SISTEM PERTAHANAN TUBUH BAB 4 SISTEM PERTAHANAN TUBUH

BAB 11 SISTEM PERTAHANAN TUBUH SK : Menjelaskan struktur dan fungsi manusia dan hewan tertentu kelainan dan atau penyakit yang mungkin terjadi serta implikasinya pada salingtemas KD : menjelaskan mekanisme pertahanan tubuh terhadap benda asing berupa antigen dan bibit penyakit

PENDAHULUAN Disekitar kita banyak bahan organik dan anorganik, benda hidup maupub benda mati  setiap saat bisa menginfeksi tubuh mampu menimbulkan penyakit, kerusakan jaringan. Tubuh mempunyai sistem imunitas= gabungan sel, molekul dan jaringan yang berperan dalam resistensi terhadap bahan atau zat yang masuk ke dalam tubuh Reaksi yang dikoordinasikan sel-sel dan molekul terhadap benda asing yg masuk ke dalam tubuh = respon imun Sistem imum penting untuk pertahanan tubuh.

A. Macam-macam sistem pertahanan tubuh

broad range of microbes Immunity Types A summary of innate and acquired immunity INNATE IMMUNITY Rapid responses to a broad range of microbes ACQUIRED IMMUNITY Slower responses to specific microbes External defenses Internal defenses Skin Mucous membranes Secretions Phagocytic cells Antimicrobial proteins Inflammatory response Natural killer cells Humoral response (antibodies) Cell-mediated response (cytotoxic lymphocytes) Invading microbes (pathogens)

PERTAHANAN ALAMIAH (NONSPESIFIK) Tidak ditujukan kepada mikroba tertentu, ada dan berfungsi sejak lahir Pertahanan terdepan menghadapi serangan mikroba Mekanismenya tidak punya kekhususan Mekanisme fisiologis  komponen normal yang selalu ditemukan pada orang sehat. Meliputi pertahanan fisik/mekanik, pertahanan biokimia, pertahanan humoral, pertahanan seluler. Pertahanan fisik  rintangan fisik kulit, membran mukosa yang melapisi saluran, sel-sel epitel bersilia  pertahanan terdepan. Pertahanan Biokimia Kelenjar minyak, keringat , getah lambung, getah usus, air mata dan getah mukosa lain = bahan kimia merubah pH = bahan kimia membatasi pertumbuhan patogen

PERTAHANAN FISIK

PERTAHANAN ALAMIAH (NONSPESIFIK lanjutan ….. c. Pertahanan seluler Pertahanan lapis ke dua Tergantung proses fagositosis oleh neutrofil, monosit, eosinofil 1) Neutrofil (60-70% dari leukosit) Sel yang dihancurkan mikroba, mengirim sinyal kimiawi menarik neutrofil keluar dari darah  memasuki jaringan terinfeksi menelan dan menghancurkan mikroba. Neutrofil berumur pendek cenderung merusak diri sendiri. 2) Monosit (5% dari leukosit) sebentar di dalam darah  jaringan berubah menjadi makrofag dengan psedopodium  menjulur dan menempel ke polisakarida permukaan kuman dan menelan  dihancurkan dengan lisozim Makrofag ada yang bermigrasi ke seluruh tubuh. Ada yang permanen dalam jaringan  makrofag alveoli paru, sel mesoglea ginjal, sel Kuffer hati, sel mikroglia otak, sel histiosit jaringan ikat.

Mekanisme fagositosis Makrofag menjulurkan pseudopodia ke bakteri penginfeksi Bakteri terperangkap oleh pseudopodia, dihancurkan oleh enzim lisozim Proses fagositosis

Pertahanan Humoral 3). Eosinofil (1.5% dari leukosit) Memfagosit patogen berukuran besar  cacing, protozoa Mampu menghasilkan enzim perusak granula sitoplasma parasit Pada pertahanan alamiah (NONSPESIFIK), selain sel-sel fagosit ada juga sel pembunuh alami (Natural Killer Cell), yang meliputi limfosit granula besar, fungsi utamanya merusak sel tubuh yang diserang virus dan sel tumor. Pertahanan Humoral Pertahanan oleh bahan yang terdapat di dalam sirkulasi darah Meliputi :Komplemen, interferon, CRP (C Reactive Protein), kolektin, lisozim

