Sistem Imun Adaptif

Sistem imun adaptif

Sistem imun adaptif berevolusi pada vertebrata awal dan memungkinkan respons imun yang lebih kuat serta memori imunologis, di mana setiap patogen “diingat” oleh antigen khusus. Respon imun adaptif bersifat antigen spesifik dan membutuhkan pengakuan antigen “non-diri” spesifik selama proses yang disebut presentasi antigen. Spesifisitas antigen memungkinkan untuk menghasilkan respons yang disesuaikan dengan patogen spesifik atau sel yang terinfeksi patogen. Kemampuan untuk memasang respons yang disesuaikan ini dipertahankan di dalam tubuh oleh “sel memori”. Jika patogen menginfeksi tubuh lebih dari sekali, sel-sel memori spesifik ini digunakan untuk menghilangkannya dengan cepat.

  • Limfosit Sel-sel sistem imun adaptif adalah tipe khusus leukosit, yang disebut limfosit. Sel B dan sel T adalah jenis utama limfosit dan berasal dari sel induk hematopoietik di sumsum tulang. Sel B terlibat dalam respons imun humoral, sedangkan sel T terlibat dalam respons imun yang dimediasi sel. Baik sel B dan sel T membawa molekul reseptor yang mengenali target spesifik. Sel T mengenali target “non-diri”, seperti patogen, hanya setelah antigen (fragmen kecil patogen) diproses dan disajikan dalam kombinasi dengan reseptor “mandiri” yang disebut molekul kompleks histokompatibilitas utama (MHC). Ada dua subtipe utama sel T: sel T pembunuh dan sel T pembantu. Selain itu ada sel T regulator yang memiliki peran dalam memodulasi respon imun. Sel T pembunuh hanya mengenali antigen yang digabungkan ke molekul MHC Kelas I, sedangkan sel T helper dan sel T regulator hanya mengenali antigen yang digabungkan ke molekul MHC Kelas II. Dua mekanisme presentasi antigen ini mencerminkan peran yang berbeda dari kedua jenis sel T. Ketiga, subtipe minor adalah sel T yang mengenali antigen utuh yang tidak terikat pada reseptor MHC. Sebaliknya, reseptor spesifik antigen sel B adalah molekul antibodi pada permukaan sel B, dan mengenali seluruh patogen tanpa memerlukan pemrosesan antigen. Setiap garis keturunan sel B mengekspresikan antibodi yang berbeda, sehingga set lengkap reseptor antigen sel B mewakili semua antibodi yang dapat diproduksi oleh tubuh.
  • Sel T Killer .. Sel T Killer adalah sub-kelompok sel T yang membunuh sel yang terinfeksi virus (dan patogen lain), atau rusak atau tidak berfungsi. Seperti halnya sel B, setiap jenis sel T mengenali antigen yang berbeda. Sel T pembunuh diaktifkan ketika reseptor sel T (TCR) mereka berikatan dengan antigen spesifik ini dalam kompleks dengan reseptor MHC Kelas I dari sel lain. Pengakuan MHC ini: kompleks antigen dibantu oleh ko-reseptor pada sel T, yang disebut CD8. Sel T kemudian bergerak ke seluruh tubuh untuk mencari sel-sel di mana reseptor MHC I menanggung antigen ini. Ketika sel T yang diaktifkan menghubungi sel-sel tersebut, ia melepaskan sitotoksin, seperti perforin, yang membentuk pori-pori di membran plasma sel target, yang memungkinkan ion, air, dan racun masuk. Masuknya racun lain yang disebut granulysin (protease) menginduksi sel target untuk menjalani apoptosis. Pembunuhan sel T sel inang sangat penting dalam mencegah replikasi virus. Aktivasi sel T dikontrol dengan ketat dan umumnya membutuhkan sinyal aktivasi antigen / MHC yang sangat kuat, atau sinyal aktivasi tambahan yang disediakan oleh sel T “helper”
