Beranda

Sunday, September 16, 2018

Fisiologi Hewan: Fungsi Kekebalan Tubuh


Tubuh memiliki pertahanan sendiri dalam melawan berbagai infeksi yang disebabkanoleh organisme dan patogen asing. Benda asing dapat masuk ke dalam tubuh melewatiberbagai barier seperti kulit, rambut, atau saluran lainnya seperti pernafasan, pencernaandan sebagainya. Sebagai konsekuensi, mekanisme alami (innate) dari tubuh akanberoperasi akan tetapi hal tersebut tidak cukup untuk memproteksi tubuh dalam segalakasus. Oleh karenanya harus ada sistem imun yang membantu dalam sistem pertahanantersebut. Respons antibodi ini bersifat adaptif di alam dan beroperasi melaluipembentukan antibodi oleh limfosit (Sherwood, 2009).
Vertebrata memiliki kemampuan yang lebih kuat dari semua kelompok hewan karena memiliki kapasitas untuk membentuk imunitas adaptif melawan berbagai benda asing. Sistem imun spesifik telah berkembang dan berhubungan erat dengan mekanisme melawan patogen. Sistem imun adalah semua mekanisme yang digunakan untuk mempertahankan keutuhan tubuh, sebagai perlindungan terhadap bahaya yang dapat ditimbulkan berbagai bahan dalam lingkungan hidup. Pertahanan di sini itu adalah pertahanan yang ada dalam tubuh organisme (makhluk hidup). Kulit, membran mukus, mukus, sel-sel bersilia pada saluran sistem pernafasan, lisozim, dan cairan lambung merupakan sistem pertahanan garis depan dari tubuh dengan sistem kerja yang tidak spesifik. Jika garis depan sistem pertahanan mengalami kegagalan maka sistem pertahanan kedua inilah yang akan bekerja. Sistem pertahanan ini sangat mengandalkan kerja neutrofil, makrofag, respons inflamasi, dan protein antimikroba. Setelah itu akan ada kerja mekanisme pertahanan spesifik pada lapis ketiga dengan fungsi yang sangat penting yang melibatkan limfosit dan antibodi (Santoso, 2009).
Tabel 14. Tipe mekanisme pertahanan tubuh
Mekanisme Pertahanan Non Spesifik
Mekanisme Pertahanan Spesifik (Kekebalam Tubuh)
Pertahanan Lapis Pertama
Pertahanan Lapis Kedua
Pertahanan Lapis Ketiga
1.     Kulit
2.     Membran mukus
3.     Sekret kulit
4.     Sekret membran mukus
1.     Sel darah putih
2.     Protein antimikroba
3.     Respons inflamatoris
1.     Limfosit
2.     Antibodi

Gambar 33. Letak organ pada sistem imun tersebar di seluruh bagian tubuh
(Sumber: National Institutes of Health, 2003).

