(imunokimia): Kimiawi Sistem Kekebalan

KIMIAWI SISTEM KEKEBALAN

(IMUNOKIMIA)

1

SISTEM IMUN 



Sistem imun : semua mekanisme yg digunakan tubuh untuk mempertahankan keutuhan tubuh sebagai perlindungan terhadap bahaya yg dapat ditimbulkan berbagai bahan dlm lingkungan hidup. Imunitas : adalah merupakan jawaban reaksi tubuh terhadap bahan asing secara molekuler maupun seluler. 2

3

SISTEM IMUN SISTEM PERTAHANAN NEGARA

 

MUSUH / LAWAN ; DARI LUAR DARI DALAM ; - SUBVERSI - SEPARATISME

SISTEM PERTAHANAN TUBUH





MUSUH / LAWAN ; DARI LUAR : - MIKROORGANISME - CHEMICAL AGENT DARI DALAM ; - MUTASI SEL - SEL KANKER 4

SISTEM IMUN SISTEM PERTAHANAN NEGARA

SISTEM PERTAHANAN TUBUH

SISTEM KOMUNIKASI  RADIO  TELEPON  SATELIT

SISTEM KOMUNIKASI  SITOKIN  KEMOKIN  RESEPTOR 5

SISTEM IMUN

     

SISTEM PERTAHANAN NEGARA SISKAMLING HANSIP POLRI ANGKATAN DARAT ANGKATAN LAUT ANGKATAN UDARA





SISTEM PERTAHANAN TUBUH IMUNITAS BAWAAN = INNATE = NON SPESIFIK IMUNITAS DIDAPAT = ADAPTIVE = SPESIFIK 6

SISTEM IMUN INNATE / NON ADAPTIF (TIDAK SPESIFIK)

Sejak lahir  Barisan pertahanan : - Fisik / Mekanik - Biokimiawi - Humoral - Selular  Menghancurkan zat asing 

AQURIED / ADAPTIVE (SPESIFIK)

Berkembang sepanjang hidup.  Mengenal zat asing & beradaptasi secara individual terhadap tiap jenis patogen. 

7

SISTEM IMUN PERTAHANAN FISIK / MEKANIK / BIOKIMIAWI Kulit, Mukosa, Silia, Batuk, Bersin, Asam Lambung

IMUNITAS BAWAAN / NON SPESIFIK Monosit, Makrofag, Basofil, Eosinofil, NK sel, Sitokin, Kemokin, Protein Fase Akut, Komplemen IMUNITAS ADAPTIF / SPESIFIK Sel B dan Sel T, Antibodi

8

SISTEM IMUN ACTORS IN THE IMMUNE RESPONSE

Innate immunity Molecules IFN Lysozyme Complement C-RP Prostaglandins Kinins Leukotrienes Cytokines

Adaptive immunity

Cells Macrophages Microglia,Dendritic cella Langerhans cells,Kuffer cells Alveolar M , Neutrophils, Eosinophils, Basophils Mast cells, Platelets NK cells, Endothelial cells Kidney mesangial cells Reticular cells

Molecules Ig

Cells T cells B cells

9

SISTEM IMUN NON SPESIFIK (Innate Immunity System) 



Pertahanan tubuh yg tdk spesifik & mrp bagian dari sistem immun yg berfungsi sbg barier terdepan pada awal terjadinya infeksi penyakit  Natural / native immunity Sistem imun non spesifik meliputi : 1. Pertahanan Fisik / Mekanik 2. Pertahanan Biokimiawi 3. Pertahanan Humoral 4. Pertahanan Seluler 10

1. PERTAHANAN FISIK / MEKANIK 1. 2.

3. 4.

Kulit, Selaput lendir, Silia, Batuk & Bersin Kulit rusak akibat luka bakar Selaput lendir rusak krn asap rokok Tekanan oksigen ↑ paru bagian atas

11

2. PERTAHANAN BIOKIMIAWI 1.

2.

