Tag Archives: antigen

Sistem Kekebalan Tubuh Manusia

az-zumar-kekebalan-tubuh
Sebagai makhluk ciptaan Alloh, kita senantiasa diurus-Nya, baik dalam urusan rezeki, hidayah, juga kondisi tubuh kita. Tubuh kita ini diciptakan oleh-Nya dengan desain dan teknologi ragawi yang luar biasa dahsyat. Perkembangan ilmu kedokteran yang maju sekalipun, baru sedikit bisa mengungkap kemahadahsyatan Penciptaan Alloh dalam setiap jengkal jejaring sistem tubuh kita. Tak terkecuali dalam sistem kekebalan tubuh yang berperan dalam menjaga kesehatan dari faktor-faktor yang berpotensi mengganggu keseimbangannya.
Sistem kekebalan pada manusia terdiri atas organ limfatik (timus, limpa, tonsil, kelenjar limfe), limfosit, dan cairan limfe, dan kumpulan limfosit dan sel-sel plasma yang tersebar di seluruh jaringan penyambung tetapi paling menyolok pada pembatas saluran pencernaan dan pernafasan (Junqueira Luis C. & Carneiro Jose, 1980: 287). Sistem kekebalan pada manusia melibatkan kerja beberapa organ, seperti pembuluh getah bening, kelenjar getah bening, amandel (tonsil), sumsum tulang, limpa, hati, paru-paru, usus, dan nodus limfa. Pembuluh getah bening mengandung cairan kental yang didalamnya terlarut sel-sel darah putih seperti limfosit. Pembuluh getah bening masuk ke setiap organ tubuh, kecuali otak, sehingga limfosit dapat diambil, diangkut, dan disebarkan ke bagian yang memerlukannya.

 

 Organ-organ sistem kekebalan dihubungkan antara yang satu dengan yang
lain oleh jaringan pembuluh limfa sehingga disebut sistem limfatik.
Struktur sistem limfatik terdiri atas nodus limfa dan pembuluh limfa
yang mirip dengan pembuluh darah. Sel kekebalan dan benda asing diangkut
oleh cairan getah melalui pembuluh ini. Pada nodus limfa terdapat
tempat penghancuran antigen.

Sistem Kekebalan (Imunitas)
Manusia
dan hewan Vertebrata lainnya memiliki sistem pertahanan tubuh yang
berperan untuk melindungi dirinya dari serangan agen-agen penyebab
penyakit. Sistem pertahanan tersebut dapat dibedakan menjadi 2 macam
yaitu:

1.    Pertahanan nonspesifik yang memiliki sifat alami
(innate) artinya sudah ada sejak organisme itu lahir dan berlaku bagi semua agen infeksi.

2.    Pertahanan spesifik atau disebut jugapertahanan perolehan (acquired) karena pertahanan ini diperoleh setelah adanya rangsangan oleh benda asing (agen infeksi). Pertahanan spesifik merupakan tanggungjawab dari klone-klone sel limfosit B yang masing-masing spesifik terhadap antigen. Adanya interaksi antara antigen dengan klone limfosit B akan merangsang sel tersebut untuk berdiferensiasi dan berproliferasi sehingga didapatkan sel yang mempunyai ekspresi klonal untuk menghasilkan antibodi.

Ilmu yang mempelajari sistem kekebalan tubuh (imunitas) disebut Imunologi.

Antigen

Antiigen adalah semua benda asing yang masuk ke dalam tubuh (menginfeksi) suatu organism. Sebagai contoh antigen adalah: protein asing, virus, Protozoa, bakteri, jamur, cacing, dsb. Perlu dibedakan antara antigen dengan imunogen karena tidak semua antigen dapat bersifat imunogen. Imunogen adalah semua benda asing apabila berada dalam tubuh organisme akan merangsang timbulnya respon imun (reaksi kekebalan). Setiap imunogen memiliki bagian yang karakteristik yang merupakan penentu antigen atau yang disebut antigen determinant (epitope). Antigen determinan merupakan molekul glikoprotein yang menempel pada membran sel dan berperan sebagai penentu terbentuknya molekul imunoglobulin (antibodi).