1) Komplemen 2). Interferon = anti virus. Diproduksi hepatosit dan monosit Terdiri atas beberapa protein, bila diaktifkan  memberikan proteksi terhadap infeksi dan berperan dlm respon inflamasi. Fungsi komplemen : Menghancurkan membran sel bakteri Faktor kemotatik yg menggerakkan makrofag ke tempat bakteri Mengikat permukaan bakteri yang memudahkan makrofag untuk mengenal dan memakannya (opsonifikasi) 2). Interferon = anti virus. Dapat menginduksi sel-sel di sekitar sel yg terinfeksi virus  resisten Sitokin yg berupa glikoprotein, diproduksi makrofag aktif, sel pembunuh alami, berbagai sel tubuh yang mengandung nukleus respon terhadap infeksi virus. 3). C- Reaktive Protein (CRP) Protein yang kadarnya dalam darah akan meningkat bila tjd infeksi akut  respon pertahanan non spesifik.

Mekanisme interferon melawan virus : Virus menginfeksi sel b. Gen interferon di dalam sel teraktifkan Sel membuat interferon d. Interferon memasuki sel tetangga yang sehat e. Interferon menstimulasi sel tetangga  memproduksi protein anti viral

4). Kolektin e. Respon Peradangan 5). Lisozim Protein  mengikat hidrat arang pada permukaan kuman 5). Lisozim Protein lizosom dalam ludah, air mata, sekresi mukosa  dapat melisis sel mikroba. e. Respon Peradangan Kerusakan jaringan ( luka  kecelakaan, operasi, transplantasi, infeksi)  jalan masuk kuman  memicu peradangan terlokalisir. Di daerah luka  arteriole prakapiler = berdilatasi, venule pasca kapiler menyempit  pembesaran kapiler  darah bocor ke jaringan bengkak memerah sekitar luka. Respon peradangan  dimulai sinyal kimiawi (senyawa kimia, benda asing, atau histamin) Histamin = dihasilkan tubuh sebagai respon kerusakan jaringan  basofil

Histamin  merangsang pembesaran dan peningkatan permeabilitas kapiler perlukaan, Leukosit dan sel jaringan yang rusak  mengeluarkan prostaglandin  meningkatkan aliran darah ke jaringan yg luka mempercepat pengiriman dan penyerapan zat. Misal ion Ca  mempercepat pembekuan darah  luka tertutup , menghambat penyebaran mikroba. Peningkatan aliran dan permeabilitas lokal  peningkatan migrasi sel fagositik  dimulai 1 jam setelah sebelum diperantarai kemokin Fagositosis dimulai neutrofil  diikuti monosit yang akan berkembang menjadi makrofag jaringan. Makrofag  fagositosis terhadap patogen Neutrofil dan jaringan rusak melisis menjadi nanah.

Respon Peradangan Jaringan terluka, pelepasan cairan berupa histamin Pembuluh darah membesar, fagosit (makrofag dan neutrofil) bergerak menuju luka Fagosit memakan patogen, sel tidak terinfeksi.

Bila luka menyebar (sistemik) sel-sel yg rusak  mengeluarkan sinyal berupa zat kimia  melepas neutrofil lebih banyak dari sumsum tulang belakang  jumlah dalam darah meningkat  beberapa jam dari peradangan awal. Respon sistemik lain  demam. Toksin patogen  merangsang timbulnya demam Leukosit lain menghasilkan pirogen  termostat tubuh. Suhu tubuh yang tinggi : a. menghambat kerja enzim metabolit. b. menghambat pertumbuhan beberapa mikroba c. memudahkan fagositosis meningkatkan reaksi kimia tubuh meningkatkan perbaikan luka.