  • Sel T helper Fungsi sel T helper: Antigen-presenting cells (APCs) menghadirkan antigen pada molekul MHC Kelas II (MHC2). Sel T penolong mengenali ini, dengan bantuan ekspresi ko-reseptor CD4 (CD4 +). Aktivasi sel T helper yang beristirahat menyebabkannya melepaskan sitokin dan sinyal stimulasi lainnya (panah hijau) yang merangsang aktivitas makrofag, sel T pembunuh dan sel B, yang menghasilkan antibodi. Stimulasi sel B dan makrofag berhasil proliferasi sel T-helper. Sel T penolong mengatur respons imun bawaan dan adaptif serta membantu menentukan respons imun mana yang dibuat tubuh terhadap patogen tertentu. Sel-sel ini tidak memiliki aktivitas sitotoksik dan tidak membunuh sel yang terinfeksi atau membersihkan patogen secara langsung. Mereka sebaliknya mengendalikan respon imun dengan mengarahkan sel-sel lain untuk melakukan tugas-tugas ini. Sel T pembantu mengekspresikan reseptor sel T (TCR) yang mengenali antigen yang terikat pada molekul MHC Kelas II. Kompleks antigen MHC: juga dikenali oleh reseptor CD4 sel helper, yang merekrut molekul di dalam sel T (mis., Lck) yang bertanggung jawab atas aktivasi sel T. Sel T helper memiliki hubungan yang lebih lemah dengan MHC: kompleks antigen daripada yang diamati untuk sel T pembunuh, yang berarti banyak reseptor (sekitar 200-300) pada sel T helper harus diikat oleh antigen MHC: untuk mengaktifkan sel helper, sementara sel T pembunuh dapat diaktifkan dengan keterlibatan satu MHC: molekul antigen. Aktivasi sel T helper juga membutuhkan durasi keterlibatan yang lebih lama dengan sel penyaji antigen. Aktivasi sel T helper yang beristirahat menyebabkannya melepaskan sitokin yang memengaruhi aktivitas banyak tipe sel. Sinyal sitokin yang diproduksi oleh sel T helper meningkatkan fungsi mikrobisidal makrofag dan aktivitas sel T pembunuh. Selain itu, aktivasi sel T helper menyebabkan peningkatan regulasi molekul yang diekspresikan pada permukaan sel T, seperti ligan CD40 (juga disebut CD154), yang memberikan sinyal stimulasi ekstra yang biasanya diperlukan untuk mengaktifkan sel B yang memproduksi antibodi
  • Sel T gamma delta Sel T gamma delta (γδ sel T) memiliki reseptor sel T alternatif (TCR) sebagai lawan dari sel T CD4 + dan CD8 + (αβ) dan berbagi karakteristik sel T helper, sel T sitotoksik dan sel NK. Kondisi yang menghasilkan respons dari sel T tidak sepenuhnya dipahami. Seperti himpunan sel T ‘konvensional lainnya yang mengandung TCR invarian, seperti sel T Pembunuh Alami yang dibatasi CD1d, sel T mengangkangi perbatasan antara kekebalan bawaan dan imunitas adaptif. Di satu sisi, sel T adalah komponen imunitas adaptif karena mereka mengatur ulang gen TCR untuk menghasilkan keragaman reseptor dan juga dapat mengembangkan fenotipe memori. Di sisi lain, berbagai himpunan bagian juga merupakan bagian dari sistem kekebalan tubuh bawaan, karena reseptor TCR atau NK terbatas dapat digunakan sebagai reseptor pengenalan pola. Misalnya, sejumlah besar sel T Vγ9 / Vδ2 manusia merespons dalam beberapa jam terhadap molekul umum yang diproduksi oleh mikroba, dan sel T V + 1 T yang sangat terbatas dalam epitel merespons sel epitel yang ditekan. Antibodi terdiri dari dua rantai berat dan dua rantai ringan. Daerah variabel yang unik memungkinkan antibodi untuk mengenali antigen yang cocok.
