IMUNOLOGI

KLASIFIKASI IMUNOGLOBULIN

Klasifikasi imunoglobulin berdasarkan kelas rantai H. Tiap kelas mempunyai berat molekul, masa paruh, dan aktivitas biologik yang berbeda. Pada manusia dikenal 4 sub kelas IgG yang mempunyai rantai berat γl, γ2, γ3, dan γ4. Perbedaan antar subkelas lebih sedikit dari pada perbedaan antar kelas.

Imunoglobulin G

IgG mempunyai struktur dasar imunoglobulin yang terdiri dari 2 rantai berat H dan 2 rantai ringan L. IgG manusia mempunyai koefisien sedimentasi 7 S dengan berat molekul sekitar 150.000. Pada orang normal IgG merupakan 75% dari seluruh jumlah imunoglobulin.

Imunoglobulin G terdiri dari 4 subkelas, masing-masing mempunyai perbedaan yang tidak banyak, dengan perbandingan jumlahnya sebagai berikut: IgG1 40-70%, IgG2 4-20%, IgG3 4-8%, dan IgG4 2-6%. Masa paruh IgG adalah 3 minggu, kecuali subkelas IgG3 yang hanya mempunyai masa paruh l minggu. Kemampuan mengikat komplemen setiap subkelas IgG juga tidak sama, seperti IgG3 > IgGl > IgG2 > IgG4. Sedangkan IgG4 tidak dapat mengikat komplemen dari jalur klasik (ikatan C1q) tetapi melalui jalur alternatif. Lokasi ikatan C1q pada molekul IgG adalah pada domain CH2.

Gambar 9-5. Struktur dasar imunoglobulin.

(Dikutip dengan modifikasi dari DP Stites dan AI Terr, 1991)

Sel makrofag mempunyai reseptor untuk IgG1 dan IgG3 pada fragmen Fc. Ikatan antibodi dan makrofag secara pasif akan memungkinkan makrofag memfagosit antigen yang telah dibungkus antibodi (opsonisasi). Ikatan ini terjadi pada subkelas IgG1 dan IgG3 pada lokasi domain CH3.

Bagian Fc dari IgG mempunyai bermacam proses biologik dimulai dengan kompleks imun yang hasil akhirnya pemusnahan antigen asing. Kompleks imun yang terdiri dari ikatan sel dan antibodi dengan reseptor Fc pada sel killer memulai respons sitolitik (antibody dependent cell-mediated cytotoxicity = ADCC) yang ditujukan pada antibodi yang diliputi sel. Kompleks imun yang berinteraksi dengan sel limfosit pada reseptor Fc pada trombosit akan menyebabkan reaksi dan agregasi trombosit. Reseptor Fc memegang peranan pada transport IgG melalui sel plasenta dari ibu ke sirkulasi janin.

Imunoglobulin M

Imunoglobulin M merupakan 10% dari seluruh jumlah imunoglobulin, dengan koefisien sedimen 19 S dan berat molekul 850.000-l.000.000. Molekul ini mempunyai 12% dari beratnya adalah karbohidrat. Antibodi IgM adalah antibodi yang pertama kali timbul pada respon imun terhadap antigen dan antibodi yang utama pada golongan darah secara alami. Gabungan antigen dengan satu molekul IgM cukup untuk memulai reaksi kaskade komplemen.

IgM terdiri dari pentamer unit monomerik dengan rantai μ dan C_H. Molekul monomer dihubungkan satu dengan lainnya dengan ikatan disulfida pada domain CH4 menyerupai gelang dan tiap monomer dihubungkan satu dengan lain pada ujung permulaan dan akhirnya oleh protein J yang berfungsi sebagai kunci.

Imunoglobulin A

IgA terdiri dari 2 jenis, yakni IgA dalam serum dan IgA mukosa. IgA dalam serum terdapat sebanyak 20% dari total imunoglobulin, yang 80% terdiri dari molekul monomer dengan berat molekul 160.000, dan sisanya 20% berupa polimer dapat berupa dua, tiga, empat atau lima monomer yang dihubungkan satu dengan lainnya oleh jembatan disulfida dan rantai tunggal J (lihat Gambar 9-6). Polimer tersebut mempunyai koefisien sedimentasi 10,13,15 S.

Gambar 9-6. Struktur IgA dan sIgA.

(Dikutip dengan modifikasi dari DP Stites dan AI Terr, 1991)

Sekretori IgA

Sekretori imunoglobulin A (sIgA) adalah imunoglobulin yang paling banyak terdapat pada sekret mukosa saliva, trakeobronkial, kolostrum/ASI, dan urogenital. IgA yang berada dalam sekret internal seperti cairan sinovial, amnion, pleura, atau serebrospinal adalah tipe IgA serum.

SIgA terdiri dari 4 komponen yaitu dimer yang terdiri dari 2 molekul monomer, dan sebuah komponen sekretori serta sebuah rantai J. Komponen sekretori diproduksi oleh sel epitel dan dihubungkan pada bagian Fc imunoglobulin A oleh rantai J dimer yang memungkinkan melewati sel epitel mukosa (lihat Gambar 4-6). SIgA merupakan pertahanan pertama pada daerah mukosa dengan cara menghambat perkembangan antigen lokal, dan telah dibuktikan dapat menghambat virus menembus mukosa.

Imunoglobulin D

Konsentrasi IgD dalam serum sangat sedikit (0,03 mg/ml), sangat labil terhadap pemanasan dan sensitif terhadap proteolisis. Berat molekulnya adalah 180.000. Rantai δ mempunyai berat molekul 60.000 – 70.000 dan l2% terdiri dari karbohidrat. Fungsi utama IgD belum diketahui tetapi merupakan imunoglobulin permukaan sel limfosit B bersama IgM dan diduga berperan dalam diferensiasi sel ini.

Interaksi antigen dengan antibodi bersifat non-covalen dan pada umumnya sangat spesifik. Antibodi hanya diproduksi oleh limfosit B dan disebarkan keseluruh tubuh secara eksositosis dalam bentuk plasma dan cairan sekresi. Mereka membentuk sel B antigen reseptor yang spesifik. Antibodi ditemukan dalam plasma juga berikatan dengan reseptor spesifik untuk daerah konstan (Fc) dari imunoglobulin. Mereka juga ditemukan dalam cairan sekresi seperti mukus, susu dan keringat.

Pada dasarnya satu unit struktur antibodi pada mamalia adalah glikoprotein (berat molekul sekitar 150.000 dalton) yang terdiri dari empat rantai polipeptida. Semua antibodi mempunyai bentuk struktur yang sama yaitu dua rantai pendek (VL) dan dua rantai panjang (VH). Bentuk tersebut dihubungkan dengan bentuk kovalen (disulfida) dan erat hubungannya dengan sequens asam amino yang mempunyai struktur sekunder dan tertier.
Setiap rantai pendek (VL) berat molekulnya sekitar 25.000 dalton, dimana ada dua jenis rantai pendek yaitu lambda (λ) atau kappa (κ). Pada manusia terdiri dari 60% adalah kappa dan 40% lambda, sedangkan pada mencit 95% kappa dan 5% lambda. Satu molekul antibodi hanya mengandung lambda saja atau kappa saja dan tidak pernah keduanya.



Setiap rantai panjang (VH) mempunyai berat molekul sekitar 50.000 dalton, yang terdiri dari daerah variabel (V) dan konstan ©. Rantai panjang (VH) dan rantai pendek (VL) terdiri dari sejumlah homolog yang mengandung kelompok sequence asam amino yang mirip tetapi tidak identik. Unit-unit homolog tersebut terdiri dari 110 asam amino yang disebut domain imunoglobulin. Rantai panjang mengandung satu domain variabel (VH) dan tiga dari empat domain konstan lainnya (CH1, CH2, CH3, CH4, bergantung pada klas dan isotipe antibodi). Daerah antara CH1 dan CH2 disebut daerah hinge (engsel), yang memudahkan pergerakan / fleksibilitas dari lengan Fab dari bentuk Y molekul anti bodi tersebut. Hal itu menyebabkan lengan tersebut dapat membuka atau menutup untuk dapat mengikat dua antigen determinan yang terpisahkan oleh jarak diantar kedua lengan tersebut.


Rantai panjang juga dapat meningkatkan fungsi aktifitas dari molekul antibodi. Ada 5 klas antibodi yaitu: IgG, IgA, IgM, IgE dan IgD, yang dibedakan menurut jenis rantai panjangnya masing-masing yaitu: γ, α, μ, ε dan δ. Klas antibodi IgD, IgE dan IgG terbentuk dari struktur tunggal, sedangkan IgA mengandung dua atau tiga unit dan IgM terdiri dari 5 yang dihubungkan dengan sambungan disulfida. Antibodi IgG dibagi menjadi 4 subklas (disebut juga isotipe) yaitu IgG1, IgG2, IgG3, dan IgG4.

