Tujuan Instruksional Khusus :
•
Mahasiswa dapat menjelaskan peranan bahan pangan
dalam mengendalikan sistem imun pada tubuh
manusia
SISTEM IMUN
Berfungsi sebagai pertahanan tubuh terhadap benda asing Benda asing : mikroorganisme, sel-sel kanker dan jaringan atau organ
yang dicangkokkan
Strategi dalam menangani benda asing oleh sistem imun : mengenali, mengerahkan kekuatan dan menyerang
Sistem imun mempunyai peredaran sendiri yaitu pembuluh getah bening yang masuk ke setiap organ tubuh kecuali otak
Pada pembuluh getah bening terdapat cairan (getah bening) tdd lemak dan sel darah putih
Pada sistem imun juga terdapat daerah khusus yaitu kelenjar getah bening, amandel (tonsil), sumsum tulang, limpa, hati, paru-paru dan usus; dimana limfosit bisa diambil, diangkut dan disebarkan ke bagian yang memerlukannya sebagai bagian dari respon kekebalan.
Sistem imun tdd : sel dan zat yang bisa larut
Sel utama pada sistem imun : sel darah putih yang tdd
makrofag, neutrofil dan limfosit.
Zat-zat yang bisa larut :molekul-molekul yang tidak
terdapat di dalam sel tetapi larut dalam suatu cairan
(misalnya plasma).
Zat-zat terlarut yang utama adalah antibodi, protein
komplemen dan sitokinesis.
Beberapa zat terlarut bertindak sebagai pembawa
pesan (messenger) untuk menarik dan mengaktifkan
sel-sel lainnya.
Makrofag : sel darah putih yang berukuran besar, yang mencerna mikroba, antigen dan zat-zat lainnya.
Antigen : setiap zat yang bisa merangsang suatu respon kekebalan bakteri, virus, protein, karbohidrat, sel-sel kanker dan racun Neutrofil : sel darah putih yang berukuran besar, yang mencerna
mikroba dan antigen lainnya.
Neutrofil memiliki granula yang mengandung enzim untuk menghancurkan antigen yang ditelan olehnya.
Neutrofil ditemukan di dalam darah
Untuk keluar dari darah dan masuk ke dalam jaringan, neutrofil memerlukan rangsangan khusus.
Makrofag dan neutrofil seringkali bekerja sama makrofag memulai suatu respon kekebalan dan mengirimkan sinyal untuk menarik neutrofil bergabung dengannya di daerah yang mengalami gangguan. Jika neutrofil telah tiba, mereka menghancurkan benda asing dengan cara mencernanya.
Limfosit : sel utama pada sistem getah bening, memiliki
ukuran yang relatif lebih kecil daripada makrofag dan
neutrofil.
Neutrofil memiliki umur tidak lebih dari 7-10 hari, tetapi
limfosit bisa hidup selama bertahun-tahun bahkan sampai
berpuluh-puluh tahun.
Limfosit dibagi ke dalam 3 kelompok utama:
1.
Limfosit B
2.
Limfosit T
3.
Sel-sel pemusnah alami
•
Limfosit B berasal dari sel stem di dalam sumsum tulang
dan tumbuh menjadi sel plasma, yang menghasilkan
antibodi
Limfosit T terbentuk jika sel stem dari sumsum tulang
pindah ke kelenjar thymus, dimana mereka mengalami
pembelahan dan pematangan.
Di dalam kelenjar thymus, limfosit T belajar membedakan
mana benda asing dan mana bukan benda asing. Limfosit T
dewasa meninggalkan kelenjar thymus dan masuk ke
dalam pembuluh getah bening dan berfungsi sebagai
bagian dari sistem pengawasan kekebalan
Sel-sel pemusnah alami berukuran > daripada limfosit T
dan B membunuh mikroba dan sel-sel kanker tertentu.
Istilah alami digunakan karena mereka siap membunuh
sejumlah sel target segera setelah terbentuk tanpa harus
melewati pematangan dan proses belajar
Sel pembunuh alami juga menghasilkan beberapa
sitokinesis (zat-zat pembawa pesan yang mengatur
sebagian fungsi limfosit T, limfosit B dan makrofag).
