Bakteri

BAB I

PENDAHULUAN

Tubuh manusia tidak mungkin terhindar dari lingkungan yang mengandung mikroba patogen di sekelilingnya. Mikroba tersebut dapat menimbulkan penyakit infeksi pada manusia. Mikroba patogen yang ada bersifat poligenik dan kompleks. Oleh karena itu respons imun tubuh manusia terhadap berbagai macam mikroba patogen juga berbeda. Umumnya gambaran biologik spesifik mikroba menentukan mekanisme imun mana yang berperan untuk proteksi. Begitu juga respon imun terhadap bakteri khususnya bakteri ekstraselular atau bakteri intraselular mempunyai karakteristik tertentu pula.

Tubuh manusia akan selalu terancam oleh paparan bakteri, virus, parasit, radiasi matahari, dan polusi. Stres emosional atau fisiologis dari kejadian ini adalah tantangan lain untuk mempertahankan tubuh yang sehat. Biasanya kita dilindungi oleh sistem pertahanan tubuh, sistem kekebalan tubuh, terutama makrofag, dan cukup lengkap kebutuhan gizi untuk menjaga kesehatan. Kelebihan tantangan negatif, bagaimanapun, dapat menekan sistem pertahanan tubuh, sistem kekebalan tubuh, dan mengakibatkan berbagai penyakit fatal.

Penerapan kedokteran klinis saat ini adalah untuk mengobati penyakit saja. Infeksi bakteri dilawan dengan antibiotik, infeksi virus dengan antivirus dan infeksi parasit dengan antiparasit terbatas obat-obatan yang tersedia. Sistem pertahanan tubuh, sistem kekebalan tubuh, depresi disebabkan oleh stres emosional diobati dengan antidepresan atau obat penenang. Kekebalan depresi disebabkan oleh kekurangan gizi jarang diobati sama sekali, bahkan jika diakui, dan kemudian oleh saran untuk mengkonsumsi makanan yang lebih sehat.

BAB II

PEMBAHASAN

A.    bakteri

Bakteri, dari kata latin bacterium (jamak, bacteria), adalah kelompok terbanyak dari organisme hidup. Mereka sangatlah kecil (mikroskopik) dan kebanyakan uniselular (bersel tunggal), dengan struktur sel yang relatif sederhana tanpa nukleus/inti sel, sitoskeleton, dan organel lain seperti mitokondria dan kloroplas. Bakteri merupakan prokariota, untuk membedakan mereka dengan organisme yang memiliki sel lebih kompleks, disebut eukariota. Istilah “bakteri” telah diterapkan untuk semua prokariota atau untuk kelompok besar mereka, tergantung pada gagasan mengenai hubungan mereka.

Sebagian patogen merupakan bakteri. Ukuran bakteri 0,5-5 μm, dan ada beberapa jenis yang mencapai diameter 0,3 mm (Thiomargarita). Memiliki dinding sel, seperti sel tumbuhan dan jamur, tetapi dengan komposisi sangat berbeda (peptidoglikan). Banyak yang bergerak menggunakan flagela, yang berbeda dalam strukturnya dari flagela kelompok lain.

Menurut sifat patologik dinding sel, mikroorganisme dapat dibagi menjadi negatif-Gram, positif-Gram, mikrobakterium dan spyrochaet. Permukaan bakteri dilapisi kapsul yang protektif. Protein dan poliskarida yang ada dalam struktur tersebut merangsang sistem imun humoral tubuh untuk membentuk antibodi.

Diluar membran plasma, bakteri memiliki dinding sel yang terdiri atas mukopeptida yang disebut peptidoglikan. Bagian ini biasanya merupakan sasaran lisozim. Bakteri negatif-Gram memiliki membran yang mengandung protein dan lipopoliskarida/LPS atau endotoksin.

Struktur prominen sering terlibat dalam respon imun. Antigen yang sering digunakan untuk diagnosis imunologi dan antibodi protektif ditemukan di permukaan luar yang dapat segera berintegrasi dengan efektor sistem imun seperti antibodi.

Streptokok dibagi menurut sifat hemolisis eksotoksin (α, β, γ) dan menurut antigen  dinding sel (golongan A–Q). golongan A hemolitik β yang paling patogen, memiliki kapsul yang terdiri atas protein M dan menempel pada membran mukosa yang tahan terhadap fagositisis. Protein tersebut dapat menimbulkan reaksi selular berat. Antigennya bereaksi silang dengan otot jantung (demam reuma) dan membentuk kompleks imun yang merusak ginjal.

Streptokok A patogen untuk saluran cerna, mempunyai reseptor untuk sel epitel mukosa. Ikatan antara mikroorganisme dengan sel epitel dapat dicegah oleh immunoglobulin. Protein M streptokok dapat dinetralkan oleh antibodi. Banyak bakteri yang menimbulkan berbagai efek patologik melalui LPS yang merupakan komponen dinding sel bakteri negatif-Gram dan merupakan aktifator poten makrofag.

Streptokok A (S.piogenes) Merupakan patogen terpenting dalam klinik yang menyebabkan infeksi faring, demam reuma akut, penyakit jantung dan sendi dan menimbulkan scrlet fever dengan toksin pirogenik yang menimbulkan ruam khas.

Eksotoksin secara aktif disekresi bakteri positif-Gram (Shigella dan Kolera). Eksotoksin bersifat sitotoksik dan membunuh sel dengan berbagai mekanisme biokimiawi. Eksotoksin dapat mengganggu funsi normal sel tanpa membunuhnya dan merangsang produksi sitokin yang menimbulkan penyakit, merusak fagosit, jaringan setempat, SSP dan sebagainya yang dapat mnyebabkan kematian. Protein-protein tersebut sering disebut agresin yang membantu penyebaran bakteri dan menghancurkan jaringan.

Patogenitas beberapa infeksi bakteri noninvasif yang hidup di dalam sel permukaan dan memproduksi eksositosin bergantung pada kemamuan pejamu untuk memproduksi immunoglobulin yang dapat menetralkannya. Patogenitas bakteri tidak hanya bergantung pada toksinnya saja, sehingga bakteri harus dimusnahkan. Antibody ynga dibentuk dapat menetralkan efek toksin sehingga dapat mencegah kerusakan jaringan yang ditimbulkannya. Mikroorganisme yang mengansung lipid pada permukaannya, dapat dihancurakan immunoglobulin dengan bantuan aktifasi komplemen. Pada akhir respon imun, semua bakteri dihancurkan oleh fagosit.

B.    Imunitas

Imunitas atau kekebalan adalah sistem mekanisme pada organisme yang melindungi tubuh terhadap pengaruh biologis luar dengan mengidentifikasi dan membunuh patogen serta sel tumor. Sistem ini mendeteksi berbagai macam pengaruh biologis luar yang luas, organisme akan melindungi tubuh dari infeksi, bakteri, virus sampai cacing parasit, serta menghancurkan zat-zat asing lain dan memusnahkan mereka dari sel organisme yang sehat dan jaringan agar tetap dapat berfungsi seperti biasa. Deteksi sistem ini sulit karena adaptasi patogen dan memiliki cara baru agar dapat menginfeksi organisme.

C.    Imunologi bakteri ekstraseluler

Bakteri ekstraseluler dapat hidup dan berkembang biak diluar sel pejamu, misalya dalam sirkulasi, jaringan ikat dan rongga-rongga jaringan seperti lumen saluran nafas dan saluran cerna. Penyakit yang ditimbulkan bakteri ekstraseluler dapat berupa inflamasi yang menimbulkan destruksi jaringan ditempat infeksi dengan membentuk nanah seperti yang terjadi pada infeksi streptokok.

1.  Imunitas non spesifik

Komponen imunitas non spesifik utama terhadap bakteri ekstraseluler adalah komplemen, fagositosis dan respon inflamasi. Bakteri yang mengekspresikan manosa pada permukaannya dapat diikat lektin yang homolog dengan C1q, sehingga akan mengaktifkan komplemen melalui jalur lektin meningkatkan opsonisasi dan fagositosis. Produk sampingan aktifasi komplemen berperan dalam mengerahkan dan mengaktifkan leukosit. Fagosit juga mengikat bakteri melalui berbagai reseptor permukaan lain seperti toll-like receptor yang semuanya meningkatkan aktifasi leukosit dan fagositosis. Fagosit yang diaktifkan juga melepas sitokin yang menginduksi infiltrasi leukosit ke tempat infeksi. Sitokin juga menginduksi panas dan sintesis APP.

