Tubuh manusia memiliki kemampuan untuk melawan hampir semua jenis organisme atau toksin yang cenderung merusak jaringan dan organ. Kemampuan ini disebut imunitas. Sebagian besar imunitas merupakan imunitas didapat yang tidak berkembang sampai setelah tubuh pertama kali diserang oleh bakteri, virus, atau toksin; sering kali diperlukan waktu berminggu-minggu atau berbulan-bulan agar imunitas tersebut berkembang. Unsur tambahan dari imunitas yang dihasilkan oleh proses umum, bukan oleh proses yang diarahkan terhadap organisme penyebab penyakit tertentu, disebut imunitas bawaan (innate immunity), yang mencakup aspek-aspek berikut:
Fagositosis bakteri dan penyusup lainnya oleh sel darah putih dan sel sistem makrofag jaringan, sebagaimana dijelaskan dalam Bab 34.
Penghancuran organisme yang tertelan oleh sekresi asam lambung dan enzim pencernaan.
Resistensi kulit terhadap invasi organisme.
Adanya zat kimia dan sel tertentu dalam darah yang melekat pada organisme asing atau toksin dan menghancurkannya. Beberapa di antaranya adalah: (1) lisozim, suatu polisakarida mukolitik yang menyerang bakteri dan menyebabkan bakteri tersebut larut; (2) polipeptida basa, yang bereaksi dengan dan menginaktivasi jenis bakteri gram-positif tertentu; (3) kompleks komplemen, yang dijelaskan kemudian, suatu sistem yang terdiri atas sekitar 20 protein yang dapat diaktifkan melalui berbagai cara untuk menghancurkan bakteri; dan (4) limfosit natural killer yang dapat mengenali dan menghancurkan sel asing, sel tumor, dan bahkan beberapa sel yang terinfeksi.
Imunitas bawaan ini membuat tubuh manusia resisten terhadap penyakit seperti beberapa infeksi virus paralitik pada hewan, kolera babi, sampar sapi, dan distemper, suatu penyakit virus yang membunuh sebagian besar anjing yang terinfeksi. Demikian pula, banyak hewan yang resisten atau bahkan kebal terhadap banyak penyakit manusia, seperti poliomielitis, gondongan, kolera manusia, campak, dan sifilis, yang sangat merusak atau bahkan mematikan bagi manusia.
IMUNITAS DIDAPAT (ADAPTIF)
Selain memiliki imunitas bawaan yang bersifat umum, tubuh manusia memiliki kemampuan untuk mengembangkan imunitas spesifik yang sangat kuat terhadap agen penyerang tertentu, seperti bakteri mematikan, virus, toksin, dan bahkan jaringan asing dari hewan lain. Kemampuan ini disebut imunitas didapat atau imunitas adaptif. Imunitas didapat disebabkan oleh sistem imun khusus yang membentuk antibodi dan/atau limfosit teraktivasi yang menyerang serta menghancurkan organisme atau toksin penyerang yang spesifik.
Imunitas didapat sering kali dapat memberikan derajat perlindungan yang sangat tinggi. Sebagai contoh, terhadap toksin tertentu, seperti toksin botulinum yang menyebabkan paralisis atau toksin tetanus yang menyebabkan tetanisasi, tubuh dapat terlindungi terhadap dosis yang mencapai 100.000 kali jumlah yang akan mematikan tanpa adanya imunitas. Oleh karena itu, proses pengobatan yang dikenal sebagai imunisasi sangat penting dalam melindungi manusia terhadap penyakit dan toksin, sebagaimana dijelaskan kemudian dalam bab ini.
Dua jenis dasar imunitas didapat yang saling berkaitan erat terjadi dalam tubuh. Pada salah satu jenis, tubuh mengembangkan antibodi yang beredar dalam sirkulasi, yaitu molekul globulin dalam plasma darah yang mampu menyerang agen penyerang. Jenis imunitas ini disebut imunitas humoral atau imunitas sel B karena limfosit B menghasilkan antibodi. Jenis kedua dari imunitas didapat dicapai melalui pembentukan sejumlah besar limfosit T teraktivasi yang secara spesifik dibentuk di dalam kelenjar getah bening untuk menghancurkan agen asing. Jenis imunitas ini disebut imunitas yang dimediasi sel atau imunitas sel T karena limfosit yang teraktivasi tersebut adalah limfosit T. Baik antibodi maupun limfosit teraktivasi dibentuk dalam jaringan limfoid tubuh.
KEDUA JENIS IMUNITAS DIDAPAT
DIPICU OLEH ANTIGEN
Karena imunitas didapat tidak berkembang sampai setelah terjadi invasi oleh organisme asing atau toksin, jelas bahwa tubuh harus memiliki mekanisme untuk mengenali invasi tersebut. Setiap toksin atau organisme hampir selalu mengandung satu atau lebih senyawa kimia spesifik dalam strukturnya yang berbeda dari semua senyawa lainnya. Secara umum, senyawa tersebut berupa protein atau polisakarida besar yang memicu terbentuknya imunitas didapat; zat-zat ini disebut antigen (pembangkit antibodi).
Agar suatu zat bersifat antigenik, biasanya zat tersebut harus memiliki berat molekul tinggi, yaitu 8000 atau lebih. Selain itu, proses antigenisitas biasanya bergantung pada adanya gugus molekul yang berulang secara teratur, yang disebut epitop, pada permukaan molekul besar tersebut. Faktor ini juga menjelaskan mengapa protein dan polisakarida besar hampir selalu bersifat antigenik, karena kedua zat tersebut memiliki karakteristik stereokimia ini.
LIMFOSIT BERTANGGUNG JAWAB TERHADAP
IMUNITAS DIDAPAT
Imunitas didapat merupakan hasil kerja limfosit tubuh. Pada individu yang secara genetik tidak memiliki limfosit atau yang limfositnya telah dihancurkan oleh radiasi atau bahan kimia, tidak ada imunitas didapat yang dapat berkembang. Dalam beberapa hari setelah lahir, individu seperti itu akan meninggal akibat infeksi bakteri fulminan kecuali jika ditangani dengan tindakan yang luar biasa. Oleh karena itu, jelas bahwa limfosit sangat penting bagi kelangsungan hidup manusia.
Limfosit paling banyak ditemukan di dalam kelenjar getah bening, tetapi juga terdapat pada jaringan limfoid khusus seperti limpa, daerah submukosa saluran gastrointestinal, timus, dan sumsum tulang. Jaringan limfoid tersebar secara strategis di dalam tubuh untuk mencegat organisme atau toksin yang menyerang sebelum menyebar terlalu luas.
Dalam sebagian besar kasus, agen penyerang pertama kali memasuki cairan jaringan dan kemudian dibawa oleh pembuluh limfe ke kelenjar getah bening atau jaringan limfoid lainnya. Sebagai contoh, jaringan limfoid pada dinding saluran gastrointestinal langsung terpapar antigen yang masuk dari usus. Jaringan limfoid pada tenggorok dan faring (termasuk tonsil dan adenoid) terletak strategis untuk mencegat antigen yang masuk melalui saluran pernapasan atas. Jaringan limfoid dalam kelenjar getah bening terpapar antigen yang menginvasi jaringan perifer tubuh, dan jaringan limfoid pada limpa, timus, serta sumsum tulang memiliki peran khusus untuk mencegat agen antigenik yang berhasil mencapai sirkulasi darah.
