KONSEP DASAR IMUNOLOGI
KONSEP DASAR IMUNOLOGIChairul Huda Al Husna
Departemen Keperawatan Medikal Bedah FIKES UMM1SEJARAHMereka yg sembuh thd infeksi menjadi terlindungWabah di Athen, Yunani 430 SMLouis Pasteur the father of immunology studi vaksinasi dini
SEJARAH
Edward Jenner dan Smallpox (1796)
DEFINISI Immunology (Latin): Immunis + LogosImunologi (Immunology): Studi tentang mekanisme biologis dari Seluler, Molekular serta fungsional Sistim Imun. Sistim Imun (Immune System): Sistim yang terdiri dari Molekuler, Seluler, Jaringan dan Organ yang berperan dalam proteksi/ kekebalan tubuhImunitas (Immunity): Proteksi dari Penyakit Infeksi
Learning outcomesSISTEM IMUNSEL-SEL SISTEM IMUNKOMPLEMENANTIGEN ANTIBODISITOKINREAKSI HIPERSENSIVITASINFLAMASIAUTOIMUNITAS DAN DEFISIENSI IMUN
SEL-SEL SISTEM IMUN
SEL-SEL SISTEM IMUN NON SPESIFIK1. Sel FagositFagosit mononuklierSel monositSel makrofag hasil differensiasi sel monosit di berbagai jaringan fagosit profesional dan sel APC (Antigen Presenting Cell)Fagosit polimorfonuklierNeutrofil Soldiers of the body 7-10 jamEosinofil melawan inf parasitBasofil bagian terkecil mediatorFagosit frustasi pelepasan lisozim keluar selLanjutan...Kandungan sel fagositLisosom : enzim yang mencerna dan merusak bahan yang dimakanFagolisosom : gabungan fagosom + lisosom menurunkan pH dan mengaktifkan proteaseGranul : lisosom khusus dari granulosit berisikan berbagai protein bakterisidalLisozim : enzim yang mencerna ikatan proteoglikan dalam dinding bakteri Gram PositifProtein kationik : merusak lapisan lipid bagian luar bakteri Gram NegatifDefensin : sitotoksik dan bersifat antibakterial luas dan antimikotikLaktoferin : mengikat zat besi yang esensial untuk bakteri2. Sel NolSel-sel limfoid yang tidak mengandung petanda seperti yang ditemukan pada sel T dan BBerupa Large Granular Lymphocyte (LGL) Dibagi menjadi 2 yaitu : Sel NK (Natural Killer) dan Sel K (Killer)Sel NK : membunuh sel tumor dan sel yang mengandung virus dengan cara non spesifik tanpa bantuan antibodiSel K : merupakan efektor dari ADCC (Antibody Dependent Cellular Cytotoxicity) yg dapat membunuh sel secara non spesifik hanya terjadi bila sel sasaran dilapisi antibodi3. Sel MediatorBasofil dan mastosit : mediator yang dapat meningkatkan permeabilitas kapiler dan respon inflamasi serta mengerutkan otot polos bronkusTrombosit : agregasi dinding vaskuler yang rusak, respon inflamasi, dan sitotoksik4. Sel assesoriEosinofil, basofil, sel mastosit, trombosit, dan sel APCSEL-SEL SISTEM IMUN SPESIFIKSel TSel asal sel T adalah dari sumsum tulang memasuki timus berproliferasi di regio subkapsulerSel asal itu adalah dari CD4 dan CD 8Terdiri dari berbagai subset :Sel Th (T helper)Sel Ts (T suppressor)Sel Tdh/Td (delayed hypersensitivity)Sel Tc (cytotoxic)Sel limfosit naif (virgin)Sel Th0Sel Regulator dan efektorFungsi Sel T umumnya :Membantu sel B dalam memproduksi antibodiMengenal dan menghancurkan sel yang terinfeksi virusMengaktifkan makrofag dalam fagositosisMengontrol ambang dan kualitas sistem imun2. Sel BPerkembangan Sel B dalam sumsum tulang adalah antigen independen tetapi perkembangan selanjutnya memerlukan rangsangan dari antigenFungsi utama sel B adalah memproduksi antibodiAtas pengaruh Sel T sel B berberploriferasi dan berdiferensiasi menjadi sel plasma yang mampu membentuk Ig yang spesifik
