Toksikologi

Perbedaan Endotoksin dan Eksotoksin

Bakteri patogen mempunyai kemampuan memproduksi toksin yg berfungsi sebagai alat utk merusak sel inang dan mendapatkan nutrisi yang diperlukan dari sel inangnya. Toksin yang berasal dari bakteri adalah komponen racun terlarut yang diproduksi oleh bakteri, dan menyebabkan pengaruh negatif terhadap sel-sel inang dengan cara mengubah metabolisme normal dari sel inang tersebut. Toksin yang dihasilkan oleh bakteri ini bisa dibedakan atas dua jenis yaitu endotoksin dan enterotoksin. Berikut akan dijelaskan perbedaan antara endotoksin dan eksotoksin.

Endotoksin adalah toksin yang merupakan bagian integral dari dinding sel bakteri Gram negatif. Aktivitas biologis dari endotoksin dihubungkan dengan keberadaan lipopolisakarida (LPS). LPS merupakan komponen penyusun permukaan dari membran terluar (outer membran) bakteri Gram negatif seperti E. coli, Salmonella, Shigella dan Pseudomonas. LPS terletak pada membran terluar. Karena LPS hanya dimiliki oleh bakteri Gram negatif, maka endotoksin dapat dikatakan sebagai toksin yang khas dimiliki oleh bakteri Gram negatifEfek toksik dari LPS disebabkan oleh komponen lipid (lipid A) dari LPS sementara polisakarida O yang hidrofilik berperan sebagai carrier pembawa lipid A. Gejala penyakit karena aktivitas endotoksin (LPS) terjadi jika bakteri mati (misalnya karena aktivitas antimikroba, aktivitas phagosit atau obat antibiotika) dan mengalami lisis sehingga LPS akan dilepas ke lingkungan. Endotoksin akan memberi efek negatif jika terdapat dalam jumlah yang cukup besar (LPS lebih dari 100 μg). Karena bersifat non enzimatis, maka mekanisme reaksinya tidak spesifik. LPS menyerang sistim pertahanan tubuh menyebabkan demam, penurunan kadar besi, peradangan, pembekuan darah, hipotensi dan sebagainya. EKSOTOKSINEksotoksin merupakan komponen protein terlarut yang disekresikan oleh bakteri hidup pada fase pertumbuhan eksponensial. Produksi toksin ini biasanya spesifik pada beberapa species bakteri tertentu (bisa Gram positif maupun Gram negatif) yang menyebabkan terjadinya penyakit terkait dengan toksin tersebut. Sebagai contoh, toksin botulin hanya dihasilkan oleh Clostridium botulinum, Pada beberapa pathogen, toksin merupakan faktor virulence: toksin hanya diproduksi oleh strain yang virulent. Beberapa patogen bisa mensekresikan eksotoksin ke dalam pangan.

Pada kondisi ini, walaupun bakterinya tidak ada, toksin akan menyebabkan keracunan pangan jika masuk ke saluran pencernaan (intoksikasi). Pada beberapa patogen, bakteri hidup masuk ke saluran pencernaan dan memproduksi toksin yang dapat menyebabkan keracunan pangan (toksiko-infeksi).Eksotoksin berukuran lebih besar dari endotoksin, dengan berat molekul sekitar 50 – 1000 kDa. Toksin ini berfungsi seperti enzim dan memiliki sifat-sifat enzim yaitu terdenaturasi oleh panas, asam dan enzim proteolitik. Potensi toksiknya tinggi (konsentrasi 1 μg dapat menyebabkan keracunan). Aktivitas biologis dari eksotoksin berlangsung dengan mekanisme reaksi dan substrat yang spesifik. Substrat (didalam inang) bisa berupa komponen dari sel-sel jaringan, organ atau cairan tubuh. Biasanya, bagian yang dirusak oleh toksin mengindi-kasikan lokasi dari substrat untuk toksin tersebut. Istilah seperti enterotoksin, neuro-toksin, dan hemolysin kadang-kadang digunakan untuk mengindikasikan sisi target dari suatu eksotoksin. Eksotoksin bersifat antigenik. Artinya, secara in vivo, aktivitasnya da-pat dinetralkan oleh antibody yang spesifik untuk eksotoksin tersebut. Beberapa eksotoksin memiliki aktivitas sitotoksik yang sangat spesifik. Misalnya, toksin botulin yang hanya menyerang syaraf. Beberapa eksotoksin yang lain memiliki spektrum aktivitas yang lebih lebar dan menyebabkan kematian (nekrosis) dari beberapa sel dan jaringan (non spesifik) misalnya toksin yang diproduksi oleh staphylococci, streptococci, clostridia, dan sebagainya. Toksin dengan spektrum aktivitas yang lebar ini biasanya merusak membran sel inang dan menyebabkan kematian sel karena terjadinya kebocoran isi sel.Sitotoksin menyebabkan kerusakan secara intraseluler (didalam sitoplasma sel inang).

