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