Limfosit T dan B Memediasi Imunitas yang Dimediasi Sel dan Imunitas Humoral. Meskipun sebagian besar limfosit dalam jaringan limfoid normal tampak serupa ketika diamati di bawah mikroskop, sel-sel ini sebenarnya terbagi secara jelas menjadi dua populasi utama. Salah satu populasi, yaitu limfosit T, bertanggung jawab membentuk limfosit teraktivasi yang menghasilkan imunitas yang dimediasi sel, sedangkan populasi lainnya, yaitu limfosit B, bertanggung jawab membentuk antibodi yang menghasilkan imunitas humoral.
Kedua jenis limfosit ini pada awalnya berasal selama masa embrio dari sel punca hematopoietik multipoten yang membentuk sel progenitor limfoid bersama sebagai salah satu keturunan terpentingnya selama proses diferensiasi. Hampir semua limfosit yang terbentuk pada akhirnya akan berada di jaringan limfoid, tetapi sebelum itu limfosit mengalami diferensiasi lebih lanjut atau prapemrosesan dengan cara berikut.
Sel progenitor limfoid yang pada akhirnya akan membentuk limfosit T teraktivasi pertama kali bermigrasi ke dan mengalami prapemrosesan di kelenjar timus; oleh karena itu disebut limfosit T untuk menunjukkan peran timus. Limfosit ini bertanggung jawab terhadap imunitas yang dimediasi sel.
Populasi limfosit lainnya, yaitu limfosit B yang akan membentuk antibodi, mengalami prapemrosesan di hati selama pertengahan kehidupan janin dan di sumsum tulang pada akhir kehidupan janin serta setelah lahir. Populasi sel ini pertama kali ditemukan pada burung, yang memiliki organ prapemrosesan khusus yang disebut bursa Fabricius. Oleh karena itu, limfosit ini disebut limfosit B untuk menunjukkan peran bursa, dan bertanggung jawab terhadap imunitas humoral. Gambar 35-1 menunjukkan dua sistem limfosit untuk pembentukan, masing-masing, (1) limfosit T teraktivasi dan (2) antibodi.
Gambar 35-1. Pembentukan antibodi dan limfosit tersensitisasi oleh kelenjar getah bening sebagai respons terhadap antigen. Gambar ini juga menunjukkan asal limfosit T (timus) dan limfosit B (bursa), yang masing-masing bertanggung jawab terhadap imunitas yang dimediasi sel dan imunitas humoral.
Meskipun semua limfosit dalam tubuh berasal dari sel punca embrionik yang telah berkomitmen menjadi limfosit, sel punca ini tidak mampu secara langsung membentuk limfosit T teraktivasi atau antibodi. Sebelum dapat melakukannya, sel-sel tersebut harus mengalami diferensiasi lebih lanjut di area pemrosesan yang sesuai, sebagai berikut.
Kelenjar Timus Mempraproses Limfosit T. Setelah berasal dari sumsum tulang, limfosit T pertama-tama bermigrasi ke kelenjar timus. Di sini, limfosit T membelah dengan cepat dan pada saat yang sama mengembangkan keragaman yang sangat besar untuk bereaksi terhadap berbagai antigen spesifik. Artinya, satu limfosit timus mengembangkan reaktivitas spesifik terhadap satu antigen, kemudian limfosit berikutnya mengembangkan spesifisitas terhadap antigen yang lain. Proses ini berlanjut hingga terbentuk ribuan jenis limfosit timus yang berbeda dengan reaktivitas spesifik terhadap ribuan antigen yang berbeda. Berbagai jenis limfosit T yang telah dipraproses ini kemudian meninggalkan timus dan menyebar melalui darah ke seluruh tubuh untuk menetap di jaringan limfoid di berbagai tempat.
Timus juga memastikan bahwa limfosit T yang meninggalkan timus tidak akan bereaksi terhadap protein atau antigen lain yang terdapat dalam jaringan tubuh sendiri; jika tidak, limfosit T tersebut akan mematikan bagi tubuh individu tersebut hanya dalam beberapa hari. Timus menyeleksi limfosit T yang akan dilepaskan dengan terlebih dahulu mencampurkannya dengan hampir semua antigen diri spesifik yang berasal dari jaringan tubuh sendiri. Jika suatu limfosit T bereaksi, sel tersebut dihancurkan dan difagositosis, bukan dilepaskan, yang terjadi pada hingga 90% sel. Dengan demikian, hanya sel yang tidak bereaksi terhadap antigen tubuh sendiri yang akhirnya dilepaskan; sel-sel ini hanya bereaksi terhadap antigen yang berasal dari sumber luar, seperti bakteri, toksin, atau bahkan jaringan yang ditransplantasikan dari orang lain.
Sebagian besar prapemrosesan limfosit T di timus terjadi sesaat sebelum kelahiran dan selama beberapa bulan setelah lahir. Setelah periode ini, pengangkatan kelenjar timus akan mengurangi (tetapi tidak menghilangkan) sistem imun limfosit T. Namun, pengangkatan timus beberapa bulan sebelum kelahiran dapat mencegah perkembangan seluruh imunitas yang dimediasi sel, termasuk penolakan terhadap organ yang ditransplantasikan.
Hati dan Sumsum Tulang Mempraproses Limfosit B. Pada manusia, limfosit B mengalami prapemrosesan di hati selama pertengahan kehidupan janin dan di sumsum tulang selama akhir kehidupan janin serta setelah lahir. Limfosit B berbeda dari limfosit T dalam dua hal:
Alih-alih seluruh sel mengembangkan reaktivitas terhadap antigen seperti yang terjadi pada limfosit T, limfosit B secara aktif mensekresikan antibodi yang merupakan agen reaktif. Agen ini merupakan protein besar yang mampu berikatan dengan dan menghancurkan zat antigenik, sebagaimana dijelaskan lebih lanjut dalam bab ini dan Bab 34.
Limfosit B memiliki keragaman yang bahkan lebih besar daripada limfosit T, sehingga membentuk jutaan jenis antibodi limfosit B dengan reaktivitas spesifik yang berbeda-beda. Setelah dipraproses, limfosit B, seperti halnya limfosit T, bermigrasi ke jaringan limfoid di seluruh tubuh, tempat mereka menetap berdekatan tetapi sedikit terpisah dari area limfosit T.
LIMFOSIT T DAN ANTIBODI LIMFOSIT B
BEREAKSI TERHADAP ANTIGEN SPESIFIK:
PERAN KLON LIMFOSIT
Ketika antigen spesifik bersentuhan dengan limfosit T dan B di jaringan limfoid, sebagian limfosit T menjadi teraktivasi membentuk sel T teraktivasi, dan sebagian limfosit B menjadi teraktivasi membentuk antibodi. Sel T teraktivasi dan antibodi tersebut kemudian bereaksi secara sangat spesifik terhadap jenis antigen tertentu yang memicu pembentukannya. Mekanisme spesifisitas ini dijelaskan berikut ini.
Jutaan Jenis Limfosit Spesifik Disimpan dalam Jaringan Limfoid. Jutaan jenis limfosit B yang telah terbentuk sebelumnya dan limfosit T yang telah terbentuk sebelumnya, yang mampu membentuk jenis antibodi atau sel T yang sangat spesifik, disimpan dalam jaringan limfoid, sebagaimana telah dijelaskan sebelumnya. Masing-masing limfosit yang telah terbentuk ini hanya mampu membentuk satu jenis antibodi atau satu jenis sel T dengan satu jenis spesifisitas, dan hanya jenis antigen yang spesifik yang dapat mengaktifkannya. Setelah limfosit spesifik tersebut diaktifkan oleh antigennya, limfosit akan bereproduksi secara masif, membentuk sejumlah besar limfosit duplikat (Gambar 35-2). Jika limfosit tersebut adalah limfosit B, keturunannya pada akhirnya akan mensekresikan jenis antibodi spesifik yang kemudian beredar ke seluruh tubuh. Jika limfosit tersebut adalah limfosit T, keturunannya berupa sel T tersensitisasi spesifik yang dilepaskan ke dalam limfe, dibawa ke darah, lalu bersirkulasi melalui seluruh cairan jaringan dan kembali ke limfe, kadang-kadang terus beredar dalam sirkuit ini selama berbulan-bulan atau bertahun-tahun.
