BAB I

PENDAHULUAN

Fungsi fisiologis sistem imun adalah pertahanan terhadap infeksi mikroba.

Walaupun demikian subtansi asing non infeksius pun dapat membangkitkan respons imun.

Disamping itu mekanisme yang dalam keadaan normal melindungi seseorang dari infeksi

dan menyingkirkan substansi asing, dalam keadaan tertentu juga dapat mengakibatkan

kerusakan jaringan dan menyebabkan penyakit. Untuk melaksanakan fungsi ini sistem

imun dilengkapi dengan kemampuan untuk memberikan respons nonspesifik, misalnya

fagositosis, mapuun kemampuan untuk memberikan respons imun spesifik yang dilakukan

oleh sel-sel dan jaringan limfoid yang terdapat dalam sistem limforetikular. 1

Sistem imun harus mampu memberikan respons terhadap sejumlah besar antigen

asing yang masuk ke dalam tubuh walalupun hanya sedikit jumlah limfosit yang mengenali

dan memberikan respons terhadap setiap antigen secara spesifik. Limfosit ini tidak saja

harus mampu mengetahui lokasi masuknya antigen tetapi juga harus mampu mengaktifkan

mekanisme efektor yang diperlukan untuk menyingkirkan antigen bersangkutan.1

Selain sistem limforetikular, masih ada unsur-unsur lain yang peranannya dalam

mekanisme respons imun tidak sedikit yaitu antigen atau imunogen yang menyulut

1

timbulnya respons imun serta faktor-faktor humoral lain diluar antibodi yang berfungsi

menunjang mekanisme tersebut. 1,2

2

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Definisi Antigen dan Imunogen

Imunogenisitas suatu substansi menunjukkan kemampuan substansi bersangkutan

untuk merangsang respons imun, baik respons selular maupun respons humoral atau

keduanya, apabila substansi itu dimasukkan ke dalam tubuh. Substansi yang mempunyai

sifat demikian disebut imunogen. Istilah antigen dahulu diartikan sebagai molekul yang

dapat merangsang pembentukan antibodi, tetapi sekarang istilah antigen digunakan ntuk

menyebut substansi yang mampu berekasi dengan antibodi yang diproduksi oleh sel B atas

rangsangan imunogen, tanpa mempertimbangkan apakah antigen itu sendiri bersifat

imunogenik. Ini berarti bahwa semua imunogen adalah antigen, tetapi tidak semua antigen

merupakan imunogen. 1

Kita ketahui bahwa hampir semua molekul biologik , termasuk karbohidrat, lipid,

hormon, protein dan asam nukleat dapat bertindak sebagai antigen, tetapi hanya

makromolekul yang bersifat imunogenik dan mampu merangsang aktivasi limfosit yang

diperlukan untuk mengawali respons imun. Hal ini disebabkan karena aktivasi sel B

memerlukan cross-linking dari beberapa reseptor antigen sekaligus atau memerlukan

antigen protein agar supaya dapat membangkitkan bantuan sel T-helper. Telah diketahui

3

bahwa salah satu ciri terpenting dari imunogen adalah kemampuannya untuk menginduksi

respon imun dengan bantuan sel T. Imunogen yang paling poten umumnya merupakan

makromolekul protein, polisakarida, polipeptida atau dapat juga berupa polimer sintetik

misalnya polivinilpirolidon (PVP).1

Substansi dengan berat molekul rendah, seperti berbagai jenis obat dan antibiotik,

umumnya tidak imunogenik, tetapi bila di ikat pada protein yang yang imunogenik (carier

protein) ia akan membentuk suatu kompleks yang dapat merangsang sistem imun untuk

memproduksi antibodi terhadap molekul tersebut. Substansi tersebut yang disebut hapten,

dapat bereaksi dengan antibodi yang diproduksi tetapi ia sendiri tidak imunogenik. Contoh

hapten ialah berbagai golongan antibiotik dan obat lainnya dengan berat molekul kecil.

Hapten biasanya dikenal oleh sel B, sedangkan molekul pembawa oleh sel T. Molekul

pembawa sering digabung dengan hapten dalam usaha memberpaiki imunisasi. Hapten

membentuk epitope pada molekul pembawa yang dikenal sistem imun dan merangsang

pembentukan antibodi. 1,2

Epitop atau determinan antigen adalah bagian dari antigen yang dapat membuat

kontak fisik dengan reseptor antibodi, menginduksi pembentukan antibodi, dapat diikat

dengan spesifik oleh bagian dari antibodi atau oleh reseptor antibodi. Makromolekul dapat

memiliki berbagai epitop yang masing-masing merangsang produksi antibodi spesifik yang

berbeda. Paratop ialah bagaian dari antibodi yang mengikat epitop. Respons imun dapat

4

terjadi terhadap semua golongan bahan kimia seperti hidrat arang, protein dan asam

nukleat.