3.

pH asam keringat, sekresi sebaseus serta asam lemak yg dilepas kulit  b’sifat asam  denaturasi protein membran bakteri  # infeksi. Lisozim di keringat, ludah, air mata, ASI  perlindungan thd bakteri gram (+) ve  m’rusak peptidoglikan dinding sel bakteri Enzim Lakto oksidase di ASI & Saliva  m’rusak dinding sel mikroba  kebocoran sitoplasma. 12

2. PERTAHANAN BIOKIMIAWI 4. Antibodi & Komplemen di Saliva berfungsi sbg opsonisasi bakteri. 5. Asam Neuraminik di ASI bersifat sbg antibakterial terhadap E. Coli & Stafilokokus 5. Asam Klorida di Lambung  m’ciptakan suasana asam yg dpt m’cegah infeksi. 6. Enzim Proteolitik, Antibodi & Empedu di usus halus  menciptakan suasana yg dpt m’cegah infeksi.

13

2. PERTAHANAN BIOKIMIAWI 7. pH asam di Vagina  m’cegah infeksi M.O 8. Spermin di Sperma  m’cegah infeksi M.O 9. Laktoferin & Transferin di serum  m’ikat Fe (besi) yg mrp metabolit esensial utk pertumbuhan M.O spt Pseudomonas.

14

3. PERTAHANAN HUMORAL 1. 2.

3. 4.

Komplemen (C) Interferon (IFN) C-Reaktif Protein (CRP) Kolektin

15

KOMPLEMEN (C) 

 



Tdd sejumlah protein yg jika diaktifkan akan memberi proteksi thd infeksi & berperan dlm respon Inflamasi. Diproduksi o/ Monosit & hepatosit Di serum normal C bersama Antibodi mampu membunuh bakteri gram (-) C diaktifkan langsung oleh : - M.O/produknya (jalur alternatif imun inate) - Antibodi (jalur klasik imunitas adaptif) 16

KOMPLEMEN (C)   



Lisis sel bakteri dan virus Opsonisasi dg meningkatkan fagositosis Ag Mengikat reseptor komplemen sel immun  meningkatkan fungsi sel immun Immun clereance

17

INTERFERON (IFN)  

 

Mrp sitokin glikoprotein Diproduksi o/ Makrofage yg teraktivasi, Natural Killer Sel (NK sel) & sel tubuh yg m’kandung nukleus. Respon thd infeksi virus. Mpy efek anti virus & dpt m’induksi sel di sekitar sel yg terinfeksi virus  sel resisten thd virus. 18

INTERFERON (IFN) Fungsi membantu respon immun dg :  Menghambat replikasi virus pada host  Aktivasi NK sel dan Makrofage  Meningkatkan presentasi Ag thd Limfosit  Meningkatkan resistensi sel host yg terinfeksi virus

19

C-REACTIVE PROTEIN (CRP)  



Mrp protein fase akut Dg bantuan Ca2+ mampu mengikat fosforikolin yg mrp penyusun dinding M.O Peningkatan sintesa CRP pada kondisi Infeksi  Viskositas plasma ↑  Laju Endap darah (LED) ↑.

20

KOLEKTIN 

Mrp protein yg berfungsi sbg opsonin yg mampu mengikat karbohidrat pada permukaan M.O

21

4. PERTAHANAN SELULAR    

Fagosit Makrofage Natural Killer Sel (NK) Sel Mast

22

SEL FAGOSIT Termasuk sistim kekebalan non-spesifik Terdiri dari : 1. Makrofag

2. Monosit = prekursor makrofag 3. Granulosit 

Fungsi :

a. Mencerna bakteri/partikel  fagositosis b. Produksi sitokin → a.l. aktivasi sel limfosit c. Presentasi antigen

23

SEL FAGOSIT Sel fagosit terdiri atas dua kelompok, yaitu : 1. Granulosit ( PMN ) : 70% ε lekosit 

 

Netrofil Eosinofil Basofil

: 68% lekosit. : 1% lekosit : 1% lekosit

2. Agranulosit (Sel mononuklear): 30% ε lekosit - Limfosit - Monosit / makrofag

: 25% lekosit : 5% lekosit

24

FAGOSITOSIS

25

FAGOSITOSIS

26

ZAT IMUNOAKTIF Bekerja secara : - Independen - Mendukung kerja sel-sel imun Terdiri dari : 1. Sistem komplemen 2. Antibodi 3. Sitokin 27