2.  Imunitas spesifik

a)     Humoral

Komplikasi lambat respon imun humoral dapat berupa penyakit yang ditimbulkan antibodi. Contohnya infeksi streptokok di tenggorokan atau kulit yang menimbulkan manifestasi penyakit beberapa minggu-bulan setelah infeksi terkontrol. Demam reuma merupakan sekuela infeksi faring oleh beberapa streptokok hemolitik-β. Antibodi yang diproduksi terhadap protein dinding bakteri dapat bereaksi silang dengan protein serkolema dan meosin miokard yang dapat diendapkan di jantung dan akhirnya menimbulakn inflamasi (karditis).

Glomerulonefritis paskainfeksi streptokok merupakan sekuela infeksi streptokok di kulit atau tenggorok oleh serotype streptokok-β yang lain. Antibody terhadap bakteri tersebut dapat menimbulkan nefritis.

b)    Sitokin

Respon utama pejamu terhadap bakteri ekstraseluler adalah produksi sitokin oleh makrofag yang diaktifkan yang menimbulkan inflamasi dan syok septic.

D.  Imunologi bakteri intraseluler

Ciri utama bakteri intraselular adalah kemampuannya untuk hidup bahkan berkembang biak dalam fagosit. Mikrobakteri tersebut mendapat tempat tersembunyi yang tidak dapat ditemukan oleh antibodi dalam sirkulasi sehingga untuk eliminasinya memerlukan mekanisme imun selular.

1.    Imunitas non-spesifik

Efektor imunitas non-spesifik utama terhadap bakteri intraselular adalah fagosit dan sel NK. Fagosit menelan dan mencoba menghancurkan mikroba tersebut, namun mikroba dapat resisten terhadap efek degradasi fagosit. Bakteri intraselular dapat mengaktifakan sel NK secara direk atau melalui aktifasi makrofag yang memproduksi IL-12, sitokin poten yang mengaktifkan sel NK. Sel NK memproduksi IFN-γ yang kembali mengaktifkan makrofag danmeningakatkan daya membunuh bakteri dan membunuh bakteri.

2.    Imunitas spesifik

Proteksi utama respon imun spesifik terhadap bakteri intraseluler berupa imunitas selular. Imunitas selular terdiri atas 2 tipe reaksi, yaitu sel CD4⁺ TH1 yang mengaktifkan makrofag yang memproduksi IFN- γ dan sel CD8⁺ yang memacu pembunuhan mikroba serta lisis sel terinfeksi. Sel CD4⁺ dan CD8⁺ bekerjasama dalam pertahanan terhadap mikroba.

E.     Upaya mikroorganisme untuk menghindari dari respon imun

Ada berbagai upaya mikroorganisme, khususnya mikroorganisme intraseluler, untuk menghindari atau mengacaukan respons imun pejamu yaitu :

Mekanisme efektor makrofag	Mekanisme penghindaran oleh mikroba
Produksi reactive oxygen intermediates(ROI)	Uptake melalui reseptor komplemen. Produksi molekul yang merusak ROI, a.l. superokside dismutase, katalase. ROI scavengers(a.l. phenolic glycolipid, sulfatides, lipoarabinomannan)
Produksi reactive nitrogen intermediates(RNI)	Tidak diketahui(molekul ynag merusak ROI mungkin mengganggu produksi RNI)
Jenis lain pembunuhan intrafagosom	Menghindar dengan masuk kedalam sitoplasma. Membentuk dinding sel yang kuat.
Asidifikasi fagosom	Neutralisasi dengan komponen basa, misalnya NH4+
Fusi fagosom-lisosom	Menghambat fusi dengan NH4+, sulfatides, glikolipid
Defensin	Tidak diketahui
Mengurangi supply Fe	Menghasilkan siderophore
Degradasi triptofan	Tidak diketahui

Beberapa cara lain untuk menghindar dari respon imun adalah immunological silence, memodifikasi struktur antigen atau ekspresi MHC sehingga tidak dikenal oleh sistem imun pejamu atau merubah struktur antigen hingga mirip antigen pejamu(molecular mimicry).cara lain adalah dengan memproduksi protease yang merusak Ig A, atau menginfeksi sel non-fagosit sehingga ia tidak terpapar pada antibodi. Bila sistem pertahanan tubuh tidak mampu menyingkirkan mikroorganisme bersangkutan secara tuntas, mikroorganisme itu akan menetap dan berakibat infeksi kronis atau penderita menjadi carrier. Cara lain yang dilakukan mikroorganisme intraseluler adalah menimbulkan resistensi terhadap pembunuhan oleh fagosit.

Beberapa mikroorganisme dapat mengacaukan respons imun dengan cara menghambat fungsi sel T(DTH), maupun makrofag atau menghambat fungsi sel T-sitotoksik disertai imunosupresi spesifik maupun nonspesifik. Mekanisme terjadinya imunosupresi baik yang spesifik maupun non spesifik belum diketahui secara pasti tetapi dampak imunosupresif akan lebih nyata pada penderita dengan imunitas menurun (immunocompromised).contohnya pada penderita pasca transplantasi yang kemudian terinfeksi CMV akan mengalami penurunan fungsi sistem imun selular(alergi).

F.     Respon imun pada infeksi mikroorganisme ekstraseluler

Strategi pertahanan bakteri

Bakteri ekstraseluler adalah bakteri yang dapat bereplikasi di luar sel, di dalam sirkulasi, di jaringan ikat ekstraseluler, dan di berbagai jaringan. Bakteri ekstraseluler biasanya mudah dihancurkan oleh sel fagosit. Pada keadaan tertentu bakteri ekstraseluler tidak dapat dihancurkan oleh sel fagosit karena adanya sintesis kapsul antifagosit, yaitu kapsul luar (outer capsule) yang mengakibatkan adesi yang tidak baik antara sel fagosit dengan bakteri, seperti pada infeksi bakteri berkapsul Streptococcus pneumoniae atau Haemophylus influenzae. Selain itu, kapsul tersebut melindungi molekul karbohidrat pada permukaan bakteri yang seharusnya dapat dikenali oleh reseptor fagosit. Dengan adanya kapsul ini, akses fagosit dan deposisi C3b pada dinding sel bakteri dapat dihambat. Beberapa organisme lain mengeluarkan eksotoksin yang meracuni leukosit. Strategi lainnya adalah dengan pengikatan bakteri ke permukaan sel non fagosit sehingga memperoleh perlindungan dari fungsi fagosit .

Sel normal dalam tubuh mempunyai protein regulator yang melindungi dari kerusakan oleh komplemen, seperti CR1, MCP dan DAF, yang menyebabkan pemecahan C3 konvertase. Beberapa bakteri tidak mempunyai regulator tersebut, sehingga akan mengaktifkan jalur alternatif komplemen melalui stabilisasi C3b3b konvertase pada permukaan sel bakteri. Dengan adanya kapsul bakteri akan menyebabkan aktivasi dan stabilisasi komplemen yang buruk. 

Beberapa bakteri juga dapat mempercepat pemecahan komplemen melalui aksi produk mikrobial yang mengikat atau menghambat kerja regulator aktivasi komplemen. Bahkan beberapa spesies dapat menghindari lisis dengan cara mengalihkan lokasi aktivasi komplemen melalui sekresi protein umpan (decoy protein) atau posisi permukaan bakteri yang jauh dari membran sel. Beberapa organisme Gram positif mempunyai lapisan peptidoglikan tebal yang menghambat insersi komplek serangan membran C5b-9 pada membran sel bakteri .

