Fakultas Sains dan Teknologi PENGANTAR IMUNOLOGI Dwi Winarni Departemen Biologi Fakultas Sains dan Teknologi Univrsitas Airlangga Surabaya

IMUNOLOGI adalah cabang biomedical science yang mengkaji semua aspek sistem imun/kekebalan tubuh organisme, baik fungsi saat sehat maupun sakit, kesalahan/kelainan fungsi, sifat fisik, kimia dan fisiologi semua komponen

Organisme hidup merupakan habitat ideal bagi kehidupan organisme lain lingkungan FISIKA organisme hidup harus dapat menyesuaikan dengan lingkungan yang berubah-ubah dengan tetap memelihara keadaan di dalam tubuh tetap berada tetap ada di kisaran kondisi fisiologi KIMIA ORGANISME HIDUP BIOLOGI Organisme hidup merupakan habitat ideal bagi kehidupan organisme lain Organisme hidup harus dapat mengenal dan mengeliminasi agen yang membahayakan tubuh  sistem imun

SISTEM IMUN ADALAH SEMUA MEKANISME YANG DIGUNAKAN TUBUH UNTUK MEMPERTAHANKAN KEUTUHAN TUBUH SEBAGAI PERLINDUNGAN TERHADAP BAHAYA YANG DAPAT DITIMBULKAN BERBAGAI BAHAN DI LINGKUNGAN

specific immune system Sistem imun Non spesifik/alami/ innate immune system Barier permu-kaan humoral Selular Spesifik/ specific immune system Humoral

Komponen Sistem Imun Humoral Selular Protein terlarut yang dapat melarutkan, memobilisasi, menetralkan atau mematikan agen berbahaya Selular Sel-sel yang dapat membunuh atau mencerna agen penginfeksi atau sel terinfeksi atau sel yang mengalami perubahan

BARRIER PERMUKAAN (SURFACE BARRIER) Sistem imun non spesifik : barrier permukaan BARRIER PERMUKAAN (SURFACE BARRIER) KULIT GERAK SILIA, BATUK, BERSIN, ALIRAN AIR MATA, SALIVA DAN URIN, PENGELUPASAN KULIT MUKUS YANG PEKAT PADA SALURAN RESPIRASI DAN CERNA pH ASAM PADA LAMBUNG LYSOZYME (DALAM SALIVA, AIR MATA, SEKRET HIDUNG) YANG MELISISKAN SEL BAKTERI GRAM POSITIF SEKRET VAGINA (LEBIH ASAM SETELAH MENSTRUASI) SPERMIN DAN ZINK DALAM SEMEN LAKTOPEROKSIDASE DALAM ASI

FLORA NORMAL FLORA NORMAL TUBUH TERUTAMA BAKTERI  HIDUP DAN BERBIAK DI DALAM ATAU PERMUKAAN TUBUH  TIDAK BERBAHAYA 102-104 mikroba/cm2 kulit (Staphylococcus aureus, S. epidermidis, Streptococcus, Candida, dll) berbagai jenis bakteri di rongga mulut dan hidung Lactobacilli dalam lambung dan intestinum 1.011 mikroba/g usus besar (95-99% anaerob) berbagai jenis bakteri dan diphteroid hidup di saluran urogenital Lactobacillus aerophilus hidup di vagina memfermentasi glikogen untuk memelihara pH asam

Bahan yang dihasilkan antara lain adalah flora normal menempati hampir semua tempat di tubuh, membentuk lingkungan khas. Bahan yang dihasilkan antara lain adalah Bacteriocidin Defensin Protein kationik laktoferin Untuk memusnahkan bakteri lain yang berkompetisi mendapatkan tempat hidup

Fagosit, NKC (natural killer cell), Limfosit Komponen Sistem Imun Humoral Komplemen, CRP (C-reactive protein), sitokin, antibodi (immunoglobulin) Selular Fagosit, NKC (natural killer cell), Limfosit

A. KOMPONEN HUMORAL SISTEM IMUN

A.1. KOMPLEMEN Komplemen adalah kelompok protease di dalam serum yang melengkapi (komplementer) aktivitas serum dalam melisiskan sel atau bakteria umumnya adalah zymogen perlu aktivasi C4 C4a Menunjukkan komplemen Urutan ditemukan Menunjukkan hasil pemecahan a= fragmen lebih kecil (kecuali C2)

Sistem imun non spesifik : komplemen

Memudahkan fagositosis A.2. C-reactive protein Merupakan protein fase akut (acute phase protein) yaitu kelompok protein yang kadarnya dalam darah meningkat pada infeksi akut Dapat terikat pada molekul permukaan bakteri, jamur dan terikat komplemen Memudahkan fagositosis