Semua limfosit yang mampu membentuk satu antibodi spesifik atau satu jenis sel T disebut sebagai satu klon limfosit. Artinya, limfosit dalam setiap klon memiliki kesamaan dan pada awalnya berasal dari satu atau beberapa limfosit awal dari jenis spesifik tersebut.
Hanya beberapa ratus hingga beberapa ribu gen yang mengode jutaan jenis antibodi dan limfosit T yang berbeda. Pada awalnya merupakan suatu misteri bagaimana sejumlah gen yang relatif sedikit dapat mengode jutaan spesifisitas antibodi atau sel T yang dihasilkan oleh jaringan limfoid. Kini misteri tersebut telah terpecahkan.
Gen lengkap untuk membentuk setiap jenis sel T atau sel B tidak pernah terdapat dalam sel punca asal yang membentuk sel imun fungsional. Sebaliknya, yang ada hanyalah segmen-segmen gen, bahkan ratusan segmen semacam itu, tetapi bukan gen yang utuh. Selama prapemrosesan limfosit T dan B, segmen-segmen gen ini bercampur satu sama lain dalam kombinasi acak hingga akhirnya membentuk gen yang lengkap.
Karena terdapat beberapa ratus jenis segmen gen, serta jutaan kombinasi berbeda yang dapat dibentuk oleh segmen-segmen tersebut dalam satu sel, dapat dipahami bagaimana jutaan jenis gen sel yang berbeda dapat terbentuk. Untuk setiap limfosit T atau B fungsional yang akhirnya terbentuk, struktur gennya hanya mengode satu spesifisitas antigen tunggal. Sel-sel matang ini kemudian menjadi sel T dan sel B yang sangat spesifik yang menyebar ke dan mengisi jaringan limfoid.
Setiap klon limfosit hanya responsif terhadap satu jenis antigen (atau beberapa antigen serupa yang memiliki karakteristik stereokimia yang hampir sama persis).
Alasannya adalah sebagai berikut. Pada limfosit B, setiap sel memiliki sekitar 100.000 molekul antibodi pada membran permukaan selnya yang akan bereaksi secara sangat spesifik hanya dengan satu jenis antigen. Oleh karena itu, ketika antigen yang sesuai datang, antigen tersebut segera berikatan dengan antibodi pada membran sel, yang kemudian memicu proses aktivasi, sebagaimana akan dijelaskan lebih rinci selanjutnya. Pada limfosit T, terdapat molekul yang menyerupai antibodi yang disebut protein reseptor permukaan (atau reseptor sel T) pada permukaan membran sel T, dan molekul ini juga sangat spesifik terhadap satu antigen pengaktif tertentu. Dengan demikian, suatu antigen hanya akan merangsang sel-sel yang memiliki reseptor komplementer terhadap antigen tersebut dan yang telah berkomitmen untuk meresponsnya.
Peran Makrofag dalam Proses Aktivasi. Selain limfosit di jaringan limfoid, terdapat jutaan makrofag di jaringan yang sama. Makrofag ini melapisi sinusoid kelenjar getah bening, limpa, dan jaringan limfoid lainnya, serta berada berdekatan dengan banyak limfosit di kelenjar getah bening. Sebagian besar organisme yang menginvasi pertama kali difagositosis dan sebagian dicerna oleh makrofag, kemudian produk antigeniknya dilepaskan ke sitosol makrofag. Makrofag selanjutnya menyampaikan antigen tersebut melalui kontak langsung antarsel kepada limfosit, sehingga mengakibatkan aktivasi klon limfosit yang spesifik. Selain itu, makrofag mensekresikan suatu zat pengaktivasi khusus, interleukin-1, yang semakin meningkatkan pertumbuhan dan reproduksi limfosit spesifik tersebut.
Peran Sel T dalam Aktivasi Limfosit B. Sebagian besar antigen mengaktivasi limfosit T dan limfosit B secara bersamaan. Sebagian sel T yang terbentuk, yang disebut sel T helper, mensekresikan zat-zat spesifik (secara kolektif disebut limfokin) yang mengaktivasi limfosit B spesifik. Bahkan, tanpa bantuan sel T helper ini, jumlah antibodi yang dibentuk oleh limfosit B biasanya kecil. Hubungan kerja sama antara sel T helper dan sel B ini akan dibahas setelah menjelaskan mekanisme sistem imunitas sel T.
KARAKTERISTIK KHUSUS SISTEM
LIMFOSIT B: IMUNITAS HUMORAL
DAN ANTIBODI
Pembentukan Antibodi oleh Sel Plasma. Sebelum terpapar antigen spesifik, klon limfosit B tetap berada dalam keadaan dorman di jaringan limfoid. Ketika antigen asing masuk, makrofag di jaringan limfoid memfagositosis antigen tersebut dan kemudian menyajikannya kepada limfosit B yang berdekatan. Selain itu, antigen juga disajikan kepada sel T pada saat yang sama sehingga terbentuk sel T helper yang teraktivasi. Sel helper ini juga berkontribusi terhadap aktivasi limfosit B yang sangat kuat, sebagaimana dibahas kemudian.
Limfosit B yang spesifik terhadap antigen tersebut segera membesar dan menunjukkan penampilan seperti limfoblas. Sebagian limfoblas kemudian berdiferensiasi lebih lanjut membentuk plasmablas, yang merupakan prekursor sel plasma. Pada plasmablas, sitoplasma membesar dan retikulum endoplasma kasar mengalami proliferasi yang sangat luas. Plasmablas kemudian mulai membelah dengan kecepatan sekitar satu kali setiap 10 jam selama sekitar sembilan kali pembelahan, menghasilkan populasi sekitar 500 sel dari setiap plasmablas awal dalam waktu 4 hari. Sel plasma yang matang kemudian memproduksi antibodi gamma globulin dengan kecepatan yang sangat tinggi, sekitar 2000 molekul per detik untuk setiap sel plasma. Selanjutnya, antibodi tersebut disekresikan ke dalam limfe dan dibawa ke sirkulasi darah. Proses ini berlanjut selama beberapa hari atau minggu hingga akhirnya terjadi kelelahan dan kematian sel plasma.
Pembentukan Sel Memori Meningkatkan Respons Antibodi terhadap Pajanan Antigen Berikutnya. Sejumlah kecil limfoblas yang terbentuk akibat aktivasi suatu klon limfosit B tidak melanjutkan diferensiasi menjadi sel plasma, melainkan membentuk sejumlah sedang limfosit B baru yang serupa dengan limfosit pada klon asal. Dengan kata lain, populasi sel B dari klon yang teraktivasi secara spesifik tersebut meningkat secara besar-besaran, dan limfosit B baru ditambahkan ke limfosit asli dari klon yang sama. Sel-sel ini juga bersirkulasi ke seluruh tubuh untuk mengisi semua jaringan limfoid; namun secara imunologis, mereka tetap berada dalam keadaan dorman sampai diaktifkan kembali oleh paparan baru dari antigen yang sama. Limfosit ini disebut sel memori.
Paparan berikutnya terhadap antigen yang sama akan menyebabkan respons antibodi yang jauh lebih cepat dan lebih kuat karena jumlah sel memori jauh lebih banyak dibandingkan jumlah limfosit B asli dari klon spesifik tersebut.