Bakteri enterik Gram negatif pada usus mempengaruhi aktivitas makrofag termasuk menginduksi apoptosis, meningkatkan produksi IL-1, mencegah fusi fagosom-lisosom dan mempengaruhi sitoskleton aktin. Strategi berupa variasi antigenik juga dimiliki oleh beberapa bakteri, seperti variasi lipoprotein permukaan, variasi enzim yang terlibat dalam sintesis struktur permukaan dan variasi antigenik pili.Keadaan sistem imun yang dapat menyebabkan bakteri ekstraseluler sulit dihancurkan adalah gangguan pada mekanisme fagositik karena defisiensi sel fagositik (neutropenia) atau kualitas respons imun yang kurang (penyakit granulomatosa kronik).

 

Mekanisme pertahanan bakteri ekstraseluler.

Extracellular bacterial proteins that are considered invasins
Invasin	Bacteria Involved	Activity
Hyaluronidase	Streptococci, staphylococci and clostridia	Degrades hyaluronic of connective tissue
Collagenase	Clostridium species	Dissolves collagen framework of muscles
Neuraminidase	Vibrio cholerae and Shigella dysenteriae	Degrades neuraminic acid of intestinal mucosa
Coagulase	Staphylococcus aureus	Converts fibrinogen to fibrin which causes clotting
Kinases	Staphylococci and streptococci	Converts plasminogen to plasmin which digests fibrin
Leukocidin	Staphylococcus aureus	Disrupts neutrophil membranes and causes discharge of lysosomal granules
Streptolysin	Streptococcus pyogenes	Repels phagocytes and disrupts phagocyte membrane and causes discharge of lysosomal granules
Hemolysins	Streptococci, staphylococci and clostridia	Phospholipases or lecithinases that destroy red blood cells (and other cells) by lysis
Lecithinases	Clostridium perfringens	Destroy lecithin in cell membranes
Phospholipases	Clostridium perfringens	Destroy phospholipids in cell membrane
Anthrax EF	Bacillus anthracis	One component (EF) is an adenylate cyclase which causes increased levels of intracellular cyclic AMP
Pertussis AC	Bordetella pertussis	One toxin component is an adenylate cyclase that acts locally producing an increase in intracellular cyclic AMP

Mekanisme pertahanan tubuh

Respons imun terhadap bakteri ekstraseluler bertujuan untuk menetralkan efek toksin dan mengeliminasi bakteri. Respons imun alamiah terutama melalui fagositosis oleh neutrofil, monosit serta makrofag jaringan. Lipopolisakarida dalam dinding bakteri Gram negatif dapat mengaktivasi komplemen jalur alternatif tanpa adanya antibodi. Hasil aktivasi ini adalah C3b yang mempunyai efek opsonisasi, lisis bakteri melalui serangan kompleks membran dan respons inflamasi akibat pengumpulan serta aktivasi leukosit. Endotoksin juga merangsang makrofag dan sel lain seperti endotel vaskular untuk memproduksi sitokin seperti TNF, IL-1, IL-6 dan IL-8. Sitokin akan menginduksi adesi neutrofil dan monosit pada endotel vaskular pada tempat infeksi, diikuti dengan migrasi, akumulasi lokal serta aktivasi sel inflamasi. Kerusakan jaringan yang terjadi adalah akibat efek samping mekanisme pertahanan untuk eliminasi bakteri. Sitokin juga merangsang demam dan sintesis protein fase akut.

Netralisasi toksin

Infeksi bakteri Gram negatif dapat menyebabkan pengeluaran endotoksin yang akan menstimulasi makrofag. Stimulasi yang berlebihan terhadap makrofag akan menghasilkan sejumlah sitokin seperti IL-1, IL-6 dan TNF. Proses ini akan memacu terjadinya reaksi peradangan yang menyebabkan kerusakan sel, hipotensi, aktivasi sistem koagulasi, gagal organ multipel dan berakhir dengan kematian. Antibodi yang mengandung reseptor sitokin dan antagonisnya, berperan dalam menghilangkan sejumlah sitokin dalam sirkulasi dan mencegah sitokin berikatan pada sel target.

Antibodi yang beredar dalam sirkulasi akan menetralisasi molekul antifagositik dan eksotoksin lainnya yang diproduksi bakteri. Mekanisme netralisasi antibodi terhadap bakteri terjadi melalui dua cara. Pertama, melalui kombinasi antibodi di dekat lokasi biologi aktif infeksi yaitu secara langsung menghambat reaksi toksin dengan sel target. Kedua, melalui kombinasi antibodi yang terletak jauh dari lokasi biologi aktif infeksi yaitu dengan mengubah konformasi alosterik toksin agar tidak dapat bereaksi dengan sel target. Dengan ikatan kompleks bersama antibodi, toksin tidak dapat berdifusi sehingga rawan terhadap fagositosis, terutama bila ukuran kompleks membesar karena deposisi komplemen pada permukaan bakteri akan semakin bertambah.

Opsonisasi

Opsonisasi adalah pelapisan antigen oleh antibodi, komplemen, fibronektin, yang berfungsi untuk memudahkan fagositosis. Opsonisasi ada dua yaitu opsonisasi yang tidak tergantung antibodi dan yang ditingkatkan oleh antibodi.

Pada opsonisasi yang tidak tergantung antibodi, protein pengikat manose dapat terikat pada manose terminal pada permukaan bakteri, dan akan mengaktifkan C1r dan C1s serta berikatan dengan C1q. Proses tersebut akan mengaktivasi komplemen pada jalur klasik yang dapat berperan sebagai opsonin dan memperantarai fagositosis. Lipopolisakarida (LPS) merupakan endotoksin yang penting pada bakteri Gram negatif. Sel ini dapat dikenal oleh tiga kelas molekul reseptor. Sedangkan opsonisasi yang ditingkatkan oleh antibodi adalah bakteri yang resisten terhadap proses fagositosis akan tertarik pada sel PMN dan makrofag bila telah diopsonisasi oleh antibodi.

Dalam opsonisasi terdapat sinergisme antara antibodi dan komplemen yang diperantarai oleh reseptor yang mempunyai afinitas kuat untuk IgG dan C3b pada permukaan fagosit, sehingga meningkatkan pengikatan di fagosit. Efek augmentasi dari komplemen berasal dari molekul IgG yang dapat mengikat banyak molekul C3b, sehingga meningkatkan jumlah hubungan ke makrofag (bonus effect of multivalency). Meskipun IgM tidak terikat secara spesifik pada makrofag, namun merangsang adesi melalui pengikatan komplemen.

Antibodi akan menginisiasi aksi berantai komplemen sehingga lisozim serum dapat masuk ke dalam lapisan peptidoglikan bakteri dan menyebabkan kematian sel. Aktivasi komplemen melalui penggabungan dengan antibodi dan bakteri juga menghasilkan anfilaktoksin C3a dan C5a yang berujung pada transudasi luas dari komponen serum, termasuk antibodi yang lebih banyak, dan juga faktor kemotaktik terhadap  neutrofil untuk membantu fagositosis.

Sel PMN(polimorfonuklear) merupakan fagosit yang predominan dalam sirkulasi dan selalu tiba di lokasi infeksi lebih cepat dari sel lain, karena sel PMN tertarik oleh sinyal kemotaktik yang dikeluarkan oleh bakteri, sel PMN lain, komplemen atau makrofag lain, yang lebih dahulu tiba di tempat infeksi. Sel PMN sangat peka terhadap semua faktor kemotaktik.

Sel PMN yang telah mengalami kemotaktik selanjutnya akan melakukan adesi pada dinding sel bakteri, endotel maupun jaringan yang terinfeksi. Kemampuan adesi PMN pada permukaan sel bakteri akan bertambah kuat karena sinyal yang terbentuk pada proses adesi ini akan merangsang ekspresi Fc dan komplemen pada permukaan sel. Sel PMN juga akan melakukan proses diapedesis agar dapat menjangkau bakteri yang telah menginfeksi. 

Proses penelanan bakteri oleh fagosit diawali dengan pembentukan tonjolan pseudopodia yang berbentuk kantong fagosom untuk mengelilingi bakteri, sehingga bakteri akan terperangkap di dalamnya, selanjutnya partikel granular di dalam fagosom akan mengeluarkan berbagai enzim dan protein untuk merusak dan menghancurkan bakteri tersebut.

