil sekalipun dengan satu matriks mirip-tulang rawan (39).PRP telah diajukan sebagai sebuah agen potensiil untuk perbaikan teraputik tulang rawan sendi (40) disebabkan oleh berbagai keuntungan dengan dilepaskannya faktor pertumbuhan pada aktifasinya (41). Dari semua ini, ada kemungkinannya bahwa PDGF, TGF, dan FGF mengusahakan efek menguntungkan terbesarnya pada tulang rawan dan khondrosit. Beberapa sifat-sifat antiinflamasi PRP telah juga diunjukkan, (42) namun bervariasinya sifat PRP telah menyebabkan pertentangan data yang membuat penilaian keseluruhan dari manfaatnya dalam perbaikan jaringan menjadi sulit. Variabilitas donor, metode penyiapan PRP, tipe scaffold, asal sel dan kondisi benihan semuanya memerlihatkan untuk mengubah-ubah level pelepasan faktor pertumbuhan atau respon-respon sel. Banyak peneliti setuju bahwa PRP meningkatkan proliferasi khondrosit, namun masih terdapat perdebatan sekitaran pengaruh PRP terhadap diferensiasi khondrogenik dan akumulasi matriks tulang rawan. Akeda dkk (43) mengunjukkan bahwa khondrosit berasal babi yang dikurung dalam alginate, menghasilkan proteoglikan tertinggi dan sintesis kolagen, dan majoritas kolagen yang terekspres adalah kolagen tipe II ketika diterapi dengan PRP dibandingkan dengan khondrosit dibenihkan dengan PPP atau FCS. Spreafico dkk (44) membenihkan khondrosit manusia dalam satu jeli PRP/fibrin dan mengunjukkan penurunan de-diferensiasi dan meningkatnya sintesis matriks dibandingkan dengan sel-sel yang diterapi dengan FCS atau PPP. Namun, data yang bertentangan dilaporkan oleh Kaps dkk. (45) (khondrosit  sapi), Gaissmair dkk (46) (khondrosit manusia) dan Drengk dkk (47) (khondhrosit biri-biri). Semua kajian ini menyarankan bahwa PRP menguatkan de-diferensiasi khondrosit dan tidak menyumbang bagi sintesis matriks tulang rawan dalam benihan 3D in vitro. Namun, haruslah ditegaskan bahwa kebanyakan dari semua kajian ini memakai sumber-sumber berbeda juga metoda penyiapannya untuk sel, kondisi ekspansi berbeda dan asupan untuk pengekspasian sel, dan metoda berbeda dari penyiapan PRP. Satu faktor kunci yang memengaruhi potensi PRP adalah tipe pengaktifasian yang dijalankan selama penyiapan atau saat dimasukkan ke dalam eksperimen. Aktifasi thrombin dapat menurunkan potensi khondrogenik dan osteoinduktif PRP (48). Dua buah kajian lainnya (49, 50) mencapai induksi khondrogenik dari BMCs menggunakan freeze-thaw cycles untuk mengaktifkan PRP, sementara Getgoo dkk (51) mengunjukkan penguatan aktifasi PRP ketika ia dikombinasikan dengan satu scaffold kolagen/glikosaminoglikan untuk perbaikan osteokhondral. PRP juga memiliki potensi untuk perbaikan tulang rawan artikuler dengan aplikasi langsung ke dalam sendi yang rusak; baik sebagai sebuah cairan, jel atau dikurung dalam sebuah wahan pengirim. Sampson dkk (52) melakukan sebuah kajian pendahuluan single-center, tak terkontrol, prospektif pada 14 pasien dengan osteoarthritis lutut primer dan sekunder. Pasien menerima tiga kali penginjeksian PRP pada lutut yang sakit pada interval waktu 4-minggu. Walaupun didisain sebagai sebuah kajian keamanan pendahuluan untuk PRP, hasilnya mengunjukkan perbaikan bermakna dan hampir linier dalam skor luaran cedera lutut dan osteoarthritis, termasuk pengurangan nyeri dan gejala.Kon dkk (53) melakukan sebuah kajian pada 100 pasien (115 lutut) diobati dengan PRP yang dievaluasi menggunakan skor-IKDC dan –EQ-VAS. Kajian mengunjukkan bahwa pengobatan PRP aman, menurunkan nyeri dan memerbaiki fungsi lutut, khususnya pada pasien muda. Namun, pada 24 bulan lanjutannya, hasil luaran (skor IKDC) memburuk dari 67% menjadi 59% dari lutut  normal atau mendekati normal di antara pengevaluasian 12- dan 24 bulan (54). Sebuah kajian oleh kelompok yang sama menggunakan satu model domba menyimpulkan bahwa PRP memiliki satu efek negatif pada perbaikan osteokhondral ketika dibandingkan dengan hanya scaffold (55). Namun, Milano dkk (56) mengunjukkan efek positif dari PRP dalam satu model fraktur mikro domba dengan jeli PRP lebih efektif dibandingkan dengan satu penginjeksian PRP. Efek menguntungkan PRP pada perbaikan tulang rawan juga dilaporkan dalam satu model kelinci osteoarthritis (57) dan dalam satu model defek osteokhondral kelinci (58).

