PERTAHANAN TUBUH CAMPBELL

SISTEM PERTAHANAN-CAMPBELL

MEKANISME PERTAHANAN NONSPESIFIK		MEKANISME PERTAHANAN SPESIFIK
Garis pertahanan pertama	Garis pertahanan kedua	Garis pertahanan ketiga
*Kulit	*Sel darah putih fagositik	*Limfosit
*Membran mukosa	*Protein antimikroba	*Antibodi
*Sekresi dari kulit dan membran mukosa	*Respons peradangan

Mikroba yang menyerang ke dalam tubuh harus melewati rintangan eksternal yang dibentuk oleh kulit dan membran mukosa , yang menutupi permukaan dan melapisi pembukaan pada tubuh seekor hewan . Jika berhasil melakukan hal tersebut, patogen harus menghadapi garis pertahanan nonspesifik kedua, yaitu mekanisme yang saling berinteraksi dan meliputi fagositosis , respons peradangan , dan protein antimikroba.

Kulit dan membran mukosa merupakan rintangan paling awal terhadap infeksi

Kulit yang masih utuh merupakan rintangan yang secara normal  tidak dapat ditembus oleh virus atau bakteri meskipun goresan yang sangat kecil memungkinkan masuknya mikroorganisme tersebut . Dengan demikian, membran mukosa yang melapisi saluran pencernaan , saluran respirasi , dan saluran genitouriner (kelamin dan eksresi urin ) , menghalangi masuknya mikroba yang bersifat membahayakan , selain itu kulit dan membran mukosa juga menghadapi patogen dengan pertahanan kimiawi .

Mukus merupakan cairan kental yang disekresikan oleh membran-membran  mukosa , juga menjerat mikroba dan partikel lain yang mengadakan kontak dengannya.

Pertahanan respirasi garis pertama .

Bagian atas yang melapisi pertahanan tubuh adalah mukosa, yang di lapisi sel-sel bersilia .

Denyutan silia akan mengeluarkan mukus dan mikroba menuju ke faring.

Sel-sel fagositik , peradangan , dan protein antimikroba berfungsi dini dalam infeksi

Mekanisme internal pada pertahanan nonspesifik terutama bergatung pada fagositosis  yaitu penelanan organisme yang menyerang oleh  sel darah putih tertentu .

Sel Fagositik dan Sel Natural Killer (Sel NK)

S

el fagositik yang  disebut neutrofil meliputi ±60% sampai 70 % leukosit . Sel yang dirusak mikroba akan membebaskan sinyal kimiawi yang menarik neutrofil dari darah untuk datang . Neutrofil akan memasuki jaringan yang terinfeksi lalu menelan dan merusak mikroba yang ada di sana.

M

onosit , meskipun hanya sekitar 5% dari keseluruhan leukosit , menyediakan pertahanan fagositik lebih efektif. Monosit bersirkulasi dalam darah hanya beberapa jam , kemudian bermigrasi ke dalam jaringan dan berkembang menjadi makrofaga. Makrofaga jaringan merupakan sel-sel fagositik terbesar , adalah fagosit yang sangat efektif dan berumur panjang . Sel ini menjulurkan kaki semu (pseupodia) yang panjang yang dapat menempel ke polisakarida ke permukaan mikroba dan menelan mikroba itu , sebelum kemudian dirusak oleh enzim di dalam lisosom makrofaga itu .

           

     Gambar sel Monosit yang sedang menangkap bakteri      

 

E

osinofil  berjumlah ±1,5 % dari semua leukosit . Sumbangan utama Eosinofil pada pertahanan adalah melawan penyerang parasitik yang berukuran lebih besar , seperti cacing darah Schistosoma mansoni.Eosinofil memposisikan dirinya meawan dinding eksternal parasit dan melepaskan enzim perusak dari granula sitoplasmik .

Pertahanan nonspesifik juga meliputi sel Natural Killer . Sel NK tidak bersifat fagotisik , melainkan menyerang membran sel sehingga sel tersebut lisis.

ll

Respons Peradangan (Inflammatory response)

                                  The Inflammatory Response
Respon inflamasi adalah bagian utama dari sistem pertahanan non-spesifik, dan diaktifkan oleh setiap kerusakan yang terjadi pada jaringan tubuh, baik yang disebabkan oleh cedera patogen (seperti kerusakan yang disebabkan oleh mikroorganisme menular) atau bahkan fisik seperti yang disebabkan oleh goresan atau gigitan serangga. Daerah yang terkena menjadi

merah dan bengkak, atau meradang.