2. Sistem pertahanan Spesifik Pertahanan tubuh yang mampu mengenali benda asing oleh tubuh  dengan respon sensitasi sel-sel imum. Sensitasi  penyebab sel atau organisme menjadi lebih aktif. terhadap antigen. Antigen  zat yang dpt menstimuli sel limfosit B memproduksi protein antibodi. Antibodi hanya dapat mengenali antigen yang pernah masuk ke tubuh  pertahanan spesifik. Dilakukan oleh leukosit jenis limfosit  berasal dari pluripoten sumsum tl. Belakang atau hati janin. Awalnya limfosit serupa  berkembang  limfosit T dan limfosit B

Perkembangan limfosit menjadi sel T dan sel B. Limfosit dari sumsum tulang pindah ke timus  sel T  pertahanan seluler Limfosit tidak pindah  sel B  pertahanan humoral. Sel B dan sel T  mengenali antigen  krn reseptor antigen yang terikat pada membran selnya. Reseptor sel B  protein transmembran (antibodi membran) Reseptor sel T  strukturnya sama dengan protein transmembran. Sel T dan sel B  memiliki 100.000 reseptor spesifikasi sama persis. Mula-mula limfosit dibentuk sangat beragam kontak dg antigen  membentuk reseptor dg spesifikasi khusus  mampu merespon bermacam-macam antigen

Proses Pembentukan Limfosit Limfosit terseleksi  sel B dan sel T  memiliki reseptor  mampu berinteraksi dg antigen Limfosit berdeferensiasi membelah menjadi dua klon ( sel efektor (Supressor) berumur pendek dan sel memori berumur panjang) Perbanyakan dan deferensiasi ( saat terinfeksi antigen = respon kekebalan primer)  perlu waktu 10 – 17 hr, bg limfosit terseleksi untuk membangkitkan respon sel efektor pada awal tubuh terinfeksi antigen Sel B dan sel T terseleksi  membangkitkan sel efektor B dan sel T Sel efektor B  membentuk sel plasma  menghasilkan antibodi. Saat sel efektor B aktif individu  sakit,  gejala hilang ketika sel T membersihkan antigen dari tubuh Bila tubuh terinfeksi lagi respon lebih cepat  disebut respons kekebalan sekunder. Jumlah antibodi lebih banyak, afinitas terhadap antigen lebih besar. Kemampuan membangkitkan kekebalan sekun-der  dasar mekanisme memori imunologi

b. Penanda Permukaan sel Sel T memiliki interaksi dg sekelompok molekul asli yg tersusun dr glikoprotein permukaan sel = kompleks histokompabilitas mayor = mayor histocompability (MHC), pada manusia  Human Leucosit antigen. MHC ada dua macam : MHC kelas I = pada sel-sel tak berinti, MHC kelas II = khusus sel-sel kekebalan makrofag, sel B, sel T yg telah diaktifkan, sel tymus. MHC berfungsi mengirim antigen ke sel T Sel T ada dua jenis : sel T sitotoksik (Tc), sel T helper (Th)  masing-masing membuat kontak spisifik dg molekul MHC pada permukaan sel tubuh. Sel Tc reseptor terikat fragmen antigen  yg dikirim MHC kelas I Sel Th  reseptor terikat fragmen antigen  yg dikirim MHC kelas II MHC + fragmen antigen  kompleks MHC-antigen dpt dikenali reseptor antigen spesifik sel T. Makrofag berinteraksi dg antigen  MHC kelas II agar dikenali oleh sel Tc. Antigen akan dihancurkan set T dengan bantuan sel Th.

Penanda sel MHC kelas I yg menyediakan antigen ke sel T

c. Sistem Pertahanan Humoral Melibatkan sel B yg berasal dari sel asal multipoten di ss.tl. belakang. Sel B bertemu benda asing  berproliferasi, berdiferensiasi, berkembang  plasma --. Membentuk antibodi. Antibodi  pertahanan tubuh dari infeksi ekstraseluler, virus, bakteri, dan toksinnya. Sel B penghasil antibodi pp> peredaran darah dan limfa. c. Sistem Pertahanan seluler Yg berperan sel T (Tc dan Th) pertahanan mikroba intraseluler. Sel terinfeksi antigen  makrofag menelan dan menghancurkan antigen. MHC kelas II yg disintesis  bergerak menuju ke permukaan makrofag dan mengikat protein antigen.

Sistem Pertahanan Humoral lanjutan…. Protein Antigen dikenali oleh sel Th dengan perantaraan CD4 (protein permukaan sel Th). Sel Th teraktifasi mensekresikan sitokin, untuk mengaktifkan limfosit lain. Contoh sitokin  IL-II (interleukin-II) mengaktifkan sel B untuk kontak dengan antigen berdiferensiasi menjadi sel plasma mensekresikan antibodi. IL-II  juga membantu sel T sitotoksik menghancurkan antigen.

