MODUL IMUNOLOGI (PSF 215)
MODUL 2
Sel dan Organ Sistem Imun
DISUSUN OLEH
INHERNI MARTI ABNA S.Si, M.Si
UNIVERSITAS ESA UNGGUL 2020
I. Sel dan Organ Sistem Imun
A. Kemampuan Akhir Yang Diharapkan
Setelah mempelajari modul ini, diharapkan mahasiswa memahami : 1. Memahami sel-sel yang berperan dalam sistem imun
2. Memahami organ yang berperan dalam sistem imun 3. Memahami jaringan yang berperan dalam sistem imun B. Uraian dan Contoh
Gambar 1: Sistem Pertahanan Tubuh Manusia
Gambar 2: Pertahanan Tubuh Alami
Pertahanan Tubuh Alami (non spesifik) terdiri atas:
1. Pertahanan fisik: kulit
2. Pertahanan Mekanik: rambut hidung, silia 3. Pertahanan Kimia: air mata, mukus, saliva 4. Pertahanan Biologis: bakteri alami
Pertahanan tubuh oleh sel darah putih:
Neutrofil, eusinofil, basofil, monosit, limfosit
Sistem pertahanan tubuh manusia terdiri atas:
I. Pertahanan lapis pertama yaitu:
1. Kulit (menyekresi asam lemak dan keringat yang mengandung garam sehingga menghambat laju bakteri)
2. Membran mukosa (saluran pernapasan yang menyekresi lendir akan memerangkap bakteri) 3. Sekresi alami (Liur dan air mata mengandung lisozim. Asam di lambung dapat membunuh bakteri yang masuk lewat makanan. ASI (air susu ibu) mengandung laktoperoksidase. Cairan sperma mengandung spermin.)
4. Bakteri alami (Secara normal pada kulit, saluran pencernaan, dan saluran kelamin terdapat beberapa jenis bakteri alami yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri patogen)
II. Pertahanan lapis kedua yaitu:
1. Fagosit dan sel pembunuh alami (sdm yg mampu menghancurkan materi asing, ex.
neutrofil & monosit)
2. Protein komplemen (ketika antibodi terbentuk, prot komplementer akan menempel pd mikrob)
3. Interferon (bbrp sel menyekresi interferon utk membuat sel kebal terhadap partikel virus) 4. Sitokin (pembawa pesan antarsel utk kekebalan, bkrjasama dgn SSP & sist jaringan lain.
Sel dpt merespons pesan jika sitokin punya reseptor yg cocok)
5. Inflamasi (reaksi akibat timbulnya infeksi dan terbukanya arteriol di sekitar daerah yang terluka sehingga suplai darah ke daerah yang terluka meningkat. Dikontrol oleh enzim dan beberapa komponen lainnya, seperti serotonin, platelet, dan basofil). Inflamasi merupakan respons tubuh terhadap kerusakan jaringan, misalnya akibat tergores atau benturan keras. Ada empat gejala yaitu: dolor (nyeri), rubor (kemerahan), calor (panas), dan tumor (bengkak).
Inflamasi dapat mencegah penyebaran infeksi dan mempercepat penyembuhan luka. Dan Sebagai sinyal bahaya dan perintah agar neutrofil dan monosit melakukan fagositosis.
Fagositosis adalah mekanisme pertahanan yang dilakukan oleh sel-sel fagosit dengan cara mencerna mikrobia/partikel asing.
Terdiri atas:
1. Fagosit mononuklear yaitu monosit (di dalam darah) dan jika bermigrasi ke jaringan akan berperan sebagai makrofag.
2.Fagosit polimorfonuklear granulosit, yaitu neutrofil, eosinofil, basofil, dan cell mast (mastosit)
Protein antimikrobia terdii atas: Protein komplemen dan interferon. Protein komplemen membunuh patogen dengan cara membentuk lubang pada dinding sel dan
membran plasma bakteri tersebut. Interferon dihasilkan oleh sel yang terinfeksi virus untuk mencegah replikasi virus.