Kesimpulannya, PRP memerlihatkan menjanjikan dalam wilayah perbaikan tulang rawan namun adopsi penyiapan dan protokol pemakaian baku dibutuhkan bagi kajian di masa depan untuk memungkinkan tersedianya data statistik yang berarti untuk dibangkitkan.

Meniskus

Terdapat sedikit kajian yang secara spesifik menarget meniskus dengan PRP. Namun, sel meniskus terisolasi tumbuh in vitro telah diunjukkan yang berrespon terhadap faktor pertumbuhan individual yang hadir dalam PRP meliputi TGF, IGF, dan PDGF (59). Ishida dkk (60) mengunjukkan satu reaksi in vitro terhadap PRP menggunakan fibroblas meniskus yang dibenihkan dan teramati adanya perbaikan pengisian jaringan pada penginsersian gelatin/PRP 12 minggu pascaoperasi pada satu defek meniskus kelinci. Namun, Zellner dan rekan (61), menggunakan satu metode penyiapan PRP sentrifus ganda, menjumpai tidak ada keuntungan dengan penambahan PRP mereka ke sebuah penutup hyaluronan/kolagen pada satu defek meniskus kelinci dibandingkan dengan kelompok berikut: defek kosong, ditutupi dengan aspirat sumsum, MSC dengan dan tanpa pengobatan in vitro prakhondrogenik. Gumpalan fibrin, yang dihasilkan dengan mengaduk-aduk darah dengan manik-manik kaca hingga terbentuk satu gumpalan, dipakai oleh Arzonscky dan rekan (62). Gumpalan dibilas dari sel-sel darah merah berlebih menggunakan cairan fisiologis steril dan digunakan untuk memadati defek meniskus sebesar 2 mm pada anjing. Lutut sisi yang lain dioperasi dalam cara yang sama namun dengan pembilasan cairan fisiologis yang ekstensif sebelum diselesaikan. Defek yang dipadati fibrin diisi dengan jaringan mirip-fibrokartilago pada 6 bulan, walaupun jaringannya secara histologis berbeda dengan jaringan dewasa.Walaupun meniskus tidaklah penting untuk fungsi sendi, reseksi meniskus menyebabkan destabilisasi jangka panjang dan degradasi permukaan artikuler (63). Produk-produk darah otolog seperti misalnya PRP, fibrin, dan darah menyediakan satu peningkatan dari faktor-faktor yang mengunjukkan memengaruhi sel-sel meniskus dan ini mungkin menjadi sebuah rute awal dan dini dari perbaikan proses penyembuhan. Namun, kajian-kajian yang disajikan di sini terbatas dalam tipe PRP yang digunakan, dan jumlah pasien yang dipakai dalam kajian yang secara spesifik menyelidik PRP pada meniskus masih relatif rendah pada saat ini.

Diskusi

Adalah sulit untuk membuat sebuah simpulan umum pemakaian PRP dalam kedokteran muskuloskeletal. Preparat komersiil PRP bermacam-macam dari segi faktor pertumbuhan, aktifasi, dan konsentrasi plateletnya. Ini diperburuk lagi dengan fakta bahwa penyelidikan klinik PRP berbeda dalam metoda aplikasinya, waktunya, dan volum PRP yang dipakai. Banyak dari kajian yang dipublikasi tidaklah berupa percobaan terkontrol acak, dan mungkin tidak pada kekuatan statistik yang cukup untuk mengidentifikasi apakah pengobatan itu bekerja ataukah tidak. Segan rasanya untuk menolak PRP, sebagaimana keuntungan kliniknya dapat bervariasi oleh sejumlah faktor dalam produksinya dan aplikasinya. PRP juga menawarkan banyak keuntungan seperti misalnya aman, mudah diekstrak, relatif sederhana dan makan waktu sedikit untuk memrosesnya, menawarkan faktor pertumbuhan berganda pada satu biaya yang relatif murah, dibandingkan dengan mendapatkan faktor-faktor pertumbuhan individuil atau bahkan sel punca. Untuk semua alasan itulah, dan karena kita memercayai bahwa potensi PRP belum sepenuhnya digali, kita harus memertimbangkan penyelidikan lebih lanjut agar penggunaan PRP dapat dibenarkan. Disarankan di sini, sebagaimana yang telah dilakukan yang lainnya, bahwa kajian-kajian ilmiah perlu dilakukan untuk menentukan optimalisasi PRP: (1) metoda proses (2) volum (3) cara pengiriman (4) waktu yang tepat (5) indikasi (6) penginjeksian tunggal vs berseri (7) dan protokol rehabilitasinya.

Intervensi dalam kedokteran muskuloskeletal bertujuan untuk mencapai perbaikan jaringan yang dapat diperkirakan, cepat, dan diperkuat untuk mendapatkan waktu penyembuhan yang paling cepat. PRP mungkin memiliki potensi untuk membawa ini semua, namun sejumlah penyelidikan tingkat-tinggi lebih lanjut dibutuhkan untuk dilakukan sebelum satu simpulan dapat dibuat tentang PRP.