Buku Bahasa Indonesia Guyton And Hall Textbook of Medical Physiology 30-37
BAB 34 
Resistensi Tubuh terhadap Infeksi: I. Leukosit, Granulosit, Sistem Monosit-Makrofag, dan Inflamasi
Tubuh kita terus-menerus terpapar bakteri, virus, jamur, dan parasit, yang semuanya secara normal terdapat dalam berbagai derajat pada kulit, mulut, saluran pernapasan, traktus intestinalis, membran pelapis mata, bahkan saluran kemih. Banyak dari agen infeksius ini mampu menyebabkan gangguan fungsi fisiologis yang serius atau bahkan kematian apabila menginvasi jaringan yang lebih dalam. Kita juga secara berkala terpapar bakteri dan virus yang sangat infeksius selain yang secara normal sudah ada, dan agen-agen ini dapat menyebabkan penyakit akut yang mematikan seperti pneumonia, infeksi streptokokus, dan demam tifoid.
Tubuh memiliki sistem khusus untuk melawan berbagai agen infeksius dan toksik tersebut. Sistem ini terdiri atas leukosit darah (sel darah putih/white blood cells [WBCs]) dan sel jaringan yang berasal dari leukosit. Sel-sel ini bekerja sama melalui dua cara untuk mencegah penyakit: (1) dengan secara langsung menghancurkan bakteri atau virus yang menginvasi melalui fagositosis; dan (2) dengan membentuk antibodi serta limfosit tersensitisasi yang dapat menghancurkan atau menginaktivasi agen penginvasi. Bab ini membahas metode pertama, sedangkan Bab 35 membahas metode kedua.
LEUKOSIT (SEL DARAH PUTIH)
Leukosit, yang juga disebut sel darah putih, merupakan unit bergerak dari sistem pertahanan tubuh. Leukosit dibentuk sebagian di sumsum tulang (granulosit dan monosit serta sejumlah kecil limfosit) dan sebagian di jaringan limfoid (limfosit dan sel plasma). Setelah terbentuk, leukosit diangkut melalui darah ke berbagai bagian tubuh yang membutuhkannya.
Nilai utama WBC adalah bahwa sebagian besar di antaranya secara khusus diangkut ke daerah yang mengalami infeksi dan inflamasi berat, sehingga memberikan pertahanan yang cepat dan kuat terhadap agen infeksius. Sebagaimana akan dibahas kemudian, granulosit dan monosit memiliki kemampuan khusus untuk “mencari dan menghancurkan” agen asing yang menginvasi.
KARAKTERISTIK UMUM LEUKOSIT
Jenis-Jenis Sel Darah Putih
Enam jenis WBC secara normal terdapat dalam darah: neutrofil (polimorfonuklear), eosinofil (polimorfonuklear), basofil (polimorfonuklear), monosit, limfosit, dan kadang-kadang sel plasma. Selain itu, terdapat sejumlah besar trombosit, yang merupakan fragmen dari jenis sel lain yang mirip dengan WBC yang ditemukan di sumsum tulang, yaitu megakariosit. Tiga jenis sel pertama, yaitu sel polimorfonuklear, semuanya memiliki tampilan bergranula, seperti ditunjukkan oleh sel nomor 7, 10, dan 12 pada Gambar 34-1, sehingga disebut granulosit.
Gambar 34-1. Pembentukan sel darah putih. Ditunjukkan berbagai sel dalam seri mielosit: 1, mieloblas; 2, promielosit; 3, megakariosit; 4, mielosit neutrofil; 5, metamielosit neutrofil muda; 6, metamielosit neutrofil batang (band neutrophil); 7, neutrofil; 8, mielosit eosinofil; 9, metamielosit eosinofil; 10, eosinofil; 11, mielosit basofil; 12, basofil; 13–16, tahap-tahap pembentukan monosit.
Granulosit dan monosit melindungi tubuh terhadap organisme yang menginvasi dengan menelannya (melalui fagositosis) atau dengan melepaskan zat antimikroba maupun inflamatorik yang memiliki berbagai efek yang membantu menghancurkan organisme penyebab tersebut. Limfosit dan sel plasma terutama berfungsi dalam kaitannya dengan sistem imun, sebagaimana dibahas pada Bab 35. Sementara itu, fungsi trombosit secara khusus adalah mengaktifkan mekanisme pembekuan darah, yang dibahas pada Bab 37.
