mekanisme eliminasi antigen

• Manifestasi penyakit infeksi akibat
langsung DARI pathogen mikrobial, DAN
interaksinya dengan system imun pejamu.
• Macam respons imun dan penyebab
infeksi akan menentukan apakah penyakit
menjadi akut atau berkepanjangan.
• Respons imun terhadap patogen
ekstraselular dan intraseluler berbeda.
• Sistem imun pada patogen ekstraselular
ditujukan untuk menghancurkan patogen
serta menetralisir produknya, pada
patogen intraseluler sel T dapat
menghancurkan sel yang terinfeksi, dalam
kata lain sitotoksik, atau dapat
mengaktivasi sel untuk menghadapi
patogen
• Sel-sel utama yang berperan pada
respons imun dalam infeksi
mikroorganisme yaitu makrofag, sel T dan
sel B.
• Sel-sel tersebut berinteraksi satu dengan
yang lain secara langsung atau melalui
interleukin (IL). Selain itu diikutsertakan
pula komplemen, sel NK dan sel K.
•
Mikroorganisme yang menembus
pertahanan mekanik nonspesifik masih
dapat dieliminir oleh elemen-elemen dari
sistim imun nonspesifik lainnya.
• Enzim lisozom yang ditemukan dalam
banyak sekresi mampu menghancurkan
dinding banyak bakteri.
• Komplemen dapat diaktifkan secara
alternatif oleh berbagai bakteri.
•
Aktivasi tersebut akan mengeliminir
bakteri melalui lisis atau peningkatan
fagositosis (melalui faktor kemotaktik,
opsonin dan reseptor untuk komplemen
pada permukaan fagosit).
• Acute phase protein meningkat dan salah
satu dari protein tersebut adalah C
Reactive Protein (CRP) dan disebut
demikian oleh karena mengikat protein C
dari pneumokok.
• Ikatan antara CRP dan protein C tadi akan
mengaktifkan komplemen secara
alternatif.
Aktivasi komplemen terlihat pada
Gambar 1
•
Bila pertahanan sistim imun nonspesifik
tidak dapat mengeliminir kuman, sistim
imun spesifik akan dikerahkan.
• Sistim ini bekerja spesifik dan
menggunakan rnemori.
• Antigen akan mencetuskan serentetan
reaksi yang menghasilkan aktivasi limfosit,
produksi antibodi dan limfosit efektor yang
spesifik untuk imunogen
MEKANISME ELIMINASI ANTIGEN
• Fungsi akhir dari sistim imun adalah mengeliminir
bahan asing. Hal ini dilakukan melalui berbagai jalan
:
• 1) Sel Tc dapat menghancurkan antigen asing seperti
sel kuman dan sel yang mengandung virus secara
langsung melalui penglepasan sitotoksin.
• 2) Antibodi berfungsi dalam respons imun melalui
beberapa cara :
• a)Neutralisasi toksin
•
Antibodi yang spesifik (IgG, IgA) untuk toksin
bakteri atau bisa serangga/ular dapat mengikat antigen
dan menginaktifkannya. Kompleks ikatan tersebut
selanjutnya akan dieliminir oleh sistim fagosit
makrofag.
• b)Neutralisasi virus
•
Antibodi yang spesifik (IgG, IgA) terhadap
epitop pada permukaan virus akan mencegah ikatan
virus dengan sel mukosa sehingga mencegah infeksi,
Sel NK dapat menghancurkan sel yang diinfeksi virus.
• c)Opsonisasi bakteri
•
Antibodi (IgG, IgM) dapat
menyelimuti permukaan bakteri sehingga
memudahkan eliminasi oleh fagosit (yang
memiliki reseptor untuk Fc dari Ig). Ikatan
dengan makrofag tersebut memudahkan
fagositosis (opsonin).
d)Aktivasi komplemen
• IgG, IgM, IgA) dapat mengaktifkan komplemen. Bila epitop ada pada
permukaan sel misalnya bakteri, maka komplemen yang diaktifkan
dapat menghancurkan sel tersebut dgn enzim.
• Beberapa komponen komplemen (C3b, C4b) juga memiliki sifat
opsonin.
• Opsonin tersebut berikatan dengan kompleks antigen-antibodi dan
dengan·reseptor pada permukaan makrofag sehingga memudahkan
fagositosis.
• Ada komponen komplemen yang berupa kemotaktik (C3a, C5a)
untuk neutrofil dan ada yang mengaktifkan mastosit dan basofil
(anafilatoksin) untuk melepas histamin.
