Tumor Necrosis Factor Sitokin

2.3.1. Tumor Necrosis Factor

Tumor Necrosis Factor pada awalnya ditemukan pada tumor tertentu yang mengalami perdarahan yang ternyata disebabkan adanya nekrosis jaringan. Tumor necrosis factor terutama dihasilkan oleh sel makrofag dan sel-sel jenis lain dengan berbagai aktifitas biologik pada sel- sel sasaran yang termasuk sistem imun maupun bukan. Sejumlah sel baru dapat menghasilkan TNF setelah mendapatkan rangsangan yang cocok, misalnya dari limfosit dan sel NK Subowo, 2009. Tumor Necrosis Factor merupakan mediator utama pada respon inflamasi akut terhadap infeksi bakteri gram negatif dan mikroba lainnya, dan bertanggung jawab atas terjadinya beberapa komplikasi sistemik pada infeksi berat. Stimulus terkuat terhadap produksi TNF oleh makrofag adalah berikatannya TLR dengan LPS dan produk mikroba lainnya. Produksi IFN- γ oleh limfosit T dan sel NK akan meningkatkan produksi TNF oleh makrofag yang distimulasi oleh LPS. Fungsi fisiologis utama dari TNF adalah menstimulasi rekrutmen netrofil dan monosit ke lokasi infeksi dan mengaktifkan sel-sel ini untuk menghilangkan mikroba Abbas, Lichtman, Pillai, 2007. Tumor Necrosis Factor memiliki jejaring pengawasan induksi dan efek. Misalnya IL-1 menginduksi produksi TNF dan sebaliknya TNF menginduksi produksi IL-1 oleh sel makrofag, produksi IFN- β 1 , dan IFN- β 2 oleh fibroblast dan produksi GM-CSF oleh beberapa jenis sel. Tumor Necrosis Factor- α dihasilkan oleh sel limfosit T Н 1, sebagian oleh limfosit T Н 2 dan sel T sitotoksik Subowo, 2009. Universitas Sumatera Utara Gena untuk TNF terdapat pada bagian lengan pendek kromosom 6 yang diduga di dekat atau di dalam kompleks MHC. Molekul TNF manusia memiliki homologi sebesar 80 dengan TNF mencit atau kelinci dan 28 dengan limfotoksin. Limfotoksin yang mempunyai mekanisme kerja dan reseptor yang sama dengan TNF disebut sebagai TNF- β Subowo, 2009. Terdapat 2 jenis reseptor TNF yaitu reseptor TNF tipe I TNF-RI, 55 kD dan tipe II TNF-RII, 75 kD Abbas, Lichtman, Pillai, 2007. Tumor Necrosis Factor memiliki berbagai efek dengan manifestasi sebagai berikut : 1. Efek sitotoksik. Efek sitotoksik terlihat pada beberapa jenis jaringan tumor yang mengalami kemunduran dan nekrosis yang disertai perdarahan. Mekanisme kematian sel tumor in vivo oleh TNF belum jelas, tetapi yang jelas bahwa kematian sel tumor membutuhkan reseptor untuk TNF. Kematian sel tumor akan dipercepat jika terdapat hambatan sintesis protein dalam sel tumor. Tetapi mekanisme kematian sel tumor secara in vivo bukan pengaruh langsung TNF melainkan secara tidak langsung. Kemungkinan kematian sel tumor karena terjadinya nekrosis jaringan tumor sebagai akibat gangguan vaskularisasi untuk jaringan tumor. Terdapat bukti bahwa sel makrofag teraktifkan dapat membunuh sel-sel tumor, sedang TNF merupakan produk sel makrofag; 2. Efek radang. Kini TNF lebih dianggap sebagai mediator utama dalam radang. Pada percobaan dapat ditunjukkan bahwa TNF yang diperoleh dalam bentuk murni secara biokimiawi ternyata bertanggung jawab kepada aktifitas cahectin yang umumnya bekerja pada penderita yang mengalami infeksi parasit. Mekanisme pada beberapa kejadian radang Universitas Sumatera Utara setempat diramalkan berdasarkan pengamatan dalam percobaan in vitro. Misalnya sel netrofil yang bereaksi dengan TNF meningkat pengikatannnya dengan sel endotel, letupan respiratori dan degranulasinya. Pola kerusakan jaringan radang mirip dengan kerusakan oleh IL-1. Demikian pula kemampuan TNF dalam menginduksi proliferasi fibroblas mirip IL-1, sehingga TNF dianggap penting dalam proses penyembuhan luka ; 3. Efek hematopoetik. Efek TNF terhadap aktifitas hematopoetik terlihat dalam bentuk hambatan pembentukan koloni biakan granulosit-monosit, eritroid dan koloni sel multi-potensial pada jaringan sumsum tulang manusia. Tetapi sebaliknya pada mencit, TNF meningkatkan sel-sel progenitor dalam jaringan sumsum tulang pada percobaan in vitro ; 4. Efek imunologik. Walaupun TNF dalam beberapa aktifitas biologik mirip IL-1, namun ada beberapa perbedaan dalam mekanisme pengaturan imun. Secara umum nampak perbedaan bahwa TNF