Konsentrasi Berbagai Jenis Sel Darah Putih dalam Darah
Orang dewasa memiliki sekitar 7000 WBC per mikroliter darah (dibandingkan dengan 5 juta sel darah merah/red blood cells [RBCs] per mikroliter). Dari total WBC tersebut, persentase normal masing-masing jenis adalah sebagai berikut:
• Neutrofil: 62,0%
• Eosinofil: 2,3%
• Basofil: 0,4%
• Monosit: 5,3%
• Limfosit: 30,0%
Jumlah trombosit, yang hanya merupakan fragmen sel, dalam setiap mikroliter darah secara normal berkisar antara 150.000 hingga 450.000, dengan rata-rata sekitar 300.000.
PEMBENTUKAN SEL DARAH PUTIH
Diferensiasi awal sel punca hematopoietik multipotensial menjadi berbagai jenis sel punca berkomitmen telah ditunjukkan pada Gambar 33-2 dalam bab sebelumnya. Selain sel yang berkomitmen membentuk RBC, terdapat dua garis keturunan utama WBC yang terbentuk, yaitu garis keturunan mielositik dan limfositik. Sisi kiri Gambar 34-1 menunjukkan garis keturunan mielositik yang dimulai dari mieloblas; sisi kanan menunjukkan garis keturunan limfositik yang dimulai dari limfoblas.
Granulosit dan monosit hanya dibentuk di sumsum tulang. Limfosit dan sel plasma terutama diproduksi di berbagai jaringan limfogen, terutama kelenjar limfa, limpa, timus, tonsil, dan berbagai kumpulan jaringan limfoid di bagian tubuh lainnya, seperti di sumsum tulang dan plak Peyer yang terletak di bawah epitel dinding usus.
WBC yang dibentuk di sumsum tulang disimpan di dalam sumsum hingga diperlukan dalam sistem sirkulasi. Kemudian, ketika kebutuhan muncul, berbagai faktor menyebabkan sel-sel tersebut dilepaskan (faktor-faktor ini akan dibahas kemudian). Secara normal, jumlah WBC yang disimpan di sumsum sekitar tiga kali lebih banyak dibandingkan jumlah yang beredar dalam seluruh darah. Jumlah ini mewakili persediaan sel selama sekitar 6 hari.
Limfosit sebagian besar disimpan di berbagai jaringan limfoid, kecuali sejumlah kecil yang sedang diangkut sementara dalam darah.
Sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 34-1, megakariosit (sel 3) juga dibentuk di sumsum tulang. Megakariosit ini mengalami fragmentasi di sumsum tulang dan fragmen-fragmen kecilnya, yang dikenal sebagai trombosit (atau trombosit/thrombocytes), kemudian masuk ke dalam darah. Trombosit sangat penting dalam inisiasi pembekuan darah.
MASA HIDUP SEL DARAH PUTIH
Masa hidup granulosit setelah dilepaskan dari sumsum tulang secara normal adalah 4 hingga 8 jam saat bersirkulasi dalam darah dan 4 hingga 5 hari lagi di jaringan tempat mereka dibutuhkan. Pada saat terjadi infeksi jaringan yang berat, masa hidup total ini sering kali memendek menjadi hanya beberapa jam karena granulosit bergerak lebih cepat menuju daerah yang terinfeksi, menjalankan fungsinya, dan dalam proses tersebut turut mengalami destruksi.
Monosit juga memiliki waktu transit yang singkat, yaitu 10 hingga 20 jam dalam darah sebelum bermigrasi melalui membran kapiler ke jaringan. Setelah berada di jaringan, monosit membesar menjadi makrofag jaringan dan dalam bentuk ini dapat hidup selama berbulan-bulan kecuali jika dihancurkan saat menjalankan fungsi fagositiknya. Makrofag jaringan ini merupakan dasar dari sistem makrofag jaringan (yang akan dibahas lebih rinci kemudian), yang menyediakan pertahanan berkelanjutan terhadap infeksi.
Limfosit terus-menerus memasuki sistem sirkulasi bersamaan dengan drainase limfe dari kelenjar limfa dan jaringan limfoid lainnya. Setelah beberapa jam, limfosit keluar dari darah kembali ke jaringan melalui diapedesis/ekstravasasi. Selanjutnya, limfosit masuk kembali ke dalam limfe dan kembali ke darah berulang kali; dengan demikian terjadi sirkulasi limfosit yang terus-menerus di seluruh tubuh. Masa hidup limfosit berkisar antara beberapa minggu hingga beberapa bulan, bergantung pada kebutuhan tubuh terhadap sel-sel tersebut.
Trombosit dalam darah digantikan sekitar setiap 10 hari. Dengan kata lain, sekitar 30.000 trombosit dibentuk setiap hari untuk setiap mikroliter darah.