Perbedaan eksotoksin dan endotoksin

Eksotoksin	Endotoksin
1. Diproduksi oleh sel bakteri hidup, konsentrasinya tinggi dlm media cair	Diproduksi oleh sel bakteri yang telah mati
2. Tersusun atas molekul polipeptida,	Tersusun atas lipopolisakarida kompleks, dimana gugus lemak mrpk penentu tingkat toksisitasnya
3. Relatif tidak stabil pada pemanasan; rusak pd >600C, toksin akan kehilangan daya toksisitasnya	Masih stabil pd 600C selama 2 jam tanpa mengubah daya toksisitasnya
4. Bersifat antigenik; mampu menstimulasi membentukan antibodi. Mampu merangsang pembentukan antitoksin	Tidak bersifat antigenik, tidak mampu menstimulasi pembentukan antitoksin. Hanya mampu membentuk antibodi terhadap gugus polisakaridanya
5. Bisa dibuat toksoid dgn. Penambahan formalin, asam, pemanasan dll.	Tidak dapat dibuat toksoid
6. Mempunyai sifat toksisitas tinggi, fatal pd hewan coba pd dosis yg sangat kecilDosis rendah sdh mampu menimbulkan gejala	Lebih ringan, pd dosis tinggi fatalDiperlukan dosis tinggi untuk dapat menimbulkan gejala
7. Tidak menimbulkan demam pd inang	Menimbulkan demam pd inang

BABESIOSIS DI ANJING

Babesia sp. adalah organisme protozoa yang eritro parasitisis, menyebabkan anemia pada inang. Banyak spesies yang berbeda yang ada dengan berbagai spesifisitas inang. B. canis dan B. gibsoni dua organisme dikenal menginfeksi anjing. Kedua organisme telah Ixodid vektor kutu dan ditemukan di seluruh Asia, Afrika, Eropa, Timur Tengah, dan Amerika Utara, dengan B. canis yang lebih umum. Infeksi oleh B. gibsoni meningkat dalam frekuensi, khususnya di Amerika Utara, meskipun tidak ada spesies kutu tertentu di daerah ini yang telah terbukti menularkan penyakit. Namun, Rhipicephalus sanguineus dan variabilis Dermacentor diyakini sebagai vektor potensial penyakit. Ada juga bukti bahwa beberapa transmisi hewan ke hewan langsung dapat terjadi, seperti ketika anjing terinfeksi dengan lecet lisan gigitan anjing. Kennel pengaturan dengan pengawasan yang tipis dan kontrol berada pada risiko yang lebih tinggi untuk hewan ditempatkan untuk mengembangkan Babesiosis.

Perkembangan teknologi genetika telah memberi kontribusi pada delineasi antara spesies dan subspesies dari organisme Babesia. Tiga subspesies B. canis telah diidentifikasi menggunakan RFLP (polimorfisme panjang fragmen restriksi) analisis PCR (polymerase chain reaction) RNA subunit diperkuat kecil ribosom. Ini subspesies telah bernama Babesia canis canis, B. canis vogeli, dan B. canis rossi (3). Analisis DNA dari dua organisme yang menyebabkan Babesiosis di Amerika Utara dan Asia, setelah diyakini B. gibsoni, telah menunjukkan bahwa dua organisme milik spesies yang berbeda (12).

Babesiosis Canine adalah penyakit protozoa yang ditularkan oleh kutu. Ini adalah dari genus Babesia protozoa, yang meliputi organisme bersel satu yang merupakan parasit dari sel darah merah. Babesiosis Canine terjadi di seluruh dunia, terutama di daerah di mana kutu yang lazim. Hewan peliharaan muda cenderung menjadi terinfeksi paling sering, dan dengan gejala yang lebih buruk.

Penyebab Babesiosis Canine

Babesia adalah genus protozoa yang disebarkan oleh gigitan kutu. Kedua spesies kutu yang dipercaya untuk menyebarkan penyakit ini pada anjing adalah Rhipicephalus sanguineus, atau Tick Dog Brown, dan variabilis Dermacentor, atau Tick Dog Amerika.

Centang gigitan hewan yang terinfeksi dan ingests yang Babesia protozoa dalam makan darah. Ini kemudian melepaskan dari hewan itu dan mencerna makan darah, yang regurgitated ke host berikutnya sebagai antikoagulan. Protozoa kemudian akan melampirkan dan menembus sel-sel darah merah, yang sistem kekebalan tubuh anjing Anda akan menargetkan dan menghancurkan.

Ibu dapat menyebarkan penyakit ini kepada anak-anak anjing yang belum lahir mereka, sehingga perempuan yang terinfeksi tidak boleh dibesarkan. Ada beberapa bukti bahwa Babesiosis dapat menyebar melalui anjing menggigit mamalia lainnya.

Siklus Hidup

 Siklus khas kehidupan Babesia spp. disajikan pada Gambar 3. Setelah lampiran kutu yang terinfeksi, Babesia spp. trophozoites dilepaskan ke dalam darah, menginfeksi eritrosit. Dalam eritrosit, parasit mengalikan dengan pembelahan biner, bentuk aseksual schizogony. Kutu naif melampirkan anjing dan menjadi terinfeksi Babesia spp. ketika mereka menelan makan darah.

Tanda & Gejala Babesiosis Canine

• Pale lidah, gusi, dan hidung karena kekurangan parah sel darah merah
• Lebih besar dari 105,8 Demam ℉
• Kehilangan nafsu makan
• Kelesuan
• Merah atau oranye urin
• Pembesaran kelenjar getah bening

Penyakit ini kadang-kadang dikaitkan dengan lainnya tick-borne penyakit, seperti penyakit Lyme, ehrlichiosis anjing, dan Rocky Mountain spotted fever, antara lain. Hal ini dapat membuat gejala lebih buruk dan menyulitkan diagnosis.

