TUGAS ORAL BIOLOGY II RESPON IMUNOLOGIS TERHADAP KARIES
Disusun oleh : Anissa Citra Utami (04091004054) Amelia Monika (04091004058) Ayu Jembar Sari (04091004030) Tri Septi Utami (04091004022) (04091004022)
Dosen Pembimbing : Drg. Shanty Chairani
PROGRAM STUDI KEDOKTERAN GIGI FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS SRIWIJAYA
Respon Imunologis Terhadap Karies Imunologi adalah suatu ilmu yang mempelajari tentang mekanisme dan fungsi sistem imunitas tubuh yang timbul sebagai akibat pengenalan terhadap zat asing, termasuk usaha untuk menetralkan, mengeliminasi atau memetabolisme zat asing tersebut besera produk-produknya.1 Sedangkan sistem imun sendiri adalah suatu sistem kompleks yang memberikan respons imun (humoral dan selular) untuk menghadapi agens spesifik seperti bakteri, virus, toksin, atau zat lain yang oleh tubuh dianggap “bukan bagian diri”. 2
Sistem pertahanan tubuh dikenal sebagai mekanisme imunitas alami dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu: 1. Pertahanan dengan spectrum luas, yang diartikan tidak hanya kepada antigen spesifik 2. Mekanisme imunitas yang hanya diekspresikan dan timbul karena paparan antigen spesifik
Tabel Mekanisme Imunitas Tubuh Tipe Imunitas Tidak Spesifik
Contoh Membran mukosa • •
Sel fagositik
•
Sekresi enzim
•
Interferon
•
Transfer antibodi lewat plasenta
•
Sembuh dari sakit
•
Pemberian antitoksin
•
Vaksinasi
Spesifik •
•
Didapat alami
Didapat artifisal
Baik sistem imunitas spesifik maupun tidak spesifik, reaksinya dapat bersifat selular maupun humoral, dan dalam melakukan tugasnya kedua sistem itu dapat bekerjasama. Respon imun seluler bekerja pada pengaruh-pengaruh biologis dari sel utuh dan keterlibatan pada reaksi hospes terhadap benda asing. Sedangkan respon imun humoral menekankan pada kerja zat-zat kimia yang dikeluarkan oleh sel,
misalnya antibodi. Di dalam tubuh setiap individu keduanya berperan untuk melindungi tubuh manusia dari serangan antigen penyebab infeksi maupun penyebab kerusakan pada jaringan.1
Karies gigi merupakan penyakit jaringan keras gigi yang disebabkan oleh faktor etiologi yang kompleks dan multifaktorial yang dipengaruhi oleh faktor faktor seperti faktor host, agen atau mikroorganisme, substrat atau diet dan faktor waktu. Tetapi, penelitian orland dan keyes memperlihatkan betapa besarnya peran bakteri dalam pembentukan karies.3 Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa penyakit karies gigi secara imunologik merupakan penyakit infeksi tipe kondisional yang disebabkan oleh kuman patogen yang spesifik. 1 Dalam hal ini Streptococcus mutans diyakini sebagai antigen yang berperan penting pada proses terjadinya karies gigi memenuhi postulat koch sebagai penyebab karies yaitu: 1.
Streptococcus ditemukan dalam plak gigi karies dan biasanya tidak dapat diisolasi dari yang bebas karies.
2.
Organisme ini dapat tumbuh dalam kultur murni.
3.
Infeksi pada tikus bebas kuman atau hamster normal oleh streptococcus berupa karies.
4.
Organisme tersebut dapat ditemukan kembali dari lesi karies dan tumbuh dalam kultur murni.
5.