A.      Tipe-Tipe Imunitas
Imunitas memberikan manfaat bagi keseluruhan tubuh hewan dengan membentuk sistem resistensi terhadap agen-agen penginfeksi spesifik. Hal ini tergantung kepada beberapa faktor yaitu (a) resistensi host (inang), (b) dosis dimana dosis yang tinggi dari patogen akan melebihi kapasitas pertahanan alami hewan, dan (c) sifat virulensi dari organisme yang menyerang. Kekuatan resistensi mungkin diturunkan yaitu imunitas alami (innate), dan imunitas adaptif sebagai respon terhadap infeksi sebelumnya atau karena memang ada inokulasi melalui vaksinasi atau imunisasi (Santoso, 2009).
1.         Imunitas Alami (Innate Imunity)
Tipe ini adalah suatu sistem resistensi yang diturunkan dan sangat berhubungan denganaspek spesies, ras, atau individu artinya bahwa setiap spesies, setiap ras, atau bahkan setiap individu akan memiliki sistem yang berbeda dalam hal ketahanan imunitasnya. Sistem imun ini bersifat alami dan bukan karena adanya induksi oleh infeksi-infeksi sebelumnya. Resistensi terhadap infeksi sangat beragam antara satu individu dengan yang lainnya juga dengan usia yang berbeda. Anak-anak dan orang tua sangat mudahterkena serangan mikroba jika dibandingkan dengan kelompok usia muda dan dewasa.Hal ini terkait dengan kekuatan sistem imun alami yang dimilikinya (Santoso, 2009).
2.         Imunitas Induksi (Acquired Imunity)
Imunitas ini terbentuk selama kehidupan seseorang dan biasanya terbentuk karena adanya faktor induktor yang memicu pembentukan sistem pertahanan. Secara mendasar ada dua tipe dari sistem imun ini, yaitu imunitas aktif dan imunitas pasif.
a.        Imunitas aktif yang merupakan resistensi adaptif yang terbentuk dalam tubuhseseorang setelah terjadinya kontak dengan antigen asing misalnya mikroorganisme danproduk toksik yang dihasilkannya. Mekanismenya melibatkan produksi antibodi olehsel-sel tubuh individu. Imunitas aktif berkembang sangat lamban dalam kurun waktuberhari-hari atau bahkan beberapa minggu akan tetapi tetap bertahan selama beberapatahun. Mekanismenya juga melibatkan respons humoral dan respons yang dimediasi olehsel (cell mediated response) (Santoso, 2009).
1)        Imunitas humoral
Kekebalan humoral melibatkan aktivasi sel B dan diikuti oleh produksi antibodi yang beredar di dalam plasma darah dan limfa (Campbell dkk, 2004). Berbagai reaksi imunologis secara khusus melawan mikroorganisme secara langsung dan dimediasi melalui protein dalam sirkulasi darah yang disebut dengan antibodi. Antibodi secara aktif bekerja melawanantigen mikroorganisme beserta produk toksiknya. Antibodi ini dapat menginduksi resistensi dengan beberapa cara yaitu (Santoso, 2009):
-       Menetralisasi toksin atau enzim seluler
-       Membunuh bakteri atau melisisnya dengan komplemen
-       Menghambat kapasitas infeksi dari mikroorganisme
-       Membuat mikroorganisme menjadi rentan terhadap aksi fagositosis
-       Berkombinasi dengan antigen seluler yang berinterferensi dengan fagositosis (oposinasi).
2)        Imunitas yang diperantarai oleh sel (cell mediated imunity)
Kekebalan yang diperantarai oleh sel adalah respons kekebalan yang bergantung pada kerja sel T (Campbel dkk, 2004). Respons imunitas jenis ini merupakan kategori respons yang kompleks yang memperlihatkan adanya proses imunologis spesifik dan nonspesifik. Responsnya dapat melibatkan pembentukan antibodi humoral atau tidak samasekali, dan yang menjadi agen utamanya adalah sel limfoid yang aktif secara imunologis. Sel-sel tersebut disirkulasikan dan akan mengenali benda-benda asing (antigen) dan menginisiasi serangkaian reaksi. Reaksi-reaksinya meliputi respon inflamasi mononuklear, destruksi sitotoksik dari sel invader, aktivasi fagositosis makrofag dan menunda hipersensitifitas pada jaringan. (Santoso, 2009)
b.        Imunitas Pasif yaitu resistensi yang temporer yang melawan agen penginfeksiyang diinduksi oleh pemberian antibodi yang melawan agen tersebut. Antibodi tersebutdiperoleh dari individu lainnya. Imunitas pasif akan hilang pada periode yang singkat,biasanya dalam beberapa minggu karena antibodi tersebut akan rusak dan tidak adaproses penggantiannya di dalam tubuh. Keuntungannya adalah ketika diberikan ke dalamtubuh maka respons imunitasnya akan segera meningkat dengan cepat tanpa adanya fasediam (lag period) (Santoso, 2009).

B.       Limfosit
Sel-sel yang memperlihatkan respons imunologis terletak di dalam sistem organ limfoid yang berinterkomunikasi dengan bagian tubuh lainnya melalui sistem saluran limfa, sel-sel tersebut dikenal dengan limfosit. Limfosit berasal dari sel-sel induk (stem cell) yang dihasilkan oleh kantong yolk, dan liver fetus selama fase embrionik dan setelah dewasa akan dihasilkan di sumsum tulang. Sel-sel limfosit bermultifikasi, berdiferensiasi dan mengalami kematangan dalam organ limfoid, di timus, dan di bursa fabricus (khusus pada hewan) (Santoso, 2009).
Tubuh vertebrata mengandung dua jenis utama limfosit. Limfosit B (sel B) dan Limfosit T (sel T). Seperti makrofag, dua jenis limfosit tersebut bersirkulasi di seluruh darah dan limfa, dan terkonsentrasi dalam limpa, nodus limfa, dan jaringan limfatik lainnya. Karena limfosit mengenali dan merespons terhadap mikroba tertentu dan molekul asing, maka limfosit dikatakan memiliki spesifitas (Campbell dkk, 2004).
Molekul asing yang mendatangkan suatu respons spesifik disebut antigen (antibody generator). Antigen meliputi molekul yang dimiliki virus, bakteri, fungi, protozoa, dan cacing parasit. Salah satu cara antigen menimbulkan respons kekebalan adalah dengan cara mengaktifkan sel B untuk mensekresikan protein yang disebut antibodi. Masing-masing antigen mempunyai bentuk molekuler khusus untuk merangsang sel-sel B tertentu untuk mensekresi antibodi yang berinteraksi secara spesifik dengan antigen tersebut. limfosit B dan T membedakan antigen berdasarkan bentuk molekuler yang hanya berbeda sedikit, artinya sistem kekebalan membidik penyerang secara spesifik (Campbell dkk, 2004).
Limfosit membentuk pertahanan imun terhadap sasaran-sasaran yang telah terprogram secara spesifik. Limfosit B menghasilkan antibodi, yang beredar dalam darah dan bertanggung jawab dalam imunitas humoral, atau yang diperantarai oleh antibodi. Suatu antibodi berikatan dengan benda asing spesifik, misalnya bakteri (yang memicu produksi antibodi tersebut), dan menandainya untuk dihancurkan (dengan fagositosis atau cara lain). Limfosit T tidak memproduksi antibodi; sel ini secara langsung menghancurkan sel sasaran spesifiknya dengan mengeluarkan beragam zatl<trr'ia yang melubangi sel korban, suatu proses yang dinamai imunitas selular. Sel sasaran dari sel T mencakup sel tubuh yang dimasuki oleh virus dan sel kanker. Limfosit hidup sekitar 100 sampai 300 hari. Selama periode ini, sebagian besar secara terus-menerus terdaur ulang antara jaringan limfoid, limfe, dan darah, dan hanya menghabiskan waktu beberapa jam di dalam darah. Karena itu, setiap saat hanya sebagian kecil dari limfosit total berada di dalam darah (Sherwood, 2009).