Temuan Klinis

Kasus Babesiosis anjing dapat hadir dengan variasi yang luas dari keparahan gejala klinis, mulai dari, hiperakut krisis kejutan-terkait, untuk hemolitik tanpa gejala suatu, subklinis infeksi (11). Biasanya hadir dengan bentuk akut Babesiosis, yang ditandai dengan temuan  umum seperti demam, lemah, pucat membran mukosa, depresi, limfadenopati, splenomegali, dan malaise umum (2) anjing. Penelitian laboratorium dapat mendokumentasikan anemia, trombositopenia, hipoalbuminemia, dan bilirubinuria (5,2,11). Awalnya, anemia adalah  normositik, normokromik, dan nonregenerative, tetapi kemudian berkembang menjadi anemia, makrositik, hipokromik regeneratif dengan retikulositosis (5,11). Anemia adalah hipokromik karena retikulosit belum terbentuk konsentrasi hemoglobin dewasa mereka.

Diagnosis Babesiosis Canine

Babesiosis telah klasik didiagnosis dengan menunjukkan trophozoites intraerythrocytic pada hapusan darah. Giemsa, Romanowsky, Field, dan noda dimodifikasi Wright cocok untuk tujuan ini. B. canis umumnya muncul sebagai suatu dipasangkan, Piriform sosok berukuran 5 x 2-3 mikrometer (Gambar 1). B. gibsoni biasanya lebih kecil (berukuran 1,9 x 1,2 mikrometer), tunggal, dan meterai berbentuk cincin (Gambar 2). Sampling darah dari tempat tidur kapiler (dari telinga, misalnya) menghasilkan noda lebih daripada diagnostik sampel darah dari vena besar (8). Isolasi eritrosit terinfeksi dengan gradien Percoll dapat digunakan untuk meningkatkan pemulihan dan identifikasi eritrosit parasitoid (4). Tingkat parasitemia sangat rendah dengan B. canis, tapi bisa berkisar dari 2% sampai 6% (atau lebih) dari populasi eritrosit dengan B. gibsoni (7).

Gambar. 1. Preparat, anjing, noda Wright. Besar, piroplasms sedikit tidak teratur Babesia canis hadir dalam eritrosit. Gambar. 2. Preparat, anjing, noda Wright. Inklusi dari Babesia gibsoni lebih kecil, berbentuk cincin, dan lebih banyak daripada B. canis.

Tes diagnostik lainnya menjadi semakin tersedia untuk mendiagnosa Babesiosis. Teknik-teknik ini termasuk FA (antibodi fluorescent) pewarnaan organisme dan diproduksi secara komersial ELISA tes (untuk B. canis saja) (2). Uji serologi dalam diagnosis Babesiosis memiliki keterbatasan. Hasil tes positif tergantung pada respon antibodi oleh tuan rumah, yang bisa memakan waktu hingga sepuluh hari untuk mengembangkan (4). Probing untuk penanda genetik dari produk PCR diamplifikasi dari asam nukleat parasit adalah sensitif dan spesifik untuk diagnosis penyakit, namun teknik ini belum tersedia saat ini untuk pengujian rutin (2).

Patofisiologi

Studi penelitian telah menunjukkan bahwa tahap awal infeksi Babesia sp. menyebabkan hipotensi sistemik. Pergeseran cairan pengganti dari interstisial ke kompartemen intravaskuler bertanggung jawab atas penurunan langsung dalam hematokrit dan peningkatan volume plasma (9,10). Hipotensi sistemik juga nikmat interaksi eritrosit terparasit dengan membran sel endotel, yang memungkinkan local area proliferasi organisme (9). Selain itu, respon fase akut dirangsang dalam host meregulasi ligan pada permukaan sel endotel, sehingga meningkatkan agregasi sel darah merah. Sebuah koagulopati konsumtif, dikaitkan dengan antigen plasma larut (SPA) yang diproduksi oleh Babesia spp., Dipicu di fokus agregasi eritrosit dan proliferasi organisme. Vaksinasi individu naif dengan SPA akan menghambat perkembangan tanda-tanda klinis pada tantangan dengan Babesia spp., Tetapi tidak akan mempengaruhi perkembangan parasitemia (9,10).

Mekanisme utama dari cedera jaringan yang disebabkan oleh Babesia spp. adalah iskemia (kerusakan hipoksia) (6). Eritrosit dipertahankan dan dihancurkan dalam jumlah besar dalam sinusoid lienalis (10). Jumlah tersebut eritrosit parasitoid dapat ditemukan di tempat tidur kapiler lain di seluruh tubuh. Hati yang serius, ginjal, paru, jantung, limpa, dan patologi intrakranial dapat terjadi (5,11).

Pengobatan dan Pencegahan

 Catatan: Pengobatan hewan hanya boleh dilakukan oleh seorang dokter hewan berlisensi. Dokter hewan harus berkonsultasi literatur saat ini dan formularium farmakologis saat sebelum memulai setiap protokol pengobatan.