Sistem Imun spesifik terdiri atas:
• Limfosit
• Limfosit B (Sel B) berperan untuk pembentukan dan pematangan di sumsum tulang
• Limfosit T (Sel T) berperan untuk pembentukan di sumsum tulang, pematangan terjadi di kelenjar timus
• Antibodi (Immunoglobulin/Ig) 1. Sel T
Sel asal sel T adalah dari sumsum tulang lalu memasuki timus lalu berproliferasi di regio subkapsuler
Sel asal itu adalah dari CD4 dan CD 8 Terdiri dari berbagai subset :
– Sel Th (T helper) – Sel Ts (T suppressor)
– Sel Tdh/Td (delayed hypersensitivity) – Sel Tc (cytotoxic)
– Sel limfosit naif (virgin) – Sel Th0
– Sel Regulator dan efektor Fungsi Sel T umumnya :
– Berperan dalam pembentukan kekebalan seluler dan menyerang sel penghasil antigen secara langsung; membantu produksi antibodi oleh sel B plasma.
– Sel T pembunuh akan menyerang patogen yang masuk dalam tubuh, sel tubuh yang terinfeksi, dan sel kanker secara langsung.
– Sel T pembantu akan menstimulasi pembentukan sel B plasma dan sel T lainya serta mengaktivasi makrofag untuk melakukan fagositosis.
– Sel T supresor akan menurunkan dan menghentikan respons imun dengan cara menurunkan produksi antibodi dan mengurangi aktivitas sel T pembunuh. Sel T supresor akan bekerja setelah infeksi berhasil ditangani.
2. Sel B
Perkembangan Sel B dalam sumsum tulang adalah antigen independen tetapi perkembangan selanjutnya memerlukan rangsangan dari antigen. Fungsi utama sel B adalah
memproduksi antibodi. Atas pengaruh Sel T maka sel B berberploriferasi dan berdiferensiasi menjadi sel plasma yang mampu membentuk antibodi yang spesifik. Berperan juga dalam pembentukan kekebalan humoral dengan membentuk antibodi.. Sel B terdiri atas:
1. Sel B plasma akan membentuk antibodi.
2. Sel B pengingat akan mengingat antigen yang pernah masuk ke dalam tubuh serta menstimulasi pembentukan sel B plasma jika terjadi infeksi kedua.
3. Sel B pembelah akan membentuk sel B plasma dan sel B pengingat.
Kharakteristik Sel B
1. Memiliki imunoglobin pada permukaannya. Imunoglobin adalah protein yang dapat mengidentifikasi antigen.
2. Imunoglobin setiap jenis sel B memiliki struktur yang spesifik dan hanya mengenali satu jenis antigen. Jadi, ketika sel B telah mengidentifikasi antigen, maka sel B bereplikasi dengan cepat menghasilkan sel khusus yang disebut sel plasma, untuk menghasilkan antibodi yang akan dilepas ke cairan tubuh.
Cara sel B dan sel T mengenali materi asing
1.Protein pada membran sel ditentukan oleh suatu gen yang disebut MHC (Major Histocompatibility Complex).
2. Protein yang dihasilkan oleh gen disebut protein marka atau protein penanda.
3. Ada 2 macam penanda: Penanda kelas 1: di seluruh sel kecuali sel darah merah. Penanda kelas 2: pada sel T, sel B, dan beberapa makrofaga.
4. Penanda MHC yang dimiliki seorang individu disebut identitas dan penanda MHC yang tidak dimiliki seorang individu disebut nonidentitas atau materi asing.
5. Sel B dan sel T akan mengenali dan mengabaikan sel yang memiliki penanda MHC sebagai materi yang tidak berbahaya, dan mengenali agen infeksi berupa bakteri atau virus sebagai materi asing atau nonidentitas, kemudian memicu sel B dan sel T untuk bereaksi.
