Manusia dan
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, dan
2. Pertahanan Spesifik atau disebut juga pertahanan 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.
A. Struktur Imunoglobulin
Imunoglobulin atau antibodi adalah
sekelompok glikoprotein yang terdapat dalam serum atau cairan tubuh pada hampir
semua mamalia. Imunoglobulin termasuk dalam famili glikoprotein yang mempunyai
struktur dasar sama, terdiri dari 82-96% polipeptida dan 4-18% karbohidrat.
Komponen polipeptida membawa sifat biologik molekul antibodi tersebut. Molekul
antibodi mempunyai dua fungsi yaitu mengikat antigen secara spesifik dan
memulai reaksi fiksasi komplemen serta pelepasan histamin dari sel mast.
Pada manusia dikenal 5 kelas
imunoglobulin. Tiap kelas mempunyai perbedaan sifat fisik, tetapi pada semua
kelas terdapat tempat ikatan antigen spesifik dan aktivitas biologik berlainan.
Struktur dasar imunoglobulin terdiri atas 2 macam rantai polipeptida yang
tersusun dari rangkaian asam amino yang dikenal sebagai rantai H (rantai berat)
dengan berat molekul 55.000 dan rantai L (rantai ringan) dengan berat molekul
22.000. Tiap rantai dasar imunoglobulin (satu unit) terdiri dari 2 rantai H dan
2 rantai L. Kedua rantai ini diikat oleh suatu ikatan disulfida sedemikian rupa
sehingga membentuk struktur yang simetris. Yang menarik dari susunan
imunoglobulin ini adalah penyusunan daerah simetris rangkaian asam amino yang
dikenal sebagai daerah domain, yaitu bagian dari rantai H atau rantai L,
yang terdiri dari hampir 110 asam amino yang diapit oleh ikatan disulfid interchain,
sedangkan ikatan antara 2 rantai dihubungkan oleh ikatan disulfid interchain.
Rantai L mempunyai 2 tipe yaitu kappa dan lambda, sedangkan rantai H
terdiri dari 5 kelas, yaitu rantai G (γ), rantai A (α), rantai M (μ), rantai E
(ε) dan rantai D (δ). Setiap rantai mempunyai jumlah domain berbeda. Rantai
pendek L mempunyai 2 domain; sedang rantai G, A dan D masing-masing 4 domain,
dan rantai M dan E masing-masing 5 domain.
Rantai dasar imunoglobulin dapat
dipecah menjadi beberapa fragmen. Enzim papain memecah rantai dasar menjadi 3
bagian, yaitu 2 fragmen yang terdiri dari bagian H dan rantai L. Fragmen ini
mempunyai susunan asam amino yang bervariasi sesuai dengan variabilitas
antigen. Fab memiliki satu tempat tempat pengikatan antigen (antigen binding
site) yang menentukan spesifisitas imunoglobulin. Fragmen lain
disebut Fc yang hanya mengandung bagian rantai H saja dan mempunyai susunan
asam amino yang tetap. Fragmen Fc tidak dapat mengikat antigen tetapi memiliki
sifat antigenik dan menentukan aktivitas imunoglobulin yang bersangkutan,
misalnya kemampuan fiksasi dengan komplemen, terikat pada permukaan sel
makrofag, dan yang menempel pada sel mast dan basofil mengakibatkan degranulasi
sel mast dan basofil, dan kemampuan menembus plasenta.
Enzim pepsin memecah unit dasar
imunoglobulin tersebut pada gugusan karboksil terminal sampai bagian sebelum
ikatan disulfida (interchain) dengan akibat kehilangan sebagian
besar susunan asam amino yang menentukan sifat antigenik determinan, namun
demikian masih tetap mempunyai sifat antigenik. Fragmen Fab yang tersisa
menjadi satu rangkaian fragmen yang dikenal sebagai F(ab2) yang mempunyai 2
tempat pengikatan antigen.
B. Klasifikasi Imunoglobulin
Klasifikasi imunoglobulin
berdasarkan kelas rantai H. Tiap kelas mempunyai berat molekul, masa paruh, dan
aktivitas biologik yang berbeda. Perbedaan antar subkelas lebih sedikit dari
pada perbedaan antar kelas.
1.
