Sistem Imun 2013
Mekanisme Pembentukan Kekebalan Tubuh Apabila tubuh mendapatkan serangan dari benda asing maupun infeksi mikroorganisme (kuman penyakit, bakteri, jamur, atau virus) maka sistem kekebalan tubuh akan berperan dalam melindungi tubuh dari bahaya akibat serangan tersebut. Ada beberapa macam imunitas yang dibedakan berdasarkan cara mempertahankan dan berdasarkan cara memperolehnya. Berdasarkan cara mempertahankan diri dari penyakit, imunitas dibedakan menjadi dua, yaitu imunitas nonspesifik dan imunitas spesifik. Adapun berdasarkan cara memperolehnya dibedakan menjadi kekebalan aktif dan kekebalan pasif. Berikut ini akan dibahas jenis-jenis kekebalan satu persatu dan proses pembentukan antibodi. Gambar 11.1 di bawah ini akan memperjelas tentang lapisan pertahanan yang dilakukan oleh tubuh.
1. Imunitas Nonspesifik Pertahanan tubuh terhadap serangan (infeksi) oleh mikroorganisme telah dilakukan sejak dari permukaan luar tubuh yaitu kulit dan pada permukaan organ-organ dalam. Tubuh dapat melindungi diri tanpa harus terlebih dulu mengenali atau menentukan identitas organisme penyerang. Imunitas nonspesifik didapat melalui tiga cara berikut. a. Pertahanan yang Terdapat di Permukaan Organ Tubuh Tubuh memiliki daerah-daerah yang rawan terinfeksi oleh kuman penyakit berupa mikroorganisme, yaitu daerah saluran pernapasan dan saluran pencernaan. Saluran pencernaan setiap hari dilewati oleh berbagai macam makanan dan air yang diminum. Makanan tersebut tidak selalu terbebas dari kuman penyakit baik berupa jamur maupun bakteri sehingga terinfeksi melalui saluran pencernaan kemungkinannya tinggi. b. Pertahanan dengan Cara Menimbulkan Peradangan (Inflamatori) Mikroorganisme yang telah berhasil melewati pertahanan di bagian permukaan organ dapat menginfeksi sel-sel dalam organ. Tubuh akan melakukan perlindungan dan pertahanan dengan memberi tanda secara kimiawi yaitu dengan cara sel terinfeksi mengeluarkan senyawa kimia histamin dan prostaglandin. Senyawa kimia ini akan menyebabkan pelebaran pada pembuluh darah di daerah yang terinfeksi. Hal ini akan menaikkan aliran darah ke daerah yang terkena infeksi. Akibatnya daerah terinfeksi menjadi berwarna kemerahan dan terasa lebih hangat. Apabila kulit mengalami luka akan terjadi peradangan yang ditandai dengan memar, nyeri, bengkak, dan meningkatnya suhu tubuh. Jika luka ini menyebabkan pembuluh darah robek maka mastosit akan menghasilkan bradikinin dan histamin. Bradikinin dan histamin ini akan merangsang ujung saraf sehingga pembuluh darah dapat semakin melebar dan bersifat permeabel. Kenaikan permeabilitas kapiler darah menyebabkan neutrofil berpindah dari darah ke cairan luar sel. Neutrofil ini akan menyerang bakteri yang menginfeksi sel. Selanjutnya, neutrofil dan monosit berkumpul di tempat yang terluka dan mendesak hingga menembus dinding kapiler. Setelah itu, neutrofil mulai memakan bakteri dan monosit berubah menjadi makrofag (sel yang berukuran besar). Makrofag berfungsi fagositosis dan merangsang pembentukan jenis sel darah putih yang lain.