tidak banyak terlibat dalam pengaturan tersebut. Tumor Necrosis Factor mempunyai aktifitas perangsangan yang multipel terhadap limfosit T teraktifasi, misalnya respon proliferatif limfosit T terhadap antigen, peningkatan reseptor untuk IL-2 dan induksi produksi IFN- γ. Demikian juga imunitas spesifik terhadap tumor ditingkatkan oleh TNF. Tumor Necrosis Factor dapat meningkatkan ekspresi antigen MHC kelas I pada fibroblas dan sel endotel. Efek perlindungan non-spesifik terhadap patogen telah dilaporkan pula untuk TNF, misalnya aktifitas antivirus dan beberapa parasit Subowo, 2009. Universitas Sumatera Utara Bila stimulus cukup kuat, TNF akan diproduksi dalam jumlah besar sehingga memasuki aliran darah dan bekerja di tempat yang jauh sebagai hormon endokrin. Salah satu aktifitas sistemik utama dari TNF adalah menginduksi hipotalamus dan menyebabkan terjadinya demam, sehingga disebut sebagai pirogen endogen untuk membedakannya dari LPS yang berfungsi sebagai pirogen eksogen yang berasal dari mikroba. Terjadinya demam sebagai respon terhadap TNF dan IL-1 dimediasi oleh meningkatnya sintesa prostaglandin oleh sel-sel hipotalamus proses ini distimulasi oleh sitokin. Inhibitor sintesa prostaglandin, misalnya apirin, dapat menghambat terjadinya demam dengan jalan menghambat aktifitas TNF dan IL-1 ini Abbas, Lichtman, Pillai, 2007. Gambar 7. Lokasi gene TNF- α pada kromosom 6 6p21.3 Dikutip dari : Cereda, Gagliardi, Cova. Diamanti, Ceroni 2012 Universitas Sumatera Utara Gen TNF- α mengatur kode protein yang terdiri atas 233 asam amino dengan berat molekul 25,6 kDa. Pada awalnya, TNF- α merupakan suatu protein transmembran yang terdiri atas 212 yang terasosiasi dengan homotrimer : bagian terminal N kehilangan 76 asam amino akibat pembelahan oleh TNF- α converting enzyme, menghasilkan satu bentuk monomer TNF- α yang dapat larut 17 kD dan selanjutnya bentuk trimetrik 51 kD. Bentuk trimerik merupakan bentuk dapat larut yang aktif secara biologik karena kemampuannya untuk berikatan dengan reseptornya. Bentuk trimerik ini secara spontan cenderung segera terdisosiasi menjadi bentuk monomerik yang inaktf. Hal ini merupakan proses fisiologis yang memungkinkan untuk membatasi efek merugikan apabila terjadi peningkatan konsentrasi TNF- α yang berlebihan. Respon TNF-α terhadap berbagai sinyal ekstraseluler terjadi dengan sangat cepat dan transien, meliputi komponen transkripsional dan komponen posttranskripsional. Kontrol proses transkripsionalnya terjadi terutama pada tahap inisiasi transkripsional Cereda, Gagliardi, Cova, Diamanti, Ceroni, 2012. Tumor Necrosis Factor - α merupakan salah satu sitokin yang mempunyai efek merugikan sekaligus menguntungkan terhadap Susunan Saraf Pusat. Cui dkk melakukan penelitian mengenai polimorfisme gen promotor TNF- α dan kadar TNF-α dalam serum pada penderita stroke iskemik dan menyimpulkan TNF- α sangat mungkin berperan dalam proses patogenesis stroke iskemik Cui, Wang, Li, Zhang, Li, Wang, et.al, 2102. Peneliti lain mempelajari polimorfisme gen promoter TNF- α pada penderita Japaneese Enchepalitis dan menyimpulkan bahwa orang Universitas Sumatera Utara dengan alella 308A and -863C lebih rentan menderita infeksi yang lebih berat Kumar, Kumar, Kaur, 2012. TNF- α merupakan mediator neuroinflamasi dan mungkin berperan menimbulkan disfungsi neuronal. Neuroinflamasi kronis berperan dalam beberapa gangguan neurologis yang menimbulkan penurunan fungsi kognitif. Penelitian terhadap analog thalidomide, 3,6’-dithiothalidomide DT, yang memiliki efek menekan aktifitas TNF- α menunjukkan bahwa DT dapat membalikkan proses penurunan fungsi kognitif yang terjadi akibat gangguan hipokampus akibat induksi neuroinflamasi kronis. Hasil ini menunjukkan bahwa TNF- α merupakan mediator penting dalam proses neuroinflamasi kronis dan gangguan fungsi kognitif dan regulasi terhadap produksinya dapat berperan dalam penatalaksanaan beberapa penyakit neurodegeneratif pada manusia Belarbi, Jopson, Tweedie, Arellano, Luo, Greig, et.al. 2012. Penelitian pada penderita Cerebral Palsy tipe spastik dan diskinetik menunjukkan adanya peningkatan kadar dopamin, homovanilic acid