Gambar 35-3 menunjukkan perbedaan antara respons primer pembentukan antibodi yang terjadi pada paparan pertama terhadap antigen spesifik dan respons sekunder yang terjadi setelah paparan kedua terhadap antigen yang sama. Perhatikan adanya keterlambatan sekitar 1 minggu sebelum munculnya respons primer, potensi respons yang lemah, dan durasinya yang singkat. Sebaliknya, respons sekunder dimulai dengan cepat setelah pajanan antigen (sering kali dalam hitungan jam), jauh lebih kuat, dan menghasilkan antibodi selama berbulan-bulan, bukan hanya beberapa minggu.
Peningkatan potensi dan durasi respons sekunder menjelaskan mengapa imunisasi biasanya dilakukan dengan menyuntikkan antigen dalam beberapa dosis, dengan interval beberapa minggu atau beberapa bulan di antara penyuntikan.
Pembentukan Imunitas Seumur Hidup oleh Sel Plasma. Ketika limfosit B naif bertemu dengan antigen yang sesuai, menjadi teraktivasi, dan mengalami ekspansi klonal, sel-sel tersebut berdiferensiasi menjadi sel plasma berumur pendek atau berumur panjang yang menghasilkan antibodi dalam jumlah besar.
Sel plasma berumur pendek memberikan perlindungan yang cepat tetapi mengalami apoptosis setelah beberapa hari melakukan sekresi antibodi secara intensif. Namun, sel plasma berumur panjang menetap di jaringan seperti sumsum tulang dan jaringan limfoid yang berasosiasi dengan usus (gut-associated lymphoid tissue) serta dapat terus menghasilkan antibodi selama bertahun-tahun, sehingga memberikan imunitas seumur hidup terhadap penyakit infeksi seperti campak dan cacar.
Sebagai contoh, titer antibodi spesifik terhadap cacar yang tinggi telah terdeteksi dalam darah individu yang divaksinasi pada masa kanak-kanak sekitar 70 tahun sebelumnya. Selain itu, penyintas lanjut usia dari pandemi virus influenza H1N1 tahun 1918 terbukti masih memiliki antibodi penetral virus yang sangat fungsional terhadap virus virulen tersebut 90 tahun setelah mereka terinfeksi.
Dengan demikian, sel plasma yang menghasilkan antibodi penetral virus dapat dipertahankan selama beberapa dekade setelah pajanan, bahkan hingga dekade kesepuluh kehidupan pada manusia.
Sifat Antibodi
Antibodi adalah gamma globulin yang disebut imunoglobulin (Ig) dengan berat molekul antara 160.000 hingga 970.000 dan mencakup sekitar 20% dari seluruh protein plasma. Semua imunoglobulin tersusun atas kombinasi rantai polipeptida ringan (light chain) dan rantai polipeptida berat (heavy chain). Sebagian besar merupakan kombinasi dua rantai ringan dan dua rantai berat, seperti ditunjukkan pada Gambar 35-4.
Namun, beberapa imunoglobulin memiliki kombinasi hingga 10 rantai berat dan 10 rantai ringan, yang menghasilkan imunoglobulin dengan berat molekul tinggi. Meskipun demikian, pada semua imunoglobulin, setiap rantai berat berpasangan dengan satu rantai ringan pada salah satu ujungnya sehingga membentuk satu pasangan rantai berat-ringan; selalu terdapat sedikitnya dua dan sebanyak-banyaknya 10 pasangan seperti ini dalam setiap molekul imunoglobulin.
Gambar 35-4 menunjukkan ujung tertentu dari setiap rantai ringan dan rantai berat yang disebut bagian variabel (variable portion); sisa rantai disebut bagian konstan (constant portion). Bagian variabel berbeda untuk setiap antibodi spesifik, dan bagian inilah yang berikatan secara spesifik dengan jenis antigen tertentu.
Bagian konstan menentukan sifat-sifat lain dari antibodi, termasuk faktor-faktor seperti kemampuan difusi antibodi dalam jaringan, perlekatan pada struktur tertentu di jaringan, ikatan dengan kompleks komplemen, kemudahan antibodi melewati membran, serta berbagai sifat biologis lainnya dari antibodi.
Kombinasi ikatan nonkovalen dan ikatan kovalen (disulfida) mempertahankan keterikatan antara rantai ringan dan rantai berat.
Spesifisitas Antibodi. Setiap antibodi bersifat spesifik terhadap antigen tertentu; karakteristik ini merupakan hasil dari organisasi struktural unik asam amino pada bagian variabel rantai ringan dan rantai berat. Organisasi asam amino tersebut memiliki bentuk sterik yang berbeda untuk setiap spesifisitas antigen, sehingga ketika suatu antigen bersentuhan dengannya, banyak gugus prostetik antigen akan sesuai seperti bayangan cermin dengan gugus pada antibodi, sehingga memungkinkan terjadinya ikatan yang cepat dan kuat antara antibodi dan antigen. Ketika antibodi sangat spesifik, terdapat begitu banyak tempat ikatan sehingga penggabungan antibodi-antigen menjadi sangat kuat, dipertahankan oleh (1) ikatan hidrofobik; (2) ikatan hidrogen; (3) gaya tarik ionik; dan (4) gaya van der Waals. Interaksi ini juga mengikuti hukum aksi massa termodinamika:
Ka disebut konstanta afinitas dan merupakan ukuran seberapa kuat antibodi berikatan dengan antigen.
Perhatikan secara khusus pada Gambar 35-4 bahwa terdapat dua tempat variabel pada antibodi yang digambarkan untuk perlekatan antigen, sehingga jenis antibodi ini bersifat bivalen. Sebagian kecil antibodi, yang terdiri atas kombinasi hingga 10 rantai ringan dan 10 rantai berat, memiliki sebanyak 10 tempat ikatan.
Lima Kelas Umum Antibodi. Terdapat lima kelas umum antibodi, yang masing-masing disebut IgM, IgG, IgA, IgD, dan IgE. “Ig” merupakan singkatan dari imunoglobulin, sedangkan lima huruf lainnya menunjukkan kelas masing-masing.
Untuk tujuan pembahasan yang terbatas ini, dua kelas antibodi memiliki arti khusus, yaitu IgG, yang merupakan antibodi bivalen dan mencakup sekitar 75% antibodi pada individu normal, serta IgE, yang hanya mencakup persentase kecil dari antibodi tetapi sangat berperan dalam alergi. Kelas IgM juga menarik karena sebagian besar antibodi yang terbentuk selama respons primer termasuk dalam tipe ini. Antibodi ini memiliki 10 tempat ikatan yang menjadikannya sangat efektif dalam melindungi tubuh terhadap agen penyerang, meskipun jumlah antibodi IgM tidak banyak.
Mekanisme Kerja Antibodi
Antibodi bekerja terutama melalui dua cara untuk melindungi tubuh terhadap agen penyerang: (1) melalui serangan langsung terhadap agen penyerang; dan (2) melalui aktivasi sistem komplemen yang kemudian memiliki berbagai mekanisme sendiri untuk menghancurkan agen penyerang.
Gambar 35-5 menunjukkan antibodi (ditandai dengan batang berbentuk Y berwarna merah) yang bereaksi dengan antigen (ditandai dengan objek berarsir). Karena sifat bivalen antibodi dan banyaknya tempat antigen pada sebagian besar agen penyerang, antibodi dapat menginaktivasi agen penyerang melalui beberapa cara berikut:
Aglutinasi, yaitu pengikatan bersama banyak partikel besar yang memiliki antigen pada permukaannya (misalnya bakteri atau eritrosit) menjadi suatu gumpalan.
Presipitasi, yaitu kompleks molekuler antara antigen terlarut (misalnya toksin tetanus) dan antibodi menjadi begitu besar sehingga tidak lagi larut dan mengendap.