3. Antibodi
Dibentuk saat ada antigen masuk ke dalam tubuh.. Antigen ialah: zat yang merangsang respon imun, terutama dalam menghasilkan antibodi. Antigen biasanya berupa protein atau polisakarida, tetapi dapat juga berupa molekul lainnya, termasuk molekul kecil (hapten) yang bergabung dengan protein pembawa atau carrier. Antibodi (immunoglobulin)/serum protein globulin, berfungsi melindungi tubuh melalui proses kekebalan.. Antibodi ialah senyawa protein yang berfungsi melawan antigen dengan cara mengikatnya, untuk selanjutnya ditangkap dan dihancurkan oleh makrofag. Tipe Antibodi terdiri atas: IgM, IgG, IgA, IgD, IgE.
Gambar: Deactivation of a bacterium by an antibody.
Kekebalan aktif alami yaitu diperoleh seseorang setelah mengalami sakit akibat infeksi suatu kuman penyakit. Contoh: Campak, Cacar. Kekebalan aktif buatan yaitu vaksin atau imunisasi. Vaksin dapat berupa suspensi mikroorganisme yang telah dilemahkan atau dimatikan. Vaksin juga dapat berupa toksoid atau ekstrak antigen dari suatu patogen yang telah dilemahkan. Kekebalan pasif alami yaitu bayi menerima antibodi dari ibunya melalui plasenta saat masih dalam kandungan, pemberian ASI pertama (kolostrum) yang mengandung banyak antibodi. Kekebalan pasif buatan yaitu menyuntikkan antibodi yang diekstrak dari suatu individu ke tubuh orang lain sebagai serum. Contoh: pemberian serum antibisa ular kepada orang yang dipatuk ular berbisa.
Kekebalan Humoral:
1. Melibatkan aktivitas sel B dan antibodi yang beredar dalam cairan darah dan limfe.
2. Antigen masuk ke dalam tubuh untuk pertama kali, sel B pembelah akan membentuk sel B pengingat dan sel B plasma.
3. Sel B plasma akan menghasilkan antibodi yang mengikat antigen sehingga makrofag akan mudah menangkap dan menghancurkan patogen. Setelah infeksi berakhir, sel B pengingat akan tetap hidup dalam waktu lama.
4. Serangkaian respons ini disebut respons kekebalan primer.
Kekebalan Seluler:
1. Melibatkan sel T yang bertugas menyerang sel asing atau jaringan tubuh yang terifeksi secara langsung.
2. Ketika sel T pembunuh terkena antigen pada permukaan sel asing, sel T pembunuh akan menyerang dan menghancurkan sel tersebut dengan cara merusak membran sel asing.
3. Apabila infeksi berhasil ditangani, sel T supresor akan menghentikan respons kekebalan dengan cara menghambat aktivitas sel T pembunuh dan membatasi produksi antibodi.
C. Latihan Soal
1. Jelaskan perbedaan kekebalan selular dan humoral 2. Jelaskan kharakteristik sel B
3. Jelaskan fungsi sel T D. Kunci Jawaban 1) Kekebalan Humoral:
1. Melibatkan aktivitas sel B dan antibodi yang beredar dalam cairan darah dan limfe.
2. Antigen masuk ke dalam tubuh untuk pertama kali, sel B pembelah akan membentuk sel B pengingat dan sel B plasma.
3. Sel B plasma akan menghasilkan antibodi yang mengikat antigen sehingga makrofag akan mudah menangkap dan menghancurkan patogen. Setelah infeksi berakhir, sel B pengingat akan tetap hidup dalam waktu lama.
4. Serangkaian respons ini disebut respons kekebalan primer.
Kekebalan Seluler:
1. Melibatkan sel T yang bertugas menyerang sel asing atau jaringan tubuh yang terifeksi secara langsung.
2. Ketika sel T pembunuh terkena antigen pada permukaan sel asing, sel T pembunuh akan menyerang dan menghancurkan sel tersebut dengan cara merusak membran sel asing.
3. Apabila infeksi berhasil ditangani, sel T supresor akan menghentikan respons kekebalan dengan cara menghambat aktivitas sel T pembunuh dan membatasi produksi antibodi.