Protein antimikroba

A

gen antimikroba contohnya adalah lisosom dan kurang lebih 20 protein serum , yang dikenal sebagai sistem komplemen, yang melakukan serentetan tahapan yeng mengarah ke lisisnya  mikroba. Kumpulan protein lain yang menyediakan pertahanan non spesifik adalah interferon yang disekresikan oleh sel-sel yang terinfeksi virus.  .

Limfosit menyediakan spesifitas dan keanekaragaman sistem kekebalan

Tubuh vertebrata mengandung limfosit B dan limfosit T. Karena Limfosit mengenali dan merespons terhadap mikroba tertentu, dan molekul asing , maka limfosit dikatakan memperlihatkan spesifitas. Molekul asing yang mendatangkan suatu respon spesifik dinamakan antigen . Antigen meliputi molekul yang dimiliki virus , bakteri, fungi, protozoa , dan cacing parasit . Salah satu cara antigen meimbulkan respons kekebalan adalah dengan cara mengaktifkan sel B untuk mensekresi protein yang disebut antibodi .

Limfosit B dibentuk di sum-sum tulang belakang dan sel –sel darah , sementara limfosit B dibentuk di Timus.

            Sel T dan sel B dapat mengenali antigen spesifik karena adanya reseptor antigen yang terikat pada membran plasmanya .Reseptor antigen pada sel B sebenarnya adalah versi transmembran molekul antibodi dan sering dikenal sebagai antibodi membran .

Reseptor antigen pada sel T yang disebut reseptor T secara struktural berkaitan dengan antibodi membran , reseptor T juga mengenalinya secara spesifik .Reseptor yang dihasilkan oleh sebuah limfosit tunggal ditentukan oleh kejadian genetik acak yang terjadi dalam limfosit tersebut selama perkembangan awalnya .

Antigen bereaksi dengan limfosit spesifik , menginduksi respons kekebalan serta memori imunologis .

Meskipun suatu mikroorganisme menghadapi banyak sekali kumpulan sel B dan T dalam tubuh , mikroorganisme tersebut hanya berinteraksi dengan limfosit yang mengandung reseptor yang spesifik untuk berbagai molekul antigenik yang dimilikinya . Masing- masing limfosit terdeteksi itu diaktifkan untuk membelah dan berdiferensiasi , dan akhirnya membentuk dua klon.

 

Seleksi clonal:

Sel-sel  B dan sel-sel T tubuh bersama-sama mengenali antigen dengan jumlah yang tidak terbatas, tetapi masing-masing individu sel hanya mengenali satu jenis sel antigen .

Ketika suatu antigen berikatan dengan sel B atau sel T , sel tersebut akan berproliferasi  atau memperbanyak diri dan membentuk klon sel-sel efektor dengan spesifitas sama.

Dalam diagram ini , antigen itu “menyeleksi” sutu sel B tertentu dan merangsangnya untuk memperbanyak diri dan menjadi suatu populasi sel-sel efektor  yang identik yang disebut dengan sel plasma.

Sel plasma mensekresi antibodi yang spesifik untuk antigen tersebut .

Perhatikan bahwa sel memori yang spesifik untuk antigen tersebut juga terbentuk .Sel yang relatif berumur panjang ini dapat merespons dengan cepat saat pemaparan ke antigen yang sama terjadi lagi.

L

imfosit tidak bereaksi dengan sebagian besar antigen” diri sendiri” ,tetapi sel T mempunyai suatu interaksi yang sangat penting dengan salah satu kelompok penting molekul asli. Molekul tersebut merupakan kumpulan glikoprotein permukaan sel yang dikode oleh sebuah kelompok gen yang disebut sebagai kompleks histokompatibilitas mayor (Major Histocompatibility Complex, MHC). Pada manusia glikoprotein MHC juga dikenal sebagai HLA (Human Leukocyte Antigen). Ada dua jenis molekul MHC yang menandai sel tubuh yaitu MHC kelas I ditemukan pada semua sel bernukleus pada hamper setiap sel tubuh. Sedangkan MHC kelas II terbatas hanya pada beberapa jenis sel khusus yang meliputi makrofaga, sel B, sel T yang telah diaktifkan dan sel-sel yang menyusun bagian interior tymus. Terdapat dua subtipe utama sel T yaitu sel T pembunuhsel T pembantu. Sel T pemnbunuh hanya mengenali antigen dirangkaikan pada molekul kelas I MHC, sementara sel T pembantu hanya mengenali antigen dirangkaikan pada molekul kelas II MHC. Dua mekanisme penyampaian antigen tersebut memunculkan peran berbeda dua tipe sel T. dan