Antibodi :
Jika dirangsang oleh suatu antigen, limfosit B akan
mengalami pematangan menjadi sel-sel yang
menghasilkan antibodi.
merupakan protein yang bereaksi dengan antigen yang
sebelumnya merangsang limfosit B.
Disebut immunoglobulin.
Tdd : 5 kelompok yaitu IgM, IgG, IgA, IgE, IgD
IgM : antibodi yang dihasilkan pada pemaparan awal oleh suatu antigen. Contohnya, jika seorang anak menerima vaksinasi tetanus I, maka 10-14 hari kemudian akan terbentuk antibodi antitetanus IgM (respon antibodi primer). IgM banyak terdapat di dalam darah tetapi dalam keadaan normal tidak ditemukan di dalam organ maupun jaringan.
IgG : jenis antibodi yang paling umum, yang dihasilkan pada pemaparan antigen berikutnya
Contohnya, setelah mendapatkan suntikan tetanus II (booster), maka 5-7 hari kemudian seorang anak akan membentuk antibodi IgG. Respon antibodi sekunder ini lebih cepat dan lebih berlimpah dibandingkan dengan respon antibodi primer
IgG ditemukan di dalam darah dan jaringan.
IgG merupakan satu-satunya antibodi yang dipindahkan melalui plasenta dari ibu ke janin di dalam kandungannya.
IgA :antibodi yang memegang peranan penting pada
pertahanan tubuh terhadap masuknya mikroorganisme
melalui permukaan yang dilapisi selaput lendir, yaitu hidung,
mata, paru-paru dan usus.
IgA ditemukan di dalam darah dan cairan tubuh (pada saluran
pencernaan, hidung, mata, paru-paru, ASI).
IgE adalah antibodi yang menyebabkan reaksi alergi akut
(reaksi alergi segera).
IgE penting dalam melawan infeksi parasit (misalnya river
blindness dan skistosomiasis), yang banyak ditemukan di
negara berkembang.
IgD adalah antibodi yang terdapat dalam jumlah yang sangat
sedikit di dalam darah. Fungsinya belum sepenuhnya
dimengerti.
IMUNOMODULATOR
Immunomodulator : substansi yang dapat mengatur
sistem imun.
Immunomodulator dapat berupa :
Immunosuppresive agent
Tolerogens
Immunostimulants
Bahan-bahan ini berperan penting dalam menjaga organ
dan jaringan serta dalam pengobatan penyakit tertentu
yang berasal dari disregulasi respon imun.
IMMUNOSUPPRESIVE AGENTS
oBahan yang digunakan untuk menekan sistem immun
oBerperan dalam memelihara organ dan jaringan dalam treatment penyakit tertentu yang timbul dari disregulasi respons imun
IMMUNOSTIMULANTS
o Bahan yang digunakan untuk meningkatkan sistem immun
o Berperan dalam :
Meningkatkan respons imun atau merubah secara selektif keseimbangan berbagai komponen dari sistem imun
Mengatur penyakit tertentu seperti : kanker, AIDS dan penyakit imunodefisiensi lain
TOLEROGENS
Bahan yang digunakan untuk mempertahankan toleransi imun, keadaan aktif dari antigen-spesifik nonresponsiveness. Diperlukan untuk :
mencegah self-reactivity
Imunitas dapat dicapai melalui :
Imunisasi (injeksi anti bodi/serotheraphy)
Imunomodulasi disebut paramunity, dan bahan yang berperan disebut paramunity inducers
Komplemen Kerja imunomodulator yang tidak spesifik B Limfosit
Granulosit Makrofag T Limfosit Mikrofagositosis Makrofagositosis Sel T-helper Sel T-supresor Sel Sitotoksik-NK
Pembebasan mediator Pembebasan limfokin (interferon , interleukin, tumor (IL-2 atau interferon) Necrosis factor, protaglandins, O2,
Enzim lisosomal, dll)
Gambar 1. Immunomodulasi oleh Paramunity inducers
Sistem immun dirancang untuk melindungi tubuh dari patogen dan mengeliminasi penyakit.