Agen kemoterapi saat ini digunakan untuk mengobati Babesiosis anjing tidak mampu sepenuhnya menghilangkan penyakit, mereka hanya mampu membatasi angka kematian dan beratnya gejala klinis (2). Dua suntikan diproprionate Imidocarb pada 5,0-6,6 mg / kg diberikan subkutan atau intramuskular pada selang waktu 2 sampai 3 minggu yang terkenal efektif (8). Pengobatan lain yang mungkin adalah suntikan intramuskular tunggal aceturate Dimenazene dengan dosis 5 mg / kg (2). Untuk daftar yang lebih lengkap dari obat antiparasit potensial, lihat tabel 77-3 Infectious Diseases Greene dari Anjing dan Kucing (11). Terapi suportif seperti cairan infus dan transfusi darah harus digunakan bila diperlukan.

Pemilik harus menyadari bahwa hewan yang telah bertahan Babesiosis tetap subklinis terinfeksi. Anjing ini dapat mengalami kekambuhan penyakit di masa depan atau berfungsi sebagai sumber titik untuk penyebaran lebih lanjut penyakit di daerah tertentu (2). Selain itu, anjing yang telah pulih dari Babesiosis tidak boleh digunakan sebagai donor untuk transfusi darah karena penerima dapat mengembangkan penyakit ini.

Saat ini, vaksin yang efektif tidak tersedia secara komersial untuk melindungi anjing terhadap Babesiosis. Vaksin disebutkan sebelumnya terhadap antigen plasma larut dihasilkan oleh organisme Babesia membatasi tanda-tanda klinis penyakit, namun tidak mempengaruhi perkembangan parasitemia. Vaksin ini tidak tersedia di Amerika Serikat (11).

Farmakologi- Prodrug

Prodrug adalah zat farmakologis (obat) yang diberikan dalam bentuk (atau secara signifikan kurang aktif) tidak aktif. Setelah diberikan, prodrug yang dimetabolisme secara in vivo menjadi metabolit aktif, proses yang disebut bioactivation. Alasan di balik penggunaan prodrug yang umumnya untuk penyerapan, distribusi, metabolisme, dan ekskresi (ADME) optimasi. Prodrug biasanya dirancang untuk meningkatkan bioavailabilitas oral, dengan penyerapan yang buruk dari saluran pencernaan biasanya menjadi faktor pembatas.

            Selain itu, penggunaan strategi prodrug meningkatkan selektivitas obat untuk target yang diinginkan. Contoh ini dapat dilihat dalam pengobatan kemoterapi banyak, di mana pengurangan dampak buruk selalu penting. Obat yang digunakan untuk menargetkan sel-sel kanker hipoksia, melalui penggunaan redoks-aktivasi, memanfaatkan jumlah besar hadir enzim reduktase dalam sel hipoksia untuk bioactivate obat ke dalam bentuk sitotoksik nya, pada dasarnya mengaktifkannya. Sebagai prodrug memiliki sitotoksisitas rendah sebelum aktivasi ini, ada kemungkinan jelas lebih rendah dari itu "menyerang" sehat, non-kanker sel yang mengurangi efek samping yang terkait dengan agen kemoterapi.

            Dalam rancangan obat rasional, pengetahuan tentang sifat kimia mungkin untuk meningkatkan penyerapan dan jalur metabolik utama dalam tubuh digunakan untuk memodifikasi struktur entitas kimia baru untuk bioavailabilitas ditingkatkan. Sebaliknya, penciptaan prodrug kadang-kadang tidak disengaja, misalnya dengan penemuan obat kebetulan, dimana obat ini hanya kemudian diidentifikasi sebagai prodrug setelah studi metabolisme obat yang luas.

            Prodrug dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis utama, berdasarkan situs selular mereka dari bioactivation ke dalam bentuk obat akhir aktif, dengan dua tipe :

a.)    Bioactivated intrasel misalnya, analog nukleosida anti-virus, penurun lipid.

b.)    Bioactivated ekstrasel, terutama dalam cairan pencernaan atau sirkulasi sistemik (misalnya, etoposid fosfat, valgansiklovir, fosamprenavir, antibodi, gen atau virus diarahkan prodrugs enzim [ADEP / GDEP / VDEP] untuk kemoterapi atau immunotherapy).

            Kedua jenis dapat dikategorikan lebih lanjut menjadi Subtipe, yaitu :

a.)    Tipe IA

Agen antimikroba dan kemoterapi,misalnya 5-flurouracil

b.)    Tipe IB

Agen enzim metabolisme, terutama dalam sel hati, untuk bioactivate yang prodrugs intrasel terhadap obat aktif

c.)    Tipe IIA

Prodrug yang bioactivated extracelluarly, baik di lingkungan GI cairan dalam sirkulasi sistemik dan / atau kompartemen cairan ekstraselular lainnya

d.)   Tipe IIB

Prodrug yang bioactivated extracelluarly, baik di lingkungan GI cairan dalam dekat jaringan target terapi / sel.

e.)    Tipe IIC

Prodrug yang bioactivated extracelluarly, baik di lingkungan GI cairan mengandalkan umum enzim seperti esterases dan fosfatase atau enzim target diarahkan.