Antibodi terhadap organisme ini meningkat pada penderita dengan karies.4 Karena karies gigi memenuhi kriteria sebagai penyakit infeksi, maka
dilakukan pendekatan imunologi untuk mencegahnya. Pendekatan ini berupa penelitian mengenai respon imunologis terhadap karies dan pengembangan vaksin karies.5 Rongga mulut merupakan pintu masuk utama mikroorganisme, oleh karena itu banyak faktor yang terlibat dalam organisme pertahanan terhadap bakteri oportunis yang apabila fungsi ini menurun makan bakteri oportunis tersebut dapat menjadi patogen dan menimbulkan berbagai kelainan. Dalam hal ini termasuk bakteri penyebab karies gigi.1 Perlindungan terhadap karies gigi ini melibatkan sistem imunitas dan sejumlah faktor-faktor alamiah. Gigi dilindungi oleh suatu sistem imun di dalam rongga mulut, dimana komponen-komponen yang dihasilkan oleh kelenjar
ludah merupakan hal yang sangat berperan di dalam sistem imun dalam rongga mulut.5 Respon imun didalam rongga mulut melewati tiga kompartemene cairan yang satu dengan lainnya berhubungan yaitu air liur, cairan celah gusi, dan darah. Ketiga cairan tersebut bergabung membentuk cairan mulut.
Walaupun secara kuantitatif
cairan mulut terbanyak terdiri dari komponen air liur, secara kualitatif cairan celah gusi mungkin berperan terhadap sejumlah faktor-faktor imun yang penting. Pengaruh komponen celah gusi pada respon imun cairan rongga mulut yang tidak jelas, tetapi hampir semua polimorfonuklear leukosit (PMNL) dan sejumlah kecil IgG berasal dari cairan celah gusi.
Fungsi utama imunitas cairan rongga mulut meningkat oleh
komponen-komponen ini. 4 Darah
Cairan celah gusi
IgM, IgG, IgA Protein Komplemen Enzim-enzim Elektrolit PMN Neutrofil Sel T, Sel B Makrofag
IgA Protein Enzim-enzim Elektrolit
Kelenjar air liur
•
Air liur
Respon Imun terhadap Penyakit Karies Gigi
Cairan celah gusi
Cairan Mulut Domai n Air Liur
IgA, IgG,IgM Protein Enzim Elektrolit PMN Neutrofil
Air liur
Rongga mulut bayi pada saat dilahirkan dalam keadaan steril, namun dalam waktu beberapa menit akan terjadi kolonisasi kuman di dalam rongga mulutnya. Ibu dapat merupakan sumber infeksi oleh kuman Streptokokus mutans, oleh karena kontak yang dekat seperti ciuman pada bayi. Kolonisasi kuman-kuman ini akan diikuti dengan produksi antibodi oleh bayi itu sendiri, dimana sebelumnya bayi sudah mendapat Ig G dari ibunya melalui plasenta. Didalam saliva ditemukan sekretori imunoglobulin A (slg A) yg mampu menghambat kolonisasi oral. 1 Produksi antibdi slg A saliva terhadap Streptokokus mutans dapat dibentuk oleh: a.
Antigen yang masuk secara langsung ke kelenjar saliva minor yang berkembang di bawah mukosa oral.
b.
Secara tidak langsung menelan Streptokokus dengan konsentrasi yang cukup dan merangsang jaringan limfosit pada usus untuk membentuk respon imun. Selanjutnya antibodi serum terhadap kuman Streptokokus mutans dengan jumlah yang tinggi pada slaiva maternal akan menyebabkan dibentuknya antibodi yang adekuat. Hasil respon imun ini bekerja aktif dala mencegah kolonisasi Streptokokus mutans selanjutnya pada gigi yang erupsi. 1 •
Respon Imun Seluler dan Humoral Dalam imunologi ada dua sistem pertahanan, yaitu seluler dan humoral.