Antibodi
Antibodi adalah protein yang dapat ditemukan pada plasma darah dan digunakan oleh sistem kekebalan tubuh untuk mengidentifikasikan dan menetralisir benda asing seperti bakteri dan virus. Mereka terbuat dari sedikit struktur dasar yang disebut rantai. Tiap antibodi memiliki dua rantai berat besar dan dua rantai ringan. Antibodi diproduksi oleh tipe sel darah yang disebut sel limfosit B. Terdapat beberapa tipe antibody yang berbeda dari rantai berat antibodi, dan beberapa tipe antibodi yang berbeda, yang dimasukan kedalam isotype yang berbeda berdasarkan pada tiap rantai berat mereka masuki. Lima isotype antibodi yang berbeda diketahui berada pada tubuh mamalia, yang memainkan peran yang berbeda dan menolong mengarahkan respon imun yang tepat untuk tiap tipe benda asing yang berbeda yang ditemui.

Antibodi (immunoglobulin) adalah molekul glikoprotein yang tersusun atas asam amino dan karbohidrat. Secara sederhana molekul Immunoglobulin dapat digambarkan menyerupai huruf Y dengan engsel (hinge). Molekul immunoglobulin dapat dipecah oleh enzim papain atau pepsin (protease) menjadi 2 bagian yakni Fab (fragment antigen binding) yaitu bagian yang menentukan spesifitas antibodi karena berfungsi untuk mengikat antigen, dan Fc (fragment crystalizable) yang menentukan aktivitas biologisnya dan yang akan berikatan dengan komplemen, sebagai contoh immunoglobulin G mempunyai kemampuan menembus membran plasenta.

Molekul immunoglobulin berdasarkan ukuran molekulnya dapat dibedakan menjadi 5 kelas yakni kelas immunoglobulin G, A, M, D, dan E, dan masing-masing kelas masih dapat dibedakan menjadi subkelas-subkelas. Tiap kelas Ig memiliki karakteristik tersendiri misalnya berat molekul, komposisi asam amino, dan strukturnya.


Antibodi

Sejak lama telah dikenal teknik pembuatan antibodi secara konvensional yaitu dengan memasukan antigen ke tubuh hewan percobaan seperti; tikus, mencit, kelinci, kuda. Antigen akan merangsang pembentukan antibodi yang sering dikenal dengan istilah vaksinasi (immunisasi). Antibodi yang dihasilkan secara konvesional mempunyai sifat poliklonal yakni mempunyai beberapa sifat yang disebabkan antigen (vaksin) yang digunakan belum dimurnikan, sehingga kurang spesifik untuk tujuan tertentu seperti riset dan terapi. Dengan berkembangnya teknologi dan pengetahuan tentang molekul immunoglobulin, maka kini dikenal teknik hibridoma yaitu teknik untuk menggabungkan dua macam sel eukariot untuk tujuan menghasilkan antibodi monoklonal dalam jumlah banyak dan tidak terbatas oleh waktu.

Advertisements

Sistem Imunitas Tubuh (2): Imunitas Spesifik

…untuk Kami perlihatkan kepadamu sebahagian dari tanda-tanda kekuasaan Kami yang sangat besar, (QS Thahaa: 23)

B. Pertahanan Tubuh Spesifik

Pertahanan tubuh nonspesifik pada permukaan tubuh disokong oleh pertahanan tubuh spesifik atau  sistem kekebalan tubuh  (imunitas) yang memiliki kekuatan yang lebih besar menghadapi penyerang (patogen) tertentu.

Pertahanan tubuh spesifik ini dipicu oleh  antigen  ( antibody generating), zat asing yang menjadi bagian permukaan virus, bakteri, atau patogen lain. Semua zat asing yang memicu sistem kekebalan tubuh disebut antigen. Antigen dapat berupa karbohidrat, lemak, atau protein.

Sistem tubuh memiliki ciri-ciri khusus (spesifik), yaitu mengingat dan mengenali mikroba patogen atau zat asing. Sistem kekebalan tubuh memiliki kemampuan untuk mengenali dan menghancurkan patogen dan zat asing tertentu. Sistem kekebalan tubuh bereaksi terhadap antigen tertentu dengan mengaktifkan sel limfosit dan memproduksi protein khusus yang disebut antibodi.