1
STFB- Anfiman 2
Sistem Imun 2013
Perhatikan Gambar 11.1. Berdasarkan gambar tersebut, sistem pertahanan tubuh dapat dijelaskan sebagai berikut. 1) Jaringan mengalami luka, kemudian mengeluarkan tanda berupa senyawa kimia yaitu histamin dan senyawa kimia lainnya. 2) Terjadi pelebaran pembuluh darah (vasodilatasi) yang menyebabkan bertambahnya aliran darah, menaikkan permeabilitas pembuluh darah. Selanjutnya terjadi perpindahan sel-sel fagosit. 3) Sel-sel fagosit (makrofag dan neutrofil) memakan patogen. Sinyal kimia yang dihasilkan oleh jaringan yang luka akan menyebabkan ujung saraf mengirimkan sinyal ke sistem saraf. Histamin berperan dalam proses pelebaran pembuluh darah. Makrofag disebut juga big eaters karena berukuran besar, mempunyai bentuk tidak beraturan, dan membunuh bakteri dengan cara memakannya. Anda dapat mengingat kembali cara makan amoeba, seperti itulah cara makrofag memakan bakteri. Bakteri yang sudah berada di dalam makrofag kemudian dihancurkan dengan enzim lisosom. Makrofag ini juga bertugas untuk mengatasi infeksi virus dan partikel debu yang berada di dalam paru-paru. Sebenarnya di dalam tubuh keberadaan makrofag ini sedikit, tetapi memiliki peran sangat penting. Setelah infeksi tertanggulangi, beberapa neutrofil akhirnya mati seiring dengan matinya jaringan sel dan bakteri. Setelah ini sel-sel yang masih hidup membentuk nanah. Terbentuknya nanah ini merupakan indikator bahwa infeksi telah sembuh. Jadi reaksi inflamatori ini sebagai sinyal adanya bahaya dan sebagai perintah agar sel darah putih memakan bakteri yang menginfeksi tubuh. Selain sel monosit yang berubah menjadi makrofag juga terdapat sel neutrofil yang akan membunuh bakteri (mikroorganisme asing lainnya). c. Pertahanan Menggunakan Protein Pelindung Jenis protein ini mampu menghasilkan respons kekebalan, di antaranya adalah komplemen. Komplemen ini dapat melekat pada bakteri penginfeksi. Setelah itu, komplemen menyerang membran bakteri dengan membentuk lubang pada dinding sel dan membran plasmanya. Hal ini menyebabkan ion-ion Ca+ keluar dari sel bakteri, sedangkan cairan serta garam-garam dari luar sel bakteri akan masuk ke dalam tubuh bakteri. Masuknya cairan dan garam ini menyebabkan sel bakteri hancur. Mekanisme penghancuran bakteri oleh protein komplemen dapat Anda amati pada Gambar 11.3.
2
STFB- Anfiman 2
Sistem Imun 2013
Gambar 11.3. Mekanisme penghancuran bakteri oleh protein komplemen 2. Imunitas Spesifik Imunitas spesifik diperlukan untuk melawan antigen dari imunitas nonspesifik. Antigen merupakan substansi berupa protein dan polisakarida yang mampu merangsang munculnya sistem kekebalan tubuh (antibodi). Mikrobia yang sering menginfeksi tubuh juga mempunyai antigen. Selain itu, antigen ini juga dapat berasal dari sel asing atau sel kanker. Tubuh kita seringkali dapat membentuk sistem imun (kekebalan) dengan sendirinya. Setelah mempunyai kekebalan, tubuh akan kebal terhadap penyakit tersebut walaupun tubuh telah terinfeksi beberapa kali. Sebagai contoh campak atau cacar air, penyakit ini biasanya hanya menjangkiti manusia sekali dalam seumur hidupnya. Hal ini karena tubuh telah membentuk kekebalan primer. Kekebalan primer diperoleh dari B limfosit dan T limfosit. Adapun imunitas spesifik dapat di peroleh melalui pembentukan antibodi. Antibodi merupakan senyawa kimia yang dihasilkan oleh sel darah putih. Apakah Anda tahu bagaimana kuman penyakit dapat terbunuh di dalam tubuh? Semua kuman penyakit memiliki zat kimia pada permukaannya yang disebut antigen. Antigen sebenarnya terbentuk atas protein. Tubuh akan merespon ketika tubuh mendapatkan penyakit dengan cara membuat antibodi. Jenis antigen pada setiap kuman penyakit bersifat spesifik atau berbeda-beda untuk setiap jenis kuman penyakit. Dengan demikian diperlukan antibodi yang berbeda pula untuk jenis kuman yang berbeda. Tubuh memerlukan macam antibodi yang banyak untuk melindungi tubuh dari berbagai macam kuman penyakit. Anda pasti tahu bahwa dalam kehidupan sehari-hari tubuh tidak dapat selalu berada dalam kondisi terbebas dari kotoran dan mikroorganisme (steril). Tubuh dapat dengan cepat merespon infeksi suatu kuman penyakti apabila di dalam tubuh sudah terdapat antibodi untuk jenis antigen tertentu yang berasal dari kuman. Bagaimana antibodi dapat terbentuk dalam tubuh?