HVA, IL- 1β dan TNF-α dalam serum Hadiwidjaja, 2005. Kadar IL-6, IL- 8, TNF- α dan CRP juga meningkat pada penderita penyakit Behcet yang aktif Karadag, Kozac, Totan, 2010. Tanure dan kawan-kawan membandingkan kadar TNF- α, reseptor 1 TNF-α yang dapat larut sTNFR1, reseptor 2 TNF- α yang dapat larut sTNFR2, dan BDNF selama serangan migren dan masa bebas nyeri kepala. Ternyata tidak dijumpai perbedaan yang bermakna pada kadar TNF- α, sTNFR1 dan s TNFR2 selama serangan migren dan masa bebas nyeri kepala Tanure, Gomez, Hurtado, Teixera, Domingues, 2010. Universitas Sumatera Utara Sitokin proinflamasi TNF- α berkontribusi terhadap kematian sel pada penyakit yang mengenai SSP dengan jalan mempengaruhi neurotransmisi sinaptik. Efek eksitotoksik ini terjadi dengan jalan meningkatkan kadar GluA2-lacking AMPA receptor AMPAR yang masuk ke membran plasma neuron. In vitro, meningkatnya kadar AMPAR pada permukaan neuron setelah terekspos dengan TNF- α dihubungkan dengan internalisasi yang cepat dari GABA A receptors GABA A R. Respon SSP terhadap TNF- α terjadi dengan pengaturan waktu yang kompleks serta bersifat dose dependent. Sedangkan secara in vivo, efek ini belum jelas dipahami. Stuck et.al meneliti efek injeksi TNF- α terhadap perubahan GABA A R pada tikus dan menyimpulkan bahwa TNF- α menginduksi masuknya GABA A R ke dalam sinaps secara dose-dependent dalam waktu 60 menit Stuck, Christensen, Huie, Tovar, Miller, Nout, et.al, 2011. Kadar TNF- α juga banyak diteiti pada penyakit-penyakit di luar SSP. Hadisaputra dan Prayudhana meneliti penderita endometriosis dan mereka menemukan bahwa kadar serum IL-6, TNF- α, dan MMP-2 tidak berbeda bermakna pada penderita endometriosis stadium I-II dan stadium III-IV Penelitian ini menunjukkan TNF- α tidak dapat digunakan untuk mengukur derajat keparahan endometriosis Hadisaputra dan Prayudhana, 2013. Oepomo juga meneliti kadar TNF- α pada endometriosis dan menyimpulkan bahwa terdapat perbedaan yang nyata kadar TNF- α dalam zalir peritoneal antara penderita endometriosis dengan perempuan normal. Kadar TNF- α dalam zalir peritoneal berperanan pada proses endometriosis peritoneal. Terdapat hubungan Universitas Sumatera Utara korelasi positif kuat antara kadar TNF- α zalir peritoneal dengan kadar TNF- α serum pada penderita endometriosis Oepomo, 2006. Kadar TNF- α juga telah diteliti pada anak penderita demam berdarah dengue dan disimpulkan bahwa kadar TNF- α serum awal meningkat secara bermakna lebih tinggi pada kelompok DBD yang mengalami syok dan TNF- α serum awal 24 pgml adalah nilai optimal untuk menentukan terjadinya syok atau tidak penderita DBD pada anak Ganda, 2010. Kapadia dkk meneliti kadar serum TNF- α dan kadar reseptor TNF 1 dan 2 pada penderita stenosis aorta dan regurgitasi mitral New York Heart Association NYHA kelas I atau II dan tanpa penyakit arteri koronaria yang bermakna. Hasilnya menunjukkan peningkatan kadar serum TNF- α pada penderita dengan chronic hemodynamic overloading dan payah jantung dini. Peningkatan kadar reseptor TNF 1 dan 2 juga memiliki hubungan langsung dengan perburukan kelas NYHA Kapadia, Yakoob, Nader, Thomas, Mann, Griffin, 2000. Furoxan-aspirin B8, suatu novel NO- aspirin hybrids , secara signifikan menurunkan pelepasan TNF- α dari monosit dan makrofag, dan mungkin bekerja dengan menginhibisi aktifasi NF-kB Turnbull, Marcarinoo, Sheldrake, Lazzarato, Cena, Fruttero, et.al., 2008. Telah juga diketahui bahwa secara in vitro, adiponektin menghambat signal transkripsi nuclear factor kb NF-kB di endotel, yang memediasi efek TNF- α dan sitokin proinflamasi lain. Penelitian terhadap 137 pria dengan usia 30-60 tahun nondiabetes dengan obesitas sentral menunjukkan konsentrasi adiponektin akan menurun pada kondisi Universitas Sumatera Utara obesitas dan adiponektin memiliki korelasi negatif dengan TNF- α Lina , Pattelongi, Lawrence, Wijaya, As’ad, et.al, 2011. Penelitian pada hewan menunjukkan bahwa setelah pemberian injeksi Growth Hormone GH terjadi penurunan kadar TNF- α dan menyimpulkan bahwa terapi GH menurunkan kadar TNF- α plasma pada tikus jantan dislipidemia Misitahari, 2011.

2.3.2. Interleukin