Dua Jenis Fagosit

Fagosit adalah jenis sel yang menelan dan “memakan” sel lain. Peran mereka dalam sistem kekebalan terungkap melalui karya Elie Metchnikoff, seorang ilmuwan pada pergantian abad ke-20. Dia sangat terkenal pada saat itu karena penemuannya tentang apa yang dia sebut fagosit "profesional" dan "tidak profesional", meskipun istilah itu biasanya dianggap ketinggalan zaman sekarang. Dia juga seorang penganut Darwinisme yang kuat, dan membuat argumen yang kuat dan populer bagi masyarakat untuk secara teratur mengonsumsi yogurt untuk melindungi keseimbangan bakteri di saluran pencernaan mereka. Metchnikoff menjelaskan betapa pentingnya fagosit profesional untuk kemampuan sistem kekebalan melawan infeksi. Fagosit tidak profesional adalah sel yang memiliki fungsi utama selain menelan dan melarutkan sel, seperti sel keterampilan tertentu. Fagosit profesional, menurut terminologi Metchnikoff, adalah sel yang fungsi utamanya didedikasikan untuk fagositosis. Dengan kata lain, tugas mereka adalah menemukan dan menghancurkan sel-sel patogen yang berbahaya bagi organisme.

Banyak sel dalam tubuh organisme multiseluler terlibat dalam fagositosis, seperti sel-sel kulit tertentu. Patogen adalah mikroba atau benda asing lainnya yang dapat menyebabkan kerusakan atau penyakit. Terkadang patogen sebenarnya bukan benda asing, tetapi sel ganas – atau kanker – yang sudah ada di dalam tubuh. Fagosit bekerja untuk menghilangkan semua jenis patogen yang berpotensi berbahaya ini. Fagosit dibuat oleh sel yang disebut sel punca hematopoietik yang ada di sumsum tulang. Sel-sel induk ini menghasilkan sel-sel myeloid dan limfoid, yang pada gilirannya menimbulkan sel-sel lain, termasuk sel-sel dasar untuk sistem kekebalan tubuh. Beberapa sel yang dihasilkan oleh sel myeloid adalah monosit dan neutrofil. Neutrofil adalah jenis fagosit. Monosit menimbulkan makrofag, yang merupakan jenis fagosit lain.

TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)

Fagosit adalah jenis sel yang menelan dan “memakan” sel lain. Dua jenis fagosit adalah makrofag dan neutrofil, yang keduanya merupakan sel penting yang terlibat dalam kekebalan. Mereka secara khusus terlibat dalam sistem kekebalan bawaan, yang efektif sejak awal kehidupan seseorang. Makrofag dan neutrofil mengikat bentuk yang disebut PAMP pada permukaan banyak mikroba invasif, dan kemudian menyerap dan melarutkan mikroba.

Seperti vertebrata lainnya, manusia memiliki dua jenis sistem kekebalan untuk perlindungan terhadap patogen. Salah satu sistem imun tersebut disebut sistem imun bawaan. Sistem kekebalan bawaan juga hadir di sebagian besar bentuk kehidupan lainnya. Pada vertebrata, sistem ini menggunakan fagosit sebagai salah satu garis pertahanannya. Sistem kekebalan bawaan disebut demikian karena instruksi untuk operasinya ditulis ke dalam kode genetik spesies. Sistem ini efektif sejak awal kehidupan seseorang, dan bereaksi terhadap patogen yang telah ada selama ribuan tahun. Ini berbeda dengan sistem kekebalan adaptif, atau didapat, yang unik untuk vertebrata, dan merupakan sistem kekebalan kedua mereka. Ini beradaptasi dengan patogen yang terpapar organisme individu selama hidup.

Sistem imun adaptif membutuhkan waktu lebih lama untuk merespons ancaman daripada sistem imun bawaan, sebagian karena sistem ini jauh lebih spesifik dalam merespons ancaman. Sistem kekebalan adaptif adalah yang diandalkan manusia ketika menerima vaksinasi untuk menghindari menjadi sakit di masa depan dengan influenza, cacar atau berbagai penyakit menular lainnya. Sistem kekebalan adaptif juga bertanggung jawab atas kepercayaan yang dimiliki seseorang bahwa mereka tidak akan pernah lagi terkena cacar air, misalnya, karena mereka sakit ketika mereka berusia enam tahun tua. Dalam sistem kekebalan jenis kedua ini, ada paparan pertama terhadap agen infeksi, yang disebut antigen, baik melalui penyakit atau vaksinasi. Paparan pertama itu mengajarkan sistem imun adaptif untuk mengenali antigen. Jika antigen menyerang lain waktu di masa depan, reseptor pada permukaan antigen akan memicu serangkaian respons imun yang dibuat khusus untuk jenis infeksi tertentu. Fagosit, bagaimanapun, terutama terlibat dalam sistem kekebalan tubuh bawaan.