Netralisasi, yaitu antibodi menutupi tempat toksik pada agen antigenik.
Lisis, yaitu beberapa antibodi yang sangat kuat kadang-kadang mampu menyerang langsung membran agen seluler dan menyebabkan pecahnya agen tersebut.
Kerja langsung antibodi ini sering kali tidak cukup kuat untuk memainkan peran utama dalam melindungi tubuh terhadap agen penyerang. Sebagian besar perlindungan terjadi melalui efek amplifikasi sistem komplemen yang dijelaskan berikut ini.
SISTEM KOMPLEMEN UNTUK AKSI ANTIBODI
Fungsi utama sistem komplemen adalah meningkatkan (melengkapi) kerja antibodi dan sel fagositik dalam menetralkan serta menghancurkan patogen, menghilangkan sel yang rusak dari tubuh, dan mempromosikan inflamasi. Komplemen merupakan istilah kolektif yang menggambarkan suatu sistem yang terdiri atas sekitar 20 protein, banyak di antaranya merupakan prekursor enzim. Pelaku utama dalam sistem ini adalah 11 protein yang diberi nama C1 sampai C9, B, dan D, seperti ditunjukkan pada Gambar 35-6. Semua protein ini secara normal terdapat di antara protein plasma dalam darah, serta di antara protein yang keluar dari kapiler ke ruang jaringan. Prekursor enzim tersebut biasanya tidak aktif, tetapi dapat diaktifkan melalui jalur yang disebut jalur klasik (classical pathway).
Jalur klasik dimulai oleh reaksi antigen-antibodi. Ketika suatu antibodi berikatan dengan antigen, suatu tempat reaktif spesifik pada bagian konstan antibodi menjadi terbuka atau teraktivasi, dan kemudian berikatan langsung dengan molekul C1 dari sistem komplemen. Hal ini memicu rangkaian reaksi berurutan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 35-6, dimulai dengan aktivasi proenzim C1. Enzim C1 yang terbentuk kemudian secara berturut-turut mengaktivasi jumlah enzim yang semakin besar pada tahap-tahap berikutnya dalam sistem tersebut, sehingga dari suatu awal yang kecil terjadi reaksi amplifikasi yang sangat besar. Berbagai produk akhir terbentuk, seperti ditunjukkan di sisi kanan gambar, dan beberapa di antaranya memiliki efek penting yang membantu mencegah kerusakan jaringan tubuh akibat organisme atau toksin yang menyerang.
Beberapa efek yang lebih penting adalah sebagai berikut:
Opsonisasi dan fagositosis. Salah satu produk dari kaskade komplemen, yaitu C3b, sangat mengaktivasi fagositosis oleh neutrofil dan makrofag, menyebabkan sel-sel ini menelan bakteri yang melekat pada kompleks antigen-antibodi. Proses ini disebut opsonisasi. Proses tersebut sering meningkatkan jumlah bakteri yang dapat dihancurkan hingga ratusan kali lipat.
Lisis. Salah satu produk paling penting dari kaskade komplemen adalah kompleks serangan membran (membrane attack complex), yang juga disebut kompleks sitolitik (cytolytic complex), yaitu kombinasi beberapa faktor komplemen yang diberi nama C5b6789. Kompleks serangan membran ini menyisip ke dalam lapisan ganda lipid membran sel, membentuk pori-pori yang permeabel terhadap ion dan menyebabkan ruptur osmotik membran sel bakteri atau organisme penyerang lainnya.
Aglutinasi. Produk komplemen juga mengubah permukaan organisme penyerang sehingga menyebabkan organisme-organisme tersebut saling melekat satu sama lain, yang pada akhirnya mendorong terjadinya aglutinasi.
Netralisasi virus. Enzim komplemen dan produk komplemen lainnya dapat menyerang struktur beberapa virus dan dengan demikian menjadikannya tidak virulen.
Kemotaksis. Fragmen C5a memulai kemotaksis neutrofil dan makrofag, sehingga menyebabkan sejumlah besar fagosit ini bermigrasi ke daerah jaringan yang berdekatan dengan agen antigenik.
Aktivasi sel mast dan basofil. Fragmen C3a, C4a, dan C5a mengaktivasi sel mast dan basofil, menyebabkan keduanya melepaskan histamin, heparin, dan beberapa zat lain ke dalam cairan lokal. Zat-zat ini kemudian menyebabkan peningkatan aliran darah lokal, peningkatan kebocoran cairan dan protein plasma ke dalam jaringan, serta reaksi jaringan lokal lainnya yang membantu menginaktivasi atau mengimobilisasi agen antigenik. Faktor-faktor yang sama ini juga berperan besar dalam inflamasi dan alergi.
Efek inflamasi. Selain efek inflamasi yang disebabkan oleh aktivasi sel mast dan basofil, beberapa produk komplemen lainnya juga berkontribusi terhadap inflamasi lokal. Produk-produk ini menyebabkan (1) aliran darah yang telah meningkat menjadi semakin meningkat; (2) kebocoran protein melalui kapiler semakin bertambah; dan (3) protein cairan interstisial mengalami koagulasi di ruang jaringan, sehingga mencegah pergerakan organisme penyerang melalui jaringan.
KARAKTERISTIK KHUSUS SISTEM LIMFOSIT T: SEL T TERAKTIVASI DAN IMUNITAS YANG DIPERANTARAI SEL
Pelepasan Sel T Teraktivasi dari Jaringan Limfoid dan Pembentukan Sel Memori
Setelah terpajan antigen yang sesuai, sebagaimana dipresentasikan oleh makrofag di sekitarnya, limfosit T dari suatu klon limfosit tertentu akan berproliferasi dan melepaskan sejumlah besar sel T teraktivasi yang bereaksi secara spesifik dengan cara yang sejajar dengan pelepasan antibodi oleh sel B yang teraktivasi. Perbedaan utamanya adalah bahwa alih-alih melepaskan antibodi, sel T teraktivasi utuh dibentuk dan dilepaskan ke dalam limfe. Sel-sel T ini kemudian masuk ke sirkulasi, didistribusikan ke seluruh tubuh, melewati dinding kapiler menuju ruang jaringan, kembali ke limfe dan darah, lalu bersirkulasi berulang kali di seluruh tubuh, kadang-kadang bertahan selama berbulan-bulan bahkan bertahun-tahun.
Selain itu, sel memori limfosit T juga terbentuk dengan cara yang sama seperti pembentukan sel memori B pada sistem antibodi. Ketika suatu klon limfosit T diaktivasi oleh antigen, banyak limfosit yang baru terbentuk dipertahankan dalam jaringan limfoid untuk menjadi limfosit T tambahan dari klon spesifik tersebut; bahkan sel memori ini menyebar ke seluruh jaringan limfoid tubuh. Oleh karena itu, pada pajanan berikutnya terhadap antigen yang sama di mana pun dalam tubuh, pelepasan sel T teraktivasi terjadi jauh lebih cepat dan jauh lebih kuat dibandingkan saat pajanan pertama.
Sel Penyaji Antigen, Protein Major Histocompatibility Complex, dan Reseptor Antigen pada Limfosit T
Respons sel T sangat spesifik terhadap antigen, seperti halnya respons antibodi oleh sel B, dan setidaknya sama pentingnya dengan antibodi dalam pertahanan terhadap infeksi. Bahkan, respons imun didapat biasanya memerlukan bantuan sel T untuk memulai proses tersebut, dan sel T memainkan peran utama dalam membantu mengeliminasi patogen yang menyerang.