Immunitas Bawaan

PENDAHULUAN

            Tubuh manusia mempunyai kemampuan untuk melawan hampir semua jenis organisme atau toksin yang cenderung merusak jaringan dan organ tubuh. Kemampuan ini disebut imunitas. Sebagian besar imunitas merupakan imunitas didapat yang tidak timbul sampai tubuh pertama kali diserang oleh bakteri yang menyebabkan penyakitnya atau toksin. Seringkali membutuhkan waktu berminggu-minggu atau berbulan-bulan untuk membentuknya. Ada suatu imunitas tambahan yang merupkan akibat dari proses umum dan bukan dari proses yang terarah pada organisme penyebab penyakit spesifik. Imunitas ini disebut imunitas bawaan, yang meliputi :

1.      Fagositosis terhadap bakteri dan perbu lainnya oleh sel darah putih dan sel pada sistem makrofag jaringan.

2.      Pengerusakan oleh asam lambung dan enzim pencernaan terhadap oeganisme yang tertelan kedalam lambung.

3.      Daya tahan kulit terhadap invasi organisme.

4.      Adanya senyawa kimia tertentu dalam darah yang melekat pada organisme asing atau toksin tersebut menghancurkannya. Beberapa senyawa tersebut adalah :

·         Lisozim, suatu polisakarida mukolitik yang menyerang bakteri dan membuatnya terlarut ;

·         Polipeptida dasar, yang bereaksi dengan bekteri gram positif tersebut dan membutnya menjadi tidak aktif ;

·         Kompleks komplemen yang akan dibicarakan kemudian, merupakan suatu sistem yang terdiri dari kurang 20 protein, yang dapat diaktifkan melalui bermacam-macam untuk merusak bakteri;

·         Limfosit pembuluh alami yang dapat mengenali dan menghancurkan sel-sel asing, sel-sel tumor dan bahkan beberapa sel yang terinfeksi.

Imunitas bawaan ini membuat tubuh manusia tahan terhadap penyakit seperti babarapa infeksi virus paralitik pada binatang, kolera pada babi, pea pada lembu, dan distempar- penyakit virus yang banyak menyebabkan kematian pada anjing. Sebaliknya, banyak binatang tingkat rendah ternyata tahan atau bahkan kebal terhadap banyak penyakit yang menyerang manusia, seperti poliomielitis, gondong, kolera pada manusia, campak dan sifilis, yang bersifat sangat merusak atau bahkan mematikan bagi manusia.

Tubuh memiliki system imun untuk melindungi tubuh itu sendiri dari berbagai mikroba pathogen yang membahayakan. Sistim imun teriri dari dua macam yaitu system innate imun atau bawaan dan system imun adaptif. Kedua macam system imun ini memiliki komponen-komponen sendiri-sendiri yang intinya saling bekerjasama untuk memberikan pertahanan bagi tubuh sehingga tidak mudah terserang oleh berbagai penyakit khususnya yang ditimbulkan dari mikroba pathogen. Respon Imun ialah tanggapan terhadap substansi asing yang masuk ke dalam tubuh, mis: mikroorganisme: bakter, virus, parasit dan molekul besar: protein, polisakarisa.

Ada 2 respon aktifitas imun yang saling mempengaruhi, yaitu:

a. Pengenalan (recognition), untuk:

·         mengenal dan mendeterminasi substansi asing secara spesifik

·         menyeleksi molekul yang bersifat imunogenik

·         membedakan komponen sendiri (self) dari substansi asing (nonself).

b. Tanggapan (respon), untuk:

·         Mengerahkan bermacam-macam sel dan molekul sehingga menghasilkan reaksi yang sesuai dan tepat untuk melawan dan menetralkan substansi/organisme yang masuk.

INNATE IMUNE (KEKEBALAN BAWAAN)

Innate immunity atau kekebalan alami adalah pertahanan paling awal pada manusia untuk mengeliminasi mikroba patogen bagi tubuh. Innatte immunity merupakan kekebalan non-spesifik. Artinya semua bentuk mikroba yang masuk akan dieliminasi tanpa memperhatikan jenis dari mikroba itu. Pada imunitas bawaan ini memiliki dua sistem pertahanan, pertahanan tingkat pertama dan pertahanan tingkat kedua. Pada pertahanan tingkat pertama tubuh akan dilindungi dari segala macam mikroba patogen yang menyerang tubuh secara fisik, kimia dan flora normal. Dan pertahanan kedua yang dilakukan oleh tubuh untuk melawan mikroba patogen meliputi fagosit, inflamasi demam dan substansi antimikroba. Yang termasuk sel fagosit adalah makrofag, sel dendrit, neutrofil. Sedangkan Inflamasi merupakan respon tubuh terhadap sel yang rusak, repon ini ditandai dengan adanya kemerahan, nyeri, panas, bengkak. Tujuan inflamasi adalah untuk membatasi invasi oleh mikroba agar tidak menyebar lebih luas lagi, serta memperbaiki jaringan atau sel yang telah rusak oleh mikroba. Dan jenis pertahanan kedua yang terakhir yaitu substansi mikroba.

Substansi mikroba yang dimaksud adalah komplemen. Sistem komplemen merupakan sistem yang penting dalam innate immunity karena fungsinya sebagai opsonisator untuk meningkatkan fagositosis sel fagosit dan kemoatrtaktor untuk menarik sel-sel radang yang menyebabkan inflamasi.