Perlindungan terhadap infeksi dan penyakit diberikan oleh 2 komponen utama :
innate (sistem imun bawaan)
adaptive (acquired) immune system
Sistem imun bawaan pertahanan utama untuk melawan serangan antigen, yang tdd :
Komponen fisik (kulit)
Biokimia (misalnya lisozim)
Komponen selular (makrofag dan neutrofil)
Jika sistem imun tidak sesuai untuk mengatasi infeksi sistem imun adaptif dimobilisasi melalui isyarat dari imun bawaan.
Karakteristik imun adaptif dalam menyingkirkan patogen adalah kemampuannya untuk :
Merespon berbagai antigen
Membedakan antara gen asing dan antigen dari inang
Merespon antigen yang sebelumnya sudah masuk dalam sebuah cara pembelajaran melalui respon memorinya.
Respons adaptif ini mencapai puncaknya pada saat:
produksi antibodi yang merupakan efektor pada imunitas manusia
Aktivasi limfosit T yaitu effector imunitas yang dimediasi oleh sel.
Induksi imunitas spesifik memerlukan partisipasi dari Antigen-Presenting-Cells (APCs) yang tdd :
- makrofag - dentritic cells - Langerhans cells - Limfosit B
Berperan penting dalam respons imun melalui pencernaan antigen protein secara enzimatis dan adanya peptida derivatif pada T Cell Receptor (TCR) yang berhubungan dengan protein Major Histocompability Complex (MHC) kelas I dan II.
MEKANISME PANGAN FUNGSIONAL SEBAGAI IMUNOMODULATOR
Melalui sistem limfoid dan fungsi sel immun
Melalui faktor-faktor yang non spesifik
Mempengaruhi fungsi metabolik, neurologik atau
endokrin yang mempengaruhi sistem imun.
Zat gizi mempengaruhi stabilitas membran plasma serta
diferensiasi dan ekspresi dari karakteristik permukaan
selnya seperti determinan antigenik.
Faktor nutrisi mempengaruhi sistem imun melalui banyak
cara.
SUMBER IMUNOMODULATOR
Tanaman Hewan
Mikroba (probiotik)
Produk-produk sintesis
BM Rendah : alkaloid, quinon, ester asam fenol-karboksilat, fenol sederhana, tanin dan diterpenoid seperti parboleser dari famili Euphorbiacea
BM tinggi : polisakarida, protein, glikoprotein/lekin, nukleotida
Bahan yang sama dapat berperan sebagai immunostimulan atau immunosupresive tergantung dari dosisnya.
Tabel 1. Komponen yang mempunyai efek imunomodulator
Komponen Sumber Aktivitas Imunomodulator
Bestatin Produk Mikroba •Meningakatkan DTH (Delayed Type-Hypersensitivity)
•Meningkatkan jumlah sel pembentuk antibodi
•Meningkatkan recovery prolifersi immunosupresi oleh siklopospamida
•Meningkatkan induksi IL-1 dan IL-2
•Meningkatkan aktivitas sel NK
Amastatin Produk Mikroba •Meningkatkan jumlah sel pembentuk antibodi Esterastin Produk Mikroba •Menekan DTH
•Menekan pembentukan antibody Nukleotisidin Produk Mikroba •Meningkatkan sitotoksisitas PEC
•Meningkatkan aktivitas superoksida Gelsemin
(Oxindole alkaloid)
Tanaman tingkat tinggi
•Menstimulasi granulosit pagostosis secara in vitro
Komponen Sumber Aktivitas Imunomodulator
Polisakarida (Zymosan, Lentinan, pachymaran)
Tanaman tingkat tinggi, jamur, rumput laut, fungi, algae dan lichens vegetables.
•Mengaktivasi makrofag, Sel NK dan limfosit T
•Mempunyai aktivitas anti tumor
Tylophorine (isoquinoline alkaloid)
Tanaman tingkat tinggi
• Promotor pagositosis
BCG Produk Mikroba • Aktivasi Makrofag
VITAMINS
1. Vitamin B Komplex
Defisiensi vitamin B kompleks mempengaruhi respon imun spesifik dan non spesifik .
Kehadirannya di dalam sistem immun tidak diharapkan karena vit.B kompleks merupakan vitamin esensial pada kebanyakan metabolisme seluler seperti sintesis dan degradasi gula, protein, lemak dan asam nukleat.
Hasil penelitian menunjukkan adanya pengaruhi vitamin B tertentu terhadap imunitas.