Keduanya dapat bekerja sama dan berhubungan dengan limfosit yang terdapat dalam darah dan organ-organ limfosit seperti limfa dan kelenjar getah bening. Untuk proses pendewasaan, sel-sel limfosit yang diperlukan untuk daya tahan seluler harus melewati kelenjar timus, dimana terjadi kontak dengan sel-sel epitel dan kelenjar timus. Sel-sel limfosit yang sudah dewasa ini kemudian disebut dengan sel T. Selain itu terdapat pula sel B yang berasal dari organ yang mendewasakan sel-sel tersebut. Bila terjadi kontak antara limfosit dewasa (sel B atau sel T) dengan antigen, maka limfosit yang memiliki reseptor khusus untuk antigen tersebut akan mengadakan proliferasi. Pada sistem pertahanan seluler terjadi penambahan dari sel T, terutama subset CD4 yang dapat mengenal antigen-antigen yang bersangkutan. Sedangkan pada sistem pertahanan humoral, selain ada penambahan dari sel B, juga terjadi pembentukan imunoglobulin.1
dan
pelepasan
dari
reseptor-reseptor
spesifik
yang
disebut
Antibodi pada sel yang diproduksi oleh sel B berasal dari slah satu dari lima kelas molekul protein sesuai dengan fungsinya asing-masing, yaitu: 1.
Ig G, imunoglobulin yang paling banyak terdapat pada ruang intra maupun ekstraseluler dan dihubungkan dengan imunitas pasif dan imunitas jnagka panjang (long term immunity)
2.
Ig A lain, disebut sekretori Ig A (slg A) yang terdapat pada cairan glandula dan banyak terdapat pada area mukosa, seperti saluran pernapasan dan saluran perkemihan. Berfungsi untuk mencegah terkumpulnya antigen.
3.
Ig M mengeliminasi antigen sebelum datang cukup banyak IgG dan merupakan immunoglobin pertama yang dibentuk sebagai respon terhadap antigen baru
4.
Ig E terdapat pada indivisu normal dengan konsentrasi yang snagat rendah tetapi bersifat mengikat pada enderita alergi.
5.
Ig D, fungsi utamanya adalah reseptor antigen atau dengan kata lain sebagai pengenalan antigen oleh sel B.1,6
Apabila terjadi kontak baru dengan antigen yang sama, maka akan dikenali oleh sel T yang spesifik ( sistem pertahanan seluler) atau antibodi yang ada di dalam sirkulasi (sistem pertahanan humoral). Di dalam rongga mulut, reaksi pertahanan tidak terjadi pada enamel, karena enamel tidak mempunyai pembuluh darah. 1
•
Komponen Mediator sebagai Respon Imun pada Karies Gigi
Boedi Oetomo Roeslan Menyatakan bahwa selama perkembangan karies gigi, antibodi ditemukan dalam saliva, cairan pulpa gigi, dan cairan dentin. Hal ini menunjukkan bahwa saliva, cairan pulpa gigi, dan cairan dentin dapat memberikan respon imunologik terhadap serangan antigen kuman penyebab karies gigi. 1
a. Saliva Penelitian Dale B.Mitch et al menunjukkan bahwa penambahan saliva pada suatu suspensi bakteri oral dapat menyebabkan agregasi bakteri. Pada saliva setidaknya terdapat komponen sekresi yang terikat pada molekul slg A, membuat antibosi slg A tahan terhadap enzim proteolitik yang ada pada saliva. Antibosi slg A saliva bekerja dengan menghambat proses perlekatan sucrose independent tage san sucrose dependent stage S mutans pada permukaan gigi, sehingga tidak terjadi
aktivitas metabolik. Oleh kaena itu, slg A dianggap sangat efisien pada hampir semua subjek, seperti permukaan gigi halus yang terpapar jarang terkena karies. Tetapi pada gigi tertentu (fisur,proksimal, dan servikal) yang tidak dapat dijangkau oleh komponen saliva, hubungan pertahanan tidak ditemukan antara titer antibodi dan indeks karies.1 Mucin saliva dan konstituennya melindungi permukaan mulut dan gigi melalui berbagai cara: 1.
Glikoprotein saliva menutupi dan melumasi mukosa.
2.
Enzim antibakteri lisosim pada saliva berfungsi untuk memecahkan dinding sel bakteri dan berfungsi sebagai penakluk.
3.
Antibodi pada saliva terutama terdiri dari Imunoglobulin (IgA). IgA ini akan bereksi dengan antigen makanan untuk menetralkan efeknya, selain itu IgA dapat mencegah perlekatan bakteri dan virus pada permukaan gigi dan mukosa mulut.
4.
enzim sialoperoksidase mempunyai aktivitas antibakteri, khususnya terhadap laktobasili dan streptokokus.
5.
Bikarbonat dan fosfat memberi efek buffer pada makanan dan asam bakteri.
6.
Komponen
mineral,
khususnya
kalsium
dan
ion
fosfor
berfungsi
mempertahankan intregritas gigi dengan cara memodulasi difusi ion dan mencegah hilangnya ion mineral dari jaringan gigi. 7 Selain itu pada saliva terdapat faktor-faktor alamiah non spesifik yang juga berperan dalam melindungi gigi dari karies yaitu: 1. Protein Kaya prolin Protein kaya prolin (PRP) berfungsi untuk mempertahankan konsentrasi Ca 2+ di dalan saliva tetap konstan, yang penting artinya dalam penghambatan demineralisasi dan peningkatan remineralisasi. Selain itu PRP juga berperan untuk mencegah terbentuknya karang gigi. Protein kaya prolin (Protein Rich Prolin / PRP) terdiri dari 150-170 asam amino protein saliva. Protein ini memelihara saliva agar tetap dalam kedaan jenuh terhadap kalsium fosfat dan terdapat juga pada pelikel enamel. Hal ini menunjukkan bahwa PRP memiliki peranan penting dalam proses mineralisasi pada permukaan gigi dan juga mempengaruhi perlekatan bakteri sebelum terbentuknya plak.
5
2. Laktoferin Laktoferin di dalam saliva berjumlah kurang dari 1% dari protein ludah. Didala ludah yang dirangsang konsentrasi laktoferin adalah sekitar 1 mg/100ml. Laktoferin merupakan glikoprotein yang mengikat ion-ion spesifik Fe 3+ di dalam cairan eksokrin. Efek bakteriostatik maupun bakterimia laktoferin terhadap S.mutans bekerja sangat baikpada konsentrasi 15 mg/100 mL. aktifitas bakterisid laktoferin langsung menembus pada permukaan sel. Struktur sel bakteri terluar seperti membran terluar dan kapsul memiliki suatu sistem perlindungan untuk mengatasi aktifitas laktoferin. 5 Efek antimikrobial laktoferin dalam melindungi jaringan mulut bekerjasama dengan komponen antimikrobial ludah lainnya seperti lisosim dan laktoperoksidase. Laktoferin dapat bekerja lebih efektif dalam kombinasi dengan lisosim bermuatan negatif pada permukaan sel bakteri. Karena itu kemampuan sel-sel bakteri untuk mengambil ion Fe3+ dapat di reduksi, sehingga laktoferin dalam konsentrasi rendah sudah dapat mengambil ion Fe3+ yang cukup untuk dapat menghambat pertumbuhan bakteri. Laktoferin dianggap penting untuk melindungi jaringan epitel dan infeksi bakterial.5 3. Laktoperoksidase Didalam saliva terdapat dua macam peroksidase, yang keduanya mempunyai efek bakteriostatik, namun kedua jenis laktoperoksidase ini memiliki mekanisme yang berbeda. Keduanya sama-sama menggunakan H2O2 sebagai substrat, namun berbeda dalam penggunaan ion-ion sebagai ko-substrat yang diperlukan untuk aktifitas enzimatisnya yaitu: I dan SCN - (tiosianat) serta halida (CL-, Br -, I-, SCN-). Kedua sistem peroksidase ini menurut ko-substratnya dapat dilukiskan sebagai berikut: 1.
Sistem laktoperoksidase-tiosianat-H2O2
2.
Sistem mieloperoksidase-halida-H2O2 Laktoperoksidase menunjukkan beberapa efek biokimiawi :
1.
Mempunyai efek aktifitas antibakterial, memperlambat pertumbuhan berbagai bakteri.
2.
Mengkatalisis yodasi asam amino tirosin dalam berbagai protein.
3.
Mengkatalisis pembentukan cross-link dalam beberapa protein.5
Pada Laktoperosidase saliva, donor utamanya adalah tiosianat (SCN -), yang merupakan senyawa halida dengan konsentrasi kira-kira 1-2 mM di dalam saliva. Dalah hal ini ion tiosanat akan menjadi hipotiosanat (OSCN -), yang mampu mengoksidasi
thiols
yang
memberikan
pengaruh
bakterisid
pada
sistem
laktoperoksidase-H2O2-SCN-.5 Hipotiosianat (OSCN-) dalam konsentrasinya yang cukup dapat menghambat metabolisme karbohidrat oleh streptokokus mutans. Proses penghambatan yang sempurna terjadi karena hidrogen peroksida yang dikeluarkan oleh bakteri mengoksidasi tiosianat (SCN-) dikatalisis oleh laktoperoksidase saliva, menghasilkan OSCN-. Hasil oksidasi ini menghambat metabolisme bakteri dengna membloking transport gula dan melalui enzim glikolisis inaktif. Penghambatan ini akan mengurangi jumlah asam yang dihasilkan bakteri, dimana keberadaan asam ini akan mengakibatkan demineralisasi permukaan enamel.5 4. Lisozim Lisozim adalah enzim yang menunukkan aktivitas bakterisid dengan memecah ikatan antara asam N-asetil glukosamin dan N-asetil muramik dalam komponen mukopeptida dinding sel bakteria. Enzim ini berasal dari glandula submandibularis, sublingualis, dan parotis di mulut. Di dalam kelenjar ludah lisozim berlokasi di dalam sel-sel duktus interkalata yang membentuk hubungan antara suatu asinus dengan saluran pembuangan. 5 Lisozim dapat
menghidrolisis komponen-komponen dinding sel bakteri
tertentu yang mengakibatkan lisisnya sel bakteri tersebut. Dinding sel bakteri dibentuk oleh heteropolisakarida murein yang dibangun dari dua gula yaitu: asam muramin dan glukosamin, yang bersama-sama dengan peptida dinding sel membentuk ikatan peptidoglikan. Dengan
adanya lisozim ikatan tersebut dapat diputus sehingga
mengakibatkan terjadinya pori-pori kecil di dalam dinding sel. Efek utama lisozim pada bakteri terdiri atas interaksi awal yang cepat dengan dinding sel mikrobial, yang menyebabkan pembocoran cairan sel. Hal ini dapat menyebabkan matinya sel karena keluarnya
ion-ion yang diperlukan bakteri
Streptokokus mutans. 5
untuk hidup. Terutama bakteri
5. Faktor aglutinasi dan Agregasi Bakteri Inkubasi pada berbagai macam bakteri oral dengan ludah mengakibatkan penggumpalan bakteri. Jika hal ini terjadi karena imunoglobin di dalam ludah maka proses ini disebut aglutinasi, sedangkan dalam keadaan lainnya penggumpalan dinyatakan dengan agregasi/penggumpalan. Kedua gejala ini disebabkan oleh interaksi komponen ludah yang mencair dengan dinding sell bakteri. Pada sisi lain komponen ludah yang melekat pada permukaan mulut, misalnya elemen gigi geligi dan mukosa, yang juga berperan sebagai reseptor pengikatan bakteri, hal ini disebut adherensi/ perlekatan.5 Penggumpalan bakteri mempersukar pengikatannya pada permukaan dan dengan demikian