BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakan

Tubuh manusia adalah kumpulan dari suatu sistem yang unik yang

secara kesatuan memberikan fungsi tersendiri. Namun, tubuh manusia

sangat rentan terhadap serangan mikroorganisme. Mikroorganisme yang

menyebabkan penyakit pada manusia dan hewan masuk ke dalam tubuh

dengan berbagai cara. Secara umum mikroorganisme yang dapat

menimbulkan penyakit disebut patogen. Patogen yang telah masuk akan

menimbulkan penyakit dengan berbagai mekanisme. Untuk menghadapi itu,

tubuh manusia mempunyai sistem pertahanan tersendiri, layaknya sebuah

negara dengan bala tentaranya. Sistem pertahanan tubuh manusia terbagi

menjadi dua, yaitu pertahanan tubuh spesifik dan non spesifik. Pertahanan

tubuh tidak spesifik dibagi lagi menjadi dua, yaitu pertahanan eksternal

yang terdiri dari kulit dan membran mukosa, dan pertahanan internal berupa

fagositosit, respon peradangan, interferon, dan protein koplemen.

Pertahanan tubuh spesifik adalah antibodi yang dibentuk oleh sel

limfosit. Antibodi atau yang lebih dikenal sebagai immunoglobulin adalah

suatu biomolekul yang terdiri atas protein yang dibentuk sebagai respon

peradangan terhadap benda asing yang masuk ke dalam tubuh manusia.

Sebagai bagian dari sistem pertahanan tubuh, immunoglobulin mempunyai

struktur tersendiri yang umumnya terdiri dari heavy chains dan light chains.

Setiap bagian tersebut memiliki fungsinya masing-masing dalam

menjalankan tugasnya sebagai pelindung tubuh. Berdasakan perbedaan pada

rantai beratnya, immunoglobulin dibagi menjadi 5 kelas, di antaranya IgG,

IgA, IgM, IgD, dan IgE.

B. Rumusan Masalah

1. Apakah yang membedakan antar kelas immunoglobulin?

2. Apakah fungsi masing-masing kelas immunoglobulin?

1

BAB II

PEMBAHASAN

A. PERBANDINGAN KELAS IMUNOGOBULIN

Antibodi, atau yang lebih dikenal sebagai imunogobulin (immuno-

protein) dikelompokkan menjadi lima kelas, di antaranya: Imunogobulin G

atau IgG, IgA, IgM, IgD, dan IgE. Perbedaan kelima kelas ini terletak pada

rantai beratnya yang masing-masing disimbolkan dengan γ, μ, α, δ dan ε.

Perbedaan yang menonjol terletak di daerah Fc dan hal ini menyebabkan

adanya perbedaan pula pada fungsi efektornya dalam mengikat antigen.

Misalnya, Kontak antara IgM dengan antigen dapat mengakibatkan aktivasi

komplemen, sedangkan kontak IgE mungkin dari antigen yang sama dapat

mengakibatkan degranulasi sel mast dan anafilaksis (peningkatan

permeabilitas pembuluh darah dan kontraksi otot polos). Perbedaan yang

mendetail dari kelima kelas tersebut dijelaskan di bawah ini.

1. Imunogobulin G

IgG merupakan monomer dan antibodi utama yang terdapat dalam

serum, yakni sekitar 80% dengan koefesien sedimentasi 7S. IgG memiliki

berat molekul 150.000. Pada IgG, lengan Fab bersambungan dengan Fc

melalui perpanjangan daeah dari rantai polipeptida yang disebut hinge.

Daerah ini cenderung terpapar dan sensitif terhadap serangan dari protease

yang membelah molekul menjadi beberapa bagian fungsional. Struktur ini

dijelaskan lebih mendetail pada gambar berikut ini.

Gambar 1. Struktur IgGSumber: Mayer, 2009

2

IgG merupakan imunogobulin yang dihasilkan dalam jumlah besar

ketika tubuh terpajan ulang ke antigen yang sama. Ia memberikan proteksi

utama pada bayi terhadap infeksi selama beberapa minggu setelah lahir

karena IgG mampu menembus jaringan plasenta. IgG yang dikeluarkan

melalui cairan kolostrum dapat menembus mukosa usus bayi dan menambah

daya kekebalan tubuh. IgG lebih mudah menyebar ke dalam celah-celah

ekstravaskuler dibanding imunogobulin jenis lain dan mempunyai peranan

utama menetralisis toksin bakteri dan melekat pada bakteri sebagai

persiapan fagosistosisnya serta memicu kerja system komplemen. Kompleks

bakteri dengan igG membuatnya aktif sehingga sel fagosit polimorfonuklear

yang menempeli bakteri melalui reseptor permukaan dan Fc bagian igG,

mengikat reseptor Fc kemudian merangsang konsumsi mikro-organisme

melalui fagositosis.

IgG dibagi menjadi empat subkelas, di antaranya IgG1, IgG2, IgG3,

IgG4. Perbedaannya terletak pada rantai berat yang disimbolkan dengan γ1,

γ2, γ3, dan γ4. Rantai berat menunjukkan homologi dan mempunyai struktur

tertentu. Misalnya, ada yang bereaksi dengan IgG antisera spesifik, tapi

beberapa yang lain mempunyai struktur tambahan pada setiap subkelas

yakitu komposisi asam amino dan jembatan disulfida. Perbedaan yang lebih

mendetail terlihat pada tabel berikut.

Tabel 1. Perbandingan Subkelas IgG Manusia

Sumber: Roitt’s, 2011

3

2. Imunogobulin A

Kehadiran IgA dalam serum sekitar 13% terutama sebagai monomer

7S akan tetapi cenderung membentuk polimer secara spontan melalui

asosiasi dengan crysteine-rich polypeptide yang disebut J-chains dari

molekul dengan berat 160.000. IgA hadir dalam sekresi sero-mucous seperti

dalam saliva, air mata, cairan hidung, keringat, kolostrum, sekresi dari

saluran lendir paru-paru, dan saluran pencernaan dimana IgA mempunyai

tugas untuk mempertahankan permukaan luar tubuh terhadap serangan dari

mikroorganisme. Hal ini nampak dalam cairan esensial yang berbentuk

dimer yang berperan menstabilkan serangan dari proteolisis dengan cara

bergabung dengan protein lain (suatu komponen sekresi yang disintesis oleh

sel epitel otak dan mempunyai rantai polipeptida tunggal dari molekul

dengan berat 60.000. IgA disintesis oleh plasma sel dan dimerisasi dengan

J-chains intraselular sebelum disekresikan. Jika dimerisasi terjadi secara

acak setelah IgA dihasilkan, dimer dari gabungan yang spesifik akan

membentuk kombinasi yang tidak efektif dengan antigen yang mempunyai

spesifik tunggal yaitu dengan valensi yang tinggi. IgA mengadakan ikatan

dengan cara melekat pada mikroorganisme yang menempel pada lapisan

mukosa untuk mencegahnya memasuki jaringan tubuh.

IgA terdiri dari dua sub kelas, yaitu IgA1 dan IgA2. IgA1 terbanyak

berada di dalam serum, sedangkan IgA2 berada banyak dalam sekresi. Kelas

dan subkelas ini terdapat pada mamalia tingkat tinggi, seperti monyet,

kambing, kelinci, babi, tikus, dan rat.

Gambar 2. Struktur IgASumber: Mayer, 2009

4

3. Imunogobulin M

IgM dikenal sebagai antibodi makrogrobulin karena berat

molekularnya, yaitu 900.000 yang kehadirannya dalam serum 6%. Molekul

IgM merupakan polimer dari lima subunit 4-peptida yang mengandung extra

CH. Sama halnya dengan IgA, polimerasi dari subunit bergantung pada

kehadiran J-chain dan strukturnya digambarkan oleh Hilschman. Di bawah

mikroskop elektron, molekul bebas di asumsikan sebagai sebuah bintang

tetapi ketika dikombinasikan sebagai antibodi dengan permukaan membran

antigen an tampak seperti seekor kepiting. Struktur tersebut digambarkan

seperti berikut ini.

Gambar 3. Struktur IgMSumber: Roitt’s, 2011

Karena valensinya yang tinggi, IgM sangat efisien dalam

penggumpalan dan merupakan agen sitolitik. Sejak kehadirannya dalam

merespon infeksi dan kehadirannya dalam aliran darah, terlihat bahwa IgM

memainkan aturan penting dalam kasus bacteraemia. Isohaemaglutinin

(Anti-A dan Anti-B) dan kebanyakan antibodi alami adalah jenis dari IgM.

Berikut ini adalah struktur IgM dalam bentuk pentamer.

5

Gambar 4. Struktur IgMSumber: Mayer, 2009

4. Imunogobulin D

Kelas ini diakui melalui penemuan dari protein myeloma yang tidak

mempunyai antigen spesifik IgG, A, atau M. Meskipun begitu, IgD

memiliki rantai ringan dan struktur dasar 4-peptida. Di antara kelima kelas

imunogobulin, IgD memiliki keunikan yaitu retan terhadap degradasi

proteolitik dan kehidupannya dalam plasma hanya 28 hari. Suatu

perkembangan yang menarik didemontrasikan oleh IgD pada permukaan

limfosit darah yang selalu bersama, sehingga terlihat seperti memiliki fungsi

bersama interaksi reseptor antigen untuk mengontrol aktivasi limfosit dan

penekanan.

Gambar 5. Struktur IgDSumber: Mayer, 2009

5. Imunogobulin E

Kehadiran IgE dengan koefesien sedimentasi 8S dalam serum hanya

dalam konsentrasi rendah, yakni 0,002 % dan juga dalam proporsi yang

kecil dalam sel plasma. Ini bukanlah hal yang mengejutkan, karena sejauh

ini IgE hanya dikenali dalam enam kasus myeloma jika dibandingkan

dengan IgG. Sisa antibodi IgE diperbaiki dalam jangka waktu yang panjang

6

ketika diinjeksikan pada kulit manusia dimana IgE diikat oleh sel mast.

Kontak dengan antigen menyebabkan terjadinya degranulasi sel mast

dengan mengeluarkan vasoactive amines. Proses ini bertanggung jawab

pada hayfever dan asma ketika pasien yang memiliki alergi tertentu kontak

dengan penyebab alergi, misalnya serbuk sari. Aturan utama fisiologi dari

IgE belum ditemukan, akan tetapi peningkatan konsentrasinya dalam serum

dapat menjadi tanda terjadinya infeksi. Kontak antara parasit antigen dengan

sel mast yang berikatan dengan IgE di dinding usus menghasilkan histamin

yang dapat menolak parasit.

Gambar 6. IgESumber: Mayer, 2009

Karakteristik Biologi dari kelima kelas Imunogobulin di atas dapat

dilihat pada tabel berikut ini.

Tabel. 1 Imunoglobulin Manusia

Sumber: Roitt’s, 2011

7

B. Isotipe, Allotipe, dan Idiotipe

Variabilitas antibodi dibagi menjadi tiga kelompok. Isotipe

merupakan varian yang hadir pada semua spesies yang sehat. Kelas dan

subkelas imunoglobulin merupakan contoh dari variasi isotipe yang

menyertakan daerah C dari rantai berat.

Allotipe adalah varian yang merupakan hasil dari pewarisan sifat

sebagai alternatif (alel) dan oleh karena itu tidak semua spesies yang sehat

mempunyai allotipe. Allotipe terjadi sebagai varian dari gen rantai berat

daerah C, pada laki-laki ada 4 subkelas IgG, IgA2 dan IgM. Penamaan

allotipe imunoglobulin manusia didasarkan pada dimana isotipe yang

temukan mengikuti sistem penomoran WHO. Misalnya G1m didefinisikan

sebagai allotipe pada IgG1 rantai berat, Km didefinisikan sebagai allotipe

yang ditemuka pada κ rantai ringan.

Daerah V pada antibodi dapat bertindak sebagai antigen dan faktor

penentu yang unik dari daerah V yang membedakannya dari antibodi

lainnya, ini disebut sebagai idiotipe. Idiotipe antibodi terdiri dari sepasang

idiotipe determinan yang individual yang disebut idiotipe. Poliklonal anti

idiotipe biasanya dikenal sebagai sepasang idiotipe, sedangkan antibodi

monoklonal adalah idiotipe tunggal. Idiotipe biasanya spesifik pada klon

antibodi individual, namun terkadang dibagi menjadi klon antibodi yang

berbeda.

Tabel 3. Isotipe, Allotipe, dan Idiotipe

8

Sumber: Roitt’s, 2011

BAB III

KESIMPULAN

Berdasarkan pembahasan di atas, dapat ditarik beberapa kesimpulan,

di antaranya adalah:

1. Immunoglobulin berdasarkan rantai berat dibagi menjadi lima kelas,

yaitu IgG, IgA, IgM, IgD, dan IgE dan disimbolkan dengan γ, μ, α, δ

dan ε

2. IgG yang dikeluarkan melalui cairan kolostrum dapat menembus

mukosa usus bayi dan menambah daya kekebalan tubuh.

3. IgA hadir dalam sekresi sero-mucous seperti dalam saliva, air mata,

cairan hidung, keringat, kolostrum, sekresi dari saluran lendir paru-paru,

dan saluran pencernaan dimana IgA mempunyai tugas untuk

mempertahankan permukaan luar tubuh terhadap serangan dari

mikroorganisme.

4. IgM sangat efisien dalam penggumpalan dan merupakan agen sitolitik.

5. IgD memiliki keunikan yaitu retan terhadap degradasi proteolitik dan

kehidupannya dalam plasma hanya 28 hari.

6. Kontak antara parasit antigen dengan sel mast yang berikatan dengan

IgE di dinding usus menghasilkan histamin yang dapat menolak parasit.

9

Pertanyaan:

1. Juwarti

Jelaskan kembali mengenai materi tentang pembagian kelas

immunoglobulin secara ringkas!

Jawab:

Immunoglobulin berdasarkan rantai berat dibagi menjadi lima kelas,

yaitu IgG, IgA, IgM, IgD, dan IgE dan disimbolkan dengan γ, μ, α, δ

dan ε. IgG yang dikeluarkan melalui cairan kolostrum dapat menembus

mukosa usus bayi dan menambah daya kekebalan tubuh. Sedangkan,

IgA hadir dalam sekresi sero-mucous seperti dalam saliva, air mata,

cairan hidung, keringat, kolostrum, sekresi dari saluran lendir paru-paru,

dan saluran pencernaan dimana IgA mempunyai tugas untuk

mempertahankan permukaan luar tubuh terhadap serangan dari

mikroorganisme. Kemudian, IgM sangat efisien dalam penggumpalan

dan merupakan agen sitolitik. IgD memiliki keunikan yaitu retan

terhadap degradasi proteolitik dan kehidupannya dalam plasma hanya 28

hari. Terakhir, IgE yang berikatan dengan dengan sel mast jika

mengadakan kontak dengan parasit antigen di dinding usus akan

menghasilkan histamin yang dapat menolak parasit.

10

DAFTAR PUSTAKA

Mayer, Gene. 2009. Immunoglobulins - Structure And Function (Online) (http://pathmicro.med.sc.edu/mayer/igstruct2000.htm, diakses pada tanggal 16 Desember 2013, pukul 20.00 WIB)

Roitt’s, Ivan., et.al. 2011. Roitt’s Essential Immunology. 12th ed. UK: Willey-Blackwell

11