Selain pada mikroorganisme patogen, antigen terdapat juga pada zat asing seperti kulit atau jaringan hasil cangkok organ. Sistem kekebalan tubuh mampu mengingat antigen yang pernah menyerang dan telah mempersiapkan diri lebih baik dan efektif jika patogen tersebut menyerang kembali. Hal ini menjelaskan mengapa jika kita telah terkena penyakit cacar sewaktu kecil, kita tidak akan terkena lagi di kemudian hari.

image

Gambar:

Penyakit cacar air. Setelah terkena penyakit cacar air, kemungkinan besar kita tidak akan terserang kembali.

Continue reading

Sistem Imunitas Tubuh: Kekuatan dari Dalam

dan Tuhanku,  Dia memberi makan dan minum kepadaku//dan apabila aku sakit, Dialah Yang menyembuhkan aku,//dan Yang akan mematikan aku, kemudian akan menghidupkan aku (kembali), //dan Yang amat kuinginkan (Dia) akan mengampuni kesalahanku pada hari kiamat// QS Asyuraa: 79-81

Alloh SWT menciptakan kehidupan ini dengan sangat seimbang. Dia menciptakan makhluk yang berukuran besar dan berukuran sangat kecil. Di sekeliling kita, tanpa kita sadari, milyaran bakteri, virus, jamur, spora, dan jasad renik lainnya hidup bersama dalam lingkungan dengan penuh keharmonisan.

Kamu sekali-kali tidak melihat pada ciptaan Tuhan Yang Maha Pemurah sesuatu yang tidak seimbang. Maka lihatlah berulang-ulang, adakah kamu lihat sesuatu yang tidak seimbang? (QS Al Mulk: 3)

Makhluk renik tersebut ditebarkan oleh-Nya dengan keseimbangan pula. Makanan hasil fermentasi seperti keju, yoghurt, tempe, nata de coco, sampai sayuran transgenik merupakan bukti kemanfaatan mikrobia tersebut. Namun, mikrobia yang tak kasat mata itu juga dijadikan-Nya sebagai cobaan, ujian, dan hukuman bagi manusia dalam bentuk penyakit atau gangguan dalam sistem tubuh sebagai bentuk dari kasih sayang dan kekuasaan-Nya.

Sang Maha membekali tubuh kita dengan suatu sistem yang luar biasa, yaitu sistem pertahanan tubuh (imunitas).

Sistem pertahanan tubuh berfungsi melindungi tubuh dari infeksi benda asing atau mikrobia yang menguji ketahanan tubuh. Benda asing tersebut dapat berupa mikroorganisme penyebab penyakit (patogen), misal virus, bakteri, dan jamur.

Bagaimanakah sistem pertahanan tubuh kita bekerja? Apa sajakah yang berperan dalam sistem pertahanan tubuh tersebut? Semoga dengan mempelajari materi ini kita dapat mengambil manfaat untuk selalu menjaga kesehatan tubuh sebagai wujud syukur terhadap nikmat kesehatan ini.

Mekanisme Pertahanan Tubuh terhadap Penyakit

Berdasarkan cara mempertahankan diri dari penyakit, sistem pertahanan tubuh digolongkan menjadi dua, yaitu pertahanan tubuh nonspesifik dan pertahanan tubuh spesifik. Beberapa lapis pertahanan yang  dilakukan oleh tubuh dapat dilihat dalam tabel berikut.

image

A. Pertahanan Tubuh Nonspesifik

Apakah Anda pernah sakit? Sakit, dalam hal ini lebih merupakan istilah untuk perubahan aktivitas metabolisme yang terjadi dalam tubuh. Banyak penyakit yang diderita, terlebih dahulu diawali dengan proses infeksi. Infeksi adalah masuknya organisme patogen (organisme yang menyebabkan penyakit) ke dalam tubuh inang. Inang sendiri merupakan induk atau sel yang menjadi tumpangan organisme patogen.