Imunoglobulin
G
IgG mempunyai struktur dasar
imunoglobulin yang terdiri dari 2 rantai berat H dan 2 rantai ringan L. IgG
manusia mempunyai koefisien sedimentasi 7 S dengan berat molekul sekitar
150.000. Pada orang normal IgG merupakan 75% dari seluruh jumlah imunoglobulin.
Imunoglobulin G terdiri dari 4
subkelas, masing-masing mempunyai perbedaan yang tidak banyak, dengan
perbandingan jumlahnya sebagai berikut: IgG1 40-70%, IgG2 4-20%, IgG3 4-8%, dan
IgG4 2-6%. Masa paruh IgG adalah 3 minggu, kecuali subkelas IgG3 yang hanya
mempunyai masa paruh l minggu. Kemampuan mengikat komplemen setiap subkelas IgG
juga tidak sama, seperti IgG3 > IgGl > IgG2 > IgG4. Sedangkan IgG4
tidak dapat mengikat komplemen dari jalur klasik (ikatan C1q) tetapi melalui
jalur alternatif. Lokasi ikatan C1q pada molekul IgG adalah pada domain CH2.
Sel makrofag mempunyai reseptor
untuk IgG1 dan IgG3 pada fragmen Fc. Ikatan antibodi dan makrofag secara pasif
akan memungkinkan makrofag memfagosit antigen yang telah dibungkus antibodi
(opsonisasi). Ikatan ini terjadi pada subkelas IgG1 dan IgG3 pada lokasi domain
CH3.
Bagian Fc dari IgG mempunyai
bermacam proses biologik dimulai dengan kompleks imun yang hasil akhirnya
pemusnahan antigen asing. Kompleks imun yang terdiri dari ikatan sel dan
antibodi dengan reseptor Fc pada sel killer memulai respons sitolitik (antibody
dependent cell-mediated cytotoxicity = ADCC) yang ditujukan pada antibodi
yang diliputi sel. Kompleks imun yang berinteraksi dengan sel limfosit pada
reseptor Fc pada trombosit akan menyebabkan reaksi dan agregasi trombosit.
Reseptor Fc memegang peranan pada transport IgG melalui sel plasenta dari ibu
ke sirkulasi janin.
2.
Imunoglobulin
M
Imunoglobulin M merupakan 10% dari
seluruh jumlah imunoglobulin, dengan koefisien sedimen 19 S dan berat molekul
850.000-l.000.000. Molekul ini mempunyai 12% dari beratnya adalah karbohidrat.
Antibodi IgM adalah antibodi yang pertama kali timbul pada respon imun terhadap
antigen dan antibodi yang utama pada golongan darah secara alami. Gabungan
antigen dengan satu molekul IgM cukup untuk memulai reaksi kaskade komplemen.
IgM terdiri dari pentamer unit
monomerik dengan rantai μ dan CH. Molekul monomer dihubungkan satu
dengan lainnya dengan ikatan disulfida pada domain CH4 menyerupai gelang dan
tiap monomer dihubungkan satu dengan lain pada ujung permulaan dan akhirnya
oleh protein J yang berfungsi sebagai kunci.
3.
Imunoglobulin
A (IgA)
Adalah Imunoglobulin utama dalam
sekresi selektif, misalnya pada susu, air liur, air mata dan dalam sekresi
pernapasan, saluran genital serta saluran pencernaan atau usus (Corpo
Antibodies). Imunoglobulin ini melindungi selaput mukosa dari serangan
bakteri dan virus. Ditemukan pula sinergisme antara IgA dengan lisozim dan
komplemen untuk mematikan kuman koliform. Juga kemampuan IgA melekat pada sel
polimorf dan kemudian melancarkan reaksi komplemen melalui jalan metabolisme
alternatif.
Tiap molekul IgA sekretorik berbobot
molekul 400.000 terdiri atas dua unit polipeptida dan satu molekul rantai-J
serta komponen sekretorik. Sekurang-kurangnya dalam serum terdapat dua subkelas
IgA1 dan IgA2. Terdapat dalam serum terutama sebagai monomer 7S tetapi
cenderung membentuk polimer dengan perantaraan polipeptida yang disintesis oleh
sel epitel untuk memungkinkan IgA melewati permukaan epitel, disebut rantai-J.
Pada sekresi ini IgA ditemukan dalam bentuk dimer yang tahan terhadap
proteolisis berkat kombinasi dengan suatu protein khusus, disebut Secretory
Component yang disintesa oleh sel epitel lokal dan juga diproduksi secara
lokal oleh sel plasma.
4.
