Prinsip-Prinsip Imunitas Alamiah

Imunitas alamiah adalah respon pertahanan tubuh melawan infeksi mikroorganisme yang tidak spesifik. Imunitas alamiah akan selalu tersedia dan langsung siap sedia ketika tubuh terpapar oleh infeksi. Prinsip-prinsip yang ada dalam imunitas alamiah antara lain sebagai berikut:

1. Patogen dapat merusak jaringan tubuh melalui berbagai mekanisme

Patogen adalah mikroorganisme yang dapat menyebabkan penyakit pada tubuh. Ada empat golongan patogen yang diketahui, yakni virus, bakteri, fungi, dan organisme eukariot uniseluler atau multiseluler yang disebut parasit.

Cara patogen ini merusak tubuh pun bermacam-macam. Virus merupakan patogen terkecil yang merusak tubuh dengan cara masuk ke dalam sel (patogen intraseluler) dan menyebabkan sel tersebut mengalami lisis (pecah) saat virus bereplikasi. Bakteri bertingkah dengan cara membunuh sel secara langsung atau mengeluarkan racun atau toksin-toksinnya di ruang ekstraseluler. Fungi atau jamur juga menghasilkan toksin di ekstraseluler yang dapat menimbulkan syok sepsis. Sementara parasit tergantung ukuran dan jenisnya, misalnya Plasmodium yang ukurannya kecil dapat masuk ke sel dan menyebabkan kematian sel yang diinfeksi, sementara cacing/ helminth yang ukurannya besar merusak tubuh dengan cara yang bervariasi, seperti membentuk kista yang mengakibatkan terganggunya respon seluler di jaringan.

Berbeda dengan patogen, mikroorganisme yang tidak menyebabkan kerusakan berarti pada tubuh disebut mikroorganisme komensal. Mikroorganisme komensal tidak dapat menembus sel, merusak sel, atau menyebar ke jaringan seperti patogen dalam kondisi yang normal, justru mereka dapat membentuk hubungan simbiosis dengan host-nya.

Banyak jaringan tubuh seperti kulit, mukosa mulut, konjungtiva mata, dan traktus gastrointestinal yang menjadi tempat tinggal komunitas mikroorganisme komensal ini. Komunitas tersebut dikenal dengan istilah mikrobiom. Mikrobiom dapat berupa koloni bakteri, archae, ataupun jamur yang memiliki manfaat tersendiri. Misalnya di saluran cerna, mikrobioma di usus dapat membantu mencerna selulosa.

2. Barier anatomi dan kimiawi adalah pertahanan awal melawan patogen

Tubuh dapat melindungi diri dari serangan patogen dengan tiga cara, yaitu avoidan, resisten, dan toleransi.

Avoidan berarti mencegah agar patogen tidak menginfeksi tubuh, baik melalui barier anatomi seperti kulit, mukosa mulut, epitel saluran napas, dan saluran cerna ataupun dari modifikasi proses tertentu dalam tubuh.

Resisten adalah mengurangi dan mengeliminasi patogen yang berhasil menginfeksi melalui berbagai macam fungsi molekuler dan seluler yang secara umum disebut mediator atau mekanisme efektor.

Sementara itu, toleransi meliputi respon-respon yang meningkatkan kemampuan jaringan untuk bertahan dari kerusakan yang ditimbulkan patogen. Toleransi di sini berbeda dengan istilah immunological tolerance yang maksudnya lebih kepada mekanisme untuk mencegah respon imun bereaksi buruk dengan jaringan tubuh sendiri.

Barier anatomi dan kimiawi adalah pertahanan awal melawan infeksi patogen. Kulit dan permukaan mukosa memiliki strategi avoidan agar patogen tidak masuk ke dalam jaringan yang lebih dalam. Di barier anatomi juga terdapat mekanisme resisten yang memperkuat pertahanan tubuh, contohnya permukaan mukosa yang menghasilkan protein antimikroba yang berfungsi seperti antibiotik alamiah untuk mencegah mikroba masuk ke tubuh.

Jika barier-barier ini berhasil dilewati oleh patogen, maka salah satu komponen imunitas alamiah lainnya yang akan langsung berperan melindungi tubuh adalah komplemen. Komplemen adalah kelompok protein plasma sejumlah lebih kurang 30 macam yang bereaksi bersama dan merupakan salah satu mekanisme efektor terpenting di serum dan jaringan interstisial.