Mekanisme pemusnahan bakteri oleh enzim ini dapat melalui proses oksidasi maupun nonoksidasi, tergantung pada jenis bakteri dan status metabolik pada saat itu. Oksidasi dapat berlangsung dengan atau tanpa mieloperoksidase. Proses oksidasi dengan mieloperoksidase terjadi melalui ikatan H₂O₂ dengan Fe yang terdapat pada mieloperoksidase. Proses ini menghasilkan komplek enzim-subtrat dengan daya oksidasi tinggi dan sangat toksik terhadap bakteri, yaitu asam hipoklorat (HOCl).

Proses oksidasi tanpa mieloperoksidase berdasarkan ikatan H₂O₂ dengan superoksida dan radikal hidroksil namun daya oksidasinya rendah. Proses nonoksidasi berlangsung dengan perantaraan berbagai protein dalam fagosom yaitu flavoprotein, sitokrom-b, laktoferin, lisozim, kaptensin G dan difensin. Pada proses pemusnahan bakteri, pH dalam sel fagosit dapat menjadi alkalis. Hal ini terjadi karena protein yang bermuatan positif dalam pH yang alkalis bersifat sangat toksik dan dapat merusak lapisan lemak dinding bakteri Gram negatif. Selain itu, bakteri juga dapat terbunuh pada saat pH dalam fagosom menjadi asam karena aktivitas lisozim. Melalui proses ini PMN memproduksi antibakteri yang dapat berperan sebagai antibiotika alami (natural antibiotics).

Sistem imun sekretori

Permukaan mukosa usus mempunyai mekanisme pertahanan spesifik antigen dan nonspesifik. Mekanisme nonspesifik terdiri dari peptida antimikrobial yang diproduksi oleh neutrofil, makrofag dan epitel mukosa. Peptida ini akan menyebabkan lisis bakteri melalui disrupsi pada permukaan membran. Imunitas spesifik diperantarai oleh IgA sekretori dan IgM, dengan dominasi IgA1 pada usus bagian awal dan IgA2 pada usus besar. Antibodi IgA mempunyai fungsi proteksi dengan cara melapisi (coating) virus dan bakteri dan mencegah adesi pada sel epitel di membran mukosa. Reseptor Fc dari kelas Ig ini mempunyai afinitas tinggi terhadap neutrofil dan makrofag dalam proses fagositosis. Apabila agen infeksi berhasil melewati barier IgA, maka lini pertahanan berikutnya adalah IgE. Adanya kontak antigen dengan IgE akan menyebabkan pelepasan mediator yang menarik agen respons imun dan menghasilkan reaksi inflamasi akut. Adanya peningkatan permeabilitas vaskular yang disebabkan oleh histamin akan menyebabkan transudasi IgG dan komplemen, sedangkan faktor kemotaktik terhadap neutrofil dan eosinofil akan menarik sel efektor yang diperlukan untuk mengatasi organisme penyebab infeksi yang telah dilapisi oleh IgG spesifik dan C3b. Penyatuan kompleks antibodi-komplemen pada makrofag akan menghasilkan faktor yang memperkuat permeabilitas vaskular dan proses kemotaktik .

Apabila organisme yang diopsonisasi terlalu besar untuk difagosit, maka fagosit dapat mengatasi organisme tersebut melalui mekanisme ekstraseluler, yaitu Antibody-Dependent Cellular Cytotoxicity (ADCC)

G.    Respon imun pada infeksi mikroorganisme intraseluler

Strategi pertahanan bakteri

Bakteri intraseluler terbagi atas dua jenis, yaitu bakteri intraseluler fakultatif dan obligat. Bakteri intraseluler fakultatif adalah bakteri yang mudah difagositosis tetapi tidak dapat dihancurkan oleh sistem fagositosis. Bakteri intraseluler obligat adalah bakteri yang hanya dapat hidup dan berkembang biak di dalam sel hospes. Hal ini dapat terjadi karena bakteri tidak dapat dijangkau oleh antibodi dalam sirkulasi, sehingga mekanisme respons imun terhadap bakteri intraseluler juga berbeda dibandingkan dengan bakteri ekstraseluler. Beberapa jenis bakteri seperti basil tuberkel dan leprosi, dan organisme Listeria dan Brucella menghindari perlawanan sistem imun dengan cara hidup intraseluler dalam makrofag, biasanya fagosit mononuklear, karena sel tersebut mempunyai mobilitas tinggi dalam tubuh. Masuknya bakteri dimulai dengan ambilan fagosit setelah bakteri mengalami opsonisasi. Namun setelah di dalam makrofag, bakteri tersebut melakukan perubahan mekanisme pertahanan.

Bakteri intraseluler memiliki kemampuan mempertahankan diri melalui tiga mekanisme, yaitu 1) hambatan fusi lisosom pada vakuola yang berisi bakteri, 2) lipid mikobakterial seperti lipoarabinomanan menghalangi pembentukan ROI (reactive oxygen intermediate) seperti anion superoksida, radikal hidroksil dan hidrogen peroksida dan terjadinya respiratory burst, 3) menghindari perangkap fagosom dengan menggunakan lisin sehingga tetap hidup bebas dalam sitoplasma makrofag dan terbebas dari proses pemusnahan selanjutnya (Gambar 13-4).

 

Mekanisme pertahanan tubuh

Pertahanan yang diperantarai sel T (Celluar Mediated Immunity, CMI) sangat penting dalam mengatasi organisme intraseluler. Sel T CD4 akan berikatan dengan partikel antigen yang dipresentasikan melalui MHC II pada permukaan makrofag yang terinfeksi bakteri intraseluler. Sel T helper (Th1) ini akan mengeluarkan sitokin IFN γ yang akan mengaktivasi makrofag dan membunuh organisme intraseluler, terutama melalui pembentukan oksigen reaktif intermediat (ROI) dan nitrit oxide (NO). Selanjutnya makrofag tersebut akan mengeluarkan lebih banyak substansi yang berperan dalam reaksi inflamasi kronik. Selain itu juga terjadi  lisis sel yang diperantarai oleh sel T CD8.Beberapa bakteri ada yang resisten sehingga menimbulkan stimulasi antigen yang kronik. Keadaan ini menimbulkan pengumpulan lokal makrofag yang terkativasi yang membentuk granuloma sekeliling mikroorganisme untuk mencegah penyebaran. Hal ini dapat berlanjut pada nekrosis jaringan dan fibrosis yang luas yang menyebabkan gangguan fungsi. Oleh karena itu, kerusakan jaringan terutama disebabkan oleh respons imun terhadap infeksi bakteri intraseluler.

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan

Mekanisme pertahanan tubuh terhadap infeksi bakteri dipengaruhi oleh struktur dan pathogenesis bakteri. Bergantung pada struktur dinding sel, mikroba digolongkan dalam golongan bakteri gram-positif, gram-negatif, mikobakteria dan spiroketa. Lapisan luar bakteri gram negative yang terdiri atas lipid merupakan komponen yang penting karena ia biasanya peka terhadap mekanisme lisis oleh komplemen dan sel-sel sitotoksik tertentu, sedangkan untuk membunuh golongan yang lain umumnya diperlukan pathogenesis. Ada dua sifat patogenitas bakteri yaitu sifat toksik tanpa invasive dan invasive tanpa toksisitas. Namun, sebagian besar bakteri mempunyai sifat gabungan antara keduanya yaitu sifat invasive disertai aktivitas toksin secara local dan produksi enzim-enzim yang merusak jaringan sehingga bakteri dapat menyebar.

Ada beberapa gambaran umum respons imun terhadap mikroba :

1.    Pertahanan terhadap mikroba diperantarai oleh mekanisme efektor imunitas bawaan(non-spesifik) maupun imunitas didapat(spesifik)

2.    Respons imun non spesifik terhadap mikroba memegang peranan penting dalam menentukan respon imun spesifik yang akan berlansung

3.    Dalam upaya melawan mikroba secara efektif, sistem imun mampu memberikan respons spesialistik dan berbeda terhadap berbagai jenis mikroba sehingga eliminasinya memerlukan sistem efektor yang berbeda-beda.