C.      Antigen dan Antibodi
Antigen adalah substansi yang jika diinjeksikan ke dalam tubuh hewan yang tidak mengandung substansi tersebut akan menyebabkan pembentukan antibodi asing yang spesifik untuk antigen tersebut. Substansinya adalah senyawa kimiawi yang kompleks yang biasanya berkombinasi dengan komponen protein dan non protein atau komponen non-antigenik yang disebut dengan hapten. Hapten tidak dapat menghasilkan antibodi dengan sendirinya tetapi jika antibodi telah terbentuk, dia tidak akan dapat berkombinasi dengan antibodi tersebut. Beberapa polisakarida dan polipeptida dapat berperan sebagai antigen. Kadang kala lipid dan asam nukleat yang berkombinasidengan protein juga berperan sebagai antigen. Antigen haruslah molekul yang besar(makromolekul) akan tetapi tidak semua makromolekul bersifat antigenik. Makromolekul di dalam tubuh kita sendiri yang menjadi penyusun unit struktural dan fungsional tubuh tidak akan berperan sebagai antigen, akan tetapi jika makromolekul kelinci diinjeksi dengan makromolekul dari manusia atau sebaliknya maka akan menimbulkan pembentukan antibodi. Penjelasan akan fenomena ini adalah bahwa perbedaan struktur molekul dari dua individu yang berbeda spesiesnya dalam kelas mamalia akan menimbulkan respons antigen-antibodi (Sherwood, 2009).
Suatu antibodi merupakan substansi imunitas yang dibentuk dalam darah hewan sebagai respons terhadap stimulus antigenik dan akan bereaksi secara spesifik dengan antigen yang berhubungan pada beberapa cara yang dapat diamati, Antibodi adalah protein dan menjadi bagian dari globulin serum. Darah mengandung protein-protein seperti albumin, globulin, dan fibrinogen yang dapat diisolasi dengan metode elektroforesis. Antibodi menjadi penyusun 1-2% dari total protein serum dan kendati dalam kondisi abnormal sekalipun. Karena antibodi termasuk kedalam kelas globulin, maka disebut juga sebagai imunglobulin. Antibodi dicirikan oleh piranti kimiawi, fisika dan imunologisnya (Sherwood, 2009).
Imunoglobulin adalah kelompok globulin (protein globular) yang terdiferensiasi secara struktural dan fungsional berperan sebagai antibodi. Antigen yang diinjeksikan kedalam tubuh suatu organisme akan menstimulasi pembentukan beberapa antibodi yangbereaksi dengan antigen tersebut. Umumnya antigen yang lebih kompleks akanmenstimulasi pembentukan antibodi yang lebih banyak.Ada lima kelas imunoglobulin pada plasma manusia yaitu IgG, IgM, IgD, danIgE dimana dua kelas yang terakhir memiliki jumlah yang sangat sedikit. Pembagiankelas tersebut didasarkan kepada analisis struktur molekul dan perilakuelektroforesisnya. Semua imunoglobulin disusun oleh dua tipe rantai polipeptida yang dinamakan rantai ringan (L: Light) dan rantai berat (H : heavy). Rantai ringan berikatandengan rantai berat oleh ikatan disulfida (S-S) dan semuanya membentuk suatu dimer (LH). Setiap molekul antibodi bersifat bifungsional dan memiliki dua tempat untukberkombinasi dengan antigen. Ujung aminonya merupakan bagian yang bertanggungjawab terhadap pengenalan dan pengkombinasiannya dengan antigen. Baik rantai ringan maupun rantai berat dapat mengenali antigen (Santoso, 2009).
Berdasarkan aktivitas biologisnya, antibodi dibedakan menjadi 5 macam, yaitu sebagi berikut (Sherwood, 2009).
1.         IgG   : merupakan imunoglobin paling banyak ayang ada di dalam darah, diproduksi dalam jumlah besar ketika tubuh kemudian menghadapi antigen yang sesuai (spesifik)
2.         IgA   : ditemukan dalam sekresi sistem  pencernaan, pernapasan, dan kemih-kelamin, serta dalam air susu dan air mata.
3.         IgM   : merupakan immunoglobin yang berfungsi sebagai reseptor permukaan sel B untuk mengikat antigen dan disekresikan pada tahap-tahap awal respons sel plasma.
4.         IgE    : Turut berperan dalam melindungi tubuh dari cacing parasitik dan merupakan mediator antibodi untuk respons alergik umum, misalnya hayfeuer, asma, dan urtikaria
5.         IgD   : terdapat di permukaan banyak sel B, tatpi fungsinya belum diketahui.

