SISTEM IMUNITAS IKAN Romi Novriadi, S.Pd,kim., M.Sc Disampaikan Pada:

Pelatihan Vaksinator

Balai Budidaya Laut Batam

25 November 2013

Global Aquaculture Production

9,7% in 1980

34,1% in 2001

(42,8 MT)

Aquaculture production continues to increase (7,5% annually)

While global capture fisheries production tends to decline

Penyakit Hambatan Produksi Budidaya

1.Menyebabkan kematian ikan budidaya

2.Penurunan produksi

3.Kerugian ekonomi pagi petani.

Inang

Agen

penyakit

Lingkungan P

eny

akit

Wabah penyakit terjadi bila keseimbangan antara lingkungan, inang &

agen penyakit terganggu

Patogen/

Non

patogen

Akan

menyerang,

bila inang

lemah

Lingkungan buruk

akan melemahkan

inang

Kesehatan ikan

dipengaruhi

status

kekebalan

tubuh

Starting Point:

Antibiotika

Penguatan sistem kekebalan (imunitas)

Kisah Sukses di Norwegia

Sistem Imun Merupakan pengetahuan mendasar yang harus dipahami

dalam usaha peningkatan kekebalan tubuh ikan baik yang

bersifat non-spesifik maupun spesifik

Stanislas F. Snieszko

(1902-1984).

Tahun 1938

Memasukkan bakteri yang telah

dilemahkan ke ikan mas

Meningkatkan sistem imun

Spesifik

Vertebrata Invertebrata

Non-Spesifik

Komponen selular

Komponen humoral

Non-Spesifik

Komponen Sistem Imun

Sistem Kekebalan Spesifik dan Non-Spesifik

Kekebalan non-spesifik (alamiah/innate immunity): merupakan

sistem pertahanan inang yang responnya tidak bergantung

pada frekuensi kontak terhadap antigen tertentu

Kekebalan spesifik (humoral maupun cellular mediated

immunity) : respon imun sangat tergantung pada frekuensi

kontak induk semang dengan antigen tertentu sebelumnya

Sistem kekebalan non spesifik

Sistem kekebalan spesifik

Pertahanan fisik Pertahanan humoral

1. Sisik 2. Kulit 3. Mukus

1. Lisozim 2. Interferon 3. Laktoferin dan Transferin 4. Komplemen 5. Protein Antimikrobial 6. Fibronektin 7. Interleukin

1. Limfosit 2. Plasmosit 3. Serum protein 4. Reticulo Endhothelial - Ginjal - Thymus - Hati

Pertahanan fisik 1. Sisik dan kulit melindungi ikan dari kemungkinan luka dan berperan

penting dalam mengendalikan osmolaritas tubuh 2. Mukus memiliki kemampuan menghambat kolonisasi mikroorganisma

pada kulit, insang dan mukosa. Mukus mengandung imunoglobulin (IgM) alami dan bukan sebagai respon dari pemaparan antigen

Pertahanan humoral 1. Lisozim, senyawa yang dihasilkan oleh leukosit : menyerang bakteri dan

membuatnya terlarut. 2. Interferon, dihasilkan oleh limfosit : pertahanan terhadap infeksi virus 3. Laktoferin dan Transferin, komponen yang dihasilkan oleh proses

sekresi tubuh, serum atau ruang antara jaringan tubuh: menghambat pertumbuhan mikroba melalui pengikatan ion besi

4. Komplemen, dihasilkan oleh serum dan berfungsi membunuh atau melisiskan sel bakteri serta berperan serta dalam inflamasi

5. Protein Antimikrobial : membunuh sel bakteri 6. Fibronektin, dihasilkan oleh serum dan mukus: opsonisasi 7. Interleukin, dihasilkan oleh makrofag dan limfosit :aktivasi sel imun.

Proses fagositosis

Kemotaksis atau kemokinesis

Penempelan via lectins

patogen dihancurkan oleh enzim lisozim

Sistem Kekebalan Spesifik

Organ yang paling penting pada sistem kekebalan spesifik : thymus, kidney (head, trunk), spleen and liver

Thymus: mengembangkan limfosit T (helper, pembunuh, dan supressor) yang memiliki kesamaan di hampir semua vertebrata

Kidney : Respon awal sistem kekebalan ditangani sepenuhnya oleh kidney (Bagian depan merupakan sistem imun dan bagian belakang untuk sistem urin Darah mengalir pelan melalui kidney dan antigen akan terperangkap atau dikeluarkan ke sel retikular, makrofag, limfosit

