introduction to immunology

INTRODUCTION TO
IMMUNOLOGY
R.
R Lia Iswara,
Iswara dr
dr, MS
MS, SpMK
Dept. of Microbiology
Medical Faculty
USU
Historical Perspective:
p
• Edward Jenner – 1796- First successful
vaccination.
i ti
–
–
–
–
–
–
Smallpox (virus)
30-40%
30
40% mortality
Viremia followed by death
Last naturally occurring case in Africa, 1976.
Role of WHO in smallpox eradication
Possible because humans are the only smallpox
host.
host
– So, where are we now?
• Who is immune?
• Possibility
P
ibilit off bi
bioterrorism.
t
i
• Today’s plan: Immunize first responders, then public.
SMALLPOX RASH DISTRIBUTION
VaccinationEdward Jenner
a. initial smallpox vaccine based on cowpox virus
b. initial studies of immunity
British Royal Mail
IMMUNOLOGY
• JENNER - Small pox vaccine
• PASTEUR - Rabies and chicken cholera
vaccines
• METCHNIKOFF - Phagocytosis and cell
y
mediated immunity
• Pasteur : menyatakan bahwa perlindungan dari
suatu p
penyakit
y
dengan
g p
pemberian vaksin atau
penyembuhan sendiri dari suatu penyakit disebut
immunity
• Metchnikoff (1884) : Pagositosis
• Erlich (1890) : mengemukakan teori imunitas
• Rebecca Lancefield ((1933)) menemukan
“streptococcal antigen”
• 1960 : Interferon ditemukan sebagai sistem imun
yang dapat menghambat replikasi virus
• Edelman & Porter (1962) : antibodi
• IMUNITAS adalah resistensi terhadap penyakit
terutama infeksi
• Sistem Imun adalah gabungan sel, molekul dan
jaringan yang berperan dalam resistensi
terhadap infeksi
• Mekanisme Pertahanan Tubuh (Sistem Imun) :
semua mekanisme yang digunakan badan untuk
mempertahankan keutuhan tubuh sebagai
perlindungan terhadap bahaya yang dapat
ditimbulkan berbagai bahan dalam lingkungan.
• Respon Imun adalah reaksi yang dikoordinasi
sel-sel, molekul-molekul dan bahan lainnya
t h d mikroba
terhadap
ik b
Resistance/immunity:
1.
Natural ((innate,non
,
specific)
p
) resistance
•
•
•
mediated by factor exist naturally in the host.
effective against many different kinds of infectious agents; thus ,
non specific.
specific
efficiency is not improved by repeated infections
2.
Acquired resistance (spesific,adaptive)
•
mediated by Immune System (IS)
- Humoral Immunity
- Cell-mediated Immunity
y
developed during the life time
effective against specific organism or antigenically related
organisms
Efficiency is improved by repeated infections
•
•
•
Immunity
External defence factors
1. Skin and mucous membrane
1
2. Respiratory tract
3 Di
3.
Digestive
ti ttractt
4. Genito-urinary tract
5. Eyes
External defenses
Skin and mucous membranes
• Anatomical barrier ((epidermis,
p
, dermls))
• Unsaturated fatty acids: anti-bacterial
- sebaceus glands
- skin commensals:Propionibacterium acnes
• Saturated fatty acid: fungistatic
• Mucus :
- trap organisms
• Epithelium:
- prevent penetration of large molecules
- Prevent entrance of pathogens
Respiratory tract
• Nasal vestibules contain normal flora
e.q. Diphteroides, Staphylococcus epidermidis
growth Staphylococcus
p y
aureus
retard g
• Nasal hair: exculde particles
• Sneezing: mechanical removal
• Mucus: traps inhaled particles
• Cilliated epitelium, cough reflex: removed
trapped
d particles
i l
• Alveolar macrophages: phagositosis
Digestive tract
• Normal flora in mouth and throat
Strep viridans inhibit local growth of pneumococci in
Strep.
pharynx
• Saliva:
- salivation
li ti & spiting:
iti
mechanical
h i l removall
- lactoperoxidase In saliva: oxidizing agent
- lysozyme:digest cellwall of Gr( +)) bacteria
- glycolipids: prevent Strep. mutans to tooth enamel
• Gastric acidity :precipitate microbial protein
• Bile acids/salts: bactericidal
• Normal flora of intestine: antagonism
• Desquamation of epithelium
epithelium, defecation
defecation, diarrhoeal
response: removal of pathogens
Genito-urinary
Genito
urinary tract
•
•
•
•
•
•
flushing action of urine
acidity of urine
L
Lysozyme
vaginal lactic acid
Spermine
seminal plasma
Eyes
• Mechanical motion of eyelids
eyelids, eyelashes
eyelashes,
eyebrows
• Crying
• Lysozyme in tears: muramidase (digest
peptidoglycan
tid l
iin cellll wallll off b
bacteria)
t i )
Internal defence factors
1. H
1
Humorall ffactors
t
2. Cellular factors
Humoral factors
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Natural antibodies
β lysin
β-lysin
lysozyme
tuftsin
basic polyamines, histones, protamines
hematin mesohematin
hematin,
glycoprotein
complement
l
t protein
t i
Interferons
APP (Acute
(A
Ph
Phase P
Protein)
i )
CRP
CRP, L
Lektin
ki
Cellular factor
• Natural killer cells (NK-cells)
• Phagocytic cells:
1. Circulating phagocytes:
- neutrophils
Polimorfonuklier
- eosinophils
(PMN)
Mononuklier (MN)
- monocytes
2. Tissue phagocytes:
- macrophage, Kupffer cells, histocytes,
microglial cells, monocytes, alveolar
p g
cells.
macrophages/dust
Origin of cells involved in the immune response
Phagocytes of the reticuloendothelial system
THE RETICULOENDOTHELIAL SYSTEM
• SISTEM IMUN NON SPESIFIK HUMORAL
KOMPLEMEN
adalah sistem protein serum yang merupakan perantara
utama dalam reaksi antigen dan antibodi.
Komplemen berperan meningkatkan fagositosis dan
mempermudah destruksi mikroorganisme, hal ini
disebabkan :
a Komplemen dapat menghancurkan sel membran banyak
a.
bakteri
p
dapat
p melepas
p bahan kemotaktik yyang
g
b. Komplemen
mengerahkan makrofag ke tempat bakteri
c. Komponen komplemen lain yang mengendap pada
permukaan
k
b
bakteri
kt i memudahkan
d hk makrofag
k f untuk
t k
mengenal (opsonisasi) dan memakannya
INTERFERON
adalah suatu g
glikoprotein
p
yyang
g dihasilkan oleh berbagai
g sel
tubuh yang mengandung nukleus dan dilepas sebagai
respon terhadap infeksi virus.
- Interferon menginduksi sel-sel sekitar sel yang terinfeksi
virus sehingga menjadi resisten terhadap virus.
- Interferon juga dapat mengaktifkan sel NK.
- Sekarang diketahui bahwa interferon adalah salah satu
molekul yang tergolong sitokin
ACUTE PHASE PROTEIN (PROTEIN FASE AKUT)
protein yyang
p
g kadarnya
y dalam darah meningkat
g
p
pada infeksi
akut.
Contohnya C-Reaktif Protein
sebagai opsonin, CRP
mengikat
ik t berbagai
b b
i mikroorganisme
ik
i
CRP bisa meningkat 100x atau lebih
SISTEM IMUN NON SPESIFIK SELULER
NK cells
ll (large
(l
granular
l llymphocytes)
h
t )
– Antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity
(ADCC)
– Have two major functions
• Lysis
L i off target cells
ll
• Production of cytokines (IFN-γ and TNF-α)
– Act against intracellular pathogens
– Act against protozoa
FAGOSIT
- Sel utama yang berperan adalah sel MN & PMN
- Sel Fagosit juga berinteraksi dengan komplemen dan
sistem imun spesifik
- Penghancuran kuman oleh sel fagosit terjadi dalam
beberapa tingkatan, yaitu kemotaksis, menelan,
memakan, membunuh dan mencerna
Kemotaksis : gerakan fagosit ke tempat infeksi sebagai
respon terhadap berbagai faktor seperti produk bakteri.
S l PMN b
Sel
bergerak
k cepatt d
dan sampaii kke ttempatt iinfeksi
f k i
dalam 2-4 jam (inflamasi akut). Sel Monosit bergerak
lebih lambat & sampai ke tempat infeksi dalam 7-8 jam
(inflamasi kronik).
MAKROFAG
- Makrofag melepaskan liso
lisozim,
im komplemen
komplemen,
interferon, dan sitokin yang semuanya
memberikan
b ik kkontribusi
t ib i d
dalam
l
pertahanan
t h
spesifik
ifik
dan non spesifik.
SISTEM
S
S
IMUN
U S
SPESIFIK
S
HUMORAL
U O
• LIMFOSIT B (Sel B)
Sel B dirangsang benda asing
berproliferasi
p
menjadi
j
sel p
plasma
membentuk antibodi (IgG,IgA,IgM,IgD,IgE)
Fungsi utama antibodi : pertahanan terhadap
infeksi ekstraseluler virus dan bakteri serta
menetralisir toksinnya
SISTEM
S
S
IMUN
U S
SPESIFIK
S
S
SELULER
U
• LIMFOSIT T ((Sel T))
Sel T terdiri dari beberapa sel subset dengan fungsi
yang berlainan :
- T helper (Th1
(Th1,Th2,Th3)
Th2 Th3)
- T delayed type hypersensitivity (Tdth)
- Cytotoxic T Lymphocyte (CTL)
- Natural Killer T (NKT)
- T supresor (Ts)
Fungsi Utama : untuk pertahanan terhadap bakteri yang
p intraselluler,, virus,, jamur,
j
, parasit
p
dan keganasan
g
hidup