  • Limfosit B dan antibodi Sel B mengidentifikasi patogen ketika antibodi pada permukaannya berikatan dengan antigen asing tertentu. Kompleks antigen / antibodi ini diambil oleh sel B dan diproses oleh proteolisis menjadi peptida. Sel B kemudian menampilkan peptida antigenik ini pada molekul MHC kelas II permukaannya. Kombinasi MHC dan antigen ini menarik sel T pembantu yang cocok, yang melepaskan limfokin dan mengaktifkan sel B. Ketika sel B yang diaktifkan kemudian mulai membelah, keturunannya (sel plasma) mengeluarkan jutaan salinan antibodi yang mengenali antigen ini. Antibodi ini bersirkulasi dalam plasma darah dan getah bening, mengikat patogen yang mengekspresikan antigen dan menandai mereka untuk penghancuran dengan aktivasi komplemen atau untuk pengambilan dan penghancuran oleh fagosit. Antibodi juga dapat menetralisir tantangan secara langsung, dengan mengikat racun bakteri atau dengan mengganggu reseptor yang digunakan virus dan bakteri untuk menginfeksi sel.
  • Sistem imun adaptif alternatif Evolusi sistem imun adaptif terjadi pada leluhur vertebrata rahang. Banyak molekul klasik sistem imun adaptif (mis., Imunoglobulin dan reseptor sel T) hanya ada pada vertebrata rahang. Namun, sebuah molekul turunan limfosit yang berbeda telah ditemukan pada vertebrata rahang primitif, seperti lamprey dan hagfish. Hewan-hewan ini memiliki sejumlah besar molekul yang disebut Variable lymphocyte receptors (VLRs) yang, seperti reseptor antigen vertebrata rahang, diproduksi hanya dari sejumlah kecil (satu atau dua) gen. Molekul-molekul ini diyakini mengikat antigen patogen dengan cara yang mirip dengan antibodi, dan dengan tingkat spesifisitas yang sama.
  • Memori imunologis Ketika sel B dan sel T diaktifkan dan mulai mereplikasi, beberapa keturunannya menjadi sel memori berumur panjang. Sepanjang masa hidup hewan, sel-sel memori ini mengingat setiap patogen spesifik yang ditemukan dan dapat memasang respons yang kuat jika patogen terdeteksi lagi. Ini “adaptif” karena terjadi selama masa hidup individu sebagai adaptasi terhadap infeksi dengan patogen itu dan menyiapkan sistem kekebalan untuk tantangan di masa depan. Memori imunologis dapat berupa memori jangka pendek pasif atau memori jangka panjang aktif. Memori pasif Bayi baru lahir tidak memiliki paparan mikroba sebelumnya dan sangat rentan terhadap infeksi. Beberapa lapisan perlindungan pasif disediakan oleh ibu. Selama kehamilan, jenis antibodi tertentu, yang disebut IgG, diangkut dari ibu ke bayi langsung di seluruh plasenta, sehingga bayi manusia memiliki tingkat antibodi yang tinggi bahkan saat lahir, dengan kisaran kekhususan antigen yang sama seperti ibu mereka. ASI atau kolostrum juga mengandung antibodi yang ditransfer ke usus bayi dan melindungi dari infeksi bakteri sampai bayi baru lahir dapat mensintesis antibodi sendiri. Ini adalah kekebalan pasif karena janin tidak benar-benar membuat sel memori atau antibodi — hanya meminjamnya. Imunitas pasif ini biasanya bersifat jangka pendek, berlangsung dari beberapa hari hingga beberapa bulan. Dalam kedokteran, kekebalan pasif protektif juga dapat ditransfer secara artifisial dari satu orang ke orang lain melalui serum yang kaya antibodi. Perjalanan waktu respon imun dimulai dengan pertemuan patogen awal, (atau vaksinasi awal) dan mengarah pada pembentukan dan pemeliharaan memori imunologis aktif.