• Beberapa bakteri seperti E. coil dan S. aureus dapat mengaktifkan
komplemen langsung melalui jalur alternatif. Respons melalui
komplemen sangat kompleks dan penting dalam inflamasi yang juga
merupakan mekanisme pertahanan.
ACUTE INFLAMATION -1
Endothelial Cells
Adhesion molekul
Expression
Cytokines
Bakteri Gram LPS
LPS
M
PMN
LPS
PMN
PMN
Cytokines
JARINGAN
(COLOR,RUBOR, DOLOR)
PEMB.DARAH
(Vasodilatasi
permeabilitas
)
ACUTE INFLAMATION -2
LPS
Bakteri Gram -
MAC
Endothelial Cells
Tissue injury
C5 convertase
Aktipasi
komplemen
(jalur alternatif)
C3b
C3b M/PMN
C5a
Opsonisasi
C5a,C3a,C4a
KEMOTAKTIK
Bas
Zat mediator
JARINGAN
PEMB.DARAH
(COLOR,RUBOR, DOLOR)
(Vasodilatasi dan
permeabilitas )
KUMAN EKSTRASELULER
Endothelial Cells
Complement activation
(classical pathway)
Netralisasi
Opsonisasi
M/PMN
B
Bakteri Gram -
Cytokines
LPS
LPS
M
(APC)
Th
M
(APC)
M/PMN
Cytokines
Cytokines
JARINGAN
(COLOR,RUBOR, DOLOR)
Sistem Limpatik
Kuman Intraseluler/Virus
Tc/Ts
MHC I
Tc
NK
NK
ADCC
NK
Kuman
Extra
seluler
M
M
Cytokines
B
Cytokines
Th
MHC II
M
Cytokines
Jaringan
Sistem Limpatik
dan darah
• 4)Eliminasi protozoa
•
Baik imunitas humoral maupun selular
(makrofag dan sel T yang diaktifkan) berperanan
pada eliminasi P. carinii, Giardia dan T. gondi.
• 5)Eliminasi jamur
•
Respons imun terhadap jamur adalah
kompleks; yang penting antara lain mekanisme
selular dan efek toksik melalui neutrofil. Dinding sel
jamur dapat mengaktifkan komplemen (jalur
alternatif) yang menghasilkan opsonin dan
memudahkan fagositosis.
IMUNOLOGI INFEKSI BAKTERI
• bakteri yang dapat masuk dan tetap hidup dalam sel
eukariositik terlindung dari antibodi humoral dan hanya
dapat dieliminasi oleh respons imun seluler.
• Bakteri ini harus memiliki mekanisme khusus untuk
memproteksi dirinya dari pengaruh ensim lisosomal
dalam sel.
•
Terdapat 3 kelompok bakteri dipandang dari sisi
kemampuan invasi ke dalam sel eukariositik yaitu bakteri
intraseluler fakultatif, bakteri intraseluler obligat, dan
bakteri ekstraseluler.
• Termasuk dalam kelompok intraseluler fakultatif adalah
Salmonella spp,Shigella spp, Legionella pneumophili,
Invasive Escherichia coli, Neisseria spp,Mycobacterium
spp, Listeria monocytogenes, Bordetella pertussis.
• Dalam kelompokintraseluler obligat termasuk Rickettsia
spp, Coxiella burnetti, Chlamydia spp.
• contoh bakteri ekstraseluler adalah Mycoplasma spp,
Pseudomonas aeruginosa, EnterotoxigenicEscherichia
coli, Vibrio cholerae, Staphylococcus aureus,
Streptococcus pyogenes,Haemophylus influenzae,
Bacillus anthracis.
Struktur Bakteri
•
•
•
•
•
Menurut sifat patologik dinding sel, bakteri dapat dibagi menjadi
gram negatif dan garam positif, mikobacterium dan spirochaeta.
Permukaan bakteri dapat pula dilapisi kapsul yang protektif. Protein
dan polisakarida yang ada kapsul dapat merangsang sistim imun
humoral tubuh untuk membentuk antibodi.
Di luar membran plasma , bakteri memiliki mukopeptida yang
disebut peptidoglikan. Bagian ini merupakan sasaran lisozim.
Antigen yang sering digunakan untuk diagnosis imunologik dan
sebagai sasaran untuk antibodi protektif ditemukan di permukaan
luar yang dapat segera berinteraksi dengan efektor imnologik
seperti antibodi.