4.    Survival dan patogenitas mikroba sangat dipengaruhi oleh kemampuan mikroba itu  untuk menghindar dari sistem pejamu.

5.    Kerusakan jaringan dan penyakit sebagai konsefekuensi infeksi pada umumnya disebabkan oleh respons pejamu terhadap mikroba serta produknya dan bukan disebabkan oleh mikroba bersangkutan.

DAFTAR PUSTAKA

http://childrenallergyclinic.wordpress.com/2010/10/16/mekanisme-pertahanan-tubuh-   terhadap-bakteri/

Baratawidjaja, Karnen garna dan Iris Rengganis.2009.Imunologi Dasar edisi 8. Jakarta :           Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia.

Kresno, Siti Boedina.2001. Imunologi : Diagnosis dan Prosedur Laboratorium. Jakarta : Fakultas Kedokteran Universitas indonesia

Virus

BAB I

Pendahuluan

Tubuh manusia akan selalu terancam oleh paparan bakteri, virus, parasit, radiasi matahari, dan polusi. Stres emosional atau fisiologis dari kejadian ini adalah tantangan lain untuk mempertahankan tubuh yang sehat. Biasanya manusia dilindungi oleh sistem pertahanan tubuh, sistem kekebalan tubuh, terutama makrofag, dan cukup lengkap kebutuhan gizi untuk menjaga kesehatan. Kelebihan tantangan negatif, bagaimanapun, dapat menekan sistem pertahanan tubuh, sistem kekebalan tubuh, dan mengakibatkan berbagai penyakit fatal.

Penerapan kedokteran klinis saat ini adalah untuk mengobati penyakit saja. Infeksi bakteri dilawan dengan antibiotik, infeksi virus dengan antivirus dan infeksi parasit dengan antiparasit terbatas obat-obatan yang tersedia. Sistem pertahanan tubuh, sistem kekebalan tubuh, depresi disebabkan oleh stres emosional diobati dengan antidepresan atau obat penenang. Kekebalan depresi disebabkan oleh kekurangan gizi jarang diobati sama sekali, bahkan jika diakui, dan kemudian oleh saran untuk mengkonsumsi makanan yang lebih sehat.

Virus menginfeksi dan membelah diri dalam sel pejamu dan mampu mengarahkan mesin sel untuk mensintesis partikel infeksius baru. Luas infeksi dan patologi tergantung dari jumlah virion yang menginfeksi pejamu dan kerusakan fisik dan trauma yang berhubungan dengan proses infeksi.

Virus merupakan organisme obligat yang terdiri atas potongan DNA atau RNA yang diselebungi mantel dari protein atau lipoprotein. Struktur virus dari famili berbeda dibagi dalam dua golongan atas dasar ada atau tidaknya envelop dan RNA/DNA.

Respon imun terhadap protein virus melibatkan sel T dan sel B. antigen virus yang menginduksi antibody dapat menetralkan virus dan sel T sitotoksik yang spesifik merupakan imunitas paling efisien pada imunitas proteksi terhadap virus.

BAB II

Pembahasan

A.   Virus

Virus adalah parasit berukuran mikroskopik yang menginfeksi sel organisme biologis. Virus hanya dapat bereproduksi di dalam material hidup dengan menginvasi dan memanfaatkan sel makhluk hidup karena virus tidak memiliki perlengkapan selular untuk bereproduksi sendiri. Dalam sel inang, virus merupakan parasit obligat dan di luar inangnya menjadi tak berdaya. Biasanya virus mengandung sejumlah kecil asam nukleat (DNA atau RNA, tetapi tidak kombinasi keduanya) yang diselubungi semacam bahan pelindung yang terdiri atas protein, lipid, glikoprotein, atau kombinasi ketiganya. Genom virus menyandi baik protein yang digunakan untuk memuat bahan genetik maupun protein yang dibutuhkan dalam daur hidupnya.(id.wikipedia.org)

Istilah virus biasanya merujuk pada partikel-partikel yang menginfeksi sel-sel eukariota (organisme multisel dan banyak jenis organisme sel tunggal), sementara istilah bakteriofag atau fag digunakan untuk jenis yang menyerang jenis-jenis sel prokariota (bakteri dan organisme lain yang tidak berinti sel).

Virus sering diperdebatkan statusnya sebagai makhluk hidup karena ia tidak dapat menjalankan fungsi biologisnya secara bebas. Karena karakteristik khasnya ini virus selalu terasosiasi dengan penyakit tertentu, baik pada manusia (misalnya virus influenza dan HIV), hewan (misalnya virus flu burung), atau tanaman (misalnya virus mosaik tembakau/TMV).

Virus menginfeksi dan membelah diri dalam sel pejamu dan mampu mengarahkan mesin sel untuk mensintesis partikel infeksius baru. Luas infeksi dan patologi tergantung dari jumlah virion yang menginfeksi pejamu dan kerusakan fisik dan trauma yang berhubungan dengan proses infeksi.

1.    Sejarah Penemuan Virus

Virus mosaik tembakau merupakan virus yang pertama kali divisualisasikan dengan mikroskop elektron.

Penelitian mengenai virus dimulai dengan penelitian mengenai penyakit mosaik yang menghambat pertumbuhan tanaman tembakau dan membuat daun tanaman tersebut memiliki bercak-bercak. Pada tahun 1883, Adolf Mayer, seorang ilmuwan Jerman, menemukan bahwa penyakit tersebut dapat menular ketika tanaman yang ia teliti menjadi sakit setelah disemprot dengan getah tanaman yang sakit. Karena tidak berhasil menemukan mikroba di getah tanaman tersebut, Mayer menyimpulkan bahwa penyakit tersebut disebabkan oleh bakteri yang lebih kecil dari biasanya dan tidak dapat dilihat dengan mikroskop.

Pada tahun 1892, Dimitri Ivanowsky dari Rusia menemukan bahwa getah daun tembakau yang sudah disaring dengan penyaring bakteri masih dapat menimbulkan penyakit mosaik. Ivanowsky lalu menyimpulkan dua kemungkinan, yaitu bahwa bakteri penyebab penyakit tersebut berbentuk sangat kecil sehingga masih dapat melewati saringan, atau bakteri tersebut mengeluarkan toksin yang dapat menembus saringan. Kemungkinan kedua ini dibuang pada tahun 1897 setelah Martinus Beijerinck dari Belanda menemukan bahwa agen infeksi di dalam getah yang sudah disaring tersebut dapat bereproduksi karena kemampuannya menimbulkan penyakit tidak berkurang setelah beberapa kali ditransfer antartanaman.Patogen mosaik tembakau disimpulkan sebagai bukan bakteri, melainkan merupakan contagium vivum fluidum, yaitu sejenis cairan hidup pembawa penyakit.

Setelah itu, pada tahun 1898, Loeffler dan Frosch melaporkan bahwa penyebab penyakit mulut dan kaki sapi dapat melewati filter yang tidak dapat dilewati bakteri. Namun demikian, mereka menyimpulkan bahwa patogennya adalah bakteri yang sangat kecil.

Pendapat Beijerinck baru terbukti pada tahun 1935, setelah Wendell Meredith Stanley dari Amerika Serikat berhasil mengkristalkan partikel penyebab penyakit mosaik yang kini dikenal sebagai virus mosaik tembakau. Virus ini juga merupakan virus yang pertama kali divisualisasikan dengan mikroskop elektron pada tahun 1939 oleh ilmuwan Jerman G.A. Kausche, E. Pfankuch, dan H. Ruska. (id.wikipedia.org)

2.    Struktur Virus

Virus merupakan organisme obligat yang terdiri atas potongan DNA atau RNA yang diselebungi mantel dari protein atau lipoprotein. Struktur virus dari famili berbeda dibagi dalam dua golongan atas dasar ada atau tidaknya envelop dan RNA/DNA.

·         Double stranded

·         Single stranded

Struktur virus terdiri atas kapsid yang melindungi bahan genetik. Bahan genetik dan kapsid disebut nukleokapsel. Peran kapsid adalah melindungi bahan genetik virus rethadap nuklease sel pejamu. Kapsid terdiri atas subunit protein yang dijadikan bentuk sederhana dan khas berbentuk heliks, isometrik atau berbentuk kerucut.