SISTEM IMUNPada dasarnya sistem imun dibagi menjadi 2 :Sistem Imun Non Spesifik (SIN) :Fisik/mekanik : kulit, selaput lendir, silia, batuk bersinLarut : Biokimia (asam lambung, lisozim, laktoferin, asam neuraminik, dll), Humoral (komplemen, Interferon, C Reactive Protein (CRP))Seluler : Fagosit (Mono Nuklear, PMN), Sel Nol (Sel NK, Sel K), Sel Mediator (Basofil dan mastosit, trombosit)Sistem Imun Spesifik (SIS) :Humoral/Sel BSeluler/Sel TPerbedaaan Sifat Respon Imun Spesifik dan Non SpesifikNON-SPESIFIKSPESIFIKRESISTENSITidak Berubah oleh infeksi
Membaik oleh infeksi berulang (memori) SPESIFITASUmumnya efektif terhadap semua mikroorganisme Spesifik utk mikroorganisme yang sudah mensensitisasi sebelumnya SEL YANG PENTINGFogositSel NKSel K Limfosit MOLEKUL YANG PENTINGLizosimKomplemenInterferon AntibodiSitokin
Komponen yg larutPeptida antimikrobal dan proteinantibodiRespon TimeMenit/jamSelalu siapHari (lambat)Tidak siap sampai terpajan alergenHarus ada pajanan sebelumnyaSistem Imun Non SpesifikPertahanan tubuh terdepan dalam menghadapi serangan mikroorganismeRespon langsung terhadap antigenDisebut non spesifik karena tidak ditujukan terhadap mikroorganisme tertentu, telah ada dan siap berfungsi sejak lahir.Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap Sistem Imun Non Spesifik SpesiesPerbedaan individu dan pengaruh usiaSuhuPengaruh hormonFaktor nutrisiFlora bakteri normalPertahanan Fisik/MekanikKulit, selaput lendir, silia saluran napas, batuk dan bersin, akan mencegah masuknya berbagai kuman patogen ke dalam tubuh.Kulit yang rusak, misal karena luka bakar, akan meningkatkan resiko infeksiPertahanan BiokimiapH asam dari keringat dan sekresi sebaseus efek antimikrobalSekresi mukosa saluran napas dan telinga (sekresi lilin)Lisozim dalam keringat, ludah, air mata dan air susu melindungi dari berbagai kuman Gram Positif menghancurkan dinding selAir susu ibu laktoferin dan asam neuraminik sifat antibakterial terhadap E. Coli dan StaphylococcusAsam hidroklorida dalam lambung, enzim proteolitik dan empedu dalam usus halus menciptakan lingkungan anti bakteri
Pertahanan HumoralKomplemen Fungsi komplemenMenghancurkan sel membran banyak bakteri (lisis)Melepas bahan kemotaktik yang mengerahkan makrofag ke tempat bakteri (kemotaksis)Mengendap pada permukaan bakteri memudahkan makrofag untuk mengenal (opsonisasi) lalu memakannyaLarut dalam keadaan non aktif diaktivasi oleh antigen, kompleks imun, dsb mediator (biologik aktif ataupun mjd enzim untuk reaksi selanjutnya)Jalur aktivasi ini sering pula disertai dengan kerusakan jaringan
Lanjutan komplemen...Berbagai mediator yang dilepas pada waktu komplemen diaktifkan :C1qrs meningkatkan permeabilitas kapilerC2 mengaktifkan kininC3a dan C5a bersifat kemotaksis mengerahkan leukosit dan sebagai anafilatoksin yang dapat mempengaruhi mastosit sehingga dapat melepaskan histamin dan lisosomC3b berfungsi sebagai opsonin dan adherens imunC4b berfungsi sebagai opsoninC5-6-7 bersifat kemotaksisC8-9 ikut diaktifkan melepas sitolisin, yang dapat menghancurkan selLanjutan komplemen...Anafilatoksin adalah bahan dengan berat molekul kecil