Eksotoksin secara aktif disekresi bakteri gram positif. Eksotoksin
bersifat sitotoksik dan membunuh sel dengan mekanisme kimiawi.
Eksotoksin dapat mengganggu fungsi normal sel tanpa
membunuhnya dan merangsang produksi sitokin yang
menimbulkan penyakit., merusak fagosit, jaringan setempat, dll dan
sebagiannya dapat menyebabkan kematian.
•
Patogenesitas beberapa infeksi bakteri
non invasif yang hidup dalam sel
permukaan seperti Diptheri dan Vibrio
cholera yang memproduksi eksotoksin
bergantung pada kemampuan pejamu
untuk memproduksi imunoglobin yang
dapat mentralisasinya.
• Antibodi yang dibentuk terhadap toksin
dapat menteralisasi efek toksin tetanus,
difteri sehingga dapat mencegah
kerusakan jaringan yang ditimbulkannya.
IMMUNE RESPONSE
I. Innate (natural) immunity.
1. Physical & chemical barrier
2. Phagocytic cells & Natural
Killer (NK) Cell
3. Blood protein :complement
4. Cytokines
II. Adaptive (spesific) immunity.
1.Humoral Immunity (B cell)
2.Cell Mediated Immunity(Tcell)
PENGENALAN MUSUH
• Sistem Imun mengenal satu atau
lebih komponen musuh antigen
• Perlu proses penyiapan efektif.
• Hanya berespon terhadap antigen
yang sama spesifik.
• Kenal langsung atau perlu perantara
(Antigen Presenting Cells)
MEKANISME SISTEM IMUN
1. Pengenalan “musuh”
2. Penangkapan “musuh”
3. Penghancuran “musuh”
4. Kerjasama semua komponen sistem
PENGENALAN “MUSUH”
• Belajar sejak dalam kandungan
mis. Timus tempat sekolah sel T.
• Substansi/produk (toksin) mikroorganisme, natural segera dikenal
respon cepat. (Innate Immunity)
• Proses pengenalan (adaptif) setelah
musuh datang (Adaptive Immunity)
PENANGKAPAN MUSUH
• Musuh masuk jaringan tubuh.
• Ditangkap dan dihancurkan oleh
Neutrophil, macrophage, NK Cells dan
complement (Innate Immunity)
• Macrophage (APC)kenalkan
antigen musuh ke sel T (CMI)
• Sel B menangkap sendiri antigen musuh
(HI)
PENGHANCURAN MUSUH
• Penangkapan dan penghancuran musuh
terjadi di luar sel (dalam cairan antar sel,
limpe dan darah) dan di dalam sel.
• Ekstraseluler oleh Innate Immunity
(kecuali NKcells)dan Hum Immunity
• Intraseluler oleh NK cells dan T cells.
KERJASAMA MELAWAN MUSUH
• Kunci kehebatan sistem imun.
• Komunikasi melalui kontak langsung antar
sel
reseptor dan molekul assessori yang
sesuai untuk sel yang akan kerjasama
• Berkomunikasi melalui molekul yang dilepas
oleh masing-masing sel (Cytokine)
RESPONS PEJAMU TERHADAP INFEKSI
BAKTERI
• Pertahanan tubuh terhadap infeksi dengan patogen terjadi dengan
1. Pertahanan non-spesifik (innate) dengan mengeluarkan agen infeksi
atau membunuhnya pada kontak pertama. Bilamana patogen
menimbulkan infeksi berbagai respons non-adaptif dini penting
untuk mengendalikan infeksi dan mempertahankan pengawasan
terhadapnya, sampai terbentuk respons imun adaptif.
2. Respons imun adaptif memerlukan waktu beberapa hari, mengingat
limfosit T dan B harus menemukan antigen spesifik untuk
mengadakan proliferasi, dan berdiferensiasi menjadi sel efektor.
Respons sel B yang tergantung pada sel T (T-cell dependent B-cell
responses) tidak akan dapat dimulai sebelum sel mempunyai
kesempatan untuk mengadakan proliferasi dan diferensiasi.
• Terdapat perbedaan mendasar antara respons imun
terhadap patogen ekstraselular danintraseluler.
• Bagi patogen ekstraselular system imun ditujukan untuk
menghancurkan pathogennya sendiri serta menetralisir
produknya.
• Dalam merespons patogen intraseluler terdapat 2 pilihan,
sel T dapat bersifat sitotoksik menghancurkan sel yang
terinfeksi, atau dapat mengaktivasi sel untuk menghadapi
patogen tersebut.