Walaupun limfosit B mengenali antigen yang utuh, limfosit T hanya merespons antigen ketika antigen tersebut berikatan dengan molekul spesifik yang disebut protein MHC (major histocompatibility complex) pada permukaan sel penyaji antigen di jaringan limfoid (Gambar 35-7). Tiga jenis utama sel penyaji antigen adalah makrofag, limfosit B, dan sel dendritik. Sel dendritik (juga dikenal sebagai sel aksesori), yang merupakan sel penyaji antigen paling kuat, tersebar di seluruh tubuh dan fungsi utamanya adalah menyajikan antigen kepada sel T. Interaksi protein adhesi sel sangat penting dalam memungkinkan sel T berikatan dengan sel penyaji antigen cukup lama sehingga dapat teraktivasi.
Protein MHC dikodekan oleh kelompok besar gen yang disebut major histocompatibility complex (MHC). Protein MHC mengikat fragmen peptida dari protein antigen yang mengalami degradasi di dalam sel penyaji antigen, kemudian mengangkutnya ke permukaan sel. Terdapat dua jenis protein MHC: (1) protein MHC I, yang menyajikan antigen kepada sel T sitotoksik; dan (2) protein MHC II, yang menyajikan antigen kepada sel T helper. Fungsi spesifik sel T sitotoksik dan sel T helper akan dibahas kemudian.
Antigen pada permukaan sel penyaji antigen berikatan dengan molekul reseptor pada permukaan sel T dengan cara yang sama seperti antigen berikatan dengan antibodi protein plasma. Molekul reseptor ini tersusun atas suatu unit variabel yang mirip dengan bagian variabel antibodi humoral, tetapi bagian batangnya terikat kuat pada membran sel limfosit T. Pada satu sel T dapat terdapat sebanyak 100.000 tempat reseptor.
BERBAGAI JENIS SEL T DAN FUNGSINYA
Saat ini telah diketahui bahwa terdapat berbagai jenis sel T, yang diklasifikasikan ke dalam tiga kelompok utama: (1) sel T helper; (2) sel T sitotoksik; dan (3) sel T regulator (juga disebut sel T supresor). Fungsi masing-masing jenis sel T ini berbeda.
Sel T Helper Merupakan Jenis Sel T yang Paling Banyak
Sel T helper merupakan jenis sel T yang paling banyak jumlahnya, biasanya mencakup lebih dari 75% dari seluruh sel T. Sesuai namanya, sel-sel ini membantu fungsi sistem imun dalam berbagai cara. Sel T helper berperan sebagai regulator utama hampir seluruh fungsi imun, seperti ditunjukkan pada Gambar 35-8. Mereka melakukan hal ini dengan membentuk serangkaian mediator protein yang disebut limfokin, yang bekerja pada sel-sel lain dalam sistem imun maupun pada sel-sel sumsum tulang.
Ketika dirangsang, sel T helper CD4+ naif dapat berdiferensiasi menjadi beberapa subkelompok yang menghasilkan limfokin berbeda dan menjalankan fungsi yang berbeda pula. Tabel 35-1 merangkum subkelompok utama sel T helper, limfokin yang menginduksi masing-masing subkelompok, limfokin yang dihasilkan oleh subkelompok tersebut, serta reaksi imunologis yang dipicu oleh masing-masing subkelompok.
Fungsi Regulasi Spesifik Limfokin
Tanpa limfokin yang dihasilkan oleh sel T helper, bagian lain dari sistem imun hampir mengalami kelumpuhan.
Faktanya, sel T helper merupakan sel yang diinaktivasi atau dihancurkan oleh human immunodeficiency virus (HIV), yang menyebabkan tubuh hampir sepenuhnya tidak terlindungi terhadap penyakit infeksi, sehingga menimbulkan efek melemahkan dan mematikan yang kini dikenal sebagai acquired immunodeficiency syndrome (AIDS). Beberapa fungsi regulasi spesifik dijelaskan pada bagian berikut.
Stimulasi Pertumbuhan dan Proliferasi Sel T Sitotoksik dan Sel T Regulator
Tanpa adanya sel T helper, klon yang menghasilkan sel T sitotoksik dan sel T regulator hanya sedikit diaktivasi oleh sebagian besar antigen. Limfokin interleukin-2 memiliki efek stimulasi yang sangat kuat dalam menyebabkan pertumbuhan dan proliferasi sel T sitotoksik serta sel T regulator. Selain itu, beberapa limfokin lainnya juga memiliki efek yang serupa meskipun lebih lemah.
Stimulasi Pertumbuhan Sel B dan Diferensiasi Menjadi Sel Plasma serta Pembentukan Antibodi
Kerja langsung antigen dalam menyebabkan pertumbuhan dan proliferasi sel B, pembentukan sel plasma, serta sekresi antibodi juga sangat terbatas tanpa bantuan sel T helper. Hampir semua interleukin berpartisipasi dalam respons sel B, tetapi yang paling penting adalah interleukin-4, interleukin-5, dan interleukin-6. Ketiga interleukin ini memiliki efek yang sangat kuat terhadap sel B sehingga disebut sebagai faktor perangsang sel B (B-cell stimulating factors) atau faktor pertumbuhan sel B (B-cell growth factors).
Aktivasi Sistem Makrofag
Limfokin juga memengaruhi makrofag. Pertama, limfokin memperlambat atau menghentikan migrasi makrofag setelah makrofag tertarik secara kemotaktik ke daerah jaringan yang mengalami inflamasi, sehingga menyebabkan akumulasi makrofag dalam jumlah besar. Kedua, limfokin mengaktivasi makrofag sehingga fagositosis menjadi lebih efisien, memungkinkan makrofag menyerang dan menghancurkan lebih banyak bakteri atau agen perusak jaringan lainnya.
Efek Stimulasi Umpan Balik terhadap Sel T Helper
Beberapa limfokin, terutama interleukin-2, memiliki efek umpan balik positif langsung dalam merangsang aktivasi sel T helper. Hal ini berfungsi sebagai penguat yang semakin meningkatkan respons sel helper, sekaligus meningkatkan keseluruhan respons imun terhadap antigen yang menyerang.
Sel T sitotoksik merupakan sel penyerang langsung yang mampu membunuh mikroorganisme dan, pada kondisi tertentu, bahkan beberapa sel tubuh sendiri. Oleh karena itu, sel-sel ini disebut sel pembunuh (killer cells).
Protein reseptor pada permukaan sel sitotoksik CD8+ menyebabkan sel tersebut berikatan erat dengan organisme atau sel yang mengandung antigen spesifik yang sesuai. Selanjutnya, sel tersebut membunuh sel target dengan mekanisme yang ditunjukkan pada Gambar 35-9.
Setelah berikatan, sel T sitotoksik mensekresikan protein pembentuk pori yang disebut perforin, yang secara harfiah membuat lubang-lubang bulat pada membran sel yang diserang. Cairan kemudian mengalir dengan cepat ke dalam sel dari ruang interstisial. Selain itu, sel T sitotoksik melepaskan zat-zat sitotoksik langsung ke dalam sel target. Hampir seketika, sel yang diserang mengalami pembengkakan hebat dan biasanya segera mengalami disolusi.
Yang sangat penting adalah bahwa sel pembunuh sitotoksik ini dapat melepaskan diri dari sel target setelah membuat lubang dan mengirimkan zat sitotoksik, kemudian bergerak untuk membunuh sel lainnya. Sebagian sel ini dapat bertahan selama berbulan-bulan di dalam jaringan.
Sebagian sel T sitotoksik sangat mematikan bagi sel jaringan yang terinfeksi virus karena banyak partikel virus terperangkap di dalam membran sel jaringan dan menarik sel T sebagai respons terhadap antigenisitas virus tersebut. Sel sitotoksik juga berperan penting dalam menghancurkan sel kanker, sel hasil transplantasi jantung, atau jenis sel lain yang asing bagi tubuh seseorang.