yang dapat menimbulkan degranulasi mastosit dan atau basofil dan pelepasan histamin Histamin me kan permeabilitas vaskular & kontraksi otot polos dan menimbulkan gejala-gejala yang ditemukan pada reaksi alergiPe kan permeabilitas vaskular menimbulkan edema yaitu akumulasi cairan (antibodi dan komponen komplemen) dalam jaringan me kan lagi pelepasan anafilatoksin dan memperluas reaksi C3a dan C5a adalah anafilatoksin AnafilatoksinLanjutan komplemen...Kemotaksin adalah bahan-bahan yang dapat menarik dan mengerahkan sel-sel fagosit C3a, C5a, dan C5-6-7 adalah kemotaksinKemotaksinLanjutan komplemen...Adherens imun merupakan fenomen dari partikel antigen yang dilapisi antibodi dan atas pengaruh komplemen melekat pada berbagai permukaan mudah dimakan fagosit C3b adalah Adherens ImunAdherens ImunLanjutan komplemen...Opsonisasi adalah proses melapisi partikel antigen oleh antibodi dan/atau oleh komponen komplemen lebih mudah dan cepat dimakan fagositOpsonin adalah molekul yang dapat diikat oleh partikel yang harus difagositir dan oleh reseptor fagosit sehingga merupakan jembatan antara dua protein reaktif tersebutC3b dan C4b adalah opsonin/reseptor fagositOpsonisasiLanjutan komplemen...Aktivasi Komplemen
C1q adalah komplemen yang diaktifkan pertama kali, membutuhkan IgG1, IgG2, IgG3, dan IgMC1q selanjutnya mengaktifkan C1r dan yang akhir mengaktifkan C1sC1s yang aktif mempunyai sifat esterolitik dan proteolitikSelanjutnya C1s mengaktifkan C4Lanjutan komplemen...
C4 adalah glikoprotein yang diaktifkan mengakibatkan : berikatan dengan membran sel yang diikat oleh epitop antigen dan C1q, dan berinteraksi dengan C1s lalu mengaktifkan C2 C2 yang diaktifkan tetap berikatan dengan C4 membentuk enzim C42 (konvertase C3) mengaktifkan C3C3 dipecah menjadi fragmen-fragmen C3a yang kecil dan C3b yang lebih besarC3a/C3b dapat berikatan dengan C42 dan membentuk C423 (konvertase C5)C5 dipecah (oleh konvertase C5) menjadi C5a dan C5b yang mengikat C6 dan C7 untuk membentuk C567 mengaktifkan C8 dan C9Bila C5b diendapkan di membran sel dan berikatan dengan C6, C7, C8, dan C9 terbentuk C5C678 dan polimerik C9 membrane attack complex (MAC) lisisAktivasi kompelen melalui jalur klasikIgM dan IgG1, IgG2, IgG3 membentuk komplek imun dengan antigenJalur klasik melibatkan C1-C9 dan diaktifkan secara beruntunProduk yang dihasilkan menjadi katalisator dalam reaksi berikutnyaAktivasi kompelen melalui jalur alternatifTanpa melalui 3 reaksi pertama pada jalur klasik (C1, C4, C2)IgA1, IgA2, dan IgG4, faktor nefritik mengaktifkan komplemen melalui jalur alternatifDalam jalur ini C3b mengikat faktor B C3bB C3bB mengikat faktor D C3bBDC3bBD distabilkan oleh properdin
Ab - AgC1qrsC14C142C3C3aC3b+ faktor BC3bB+ faktor DC3bBD= konvertase C3C3b+ faktor BC3bB+ faktor DC356789MembantuJALUR KLASIKAgregat IgProteaseUratPolinukleotideCRP
JALUR ALTERNATIFAgregat IgA, IgG4Virus, jamurParasitFaktor nefritik
B. Interferon Interferon (IFN) adalah suatu glikoprotein yang dihasilkan oleh berbagai sel tubuh yang mengandung nukleus dan dilepas sebagai respon terhadap infeksi virus sifat antivirus menginduksi sel-sel sekitar sel yang terinfeksi menjadi resisten terhadap virusSelain itu IFN juga dapat mengaktifkan sel NK (Natural Killer)C. CRP (C-Reactive Protein)Merupakan protein fase akut berbagai protein kadarnya meningkat pada infeksi akutMengikat komplemen melalui mekanisme opsonin
Pertahanan SelulerFagositPada dasarnya semua sel bersifat fagositosisNon spesifik mononuklier (monosit & makrofag) dan polimorfonuklier atau granulositAlur : kemotaksis (aktivasi komplemen) menelan memakan (fagositosis) membunuh mencerna (lisis) MakrofagDapat hidup lamaMempunyai beberapa granul dan melepaskan berbagai bahan : lisozim, komplemen, interferon, dan sitokin kontribusi dalam SIN dan SISLGL (Large Granular Lymphocyte)Mengandung banyak sitoplasma, granul sitoplasma azurofilik, pseudopodia, dan nukleus eksentrisBersifat seperti sel NK
SISTEM IMUN SPESIFIKSPESIFIK HUMORALBenda asing sel B berproliferasi dan berkembang menjadi sel plasma membentuk antibodi mentetralisir toksin infeksi ekstraselulerSPESIFIK SELULERSel T Pertahanan terhadap infeksi intraselulerSISTEM LIMFOIDTempat pematangan sel T dan sel B
ANTIGENAntigen (imunogen) adalah bahan yang dapat merangsang respon imun atau bahan yang dapat bereaksi dengan antibodi yang sudah adaEpitop atau determinan antigen adalah bagian antigen yang dapat merangsang sistem imun dengan sangat kuat. Satu antigen dapat memiliki satu atau lebih determinan antigen.Hapten adalah antigen yang molekulnya berukuran kecil yang tidak dapat menginduksi respon imun jika sendirian, tetapi menjadi imunogenik jika bersatu dengan carrier
ANTIGEN-ANTIBODI KOMPLEK
HAPTEN-CARRIER KOMPLEKANTIBODIAntibodi (imunoglobulin) merupakan kelas molekul yang dihasilkan oleh sel plasma (proliferasi dari limfosit B) dan dibantu oleh limfosit T dan makrofag yang dirangsang oleh antigen asingSemua molekul imunoglobulin mempunyai 4 rantai polipeptida dasar : 2 rantai berat (heavy chain/H) dan 2 rantai ringan (light chain/L), serta 2 regio : variabel (V) dan constant (C)Enzim papain memecah molekul antibodi dalam fragmen masing-masing. Fab : Fragmen Antigen Binding . Fc : Fragmen crystallizableAda 5 imunoglobulin : IgG, IgA, IgM, IgD, dan IgERumus Bangun Dasar Imunoglobulin
Menentukan spesifitas Ab thd AgIg AImunoglobulin sekretori (mencegah perlekatan)Ditemukan dalam kolostrum, saliva, air mata, cairan hidung, dan sekret respiratorius, GI serta urogenital15-20% merupakan imunoglobulin dalam serum darah
Ig DDalam serum darah dan limfe relatif sedikit, tetapi banyak ditemukan dalam limfosit BMembantu memicu respon imun
Ig EDitemukan dalam konsentrasi darah sangat rendahKadar meningkat saat alergi dan parasitik tertentuMolekul ini terikat pada reseptor sel mast dan basofil serta menyebabkan pelepasan histamin dan mediator kimia lainnya
Ig GMencapai 80% - 85% dari keseluruhan antibodi yang bersirkulasi dan merupakan satu2nya antibodi yg menembus plasenta dan memberikan imunitas pada bayi baru lahirMolekul ini akan diproduksi besar2an pada pajanan kedua dan berikutnya thd antigen spesifikMolekul ini berfungsi sebagai pelindung terhadap organisme dan toksin yang bersirkulasi, mengaktifkan komplemen dan meningkatkan keefektifan sel fagositikIg MAb pertama yang tiba di tempat infeksi pada pajanan awal thd antigenPajanan kedua peningkatan IgGMengaktivasi komplemen dan memperbanyak fagositosis, tetapi umur relatif pendekKarena ukurannya molekul ini menetap dalam pembuluh darah dan tidak keluar ke jaringan