Sel T pembunuh (sel T sitotoksik) secara langsung menyerang sel lainnya yang membawa antigen asing atau abnormal di permukaan mereka. Sel T pembunuh adalah sub-grup dari sel T yang membunuh sel yang terinfeksi dengan virus (dan patogen lainnya), atau merusak dan mematikan patogen. Seperti sel B, tiap tipe sel T mengenali antigen yang berbeda. Sel T pembunuh diaktivasi ketika reseptor sel T mereka melekat pada antigen spesifik pada kompleks dengan reseptor kelas I MHC dari sel lainnya. Pengenalan MHC ini:kompleks antigen dibantu oleh co-reseptor pada sel T yang disebut CD8

Sel T pembantu (sel T helper) mengatur baik respon imun bawaan dan adaptif dan membantu menentukan tipe respon imun mana yang tubuh akan buat pada patogen khusus. Sel tersebut tidak memiliki aktivitas sitotoksik dan tidak membunuh sel yang terinfeksi atau membersihkan patogen secara langsung, namun mereka mengontrol respon imun dengan mengarahkan sel lain untuk melakukan tugas tersebut. Sel T pembantu mengekspresikan reseptor sel T yang mengenali antigen melilit pada molekul MHC kelas II. MHC:antigen kompleks juga dikenali oleh reseptor sel pembantu CD4 yang merekrut molekul didalam sel T yang bertanggung jawab untuk aktivasi sel T.

Molekul MHC kelas II yang dikenali oleh sel T helper hanya ditemukan pada jenis sel tertentu, terutama sel-sel yang menelan antigen asing. Sel-sel yang menghancurkan antigen adalah sel b dan makrofaga. Kelompok sel tersebut bertindak sebagai sel penyaji antigen (antigen presenting cell, APC) yang mensiagakan sistem kekebalan melalui sel T helper, bahwa ada anti gen asing dalam tubuh. Sebagai contoh, sebuah makrofaga yang telah menelan dan merusak bakteri mengandung fragmen kecil bakteri (peptida). Sementara molekul MHC kelas II yang baru disintesis bergerak menuju permukaan makrofaga, molekul itu menangkap salah satu diantara peptide bakteri itu dalam lekukan pengikat antigennya dan membawanya ke permukaan, sehingga memperlihatkan peptide asing itu ke sel T helper. Interaksi antara sel penyaji antigen dengan sel T helpersemakin meningkat dengan kehadiran CD4. Interaksi antara CD4 dengan molekul MHC kelas II membantu mempertahankan sel T helper dan sel penyaji tetap menyatu, sementara aktivasi antigen yang berrsifat spesifik sedang berlangsung.

Ketika sel T helper diseleksi melalui kontak spesifik dengan kompleks MHC kelas II dan antigenpada sebuah APC sel t helper akan memperbanyak diri dan berdiferensiasi menjadi klon sel T helper yang diaktifkan dan sel T helper memori. Sel T helper yang diaktifkan mensekresikan beberapa sitokin yang berbeda, yang merupakan protein yang berfungsi untuk merangsang limfosit lain. Sebagai contoh sitokin interleukin-2 (IL-2) membantu sel B yang telah mengadakan kontak dengan antigen untuk berdiferensiasi menjadi sel plasma yang mensekresi antibodi. IL-2 juga membantu sel T sitotoksik untuk menjadi pembunuh yang aktif. Sel T helper itu sendiri patuh pada pengaturan oleh sitokin.