Struktur dan fungsi IgG dapat dipecah oleh enzim pepsin dan papain menjadi beberapa fragmen yang mempunyai sifat biologi yang khas. Perlakuan dengan pepsin dapat memisahkan Fab2 dari daerah persambungan hinge (engsel). Karena Fab2 adalah merupakan molekul bivalen sehingga ia dapat mempresipitasi antigen. Enzim papain dapat memutus daerah hinge diantara CH1 dan CH2 untuk membentuk dua fragmen yang identik dan dapat bertahan dengan reaksi antigen-antibodi dan juga satu non-antigen-antibodi fragmen yaitu daerah fragmen kristalisabel (Fc). Bagian Fc ini adalah glikosilat yang mempunyai banyak fungsi efektor (yaitu: binding komplemen, binding dengan sel reseptor pada makrofag dan monosit dan sebagainya) dan dapat digunakan untuk membedakan satu klas antibodi dengan lainnya.

Imunoglobulin A (IgA).

Imunoglobulin A adalah antibodi sekretori, ditemukan dalam saliva, keringat, air mata, cairan mukosa, susu, cairan lambung dan sebgainya. Yang aktiv adalah bentuk dimer (yy), sedangkan yang monomer (y) tidak aktif. Jaringan yang mensekresi bentuk bentuk dimer ini ialah sel epithel yang bertindak sebagai reseptor IgA, yang kemudian sel tersebut bersama IgA masuk kedalam lumen. Fungsi dari IgA ini ialah:

- Mencegah kuman patogen menyerang permukaan sel mukosa

- Tidak efektif dlam mengikat komplemen

- Bersifat bakterisida dengan kondisinya sebagai lysozim yang ada dalam cairan sekretori yang mengandung IgA

- Bersifat antiviral dan glutinin yang efektif

Imunoglobulin D (IgD)

Imunoglobulin D ini berjumlah sedikit dalam serum. IgD adalah penenda permukaan pada sel B yang matang. IgD dibentuk bersama dengan IgM oleh sel B normal. Sel B membentuk IgD dan IgM karena untuk membedakan unit dari RNA.

Imunoglobulin E (IgE)

Imunoglobulin E ditemukan sedikit dalam serum, terutama kalau berikatan dengan mast sel dan basophil secara efektif, tetapi kurang efektif dengan eosinpphil. IgE berikatan pada reseptor Fc pada sel-sel tersebut. Dengan adanya antigen yang spesifik untuk IgE, imunoglobulin ini menjadi bereaksi silang untuk memacu degranulasi dan membebaskan histamin dan komponen lainnya sehingga menyebabkan reaksi anaphylaksis. IgE sangat berguna untuk melawan parasit.

Imunoglobulin M (IgM)

Imunoglobulin m ditemukan pada permukaan sel B yang matang. IgM mempunyai waktu paroh biologi 5 hari, mempunyai bentuk pentamer dengan lima valensi. Imunoglobulin ini hanya dibentuk oleh faetus. Peningkatan jumlah IgM mencerminkan adanya infeksi baru atai adanya antigen (imunisasi/vaksinasi). IgM adalah merupakan aglutinin yang efisien dan merupakan isohem- aglutinin alamiah. IgM sngat efisien dalam mengaktifkan komplemen. IgM dibentuk setelah terbentuk T-independen antigen, dan setelah imunisasi dengan T-dependent antigen.

Imunoglobulin G (IgG)

Imunoglobulin G adalah divalen antigen. Antibodi ini adalah imunoglobulin yang paling sering/banyak ditemukan dalam sumsum tulang belakang, darah, lymfe dan cairan peritoneal. Ia mempunyai waktu paroh biologik selama 23 hari dan merupakan imunitas yang baik (sebagai serum transfer). Ia dapat mengaglutinasi antigen yang tidak larut. IgG adalah satu-satunya imunoglobulin yang dapat melewati plasenta. Kemampuannya melewati plasenta untuk setiap jenis hewan berturut-turut adalah: Rodentia>primata>anjing/kucing> manusia=babi=kuda. IgG adalah opsonin yang baik sebagai pagosit pada ikatan IgG reseptor. Imunoglobulin ini merangsang “antigen-dependen cel-mediated cytotoxicity” (ADCC)-IgG Fab untuk mengikat target sel, “Natural Killer”(NK) Fc-reseptor, mengikat Ig Fc, dan sel NK membebaskan citotoksik pada sel target. IgFc juga mengaktifkan komplemen, menetralkan toksin, imobilisasi bakteri dan menghambat serangan virus.