Peranan sel T teraktivasi dalam sistem imunitas

B. Antigen dan Antibodi 1. Antigen Benda asing yang dapat merangsang respon sistem pertahanan tubuh. Fungsional antigen dibedakan menjadi : imunogen dan hapten. Imunogen = antigen yg dpt merangsang pertahanan tubuh  sangat kuat  imunitas protektif terhadap organisme patogen. Hapten  determinasi antigen yg dapat mengikat/bereaksi dg antibodi, ttp tdk dapat merangsang pembentukan antibodi secara langsung. (misal bergabung dg oligosakarida) Determinan antigen = bagian antigen yg dpt menginduksi pembentukan antibodi. Antigen dapat dibedakan menurut sifat kimianya : 1). Polisakarida : hidrat arang dan glikoprotein umumnya  permukaan mikroba 2). Lipid : tidak imunogenik, bila diikat protein pembawa  mjd imunogenik 3). Asam nukleat : tdk imunogenik, bila diikat protein pembawa  imunogenik. 4). Protein : umumnya imunogenik.

2. Antibodi Merupakan protein globin yg dikenal dengan Imunoglobulin (Ig) Dibentuk oleh sel plasma dari proliferasi sel B stlh kontak dg antigen. Antibodi baru mengikat antigen secara spesifik. Sebuah molekul antibodi umumnya memiliki dua tempat pengikatan antigen , masing-masing terdiri atas 4 rantai polipeptida  2 rantai berat (heavy chain), 2 rantai ringan (light chain).Keduanya dihubungkan jembatan disulfida  membentuk molekul bbntk huruf Y  daerah V memiliki asam amino berfariasi  tergantung antibodinya

Interaksi antara daerah V dengan epitop(bagian antigen yang menginduksi antibodi)= cara kerja enzim dan substrat. Daerah ekor antibodi  daerah konstan bertanggungjawab : a. atas persebaran antibodi b. mekanisme pembuangan antigen yg diperantarainya - menentukan kelas antibodi Limakelas antibodi : 

BENTUK-BENTUK ANTIBODI Klas Tempat Fungsi IgG Bentuk antibodi utama di sirkulasi Mengikat patogen, mengaktifkan komplemen, meningkatkan fagositosis IgM Di sirkulasi, antibodi terbesar Aktifkan komplemen, menggumpalkan sel IgA Di saliva dan susu Mencegah patogen menyerang sel epitel traktus digestivus dan respiratori. Ig D Di sirkulasi dan jumlahnya paling rendah Menandai kematuran sel B Ig E Membran berikatan dengan reseptor basofil dan sel mast dalam jaringan Bertanggung jawab dalam respon alergi dan melindungi dari serangan parasit cacing

C. Kegagalan Sistem Pertahanan Tubuh 1. Penyakit Autoimun Sistem pertahanan = benteng dari serangan Kadangkala sistem imun merusak tubuh autoimun Autoimun terjadi karena sistem kekebalan tubuh salah sasaran  menyerang jaringan, sel, organ sendiri  terjadi peradangan tempat sistem imun menyerang patogen. Autoimum dipicu : a. Makrofag dan neutrofil : bersirkulasi dalam darah memantau zat asing  mengepung dan merusak dg molekul beracun. Bila molekul beracun diproduksi berlebihan juga merusak jaringan tubuh. - Autoimum granulomatosis Wegener  menyerang pembuluh darah - Autoimum arthritis reumatoid  merusak sendi b. Sel T mengeluarkan sitokin dan kemokin. Kelebihan kemokin  di persendian dirongga sendi diserbu sel perusak (makrofag, neutrofil, sel T)