3. Sistem imun teraktivasi oleh adanya pencetus inflamasi

Patogen yang berhasil melewati barrier anatomi dan kimiawi host-nya akan terlebih dulu dihadapi oleh pertahanan seluler imunitas alamiah. Respon imun seluler alamiah ini dimulai ketika sel-sel sensor mendeteksi pencetus inflamasi (inflammatory inducers).

Sel-sel sensor adalah kumpulan jenis sel yang mampu mendeteksi mediator inflamasi melalui ekspresi reseptor pengenal alamiah (innate recognition receptors) yang dikode oleh gen-gen tertentu yang selalu konstan sepanjang hidup seseorang.

Pencetus inflamasi yang merangsang reseptor ini meliputi komponen-komponen molekul asing dari patogen yang normalnya tidak ada di ruang ekstraseluler, seperti lipopolisakarida bakteri, ATP, atau molekul lain seperti kristal asam urat.

Interaksi molekul ini dengan reseptor pengenal alamiah akan mengaktifkan sel-sel sensor tersebut agar memproduksi bermacam-macam mediator yang dapat langsung menghancurkan mikroba patogen atau bereaksi dengan sel lain untuk menyebabkan respon imun.

Contoh sel-sel sensor antara lain makrofag yang dapat mencerna mikroba dan memproduksi mediator-mediator kimiawi yang bersifat toksik, seperti enzim-enzim degradatif atau oksigen reaktif untuk membunuh mikroba tersebut, lalu sel dendritik yang memproduksi sitokin yang dapat mengaktifkan jaringan target atau sel-sel imun lain untuk membunuh mikroba secara lebih efektif. Respon imun alamiah ini berlangsung sangat cepat saat pertama kali kontak dengan mikropatogen.

4. Sel-sel myeloid merupakan pemeran utama dalam imunitas alamiah

Sel-sel yang terlibat dalam respon imun alamiah merupakan keturunan dari progenitor sel myeloid, yaitu makrofag, granulosit (neutrofil, eosinofil, dan basophil), sel mast, dan sel dendritik. Makrofag, granulosit dan sel dendritik adalah tiga jenis sel yang disebut juga dengan istilah fagosit.

Makrofag merupakan sel yang menetap di hampir semua jaringan, dan sebagian besar merupakan bentuk matur dari monosit yang awalnya beredar di sirkulasi darah, namun sebagian kecil telah ada sejak perkembangan embrional. Makrofag dapat hidup lama dan berfungsi untuk memakan dan membunuh mikroorganisme patogen (fagositosis), mengorkestrasi respon imun seperti mencetuskan inflamasi, menghasilkan mediator-mediator inflamasi yang mengaktifasi sel-sel imun lainnya dan merekrut sel-sel imun tersebut dalam respon imun. Fungsi makrofag juga dapat dibantu oleh komplemen, dimana saat mikroba masuk, komplemen akan aktif dan melingkupi permukaan mikroba. Mikroba yang sudah dilingkupi oleh komplemen ini akan dikenal oleh makrofag melalui reseptor komplemen di permukaan selnya, sehingga patogen tersebut dapat difagosit dan dihancurkan.

4

Granulosit adalah leukosit yang mengandung granul di sitoplasmanya dan mempunyai bentuk inti yang beragam sehingga disebut leukosit polimorfonuklear. Granulosit ada tiga macam, yakni neutrofil, eosinofil, dan basofil. Hidupnya relatif singkat, hanya mampu bertahan dalam beberapa hari. Mereka matang di sumsum tulang dan produksinya meningkat saat respon imun ketika mereka bermigrasi ke tempat infeksi atau inflamasi. Neutrofil adalah granulosit terbanyak yang mampu memfagosit mikroba dalam vesikel intraseluler dan menghancurkannya menggunakan enzim-enzim degradatif dan zat-zat antrimikroba yang tersimpan di granul-granul sitoplasmanya. Eosinofil dan basofil jumlahnya lebih sedikit, namun penting untuk melawan parasit yang ukurannya lebih besar dan tak mampu difagosit oleh netrofil atau makrofag melalui sekresi protein degradatif dan toksik yang dikeluarkan saat teraktivasi oleh infeksi, meskipun zat-zat ini dapat menyebabkan reaksi alergi yang justru malah merugikan.

Sel mast adalah sel yang mengandung granul-granul yang kaya dengan mediator inflamasi seperti histamin dan berbagai macam protease yang penting untuk melindungi permukaan dalam tubuh dari patogen namun dapat pula menyebabkan reaksi alergi. Sel mast memulai perkembangannya di sumsum tulang, kemudian bermigrasi sebagai prekusor imatur yang kemudian matur di jaringan perifer terutama kulit, usus, dan mukosa saluran napas.

8

Sel dendritik merupakan salah satu sel fagosit di jaringan yang awalnya bermigrasi dari sirkulasi darah dalam bentuk imatur. Sel dendritik dapat memakan dan mendegradasi patogen secara langsung melalui fagositosis serta mencerna sebagian besar cairan ekstraseluler dan komposisinya melalui proses yang disebut makropinositosis. Namun fungsi utama sel dendritik adalah sebagais sel sensor merangsang aktivasi sel-sel imun lainnya melalui sejumlah mediator, terutama sel T yang berperan penting dalam sistem imun adaptif.

9

5. Sel-sel sensor mengekspresikan reseptor pengenal yang dapat membedakan self dan non-self

Makrofag, neutrofil dan sel dendritik adalah sel-sel sensor yang penting untuk mendeteksi adanya suatu infeksi dan memulai respon imun dengan cara memproduksi mediator-mediator inflamasi. Sel-sel ini memiliki reseptor khusus yang disebut Pattern Recognition Receptors (PRRs). Reseptor ini dapat mengenali molekul-molekul sederhana dan pola umum dari struktur molekul yang disebut pathogen-associated molecular patters (PAMPs).

PAMPs ini adalah bagian dari banyak mikroorganisme patogen tapi bukan bagian dari sel-sel tubuh sendiri sehingga artinya PRRs dapat membedakan self dan nonself. Struktur PAMPs meliputi oligosakarida kaya manose, peptidoglikan, dan lipopolisakarida dinding sel bakteri, serta bagian khusus dari DNA patogen.

Contoh PRRs antara lain protein transmembran bernama Toll-like receptor (TLRs) yang dapat mendeteksi PAMPs yang terbentuk dari bakteri ekstraseluler atau bakteri yang difagositosis ke dalam sel. TLRs ini pertama kali ditemukan pada spesies lalat buah Drosophila melanogaster oleh Jules Hoffman. Contoh PRRs lainnya adalah protein sitoplasma seperti NOD-like receptor (NLRs) yang mampu merasakan invasi bakteri intraseluler.

10

6. Sel-sel sensor mencetuskan respon inflamasi dengan cara memproduksi mediator seperti kemokin dan sitokin

Setelah reseptor PRRs pada sebuah sel sensor teraktivasi, maka sel tersebut kemudian akan melakukan fungsi efektornya, misalnya fagositosis dan degradasi dari bakteri yang ia tangkap. Tapi sel sensor itu juga dapat memperbesar respon imun yang terjadi dengan cara memproduksi mediator-mediator inflamasi.

Dua kategori mediator inflamasi yang paling penting adalah protein yang disebut sitokin dan kemokin. Cara kerja keduanya mirip dengan hormon, yakni menjadi semacam sinyal untuk sel-sel imun lainnya agar mulai bekerja.

Sitokin adalah istilah yang digunakan untuk protein apa saja yang diskeresikan oleh sel-sel imun, yang gunanya adalah untuk mempengaruhi prilaku sel-sel terdekat. Tentu saja sel yang dimaksud adalah sel yang punya reseptor yang cocok untuk sitokin itu. Kalau dilihat dari jumlahnya, sitokin itu banyak sekali, jenisnya saja ada 60 macam, dan sel-sel yang memproduksinya juga berbeda-beda. Sebuah sitokin bisa mempengaruhi banyak jenis sel, tergantung apakah reseptornya juga cocok.

Sedikit berbeda dengan sitokin, kemokin adalah protein yang disekresikan oleh sel-sel imun tapi berfungsi sebagai kemoantraktan, yakni memikat sel-sel lain datang berekrumun ke arah sel yang mensekresikannya, contohnya makrofag. Makrofag yang notabene berada di jaringan apabila ada infeksi lalu ia mensekresikan kemokin, maka netrofil dan monosit yang berada di dalam pembuluh darah menjadi tertarik dan datang mendekati area infeksi itu. Selain itu kemokin juga berfungsi untuk membantu mengatur sel-sel di jaringan limfoid untuk berkumpul di tempat yang khusus agar mereka dapat menjalankan fungsi khasnya di tempat itu. Seperti sitokin, kemokin juga memiliki jenis yang banyak, yakni sekitar 50 macam.

Pada intinya, kita dapat menyimpulkan bahwa sitokin dan kemokin itu dihasilkan oleh makrofag yang teraktivasi dan berguna untuk merekrut sel-sel imun lainnya dari dalam darah untuk keluar menuju jaringan yang mengalami infeksi. Proses ini disebut inflamasi, atau peradangan, yang tujuan utamanya adalah membasmi patogen. Inflamasi ini akan meningkatkan aliran limfe, dimana nantinya bakteri-bakteri yang sudah tercerna akan dibawa lagi ke jaringan limfoid untuk dijadikan bahan pengaktif sistem imun adaptif.

Secara klinis, inflamasi itu dapat dijelaskan dengan kata-kata bahasa Latin, yakni calor (panas), dolor (nyeri), rubor (merah), dan tumor (bengkak). Keempat-empatnya terjadi akibat proses yang diprakarsai oleh sitokin dan mediator inflamasi lainnya terhadap pembuluh darah lokal. Panas, merah, dan bengkak terjadi karena pembuluh darah mengalami pelebaran (dilatasi) dan perembesan (peningkatan permeabilitas), sehingga cairan-cairan plasma dan protein-protein penting dari darah akan bocor ke jaringan interstisial. Selain itu, sebenarnya sel yang menyusun dinding pembuluh darah yang disebut sel endotel juga bisa menghasilkan sitokin. Akibatnya ikatan antara sesama sel endotel menjadi renggang sehingga inflamasi semakin hebat, cairan dari darah makin merembes, termasuk sel-sel leukosit di darah yang akan melintasi dinding endotel akibat ditarik oleh kemokin di pusat infeksi. Nah, proses migrasi sel-sel tadi ke dalam jaringan dan aktifitas lokal yang ditimbulkannya inilah yang menyebabkan rasa nyeri.

Oleh karena sitokin dan kemokin itu terutama dihasilkan oleh makrofag dan yang ditarik ke jaringan infeksi adalah neutrofil, maka makrofag dan neutrofil otomatis berperan penting dalam inisiasi terjadinya respon inflamasi, sehingga kedua sel ini disebut juga sel-sel radang. Pada akhirnya, monosit di darah juga akan tertarik ke pusat infeksi di jaringan dan berdiferensiasi lagi menjadi makrofag untuk memfagosit bakteri. Begitu pula dengan sel lainnya seperti eusinofil, semuanya berkumpul untuk berkontribusi dalam membunuh mikroorganisme patogen agar infeksi dapat diatasi.

11

7. Limfosit alamiah dan sel NK adalah sel-sel efektor yang mirip dengan garis keturunan limfoid sistem imun adaptif

Seperti yang kita ketahui bahwa sel progenitor limfoid di sumsum tulang pada akhirnya nanti akan berkembang menjadi limfosit. Limfosit ini memiliki kemampuan untuk mengenal antigen yang spesifik, dan berfungsi utama dalam respon imun adaptif.

Namun ada pula keturunan sel limfoid yang tidak punya kemampuan itu, karena mereka tidak memiliki reseptor spesifik antigen yang adekuat. Sel ini bernama Sel Natural Killer, atau Sel NK. Sel ini bentuknya mirip dengan limfosit, tapi ukurannya lebih besar dan mempunyai granul-granul di sitoplasmanya. Sel NK memang tidak mempunyai reseptor antigen yang spesifik, tapi mereka memiliki reseptor alamiah yang dapat mengenal sel-sel yang terinfeksi virus dan sel-sel yang dicurigai sebagai tumor. Sel NK disebut Natural Killer karena mereka dapat langsung membunuh sel-sel yang terinfeksi dan sel-sel tumor tersebut secara alamiah, sehingga penting sebagai pertahanan awal sebelum sel-sel dalam ranah adaptif berhasil terbentuk.

Baru-baru ini telah ditemukan pula jenis sel seperti sel NK yang berasal dari keturunan progenitor limfoid. Secara kolektif sel-sel ini disebut sel-sel Limfoid Alamiah (innate lymphoid cells, atau ILCs). ILCs ini menetap di jaringan perifer seperti usus yang fungsi utamanya adalah turut menghasilkan mediator inflamasi.

12
Sumber: Murphy K & Casey W. 2017. Janeway’s Immunobiology 9th edition. New York, NY : Garland Science/Taylor & Francis Group. Cover image: https://images.theconversation.com/

Your Comment

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s