Antigen poten alamiah terbanyak adalah protein besar dengan berat molekul lebih

dari 40.000 dalton dan kompleks polisakarida mikrobial. Glikolipid dan lipoprotein dapat

juga bersifat imunogenik, tetapi tidak demikian halnya dengan lipid yang dimurnikan.

Asam nukleat dapat bertindak sebagai imunogen dalam penyakit autoimun tertentu, tetapi

tidak dalam keadaan normal.

Superantigen adalah molekul yang sangat poten terhadap mitogen sel T. Mungkin

lebih baik bila disebut supermitogen, oleh karena dapat memacu mitosis sel CD4+ tanpa

bantuan APC. Superantigen berikatan dengan berbagai region dari rantai β reseptor sel T.

Ikatan tersebut merupakan sinyal poten untuk mitosis, dapat mengaktifkan sejumlah besar

populasi sel T. Sampai 20 % dari semua sel T dalam darah dapat diaktifkan oleh suatu

molekul superantigen. Contoh superantigen adalah enterotoksin dan toksin yang

menimbulkan sindrom syok toksin yang diproduksi Staphylococcus aureus. Molekul

tersebut dapat memacu pelepasan sejumlah besar sitokin seperti IL-1 dan TNF dari sel T

yang berperan dalam patologi jarigan lokal pada syok anafilaktik oleh Staphylococcus

aureus.

5

Sifat imunogenisitas suatu antigen ditentukan oleh derajat keasingan (benda asing

atau sel tubuh), berat molekul yang besar (³ 100.000 dalton), dosis dan rute pajanan

antigen, struktur kimia dan heterogenesitas suatu antigen (makromolekul & polimer).

II.2 Pembagian Antigen

Secara umum antigen digolongkan dalam antigen eksogen yaitu antigen yang

berasal dari luar tubuh seseorang, misalnya berbagai jenis bakteri, virus, obat, dan antigen

endogen yang terdapat di dalam tubuh. Kedalam golongan antigen endogen termasuk

antigen xenogeneic atau heterolog yang terdapat dalam spesies yang berlainan, antigen

autolog atau idiotipik yang merupakan komponen tubuh sendiri, dan antigen allogeneic

atau homolog yang membedakan satu indicidu dari individu yang lain dalam spesies yang

sama. Contoh determinan antigen homolog adalah antigen yang terdapat pada eritrosit,

leukosit, trombosit, protein serum dan major histocompatibility complex (MHC).1

II.2.1 Pembagian Antigen Menurut Epitope :

a. Unideterminan, univalen

Hanya satu jenis determinan/epitope pada satu molekul.

b. Unidetermianna, multivalen

Hanya satu jenis derterminan tetapi dua atau lebih determinan tersebut ditemukan

pada satu molekul.

6

c. Multidetermian, univalen

Banyak epitope yang bermacam-macam tetapi hanya satu dari setiap macamnya

(kebanyakan protein).

d. Multideterminan, multivalen

Banyak macam determinan dan banyak dari setiap macam pada satu molekul

(antigen dengan berat molekul yang tinggi dan kompleks secara kimiawi).2

Gambar. Pembagian antigen berdasarkan epitope2

II.2.2. Pembagian Antigen Menurut Spesifisitas

a. Heteroantigen, yang dimiliki oleh banyak spesies.

b. Xenoantigen, yang hanya dimiliki spesies tertentu.

7

c. Aloantigen (isoantigen), yang spesifik untuk individu dalam satu spesies.

d. Antigen organ spesifik, yang hanya dimiliki organ tertentu.

e. Autoantigen, yang dimiliki alat tubuh sendiri.2

II.2.3.  Pembagian antigen menurut ketergantugan terhadap sel T

a. T dependen, yang memerlukan pengenalan oleh sel T terlebih dahulu untuk dapat

menimbulkan respons  antibodi. Kebanyakan antigen protein termasuk dalam

golongan ini.

b. T independen, yang dapat merangsang sel B tanpa bantuan sel T untuk membentuk

antibodi. Kebanyakan antigen golongan ini berupa molekul besar polimerik yang

dipecah di dalam tubuh secara perlahan-lahan, misalnya lipopolisakarida, ficoll,

dekstran, levan dan flagelin polimerik bakteri.