a. Cara Mendapatkan Antibodi Berdasarkan cara mendapatkan imun atau kekebalan, dikenal dua macam kekebalan, yaitu kekebalan aktif dan pasif. 1) Kekebalan Aktif Kekebalan aktif terjadi jika seseorang kebal terhadap suatu penyakit setelah diberikan vaksinasi dengan suatu bibit penyakit. Jika kekebalan itu diperoleh setelah orang mengalami sakit karena infeksi suatu kuman penyakit maka disebut kekebalan aktif alami. Sebagai contohnya adalah seseorang yang pernah sakit campak maka seumur hidupnya orang tersebut tidak akan sakit campak lagi. Apakah Anda ingat bahwa pada saat masih kecil mendapatkan imunisasi polio? Sekarang ini di Indonesia sudah dilaksanakan imunisasi polio untuk anak-anak balita. Hal ini dilakukan agar Indonesia terbebas dari virus polio. Apa sebenarnya yang terkandung di dalam vaksin? Vaksin mengandung bibit penyakit yang telah mati atau dinonaktifkan, dimana pada bibit penyakit tersebut masih mempunyai antigen yang kemudian akan direspon oleh sistem 3
STFB- Anfiman 2
Sistem Imun 2013
imun dengan cara membentuk antibodi. Sel B dan sel T (sel limfosit) ikut berperan dalam menghasilkan antibodi. Sel B (B limfosit) membentuk sistem imunitas humoral, yaitu imunitas dengan cara membentuk antibodi yang berada di darah dan limfa. Sel B berfungsi secara spesifik mengenali antigen asing serta berperan membentuk kekebalan terhadap infeksi bakteri, seperti Streptococcus, Meningococcus, virus campak, dan Poliomeilitis. Antibodi ini kemudian melekat pada antigen dan melumpuhkannya. Sel B ini juga mampu membentuk sel pengingat (memory cell). Sel ini berfungsi untuk membentuk kekebalan tubuh dalam jangka panjang. Sebagai contoh jika terdapat antigen yang sama masuk kembali ke dalam tubuh maka sel pengingat ini akan segera meningkatkan antibodi dan membentuk sel plasma dalam waktu cepat. Sel plasma adalah sel B yang mampu menghasilkan antibodi dalam darah dan limfa. Sel T (T limfosit) membentuk sistem imunitas terhadap infeksi bakteri, virus, jamur, sel kanker, serta timbulnya alergi. Sel T ini mengalami pematangan di glandula timus dan bekerja secara fagositosis. Namun T limfosit tidak menghasilkan antibodi. T limfosit secara langsung dapat menyerang sel penghasil antigen. Sel T kadang ikut membantu produksi antibodi oleh sel B. Sel T dan sel B berasal dari sel limfosit yang diproduksi dalam sumsum tulang. Perhatikan Gambar 11.5 Sel limfosit yang melanjutkan pematangan selnya di sumsum tulang akan menjadi sel B. Baik sel B maupun sel T dilengkapi dengan reseptor antigen di dalam plasma membrannya. Reseptor antigen pada sel B merupakan rangkaian membran molekul antibodi yang spesifik untuk antigen tertentu. Reseptor antigen dari sel T berbeda dari antibodi, namun reseptor sel T mengenali antigennya secara spesifik. Spesifikasi dan banyaknya macam dari sistem imun tergantung reseptor pada setiap sel B dan sel T yang memungkinkan limfosit mengidentifikasi dan merespon antigen. Saat antigen berikatan dengan reseptor yang spesifik pada permukaan limfosit, limfosit akan aktif untuk berdeferensiasi dan terbagi menaikkan populasi dari sel efektor. Sel ini secara nyata melindungi tubuh dalam respon imun. Dalam sistem humoral, sel B diaktifkan oleh ikatan antigen yang akan meningkatkan sel efektor yang disebut dengan sel plasma. Sel ini mensekresi antibodi untuk membantu mengurangi antigen.