A.3. sitokin Merupakan kelompok peptida yang dihasilkan oleh sel-sel imunokompeten dan berperan dalam menurunkan atau meningkatkan sistem imun 1996  lebih dari 100 jenis sitokin teridentifikasi Dapat bekerja secara langsung maupun tak langsung

Sitokin Tak langsung langsung Pleiotropi (efek pada lebih dari 1 jenis sel) Autoregulasi (fungsi autokrin) Fungsi parakrin Tak langsung Sinergisme: Induksi ekspresi reseptor untuk sitokin lain, bekerjasama dengan sitokin lain Antagonisme : Mencegah ekspresi reseptor atau produksi sitokin

Beberapa jenis sitokin No Jenis Fungsi 1. IL-2 Growth factor untuk proliferasi sel T teraktivasi, merangsang sintesis limfokin lain, mengaktifkan sel Th 2. IL-12 Sinergis dengan IL-2 Aktivasi sel NK dan Th 3. IFN-a Antivirus, meningkatkan ekspresi MHC kelas I dan aktivitas sel NK, antiproliferatif 4. IFN-g Meningkatkan ekspresi MHC kelas II pada makrofag, meningkatkan produksi IL-1 di bawah pengaruh endotoksin bakteri 5. M-CSF (Macrophage-colony stimulating factor) meningkatkan aktivitas berkoloni makrofag

Sistem imun non spesifik : interferon

A.4. Antibodi / imunoglobulin Merupakan kelompok glikoprotein yang dihasilkan oleh sel plasma sebagai respons atas konfigurasi asing tertentu Dapat berikatan dengan antigen, komplemen, atau reseptor pada permukaan sel-sel imunokompeten Meningkatkan efektivitas eliminasi antigen

All immunoglobulins have a four chain structure as their basic unit All immunoglobulins have a four chain structure as their basic unit. They are composed of two identical light chains (23kD) and two identical heavy chains (50-70kD) The H and L chains and the two H chains are held together by inter-chain disulfide bonds and by non-covalent interactions Carbohydrates are attached to the CH2 domain in most immunoglobulins 1. Light Chain Domains - VL and CL 2. Heavy Chain Domains - VH, CH1 - CH3 (or CH4) C=constant region V=variable region =This is the region at which the arms of the antibody molecule forms a Y. there is some flexibility in the molecule at this point

B. KOMPONEN SELULAR SISTEM IMUN

B.1. FAGOSIT adalah sel yang menarik (dengan kemotaksis), menempel pada, menelan, dan mencerna bahan asing. Fagosit mononuklir (monosit, makrofag) dan PMN (netrofil, eosinofil)

Sistem imun non spesifik : sel fagosit

Makrofag ditemukan di: Sistem imun non spesifik : sel fagosit Makrofag ditemukan di: Pulmo Hepar (sel Kupffer) Nodus limfatikus dan limpa (sel dendritik) Sistem saraf pusat (mikroglia) Ren (sel mesangial) Sendi (sel A) Kulit /permukaan mukosa (sel dendritik: sel Langerhans) Jaringan tulang (osteoklas) Makrofag berumur panjang, tergantung pada mitokondria sebagai sumber energi Fagositosis oleh makrofag akan diikuti terjadinya presentasi bahan yang difagositosis ke permukaan sel sebagai sinyal bagi sistem imun  =APC=antigen presenting cells

Molekul/antigen MHC pada manusia disebut juga sebagai HLA (human leucocyte antigens) Antigen MHC klas I  HLA-A, HLA-B, HLA-C  semua sel berinti - kepadatan rendah: fibroblas, sel otot dan neuron - kepadatan tinggi : sel-sel imunokompeten Antigen MHC klas II  HLA-D, HLA-DR, HLA-DP, HLA-DQ  sel-sel imunokompeten

SEL FAGOSIT Non-fixed macrophag berada di aliran darah dan dapat ke luar dari pembuluh darah menuju ke tempat infeksi dengan tujuan mengeliminasi patogen Natural Killer Cells beredar di darah dan limfe untuk melisiskan sel-sel kanker dan sel-sel terinfeksi virus.  Merupakan limfosit bergranula yang dapat mengenali glikoprotein permukaan sel yang terinfeksi dan membunuh sel tersebut

SEL FAGOSIT NETROFIL PMN Merupakan sel fagosit yang tidak mempunyai mitokondria (energi diperoleh dari pemecahan glikogen)  Short-lived (half life 6-8 jam, lifespan 1-4 hari) Non dividing, nukleus bersegmen Merupakan 50-75 % lekosit merupakan pertahanan utama melawan bakteri pyogenic dan infeksi