Sel T Regulator
Pengetahuan mengenai sel T regulator masih jauh lebih sedikit dibandingkan dengan jenis sel T lainnya, tetapi sel ini mampu menekan fungsi baik sel T sitotoksik maupun sel T helper.
Fungsi supresor dari sel T regulator CD4+ ini diyakini mencegah sel sitotoksik menimbulkan reaksi imun yang berlebihan yang dapat merusak jaringan tubuh sendiri. Kemungkinan besar sistem sel T supresor berperan penting dalam membatasi kemampuan sistem imun untuk menyerang jaringan tubuh sendiri, yang disebut toleransi imun, sebagaimana dibahas pada bagian berikut.
TOLERANSI SISTEM IMUNITAS DIDAPAT TERHADAP JARINGAN TUBUH SENDIRI: PERAN PEMROSESAN AWAL DI TIMUS DAN SUMSUM TULANG
Proses imunitas didapat akan menghancurkan individu tersebut apabila seseorang menjadi imun terhadap jaringan tubuhnya sendiri. Mekanisme imun secara normal mengenali jaringan tubuh sendiri sebagai sesuatu yang berbeda dari bakteri atau virus, sehingga sistem imun hanya membentuk sedikit antibodi atau sel T teraktivasi terhadap antigen tubuh sendiri.
Sebagian Besar Toleransi Berasal dari Seleksi Klon Selama Pemrosesan Awal
Sebagian besar toleransi diyakini berkembang selama pemrosesan awal limfosit T di timus dan limfosit B di sumsum tulang. Hal ini diketahui karena penyuntikan antigen kuat ke dalam janin ketika limfosit sedang menjalani pemrosesan awal di kedua lokasi tersebut akan mencegah perkembangan klon limfosit dalam jaringan limfoid yang spesifik terhadap antigen yang disuntikkan.
Penelitian menunjukkan bahwa limfosit imatur spesifik di dalam timus, ketika terpajan antigen kuat, akan berubah menjadi limfoblas, berproliferasi secara bermakna, kemudian berikatan dengan antigen yang merangsangnya. Efek ini diyakini menyebabkan sel-sel tersebut dihancurkan oleh sel epitel timus sebelum sempat bermigrasi dan mengkolonisasi seluruh jaringan limfoid tubuh.
Selama pemrosesan awal limfosit di timus dan sumsum tulang, seluruh atau sebagian besar klon limfosit yang berpotensi merusak jaringan tubuh sendiri tampaknya mengalami penghancuran diri akibat pajanan terus-menerus terhadap antigen tubuh sendiri.
Kegagalan Mekanisme Toleransi Menyebabkan Penyakit Autoimun
Kadang-kadang seseorang kehilangan toleransi imun terhadap jaringan tubuhnya sendiri. Fenomena ini terjadi lebih sering seiring bertambahnya usia. Keadaan ini biasanya muncul setelah terjadinya kerusakan pada sebagian jaringan tubuh sendiri, yang melepaskan sejumlah besar autoantigen ke dalam sirkulasi dan diduga menyebabkan terbentuknya imunitas didapat dalam bentuk sel T teraktivasi atau antibodi.
Lebih dari 100 penyakit akibat autoimunitas telah dideskripsikan, antara lain:
Demam reumatik (rheumatic fever), di mana tubuh menjadi terimunisasi terhadap jaringan sendi dan jantung, terutama katup jantung, setelah terpajan jenis toksin streptokokus tertentu yang memiliki epitop dengan struktur molekuler yang mirip dengan beberapa autoantigen tubuh.
Salah satu jenis glomerulonefritis, di mana individu menjadi terimunisasi terhadap membran basal glomerulus.
Miastenia gravis (myasthenia gravis), di mana terbentuk imunitas terhadap protein reseptor asetilkolin pada hubungan neuromuskular sehingga menyebabkan paralisis.
Sklerosis multipel (multiple sclerosis, MS), di mana sistem imun menyerang mielin yang menyelubungi serabut saraf sehingga mengganggu komunikasi sistem saraf.
Lupus eritematosus sistemik (systemic lupus erythematosus, SLE), di mana individu menjadi terimunisasi terhadap banyak jaringan tubuh yang berbeda secara bersamaan. Penyakit ini dapat menyebabkan kerusakan yang luas bahkan kematian apabila SLE bersifat berat.
IMUNISASI MELALUI PENYUNTIKAN ANTIGEN
Imunisasi telah digunakan selama bertahun-tahun untuk menghasilkan imunitas didapat terhadap penyakit tertentu. Seseorang dapat diimunisasi dengan menyuntikkan organisme mati yang tidak lagi mampu menyebabkan penyakit tetapi masih memiliki sebagian antigen kimianya. Jenis imunisasi ini digunakan untuk melindungi terhadap demam tifoid, pertusis, difteri, dan berbagai penyakit bakteri lainnya.
Imunitas juga dapat diperoleh terhadap toksin yang telah diperlakukan dengan bahan kimia sehingga sifat toksiknya telah dihancurkan, meskipun antigen yang diperlukan untuk menimbulkan imunitas masih tetap utuh. Prosedur ini digunakan untuk imunisasi terhadap tetanus, botulisme, dan penyakit akibat toksin lainnya yang serupa.
Selain itu, seseorang dapat diimunisasi dengan cara diinfeksi oleh organisme hidup yang telah dilemahkan (attenuated). Organisme tersebut ditumbuhkan dalam media kultur khusus atau dilewatkan melalui serangkaian hewan sampai mengalami mutasi yang cukup sehingga tidak lagi menyebabkan penyakit, tetapi masih membawa antigen spesifik yang diperlukan untuk imunisasi. Prosedur ini digunakan untuk melindungi terhadap cacar, demam kuning, poliomielitis, campak, dan banyak penyakit virus lainnya.
IMUNITAS PASIF
Sampai saat ini, seluruh imunitas didapat yang telah kita bahas merupakan imunitas aktif, yaitu tubuh seseorang sendiri mengembangkan antibodi atau sel T teraktivasi sebagai respons terhadap invasi antigen asing ke dalam tubuh. Namun, imunitas sementara dapat dicapai pada seseorang tanpa menyuntikkan antigen apa pun. Imunitas sementara ini dicapai dengan memberikan antibodi, sel T teraktivasi, atau keduanya yang diperoleh dari darah orang lain atau dari hewan lain yang telah diimunisasi secara aktif terhadap antigen tersebut.
Antibodi bertahan dalam tubuh penerima selama 2 hingga 3 minggu dan selama waktu tersebut orang tersebut terlindungi terhadap penyakit yang menyerang. Sel T teraktivasi bertahan selama beberapa minggu jika ditransfusikan dari orang lain, tetapi hanya bertahan selama beberapa jam hingga beberapa hari jika ditransfusikan dari hewan.
Transfusi antibodi atau limfosit T untuk memberikan imunitas ini disebut imunitas pasif.
Salah satu efek samping imunitas yang penting dan tidak diinginkan adalah berkembangnya alergi atau jenis hipersensitivitas imun lainnya pada kondisi tertentu. Terdapat beberapa jenis alergi dan hipersensitivitas lainnya, yang sebagian hanya terjadi pada orang yang memiliki kecenderungan alergi tertentu.
ALERGI YANG DISEBABKAN OLEH SEL T TERAKTIVASI: ALERGI REAKSI TERTUNDA
Alergi reaksi tertunda disebabkan oleh sel T teraktivasi dan bukan oleh antibodi. Pada kasus poison ivy, toksin poison ivy itu sendiri tidak menyebabkan banyak kerusakan pada jaringan. Namun, setelah pajanan berulang, toksin tersebut menyebabkan pembentukan sel T helper dan sel T sitotoksik yang teraktivasi.