2) Kekebalan Pasif Setiap antigen memiliki permukaan molekul yang unik dan dapat menstimulasi pembentukan berbagai tipe antibodi. Sistem imun dapat merespon berjuta-juta jenis dari mikroorganisme atau benda asing. Bayi dapat memperoleh kekebalan (antibodi) dari ibunya pada saat masih berada di dalam kandungan. Sehingga bayi tersebut memiliki sistem kekebalan terhadap penyakit seperti kekebalan yang dimiliki ibunya. Kekebalan pasif setelah lahir yaitu jika bayi terhindar dari penyakit setelah dilakukan suntikan dengan serum yang mengandung antibodi, misanya ATS (Anti Tetanus Serum). Sistem kekebalan tubuh yang diperoleh bayi sebelum lahir belum bisa beroperasi secara penuh, tetapi tubuh masih bergantung pada sistem kekebalan pada ibunya. Imunitas pasif hanya berlangsung beberapa hari atau beberapa minggu saja. 4
STFB- Anfiman 2
Sistem Imun 2013
b. Struktur Antibodi Setiap molekul antibodi terdiri dari dua rantai polipeptida yang identik, terdiri dari rantai berat dan rantai ringan. Struktur yang identik menyebabkan rantai-rantai polipeptida membentuk bayangan kaca terhadap sesamanya. Empat rantai pada molekul antibodi dihubungkan satu sama lain dengan ikatan disulfida (–s–s–) membentuk molekul bentuk Y. Dengan membandingkan deretan asam amino dari molekul-molekul antibodi yang berbeda, menunjukkan bahwa spesifikasi antigen- antibodi berada pada dua lengan dari Y. Sementara cabang dari Y menentukan peran antibodi dalam respon imun. Struktur antibodi dapat Anda amati pada Gambar 11.6 di samping ini untuk memudahkan dalam membayangkan bentuk antibodi.
c. Cara Kerja Antibodi Cara kerja antibodi dalam mengikat antigen ada empat macam. Prinsipnya adalah terjadi pengikatan antigen oleh antibodi, yang selanjutnya antigen yang telah diikat antibodi akan dimakan oleh sel makrofag. Berikut ini adalah cara pengikatan antigen oleh antibodi. 1) Netralisasi Antibodi menonaktifkan antigen dengan cara memblok bagian tertentu antigen. Antibodi juga menetralisasi virus dengan cara mengikat bagian tertentu virus pada sel inang. Dengan terjadinya netralisasi maka efek merugikan dari antigen atau toksik dari patogen dapat dikurangi.