Kegagalan Sistem Pertahanan Tubuh lanjutan …. c. Sel B membuat kesalahan dengan tidak memproduksi antibodi terhadap antigen asing, tetapi menyerang jaringan tubuh a). Myasthemia gravis : lemah otot  autoantibodi menyerang saraf penstimuli gerakan otot b). Pemphigus vulgaris : autoantibodi salah perintah  menyerang sel kulit  melepuh. d. Saat antibodi berikatan dg antigen di aliran darah  membentuk jaringan berkisi-kisi = kompleks imum  memicu peradangan dlm pembuluh darah, menghambat aliran darah, merusak ginjal. Contoh  lupus eritematosus. 2. Alergi  Bahan penyebab alergi = alergen kegagalan sistem imum  tubuh hipersensitif bereaksi secara imunologi  benda asing nonimunogenik (lingkungan, dan bahan-bahan lain) Alergi diwariskan

3. Penyakit Imunodefisiensi Kedua orangtua menderita gjl alergi  25-30% alergi. Kedua orangtua alergi  60-70% alergi. Penyebab alergi : makanan, debu, serbuk sari, bulu hewan, sabun, bahan kimia=logam, kutu, suhu, kapuk, obat-obatan. Alergi berulang sering menyerang sistem saraf pusat sakit kepala berulang, pusing, susah tidur, gangguan perilaku, susah tidur, susah bicara, 3. Penyakit Imunodefisiensi Mestinya sistem kekebalan siap setiap saat Karena sesuatu dan lain hal  mengalami penekanan (imunosupresi) sampai hilang kekebalan (imunodefisiensi) Macam imunodefisiensi : Imunosupresi : akibat proses komplikasi biologis penyakit lain dlm tubuh, misal  maltrusi, kanker, penyakit infeksi. Maltrusi protein  berasosiasi dengan penurunan kekebalan tubuh thd patogen menimbulkan infeksi, abnormalisasi dan kematian bayi, anak-anak, orang dewasa.

Mekanisme imunodefisiensinya belum jelas, diperkirakan Protein, Lemak, vitamin, mineral memberi dampak negatif  perkembangan sel dlm sistem imum Penderita kanker stadium lanjut, mudah terkena infeksi  rusaknya sistem imum.Tumor sumsum tl. belakang, leukemia  perkembangan limfosit terganggu. Limfoma ganas = penyakit Hodgkin  tubuh gagal membentuk reaksi hipersensitif  dilakukan injeksi kulit dg berbagai antigen, pasien pernah terpapar antigen ttt, misal toksoid, Candida. b. Imunodefisiensi iatragonik Sering diakibatkan oleh terapi obat  menginaktifkan limfosit. Zat kemoterapi kanker umumnya  toksik terhadap limfosit, prekursor monosit dan granulosit. Kemoterapi dan radiasi kanker  sering diikuti imunosupresi atau resiko infeksi. Pemberian kortikosterol dan antibiotika siklosporin A pengobatan radang/penolakan transplantasi jaringan/organ.

d. Penerapan sistem Pertahanan Tubuh Antibodi Monoklonal Usaha manusia dengan teknik hibridoma/rekayasa genetika  satu klon atau satu jenis antibodi.

Penerapan sistem Pertahanan Tubuh lanjutan….. Antigen disuntikkan ke seekor tikus Tubuh tikus membentuk antibodi thdp antigen Sel plasma yang dibentuk sel B diambil intinya dikawinkan dengan sel embrional  sel akan berproliferasi membentuk sel sel baru yang menghasilkan antibodi yang diharapkan. Antibodimonoklonal dpt digunakan sebagai obat penyembuh berbagai penyakit sesuai jenis penyakitnya Produksi Interferon secara Rekayasa Genetika dapat diproduksi secara invitro. dapat digunakan sebagai antivirus Proses Pembuatan Vaksin Dilakukan dengan mengambil bagian tubuh atau produk patogen  sebagai antigen seseorang  merangsang Pembentukan antibodi.

Beberapa Istilah : Imunokompeten (immunocompetence) adalah kemampuan tubuh untuk mengembangkan respon kekebalan terhadap infeksi atau penyakit. Imunokompeten diukur untuk melihat seberapa baik tubuh dapat melawan penyakit tertentu. Immunocompromised (imunitas lemah) adalah kondisi abnormal di mana kemampuan seseorang untuk melawan infeksi menurun. Hal ini dapat disebabkan oleh proses penyakit, obat-obatan tertentu, atau kondisi yang hadir saat lahir. Imunosupresi adalah melemahnya sistem kekebalan tubuh yang menyebabkan penurunan kemampuan untuk melawan infeksi dan penyakit.