Imunoglobulin
D
Konsentrasi IgD dalam serum sangat
sedikit (0,03 mg/ml), sangat labil terhadap pemanasan dan sensitif terhadap
proteolisis. Berat molekulnya adalah 180.000. Rantai δ mempunyai berat molekul
60.000 – 70.000 dan l2% terdiri dari karbohidrat. Fungsi utama IgD belum
diketahui tetapi merupakan imunoglobulin permukaan sel limfosit B bersama IgM
dan diduga berperan dalam diferensiasi sel ini.
5. ImunoglobulinE
(IgE)
Didalam serum ditemukan dalam
konsentrasi sangat rendah. IgE apabila disuntikkan ke dalam kulit akan terikat
pada Mast Cells dan Basofil. Kontak dengan antigen akan menyebabkan
degranulasi dari Mast Cells dengan pengeluaran zat amin yang vasoaktif.
IgE yang terikat ini berlaku sebagai reseptor yang merangsang produksinya dan
kompleks antigen-antibodi yang dihasilkan memicu respon alergi Anafilaktik
melalui pelepasan zat perantara.
Pada orang dengan hipersensitivitas
alergi berperantara antibodi, konsentrasi IgE akan meningkat dan dapat muncul
pada sekresi luar. IgE serum secara khas juga meningkat selama infeksi parasit
cacing.
C. Antigen Binding Sites Dari Imunoglobulin
D. Fungsi Dan Sifat Antibodi
1.
Imunoglobulin
G ( Ig G) disebut juga rantai – γ (gamma)
Tiap molekul IgG terdiri atas dua
rantai L dan dua rantai H yang dihubungkan oleh ikatan disulfida (rumus molekul
H2L2). Oleh karena itu imunoglobulin ini mempunyai dua
tempat pengikatan antigen yang identik, meka disebut divalen. IgG merupakan
antibodi dominan pada respon sekunder dan menyusun pertahanan yang penting
melawan bakteti dan virus. Ini merupakan satu-satunya antibodi yang mampu
melintasi plasenta,oleh karena itu merupakan imunoglobulin yang paling banyak
ditemukan pada bayi yang baru lahir.
Immunoglobulin ini yang paling banyak di dalam tubuh,
dihasilkan dalam jumlah besar ketika tubuh terpajan ulang ke antigen yang sama.
Ia memberikan proteksi utama pada bayi terhadap infeksi selama beberapa minggu
setelah lahir karena IgG mampu menembus jaringan plasenta. IgG yang dikeluarkan
melalui cairan kolostrum dapat menembus mukosa usus bayi dan menambah daya
kekebalan. IgG lebih mudah menyebar ke dalam celah-celah ekstravaskuler dan
mempunyai peranan utama menetralisis toksin kuman dan melekat pada kuman
sebagai persiapan fagosistosis serta memicu kerja system komplemen. Dikenal 4
subklas yang disebut IgG1, IgG2, IgG3 dan IgG4. Perbedaannya terletak pada
rantai berat (H) yang disebut 1, 2, 3 dan 4.
2.
Imunoglobulin
A ( Ig A) disebut juga rantai –α (alpha).
Merupakan imunoglobulin utama
pada hasil sekresi misalnya susu, saliva dan air mata serta sekresi traktus
respiratorius, intestinal dan genital. Imunoglobulin ini melindungi membran
mukosa dari serangan bakteri dan virus. Tiap molekul IgA terdiri atas dua unit
H2L2 dan satu molekul terdidi atas rantai J dan komponen
sekresi, molekul yang disebut terakhir merupakan protein yang diturunkan dari
celah reseptor poli-Ig. Reseptor ini mengikat dimer IgA dan mempermudah
transpornya melintasi epitel mukosa. Beberapa bakteri (misalnya neisseria)
dapat merusak IgA1 dengan cara menghasilkan protase sehingga menghalangi
imunitas yang diperantarai antibodi pada permukaan mukosa
IgA dihasilkan paling banyak dalam bentuk dimer yang
tahan terhadap proteolisis berkat kombinasi dengan suatu zat protein khusus,
disebut secretory component, oleh sel-sel dalam membrane mukosa.
Imunoglobin yang dikeluarkan secara selektif di dalam sekresi air ludah,
keringat, air mata, lendir hidung, kolostrum, sekresi saluran pernapasan dan
sekresi saluran pencernaan. IgA yang keluar dengan sekret juga diproduksi
secara lokal oleh sel plasma. Kehadirannya dalam kolostrum (air susu pertama
keluar pada mamalia yang menyusui) membantu melindungi bayi dari infeksi
gastrointestinal. Fungsi utama IgA adalah untuk mencegah perlautan virus dan
bakteri ke permukaan epitel. Fungsi IgA setelah bergabung dengan antigen pada
mikroorganisme mungkin dalam pencegahan melekatnya mikroorganisme pada sel
mukosa.