SITOKIN 





Sitokin (sito= sel ; kinos= pergerakan) adalah suatu molekul signaling yg digunakan komunikasi sel. Sitokin adalah peptida, protein atau glikoprotein yg diproduksi sbg respon thd mikroba /Ag lain yg memperantarai & mengatur sistem immun. Sitokin memperantarai reaksi inflamasi dan berperan sebagai stimulator hematopoiesis 28

SITOKIN 







Sitokin disekresikan oleh sel immun yg terpapar patogen. Semua sel berinti khususnya sel endo/epitel dan makrofage potensial memproduksi IL-1, IL-6, and TNF-α Kadar Sitokin (IL-6) meningkat 1000 x pada kondisi infeksi dan trauma Sitokin berperan dalam pertahanan spesifik maupun non spesifik. 29

SITOKIN 

Aksi Sitokin adalah - autocrine : bekerja pd sel yg memproduksi dirinya - paracrine, bekerja pd sel tetangga - endocrine. difusi ke bagian tubuh melalui aliran plasma 30

SITOKIN 





Sitokin yg berikatan dg Ab memiliki efek immun lebih kuat daripada sitokin sendiri. Hal ini berperan untuk penurunan dosis terapi. Stimulasi berlebihan terhadap sitokin merupakan pemicu syndrome yg berbahaya  cytokine storm 31

SITOKIN 



Sitokin diklasifikasikan berdasarkan fungsinya, sel yg mensekresi /target aksinya Klasifikasi dari Sitokin : -Lymphokine (cytokines made by lymphocytes), -Monokine (cytokines made by monocytes), -Chemokine (cytokines w/ chemotactic activities) -Interleukin (cytokines made by one leukocyte & acting on other leukocytes).

32

SITOKIN 



Pada sistem imun non spesifik sitokine memperantarai rx inflamasi terhadap Mikroba dan stimulasi sistem imun spesifik. Pada sistem imun spesifik sitokine m’stimulasi proliferasi dan diferensiasi Limfosit yg distimulasi Ag dan aktivasi efektor sel.

33

SITOKIN Peran

Innate

Adaptive

Jenis

TNF, IL-1, IL-2, IL-12, IFN

IL-2, IL-4, IL-5, IFN

Sumber Sel

NK, Makrofage

Limfosit T

Fgs Fisiologi

Mediator imun non spesifik, RX Inflamasi

Regulasi Limfosit & aktivator sel efektor

Stimulus

LPS (endotoxin), Virus, Bakteri Peptidoglikan

Protein Ag

Efek

Lokal & Sistemik

Lokal

Peran Peny.

Sistemic dissease

Local Tissue Injuri 34

SIFAT SITOKINE 1.

Pleiotropism Satu sitokin memiliki beberapa efek pada sel yang berbeda. Contoh peran IL-4 pada : - Sel B  Produksi Ig E - CD4 Sel T  Diferensiasi TH2 - Makrofage  Inhibisi 35

SIFAT SITOKINE 2. Rebundancy Beberapa jenis sitokin mempunyai efek yang sama (overlapping). Contoh : IL-2, IL-4, IL-5 memiliki efek yg sama pada sel Limfosit B  utk keperluan Proliferasi.

36

SIFAT SITOKINE 3. Sinergy 2 atau lebih jenis sitokine secara sinergis memiliki efek yg lebih besar dr pada penjumlahan efek yg dimiliki keduanya. Contoh : a = 1, b = 2 Sinergi : a + b > 3 IFN dan TNF  meningkatkan expresi MHC kelas I pada sejumlah sel. 37

SIFAT SITOKINE 4. Antagonisme Satu sitokine mempunyai efek berlawanan dengan sitokine yg lain. Contoh : IFN  Meningkatkan Aktivasi Makrofage IL-4  Menghambat aktivasi Makrofage

38

KEMOKIN 







Kemokin adalah singkatan dari Kemotaktik sitokin. Kelompok homolog sitokine yg berperan stimulasi pergerakan leukosit dan mengatur perpindahan leukosit dari darah ke jaringan. Semua kemokin adalah polipeptide dg massa 8-12 KD. Jenis kemokin yg telah teridentifikasi 50 item.