Jika masuknya organisme patogen  atau benda-benda asing ke dalam tubuh diandaikan sebagai sebuah peperangan maka kita dapat menyebut sistem pertahanan tubuh sebagai garis-garis pertahanan kita terhadap musuh.

image

Gambar:  Beberapa jenis mikrobia patogen yang dapat menyerang sistem pertahanan  tubuh kita, yaitu (a) corona virus penyebab SARS, (b) virus Ebola, dan (c) bakteri penyebab TBC.

Secara garis besar, sistem pertahanan tubuh dibedakan atas sistem pertahanan tubuh  nonspesifik  dan spesifik. Sistem pertahanan tubuh nonspesifik tidak membedakan mikroorganisme patogen satu dengan lainnya. Sistem ini merupakan pertahanan pertama terhadap infeksi. Adapun sistem pertahanan tubuh spesifik bekerja hanya jika patogen tertentu memasuki tubuh dan telah melewati sistem pertahanan tubuh nonspesifik internal (Campbell, 1998: 852).

Sistem pertahanan tubuh nonspesifik terbagi atas dua jenis, yaitu eksternal dan internal. Sistem pertahanan tubuh nonspesifik eksternal meliputi jaringan  epitel ,  mukosa, dan  sekresi jaringan tersebut. Sementara itu, sistem pertahanan nonspesifik internal meliputi pertahanan tubuh yang dipicu oleh sinyal kimia (kemotaksis) dan menggunakan  protein antimikroba serta  sel fagosit .

1. Sistem Pertahanan Tubuh Nonspesifik Eksternal

Pertahanan tubuh terbesar dan paling mudah dilihat yang menjaga tubuh dari infeksi adalah kulit.Permukaan kulit mencegah mikroorganisme patogen memasuki tubuh. Kulit yang utuh, secara normal tidak dapat dimasuki bakteri atau virus. Namun, kerusakan yang kecil dapat
menjadi jalan bagi bakteri dan virus memasuki tubuh.  Membran mukosa pada saluran pencernaan, pernapasan, dan saluran kelamin, berfungsi juga sebagai penghalang mikroorganisme memasuki tubuh.

Selain sebagai penghalang secara fisik, jaringan epitel dan jaringan mukosa menghalangi mikroorganisme patogen dengan pertahanan kimiawi. Sekresi oleh kelenjar lemak dan kelenjar keringat pada kulit membuat keasaman (pH) permukaan kulit pada kisaran 3–5. Kondisi tersebut cukup asam dan mencegah banyak mikroorganisme berkoloni di kulit.

image

Air liur, air mata dan sekresi mukosa (mukus) yang disekresikan jaringan epitel dan mukosa, melenyapkan banyak bibit penyakit yang potensial.

Sekresi ini mengandung  lisozim , suatu enzim yang dapat menguraikan dinding sel bakteri. Selain itu, bakteri flora normal tubuh pada epitel dan mukosa dapat juga mencegah koloni bakteri patogen.

2. Sistem Pertahan Tubuh Nonspesifik Internal

Sistem pertahanan tubuh nonspesifik internal bergantung pada sel-sel fagosit. Sel-sel fagosit tersebut berupa beberapa jenis sel darah putih, yaitu  neutrofil dan  monosit. Selain sel-sel fagosit, terdapat
protein antimikroba   yang membantu pertahanan tubuh nonspesifik internal. Sistem pertahanan tubuh nonspesifik internal ini menyerang semua mikroba atau zat asing yang dapat melewati pertahanan terluar tubuh.

a. Sel Fagosit
Neutrofil dalam darah putih merupakan yang terbanyak, sekitar 60-70%. Sel neutrofil mendekati sel yang diserang mikroba dengan adanya sinyal kimiawi (kemotaksis). Neutrofil dapat meninggalkan peredaran darah menuju jaringan yang terinfeksi dan membunuh mikroba penyebab infeksi. Namun, setelah sel neutrofil menghancurkan mikroba, mereka pun akan mati.

image

Gambar:

Sebuah sel fagosit. Sel fagosit ini sedang mengumpulkan bakteri untuk dihancurkan.

Sel monosit, meski hanya sebanyak 5% dari seluruh sel darah putih, memberikan pertahanan fagosit yang efektif. Setelah mengalami pematangan, sel monosit bersirkulasi dalam darah untuk beberapa jam. Setelah itu, bergerak menuju jaringan dan berubah menjadi makrofag.