SEL FAGOSIT EOSINOFIL Menarik sel yang dilapisi oleh komponen komplemen C3B Eosinofil melepaskan major basic protein (MBP), perforin dan metabolit oksigen yang diperlukan untuk “melubangi” sel atau cacing Menyusun 13 % wbc Lifespan 8-12 hari Tiap sel yang berperan dalam imunitas alami dapat mengikat antigen pada reseptor yang dimilikinya genetis  diturunkan ke generasi berikutnya

Limfosit LIMFOSIT T LIMFOSIT B NATURAL KILLER CELL Komponen selular Limfosit BERDASAR RESEPTOR PERMUKAAN SEL LIMFOSIT T TCR, CD BCR/ Immunoglobulin LIMFOSIT B NATURAL KILLER CELL - NK CELL UMUMNYA MERUPAKAN LIMFOSIT BESAR, SEDANGKAN LIMFOSIT KECIL MERUPAKAN SEL T ATAU SEL B

SEL EFEKTOR SEL MEMORI

Sel T c (CD8+) Sel Th (CD4+) Sel Ts Menyebabkan lisis sel dengan jalan menghasilkan limfotoksin Sel Th (CD4+) Berperan sebagai pengarah respons imun, sebagai jembatan antara respons imun selular dengan humoral dengan mensekresikan limfokin yang menstimulasi Tc dan sel B untuk membelah, menarik netrofil, dan meningkatkan kemampuan makrofag untuk menelan dan menghancurkan mikroba Sel Ts Menghambat aktivitas sel Tc jika tidak diperlukan, sehingga mencegah kerusakan yang lebih besar

Dapat menghasilkan 2000 molekul antibodi per detik untuk 4-5 hari

(non-self) atau tidak (self) bagi tubuh Respons Imun Adalah tindakan tubuh untuk mampu mengenali apakah suatu bahan merupakan bahan asing (non-self) atau tidak (self) bagi tubuh Walaupun bahan tersebut berasal dari tubuhnya sendiri, namun apabila dikenal asing maka tubuh akan mengambil tindakan, tetapi sebaliknya walaupun bahan berasal dari luar dapat dikenal sebagai hal yang tidak asing

RESPONS IMUN ANTIGEN/ IMUNOGEN SISTEM IMUN SEMUA VERTEBRATA MAMPU MEMBERIKAN TANGGAPAN DAN MENOLAK BAHAN/ KONFIGURASI ASING KARENA MEMILIKI SISTEM/JARINGAN/SEL KHUSUS YANG MAMPU MENGENALI DAN MEMBEDAKAN APAKAH KONFIGURASI TERSEBUT ASING ATAUKAH TIDAK ANTIGEN/ IMUNOGEN SISTEM IMUN

Respons imun Resistensi Spesifitas Non spesifik Relatif tidak berubah oleh kontak berulang Mekanisme tidak spesifik Spesifik Membaik oleh kontak berulang  memori Spesifik untuk bahan tertentu, bahkan struktur tertentu heterogenitas >>>

Konfigurasi asing Respons imun Tidak ada Respons toleransi Spesifik Adaptif Non spesifik Alami/innate humoral humoral Selular Selular

FUNGSI SISTEM IMUN Pertahanan Homeostasis Perondaan

Infeksi bakteri, autoimunitas DEFISIENSI IMUN Non spesifik komplemen Infeksi bakteri, autoimunitas Sistem fagosit Infeksi bakteri yang dalam keadaan normal patogenitas rendah, infeksi bakteri piogenik spesifik  infeksi bakteri rekuren B atau antibodi T rentan terhadap virus, jamur dan protozoa

KEADAAN HILANGNYA TOLERANSI TERHADAP SELF (JARINGAN SENDIRI) AUTOIMUNITAS KEADAAN HILANGNYA TOLERANSI TERHADAP SELF (JARINGAN SENDIRI) JARINGAN SENDIRI = AUTOANTIGEN ANTIBODI YANG TERBENTUK = AUTOANTIBODI DAPAT TERJADI ANTARA LAIN KARENA Lolosnya limfosit dari pengenalan terhadap self self reactive. Reaksi terhadap antigen tertentu mengakibatkan stimulasi sehingga lmfosit dapat berproliferasi dan berdiferensiasi menjadi sel efektor dan memori Reaksi silang dengan bakteri /antigen yang mempunyai epitop mirip dengan antigen self Gagalnya sistem pengontrolan  ex. Gangguan pada presentasi antigen, kadar sitokin yang rendah, dll

hipersensitivitas adalah keadaan repons imun yang berlebihan sehingga mengakibatkan kerugian bagi tubuh

Penyimpangan respons imun Dapat diakibatkan oleh faktor : Genetik Gangguan saat perkembangan Metabolik Gizi Lingkungan: fisik, kimia, biologi Umur

terimakasih