Sebelum fagosit terlibat dalam perang melawan patogen sebagai bagian dari kekebalan bawaan sistem, tubuh menggunakan garis pertahanan yang lebih murah yang terdiri dari penghalang fisik dan kimia hambatan. Lingkungan penuh dengan racun dan agen infeksi di udara, air dan makanan. Ada sejumlah penghalang fisik dalam tubuh manusia yang menghalangi atau mengusir penjajah. Misalnya, selaput lendir dan rambut di lubang hidung mencegah kotoran, patogen, dan polutan memasuki saluran udara. Tubuh mengeluarkan racun dan mikroba dari tubuh melalui urin, melalui uretra. Kulit dilapisi dengan lapisan tebal sel-sel mati yang menghalangi patogen masuk melalui pori-pori. Lapisan ini sering mengelupas, yang secara efektif menghilangkan mikroba potensial dan patogen lain yang menempel pada sel-sel kulit mati.

Hambatan fisik membentuk satu lengan garis pertahanan pertama dalam sistem kekebalan bawaan; lengan lainnya terdiri dari penghalang kimia. Bahan kimia ini adalah zat dalam tubuh yang memecah mikroba dan patogen lain sebelum dapat menyebabkan kerusakan. Keasaman pada kulit dari minyak dan keringat mencegah bakteri tumbuh dan menyebabkan infeksi. Jus lambung yang sangat asam dari perut membunuh sebagian besar bakteri dan racun lain yang mungkin tertelan - dan muntah bertindak sebagai penghalang fisik untuk menghilangkan agen patogen seperti "keracunan makanan," demikian juga. Bekerja sama, penghalang kimia dan fisik yang selalu waspada melakukan banyak hal untuk mencegah banyak bahaya mikroskopis lingkungan yang mencoba memasuki tubuh dan menyebabkan kerusakan.

Sementara garis pertahanan pertama terdiri dari penghalang fisik dan kimia, garis pertahanan kedua pertahanan adalah titik di mana proses fagositosis terlibat dalam menangkis ancaman terhadap tubuh. Banyak agen infeksi seperti virus dan bakteri memiliki molekul pada permukaannya dengan bentuk yang tetap sama sepanjang sejarah evolusi. Bentuk-bentuk ini disebut "pola molekul terkait patogen," atau PAMP. Beberapa spesies patogen dapat berbagi PAMP yang sama. Berbeda dengan sistem imun adaptif, yang “mengingat” bentuk reseptor bakteri dan strain virus tertentu setelah paparan pertama, sistem imun bawaan tidak spesifik, dan hanya mengikat PAMP ini. Ada kurang dari 200 PAMP, dan sel yang disebut sentinel mengikat mereka dan kemudian memicu serangkaian reaksi imun. Sel-sel sentinel ini adalah makrofag.

Salah satu responden pertama dari sistem kekebalan tubuh bawaan adalah makrofag, salah satu jenis fagosit. Mereka sangat tidak spesifik dalam target mereka, tetapi mereka menanggapi salah satu dari 100 hingga 200 PAMP yang dikenal oleh sistem kekebalan bawaan. Ketika patogen dengan PAMP yang dapat dikenali mengikat reseptor seperti tol pada permukaan makrofag, membran sel makrofag mulai mengembang sedemikian rupa sehingga menelan mikroba. Membran plasma menutup sehingga mikroba, yang masih terikat pada reseptor seperti tol, ditahan di dalam vesikel yang disebut fagosom. Di dekatnya, ada vesikel lain di dalam makrofag yang disebut lisosom, yang diisi dengan enzim pencernaan. Lisosom dan fagosom, yang berisi mikroba, bergabung bersama. Enzim pencernaan memecah mikroba.

Makrofag menggunakan setiap bagian dari mikroba dan membuang sisanya dengan mengeluarkan limbah melalui proses eksositosis. Ini menyimpan potongan mikroba yang disebut fragmen antigen, yang terikat pada molekul yang dirancang khusus untuk menampilkan fragmen ini. Mereka disebut molekul antigen-presenting MHC II, dan mereka dimasukkan ke dalam membran sel makrofag, sebagai langkah penting dalam sistem kekebalan adaptif. Ini berfungsi sebagai sinyal pengaktifan ke pemain seluler dalam sistem kekebalan adaptif tentang strain patogen mana yang telah menyerang tubuh. Namun, sebagai bagian dari sistem kekebalan bawaan, tujuan utama makrofag adalah mencari dan menghancurkan penyerang. Makrofag dapat dibuat lebih cepat oleh tubuh daripada sel-sel yang lebih khusus dari sistem kekebalan adaptif, tetapi mereka tidak seefektif atau terspesialisasi.

Neutrofil adalah jenis lain dari fagosit. Mereka pernah disebut mikrofag oleh Elie Metchnikoff. Seperti makrofag, neutrofil adalah produk sel punca hematopoietik di sumsum tulang, yang menghasilkan sel mieloid. Selain menghasilkan monosit yang menjadi makrofag, sel myeloid juga menghasilkan beberapa sel lain yang membentuk sistem imun bawaan, termasuk neutrofil. Tidak seperti makrofag, neutrofil sangat kecil, dan hanya bertahan beberapa jam atau hari. Mereka bersirkulasi dalam darah saja, sedangkan makrofag bersirkulasi dalam darah dan jaringan. Ketika makrofag merespons patogen, mereka melepaskan bahan kimia ke dalam aliran darah, terutama sitokin, yang memperingatkan sistem kekebalan terhadap penyerang. Makrofag tidak cukup untuk melawan infeksi apa pun sendirian, jadi neutrofil merespons peringatan kimiawi dan bekerja bersama-sama dengan makrofag.

Lapisan pembuluh darah disebut endotelium. Neutrofil sangat kecil sehingga mereka menyelinap di antara celah yang memisahkan sel-sel endotel, bergerak masuk dan keluar dari pembuluh darah. Bahan kimia yang dilepaskan oleh makrofag setelah berikatan dengan patogen menyebabkan neutrofil berikatan lebih kuat dengan sel endotel. Setelah neutrofil terikat kuat pada endotel, mereka masuk ke dalam cairan interstisial, dan endotel berdilatasi. Pelebaran membuatnya lebih permeabel daripada sebelum makrofag bereaksi terhadap patogen, yang memungkinkan beberapa darah mengalir ke jaringan di sekitar pembuluh darah, membuat area tersebut menjadi merah, hangat, nyeri dan bengkak. Proses ini dikenal sebagai respon inflamasi.

Terkadang bakteri melepaskan bahan kimia yang memandu neutrofil ke arah mereka. Makrofag juga melepaskan zat kimia yang disebut kemokin yang memandu neutrofil menuju tempat infeksi. Seperti makrofag, neutrofil menggunakan fagositosis untuk menyelimuti dan menghancurkan patogen. Setelah menyelesaikan tugas ini, neutrofil mati. Jika ada cukup neutrofil mati di tempat infeksi, sel-sel mati membentuk zat yang dikenal sebagai nanah. Nanah adalah tanda bahwa tubuh sedang menyembuhkan dirinya sendiri, dan warna serta konsistensinya dapat mengingatkan penyedia layanan kesehatan tentang sifat infeksi. Karena neutrofil sangat berumur pendek tetapi sangat banyak, mereka sangat penting untuk melawan infeksi akut, seperti luka yang terinfeksi. Makrofag, di sisi lain, berumur panjang dan lebih berguna untuk infeksi kronis.

Sistem komplemen menciptakan jembatan antara sistem imun bawaan dan sistem imun adaptif. Ini terdiri dari sekitar 20 protein yang diproduksi di hati, yang menghabiskan sebagian besar waktunya beredar melalui aliran darah dalam bentuk tidak aktif. Ketika mereka bersentuhan dengan PAMP di tempat infeksi, mereka menjadi aktif, dan begitu sistem komplemen diaktifkan, protein mengaktifkan protein lain dalam suatu kaskade. Setelah protein diaktifkan, mereka bergabung bersama untuk membentuk kompleks serangan membran (MAC), yang mendorong melintasi membran sel mikroba menular, memungkinkan cairan membanjiri patogen dan menyebabkannya ledakan. Selain itu, protein komplemen mengikat langsung ke PAMP, yang menandai mereka, memungkinkan fagosit untuk lebih mudah mengidentifikasi patogen untuk dihancurkan. Protein juga memudahkan antibodi untuk menemukan antigen ketika sistem imun adaptif terlibat.