3.
Imunoglobulin
M ( Ig M) disebut juga rantai –µ (mu)
IgM adalah antibodi pertama yang bersirkulasi sebagai
respons terhadap pemaparan awal ke suatu antigen. Konsentrasinya dalam darah
menurun secara cepat. Hal ini secara diagnostik bermanfaat karena kehadiran IgM
umumnya mengindikasikan adanya infeksi baru oleh pathogen yang menyebabkan
pembentukannya. IgM terdiri dari lima monomer yang tersusun dalam struktur
pentamer. IgM berfungsi sebagai reseptor permukaan sel B untuk tempat antigen
melekat dan disekresikan dalam tahap-tahap awal respons sel plasma. IgM sangat
efisien untuk reaksi aglutinasi dan reaksi sitolitik, dan karena timbulnya
cepat setelah infeksi dan tetap tinggal dalam darah maka IgM merupakan daya
tahan tubuh penting pada bakterimia.
Ini merupakan imunoglobulin yang
efisien dalam proses aglutinasi fiksasikomplemen dan reaksi antigen-antibodi
lainnya serta penting juga dalam menjadi pertahanan dalam melawan bakteri dan
virus. Karena interaksi imunoglobulin ini dengan antigen dapat melibatkan semua
tempat pengikatan antigen tersebut, maka imunonoglobulin ini mempunyai tingkat
afinitas yang paling tinggi dibandingkan dengan semua imunoglobulin lainnya.
4.
Imunoglobulin
D ( Ig D) disebut juga rantai –δ (delta)
Imunoglobulin ini tidak mengaktifkan system komplemen
dan tidak dapat menembus plasenta. IgD terutama ditemukan pada permukaan sel B,
yang kemungkinan berfungsi sebagai suatu reseptor antigen yang diperlukan untuk
memulai diferensiasi sel-sel B menjadi plasma dan sel B memori. Ini juga terjadi pada beberapa sel leukemia limfatik. Di dalam serum
immunoglobulin ini hanya terdapat dalam jumlah sedikit.
5.
Imunoglobulin
E ( Ig E) disebut juga rantai –ε (epsilon)
Dihasilkan pada saat respon alergi seperti asma dan
biduran. Peranan IgE belum terlalu jelas. Di dalam serum, konsentrasinya sangat
rendah, tetapi kadarnya akan naik jika terkena infeksi parasit tertentu,
terutama yang disebabkan oleh cacing. IgE berukuran sedikit lebih besar dibandingkan
dengan molekul IgG dan hanya mewakili sebagian kecil dari total antibodi dalam
darah. Daerah ekor berikatan dengan reseptor pada sel mast dan basofil dan,
ketika dipicu oleh antigen, menyebabkan sel-sel itu membebaskan histamine dan
zat kimia lain yang menyebabkan reaksi alergi.
Regio Fc dari IgE terikat pada
reseptor pada permukaan sel mast dan basofil. IgE yang terikat ini bertindak
sebagai reseptor antigen yang menstimulasi produksinya sehingga terbentuk
kompleks antigen-antibodi yang memicu terjadinya respon alergi tipe cepat
(anafilaksis) melalui pelepasan mediator. Pada orang dengan hipersensivitas
alergi yang diperantarai antibodi tersebut, IgE meningkat dengan cepat dan IgE
dapat terdapat pada sekresi eksternal. IgE serum juga meningkat secara tipikal
selama infeksi cacing.
Struktur dan fungsi IgG dapat
dipecah oleh enzim pepsin dan papain menjadi beberapa fragmen yang mempunyai
sifat biologi yang khas. Perlakuan dengan pepsin dapat memisahkan Fab2 dari
daerah persambungan hinge (engsel). Karena Fab2 adalah merupakan molekul
bivalen sehingga ia dapat mempresipitasi antigen. Enzim papain dapat memutus
daerah hinge diantara CH1 dan CH2 untuk membentuk dua fragmen yang identik dan
dapat bertahan dengan reaksi antigen-antibodi dan juga satu non-antigen-antibodi
fragmen yaitu daerah fragmen kristalisabel (Fc). Bagian Fc ini adalah
glikosilat yang mempunyai banyak fungsi efektor (yaitu: binding komplemen,
binding dengan sel reseptor pada makrofag dan monosit dan sebagainya) dan dapat
digunakan untuk membedakan satu klas antibodi dengan lainnya.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar