Seminar Nasional Kesehatan The 9th Antibiotic

Seminar Nasional Kesehatan The 9th Antibiotic

Miracle of Human Immunity: The Chaperone FunctionYuwono, MD., PhD.

Departement of Microbiology & Molecular Biology Sriwijaya University School of MedicinePalembang IndonesiaPendahuluan

Hiruk-pikuk kehidupan dunia dan rutinitas keseharian yang kita jalani seringkali menggerus perasaan hati kita sehingga menjadi tumpul-tidak sensitif pada lingkungan dan tidak merasakan kebahagiaan. Tidur-bangun pagi-bekerja-tidur lagi dan makin lama makin menua serta akhirnya mati. Pernahkah kita sejenak berfikir tentang apa dan siapakah diri kita? Bagaimana kita seharusnya hidup di dunia ini? Apa tujuan dan guna kita hidup?

Kita adalah wujud (entitas) yang diciptakan dari saripati tanah yang mengandung unsur utama karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan beberapa unsur mineral. Unsur yang menyusun fisik kita ini tidak berbeda dengan unsur yang menyusun mikroorganisme, tumbuhan dan hewan. Jadi tidak ada yang bisa dibanggakan pada fisik kita bila dibandingkan dengan bakteri atau virus sekalipun karena substansi penyusun semua makhluk hidup ternyata sama. Inilah yang disebut universalitas makhluk hidup. Selanjutnya unsur tersebut akan membentuk molekul yang memiliki fungsi tertentu. Asam amino adalah molekul pembentuk (building block) protein. Karbohidrat (gula) adalah molekul substrat (bahan) untuk pembentuk energi. Lipid (lemak) adalah molekul penjaga kestabilan suhu tubuh dan struktur pembatas sel. Vitamin dan mineral adalah molekul yang membantu jalannya reaksi kimiawi dalam tubuh. Air adalah bagian terpenting dari tubuh kita karena molekul air berfungsi sebagai pelarut utama dan pengantar semua reaksi kimia tubuh.Berbagai molekul tersebut merupakan bahan pembentuk sel, kemudian sel akan bergabung dengan sel sejenisnya membentuk susunan jaringan. Beberapa jaringan akan membentuk organ, selanjutnya organ akan bekerja dalam suatu koordinasi yang disebut sistem organ dan akhirnya kumpulan sistem organ inilah yang membentuk diri kita-manusia atau Homo sapiens sapiens. Tampaknya pertanyaan tentang apa sesungguhnya manusia secara ringkas dapat dijawab demikian. Jawaban yang yang lebih sulit adalah pertanyaan siapa manusia? Allah SWT Sang Khaliq memberikan kasih sayang kepada kita dengan menurunkan Al-bayan yaitu Al-quran dan bukti empiris yang sama dengan kita yaitu para rasul. Siapa manusia menurut terminologi Al-quran didefinisikan dengan 3 sebutan Basyarun, An-nas, Al-Insan. Basyarun berarti manusia dalam bahasan fisik yaitu terdiri dari unsur tanah seperti tersebut di atas, lapar-haus, mengantuk, lelah, tidur, memiliki insting untuk survive dan bereproduksi. An-nas adalah manusia sebagai makhluk sosial yang mutlak tidak bisa hidup sendiri, butuh interaksi dan komunikasi. Al-Insan adalah manusia dengan tiga tingkatan jiwa yaitu jiwa amarah (buruk), jiwa lawamah (pertengahan/tergantung dominasi lingkungan) dan muthmainnah (jiwa yang tenang).Bagaimana semestinya kita hidup pun alhamdulillah atas kasih sayang dan karunia Allah kita dibimbing dengan Al-quran dan Sunnah Rasulullah Muhammad SAW. Inti dari bagiamana cara kita hidup adalah menjaga keseimbangan yang dinamis (tawazun) yaitu hidup harmoni dalam diri kita, dengan orang lain, dengan makhluk lain (biologi), dengan lingkungan fisik, kimiawi dan kosmos (alam semesta). Tawazun atau homeodinamis berbeda dengan konsep keseimbangan menurut ilmu kedokteran yang menjadi arus utama (mainstream) saat ini yaitu homeostatis. Teori homeostatis menyebutkan bahwa manusia hidup seimbang bila memenuhi rentang (range) tertentu. Rentang tersebut dibuat oleh manusia itu sendiri berdasarkan bukti (empiris) dan hasil eksperimen. Batasan hidup manusia semata ditentukan dengan takaran fisik, tidak ada hubungannya dengan masalah spiritual. Menurut teori ini misalnya disepakati rentang tekanan darah sistole yang normal adalah 100 130 mmHg, gula darah tidak boleh lebih dari 180 mg/dL dsb. Batas rentang ini dianggap statis karena kalau terlampaui berarti tidak normal atau sakit. Menurut teori homeodinamis hidup dan kehidupan manusia adalah mengikuti patokan (mizan) dari Allah yaitu interaksi dinamis dengan lingkungan yang akhirnya menghasilkan manusia yang hidup sehat, fikiran cerdas, hati bersih dan ibadah yang khusyu dan kehidupan sosial yang dinamis serta kehidupan yang selaras dengan pelestarian alam.Saat ini dikenal 2 istilah kedokteran, pertama conventional medicine yaitu kedokteran seperti yang kita kenal sehari-hari dengan falsafah atau cara pandang sepotong-sepotong (partial) terhadap manusia dan kehidupannya. Istilah kedua adalah complementary and alternative medicine (CAM) yang memadang manusia dan kehidupannya secara utuh (holistic). Sebenarnya kejayaan Kedokteran Islam selama lebih dari 1 milenium adalah kedokteran dengan cara pandang holistik, tetapi sejak sekitar abad 17 mulai diselewengkan oleh Barat (Eropa) hingga akhirnya jadilah kedokteran seperti saat ini dengan falsafah partial yang mengakibatkan manusia dijadikan sebagai obyek sehingga hubungan dalam dunia kedokteran menjelma menjadi serupa dengan hubungan bisnis.Tujuan hidup manusia sudah jelas yaitu berjumpa dengan Allah SWT Sang Kholiq tentu saja harapannya bertemu dalam keadaan baik di akhirat. Tujuan ini tercapai dilihat dari indikator selama hidup di dunia menjadi orang yang bermanfaat. Bermanfaat berarti memberi bukan meminta. Alquran menegaskan bahwa bagi yang kaya (lapang) hendaklah memberi yang pantas dan bagi yang miskin (sempit) hendaklah memberi walau sekedar kemampuannya. Jadi tidak ada muslim yang meminta-minta karena berarti tidak bermanfaat.

Setelah kita memahami 3 filosofi dasar hidup tersebut, mari kita potret bagaimana kita dapat hidup sehat dan jarang (tidak) sakit kecuali menua dan wafat. Rasulullah Muhammad SAW adalah pribadi yang sehat dan kuat serta jarang sekali sakit. Bagaimana Beliau menjalani hidup adalah panduan (sunnah) yang mesti kita ikuti. Penyakit dapat timbul akibat peran faktor genetik, faktor lingkungan atau irisan keduanya. Kelainan kromosom Trisomi 21 yaitu Sindroma Down dimana seorang anak tampak Mongolian Face, intelegence quotion rendah dan berbagai keterbatasan disebabkan faktor genetik. Penyakit akibat kecelakaan lalu lintas adalah contoh penyakit yang disebabkan oleh lingkungan. Bibir sumbing adalah penyakit akibat kelainan genetik dan kekurangan asam folat. Faktor penentu seseorang tetap sehat dan jarang sakit adalah efektifitas kerja sistem imunitas (daya tahan tubuh). Imunitas

Sistem imunitas tubuh terdiri dari berbagai organ, jaringan, sel dan molekul. Guna memudahkan pemahaman, sistem imunitas tubuh dikelompokkan menjadi 2 yaitu imunitas alami dan non spesifik (innate & non specific) dan imunitas dapatan dan spesifik (aquired & specific). Imunitas alami dan non spesifik terdiri dari berbagai sel dan jaringan, barrier fisik dan mediator kimia. Imunitas dapatan dan spesifik terdari dari berbagai sel dan jaringan, memori dan kemampuan membedakan self dengan non self. Inti dari imunitas adalah menghadapi benda/hal asing (antigen). Imunitas alami bekerja awal, bereaksi cepat tetapi reaksinya umum (tidak spesifik) dan tidak ada memori. Imunitas dapatan bekerja kemudian atau pada perjumpaan kedua dengan antigen, reaksinya lambat namun spesifik dan ada memori. Imunitas dapatan bisa bereaksi lebih cepat apabila suatu masa berjumpa dengan antigen yang sama maka akan segera dihadapi karena telah ada memori.