• Sebagai contoh, adalah sel penolong T (helper T cells)
melepas sitokin yang akan mengaktivasi makrofag untuk
• menghancurkan organisme yang telah mengalami
endositosis.
• Banyak patogen memiliki fase infeksi intraseluler dan
ekstraselular, dan mekanisme respons imun yang efektif
akan berbeda dari waktu ke waktu
Imunitas Non-Spesifik (Innate Immune
Response)
•
•
•
•
•
Respons ini terjadi segera tanpa memerlukan kontak dengan mikroba
sebelumnya
Respons innate tidak spesifik, dan berlaku bagi setiap patogen.
Respons terhadap bakteri yang mengadakan invasi disertai proses
inflamasi pada tempat infeksi dimana cairan,sel, bahan-bahan yang
terlarut merembes keluar dari darah menuju jaringan.
Kejadian ini disertai kemerahan setempat, pembengkakan, serta
demam.
Inflamasi bertujuan memusatkan agen pertahanan tubuh ke lokasi
yang membutuhkan. Selama inflamasi sel-sel fagosit seperti neutrofil
dan makrofag, meninggalkan aliran darah dan bermigrasi menuju
tempat infeksi sebagai respons tehadap kemikal (chemoattractants)
yang dilepaskan di tempat tersebut.
• Sesampainya pada tempat tersebut, sel-sel fagosit
mengenali, menelan (engulf), serta menghancurkan
patogen.
• Darah juga mengandung rangkaian protein terlarut yang
dinamakan komplemen, yang dapat melubangi membran
plasma sel bakteri, dengan akibat lisis dan kematian sel.
• Respons imun innate terutama efektif terhadap bakteri
tertentu, yang pada dinding selnya terdapat polisakharida
unik sehingga segera dikenali sel pejamu sebagai asing.
Respons Imun Adaptif
• Respons Imun adaptif memerlukan waktu agar dapat
mempersiapkan system imun untuk menghadapi agen
asing.
• Respons ini sangat spesifik, dan hanya ditujukan untuk
molekul-molekul yang spesifik pada bahan-bahan asing.
• Respons imun didapat dibagi dalam 2 kategori yaitu imunitas humoral,
yangdilaksanakan oleh antibodi (
• imunoglobulin), dan imunitas dimediasi sel
• . Dalam beberapa kasus antibodi dapat terikat pada toksin bakteri
sekaligus mencegahnya umtuk masuk ke dalam sel pejamu.
• antibodi dapat berfungsi sebagai molecular tags yang terikat pada
patogen yang masuk dan menandainya untuk dimusnahkan.
• Sel bakteri yang dilapisi molekul antibodi cepat dicerna oleh makrofag
atau dihancurkan komplemen yang diangkut dalam darah.
• Antibodi tidak efektif untuk patogen intraseluler, sehingga diperlukan
sistem senjata tipe ke dua. Imunitas dimediasi sel dilaksanakan oleh
limfosit T (sel-T), yang bila teraktivasi dapat secara spesifik mengenal
serta membunuh sel terinfeksi (atau asing).
Cell Mediated Immunity
(Cellular Immunity)
• Diperankan oleh T cell (limposit T)
• Macrophage atau B cell memperkenalkan
antigen musuh kepada T cell
• Mematikan musuh melalui mekanisme
penghancuran sel yang mengandung antigen
(Cytotoxic T Cell) atau membantu Macrophage
Lapis I : Fisik Kimia Flora Normal
……………………………………….
Lapis II : PMN Comp Macroph Ig.
…………..NK cell……………....………
Lapis III:
B cell
T cell
Antibody (Ig)
Complement
Neutralization
Cytotoxic T Cell
Macrophage
SERANGAN BAKTERI
PHAGOCYTOSIS AND KILLING
BY MACROPHAGE
Respo
Imun
Limpa
Sirkulasi darah
Kuman atau antigen
yg masuk darah
Extravasasi O2,Nutrisi,
sel-sel pertahanan
Cairan Extraseluler
meningkat
Kelenjar limpe
Masuk aliran limpe
Sirkulasi limpe
Kuman atau antigen
Jaringan
Respon
Imun
Buku Bacaan
• John Clancy, JR : Basic concepts in
Immunology. A student’s survival
guide. (Mc.Graw-Hill International editors,
2000).
• Ivan Roitt : Essential Immunology, Ed.
8,1994. Terjemahan oleh Aida Harahap
dkk, 2003): Imunology
• Abul K.Abbas: Cellular and Molecular
Immunology. WB Saunders Comp.,
2000).