Sel mirip  Amoeba ini mampu memanjangkan pseudopodia untuk menarik mikroba yang akan dihancurkan enzim perncernaannya. Namun, beberapa mikroba telah berevolusi terhadap cara makrofag. Misalnya, beberapa bakteri memiliki kapsul yang membuat pseudopodia makrofag tidak dapat menempel. Bakteri lain kebal terhadap enzim pelisis fagosit dan bahkan dapat bereproduksi dalam sel makrofag. Beberapa makrofag secara permanen berada di organ-organ tubuh dan jaringan ikat.

Selain neutrofil dan monosit, terdapat juga eosinofil yang berperan dalam sistem pertahan nonspesifik internal. Sekitar 1,5% sel darah putih merupakan eosinofil. Eosinofil memiliki aktivitas fagositosit yang terbatas, namun mengandung enzim penghancur di dalam granul sitoplasmanya.

Eosinofil berperan dalam pertahanan tubuh terhadap cacing parasit. Eosinofil
memposisikan diri di permukaan cacing dan menyekresikan enzim dari granul untuk menghancurkan cacing tersebut.

b. Protein Antimikroba
Protein yang berperan dalam sistem pertahanan tubuh nonspesifik disebut  sistem komplemen. Protein tersebut dapat secara langsung membunuh mikroorganisme ataupun mencegah reproduksinya. Terdapat sekitar 20 jenis protein yang termasuk dalam sistem ini. Histamin dan interleukin termasuk protein ini.

Protein komplemen bersirkulasi dalam darah dalam bentuk tidak aktif. Jika beberapa molekul dari satu jenis protein komplemen aktif, hal tersebut memicu gelombang reaksi yang besar. Mereka mengaktifkan banyak molekul komplemen lain. Setiap molekul yang teraktifkan, akan mengaktifkan jenis protein komplemen lain dan begitu seterusnya. Aktivasi protein komplemen terjadi jika protein komplemen tersebut berikatan dengan protein yang disebut antigen. Antigen telah dimiliki oleh patogen. Aktivasi dapat terjadi ketika protein komplemen berikatan langsung dengan permukaan bakteri.

Beberapa protein komplemen dapat bersatu membentuk pori kompleks yang menginduksi lisis (kematian sel) pada patogen. Beberapa protein komplemen yang teraktifkan juga menyebabkan respons pertahanan tubuh nonspesifik yang disebut peradangan (inflamasi). Selain itu, “menarik” sel-sel fagosit menuju sel atau jaringan yang rusak

3. Respons Tubuh pada Sistem Pertahanan Tubuh Nonspesifik

Infeksi mikroba patogen direspons oleh tubuh dengan reaksi peradangan (inflamasi) dan demam. Radang merupakan reaksi tubuh terhadap kerusakan sel-sel tubuh yang disebabkan oleh infeksi, zat-zat kimia, ataupun gangguan fisik lainnya, seperti benturan dan panas. Gejala radang dapat berupa sakit, panas bengkak, kulit memerah dan gangguan fungsi dari daerah yang terken
radang.

Bisul, bengkak, dan gatal merupakan beberapa bentuk peradangan. Demam merupakan salah satu respons tubuh terhadap radang. Ketika demam, suhu tubuh akan naik melebihi suhu tubuh normal. Bakteri, virus, sel-sel kanker, dan sel-sel yang mati menghasilkan zat yang disebut  pyrogen-exogen . Zat tersebut merangsang makrofag dan monosit mengeluarkan zat pyrogen-endogen   yang merangsang hipotalamus menaikkan suhu tubuh sehingga timbul perasaan dingin, menggigil, dan suhu tubuh yang meningkat.

Sumber gambar:  

http://www.drlisawatson.com/tea-for-fever

Suhu tubuh yang tinggi menguntungkan karena bakteri dan virus akan lemah sehingga mati pada suhu tinggi. Metabolisme, reaksi kimia, dan sel-sel darah putih akan lebih aktif dan cepat sehingga mempercepat penyembuhan. Namun, terdapat efek lain dari naiknya suhu tubuh ini. Sakit kepala, pusing, lesu, kejang, dan kerusakan otak permanen yang membahayakan tubuh dapat terjadi akibat naiknya suhu tubuh.