Spleen: Organ kedua setelah kidney, terlibat dalam reaksi sistem kekebalan dan pembentukan sel darah, mengandung limfosit dan makrofag

Hati: dapat terlibat dalam produksi komponen sistem kekebalan, penting dalam pembentukan resitensi, namun fungsinya masih belum terlihat dengan jelas

Sistem Kekebalan Spesifik

1. T –cells dapat ditemukan di thymus (±80%) dan intestine (±55%) dan juga beberepa bagian kecil pada spleen (±7%) dan heat kidney (±6%)

2. B-cells ditemukan di heat kidney (±33%), spleen (±30%) dan leukocytes (±21%)

3. Thymus dan pronephros merupakan organ limphoid untuk produksi limfosit T dan limfosit B

Sistem Kekebalan Spesifik - 1

Sistem pertahanan spesifik dapat berfungsi dengan baik setelah dilakukan pemaparan dengan patogen

Dimulai dengan bereaksinya makrofag terhadap keberadaan patogen (Contoh: Virus). Makrofag akan “memakan” virus tersebut dan menghancurkannya. Setelah proses destruksi, bagian kecil dari patogen akan berada di permukaan macrophage dan disebut antigen Sementara, partikel virus lainnya terus berusaha untuk menginfeksi sel inang lainnya

Sistem Kekebalan Spesifik - 2

Makrofag memberikan informasi adanya antigen (molekul asing) kepada limfosit. Selanjutnya limfosit mengaktivasi limfosit T (disebut: “helper” T), Untuk memulai rancangan serangan terhadap patogen penyusup Helper T mengenali partikel antigen dan terikat dengan macrophage melalui sebuah reseptor antigen Helper T cells merupakan sel yang unik karna hanya bekerja berdasarkan satu antigen

Sistem Kekebalan Spesifik - 3

Pengikatan ini merangsang produksi senyawa kimia, seperti : interleukin-1 (IL-1), tumor necrosis factor (TNF) oleh macrophage Helper T Cells kemudian menghasilkan senyawa interleukin-2 (IL-2) dan gamma interferon (IFN-y) Seluruh senyawa yang dihasilkan memfasilitas adanya komunikasi antar sel

Astonishing Synchronization

1. Produksi TNF (Tumor necrosis factor) dan IL-1 (Interleukin-1) dapat menyebabkan demam pada ikan

2. TNF (Tumor necrosis factor) dan IL-1 (Interleukin-1) merupakan bagian dari intraselluler

3. IL-1 juga menyebabkan demam namun saat bersamaan akan membentuk daerah-daerah kekebalan dan menstimulasi helper T untuk memproduksi IL-2

4. IL-2 menyebabkan T sel melepaskan gamma interferon, yang pada akhirnya akan mengaktivasi makrofag

5. IL-2 akan menginstruksikan sel helper T lainnya dan sel T “pembunuh” untuk terus menggandakan diri

Sistem Kekebalan Spesifik - 4

Seperti telah disebutkan sebelumnya, IL-2 akan menginstruksikan sel helper T dan sel T “pembunuh” untuk menggandakan diri. Proses penggandaan diri ini akan menyebabkan sel helper T mengeluarkan senyawa yang merangsang sel B (jenis lain dari limfosit) untuk juga menggandakan diri dan memproduksi antibodi Sementara itu, banyak partikel asing telah di “makan” oleh makrofag, namun “keturunan” patikel virus tersebut tetap ada yang lolos dan menginfeksi sel lainnya

Sistem Kekebalan Spesifik - 5

Sel T “pembunuh” mulai menembak “lubang” permukaan sel inang yang terlah terinfeksi Antibodi yang dihasilkan oleh sel B berikatan seperti kunci dengan antigen (partikel asing) di permukaan partikel yang melarikan diri dari makrofag (mmbentuk kompleks Ag-Ab) Hal ini membuat pekerjaan makrofag dan limfosit pembunuh lebih mudah untuk menghancurkan partikel asing yang masuk ke dalam tubuh inang Pengikatan Antibodi (Ab) ke antigen (Ag) menghasilkan sinyal ke komponen darah yang akan menginisiasi proses penghancuran patogen

Sistem Kekebalan Spesifik - 6

Akhirnya, ketika infeksi berhasil dikendalikan, jenis lain dari sel T, sel T supressor, akan memberitahu sel B, sel helper T, dan sel T “pembunuh” untuk istirahat Kebanyakan sel kekebalan akan mati, namun beberapa akan tetap tinggal didalam tubuh, yang disebut sel memori (T sel) Mereka akan mampu memberikan respon yang lebih cepat dimasa mendatang bila diinfeksi oleh senyawa asing yang sama

Sistem Kekebalan Spesifik

Mekanisme sistem kekebalan spesifik: cellular co-operation dan produksi antibodi (Sumber: Roitt et al., 1989).