Pada beberapa virus kapsid diselubungi oleh lapisan ganda fosfolipid yang diperoleh dari sel pejamu bila virus membentuk budding. Envelop memberikan proteksi terhadap protease. Envelop berasal dari sitoplasma atau membran nukleus sel pejamu. Bila virus melepaskan diri dari sel pejamu, maka akan terbentuk envelop.

Virus merupakan organisme subselular yang karena ukurannya sangat kecil, hanya dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop elektron. Ukurannya lebih kecil daripada bakteri sehingga virus tidak dapat disaring dengan penyaring bakteri. Virus terkecil berdiameter hanya 20 nm (lebih kecil daripadaribosom), sedangkan virus terbesar sekalipun sukar dilihat dengan mikroskop cahaya.

Asam nukleat genom virus dapat berupa DNA ataupun RNA. Genom virus dapat terdiri dari DNA untai ganda, DNA untai tunggal, RNA untai ganda, atau RNA untai tunggal. Selain itu, asam nukleat genom virus dapat berbentuk linear tunggal atau sirkuler. Jumlah gen virus bervariasi dari empat untuk yang terkecil sampai dengan beberapa ratus untuk yang terbesar.^[4] Bahan genetik kebanyakan virus hewan dan manusia berupa DNA, dan pada virus tumbuhan kebanyakan adalah RNA yang beruntai tunggal.

Bahan genetik virus diselubungi oleh suatu lapisan pelindung. Protein yang menjadi lapisan pelindung tersebut disebut kapsid. Bergantung pada tipe virusnya, kapsid bisa berbentuk bulat (sferik), heliks, polihedral, atau bentuk yang lebih kompleks dan terdiri atas protein yang disandikan oleh genomvirus. Kapsid terbentuk dari banyak subunit protein yang disebut kapsomer.

Bakteriofag terdiri dari kepala polihedral berisi asam nukleat dan ekor untuk menginfeksi inang.

Untuk virus berbentuk heliks, protein kapsid (biasanya disebut protein nukleokapsid) terikat langsung dengan genom virus. Misalnya, pada virus campak, setiap protein nukleokapsid terhubung dengan enam basa RNA membentuk heliks sepanjang sekitar 1,3 mikrometer. Komposisi kompleks protein dan asam nukleat ini disebut nukleokapsid. Pada virus campak, nukleokapsid ini diselubungi oleh lapisan lipid yang didapatkan dari sel inang, dan glikoprotein yang disandikan oleh virus melekat pada selubung lipid tersebut. Bagian-bagian ini berfungsi dalam pengikatan pada dan pemasukan ke sel inang pada awal infeksi.

Virus cacar air memiliki selubung virus.

Kapsid virus sferik menyelubungi genom virus secara keseluruhan dan tidak terlalu berikatan dengan asam nukleat seperti virus heliks. Struktur ini bisa bervariasi dari ukuran 20 nanometer hingga 400 nanometer dan terdiri atas protein virus yang tersusun dalam bentuk simetriikosahedral. Jumlah protein yang dibutuhkan untuk membentuk kapsid virus sferik ditentukan dengan koefisien T, yaitu sekitar 60t protein. Sebagai contoh, virus hepatitis B memiliki angka T=4, butuh 240 protein untuk membentuk kapsid. Seperti virus bentuk heliks, kapsid sebagian jenis virus sferik dapat diselubungi lapisan lipid, namun biasanya protein kapsid sendiri langsung terlibat dalam penginfeksian sel.

Seperti yang telah dijelaskan pada virus campak, beberapa jenis virus memiliki unsur tambahan yang membantunya menginfeksi inang. Virus pada hewan memiliki selubung virus, yaitu membran menyelubungi kapsid. Selubung ini mengandung fosfolipid dan protein dari sel inang, tetapi juga mengandung protein dan glikoprotein yang berasal dari virus. Selain protein selubung dan protein kapsid, virus juga membawa beberapa molekul enzim di dalam kapsidnya. Ada pula beberapa jenis bakteriofag yang memiliki ekor protein yang melekat pada "kepala" kapsid. Serabut-serabut ekor tersebut digunakan oleh fag untuk menempel pada suatu bakteri. Partikel lengkap virus disebut virion. Virion berfungsi sebagai alat transportasi gen, sedangkan komponen selubung dan kapsid bertanggung jawab dalam mekanisme penginfeksian sel inang.

3.    Klasifikasi Virus

Virus dapat diklasifikasi menurut kandungan jenis asam nukleatnya. Pada virus RNA, dapat berunting tunggal (umpamanya pikornavirus yang menyebabkan polio dan influenza) atau berunting ganda (misalnya revirus penyebab diare); demikian pula virus DNA (misalnya berunting tunggal oada fase φ × 174 dan parvorirus berunting ganda pada adenovirus, herpesvirus dan pokvirus). Virus RNA terdiri atas tiga jenis utama: virus RNA berunting positif (+), yang genomnya bertindak sebagai mRNA dalam sel inang dan bertindak sebagai cetakan untuk intermediat RNA unting minus (-); virus RNA berunting negatif (-) yang tidak dapat secara langsung bertindak sebagai mRNA, tetapi sebagai cetakan untuk sintesis mRNA melalui virion transkriptase; dan retrovirus, yang berunting + dan dapat bertindak sebagai mRNA, tetapi pada waktu infeksi segera bertindak sebagai cetakan sintesis DNA berunting ganda (segera berintegrasi ke dalam kromosom inang ) melalui suatu transkriptase balik yang terkandung atau tersandi. Setiap virus imunodefisiensi manusia (HIV) merupakan bagian dari subkelompok lentivirus dari kelompok retrovirus RNA. Virus ini merupakan penyebab AIDS pada manusia, menginfeksi setiap sel yang mengekspresikan tanda permukaan sel CD4, seperti pembentuk T-sel yang matang.(id.wikipedia.org)

4.    Parasitisme Virus

Jika bakteriofag menginfeksikan genomnya ke dalam sel inang, maka virus hewan diselubungi oleh endositosis atau, jika terbungkus membran, menyatu dengan plasmalema inang dan melepaskan inti nukleoproteinnya ke dalam sel. Beberapa virus (misalnya virus polio), mempunyai tempat-tempat reseptor yang khas pada sel inangnya, yang memungkinkannya masuk. Setelah di dalam, biasanya genom tersebut mula-mula ditrskripsi oleh enzim inang tetapi kemudian biasanya enzim yang tersandi oleh virus akan mengambil alih. Sintesis sel inang biasanya berhenti, genom virus bereplikasi dan kapsomer disintesis sebelum menjadi virion dewasa. Virus biasanya mengkode suatu enzim yang diproduksi terakhir, merobek plasma membran inang (tahap lisis) dan melepaskan keturunan infektif; atau dapat pula genom virus terintegrasi ke dalam kromsom inang dan bereplikasi bersamanya (provirus). Banyak genom eukariota mempunyai komponen provirus. Kadang-kadang hal ini mengakibatkan transformasi neoplastik sel melalui sintesis protein biasanya hanya diproduksi selama penggandaan virus. Virus tumor DNA mencakup adenovirus dan papavavirus; virus tumor DNA terbungkus dan mencakup beberapa retrovirus (contohnya virus sarkoma rous).(id.wikipedia.org)

B.   Respon Imun terhadap Virus

1.    Infeksi Virus

Mengganggu sel khusus tanpa merusak. Virus yang tidak menyebabkan kerusakan sel disebut virus non sitopatik (non cytopathic virus). Bila terjadi kerusakan sel, maka hal ini akibat reaksi antigen antibodi. Virus ini dapat menjadi persisten dan akhirnya menjadi kronik, sebagai contoh adalah virus hepatitis B

Virus merusak sel atau mengganggu perkembangan sel kemudian menghilang dari tubuh, dan virus seperti ini disebut virus sitopatik (cytopathic virus), sebagai contoh infeksi virus HIV, infeksi hepatitis virus lain, dan sebagainya. 