Kemudian, setelah pajanan berikutnya terhadap toksin poison ivy, dalam waktu sekitar satu hari, sel T teraktivasi berdifusi dari darah yang bersirkulasi dalam jumlah besar ke kulit untuk merespons toksin poison ivy. Pada saat yang sama, sel T ini menimbulkan suatu jenis reaksi imun yang diperantarai sel. Dengan mengingat bahwa jenis imunitas ini dapat menyebabkan pelepasan banyak zat toksik dari sel T yang teraktivasi, serta invasi luas jaringan oleh makrofag beserta efek-efek selanjutnya, dapat dipahami bahwa hasil akhir dari beberapa alergi reaksi tertunda dapat berupa kerusakan jaringan yang berat.
Kerusakan biasanya terjadi pada daerah jaringan tempat antigen pemicu berada, seperti pada kulit dalam kasus poison ivy atau pada paru-paru yang menyebabkan edema paru atau serangan asma pada kasus beberapa antigen yang terbawa udara.
ALERGI ATOPIK YANG BERHUBUNGAN DENGAN KELEBIHAN ANTIBODI IgE
Sebagian orang memiliki kecenderungan alergi. Alergi mereka disebut alergi atopik karena disebabkan oleh respons sistem imun yang tidak biasa. Kecenderungan alergi ini diturunkan secara genetik dari orang tua kepada anak dan ditandai oleh adanya sejumlah besar antibodi IgE dalam darah. Antibodi ini disebut reagin atau antibodi penyensitisasi untuk membedakannya dari antibodi IgG yang lebih umum.
Ketika suatu alergen (didefinisikan sebagai antigen yang bereaksi secara spesifik dengan jenis tertentu antibodi reagin IgE) memasuki tubuh, terjadi reaksi alergen-reagin yang kemudian diikuti oleh reaksi alergi.
Karakteristik khusus antibodi IgE (reagin) adalah kecenderungannya yang kuat untuk melekat pada sel mast dan basofil. Bahkan, satu sel mast atau basofil dapat mengikat sebanyak setengah juta molekul antibodi IgE.
Kemudian, ketika suatu antigen (alergen) yang memiliki banyak tempat ikatan berikatan dengan beberapa antibodi IgE yang telah melekat pada sel mast atau basofil, terjadi perubahan segera pada membran sel mast atau basofil, yang mungkin dihasilkan oleh efek fisik molekul antibodi yang menyebabkan perubahan bentuk membran sel.
Bagaimanapun, banyak sel mast dan basofil mengalami ruptur; yang lain melepaskan zat-zat khusus segera atau sesaat kemudian, termasuk histamin, protease, slow-reacting substance of anaphylaxis (campuran leukotrien toksik), eosinophil chemotactic substance, neutrophil chemotactic substance, heparin, dan faktor pengaktivasi trombosit.
Zat-zat ini menimbulkan efek seperti dilatasi pembuluh darah lokal, menarik eosinofil dan neutrofil ke lokasi reaksi, meningkatkan permeabilitas kapiler dengan kehilangan cairan ke dalam jaringan, serta kontraksi sel otot polos lokal.
Oleh karena itu, berbagai respons jaringan yang berbeda dapat terjadi, bergantung pada jenis jaringan tempat reaksi alergen-reagin berlangsung. Beberapa jenis reaksi alergi yang terjadi melalui mekanisme ini dijelaskan berikut.
Anafilaksis: Reaksi Alergi Menyeluruh
Ketika suatu alergen spesifik disuntikkan langsung ke dalam sirkulasi, alergen tersebut dapat bereaksi dengan basofil darah dan sel mast dalam jaringan yang terletak tepat di luar pembuluh darah kecil apabila basofil dan sel mast tersebut telah tersensitisasi oleh perlekatan reagin IgE.
Oleh karena itu, terjadi reaksi alergi yang luas di seluruh sistem vaskular dan jaringan yang berkaitan erat dengannya. Reaksi ini disebut anafilaksis.
Histamin dilepaskan ke dalam sirkulasi dan menyebabkan vasodilatasi di seluruh tubuh, serta peningkatan permeabilitas kapiler, yang mengakibatkan kehilangan plasma yang bermakna dari sirkulasi. Kadang-kadang, seseorang yang mengalami reaksi ini meninggal akibat syok sirkulasi dalam beberapa menit kecuali diberikan epinefrin untuk melawan efek histamin.
Basofil dan sel mast yang teraktivasi juga melepaskan campuran leukotrien yang disebut slow-reacting substance of anaphylaxis. Leukotrien ini dapat menyebabkan spasme otot polos bronkiolus, menimbulkan serangan menyerupai asma dan kadang-kadang menyebabkan kematian akibat asfiksia.
Urtikaria terjadi akibat antigen memasuki area kulit tertentu dan menyebabkan reaksi anafilaktoid lokal. Histamin yang dilepaskan secara lokal menyebabkan:
Vasodilatasi yang menimbulkan kemerahan segera.
Peningkatan permeabilitas kapiler lokal yang menyebabkan area pembengkakan kulit yang berbatas tegas dalam beberapa menit berikutnya.
Pembengkakan ini umumnya disebut biduran.
Pemberian obat antihistamin kepada seseorang sebelum pajanan akan mencegah terjadinya biduran.
Demam Hay
Pada demam hay, reaksi alergen-reagin terjadi di hidung. Histamin yang dilepaskan sebagai respons terhadap reaksi tersebut menyebabkan dilatasi vaskular intranasal lokal, yang mengakibatkan peningkatan tekanan kapiler dan peningkatan permeabilitas kapiler.
Kedua efek ini menyebabkan kebocoran cairan yang cepat ke dalam rongga hidung dan ke jaringan hidung yang lebih dalam yang berkaitan dengannya, sehingga lapisan mukosa hidung menjadi bengkak dan menghasilkan sekret.
Sekali lagi, penggunaan obat antihistamin dapat mencegah reaksi pembengkakan ini. Namun, produk lain dari reaksi alergen-reagin masih dapat menyebabkan iritasi pada hidung sehingga menimbulkan sindrom bersin yang khas.
Asma
Asma sering terjadi pada individu dengan hipersensitivitas alergi. Pada individu tersebut, reaksi alergen-reagin terjadi di bronkiolus paru.
Di sini, salah satu produk penting yang dilepaskan oleh sel mast diyakini adalah slow-reacting substance of anaphylaxis (campuran tiga leukotrien), yang menyebabkan spasme otot polos bronkiolus.
Akibatnya, individu tersebut mengalami kesulitan bernapas sampai produk-produk reaktif dari reaksi alergi tersebut telah disingkirkan.
Pemberian obat antihistamin memiliki pengaruh yang lebih kecil terhadap perjalanan asma karena histamin tampaknya bukan merupakan faktor utama yang menimbulkan reaksi asmatik.
Biglarnia AR, Huber-Lang M, Mohlin C, Ekdahl KN, Nilsson B: The multifaceted role of complement in kidney transplantation. Nat Rev Nephrol 14:767, 2018.
Brynjolfsson SF, Persson Berg L, Olsen Ekerhult T, et al: Long-lived plasma cells in mice and men. Front Immunol 2018 Nov 16;9:2673. https://www.org.doi.10.3389/fimmu.2018.02673.
Chiossone L, Dumas PY, Vienne M, Vivier E: Natural killer cells and other innate lymphoid cells in cancer. Nat Rev Immunol 18:671, 2018.
Crosby CM, Kronenberg M: Tissue-specific functions of invariant natural killer T cells. Nat Rev Immunol 18:559, 2018.
Comments (0)