Sementara makrofaga memfagositosis dan menyajikan antigen, makrofaga itu dirangsang untuk mensekresi suatu sitokin yang disebut interleukin-1 (IL-1). IL-1 dalam kombinsi dengan antigen yang disajikan, mengaktifkan sel T helper untuk menghasilkann IL-2dan sitokin lain. Merupakan satu contoh uumpan balik positif adalah peristiwa saat IL-2 yang disekresi oleh sel T helper juga akan merangsang sel tersebut untuk memperbanyak diri lebih cepat lagi dan untuk menjadi penghasil sitokin yang lebih aktif lagi.

Ketika sel T helper diseleksi melalui kontak spesifik dengan kompleks MHC kelas II dan antigen pada sebuah APC sel t helper akan memperbanyak diri dan berdiferensiasi menjadi klon sel T helper yang diaktifkan dan sel T helper memori. Sel T helper yang diaktifkan mensekresikan beberapa sitokin yang berbeda, yang merupakan protein yang berfungsi untuk merangsang limfosit lain.

 Sebagai contoh sitokin interleukin-2 (IL-2) membantu sel B yang telah mengadakan kontak dengan antigen untuk berdiferensiasi menjadi sel plasma yang mensekresi antibodi. IL-2 juga membantu sel T sitotoksik untuk menjadi pembunuh yang aktif. Sel T helper itu sendiri patuh pada pengaturan oleh sitokin. Sementara makrofaga memfagositosis dan menyajikan antigen, makrofaga itu dirangsang untuk mensekresi suatu sitokin yang disebut interleukin-1 (IL-1). IL-1 dalam kombinsi dengan antigen yang disajikan, mengaktifkan sel T helper untuk menghasilkann IL-2dan sitokin lain. Merupakan satu contoh uumpan balik positif adalah peristiwa saat IL-2 yang disekresi oleh sel T helper juga akan merangsang sel tersebut untuk memperbanyak diri lebih cepat lagi dan untuk menjadi penghasil sitokin yang lebih aktif lagi. Dengan cara ini sel T helper memodulasi respon kekebalan humoral (sel B) maupun respon kekebalan yang diperantarai oleh sel (sel T sitotoksik).

S

ebuah sel T sitotoksik, yang diaktifkan oleh kontak spesifik dengan molekul MHC kelas I dan antigen pada sel yang terinfeksi atau sel tumor dan dirangsang lebih lanjut oleh IL-2 dari sel T helper, yang berdiferensiasi menjadi sel pembunuh yang aktif. Sel ini membunuh apa yang disebut sel target terutama dengan cara pembebasan perforin, yaitu protein yang membentuk pori atau lubang pada membran sel target. Karena ion dan air mengalir ke dalam sel target, maka sel itu membengkak dan akhirnya lisis. Kematian sel-sel yang terinfeksi itu bukan saja menghilangkan tempat bagi patogen untuk bereproduksi tetapi juga memaparkannya ke antibodi yang sedang beredar, sehingga menandainya untuk dibuang dan dihancurkan. Setelah merusak sel yang terinfeksi, sel T sitotoksik terus bergerak membunuh sel-sel lain yang terinfeksi dengan patogen yang sama.

B

anyak antigen dapat memicu respon kekebalan humoral oleh sel B hanya dengan partisipasi sel T helper. Antigen seperti ini disebut antigen yang bergantung pada sel T, dan sebagian besar antigen, protein termasuk dalam jenis ini. Adapun proses pengahasilan antibodi yang dilakukan oleh sel B yaitu:

1. Makrofaga menelan pathogen yang masuk ke dalam tubuh

2. Fragmen antigen dari pathogen yang dicerna sebagian lalu membentuk kompleks dengan protein MHC kelas II. Kompleks ini kemudian diangkut ke permukaan sel, tempat kompleks tersebut disajikan ke sel-sel lain milik system kekebalan.

3. Sel T helper dengan reseptor yang spesifik untuk antigen yang disajikan itu berinteraksi dengan makrofaga dengan cara berikatan dengan kompleks MHC dan antigen.

4. Sel T helper yang diaktifkan kemudian berinteraksi dengan sel B yang telah menghancurkan antigen dengan cara endositosis dan memperlihatkan fragmen antigen bersama dengan protein MHC kelas II. Sel T helper mensekresikan IL-2 dan sitokin lain yang mengaktifkan sel B.

5. Sel B lalu membelah secara berulang-ulang dan berdiferensiasi menjadi sel B memori dan sel plasma, yang merupakan sel ecfektor yang mensekresi antibodi pada kekebalan humoral.