  • Memori aktif dan imunisasi Memori aktif jangka panjang diperoleh setelah infeksi dengan aktivasi sel B dan T. Kekebalan aktif juga dapat dihasilkan secara artifisial, melalui vaksinasi. Prinsip di balik vaksinasi (juga disebut imunisasi) adalah untuk memperkenalkan antigen dari patogen untuk merangsang sistem kekebalan dan mengembangkan kekebalan spesifik terhadap patogen tertentu tanpa menyebabkan penyakit yang terkait dengan organisme itu. Induksi respons imun yang disengaja ini berhasil karena mengeksploitasi spesifisitas alami sistem imun, serta inducibilitasnya. Dengan penyakit menular yang masih menjadi salah satu penyebab utama kematian dalam populasi manusia, vaksinasi merupakan manipulasi paling efektif dari sistem kekebalan manusia yang telah dikembangkan. Sebagian besar vaksin virus didasarkan pada virus yang dilemahkan, sementara banyak vaksin bakteri didasarkan pada komponen aselular dari mikroorganisme, termasuk komponen toksin yang tidak berbahaya. Karena banyak antigen yang berasal dari vaksin aselular tidak secara kuat menginduksi respon adaptif, sebagian besar vaksin bakteri disediakan dengan adjuvan tambahan yang mengaktifkan sel penyaji antigen dari sistem imun bawaan dan memaksimalkan imunogenisitas.
  • Gangguan imunitas  Sistem kekebalan tubuh adalah struktur yang sangat efektif yang menggabungkan spesifisitas, inducibilitas, dan adaptasi. Kegagalan pertahanan inang memang terjadi, dan jatuh ke dalam tiga kategori besar: imunodefisiensi, autoimunitas, dan hipersensitivitas.
  • Imunodefisiensi Imunodefisiensi terjadi ketika satu atau lebih komponen sistem kekebalan tidak aktif. Kemampuan sistem kekebalan tubuh untuk merespons patogen berkurang baik pada usia muda dan lanjut usia, dengan respons kekebalan mulai menurun pada usia sekitar 50 tahun karena imunosensensi. Di negara maju, obesitas, alkoholisme, dan penggunaan narkoba adalah penyebab umum dari fungsi kekebalan tubuh yang buruk. Namun, kekurangan gizi adalah penyebab paling umum dari imunodefisiensi di negara-negara berkembang. Pola makan yang kekurangan protein dikaitkan dengan gangguan imunitas yang dimediasi sel, aktivitas komplemen, fungsi fagosit, konsentrasi antibodi IgA, dan produksi sitokin. Selain itu, hilangnya timus pada usia dini melalui mutasi genetik atau pengangkatan secara operasi mengakibatkan defisiensi imun yang parah dan kerentanan tinggi terhadap infeksi. Immunodeficiencies juga dapat diwarisi atau ‘diperoleh’. Penyakit granulomatosa kronis, di mana fagosit memiliki kemampuan yang berkurang untuk menghancurkan jalur
  • Autoimunitas Respon imun yang terlalu aktif terdiri dari ujung disfungsi imun lainnya, terutama gangguan autoimun. Di sini, sistem kekebalan gagal membedakan dengan benar antara diri dan bukan diri, dan menyerang bagian tubuh. Dalam keadaan normal, banyak sel T dan antibodi bereaksi dengan peptida “mandiri”. Salah satu fungsi sel khusus (terletak di timus dan sumsum tulang) adalah untuk menghadirkan limfosit muda dengan antigen sendiri yang diproduksi di seluruh tubuh dan untuk menghilangkan sel-sel yang mengenali antigen sendiri, mencegah autoimunitas