Berikut adalah ilustrasi bagaimana sistem imunitas kita bekerja. Seorang anak laki-laki usia 8 tahun diasuh oleh seorang pembantu yang terdiagnosis menderita tuberkulosis paru (tbc paru) sejak 3 tahun terakhir. Pada saat pembantu tersebut batuk maka bersama batuk tersebut akan berterbangan di udara kuman Mycobacterium tuberculosis. Kuman ini akan terhirup dan masuk ke lubang hidung. Di sini kuman akan menghadapi barrier fisik seperti kulit dalam (mukosa), lendir dan bulu hidung. Jika kuman dapat bertahan dan terus masuk ke rongga nafas hingga akhirnya ke paru-paru maka akan dihadapi berbagai sel seperti sel makrofag dan berbagai mediator kimia seperti sitokin. Jika kuman masih terus bertahan hidup maka akan dihadapi oleh imunitas spesifik yaitu pembentukan antibodi oleh sel limfosit B, pembentukan memori oleh sel memori dan penghancuran kuman oleh sel limfosit T. Jika imunitas berhasil menghancurkan kuman tersebut maka anak laki-laki tersebut akan sehat dan memiliki antibodi terhadap kuman Mycobacterium tuberculosis. Namun jika imunitas anak tersebut tidak mencukupi untuk melawan dan menghancurkan kuman maka jaringan atau organ tubuh anak akan mengalami kerusakan dan muncul sebagai gejala dan tanda penyakit seperti demam, batuk berdahak/berdarah, kurus dsb. Bagaimana sesungguhnya imunitas bereaksi tidak mungkin digambarkan dalam tulisan yang panjang sekalipun karena setiap saat kita terpapar antigen dan imunitas tubuh kita merespon dengan reaksi yang jumlahnya milyaran reaksi. Bayangkan betapa menakjubkan tubuh kita yang mungil ini bila kita tahu bahwa di dalamnya tidak kurang dari 60 trilyun sel yang bereaksi setiap saat. Tidak mungkin kita membahasnya secara tuntas meskipun sepanjang usia kita digunakan untuk membahas hal ini. Bahasan pada makalah ini adalah hanya pada 1 aspek yang berhubungan dengan sistem imunitas yaitu peran protein chaperone pada imunitas. Gen Hingga Protein

Manusia tersusun atas bagian terkecil yang struktural dan fungsional yaitu sel. Di dalam sel terdapat inti yang mengandung asam deoksiribose nukleat (DNA). DNA kita dikemas dalam 23 kromosom yang sepanjang 3,2 milyar pasang basa (base pairs) yang disebut genome. DNA berfungsi sebagai kode atau informasi genetik. Informasi genetik ini memiliki 2 fungsi yaitu membawa sifat yang diturunkan (herediter) dan mengatur kerja (metabolisme) tubuh. Eksekutif yang menjalankan semua proses reaksi dalam tubuh kita adalah protein. DNA yang menyandi protein disebut gen. Ternyata kurang dari 10% genome manusia adalah gen. Jumlah gen yang menyandi protein penyusun struktur fisik manusia dan yang menyandi protein yang bekerja dalam reaksi kimiawi tubuh adalah sekitar 24.000 gen saja. Bayangkan hanya dengan 24.000 gen, 7 milyar penduduk bumi tidak ada yang sama 100% sekalipun kembar. Peta fisik keseluruhan DNA dalam sel telah selesai digambarkan pada tahun 2001 saat Human Genome Projects (HuGo Projects) selesai, tetapi peta fungsi dari DNA yaitu yang berperan sebagai gen masih sangat sedikit diketahui.

Untuk membuat suatu protein, sel mula-mula melakukan transkripsi yaitu proses menyalin 1 untai DNA menjadi mRNA (messenger Ribonucleic Acid). Kemudian mRNA ini akan mengalami processing dalam inti sel untuk menjadi mRNA yang matang. mRNA matang akan ke luar ke sitoplasma untuk diterjemahkan (translasi) menjadi asam amino dalam untaian yang cukup panjang yang disebut polipeptida. Selanjutnya polipeptida akan mengalami modifikasi berupa pelipatan (folding) dan kadang kala ditambah zat tertentu misalnya sulfur atau besi menjadi protein yang siap bekerja.

Protein dapat berperan sebagai penyusun struktur tubuh seperti otot, sebagai caraka (signal) seperti cAMP (siklik AMP), sebagai molekul transpor porin, sebagai katalis seperti enzim, sebagai komponen gerak seperti aktin dan miosin serta sebagai pengatur (regulator) seperti hormon.

Chaperone dan Imunitas

Seperti telah dikemukakan sebelumnya bahwa DNA menyandi polipeptida yang akan dimodifikasi menjadi protein. Protein inilah yang berfungsi sebagai eksekutif (pelaksana) metabolisme tubuh kita. Tanpa protein tidak akan ada reaksi tubuh apapun dan ini berarti mati. Makhluk paling sederhana sekalipun yaitu virus, hidupnya dijalankan oleh protein. Polipeptida yang terbentuk pascatranslasi tidak akan mungkin menjadi protein bila tidak mengalami folding dan modifikasi. Proses folding dan modifikasi ini diperantarai oleh sekelompok protein yang disebut chaperone. Di antara protein chaperone dikenal berbagai protein utama yaitu heat shock proteins (HSPs).