II.2.4. Pembagian Antigen Menurut Sifat Kimiawi

a. Karbohidrat (polisakarida)

Hidrat arang pada umumnya imunogenik. Glikoprotein yang merupakan bagian

permukaan sel banyak mikroorganisme dapat menimbulkan respons imun terutama

pembentukan antibodi. Contoh lain adalah respons imun yang ditimbulkan golongna

darah ABO, sifat antigen dan spesifitas imunnya berasal dari polisakarida pada

permukaan sel darah merah.

8

b. Lipid

Lipid biasanya tidak imunogenik, tetapi menjadi imunogenik bila diikat portein

molekul pembawa. Lipid dianggap sebagai hapten, contohnya adalah sfingolipid.

c. Asam nukleat

Asam nukleat tidak imunogenik, tetapi dapat menjadi imunogenik bila diikat protein

molekul pembawa. DNA dalam bentuk heliksnya biasanya tidak imunogenik.

Respons imun terhadap DNA terjadi pada penderita dengan lupus eritrematosus

sistemik (LES).

d. Protein

Kebanyakan protein adalah imunogenik dan pada umumnya multideterminan dan

univalen.2

II.3 Interaksi Antara Antigen – Antibodi

Antigen adalah bahan yang dapat diikat secara spesifik oleh molekul antibodi atau

molekul reseptor pada sel T. Antibodi dapat mengenal hampir setiap molekul biologik

sebagai antigen seperti hasil metabolik hidrat arang, lipid, hormon, makromolekul seperti

kompleks hidrat arang, fosfolipid, asam nukleat dan protein.

9

Pengenalan antigen oleh antibodi melibatkan ikatan nonkovalen dan reversibel.

Berbagai jenis interaksi nonkovalen dapat berperan pada ikatan antigen seperti faktor

elektrostatik, ikatan hidrogen, interaksi hidrofobik dan lainnya. Kekuatan ikatan antara satu

antibodi dan epitope disebut afinitas antibodi. Kekuatan ikatan antibodi dengan epitope

antigen keseluruhan disebut aviditas.

Antibodi merupakan komponen imunitas didapat yang melindungi tubuh terhadap

infeksi mikroorganisme dan produknya yang toksik. Oleh karena itu interaksi antara

antigen dan antibodi sangat penting dan banyak digunakan in vitro untuk tujuan diagnostik

(serologi).

Interaksi antara antigen dan antibodi dapat menimbulkan berbagai akibat antara lain

presipitasi (bila antigen merupakan bahan larut dalam cairan garam fisiologik), aglutinasi

(bila antigen merupakan bahan tidak larut/partikel-partikel kecil), netralisasi (toksin) dan

aktivasi komplemen. Kebanyakan reaksi tersebut terjadi oleh adanya interaksi antara

antigen multivalent dan antibodi yang sedikitnya memiliki 2 tempat ikatan per molekul.2

II.4. Pengenalan Antigen oleh Reseptor sel B dan sel T

Untuk mengenali dan melawan patogen limfosit sebagai sistem imun adaptif

berperan dalam mengenali berbagai antigen yang berbeda seperti bakteri, virus dan

organisme patogen lainnya. Molekul sel B yang berperan dalam mengenali antigen yaitu

10

immunoglobulin (Ig). Protein ini diproduksi oleh sel B, dan immunoglobulin yang

dihasilkan spesifik terhadap antigen tertentu. Lapisan membran immunoglobulin sel B

yang berikatan dengan antigen disebut sel B reseptor (BCR/ B cell receptor). Antibodi yang

disekresi, akan berikatan dengan patogen atau produk toksis ekstraseluler.

Molekul antibodi (B-Cell Receptor) terdiri dari dua bagian yang terpisah, satu

bagian berfungsi untuk berikatan dengan molekul antigen/patogen yang akan mencetuskan

respon imun (spesifk mengenali dan berikatan dengan antigen/patogen), bagian lainnya

berfungsi untuk berikatan dengan sel atau molekul lainnya yang akan merusak pathogen

yang berikatan dengan antibodi (berikatan dengan mekanisme efektor lainnya).

Bagian ikatan antigen-antibodi memiliki variasi yang berbeda sesuai dengan

immunoglobulin/molekul antibodi yang dihasilkan, dan dikenal dengan nama Regio V /

Regio variasi. Variabilitas molekul antibodi mengakibatkan bagian ini dapat berikatan

dengan antigen yang berbeda dan spesifik. Ikatan antara antigen dan Regio V, sel B akan

segera menerima signal dan mencetuskan produksi antibodi spesifik. Bagian molekul

antibodi lainnya berikatan dengan fungsi efektor sistem imun, region ini tidak memiliki

variasi molekul dikenal dengan regio konstan / Regio C.