2) Penggumpalan Penggumpalan partikel-partikel antigen dapat dilakukan karena struktur antibodi yang memungkinkan untuk melakukan pengikatan lebih dari satu antigen. Molekul antibodi memiliki sedikitnya dua tempat pengikatan antigen yang dapat bergabung dengan antigen-antigen yang berdekatan. Gumpalan atau kumpulan bakteri akan memudahkan sel fagositik (makrofag) untuk menangkap dan memakan bakteri secara cepat. 3) Pengendapan Prinsip pengendapan hampir sama dengan penggumpalan, tetapi pada pengendapan antigen yang dituju berupa antigen yang larut. Pengikatan antigen-antigen tersebut membuatnya dapat diendapkan, sehingga selsel makrofag mudah dalam menangkapnya. 4) Aktifasi Komplemen Antibodi akan bekerja sama dengan protein komplemen untuk melakukan penyerangan terhadap sel asing. Pengaktifan protein komplemen akan menyebabkan terjadinya luka pada membran sel asing dan dapat terjadi lisis. Perhatikan Gambar 11.7. 5
STFB- Anfiman 2
Sistem Imun 2013
Sistem imun dapat mengenali antigen yang sebelumnya pernah dimasukkan ke dalam tubuh, disebut memori imunologi. Dikenal respon primer dan respon sekunder dalam sistem imun yang berkaitan dengan memori imun. Berikut ini adalah gambaran respon primer dan sekunder.
B. Gangguan pada Kekebalan Tubuh Anda tentunya pernah merasakan gangguan pada tubuh yang ditandai adanya rasa sakit, misalnya flu. Apa sebenarnya yang menyebabkan timbulnya suatu penyakit? Anda juga sering mendengar atau membaca penyakit AIDS. Bagaimana AIDS dapat menyerang manusia? Berikut ini akan dipelajari apa yang menyebabkan penyakit khususnya penyakit AIDS. 1. Penyebab Penyakit 6
STFB- Anfiman 2
Sistem Imun 2013
Mikrobia yang menyebabkan penyakit disebut kuman penyakit (patogen). Mikrobia tersebut dapat berupa bakteria, jamur, maupun virus. Bakteri dan jamur sebagian bermanfaat bagi kehidupan manusia. Tetapi berbeda dengan virus, yang merupakan patogen memiliki sifat dapat menyebabkan penyakit. Sifat virus selalu hidup pada organisme hidup lain (sebagai parasit). Di dalam tubuh organisme lain, virus mampu berkembang biak secara capat dan dapat secara terusmenerus berubah membentuk strain baru yang tahan terhadap obat. Contoh penyakit yang disebabkan oleh aktivitas virus adalah influenza dan AIDS. Mengapa tubuh manusia dapat menjadi tempat yang cocok untuk perkembangbiakan mikroorganisme? Tubuh manusia memiliki suhu yang relatif stabil, mendekati pH netral, menyediakan pasokan makanan secara konstan, dan selalu menyediakan oksigen. Keadaan yang seperti itu sangat ideal bagi pertumbuhan dan perkembangan mikroorganisme. Mikroorganisme ini sebagian dapat menyebabkan penyakit. Mikroorganisme yang menyebabkan penyakit disebut sebagai patogen. Mikroorganisme dapat dikatakan sebagai patogen dengan syarat mampu masuk ke dalam tubuh, tumbuh berkoloni di dalam tubuh, tahan terhadap pertahanan tubuh, dan menyebabkan kerusakan pada jaringan tubuh yang ditempati. Kuman dapat menyebabkan sakit dengan cara-cara sebagai berikut. a. Merusak jaringan, misalnya Tuberculosis merusak jaringan paru-paru. b. Mengeluarkan toksin, misalnya bakteri Salmonella yang menghasilkan racun pada makanan. Kuman penyakit dapat menular dari orang yang terinfeksi ke orang yang masih sehat. Sebagai bentuk pencegahan, Anda disarankan untuk selalu berhati-hati dan menjaga kesehatan dengan melakukan beberapa usaha berikut. a. Mencuci