 

Atau patutkah mereka mengambil pelindung-pelindung selain Allah? Maka Allah, Dialah pelindung (yang sebenarnya) dan Dia menghidupkan orang- orang yang mati, dan Dia adalah Maha Kuasa atas segala sesuatu (QS Asyuraa: 9)

Penerapan Bioteknologi di bidang Kesehatan

Penerapan bioteknologi konvensional dan modern di bidang kesehatan telah membawa kemajuan yang pesat. Beberapa contoh penerapan bioteknologi modern di bidang kesehatan antara lain sebagai berikut.

1.    Pembuatan Hormon Insulin
Pembuatan hormon insulin dilakukan dengan rekayasa genetika. Melalui rakayasa genetika, manusia berhasil menyisipi bakteri Escherichia coli dengan gen pembentuk insulin pada manusia. Gen penghasil insulin manusia tersebut dapat mengarahkan sel E.coli untuk menghasilkan insulin. Dengan demikian bakteri ini mampu membentuk insulin yang mirip dengan insulin manusia. Insulin yang diperoleh dapat digunakan untuk mengobati penderita diabetes. Insulin yang dibentuk bakteri ini terbukti lebih baik daripada insulin hewani dan tidak menimbulkan dampak negatif pada tubuh manusia.

bioteknologi_kesehatan

2.    Antibodi Monoklonal
Antibodi merupakan protein yang dihasilkan oleh sistem kekebalan tubuh yang berfungsi melawan dan melindungi tubuh dari infeksi bakteri. Melalui rekayasa genetika, manusia dapat membentuk antibodi monoklonal. Antibodi monoklonal yaitu antibodi yang diperoleh dari penggabungan sel penghasil antibodi dengan sel yang terkena penyakit. Pada teknologi antibodi monoklonal digunakan sel-sel tumor dan sel-sel limpa manusia. Sel-sel tumor dapat memperbanyak diri tanpa henti, sedangkan sel limpa sebagai antigen yang menghasilkan antibodi. Hasil penggabungan kedua sel tersebut dinamakan sel hibridoma. Sel hibridoma dapat memproduksi antibodi secara kontinyu. Antibodi yang dihasilkan dapat digunakan untuk mengobati penyakit kanker atau tumor. Antibodi ini akan menyerang sel-sel kanker tanpa merusak sel-sel yang sehat.

3.    Interferon
Interferon merupakan sel-sel tubuh yang mampu menghasilkan senyawa kimia. Senyawa kimia tersebut dapat membunuh virus. Interferon berguna untuk melawan infeksi dan meningkatkan sistem kekebalan tubuh. Produksi interferon dilakukan melalui rekayasa genetika.

4.    Pembuatan Vaksin
Pembuatan vaksin dilakukan melalui rekayasa genetika. Vaksin dibuat dengan mengisolasi gen yang mengkode antigen dari mikrobia yang bersangkutan. Gen tersebut disisipkan pada plasmid yang sama tetapi telah dilemahkan. Mikrobia yang telah disisipi gen tersebut akan membentuk
antigen murni. Jika antigen ini disuntikkan pada tubuh manusia, sistem kekebalan tubuh akan membentuk antibodi yang berfungsi melawan antigen yang masuk ke dalam tubuh.
Selain bioteknologi modern, ada juga produk bioteknologi konvensional di bidang kesehatan yaitu antibiotik. Antibiotik merupakan zat kimia yang dihasilkan oleh mikroorganisme terutama bakteri dan jamur yang dapat menghambat pertumbuhan atau membunuh bakteri atau mikroorganisme yang lain. Dengan demikian, antibiotik digunakan untuk melawan infeksi bakteri atau jamur. Selain itu, ada juga vaksin yang dibuat dengan menerapkan bioteknologi konvensional. Pembuatan vaksin jenis ini tidak melalui rekayasa genetika. Vaksin ini berasal dari mikroorganisme yang telah dilemahkan. Vaksin dimasukkan ke dalam tubuh manusia dengan suntikan atau oral. Dengan demikian, sistem kekebalan tubuh manusia aktif melawan mikroorganisme tersebut.