Interaksi Ab-AgFiksasi komplemen :Ab mengikat komplemen diaktivasi melalui jalur klasik :Opsonisasi : Ag diselubungi Ab/komplemen fagositosisSitolisis : ruptur membran plasma isi seluser keluarInflamasi : produk komplemen melalui aktivasi sel mast, basofil, dan trombositSisi pengikat Ag pada regio variabel (V) Ab berikatan dengan sisi penghubung determinan pada Ag komplek imunLanjutan interaksi...2. NetralisasiAb menutup sisi toksik antigen no danger3. Aglutinasi (penggumpalan)Terjadi jika antigen adalah materi partikulat, seperti bakteri atau sel-sel merah4. PresipitasiTerjadi jika antigen dapat larutSITOKINSitokin adalah messenger kimia atau perantara dalam komunikasi interseluler yang sangat potenSitokin adalah protein yang berfungsi memberikan isyarat antar sel untuk berkomunikasi dalam respon imunAutokrin : berefek pada sel yang menghasilkannyaParakrin : berefek pada sel yang berdekatan SITOKIN (lanjutan)Peran sitokin dalam aktivasi Sel TAg diproses APC dipresentasikan ke Th dan Tc APC melepas IL-1 yg merangsang sel T berproliferasi dan berdeferensiasi sel T memproduksi sitokin untuk reaksi selanjutnyaPeran sitokin dalam aktivitas Sel BTh yang dirangsang melepas sitokin (IL 1) mengaktifkan sel B menjadi sel plasma produksi IgPeran sitokin dalam aktivitas makrofag dan monositEndotoksin bakteri dan IFN-y yg dilepas sel T merangsang makrofag memproduksi bahan aktif lainnya : IFN-a, IL-1, GM-CSF, dan M-CSFREAKSI HIPERSENSITIVITASMerupakan reaksi imun yang patologik respon imun yang berlebihan kerusakan jaringan
TipeManifestasiMekanismeIIIIIIIVReaksi hipersensitivitas cepatAntibodi terhadap selKompleks Ab-AgReaksi hipersensitivitas lambatBiasanya IgEIgG atau IgMIgG (Terbanyak) atau IgMSel T yang disensitasiREAKSI HIPERSENSITIVITAS TIPE I
REAKSI HIPERSENSITIVITAS TIPE ISifatnya segeraJuga disebut Reaksi AnafilaktikPatofis : pengikatan Ag dengan IgE pada permukaan sel mast melepaskan mediator alergi vasodilatasi, peningkatan permeabilitas kapiler, kontraksi otot polos, dan eosinofiliaContoh klinis : asma ekstrinsik, rinitis alergika, reaksi sengatan serangga, reaksi alergi obat/makanan, urtikaria, eczemaREAKSI HIPERSENSITIVITAS TIPE II
REAKSI HIPERSENSITIVITAS TIPE IIDependen komplemenDisebut juga Reaksi SitotoksikPatofis : pengikatan IgG atau IgM dengan Ag seluler mengaktifkan rangkaian komplemen fagositosis/sitolisisContoh klinis : anemia pernisiosa, anemia hemolitik autoimun, trombositopenia, reaksi obat (sebagian), reaksi tranfusi, dan myasthenia gravisREAKSI HIPERSENSITIVITAS TIPE IIIDisebut juga Reaksi Kompleks ImunPatofis : kompleks imun (Ab-Ag) beredar dalam darah mengendap dalam jaringan (paling sering : ginjal, persendian, kulit, pembuluh darah) respon imun kerusakan jaringan sekitarContoh klinis : SLE, RA, poliarteritis
REAKSI HIPERSENSITIVITAS TIPE IV
REAKSI HIPERSENSITIVITAS TIPE IVDisebut juga Reaksi LambatPatofis : antigen diproses makrofag dihantarkan pada sel T sel T melepaskan berbagai sitokin akumulasi sel-sel radangContoh klinis : dermatitis kontak, penolakan alograft, sensitivitas obat
DEFISIENSI IMUNNoDefisiensi sistem imunPenyakit yang menyertai1.