2) Kharakteristik Sel B adalah
1. Memiliki imunoglobin pada permukaannya. Imunoglobin adalah protein yang dapat mengidentifikasi antigen.
2. Imunoglobin setiap jenis sel B memiliki struktur yang spesifik dan hanya mengenali satu jenis antigen. Jadi, ketika sel B telah mengidentifikasi antigen, maka sel B bereplikasi dengan cepat menghasilkan sel khusus yang disebut sel plasma, untuk menghasilkan antibodi yang akan dilepas ke cairan tubuh.
3. Fungsi Sel T adalah :
– Berperan dalam pembentukan kekebalan seluler dan menyerang sel penghasil antigen secara langsung; membantu produksi antibodi oleh sel B plasma.
– Sel T pembunuh akan menyerang patogen yang masuk dalam tubuh, sel tubuh yang terinfeksi, dan sel kanker secara langsung.
– Sel T pembantu akan menstimulasi pembentukan sel B plasma dan sel T lainya serta mengaktivasi makrofag untuk melakukan fagositosis.
– Sel T supresor akan menurunkan dan menghentikan respons imun dengan cara menurunkan produksi antibodi dan mengurangi aktivitas sel T pembunuh. Sel T supresor akan bekerja setelah infeksi berhasil ditangani.
II. Mekanisme Kerja Sistem Imun
A. Kemampuan Akhir Yang Diharapkan
Setelah mempelajari modul ini, diharapkan mahasiswa memahami :
1. Menguraikan tahapan aktivitas sel pertahanan tubuh dalam menghadapi zat asing 2. Menguraikan mekanisme imun spesifik dan non spesifik
B. Uraian dan Contoh
Sistem kekebalan diperlukan untuk menjaga tubuh kita mampu menahan serangan baik dari dalam maupun dari luar. Sistem kekebalan yang sehat adalah jika di dalam tubuh dapat membedakan antara diri Anda dan benda asing yang masuk ke dalam tubuh. Biasanya ketika ada benda asing yang memicu respons imun ke dalam tubuh (antigen) yang dikenali maka ada proses pembelaan diri. Secara garis besar, sistem kekebalan tubuh menurut sel-sel tubuh dibagi menjadi sistem kekebalan humoral dan sistem kekebalan seluler.
Sistem kekebalan humoral terdiri dari antibodi (imunoglobulin) dan sekresi tubuh (air liur, air mata, serumen, keringat, asam lambung, pepsin, dll). Sementara sistem kekebalan tubuh berupa makrofag seluler, limfosit, neutrofil beredar di tubuh kita.
Tahapan Aktivitas Sel PertahananTubuh Dlm Menghadapi Zat Asing sebagai berikut:
1. Pengenalan antigen 2. Komunikasi antar sel 3. Mengalahkan penyerang
1. Pengenalan Antigen
Sel-sel darah putih akan mengenali antigen / zat asing kemudian menandai bentuk molekul protein dan molekul lain pada permukaan sel dapat dibedakan antara sel diri sendiri dan bukan diri sendiri (sel asing).
2. Komunikasi Antar Sel
Leukosit yang sudah mengenali molekul asing (misalnya berupa bakteri maupun mikroorganisme lain) selanjutnya menginformasikan kepada sel-sel pertahanan tubuh lain bahwa antigen telah datang . Komunikasi antar sel tersebut diperantarai oleh sitokin (suatu protein yang disekresi oleh sel bernukleus).
3. Mengalahkan Penyerang
Sel penyerang / antigen akan dilemahkan dengan protein spesifik yang diproduksi oleh sel pertahanan tubuh yang disebut antibodi. Antibodi akan mengikat antigen sehingga mudah dihancurkan oleh leukosit
Ketika antigen masuk atau menginvasi tubuh kita, yang merupakan pertahanan pertama adalah respons non-spesifik. Ketika respons non-spesifik tidak dapat mengatasi maka respons spesifik akan mengambil alih. Makrofag akan memfagosit antigen tersebut. Setelah di fagosit, fragmen-fragmennya dipresentasikan atau dikenalkan bersama-sama dengan MHCII ke permukaan dan diperkenalkan serta mengaktifkan limfosit Th.