Penelitian membuktikan bahwa HSPs berperan penting dalam presentasi antigen yang akan mengaktifkan imunitas spesifik yaitu sel limfosit T. Bukti lain memperlihatkan bahwa HSPs yang bergabung dengan antigen akan memicu pengeluaran berbagai mediator imunitas (sitokin). Sitokin inilah yang akan bekerja bersama berbagai sel dan molekul untuk mempertahankan tubuh dari serangan antigen.

Bukti yang menakjubkan adalah fungsi HSPs sebagai molekul chaperone akan terganggu bila seseorang tengah mengalami stress psikologis. Hal ini berarti orang yang jiwanya tidak tenang, pikiran kacau, pikiran picik, sempit dan negatif akan mengganggu fungsi chaperone. Jika chaperone terganggu maka polipeptida tidak dapat dilipat (folding) dan tidak dapat dimodifikasi sehingga tidak akan terbentuk protein yang fungsional. Penelitian memperlihatkan bahwa protein yang gagal dilipat dan dimodifikasi tersebut akan menjadi molekul prion yang dapat merusak otak manusia menyebabkan Penyakit Alzheimer dan pada sapi menyebabkan penyakit sapi gila (mad cow). Tentu saja jika polipeptida gagal dibentuk menjadi protein yang fungsional termasuk berbagai protein penting dalam imunitas seperti antibodi, komplemen, opsonin dsb maka imunitas tubuh pun akan mengalami kerusakan atau kelainan yang menyebabkan penyakit. Terdapat 3 macam kelainan atau penyakit imunitas yaitu alergi atau hipersensitif misalnya galigato akibat alergi udang, lemah atau defisiensi misalnya HIV-AIDS, dan autoimmun misalnya Penyakit Lupus. Renungan

Ternyata ilmu Allah itu sangat luas. Andai seluruh air di lautan dijadikan tinta untuk menulis ilmu Allah maka akan habis tinta itu padahal belum seberapa ilmu Allah yang ditulis. Karena itu teruslah merasa hijau, semangat belajar yang tinggi dan berkarya dengan mengajar atau menghasilkan produk teknologi atau seni. Nabi Muhammad SAW mewajibkan setiap mukmin laki-laki maupun perempuan untuk menuntut ilmu mulai dari ayunan sampai liang kubur. Ilmu akan mengawali pemahaman dan kesadaran agar kita ikhlas beribadah. Ibadah yang ikhlas adalah kebutuhan kita karena Allah Maha Kaya, kitalah yang meminta dalam setiap ibadah dan jika akan memberi maka kita hanya bisa memberi pada seseama manusia dan alam sekitar-tidak memberi kepada Allah. Itulah hakikat sebaik-baik manusia. Mau?

Rujukan

1. Alquran Alkarim

2. Hadist Rasulullah Muhammad SAW

3. Min-Fu Tsan & Baochong Gao. 2009. Heat shock proteins and immune system. J. Leuko. Biol 85:905 - 104. Heiichiro Udono.2012. Heat Shock Protein Magic in Antigen Trafficking within Dendritic Cells:Implications in Antigen Cross-presentation in Immunity. Acta Med. Okayama 66:1 65. Priyanka Singh, Farhan Mohammad and Abhay Sharma.2011.Transcriptomic analysis in a Drosophila model identifies previously implicated and novel pathways in the therapeutic mechanism in neuropsychiatric disorders. Neurogenomics 5:1 14.6. Christopher G. Evans, Lyra Chang, and Jason E. Gestwicki. 2010.Heat Shock Protein 70 (Hsp70) as an Emerging Drug Target J Med Chem. 24; 53(12): 45854602.7. Min-Nung Huang, Hua Yu and Kamal Moudgil. 2010. The involvement of heat-shock proteins in the pathogenesis of autoimmune arthritis: a critical appraisal.Semin Arthritis Rheum. 40(2): 164175.CV Ringkas

YuwonoJl. D.I. Panjaitan Gang Adil No 5 Plaju Palembang 30266

E-mail: yuwono71@yahoo.com

Date of birth

October 10, 1971

Nationality

Indonesian

Marital Status

Married

Children

Jawad (14), Imad (13), Widad (11) & Afaf (8)

Spouse

Nurbaiti Ekasari, B.Sc. (Hons.), M.Ed.

EducationM.D., M. Biomed. (Mol. Biol.) and Ph.D. (Med.Microbiol)

Course

Some in clinical microbiology, molecular biology & infection

Working Exp.

Head of Puskesmas

Lecturer

Dean of Medical School

Research-PublicationsMajor in molecular & infection. Published more than 30 papers.

Awards

The best biomedic researcher, The best lecturer & some scholaships

OrganizationsIDI, PAMKI, PERMI, PBBMI, INASIC, Konsorsium Sekolahalam, IKADI, KBIH Petro Al-Hajj dan Yayasan Rahmat Semesta Alam (Pendidika dan, sosial)8