tangan sebelum memegang makanan yang akan dimakan. b. Mencuci rambut dengan sampo. c. Rutin mandi setiap hari. d. Rutin menyikat gigi. 2. Penyakit AIDS AIDS merupakan sekumpulan penyakit sebagai dampak dari melemahnya sistem kekebalan tubuh. Kekebalan tubuh dapat melemah karena mendapat serangan dari HIV (Human Immunodeviciency Virus). Perhatikan Gambar 11.10. Virus ini mampu menyerang dan merusak sel darah putih sehingga kemampuan tubuh dalam memerangi kuman penyakit menjadi berkurang. Orang yang terinfeksi virus HIV tidak selalu dikatakan positif mengidap penyakit AIDS tetapi bisa saja hanya sebagai pembawa (karier). HIV dapat ditularkan oleh penderita ke orang lain melalui darah atau semen (sperma) dan cairan vagina. Apabila orang yang sehat melakukan hubungan seksual dengan orang karier HIV maka besar kemungkinan akan tertular virus HIV. Selain dengan hubungan seksual, virus HIV juga dapat menular dari ibu yang terinfeksi kepada bayi yang dikandungnya melalui plasenta. Jarum suntik yang dipergunakan secara sembarangan juga berpotensi menjadi sarana penularan virus HIV. Hal ini dapat terjadi apabila seorang pengidap virus HIV menggunakan jarum suntik yang selanjutnya digunakan kembali oleh orang lain. Biasanya ini terjadi pada orang-orang pengguna obat-obat terlarang yang menggunakan jarum suntik secara bersamasama. Jarum suntik yang telah dipakai dapat terkena darah orang yang memakainya, sedangkan darah dapat menjadi sarana penularan virus HIV. Pencegahan dapat dilakukan dengan memakai kondom saat berhubungan seks, selalu menggunakan jarum suntik yang steril dan berhati-hati pada saat melakukan transfusi darah. HIV menginfeksi sel yang permukaannya terdapat molekul CD4 sebagai reseptor. Infeksi dimulai ketika glikoprotein pada HIV membentuk tempelan ke reseptor CD4. Virus masuk ke sel dan memulai replikasi (memperbanyak diri). Sel terinfeksi dapat menghasilkan bentuk virus yang baru. Sel T menjadi target utama dari virus ini, sehingga efek utamanya adalah pada sistem imun. Selanjutnya sel-sel lain yang memiliki CD4 (beberapa makrofag), subklas sel B, juga dapat terinfeksi. Perhatikan Gambar 11.11.
7
STFB- Anfiman 2
Sistem Imun 2013
Perhatiakan gambar 11.12 HIV menempel ke reseptor CD4 pada permukaan sel T dan masuk sel secara endositosis, kemudian memperbanyak diri. Selanjutnya keluar dari sel T dengan cara melisiskan sel atau dapat juga dengan cara eksositosis. Setelah masa delapan tahun terinfeksi maka penderita HIV dapat menderita AIDS, dan mudah terserang penyakit jenis lainnya, seperti tuberculosis, kanker, melemahnya ingatan, dan kehilangan sistem koordinasi tubuh. Mengapa orang yang terinfeksi virus HIV baru dapat mengetahuinya setelah beberapa tahun? Hal ini karena selama kurang lebih 8 tahun setelah terinfeksi HIV, penderita tidak merasakan gejala sakit. Virus HIV bersifat dorman dalam tubuh manusia, tetapi apabila berhubungan seks dengan orang lain, maka virus ini akan tertular pada orang lain. Seseorang dapat mengetahui apakah terinfeks atau tidak dengan melakukan tes darah dan cairan tubuh. Harus diperhatikan juga bahwa HIV tidak ditularkan melalui kontak fisik. Virus HIV akan cepat mati apabila berada di luar tubuh manusia, sehingga untuk dapat menular pada manusia lain, sperma, cairan vagina, dan darah harus segera berpindah pada tubuh orang lain tersebut.
8
STFB- Anfiman 2