Innate immunity, atau sering disebut imunitas alamiah, merupakan mekanisme pertama yang akan terjadi saat infeksi berlangsung, terjadi secara cepat terhadap infeksi mikrobia, dan terjadi antara jam ke-0 sampai jam ke-12 infeksi. Sistem imun turunan terdiri dari berbagai sel dan mekanisme yang mempertahankan tubuh suatu organisme dari infeksi organisme lain, secara non-spesifik. Ini berarti sel-sel dari sistem imun turunan mengenali dan merespon patogen dalam cara yang umum, namun tidak seperti sistem imun adaptif, sistem imun turunan tidak menyediakan kekebalan yang protektif dan jangka panjang bagi organisme yang memilikinya. Sistem imun turunan menyediakan pertahanan menengah melawan infeksi, dan dapat ditemukan pada semua tumbuhan dan hewan.

Sedangkan menurut Sherwood (2001) sistem imun bawaan atau sistem imun nonspesifik adalah respon pertahanan inheren yang secara nonselektif mempertahankan tubuh dari invasi benda asing atau abnormal dari jenis apapun, walaupun baru pertama kali terpajan. Respon ini membentuk lini pertama pertahanan terhadap berbagai faktor yang mengancam, termasuk agen infeksi, iritan kimiawi, dan cedera jaringan yang menyertai trauma mekanis atau luka bakar termasuk dalam menghadapi serangan berbagai mikroorganisme. Sistem ini disebut nonspesifik karena tidak ditujukan terhadap mikroorganisme tertentu (Baratawidjaya, 2002). Selain itu sistem imun ini memiliki respon yang cepat terhadap serangan agen patogen atau asing, tidak memiliki memori immunologik, dan umumnya memiliki durasi yang singkat (O’Gorman and Albert, 2008).

a.       Fungsi Sistem innate immune

Fungsi utama dari sistem imun turunan vertebrata yaitu:

1.      Mengambil sel imun ke wiayah infeksi dan inflamasi, melalui produksi faktor kimia, termasuk mediator kimia terspesialisasi yang disebut sitokin.

2.      Aktivasi lembah komplemen untuk mengidentifikasi bakteri, mengaktivasi sel dan melakukan pembersihan sel mati atau sisa-sisa antibodi.

3.      Identifikasi dan memindahkan substansi asing yang terdapat pada organ, jaringan, darah dan limpa, oleh sel darah putih yang terspesialisasi.

b.      Macam-macam innate imune (kekebalan bawaan)

Innate immune atau kekebalan bawaan merupakan salah satu macam dari kekebalan bawaan. Kekebalan bawaan merupakan mekanisme pertama pertahanan bagi tubuh. Dan kekebalan bawaan ini di bagi lagi menjadi dua macam pertahanan, pertahanan tingkat pertama dan pertahanan tingkat kedua.

1.      Pertahanan pertama

Sistem pertahanan pertama pada kekebalan bawaan meliputi faktor fisik, kimia dan flora normal tubuh (mikriba normal tubuh). Yang merupakan faktor fisik adalah kulit, kelenjar air mata, kelenjar air lidah (saliva), kelenjar mukus, silia, dan urine. Kulit yang tertutup merupakan pertahanan paling kuat. kulit yang tertutup melindungi dari masuknya mikroba patogen. Air mata berperan dalam melindungi mata dari mikroba patogen karena terdapat lisozim pada air mata yang merupakan enzim yang mampu menghancurkan dinding bakteri. Saliva juga mempunyai enzim lisozim ini untuk menghancurkan bakteri. Mukosa berperan dalam hal mencegah invasi mikroba ke epitel dan jaringan sekitar bahkan sistemik. Bakteri mikroba yang terperangkap dalam mukosa akan dikeluarkan melalui silia dari epitel dalam bentuk batuk (pada saluran pernapasan) atau dengan aliran urine (pada saluran genitourinaria).

Faktor pertahanan pertama selanjutnya adalah faktor kimia. Yang termasuk di dalamnya adalah Sebum, lisozim dan pH. Lisozim telah dijelaskan di atas. Cairan sebum mengandung asam lemak tak jenuh yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri patogen. pH juga berperan dalam imunitas karena kebanyakan mikroba tidak tahan terhadap asam contohnya asam lambung (pH 1.2 - 3.0).

Dan Faktor normal mikrobiota. Sebenarnya pada tubuh manusia terdapat banyak mikroba normal yang membantu fungsi fisiologis manusia. Contoh mikroba normal adalah E. coli pada colon yang berperan dalam pembusukan sisa makanan. Peran mikroba normal (flora normal) dalam imunitas adalah, dalam hal kompetisi nutrisi dengan mikroba patogen. Flora normal akan beerkompetisi dalam perolehan nutrisi dengan bakteri patogen. Flora normal juga mengeluarkan zat metabolit yang dapat menghambat pertumbuhan mikroba patogen.

2.      Pertahanan kedua

Pertahanan kedua ini meliputi fagosit, inflamasi demam dan substansi antimikroba.

a. Fagosit.

Fagosit adalah sel yang mengeliminasi mikroba dengan cara 'memakan' mikroba tersebut secara endositosis, mikroba tersebut terperangkap dalam fagosom, setelah itu fagosom berfusi dengan lisosom membentuk fagolisosom kemudian enzim-enzim dari lisosom akan menghancurkan mikroba tersebut.