Terdapat dua jenis mikroorganisme yaitu intraselular dan ekstraselular. Jika terinfeksi mikroorganisme intraseluler maka fragmen akan dipresentasikan bersamaan dengan MHC I yang akan dikenali oleh sel T sitotoksik. Dengan stimulasi dari IL-2 yang dikeluarkan oleh Sel Th teraktifasi maka sitotoksik akan berproliferasi dan membunuh sel yang terinfeksi tersebut. Sedangkan jika yang menginvasi adalah mikroorganisme ekstraselular, setelah fragmen dipresentasikan bersama MHC II kemudian dikenali serta mengaktifkan limfosit Th dan megeluarkan IL-2. Disamping itu ketika terjadi infeksi ekstraselular, selain makrofag, APC lain juga ikut mempresentasikan antara lain limfosit B. Setelah limfosit Th teraktifasi dan limfosit B juga mempresentasikan fragmen antigen bersamaan dengan MHC II, maka limfosit Th juga mengenali fragmen yang telah dipresentasikan oleh limfosit B. Ket ika limfosit Th berikatan dengan limfosit B dan juga mengeluarkan IL-2, hal tersebut menstimulus limfosit B untuk berproliferasi dan berdiferensiasi. Limfosit B akan berproliferasi menjadi limfosit B naif serta berdiferensiasi menjadi limfosit B memory dan sel plasma yang akan memproduksi antibody.
Sistem imun dapat dibagi menjadi Sistem Imun Alamiah atau Nonspesifik / Natural / Innate / Native / Nonadaptive dan Sistem Imun Spesifik / Adaptive / Acquired. Adapun perbedaan kedua sistem imun tersebut adalah sebagai berikut:
Mekanisme imunitas nonspesifik terhadap bakteri pada tingkat sawar fisik seperti kulit atau permukaan mukosa:
1. Bakteri yang bersifat simbiotik atau komensal yang ditemukan di kulit pada daerah terbatas hanya menggunakan sedikit nutrien, sehingga kolonisasi mikroor ganisme patogen sulit terjadi.
2. Kulit merupakan sawar fisik efektif dan pertumbuhan bakteri dihambat sehingga agen patogen yang menempel akan dihambat oleh pH rendah dari asam laktat yang terkandung dalam sebum yang dilepas kelenjar keringat.
3. Sekret dipermukaan mukosa mengandung enzim destruktif seperti lisozim yang menghancurkan dinding sel bakteri.
4. Saluran napas dilindungi oleh gerakan mukosiliar sehingga lapisan mukosa secara terus menerus digerakkan menuju arah nasofarynx.
5. Bakteri ditangkap oleh mukus sehingga dapat disingkirkan dari saluran napas.
6. Sekresi mukosa saluran napas dan saluran cerna mengandung peptida antimikrobial yang dapat memusnahkan mikroba patogen.
7. Mikroba patogen yang berhasil menembus sawar fisik dan masuk ke jaringan dibawahnya dapat dimusnahkan dengan bantuan komplemen dan dicerna oleh fagosit.
Mekanisme sistem imun spesifik terdiri atas sistem humoral dan sistem selular. Pada imunitas humoral, sel B melepas antibodi untuk menyingkirkan mikroba ekstraselular. Pada imunitas selular, sel T mengaktifkan makrofag sebagai efektor untuk menghancurkan mikroba atau mengaktifkan sel CTC/Tc sebagai efektor yang menghancurkan sel terinfeksi.
1. Sistem Imun Spesifik Humoral
Sel B merupakan asal dari sel plasma yang membentuk imunoglobulin (Ig) yang terdiri atas IgG, IgM, IgA, IgE dan IgD. IgD berfungsi sebagai opsonin, dapat mengaglutinasikan kuman/virus, menetralisir toksin dan virus, mengaktifkan komplemen (jalur klasik) dan berperanan pada Antibody Dependent Cellular Cytotoxicity (ADCC).