  • Hipersensitivitas Hipersensitivitas adalah respons imun yang merusak jaringan tubuh sendiri. Mereka dibagi menjadi empat kelas (Tipe I – IV) berdasarkan mekanisme yang terlibat dan waktu reaksi hipersensitif. Tipe I hipersensitivitas adalah reaksi langsung atau anafilaksis, sering dikaitkan dengan alergi. Gejala dapat berkisar dari ketidaknyamanan ringan hingga kematian. Tipe I hipersensitivitas dimediasi oleh IgE, yang memicu degranulasi sel mast dan basofil ketika cross-linked oleh antigen. Hipersensitivitas tipe II terjadi ketika antibodi berikatan dengan antigen pada sel pasien sendiri, menandai mereka untuk penghancuran. Ini juga disebut hipersensitivitas tergantung-antibodi (atau sitotoksik), dan dimediasi oleh antibodi IgG dan IgM. Kompleks imun (agregasi antigen, protein komplemen, dan antibodi IgG dan IgM) yang tersimpan dalam berbagai jaringan memicu reaksi hipersensitivitas Tipe III. Tipe IV hipersensitivitas (juga dikenal sebagai hipersensitivitas tipe mediasi atau tertunda sel) biasanya membutuhkan waktu antara dua dan tiga hari untuk berkembang. Reaksi tipe IV terlibat dalam banyak penyakit autoimun dan infeksi, tetapi mungkin juga melibatkan dermatitis kontak (poison ivy). Reaksi ini dimediasi oleh sel T, monosit, dan makrofag.
  • Mekanisme dan evolusi lainnya Kemungkinan bahwa sistem imun multikomponen, adaptif muncul dengan vertebrata pertama, karena invertebrata tidak menghasilkan limfosit atau respons humoral berbasis antibodi. Namun, banyak spesies memanfaatkan mekanisme yang tampaknya merupakan pendahulu dari aspek-aspek kekebalan vertebrata ini. Sistem kekebalan muncul bahkan dalam bentuk kehidupan yang paling sederhana secara struktural, dengan bakteri menggunakan mekanisme pertahanan yang unik, yang disebut sistem modifikasi pembatasan untuk melindungi diri dari patogen virus, yang disebut bakteriofag. Prokariota juga memiliki kekebalan yang didapat, melalui sistem yang menggunakan urutan CRISPR untuk mempertahankan fragmen genom fag yang telah bersentuhan di masa lalu, yang memungkinkan mereka untuk memblokir replikasi virus melalui suatu bentuk gangguan RNA. Unsur-unsur ofensif sistem kekebalan juga hadir dalam eukariota uniseluler, tetapi studi tentang peran mereka dalam pertahanan sedikit. Reseptor pengenalan pola adalah protein yang digunakan oleh hampir semua organisme untuk mengidentifikasi molekul yang terkait dengan patogen. Peptida antimikroba yang disebut defensin adalah komponen yang dilestarikan secara evolusioner dari respon imun bawaan yang ditemukan pada semua hewan dan tumbuhan, dan mewakili bentuk utama imunitas sistemik invertebrata Sistem komplemen dan sel fagosit juga digunakan oleh sebagian besar bentuk kehidupan invertebrata. Ribonucleases dan jalur interferensi RNA dilestarikan di semua eukariota, dan dianggap berperan dalam respon imun terhadap virus. Tidak seperti hewan, tanaman kekurangan sel fagosit, tetapi banyak respons imun tanaman melibatkan sinyal kimia sistemik yang dikirim melalui tanaman. [80] Sel-sel tanaman individu merespons molekul yang terkait dengan patogen yang dikenal sebagai pola molekuler atau PAMP terkait. Ketika bagian dari tanaman terinfeksi, tanaman menghasilkan respon hipersensitif terlokalisasi, di mana sel-sel di lokasi infeksi mengalami apoptosis cepat untuk mencegah penyebaran penyakit ke bagian lain dari tanaman. Resistensi didapat sistemik (SAR) adalah jenis respons defensif yang digunakan oleh pabrik yang membuat seluruh pabrik tahan terhadap agen infeksi tertentu. Mekanisme pembungkaman RNA sangat penting dalam respons sistemik ini karena mereka dapat memblokir replikasi virus

 




.


.

Advertisements

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *