Mekanisme Pertahanan Tubuh

Pertahanan Nonspesifik (Alamiah)

Pertahanan nonspesifik adalah garis pertahanan pertama yang bekerja umum tanpa membedakan jenis patogen. Pertahanan fisik mencakup kulit dengan lapisan epitel mati serta selaput lendir yang menghasilkan mukus penangkap partikel asing. Pertahanan kimia meliputi enzim lisozim dalam air mata dan saliva serta asam lambung berpH rendah. Pertahanan mekanis mencakup refleks bersin, batuk, muntah, dan gerakan silia saluran pernapasan.

Fagositosis

Fagositosis adalah proses sel imun menangkap, menelan, dan mencerna patogen serta partikel asing. Sel fagositik seperti makrofag, neutrofil, dan monosit mendeteksi patogen melalui reseptor permukaan, menelannya ke dalam fagosom, lalu menghancurkannya dengan enzim lisosom.

• Makrofag jaringan ikat: tersebar di kulit, paru-paru, hati, dan limpa; mengenali pola molekuler patogen (PAMPs) melalui reseptor pengenal pola seperti Toll-Like Receptors, lalu menyajikan fragmen patogen melalui MHC-II kepada sel T penolong.
• Makrofag M1 (pro-inflamasi): melawan infeksi bakteri dan virus dengan menghasilkan radikal bebas seperti nitrogen oksida serta sitokin IL-1 dan TNF-alfa.
• Makrofag M2 (anti-inflamasi): memperbaiki jaringan setelah peradangan dan menghasilkan IL-10 yang menekan aktivitas sel imun berlebih.
• Sistem Fagosit Mononukleus: mencakup sel Kupffer di hati, makrofag alveolus di paru-paru, mikroglia di otak, serta sel dendritik di kulit dan mukosa.

Proses fagositosis berlangsung melalui lima tahap:

1. Kemotaksis: fagosit mendeteksi sinyal kimia dari patogen atau sel terinfeksi melalui sitokin, interferon, atau fragmen komplemen.
2. Pengenalan dan adesi: fagosit mengenali patogen melalui reseptor spesifik seperti TLRs; patogen yang telah diopsonisasi lebih mudah dikenali.
3. Endositosis: fagosit membungkus patogen membentuk fagosom.
4. Pencernaan: fagosom bergabung dengan lisosom membentuk fagolisosom; enzim lisozim, protease, dan radikal bebas menghancurkan patogen.
5. Eksositosis: sisa patogen dikeluarkan atau disajikan ke sel T untuk mengaktifkan imunitas spesifik.

Inflamasi dan Zat Antimikroba

Inflamasi adalah respons alami terhadap infeksi atau cedera yang dimulai dengan pelepasan histamin dan sitokin sehingga terjadi vasodilatasi. Gejala khasnya adalah kemerahan, pembengkakan, rasa panas, nyeri, dan kehilangan fungsi sementara. Tubuh juga memiliki interferon yang menghambat replikasi virus serta protein komplemen yang melubangi membran patogen.

Pertahanan Spesifik (Adaptif)

Imunitas adaptif bekerja spesifik terhadap patogen tertentu, membangun memori imun, dan memberikan perlindungan jangka panjang. Sistem ini melibatkan limfosit B dalam imunitas humoral dan limfosit T dalam imunitas seluler.

Antigen, Epitop, dan Hapten

Antigen adalah zat asing berupa protein, polisakarida, lipid, atau asam nukleat yang memicu respons imun. Antigen lengkap dapat merangsang sistem imun secara langsung, sedangkan hapten adalah molekul kecil yang baru menjadi antigen setelah berikatan dengan protein pembawa, misalnya penisilin, nikel pada perhiasan, atau racun serangga.

Determinan antigen (epitop) adalah bagian kecil antigen yang dikenali antibodi atau reseptor sel imun. Epitop linier dikenali berdasarkan urutan asam amino, sedangkan epitop konformasional dikenali berdasarkan bentuk tiga dimensi antigen.

Kelas Antibodi

• IgA: 10-15% total antibodi, banyak pada sekresi mukosa seperti air mata, air liur, dan ASI; melindungi permukaan mukosa dari infeksi.
• IgD: kurang dari 1% total antibodi, terdapat pada permukaan sel B yang belum teraktivasi dan berperan dalam aktivasi awal sel B.
• IgE: paling sedikit jumlahnya, berikatan dengan sel mast dan basofil sehingga memicu pelepasan histamin pada reaksi alergi dan melawan infeksi parasit.
• IgG: paling banyak (70-75%), memberikan perlindungan jangka panjang, mengaktifkan komplemen, melakukan opsonisasi, dan dapat menembus plasenta.
• IgM: antibodi pertama yang diproduksi saat infeksi baru, berbentuk pentamer dengan 10 situs pengikatan antigen dan kuat mengaktifkan komplemen.

Interaksi Antibodi dengan Antigen

• Fiksasi komplemen: antibodi mengaktifkan sistem komplemen yang terdiri lebih dari 30 protein untuk menghancurkan patogen.
• Opsonisasi: komplemen C3b dan IgG menandai patogen agar mudah dikenali dan difagositosis makrofag serta neutrofil.
• Sitolisis: kompleks serangan membran (MAC) dari protein C5b hingga C9 membentuk pori pada membran patogen sehingga sel pecah.
• Inflamasi: protein C3a dan C5a sebagai anafilatoksin meningkatkan permeabilitas pembuluh darah dan menarik sel imun ke lokasi infeksi.
• Netralisasi: antibodi menempel pada permukaan virus atau toksin sehingga tidak dapat menginfeksi maupun merusak sel tubuh.
• Aglutinasi: antibodi terutama IgM menggumpalkan patogen sehingga lebih mudah dihancurkan fagosit.
• Presipitasi: antibodi mengendapkan antigen terlarut sehingga mudah difagositosis.

Jenis Imunitas

• Imunitas aktif alami: terbentuk setelah tubuh mengalami infeksi, misalnya kekebalan terhadap cacar air setelah pernah terinfeksi Varicella zoster.
• Imunitas aktif buatan: diperoleh melalui vaksinasi menggunakan vaksin hidup yang dilemahkan (campak, MMR, varisela), vaksin yang dimatikan (polio IPV, rabies), vaksin subunit (hepatitis B, HPV), atau vaksin berbasis mRNA (COVID-19).
• Imunitas pasif alami: antibodi ditransfer dari ibu ke bayi melalui plasenta (IgG) dan ASI (IgA); perlindungannya cepat tetapi sementara.
• Imunitas pasif buatan: pemberian serum imunoglobulin seperti serum rabies, serum tetanus, atau anti-venom untuk perlindungan segera.

Imunitas aktif memberikan perlindungan jangka panjang karena tubuh membentuk sel memori, tetapi membutuhkan waktu beberapa hari hingga minggu untuk terbentuk. Imunitas pasif bekerja cepat tetapi tidak membentuk sel memori sehingga perlindungannya hilang setelah antibodi habis.

Sel-Sel yang Terlibat dalam Respons Imun

• Sel B plasma: bentuk aktif sel B yang memproduksi dan melepaskan antibodi ke sirkulasi darah setelah diaktivasi antigen dan sel T penolong.
• Sel B memori: menyimpan informasi antigen sehingga respons terhadap infeksi ulang lebih cepat dan kuat; menjadi dasar efektivitas vaksinasi.
• Sel T penolong (CD4+): melepaskan sitokin untuk mengaktifkan sel B dan sel T sitotoksik; sel inilah yang diserang virus HIV.
• Sel T sitotoksik (CD8+): membunuh sel terinfeksi virus dan sel kanker dengan melepaskan perforin dan granzyme.
• Sel T supresor (Treg): menekan respons imun setelah infeksi terkendali sehingga mencegah penyakit autoimun.
• Makrofag: menelan patogen melalui fagositosis, menyajikan antigen kepada sel T, dan menghasilkan sitokin.
• Sel Natural Killer (NK): membunuh sel kanker dan sel terinfeksi virus tanpa perlu mengenali antigen spesifik, dengan mengenali sel yang kehilangan MHC-I.

Imunitas humoral dimulai ketika sel B mengenali antigen dan diaktifkan sel T penolong sehingga berdiferensiasi menjadi sel B plasma dan sel B memori; antibodi yang dihasilkan melawan patogen di luar sel melalui netralisasi, opsonisasi, aglutinasi, presipitasi, dan fiksasi komplemen. Imunitas seluler dimulai saat antigen ditampilkan melalui MHC kelas I atau II, lalu sel T sitotoksik menghancurkan sel target dan sebagian sel T berubah menjadi sel T memori.