39

FUNGSI BIOLOGI KEMOKIN 

Kemokin bukan hanya memiliki peran sbg Kemoatraktan Leukosit (seny. Kimia penarik leukosit ke tempat terinfeksi) tapi memiliki sejumlah fungsi a.l. : 1. Rekruit sel yg berperan dlm imunitas ke tempat yg terinfeksi. 2. Mengatur lalu lintas Limfosit dan Leukosit lain melalui jaringan perifer Limphoid. 3. Berhubungan dengan perkembangan berbagai organ.

40

41

SISTEM IMUN SPESIFIK (Adaptive Immunity System) 





Sistem pertahanan tubuh lapis kedua bila innate immunity tdk mampu mengeliminasi agen penyakit. Fagosit tdk mengenali agen infeksi krn hanya sedikit reseptor yg cocok utk agen tsb atau agen tsb tdk bertindak sbg faktor antigen terlarut (soluble antigen) aktif. Sistem ini melibatkan kerjasama antara Antibodi, Komplemen, Fagosit, Sel T, Makrofage. 42

43

LIMFOSIT T Sistem imun selular spesifik Efek : Sel inducer → aktivasi sitotoksik Sel sitotoksik → menghancurkan antigen Tugas khusus sebagai : a.T helper 1 : mengaktifkan makrofag b.T helper 2 : membantu sel B hasilkan antibodi c. T killer

: sel pembunuh

d.T-supressor/T-regulator : mengontrol kerja agar tak berlebihan 44

LIMFOSIT B Sistem imun humoral spesifik Berkembang jadi :

- Sel plasma yg memproduksi antibodi Ig G, Ig M, Ig A, Ig D, Ig E

- Sel-sel B-memori : Menyimpan informasi ttg Antigen segera mengenali pd kontak ulang

45

ANTIBODI ANTIBODI ( Imunoglobulin = Ig):  Bahan yg dibentuk sbg akibat rangsangan imunogen dan bereaksi secara spesifik dg imunogen yg menginduksinya .  Dapat bereaksi dgn Ag yg struktural mendekati Ag penginduksi Ab spesifik, shg menyebabkan  Reaktifitas Silang (Cross reaction). 46

ANTIBODI 

Fungsi : 1. Mengikat molekul antigen 2. Membangun fenomena biologi sekunder - Opsonisasi - Aktifasi Komplemen - Efek Sitotoksik

47

48

ANTIBODI -semua Ig mengandung sedikitnya 2 rantai berat & 2 rantai ringan -rantai ringan : 23kDa -rantai berat : 53-75kDa -bentuknya seperti huruf Y dengan pengikatan antigen terletak pada kedua ujung 49

ANTIBODI -separuh rantai ringan menuju terminal karboksil, disebut regio konstan ( CL) -3/4 rantai berat menuju terminal karboksil disebut regio konstan (HL) -bagian ujung terminal amino merupakan regio variabel ( ½ rantai ringan=VL, ¼ rantai berat = VH) -semua rantai ringan bertipe : kappa atau lambda

50

ANTIBODI -

-

-

Tipe rantai berat (λ, μ, β, ε, α) menentukan jenis imunoglobulin Rantai ringan-berat dan antar rantai berat dihub oleh ik disulfida Pada regio variabel ditemukan regio yang hipervariabel  menentukan spesifitas antibodi (CDR =regio penentu komplementaritas) 51

STRUKTUR & FUNGSI ANTIBODI (Ig)

52

PENGGOLONGAN IMUNOGLOBULIN 1. 2.

3. 4. 5.