Respon Ikan Terhadap Patogen

Infeksi patogen

Kekebalan non-spesifik

Gagal (penyakit dan mati)

Pembentukan respon kekebalan spesifik

Sukses (Tidak ada penyakit atau infeksi)

Respon Humoral (Patogen eksternal dan racun)

Respon kekebalan yang dimediasi sel (Patogen internal dan virus)

Sistem kekebalan adaptif (memori)

Faktor Penjelasan

Genetika Masing-masing individu dapat memiliki perbedaan pada sistem kekebalan alamiah dan adaptif

Lingkungan Suhu, Musim, Cahaya

Stres Kualitas air, polusi, adat tebar, penanganan dan transportasi, siklus pemijahan

Nutrisi Kualitas dan jumlah pakan, ketersediaan nutrisi, penggunaan immunostimulant, Vitamin dan mineral

Ikan Umur, Jenis dan Strain

Patogen Tingkat pemaparan, jenis (parasit, baktri dan virus), virulensi

1From Shoemaker et al.,2001. Immunity and disease resistance in fish. In: Nutrition and Fish Health (Ed.: Lim, C., Webster, C.D.). Food Products Press, NY. Pgs 149-162.

Faktor-Faktor yang mempengaruhi sistem kekebalan pada ikan

1From Shoemaker et al.,2001. Immunity and disease resistance in fish. In: Nutrition and Fish Health (Ed.: Lim, C., Webster, C.D.). Food Products Press, NY. Pgs 149-162.

Faktor-Faktor yang mempengaruhi sistem kekebalan pada ikan

Factor yang mempengaruhi sistem imun: suhu

1. Waktu yang dibutuhkan patogen untuk berkembang biak sangat dipengaruhi oleh suhu

2. Suhu rendah diketahui sebagai faktor pembatas dalam proses metabolisme organisme

3. suhu yang terlalu tinggi juga dapat menekan fungsi kekebalan tubuh (immunosupressive).

4. Sistem kekebalan tubuh lebih lambat pada suhu dingin (Hingga 28 hari)

Mamalia dapat memperoleh antibodi melalui susu ibu selamalebih dari 6 minggu (Tidak berlaku bagi ikan)

Ikan rainbow trout diketahui mulai mengembangkan sistem imun pada usia awal (0.3g)

Penting: imunisasi benih ikan sangat disarankan

Factor yang mempengaruhi sistem imun: Umur

Dapat dipicu oleh kualitas air yang buruk

Ikan stress akan mensekresi hormon stress (corticosteroids) dalam jumlah yang cukup tinggi, dan hormon tersebut diketahui sebagai unsur immunosuppresive

Hormon glukokortikoid menghambat kerja interleukin yang sangat berperan dalam proses pematangan sel B menjadi sel plasma penghasil antibodi.

stress akan diikuti dengan penurunan kadar limfosit dalam darah, dan juga di dalam organ-organ limfoid.

Factor yang mempengaruhi sistem imun: Stres

Logam berat yang cukup berbahaya bagi kehidupan ikan karena sifat toksisitasnya, berturut-turut antara lain meliputi: Hg, Cd, Cu, Zn, Ni, Pb, Cr, Al dan Co.

Kontaminasi ringan unsur logam berat di lingkungan perairan akan dideposit oleh ikan-ikan induk kemudian dikonsentrasikan dalam minyak yang tersimpan dalam telur-telur mereka. Kontaminasi tersebut akan mematikan telur-telur tersebut pada saat berkembang sebelum menjadi larva, dan lain-lain

Factor yang mempengaruhi sistem imun: Polutan

Anti oksidan seperti vitamin C dan E vitamin E (-tocopherol) dan unsur imunostimulan lainnya seperti Glukan, Lipopolisakarida, dll.; dimana materi biologis tersebut telah terbukti dapat meningkatkan daya tahan tubuh ikan terutama sistem pertahanan non-spesifik (cellular immunity).

Factor yang mempengaruhi sistem imun: Mikronutrien

Proses Vaksinasi di EROPA

Proses Vaksinasi di EROPA

TERIMA KASIH