2.3.
4. Sel B atau Antibodi
Sel TFagosit
Komplemen
Infeksi bakteri rekuren seperti otitis media, pneumonia rekurenKerentanan meningkat terhadap virus, jamur, dan protozoaInfeksi sistemik oleh bakteri yang dalam keadaan biasa mempunyai virulensi rendah, infeksi bakteri piogenikInfeksi bakteri, autoimunitasAUTOIMUNITASAutoimunitas (hilangnya toleransi) adalah reaksi sistem imun terhadap antigen jaringan sendiriContoh : SLE, SJS, RHDAda beberapa teori autoimunitas :Teori forbidden clones eliminasi klon yang tidak lengkap klon yang meloloskan diri kembali dan bermutasiReaksi silang dengan antigen bakteri epitop bakteri sama dengan sel sendiri reaksi silangRangsangan molekul poliklonal stimulasi bakteri/virus kepada sek B untuk menyerang sel sendiriKegagalan autoregulasi pengawasan sel autoreaktif oleh sel T suppresor yang gagal INFLAMASI
INFLAMASI (lanjutan)Inflamasi adalah respon jaringan terhadap cidera akibat infeksi, pungsi, abrasi, terbakar, objek asing, atau toksinDitandai dengan kemerahan, panas, pembengkakan, dan nyeri. Gejala kelima kadang terjadi adalah hilangnya fungsi
INFLAMASI (lanjutan)Rangkaian peristiwa inflamasi :Produksi faktor-faktor kimia vasoaktif meliputi histamin, serotonin, derivatif asam arakidonat (leukotrien, prostlagandin, dan tromboksan), dan kinin (protein plasma teraktivasi). Faktor-faktor ini mengakibatkan efek :Vasodilatasi eritema, nyeri berdenyut, panasPeningkatan permeabilitas kapiler bengkakPembatasan area cidera bekuan fibrinINFLAMASI (lanjutan)2. Kemotaksis (gerakan fagosit ke arah cidera) 1 jam setelah permulaan inflamasiMarginasi : perlekatan fagosit ke dinding endotelialDiapedesis : migrasi fagosit ke area cidera3. Fagositosis agens berbahayaNeutrofil & makrofag terurai dan mati setelah menelan bakteriMembentuk pus terus menerus sampai infeksi teratasi pus bergerak ke permukaan tubuh/rongga internal untuk diuraikan/diabsorbsiAbses/granuloma akan terbentuk jika respon inflamasi tdk dapat mengatasi cideraAbses :kantong pus terbatas dikelilingi jaringan terinflamasiGranuloma : proses inflamasi kronik karena iritasi berulang dikelilingi kapsul fibrosaINFLAMASI (lanjutan)4. PemulihanRegenerasi jaringan mitosis sel-sel sehatPembentukan jaringan parut respon alternatifRegenerasi atau pembentukan parut ditentukan oleh sifat jaringan yang rusak dan luasnya cidera. Kulit kemampuan regenerasi yang tinggi regenerasi lengkap, kecuali jika cidera terlalu dalam
TERIMA KASIH