D.      Interaksi Antigen dan Antibodi
Plasma dari individu yang normal memiliki ratusan jenis antibodi yang berbeda dalam jumlah yang sedikit. Jika antigen baru masuk ke dalam tubuh, antibodi spesifik akan muncul di dalam darah yang akan bereaksi dengan antigen. Pendedahan berulang dengan berbagai antigen akan memperbanyak jumlah jenis antibodi dalam plasma. Jika individu didedahkan dengan antigen yang sebelumnya pernah masuk ke dalam tubuh individu tersebut, maka akan dihasilkan sejumlah besar antibodi secara cepat di dalam plasma. Seluruh antibodi adalah protein. Pemberian satu antigen akan menstimulasi pembentukan beberapa antibodi. Jika antigen memiliki dua sisi aktif dan akan diikat oleh antibodi yang memiliki dua sisi tempat berkombinasi dengan antigen maka akan menghasilkan reaksi presipitasi. Presipitasi adalah proses di mana suatu bahan terpisah dari larutannya (Sherwood, 2009). Ada beberapa kategori antibodi yang penting, diantaranya adalah sebagai berikut.
1.         Antitoksin yang menghasilkan pelawan toksin
2.         Aglutinin yaitu antibodi yang menyebabkan aglutinasi (aglutinin vs aglutinogen).
3.         Presipitan yaitu antibodi yang membentuk kompleks dimana molekul antigen akan larut.
4.         Lisin yaitu antibodi yang mengaktifkan komplemen (fiksasi komplemen) yang akan memicu lisisnya sel.
5.         Opsonin yaitu antibodi yang berkombinasi dengan komponen permukaanmikroba yang akan menetralkan atau memblok tempat pengikatan mikrobasehingga menjadi inaktif.
1.         Netralisasi dan Aglutinasi
Antibodi dapat secara fisik menghambat sebagian antigen melaksanakan efek merugikannya. Sebagai contoh, dengan berikatan dengan toksin bakteri, antibodi dapat mencegah bahan kimia berbahaya ini berinteraksi dengan sel yang rentan. Proses ini dikenal sebagai netralisasi. Demikian juga, antibodi dapat berikatan dengan antigen permukaan beberapa jenis virus, mencegah virus ini masuk ke dalam sel dan menimbulkan efek buruk. Kadang-kadang beberapa molekul antibodi dapat mengikatsilangkan banyak molekul antigen menjadi suatu rantai atau kisi-kisi kompleks antigenantibodi. Proses di mana sel-sel asing, misalnya bakteri atau sel darah merah yang tidak cocok golongannya, menyaru membentuk gumpalan dikenal sebagai aglutinasi (Sherwood, 2009).
2.         Induksi Respon Imun
Untuk menciptakan respons imun, suatu molekul antigen harus melakukan kontak dengan permukaan limfosit. Limfosit mampu merespons suatu antigen dimana telah ada reseptor spesifik di permukaan sel limfosit tersebut yang akan merespons antigen dan limfosit yang berbeda akan memiliki reseptor yang berbeda pula. Setiap limfosit hanyamemiliki satu jenis reseptor bagi molekul antibodi. Antibodi akan berikatan dengan membran plasma limfosit dan akan segera mengenali antigen. Limfosit tersebut satu diantara seribunya akan dipilih dan secara spesifik distimulasi untuk memperbanyak jumlahnya dan akhirnya akan berdiferensiasi membentuk populasi sel yang aktif menghasilkan antibodi. Hal ini dikenal dengan seleksi klonal (Santoso, 2009).

Untuk melihat daftar pustaka/sumber referensi dan materi Fisiologi Hewan lainnya, silahkan klik link di bawah ini:


No comments:

Post a Comment