Pengenalan antigen oleh sel T berupa ikatan dengan membran protein sel T dan

akan mengakibatkan aktivasi sel T. Reseptor membran protein pada sel T ini disebut T cell

receptors (TCRs). T-cell receptors (TCRs) memiliki dua jenis struktur protein, terdapat

regio V dan regio C, yang memiliki mekanisme berbeda. T cell receptor berbeda dengan B

11

cell receptor, T cell receptor tidak mengenali dan berikatan langsung dengan antigen,

tetapi mengenali fragmen peptida kecil / antigen protein patogen, yang berikatan dengan

molekul MHC pada permukaan sel lainnya.

Gambar. T- cell receptor dan Fab Fragment4

12

Reseptor antigen pada sel T, terdiri dari dua rantai protein yaitu, T-cell receptor α

dan T cell receptor β, dan bergabung dengan fragmen tunggal imunoglobulin (Fab). T cell

receptors selalu berikatan dengan membran. T cell reseptor mengenali fragmen peptida

kecil / antigen protein patogen, yang berikatan dengan molekul MHC. Molekul MHC

merupakan molekul glikoprotein polimorfik yang di kode pada gen MHC (major

histocompatibility complex). Setiap molekul MHC berikatan dengan berbagai jenis peptida

yang berbeda. Peptida antigen berikatan dengan permukaan molekul MHC. Terdapat dua

kelas molekul MHC, dan berikatan dengan molekul sel CD8 dan CD4. CD8 berikatan

dengan MHC kelas I, sehingga kompleks peptida dapat dikenali oleh TCR. CD4 berikatan

dengan MHC kelas II , dan akan dikenali oleh TCR.TCR berinteraksi secara langsung

dengan peptida antigen dan molekul polimorfik MHC.3,4

Gambar. Struktur T-cell receptor4

13

BAB III

KESIMPULAN

Sistem imun harus mampu memberikan respons terhadap sejumlah besar antigen

asing yang masuk ke dalam tubuh walalupun hanya sedikit jumlah limfosit yang mengenali

dan memberikan respons terhadap setiap antigen secara spesifik. Antigen dahulu diartikan

sebagai molekul yang dapat merangsang pembentukan antibodi, tetapi sekarang istilah

antigen digunakan ntuk menyebut substansi yang mampu berekasi dengan antibodi yang

diproduksi oelh sel B atas rangsangan imunogen, tanpa mempertimbangkan apakah antigen

itu sendiri bersifat imunogenik. Ini berarti bahwa semua imunogen adalah antigen, tetapi

tidak semua antigen merupakan imunogen

Untuk mengenali dan melawan patogen limfosit sebagai sistem imun adaptif

berperan dalam mengenali berbagai antigen yang berbeda seperti bakteri, virus dan

organisme patogen lainnya. Molekul sel B yang berperan dalam mengenali antigen yaitu

imunoglobulin (Ig). Lapisan membran imunoglobulin sel B yang berikatan dengan antigen

disebut sel B reseptor (BCR/ B cell receptor).

14

Pengenalan antigen oleh sel T berupa ikatan dengan membran protein sel T dan

akan mengakibatkan aktivasi sel T. Reseptor membran protein pada sel T ini disebut T cell

receptors (TCRs).. T cell receptor berbeda dengan B cell receptor, T cell receptor tidak

mengenali dan berikatan langsung dengan antigen, tetapi mengenali fragmen peptida

kecil / antigen protein patogen, yang berikatan dengan molekul MHC pada permukaan sel

lainnya. 1,2,4

15

DAFTAR PUSTAKA

1. Abbas AK, Lichtman AH, Pillai S. 2007. Antibodies and antigens in Cellular

molecular immunology 6th ed. Philadelphia, WB Saunders; 75-96.

2. Baratawidjaya GK. 2006. Antigen. Imunologi Dasar Edisi ke-7. Jakarta : Balai

Penerbit Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia.

3. Murphy K, Travers P, Walport M. 2008.Antigen Recognition by B-cell and T-cell

Receptors. Immunobiology 7th ed. Newyork : Garland Science.

4. Janeway CA, Travers P, Walport M, et al. 2001. Immunobiology: The Immune

System in Health and Disease 5th edition. New York: Garland Science.

16