Perlu diketahui jumlah optimum yang dibutuhkan untuk dapat memenuhi kebutuhan metabolisme dan sistem imun.
Imunitas yang dimediasi oleh sel dipengaruhi oleh kekurangan atau kelebihan konsumsi vitamin B6 (pyridoxine).
1.Vitamin B Komplex...
Produksi antibodi menurun dan diproduksi lymphocytopenia pada orang dewasa yang kekurangan vitamin B6.
Penelitian Talbott et al., (1987) tentang kelebihan dosis (supradietary) dari vitamin B6 : 50 mg/hari selama 2 bulan pada manusia dewasa yang sehat dan hasilnya menunjukkan terjadi peningkatan dalam proliferasi limfosit yang distimulir mitogen serta sel T helper.
Penelitian Meydani et al., (1991) : memberikan vitamin B6 secara berlebih dan kurang pada manusia dewasa yang sehat, menunjukkan bahwa produksi interleukin (IL)-2 dan respons mitogen sel T dan B dipengaruhi oleh rendahnya vitamin B6 sedangkan suplementasi vitamin B6 50g/hari akan meningkatkan fungsi imun ini pada beberapa subjek
Pemberian vitamin B12 (cyanocobalamin) akan meningkatkan sistem imun pada penderita anemia kemungkinan disebabkan perbaikan luka biokimia yang disebabkan karena penekanan sintesis asam nukleat di dalam limfosit (Beisel, 1982).
Crist et al., (1980) menunjukkan bahwa neutopenia dan/atau leukopenia yaitu abnormalitas sel darah putih pada anak-anak berhubungan dengan rendahnya vitamin B12 dan dapat diperbaiki dengan suplementasi cyanocobalamin 1.000 g/bulan yang diberikan melalui intramusculary.
Beberapa penelitian secara ex vivo menunjukkan bahwa individu dengan kadar folat rendah mengalami kerusakan fungsi neutrofil dan dapat diperbaiki dengan perbaikan status gizi.
Biotin merupakan koenzim pada reaksi-reaksi karboksilasi yang dikatalis enzim.
Fischer et al., (1982) : defisiensi karboksilase berhubungan dengan penurunan aktivitas supresor yang dimediasi limfosit, dan ini dapat diperbaiki dengan pemberian biotin 10 mg/hari .
2. Vitamin C
Keterlibatan vitamin C (asam askorbat) dalam mempertahankan sistem imun telah terbukti melalui beberapa penelitian.
Defisiensi vitamin C berhubungan dengan :
Penurunan aktivitas bakterisidal, neutrofil dan makrofag
Penurunan resitensi terhadap infeksi mikrobial
Penurunan sistem imun lain yang berhubungan dengan sel Penelitian Weening et al., (1981) : pemberian vitamin C dosis tinggi
pada pasien sindrome Chediak-Higashi dapat mengurangi terjadinya infeksi bakteri dan memperbaiki sistem neutrofil serta aktivitas antimikroba.
Hasil penelitian terhadap manusia dan hewan menunjukkan bahwa pemberian vitamin C dengan dosis yang cukup dapat mempercepat perbaikan luka, trauma operasi, penyakit infeksi dan kanker.
Mekanisme biokimia asam askorbat dalam menstimulir sistem imun : a. Modulasi kadar nukleotida pada siklus intraseluler
b. Modulasi sintesis postaglandin (PG) c. Proteksi 5-lipoksigenase d. Meningkatkan produksi sitokinin
e. Antagonisme interaksi imunosupresif dari histamin dan leukosit f. Netralisasi oxidant imunosupresif dan autoreaktif yang dihasilkan oleh
pagosit.
3. Beta Caroten dan Vitamin A
-karoten :
Prekursor vitamin A
Quencher (penangkap) singlet oksigen yang potensial
Antioksidant
Penelitian dengan model hewan menunjukkan bahwa -karoten (terlepas dari aktivitasnya sebagai provitamin A) dapat menjaga sel-sel pagosit dari kerusakan autooksidasi, meningkatkan respons proliferasi limfosit T dan B, menstimulir fungsi T-cell effector, meningkatkan produksi sitokinin, makrofat, sel T sitptoksik dan kapasitas tumorisidal dari natural killer.