Fagosit berarti 'sel yang dapat memakan atau menelan material padat . Sel imun ini menelan pathogen atau partikel secara fagositosis. Untuk menelan partikel atau patogen, fagosit memperluas bagian membran plasma, membungkus membran di sekeliling partikel hingga terbungkus. Sekali berada di dalam sel, patogen yang menginvasi disimpan di dalam endosom yang lalu bersatu dengan lisosom. Lisosom mengandung enzim dan asam yang membunuh dan mencerna partikel atau organisme. Fagosit umumnya berkeliling dalam tubuh untuk mencari patogen, namun mereka juga bereaksi terhadap sinyal molekuler terspesialisasi yang diproduksi oleh sel lain, disebutsitokin. Sitokin adalah polipeptida yang memiliki fungsi penting dalam regulasi semua fungsi sistem imun. Sitokin berperan dalam menentukan respon imun alamiah dengan cara mengatur atau mengontrol perkembangan, differensiasi, aktifasi, lalulintas sel imun, dan lokasi sel imun dalam organ limfoid. Sitokin merupakan suatu kelompok“messenger intrasel” yang berperan dalam proses inflamasi melalui aktifasi sel imun inang. Sitokin Juga memainkan peran penting dalam atraksi leukosit dengan menginduksi produksi kemokin, yang kita kenal sebagai mediator poten untuk inflamasi sel. Sitokin dan kemokin menghasilkan hubungan kompleks yang dapat mengaktifkan atau menekan respon inflamasi (O’Gorman and Albert, 2008). Beberapa sel fagosit bisa menjadi sel penyaji antigen (Antigen Presenting Cell / APC).

Yang termasuk sel fagosit adalah makrofag, sell dendrit, neutrofil.

·         Makrofaga

Makrofaga berasal dari bahasa Yunani yang berarti “pemakan sel yang besar”. Makrofaga adalah leukosit fagositik yang besar, yang mampu bergerak hingga keluar system vaskuler dengan menyebrang membran sel dari pembuluh kapiler dan memasuki area antara sel yang sedang diincar oleh patogen. Di jaringan, makrofaga organ-spesifik terdiferensiasi dari sel fagositik yang ada di darah yang disebut monosit. Makrofaga adalah fagosit yang paling efisien, dan bisa mencerna sejumlah besar bakteri atau sel lainnya. Pengikatan molekul bakteri ke reseptor permukaan makrofaga memicu proses penelanan dan penghancuran bakteri melalui "serangan respiratori", menyebabkan pelepasan bahan oksigen reaktif. Patogen juga menstimulasi makrofaga untuk menghasilkan kemokin, yang memanggil sel fagosit lain di sekitar wilayah terinfeksi.

·         Neutrofil.

Neutrofil bersama dengan dua tipe sel lainnya: eosinofil dan basofil dikenal dengan nama granulosit karena keberadaan granula di sitoplasma mereka, atau disebut juga denganpolymorphonuclear karena bentuk inti sel mereka yang aneh. Granula neutrofil mengandung berbagai macam substansi beracun yang mampu membunuh atau menghalangi pertumbuhan bakteri dan jamur. Mirip dengan makrofag, neutrofil menyerang patogen dengan serangan respiratori.

Zat utama yang dihasilkan neutrofil untuk melakukan serangan respiratori adalah bahan pengoksidasi kuat, termasuk hidrogen oksida, oksigen radikal bebas, dan hipoklorit.

 Neutrofil adalah tipe fagosit yang berjumlah cukup banyak, umumnya mencapai 50-60% total leukosit yang bersirkulasi, dan biasanya menjadi sel yang pertama hadir ketika terjadi infeksi di suatu tempat. Sumsum tulang normal dewasa memproduksi setidaknya 100 miliar neutrofil sehari, dan meningkat menjadi sepuluh kali lipatnya juga terjadi inflamasi akut.

·         Sel dendritik

Sel dendritik adalah sel fagositik yang terdapat pada jaringan yang terhubung dengan lingkungan eksternal, utamanya adalah kulit (umum disebut sel Langerhans) dan lapisan mukosa dalam dari hidung, paru-paru, [lambung], dan usus. Mereka dinamai sel dendritik karena dendrit neuronal mereka, namun mereka tidak berhubungan dengan sistem syaraf. Sel dendritik sangat penting dalam proses kehadiran antigen dan bekerja sebagai perantara antara sistem imun turunan dan sistem imun adaptif.

Fagositosis dari sel dari organisme yang memilikinya umumnya merupakan bagian dari pembentukan dan perawatan jaringan biasa. Ketika sel dari organisme tersebut mati, melalui proses apoptosis ataupun oleh kerusakan akibat infeksi virus atau bakteri, sel fagositik bertanggung jawab untuk memindahkan mereka dari lokasi kejadian. Dengan membantu memindahkan sel mati dan mendorong terbentuknya sel baru yang sehat, fagositosis adalah bagian penting dari proses penyembuhan jaringan yang terluka.

b. Inflamasi.