Dapat menginfeksi jaringan tanpa menimbulkan respons inflamasi

Dapat berkembang biak dalam sel pejamu tanpa merusak

Imunitas atau kekebalan adalah sistem mekanisme pada organisme yang melindungi tubuh terhadap pengaruh biologis luar dengan mengidentifikasi dan membunuh patogen serta sel tumor. Sistem ini mendeteksi berbagai macam pengaruh biologis luar yang luas, organisme akan melindungi tubuh dari infeksi, bakteri, virus sampai cacing parasit, serta menghancurkan zat-zat asing lain dan memusnahkan mereka dari sel organisme yang sehat dan jaringan agar tetap dapat berfungsi seperti biasa. Deteksi sistem ini sulit karena adaptasi patogen dan memiliki cara baru agar dapat menginfeksi organisme.(id.wikipedia.org)

Untuk selamat dari tantangan ini, beberapa mekanisme telah berevolusi yang menetralisir patogen. Bahkan organisme uniselular seperti bakteri dimusnahkan oleh sistem enzim yang melindungi terhadap infeksi virus. Mekanisme imun lainnya yang berevolusi pada eukariota kuno dan tetap pada keturunan modern, seperti tanaman, ikan, reptil dan serangga. Mekanisme tersebut termasuk peptida antimikrobial yang disebut defensin, fagositosis, dan sistem komplemen. Mekanisme yang lebih berpengalaman berkembang secara relatif baru-baru ini, dengan adanya evolusi vertebrata. Imunitas vertebrata seperti manusia berisi banyak jenis protein, sel, organ tubuh dan jaringan yang berinteraksi pada jaringan yang rumit dan dinamis. Sebagai bagian dari respon imun yang lebih kompleks ini, sistem vertebrata mengadaptasi untuk mengakui patogen khusus secara lebih efektif. Proses adaptasi membuat memori imunologis dan membuat perlindungan yang lebih efektif selama pertemuan di masa depan dengan patogen tersebut. Proses imunitas yang diterima adalah basis dari vaksinasi.

Jika sistem kekebalan melemah, kemampuannya untuk melindungi tubuh juga berkurang, membuat patogen, termasuk virus yang menyebabkan penyakit. Penyakit defisiensi imun muncul ketika sistem imun kurang aktif daripada biasanya, menyebabkan munculnya infeksi. Defisiensi imun merupakan penyebab dari penyakit genetik, seperti severe combined immunodeficiency, atau diproduksi oleh farmaseutikal atau infeksi, seperti sindrom defisiensi imun dapatan (AIDS) yang disebabkan oleh retrovirus HIV. Penyakit autoimun menyebabkan sistem imun yang hiperaktif menyerang jaringan normal seperti jaringan tersebut merupakan benda asing. Penyakit autoimun yang umum termasuk rheumatoid arthritis, diabetes melitus tipe 1 dan lupus erythematosus. Peran penting imunologi tersebut pada kesehatan dan penyakit adalah bagian dari penelitian.

Respon imun terhadap protein virus melibatkan sel T dan sel B. antigen virus yang menginduksi antibodi dapat menetralkan virus dan sel T sitotoksik yang spesifik merupakan imunitas paling efisien pada imunitas proteksi terhadap virus.

Antigen envelop virus dapat dijadikan sasaran antibodi yang dapat mencegah infeksi pejamu atau memacu pembunuhan virus bebas dengan bantuan komplemen. Infeksi sel pejamu oleh virus akan menimbulkan produksi protein dalam sel terinfeksi. Beberapa dari protein virus tersebut diproses dan dipresentasikan ke sel Tc/CTC melalui MCH-I. Apabila produksi protein berlebih, maka akan mengakibatkan matinya sel terinfeksi oleh sel Tc atau sel NK(Karnen Garna Baratawidjaja, 2009)

2.    Mekanisme Pertahanan Tubuh

1)    Imunitas nonspesifik Humoral dan Selular

Prinsip mekanisme imunitas nonspesifik terhadap virus adalah mencegah infeksi.  Efektor yang berperan adalah IFN tipe I dan sel NK dan yang membunuh sel terinfeksi. IFN tipe I mencegah replikasi virus dalam sel terinfeksi dan sel sekitarnya yang menginduksi lingkungan anti-veral. IFN –α dan IFN-β mencegah replikasi virus dalam sel yang terinfeksi

Sel NK membunuh sel yang terinfeksi oleh berbagai jenis virus dan merupakan efektor imunitas penting terhadap infeksi dini virus, sebelum respon imun spesifik bekerja. Sel NK mengenal sel terinfeksi yang tidak mengekspresikan MHC-I. untuk membunuh virus, sel NK tidak memerlukan bantuan molekul MHC-I.

Kerja IFN sebagai antivirus adalah:

1.    Meningkatkan ekspresi  MHC kelas I

2.    Aktivasi sel NK dan makrofag

3.    Menghambat replikasi virus

4.    Menghambat penetrasi ke dalam sel atau budding virus dari sel yang terinfeksi.

Limfosit T dari pejamu yang telah tersensitisasi bersifat sitotoksik langsung pada sel yang teinfeksi virus melalui pengenalan antigen pada permukaan sel target oleh reseptor αβ spesifik di limfosit. Semakin cepat sel T sitotoksik menyerang virus, maka replikasi dan penyebaran virus akan cepat dihambat.

Sel yang terinfeksi mengekspresikan peptida antigen virus pada permukaannya yang terkait dengan MHC kelas I sesaat setelah virus masuk. Pemusnahan cepat sel yang terinfeksi oleh sel T sitotoksik αβ mencegah multiplikasi virus. Sel T sitotoksik γδ menyerang virus (native viral coat protein) langsung pada sel target.

Sel T yang terstimulasi oleh antigen virus akan melepaskan sitokin seperti IFN-γ dan kemokin makrofag atau monosit. Sitokin ini akan menarik fagosit mononuklear dan teraktivasi untuk mengeluarkan TNF. Sitokin TNF bersama IFN-γ akan menyebabkan sel menjadi non-permissive, sehingga tidak terjadi replikasi virus yang masuk melalui transfer intraseluler. Oleh karena itu, lokasi infeksi dikelilingi oleh lingkaran sel yang resisten. Seperti halnya IFN-α, IFN-γ meningkatkan sitotoksisitas sel NK untuk sel yang terinfeksi.

Antibodi dapat menghambat sel T sitotoksik γδ melalui reaksi dengan antigen permukaan pada budding virus yang baru mulai, sehingga dapat terjadi proses ADCC. Antibodi juga berguna dalam mencegah reinfeksi.

2)    Imunitas Spesifik

·         Imunitas spesifik humoral

Antibodi merupakan efektor dalam imunitas spesifik humoral terhadap infeksi virus. Antibodi diproduksi dan hanya efektif terhadap virus dalam fase ekstraseluler. Virus dapat ditemukan ekstraseluler pada awal infeksi sebelum virus masuk kedalam sel atau bila dilepas oleh sel terinfeksi yang dihancurkan(khusus untuk virus sitopatik). Antibodi dapat menetralkan virus, mencegah virus menempel pada sel dan masuk ke dalam sel pejamu.

Antibodi dapat berperan sebagai opsinin yang meningkatkan eliminasi partikel virus oleh fagosit. Aktivasi komplemen juga ikut berperan dalam meningkatkan fagositosis dan menghancurkan virus dengan envelop lipid secara langsung. IgA yang disekresi dimukosa berperan terhadap virus yang masuk tubuh melalui mukosa saluran napas dan cerna. Imunisasi oral terhadap virus polio bekerja untuk menginduksi imunitas mukosa tersebut.

·         Imunitas spesifik selular

Virus yang berhasil masuk ke dalam sel, tidak lagi rentan terhadap efek antibodi. Respon imun terhadap virus intraseluler terutama tergantung dari sel CD 8⁺ atau CTL yang membunuh sel terinfeksi. Fungsi fisiologik utama CTL ialah pemantauan terhadap infeksi virus. Kebanyakan CTL yang spesifik untuk virus mengenal antigen virus yang sudah cerna dalam sitosol, biasanya disentesis endogen yang berhubungan dengan MHC-I dalam setiap sel yang bernukleus.