Vitamin A juga berperan dalam mencegah infeksi.
Defisiensi vitamin A secara signifikan meningkatkan resiko sakit dan kematian terutama pada anak-anak.
Mekanisme vitamin A dalam menjaga sistem imun masih belum jelas tapi kemungkinan disebabkan oleh kemampuan vitamin A untuk memodifikasi integritas dan fungsi epitelial, massa limfoid serta resistensi inang terhadap mekanisme imunitas spesifik dan non spesifik.
Hasil studi di Indonesia dan India (Milton et al., 1987; Sommer et al., 1984), menunjukkan bahwa : defisiensi vitamin A pada anak-anak akan menyebabkan meningkatnya resiko infeksi saluran pernafasan. Pemberian vitamin A yang equivalen dengan 450g retinol setiap hari
pada anak prasekolah dapat mengurangi penyakit saluran pernafasan.
4. Vitamin D (1,25-dihydroxyvitamin D
3)
Adalah hormon imunoregulator yang menyediakan agent imunostimulatory dari imunitas non spesifik yang dapat menstimulir atau menghambat sistem imun.
Hasil penelitian secara in vitro terhadap hewan menunjukkan bahwa vitamin D secara langsung mempengaruhi semua anggota sel pagosit mononuklear.
Vitamin D juga mernagsang merangsang sel neoplastik yang belum terdiferensiasi untuk berdiferensiasi menjasi makrofag.
Vitamin D disintesis oleh makrofag yang sudah diaktivasi dan bukan oleh anggota pagosit lainnya.
Inkubasi vitamin D pada monosit atau makrofag manusia dapat menghambat pertumbuhan virulen Mycobacterium tuberclosis. Pemberian vitamin D pada penderita TBC akan mempercepat
penyembuhan.
Terdapat hubungan antara kadar vitamin D yang rendah dengan resiko TBC
5. Vitamin E (
Tocopherol)
Berperan dalam mempertahankan sistem imun.
Defisiensi vitamin E Berhubungan dengan depresi sel pembentuk plaque, mitogen dan respons limfosit pada reseptor membran makrofag.
Suplementasi vitamin E pada diet meningkatkan respons sel imun dan fungsi pagosit .
Konsumsi vitamin E dalam jumlah tinggi mengurangi resiko infeksi dan kondisi kronik seperti jantung dan penyakit jantung pada usia lanjut (mungkin berhubungan dengan optimalisasi dari respon imun).
Vitamin E dapat mempengaruhi jalur lipoksigenase dan sikooksidase pada metabolisme asam arakidonat.
Pengaruh imunostimulator dari vitamin E mungkin disebabkan oleh penghambatan pada sintesis PG dan/atau mengurangi pembentukan radikal bebas.
Mengurangi pembentukan H2O2 oleh sel Peripheral Blood Mononuclear (PMN) konsentrasi -tokoferol meningkat pada sel PMN dan menurun pada peroksida lipid plasma.
6. n-6 Polyunsaturated Fatty Acid
Diet asam linoleat (n-6) dalam jumlah kecil dibutuhkan untuk propagasi dan maturasi respons imun dari sel.
7. ASAM LEMAK TIDAK JENUH n-3
Yang termasuk asam lemak n-3 :
- Eikosapentaenaoat (EPA)
- Dokosaheksaenoat (DHA)
EPA dan DHA dapat mensintesis PGE
3dengan efek
imunosupresif < dari PGE
2.
Sumber EPA dan DHA : minyak ikan
Suplementasi asam lemak n-3 mengurangi pelepasan asam
arakidonat pada stimulasi limfosit T sehingga ratio
konsumsi n-3/n-6 dapat mempengaruhi respons imun.
Suplementasi n-3 menurunkan kemotaksis neutrofil dan
menghambat produksi LTB
4pada sukarelawan sehat dan
apda penderita asma.
Peningkatan dosis n-3 secara nyata meningkatkan fungsi sel imun, dan ini mungkin disebabkan oleh perubahan jalur sintesis PG dan LT. Hasil penelitian terakhir : suplementasi n-3 akan memberikan
keseimbangan yang baik pada aksi imunostimulator, antiinflamantory dan imunosupresif.