Inflamasi merupakan respon tubuhterhadap sel yang rusak, repon ini ditandai dengan adanya kemerahan, nyeri, panas, bengkak. Tujuan inflamasi adalah untuk membatasi invasi oleh mikroba agar tidak menyebar lebih luas lagi, serta memperbaiki jaringan atau sel yang telah rusak oleh mikroba. Vasodilatasi (pelebaran pembuluh darah) dan permeabilitas vaskular terjadi pada setiap inflamsi akut. Adanya vasodilatasi menyebabkan kemerahan pada daerah yang terjadi inflamasi, sedangkan permebilitas vaskuler menyebabkan keluarnya cairan yang plasma sehingga menyebabkan edema (bengkak). Vasodilatasi dan permebilitas vaskuler disebabkan oleh mediator-mediator kimia yaitu prostaglandin, bradikinin, histamin dan Interluikin.

c.       Substansi antimikroba.

Substansi mikroba yang dimaksud adalah komplemen. Sistem komplemen merupakan sistem yang penting dalam innate immunity karena fungsinya sebagai opsonisator untuk meningkatkan fagositosis sel fagosit dan kemoatrtaktor untuk menarik sel-sel radang yang menyebabkan inflamasi. Komplemen juga bisa melisiskan bakteri secara langsung dengan membentuk sebuah 'hole' sehingga isi bakteri akan keluar (lisis). Komplemen yang ada di darah harus diaktifkan sebelum dapat berperan dalam innate immunity. Ada 3 jalur pengaktifan komplemen yaitu jalur klasik, jalur lektin dan jalur alternatif. Pengaktifan komplemen jalur klasik membutuhkan intervensi antibodi dalam pengaktifannya, sedangkan jalur lektin dan jalur alternatif tidak membutuhkan antibadi untuk pengektifannya. Perbedaan antara Jalur lektin dan jalur alternatif adalah dalam hal stimulator aktifnya jalur ini. Pada jalur lektin, stimulatornya adalah MBL (Manose Binding lectin) suatu zat yang ada pada didnding mikroba/bakteri. Sistem komplemen, semua jalur pengaktifannya akan menghasilkan produk pecahan molekul kecil dan pecahan molekul besar. Produk molekul kecil ini akan beredar ke darah dan produk yang besar akan berikatan pada reseptornya. Jalur-jalur ini memecah C3 menjadi C3a (pecahan kecil) dan c3b (pecahan besar). C3a (suatu anafilaktor) akan beredar ke darah. C3b mampu mengopsonisasi bakteri agar dapat dengan mudah difagosit oleh makrofag. Jika semua molekul komplemen C3b, C5b C6, C7, C8 dan C9 berikatan dengan sempurna, maka akan dapat melisiskan bakteri.

Komponen lain yang berperan sebagai innate immunity :

·         Sel mast

Sel mast adalah tipe sel imun turunan yang berdiam di antara jaringan dan di membran mucus, dan sel mast sangat berhubungan dengan bertahan melawan patogen, menyembuhkan luka, dan juga berkaitan dengan alergi dananafilaksis. Ketika diaktivasi, sel mast secara cepat melepaskan granula terkarakterisasi, kaya histamin dan heparin, bersama dengan berbagai mediator hormonal, dan kemokin, atau kemotaktik sitokin ke lingkungan. Histamin memperbesarpembuluh darah, menyebabkan munculnya gejala inflamasi, dan mengambil neutrofil dan makrofaga.

·         Basofil dan Eosinofil

 

Basofil dan eosinofil adalah sel yang berkaitan dengan neutrofil. Ketika diaktivasi oleh serangan patogen, basofil melepaskan histamine yang penting untuk pertahanan melawan parasit, dan memainkan peran dalam reaksi alergi (seperti asma). Setelah diaktivasi, eosinofil melepaskan protein yang sangatberacun dan radikal bebas yang sangat efektif dalam membunuhbakteri dan parasit, namun juga bertanggung jawab dalam kerusakan jaringan selama reaksi alergi berlangsung. Aktivasi dan pelepasan racun oleh eosinofil diatur dengan ketat untuk mencegah penghancuran jaringan yang tidak diperlukan.

·         Sel pembunuh alami

 

Sel pembunuh alami adalah komponen dari sistem imun turunan. Sel pembunuh alami menyerang sel yang terinfeksi olehmikroba, namun tidak menyerang mikroba tersebut. Sel pembunuh menyerang dan menghancurkan sel tumor, sel yang terinfeksi virus, dan sebagainya dengan proses yang disebut dengan “missing-self”. Istilah ini muncul karena rendahnya jumlah penanda (marker) permukaan sel yang disebut MHC I (major histocompatibility complex), suatu keadaan yang muncul ketika terjadi infeksi. Mereka dinamai sel pembunuh alami karena mereka bergerak tanpa membutuhkan aktivasi.

KESIMPULAN

1.      Kekebalan bawaan atau innate imunity merupakan suatu mekanisme pertahanan tubuh yang paling pertama sehingga tubuh tidak terkena atau terlindungi dari berbagai mikroba pathogen. Tetapi sistem pertahanan ini belum bisa mengenali mikroba patogen secara spesifik atau masih bersifat umum untuk semua jenis mikroba.

2.      Kekebalan bawaan di bagi menjadi dua langkah pertama pertahanan pertama meliputi secara fisik, kimia dan flora normal yang ada di dalam tubuh. Pertahanan kedua meliputi fagosit, inflamasi demam dan substansi antimikroba.

3.      Komponen lain yang berperan sebagai kekebalan bawaan adalah sel mast, Basofil dan Eosinofil serta sel pembunuh alamiah.