NEUTROFIL DAN MAKROFAG MEMPERTAHANKAN TUBUH TERHADAP INFEKSI
Terutama neutrofil dan makrofag jaringanlah yang menyerang dan menghancurkan bakteri, virus, serta agen berbahaya lainnya yang menginvasi. Neutrofil merupakan sel matang yang mampu menyerang dan menghancurkan bakteri, bahkan di dalam darah yang bersirkulasi. Sebaliknya, makrofag jaringan memulai kehidupannya sebagai monosit darah, yang merupakan sel imatur selama masih berada dalam darah dan pada saat itu memiliki kemampuan yang kecil untuk melawan agen infeksius. Namun, setelah memasuki jaringan, sel-sel ini mulai membesar, kadang-kadang meningkatkan diameternya hingga lima kali lipat menjadi sebesar 60 hingga 80 mikrometer, ukuran yang hampir dapat dilihat dengan mata telanjang. Sel-sel ini sekarang disebut makrofag dan sangat mampu melawan agen penyebab penyakit di dalam jaringan.
Sel Darah Putih Memasuki Ruang Jaringan Melalui Diapedesis
Neutrofil dan monosit dapat menyusup melalui celah-celah di antara sel endotel kapiler darah dan venula pascakapiler melalui proses diapedesis. Meskipun celah antarsel jauh lebih kecil daripada ukuran sel, sebagian kecil sel melewati celah tersebut pada satu waktu; bagian yang melewati celah untuk sementara menyempit sesuai ukuran celah, seperti ditunjukkan pada Gambar 34-2 (lihat juga Gambar 34-6).
Sel Darah Putih Bergerak Melalui Ruang Jaringan dengan Gerakan Ameboid
Baik neutrofil maupun makrofag dapat bergerak melalui jaringan dengan gerakan ameboid, sebagaimana dijelaskan pada Bab 2. Beberapa sel bergerak dengan kecepatan hingga 40 μm/menit, suatu jarak yang setara dengan panjang sel itu sendiri setiap menit.
Sel Darah Putih Tertarik ke Daerah Jaringan yang Mengalami Inflamasi oleh Kemotaksis
Banyak zat kimia yang berbeda di dalam jaringan menyebabkan neutrofil dan makrofag bergerak menuju sumber zat kimia tersebut. Fenomena ini, yang ditunjukkan pada Gambar 34-2, dikenal sebagai kemotaksis. Ketika suatu jaringan mengalami inflamasi, setidaknya selusin produk berbeda yang dapat menyebabkan kemotaksis menuju daerah yang mengalami inflamasi akan terbentuk (Video 34-1). Produk-produk tersebut meliputi:
- Beberapa toksin bakteri atau virus.
- Produk degeneratif dari jaringan yang mengalami inflamasi.
- Beberapa produk reaksi dari kompleks komplemen (dibahas pada Bab 35) yang diaktifkan dalam jaringan yang mengalami inflamasi.
- Beberapa produk reaksi yang disebabkan oleh pembekuan plasma di daerah inflamasi, serta zat-zat lainnya.
Sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 34-2, kemotaksis bergantung pada gradien konsentrasi zat kemotaktik. Konsentrasi tertinggi terdapat di dekat sumbernya, yang mengarahkan pergerakan satu arah WBC. Kemotaksis efektif hingga jarak 100 mikrometer dari jaringan yang mengalami inflamasi. Oleh karena itu, karena hampir tidak ada area jaringan yang berjarak lebih dari 50 mikrometer dari sebuah kapiler, sinyal kemotaktik dapat dengan mudah menggerakkan sejumlah besar WBC dari kapiler menuju daerah yang mengalami inflamasi.
FAGOSITOSIS
Fungsi utama neutrofil dan makrofag adalah fagositosis, yaitu penelanan agen penyebab oleh sel. Fagosit harus bersifat selektif terhadap materi yang difagositosis; jika tidak, sel dan struktur normal tubuh dapat ikut tertelan. Terjadinya fagositosis terutama bergantung pada tiga mekanisme selektif (Gambar 34-3).
Pertama, sebagian besar struktur alami dalam jaringan memiliki permukaan yang halus sehingga menahan terjadinya fagositosis. Namun, jika permukaan tersebut kasar, kemungkinan terjadinya fagositosis meningkat.
Kedua, sebagian besar zat alami tubuh memiliki lapisan protein pelindung yang menolak fagosit. Sebaliknya, sebagian besar jaringan mati dan partikel asing tidak memiliki lapisan pelindung tersebut sehingga menjadi rentan terhadap fagositosis.