Formulasi nutrisi dengan kandungan EPA dan DHA yang berasal dari minyak ikan saat ini sudah banyak diberikan kepada pasien. Sumber n-3 dari tanaman : daun prrslane yang kaya akan -linoleat,
EPA, DHA, asam Dokosapentaenoat , dan antioksidan berupa vitamin C, vitamin E dan glutation.
8. ARGININ
Konsumsi arginin 30 g/hari meningkatkan blastogenesis
lim fosit darah dalam merespons Con A dan PHA.
Memperbaiki parameter imun selama stress fisiologi.
Tikus , guinea pigs dan manusia yang mengalami luka
memberikan respon yang baik terhadap suplementasi
argini sebanyak 3% (w/w).
Diet arginin dapat mempertahankan aktivitas sel killer
yang diaktivasi oleh limfokin.
Mekanisme arginin dalam sistem imun belum jelas, tapi
mungkin disebabkan oleh :
Peningkatan sekresi hormon pertumbuhan atau peptida
lainnya.
Bertindak sebagai prekursor poliamin seperti putrescine dan spermidine penting dalam diferensiasi dan pertumbuhan
9. Glutamin
Asam amino bebas yang paling banyak terdapat pada
tubuh dan berfungsi pada berbagai reaksi metabolisme
termasuk kemampuannya sebagai bahan bakar untuk
limfosit dan sel-sel yang cepat membelah lainnya seperti
sel mukosa pada saluran pencernaan.
Termasuk asam amino nonesensial, tapi beberapa bukti
menunjukkan glutamin juga merupakan nutrisi esensial,
yaitu sintesis endogenousnya tidak mencukupi
kebutuhan tubuh pada kondisi klinis tertentu.
10. Nukleotida Purin dan Pirimidin
Nukleotida adalah prekursor DNA dan RNA dan juga berfungsi pentinng dalam energi selular serta metabolisme.
Kesalahan genetik dalam metabolisme nukleotida menjadi penyebab sejumlah penyakit yang mempengaruhi sistem imun.
Asumsi awal yang mengatakan bahwa nukleotida bukan merupakan zat esensial terhadap fungsi pertumbuhan dari sel yang
bermetabolisme secara aktif seperti limfosit, makrofag dan sel-sel pencernaan didasarkan pada hasil pengujian terhadap indivisu yang sehat.
Sistem imun menjadi rusak karena defisiensi adenosin deam inase. Rusaknya fungsi sel T juga berhubungan dengan defisiensi purin
nukleoside phosporylase.
Pemberian nukleotida efektif untuk membantu aktivasi makrofag dari sel T helper.
11. Glutations (GSH)
Komponen dengan BM rendah yang banyak terdapat di
dalam sel dan merupakan scavanger radikal bebas yang
sangat kuat.
Dalam bentuk reduksinya, GSH melindungi sel dari
oksidasi, radikal bebas dan bahan sitotoksik lain.
Kandungan GSH intraseluler yang cukup diperlukan untuk
aktivasi limfosit.
12. Selenium
Bersama-sama dengan Cytosolic Gluthation-peroxidase
(GSHPx) dan pospolipid hidroperoksidase sebagai residu
selenosistein dihubungkan dengan respons sel imun.
GSPHc yang berikatan dengan selenium dapat mengontrol
produksi substrat peroksida yang berlebihan seperti H
2O
2di dalam sel .
Sel yang kekurangan GSHPx akan kehilangan
kemampuannya untuk membentuk mikrotubula dan
serangan sitotoksik.
Defisiensi Se atau pemberian Se dalam jumlah cukup
mempengaruhi sistem imun pada hewan percobaan.
13. Mineral Lainnya
Beberapa metalloenzim lain secara langsung berperan
dalam sistem imun seperti Cu, Zn superoksida dismutase
dan Fe-katalase.
Efektivitas dari mineral ini tergantung pada keterikatannya
dengan enzim antioksidan meski konsnetrasi mineral
tinggi, tapi jika tidak ada enzim maka tidak dapat
memperbaiki sistem imun.
Dari hasil penelitian diketahui defisiensi Cu, Fe, Mn atau
Zn dapat merusak sistem imun.
Suplementasi Fe pada populasi dengan tingkat anemia
tinggi dapat mengurangi penyakit akibat infeksi dan diare.