Imunoglobulin G (Ig G) Imunoglobulin D (Ig D) Imunoglobulin M (Ig M) Imunoglobulin E (Ig E) Imunoglobulin A (Ig A)

53

Imunoglobulin G (Ig G) Fungsi utama :  Ab utama pada respon sekunder  melakukan opsonisasi bakteri sehingga mudah di fagosistosis  mengikat komplemen  menetralkan toksin bakteri dan virus  melintasi plasenta 54

Imunoglobulin G (Ig G) 75 % Ig  CSF, Urin, Darah, Cairan SSP, Peritoneal  Menembus plasenta imunitas bayi 6-9 bulan  Meningkat pd Infeksi kronis & autoimun  Mengaktifkan C via jalur klasik 

55

Imunoglobulin G (Ig G)

56

Imunoglobulin M (Ig M) Fungsi :  Mencegah gerakan M patogen  Memudahkan fagositosis  Aglutinator  Mengaktifkan C via jalur klasik  Respon primer terhadap suatu antigen  Fiksasi komplemen  Reseptor antigen pada permukaan sel B 57

Imunoglobulin M (Ig M)

58

Imunoglobulin D (Ig D) •

•

• •

Marker diferensiasi sel B yg sudah matang Kadar meningkat pada infeksi dini (akut) Fungsi utama belum jelas Ditemukan pada banyak permukaan sel B 59

Imunoglobulin D (Ig D)

60

Imunoglobulin A (Ig A) 

Terdapat dengan 2 struktur, 1. IgA serum ( monomer atau dimer ) 2. Ig A sekretori ( dimer )  keduanya mempunyai rantai J (J Chain) FUNGSI UTAMA : -Ig A sekretori menghalangi pengikatan bakteri dan virus pada membran mukosa -tidak mengikat komplemen 61

Imunoglobulin A (Ig A) 







Kadar dalam serum sedikit, meningkat pada infeksi kronik saluran napas & GIT. Menetralisir & mencegah kontak toxin, virus Terdapat di cairan sekresi RT, GIT, UGT, air mata, keringat, saliva, ASI eq :TB, Sirosis alkoholik, Coeliac D’, Kolitis Ulseratif, Crone D’ Mengaktifkan C via jalur alternatif 62

Imunoglobulin A (Ig A)

63

Imunoglobulin A (Ig A)

64

Imunoglobulin E (Ig E) Fungsi Utama :  melepaskan mediator dari sel mast dan basofil setelah seseorang terkena allergen  pertahanan utama thd infeksi cacing ( dengan melepas enzim dari eosinofil )  tidak memfiksasi komplemen 65

Imunoglobulin E (Ig E) 





Mudah diikat sel mast, basofil, eosinofil Kadar meningkat pada :  Alergi, infeksi cacing, Schistosomiasis, trikinosis Imunitas parasit

66

Imunoglobulin E (Ig E)

67

SIFAT IMUNOGLOBULIN

68

69

70

71

ANTIGEN 





Antigen : substansi yang dapat mengikat antibodi spesifik. Tdk semua Ag menghasilkan respon imunogenik Tetapi semua imunogen adalah Ag (Immunobiology, Janeway and Travers, 1994). 72

ANTIGEN  





Ag umumnya suatu proteins/polysaccharides. Antigen meliputi bagian (coats, capsules, dinding sel, flagella, fimbrae, dan toxins) dari bacteria, viruses, dan atau M.O lain. Lipids dan asam nukleat bersifat antigenik ketika berikatan dg protein dan polisakarida. Non mikroba exogen Ag meliputi polen, putih telur, protein dari transplantasi jaringan / organ atau permukaan sel darah ditransfusi. 73

ANTIGEN 



Tolerogen : substansi yg tidak mencetuskan respon immun krn bentuk molekul, bila bentuk molekul berubah maka Tolerogen  Imunogen. Allergen : substansi yg dpt menyebabkan reaksi alergi. Reaksi timbul setelah expose dg Alergen melalui ingestion, inhalation, injection, atau kontak dg kulit 74

Autoantigens 



Autoantigen pada umumnya adalah normal protein atau komplex protein (DNA or RNA) yg dikenali sistem imun px yg menderita penyakit autoimun spesifik. Ag tsb seharusnya pada kondisi normal bukan menjadi target immun sistem tapi karena faktor genetik dan lingkungan, dianggap Ag shg dimusnahkan sistem immun. 75

ANTIGEN 





IMUNOGEN :  Molekul yg dapat menginduksi timbul-nya respon imun pd host ybs.  BM >>, epitope >> ANTIGEN :  BM < 5.000 dalton, single epitope. EPITOPE : bagian Ag yg dpt menginduksi pembentukan Ab & dpt diikat secara spesifik oleh bagian Ab atau reseptor pd limfosit.