ADCC tidak hanya merusak sel tunggal tetapi juga mikroorganisme multiselular seperti telur skistosoma, kanker, penolakan transplan, sedang ADCC melalui neutrofil dan eosinofil berperan pada imunitas parasit. IgM dibentuk terdahulu pada respons imun primer sehingga kadar IgM yang tinggi menunjukkan adanya infeksi dini. IgM merupakan aglutinator antigen serta aktivator komplemen (jalur klasik) yang poten. IgA ditemukan sedikit dalam sekresi saluran napas, cerna dan kemih, air mata, keringat, ludah dan air susu ibu dalam bentuk IgA sekretori (sIgA). IgA dan sIgA dapat menetralisir toksin, virus, mengagglutinasikan kuman dan mengaktifkan komplemen (jalur alternatif). IgE berperanan pada alergi, infeksi cacing, skistosomiasis, penyakit hidatid, trikinosis. Peranan IgD belum banyak diketahui dan diduga mempunyai efek antibodi pada alergi makanan dan autoantigen
2. Sistem Imun Spesifik Selular
Peran sel T dapat dibagi menjadi 2 fungsi utama : fungsi regulator dan fungsi efektor.
Fungsi regulator terutama dilakukan oleh salah satu subset sel T, sel T penolong (juga dikenal sebagai sel CD4 karena petanda cluster of differentiation di permukaan sel diberi nomor 4).
Sel-sel CD4 mengeluarkan molekul yang dikenal dengan nama sitokin (protein berberat molekul rendah yang disekresikan oleh sel-sel sistem imun) untuk melaksanakan fungsi regulatornya. Sitokin-sitokin dari sel CD4 mengendalikan proses-proses imun seperti pembentukan immunoglobulin oleh sel B, pengaktivan sel T lain, dan pengaktivan makrofag.
Fungsi efektor dilakukan oleh sel T sitotoksik (dahulu dikenal sebagai sel T pembunuh tetapi jangan kacaukan dengan sel NK; saat ini dikenal sebagai CD8 karena cluster of differentiation diberi nomor 8). Sel-sel CD8 mampu mematikan sel yang terinfeksi oleh virus, sel tumor, dan jaringan transplantasi dengan menyuntikan zat kimia yang disebut perforin ke dalam sasaran asing.
Gambar 5: Skema Respon Imun Spesifik
C. Latihan Soal
1. Sebutkan tahapan aktivitas sel pertahanan tubuh dalam menghadapi zat asing 2. Jelaskan mekanisme imun ketika terinfeksi bakteri intraseluler
3. Peran sel T sebagai regulator diperankan oleh sel apa?
D. Kunci Jawaban
1. Tahapan aktivitas sel pertahanan tubuh dalam menghadapi zat asing sebagai berikut:
1. Pengenalan antigen 2. Komunikasi antar sel 3. Mengalahkan penyerang
2. Jika terinfeksi mikroorganisme intraseluler maka fragmen akan dipresentasikan bersamaan dengan MHC I yang akan dikenali oleh sel T sitotoksik. Dengan stimulasi dari IL-2 yang dikeluarkan oleh Sel Th teraktifasi maka sitotoksik akan berproliferasi dan membunuh sel yang terinfeksi tersebut.
3. Fungsi regulator terutama dilakukan oleh salah satu subset sel T, sel T penolong (juga dikenal sebagai sel CD4
E. Daftar Pustaka
a. Baratawidjaja K. G, Imunologi Dasar, edisi ke-6, FKUI, Jakarta, 2004 b. Kresna B, Dasar Imunologi Klinik, FKUI, Jakarta, 2004
c. Abbas AK, Lichtman AH, Pober JS, Celluler and Molecular Imunology, Philadelpia, WB Saunders Company, 2013
d. Roit, I., Essential Imunologi, 9th, Blackwell Co., London, 1997