Ketiga, sistem imun tubuh (dijelaskan pada Bab 35) membentuk antibodi terhadap agen infeksius seperti bakteri. Antibodi kemudian melekat pada membran bakteri dan membuat bakteri menjadi sangat rentan terhadap fagositosis. Untuk melakukan hal ini, molekul antibodi juga berikatan dengan produk C3 dari kaskade komplemen, yang merupakan bagian tambahan dari sistem imun yang dibahas pada bab berikutnya. Molekul C3 kemudian melekat pada reseptor di membran fagosit sehingga memulai proses fagositosis. Proses seleksi patogen untuk difagositosis dan dihancurkan ini disebut opsonisasi.
Fagositosis oleh Neutrofil
Neutrofil yang memasuki jaringan merupakan sel matang yang dapat segera memulai fagositosis. Saat mendekati partikel yang akan difagositosis, neutrofil pertama-tama melekat pada partikel tersebut, kemudian membentuk pseudopodia ke segala arah mengelilinginya. Pseudopodia tersebut bertemu di sisi berlawanan dan berfusi. Tindakan ini menciptakan suatu ruang tertutup yang mengandung partikel yang telah difagositosis.
Selanjutnya, ruang tersebut mengalami invaginasi ke dalam rongga sitoplasma dan terlepas dari membran luar sel sehingga membentuk vesikel fagositik yang mengapung bebas (juga disebut fagosom) di dalam sitoplasma. Satu neutrofil biasanya dapat memfagositosis 3 hingga 20 bakteri sebelum menjadi tidak aktif dan mati.
Fagositosis oleh Makrofag
Makrofag merupakan produk akhir dari monosit yang memasuki jaringan dari darah. Ketika diaktifkan oleh sistem imun, sebagaimana dijelaskan pada Bab 35, makrofag merupakan fagosit yang jauh lebih kuat dibandingkan neutrofil, sering kali mampu memfagositosis hingga 100 bakteri. Makrofag juga mampu menelan partikel yang jauh lebih besar, bahkan seluruh RBC atau kadang-kadang parasit malaria, sedangkan neutrofil tidak mampu memfagositosis partikel yang jauh lebih besar daripada bakteri. Selain itu, setelah mencerna partikel, makrofag dapat mengeluarkan produk sisa dan sering kali tetap bertahan hidup serta berfungsi selama berbulan-bulan berikutnya.
Setelah Difagositosis, Sebagian Besar Partikel Dicerna oleh Enzim Intraseluler
Setelah partikel asing difagositosis, lisosom dan granula sitoplasmik lainnya dalam neutrofil atau makrofag segera berkontak dengan vesikel fagositik, dan membran keduanya berfusi sehingga melepaskan banyak enzim pencernaan dan agen bakterisidal ke dalam vesikel tersebut. Dengan demikian, vesikel fagositik sekarang menjadi vesikel pencernaan, dan pencernaan partikel yang telah difagositosis dimulai segera.
Baik neutrofil maupun makrofag mengandung banyak lisosom yang dipenuhi enzim proteolitik yang secara khusus berfungsi untuk mencerna bakteri dan materi protein asing lainnya. Lisosom makrofag (tetapi tidak pada neutrofil) juga mengandung sejumlah besar lipase yang mencerna membran lipid tebal yang dimiliki beberapa bakteri, seperti basil tuberkulosis.
Neutrofil dan Makrofag Dapat Membunuh Bakteri
Selain mencerna bakteri yang tertelan di dalam fagosom, neutrofil dan makrofag mengandung agen bakterisidal yang membunuh sebagian besar bakteri, bahkan ketika enzim lisosomal gagal mencernanya. Karakteristik ini sangat penting karena beberapa bakteri memiliki lapisan pelindung atau faktor lain yang mencegah penghancurannya oleh enzim pencernaan.
Sebagian besar efek pembunuhan ini berasal dari beberapa agen pengoksidasi kuat yang dibentuk oleh enzim dalam membran fagosom atau oleh organel khusus yang disebut peroksisom. Agen pengoksidasi tersebut meliputi sejumlah besar superoksida (O??), hidrogen peroksida (H?O?), dan ion hidroksil (OH?), yang bersifat mematikan bagi sebagian besar bakteri bahkan dalam jumlah kecil.
Selain itu, salah satu enzim lisosomal, mieloperoksidase, mengkatalisis reaksi antara H?O? dan ion klorida untuk membentuk hipoklorit, yang memiliki daya bakterisidal sangat kuat.
Beberapa bakteri, terutama basil tuberkulosis, memiliki lapisan yang resisten terhadap pencernaan lisosomal dan juga mensekresikan zat yang sebagian dapat melawan efek pembunuhan oleh neutrofil dan makrofag. Bakteri-bakteri ini bertanggung jawab atas banyak penyakit kronis, seperti tuberkulosis.
Comments (0)