Patologi yang di induksi virus merupakan efek direk yang menimbulkan kematian sel pejamu dan kerusakan jaringan. Hamper semua virus tampa envelop menimbulkan infeksi akut dan kerusakan. Lisis sel terjadi selama terjadi replikasi dan penyebaran virus ke sel sekitar. Kerusakan patologi merupakan akibat respon imun aktif terhadap antigen virus dan epitopnyapada permukaan sel terinfeksi.

C.   CTL sebagai Efektor

Infeksi virus hepatitis B pada pejamu imunokompromais tidak menimbulkan sakit, namun subyek terinfeksi menjadi karier yang dapat menularkan infeksi ke subyek sehat. Hati penderita dengan hepatitis akut dan kronik aktif mengandung sejumlah besar CTL yang MHC-I dependen dan virus hepatitis spesifik yang dapat diisolasi dari jaringan biopsi dan dibiakkan in vitro.

Infeksi persisten oleh beberapa jenis virus seperti hepatitis B, akan membentuk kompleks imun dalam sirkulasi yang terdiri atas antigen virus dan antibody spesifik. Kompleks tersebut diendapkan di dinding pembuluh darah dan menimbulkan vaskulitis sistemik.

Virus hepatitis B dapat menunjukkan variasi epitop yang berfungsi sebagai antagonis TCR yang mampu menghambat antivirus sel T sitotoksik. Beberapa virus juga dapat mempengaruhi proses olahan dan presentasi antigen. Virus dapat mempengaruhi mekanisme efektor imun karena mempunyai reseptor Fcγ sehingga menghambat fungsi efektor yang diperantarai Fc. Virus dapat menghambat komplemen dalam induksi respons inflamasi sehingga juga menghambat pemusnahan virus. Beberapa virus juga menggunakan reseptor komplemen untuk masuk ke dalam sel dan virus lainnya dapat memanipulasi imunitas seluler, seperti menghambat sel T sitotoksik.

D.   Mekanisme Virus menghindari Respon Imun

Dalam melawan sistem imun, virus secara kontinu mengganti struktur permukaan antigennya melalui mekanisme antigenic drift dan antigenic shift, seperti yang dilakukan oleh jenis virus influenza. Permukaan virus influenza terdiri dari hemaglutinin, yang diperlukan untuk adesi ke sel saat infeksi, dan neuramidase, yang diperlukan untuk menghasilkan bentuk virus baru dari permukaan asam sialik dari sel yang terinfeksi. Hemaglutinin lebih penting dalam hal pembentukan imunitas pelindung. Perubahan minor dari antigen hemagglutinin terjadi melalui titik mutasi di genom virus (drift), namun perubahan mayor terjadi melalui perubahan seluruh material genetik (shift)

Virus dapat menghindarkan diri dari pengawasan sistem imun melalui beberapa mekanisme sebagai berikut:

1.    Virus mengubah antigen (mutasi)

Variasi antigen menjadikan virus dapat menjadi resisten terhadap respon imun yang ditimbulkan oleh infeksi terdahulu.

2.    Beberapa virus menghambat presentasi antigen protein sitosolik yang berhubungan dengan molekul MHC-I. sehingga sel terinfeksi tidak dapat dikenal dan dibunuh oleh sel CTL. Tetapi sel NK masih dapat dapat membunuh sel terinfeksi karena sel NK dapat diaktifkan tampa molekul MHC-I

3.    Beberapa jenis virus memproduksi molekul yang mencegah imunitas nonspesifik dan spesifik.

4.    Virus dapat menginfeksi, membunuh atau mengaktifkan sel imuno kompeten

5.    HIV dapat tetap hidup dengan menginfeksi dan mengeliminasi sel T CD4⁺ yang merupakan sel kunci regulator respon imun terhadap antigen protein.

Molekul antibodi dapat menetralisasi virus melalui berbagai cara. Antibodi dapat menghambat kombinasi virus dengan reseptor pada sel, sehingga mencegah penetrasi dan multiplikasi intraseluler, seperti pada virus influenza. Antibodi juga dapat menghancurkan partikel virus bebas melalui aktivasi jalur klasik komplemen atau produksi agregasi , meningkatkan fagositosis dan kematian intraseluler.

Kadar konsentrasi antibodi yang relatif rendah juga dapat bermanfaat khususnya pada infeksi virus yang mempunyai masa inkubasi lama, dengan melewati aliran darah terlebih dahulu sebelum sampai ke organ target, seperti virus poliomielitis yang masuk melalui saluran cerna, melalui aliran darah menuju ke sel otak. Di dalam darah, virus akan dinetralisasi oleh antibodi spesifik dengan kadar yang rendah, memberikan waktu tubuh untuk membentuk resposn imun sekunder sebelum virus mencapai organ target.

Infeksi virus lain, seperti influenza dan common cold, mempunyai masa inkubasi yang pendek, dan organ target virus sama dengan pintu masuk virus. Waktu yang dibutuhkan respons antibodi primer untuk mencapai puncaknya menjadi terbatas, sehingga diperlukan produksi cepat interferon untuk mengatasi infeksi virus tersebut. Antibodi berfungsi sebagai bantuan tambahan pada fase lambat dalam proses penyembuhan. Namun, kadar antibodi dapat meningkat pada cairan lokal yang terdapat di permukaan yang terinfeksi, seperti mukosa nasal dan paru. Pembentukan antibodi antiviral, khususnya IgA, secara lokal menjadi penting untuk pencegahan infeksi berikutnya. Namun hal ini menjadi tidak bermanfaat apabila terjadi perubahan antigen virus.

Virus menghindari antibodi dengan cara hidup intraseluler. Antibodi lokal atau sistemik dapat menghambat penyebaran virus sitolitik yang dilepaskan dari sel pejamu yang terbunuh, namun antibodi sendiri tidak dapat mengontrol virus yang melakukanbudding dari permukaan sel sebagai partikel infeksius yang dapat menyebarkan virus ke sel terdekat tanpa terpapar oleh antibodi, oleh karena itu diperlukan imunitas seluler.(id.wikipedia.org)

E.   Mutasi Virus dan Tranformasi Sel Pejamu

Mutasi atau susunan baru gen proto-onkogen dapat ditimbulkan karsinogen atau virus. Hal itu mengubah regulasi fungsi normal gen tersebut yang menjadikan onkogen yang poten. Mutasi atau penyusunan ulang genetic protoonkogen oleh karsinogen atau virus, dapat mengubah fungsi normal yang diatur gen tersebut, menkonversinya ke onkogen poten yang menimbulkan kanker.

Beberapa jenis virus yang menunjukkan sifat onkogenik biasanya menunjukkan sifal laten. Sel dari limfoma Burkitt misalnya menunjukkan translokasi khas antara lengan panjang kromosom 8 dan 14 yang menunjukkan bahwa tumor ditimbulkan oleh translokasi onkogen.

F.    Inflamasi pada Infeksi beberapa Jenis Virus

1.    Virus Herpes

Virus herpes meliputi 8 anggota, antara lain varisela zoster yang dapat menimbulkan infeksi laten, kadang menetap selama hidup. Contoh-contoh virus herpes adalah CMV, EBV, HHSV7, dan HHSV8. HHSV8 diduga merupakan virus yang menimbulkan sarcoma Kaposi yang ditemukan pada infeksi HIV fase lanjut.

2.    Virus Influenza

Virus influenza menyerang saluran nafas bagian atas dan saluran utama pada manusia, kuda, burung, babi, dan anjing laut.

a)    Variasi Antigen

3 tipe dasar influenza A, B, dan C yang dapat dibedakan dari nucleoprotein dan matriks proteinnya. Sifat yang membedakan virus influenza adalah variabelitas.

Tipe A: sering berperan pada pandemic, terutama pada manusia

Tipe B: menimbulkan penyakit pada manusia dan tidak pada hewan, dan menimbulkan epidemik.

Tipe C: menimbulkan penyakit ringan pada manusia

b)    Epidemik yang disebabkan virus influenza

Tahun	Subtipe
1934	H0N1
1947	H1N1
1957	H2N2
1968	H3N2
1977	H1N1
1989	H3N2
1995	H1N1 (texas)