membatasi kolonisasinya di dalam rongga mulut. Dengan adanya aglutinasi dan agregasi mengakibatkan jumlah bakteri di dalam rongga mulut menurun. Agregat yang terbentuk selanjutnya melalui cara mekanis dapat diangkut ke lambung dan disana dibuat inaktif dalam lingkungan yang sangat asam. Sedangkan proses perlekatan spesifik bakteri pada komponen ludah yang diadsorpsi pada permukaan gigi dan mukosa, menyebabkan terjadinya kolonisasi mikroorganisme di dalam rongga mulut. Komponen ludah yang diabsorpsi ini berguna sebagai reseptor untuk mengikat bakteri pada permukaan mulut. 5 b. Cairan pulpa gigi Pulpa gigi banyak memiliki kemiripan dengan jaringan ikat lain pada tubuh manusia, namun ia memiliki karakteristik yang unik. Di dalam pulpa terdapat berbagai elemen jaringan seperti pembuluh darah, persyarafan, serabut jaringan ikat, cairan interstitial, dan sel-sel seperti fibroblast, odontoblast dan sel imun dimana terdapat sel-sel pertahanan seperti makrofag, sel dendritik dan limfosit.8 Pada dentin yang sehat di bawah zona translusen dentin yang terserang karies, dapat ditemukan adanya antibodi. Hal ini menunjukkan bahwa pulpa gigi sudah meberikan respon imunologik. Disamping itu di bawah lesi karies tidak ditemukan adanya mikroorganisme, mengindikasikan adanya respon imun yang kuat dihasilkan sebagai refleksi pertahanan terhadap invasi bakteri penyebab karies gigi. 1
c. Cairan celah dentin Imunoglobulin ditemukan di dalam dentin yang sehat dan dentin yang mengalami karies. Komponen sekresi, baik yang terikat pada ig A dalam bentuk slg A, hanya ditemukan pada lesi yang dangkal. Selain itu ditemukan ig G, Ig A dan transferin di dalam karies yang dalam, sedangkan komponen sekresi tidak ada. Di bawah lesi karies juga tidak ditemukan adanya kuman.1 Saat karies gigi sudah mengenai dentin, antigen bakteri yang larut akan menginduksi respon peradngan pada pulpa gigi berupa vasodilator, peningkatan permeabilitas kapiler dan eksudasi cairan serta polomorfonuklear (PMN). Saat karies mendekati pulpa, ditemukan adanya makrofag, lomfosit, dan sel plasma. Selain itu, terdapat juga iminoglobulin ekstravaskuler berupa Ig G yang paling banyak, disertai sel plasma yang mengandung Ig G,Ig A, Ig E dan kadang kadang Ig M. 1
Daftar Pustaka
1.Nasution Shanty Rizky.2006. Imunologi Karies Gigi. Medan: Universitas Sumatera Utara. 2.Sloane Ethel. 2004. Anatomi dan Fisiologi untuk Pemula. Alih Bahasa. Velsman James. Jakarta: EGC. 3. Kidd Edwina A.M, Joyston Sally.1992. Dasar-Dasar Karies Penyakit dan Pennaggulangannya. Alih Bahasa: Narlan Sumawita, Faruk Safrida. Jakarta: EGC. \ 4. Sinulingga Semiaty Sri.2002. Imunisasi Pasif dalam Upaya Pencegahan Karies Gigi. Medan: Universitas Sumatera Utara. 5. Deliyanti Wina Eka.2003. Sistem Imun Tubuh Terhadap Karies. Medan: Universitas Sumatera Utara. 6. http://try2bcoolnsmart.wordpress.com/2009/06/09/antibodi-dan-hyper-igesyndrome/ 7. Manson, J. D., Eley, B. M. 1993. Buku Ajar Periodonti (Outline of Periodontics). Alih bahasa: drg. Anastasia S. Editor: drg. Susianti K. 2nd ed. Jakarta: Hipokrates. 8. http://dentistrymolar.wordpress.com/2010/04/13/pulpa/