76

SIFAT KIMIAWI ANTIGEN A. KARBOHIDRAT (Polisakarida)  Umumnya imunogenik.  Glikoprotein pada permukaan membran sel.  Gol. Darah ABO. B. LIPID  Biasanya tidak imunogenik, menjadi imunogenik bila diikat carrier protein.  Bersifat sbg hapten (sphingolipid) 77

SIFAT KIMIAWI ANTIGEN C. PROTEIN 

Kebanyakan imunogenik multideterminan & univalen.

D. ASAM NUKLEAT

Tidak imunogenik, menjadi imunogenik bila diikat carrier protein.  Respon imun thd DNA terjadi pd penderita SLE. 

78

STRUKTUR & KIMIAWI DINDING SEL BAKTERI

Gram Positip

Gram Negatip

79

KIMIAWI MEMBRAN SEL

80

REAKSI ANTIGEN - ANTIBODI A. NATURE OF ANTIGEN-ANTIBODY REACTIONS :  Lock and Key Concept  Non-covalent Bonds : hydrogen bonds, electrostatic bonds, Coulombic, Van der Waals forces and hydrophobic bonds  Reversible ( disosiasi ) B. AFFINITY AND AVIDITY  Afinitas Ab : Kekuatan ikatan satu Ab & Epitop  Aviditas : Kekuatan ikt Ab dg Epitop k’seluruhan 81

REAKSI ANTIGEN - ANTIBODI C. SPECIFICITY AND CROSS REACTIVITY  Specificity.



Perbedaan Ab, dipengaruhi : a. Struktur primer. b. Bentuk isomer. c. Struktur sekunder & tersier Cross reactivity 82

UJI LABORATORIUM REAKSI ANTIGEN - ANTIBODI 

 

Radioimmunoassay (RIA) / Enzyme Linked Immunosorbent Assay (ELISA) Tests for Cell Associated Antigens Complement Fixation Test

83

AGLUTINASI 



Peristiwa terjadinya agregasi yg tampak sbg akibat interaksi antara ANTIGEN yg tak larut ( Aglutinogen ) dengan ANTIBODI ( Aglutinin ). Faktor-faktor yg mempengaruhi Aglutinasi A. Rasio Ag & Ab. B. Jenis Ab : Ig M > mudah d/p Ig G. C. Waktu Inkubasi, u/ m’beri waktu ikatan Ag- Ab D. Medium : Suhu, pH, kekuatan ion-ion, viscositas, molaritas E. Enzim proteolitik. 84

JENIS REAKSI ANTIGEN - ANTIBODI 1. Agglutination / Hemagglutination  Memakai Ag permukaan sel SDM, bakteri.  Fungsi : u/ mengetahui adanya Ab.  Eq : Widal Test, Gol. darah

85

JENIS REAKSI ANTIGEN - ANTIBODI 2. Passive & Reverse Passive agglutination  Ag diikatkan partikel carrier ( Latex, gelatin, Eritrosit, karbon, kolodion ) Eq : Deteksi Ab nontreponemal pd Sifilis Faktor Reumatoid, Ab Rubella Ab Thyroglobulin  RPHA u/ menentukan ANTIGEN IHA / PHA u/ menentukan ANTIBODI Eq : penentuan HBsAg & Anti HBsAg 86

JENIS REAKSI ANTIGEN - ANTIBODI 3. INHIBITITION AGGLUTINATION Eq : tes HCG

4. COOMB’S TEST

a. Test Antiglobulin langsung ( DAT ) :  Ikatan Ag-Ab telah terjadi invivo.  u/ deteksi coating SDM oleh Ab / C

b. Test Antiglobulin tdk langsung (IAT) 87

TANDA–TANDA IMUNODEFISIENSI 

 

Sering / rentan terhadap Infeksi : - Bakteri & patogen ekstra sel - Virus & patogen intrasel - Patogen yg tdk umum / jarang

Cenderung menderita kanker Menderita penyakit autoimmun 88

89

90

91

92

TUGAS

BUAT MIND MAPPING TOPIK KULIAH HARI INI

93

94