IMUNITAS HUMORAL

ANTIGEN Molekul yang memacu respons imun (imunogen) Dapat bereaksi dengan antibodi atau sel T yang sudah tersensitisasi Secara fungsional dibagi : - Imunogen Semua imunogen adalah antigen, tapi tidak semua antigen adalah imunogen - Hapten bahan kimia kecil yang diikat antibodi, tetapi harus diikat oleh makromolekul sebagai pembawa untuk dapat merangsang respons imun spesifik ( mis. Antibiotik). Biasanya dikenal oleh B, molekul pembawa oleh sel T

Epitop (determinan antigen) : bagian dari antigen yang dapat membuat kontak fisik dengan reseptor antibodi, menginduksi pembentukan antibodi Paratop : bagian dari antibodi yang mengikat epitopspons imun dapat terjadi terhadap semua golongan bahankimia (hidrat arang, protein dan asma nukleat) Antigen poten alamiah yang terbanyak adalah protein besar dengan berat molekul > 40.000 Dalton dan kompleks polisakarida mikrobial Glikolipid dan lipoprotein dapat sebagai imunogen, tapi tidak bila lipid dimurnikan Asam nukleat dapat sebagai imunogen pada penyakit autoimun tertentu, tapi tidak dalam keadaan normal

PEMBAGIAN ANTIGEN1. Menurut epitop a. Unideterminan, univalen satu jenis determinan / epitop pada satu molekul b. Unideterminan, multivalen satu jenis determinan, tapi dua atau lebih pada satu molekul c. Multideterminan, univalen banyak epitop, hanya satu tiap macamnya d. Multideterminan, multivalen banyak detrminan, banyak dari tiap macam pada satu molekul

2. Menurut spesifisitas a. Heteroantigen dimiliki banyak spesies b. Xenoantigen dimiliki spesies tertentu c. Aloantigen (isoantigen) spesifik dalam satu spesies d. Antigen organ spesifik organ tertentu e. Autoantigen dimiliki alat tubuh sendiri 3. Menurut ketergantungan terhadap sel T a. T dependen perlu pengenalan oleh sel T untuk menimbulkan respons antibodi (kebanyakan antigen protein) b. T independen merangsang sel B tanpa bantuan sel T untuk membentuk antibodi

4. Menurut sifat kimiawi a. Polisakarida umumnya imunogenik b. Lipid umumnya tidak imunogenik, menjadi imunogenik bila diikat protein pembawa c. Asam nukleat tidak imunogenik, menjadi imunogenik bila diikat protein molekul pembawa d. Protein imunogenik

Formation of an antigen-antibody complex. Image from Purves et al., Life: The Science of Biology, 4th Edition, by Sinauer Associates (http://www.sinauer.com/) and WH Freeman (http://www.whfreeman.com/), used with permission.

SUPERANTIGEN Molekul pemacu respons imun poten Dapat mengaktifkan 5%-30% sel T Memiliki tempat untuk mengikat reseptor sel dari dua sistem imun ( rantai dari TCR dan rantai atau dari molekul MHC-II) Tidak perlu proses interseluler melalui APC Tidak terbatas pada alel MHC-II khusus Molekul protein kecil, 22-30 kd Diproduksi berbagai patogen ( Stafilokok, gram negatif, virus dan parasit) Bisa disebut supermitogen karena memacu mitosis sel CD4+ tanpa bantuan APC

SIFAT UMUM SUPERANTIGEN Efek terhadap sel T terlihat setelah diikat TCR melalui komplek MHC Berupa produksi sitokin, ekspresi reseptor sitokin dan proliferasi dapat menimbulkan ekspansi masif sel T reaktif spesifik Sebagai ajuvan imunisasi meningkatkan respons imun terhadap antigen tsbt Molekul yang sangat poten terhadap mitogen sel T Berikatan dengan berbagai regio dari rantai reseptor sel T

ANTIBODI Protein / globulin / imunoglobulin (Ig) Ciri : spesifisitas dan aktivitas biologik Dibentuk oleh sel plasma (dari proliferasi sel B setelah kontak dengan antigen) Terbanyak dalam fraksi globulin gama Enzim papain memecah molekul antibodi - 2 fragmen tetap memiliki sifat antibodi yang dapat mengikat antigen secara spesifik, disebut Fab (fragmen antigen binding) - 1 fragmen yang dapat dikristalkan dari larutan, disebut Fc (fragmen crystallizable), tidak dapat mengikat antigen. Menunjukkan fungsi biologis sesudah antigen diikat oleh Fab.

Mempunyai 4 rantai polipeptida dasar yaitu 2 rantai berat (heavy chain) dan 2 rantai ringan (light chain) yang identik Rantai ringan 2 jenis yaitu kappa dan lamda yang terdiri atas 230 asam amino Rantai berat 5 jenis (IgM, IgG, IgE, IgA dan IgD), terdiri atas 450-600 asam amino

Kelas Ig pada manusia

Berbagai struktur antigen

Repertoir berbagai tempat ikatan untuk setiap Kelas Ig

Regio Fab Mengenal Ag IgD Regio Fc Regio efektor biologis

IgM

IgG

IgE

IgA

Berbagai dampak biologis untuk Tiap kelas Ig

Imunitas HumoralTopik : Peranan imunitas humoral Mekanisme imunitas humoral Antibodi dan fungsinya

Sintesis dan keragaman antibodi Tubuh manusia : 109 molekul antibodi Tergantung: struktur gen Ig & kemampuan sel B untuk membentuk & memodifikasi gen Ig dg penataan kembali DNA Kespesifikan antibodi: Urutan asam amino dalam domain pasangan variabel rantai berat (H) dan rantai ringan (L) Ig yang membentuk bagian u/ tempat pengikatan antigen

Aktivasi dan fungsi sel B Ag + Ig sel B aktif & berproliferasi aktivasi enzim kinase & ion Ca fosforilasi protein regulasi transkripsi gen regulasi pertumbuhan & diferensiasi sel sekresi antibodi Fungsi antibodi: Mengenali dan berikatan dengan antigen Mengeliminasi antigen

..Aktivasi dan fungsi Respons antibodi Primer Respons sel B terhadap pajanan antigen ligannya yang pertama kali Terutama IgM Sekunder Respon sel B pada pajanan berikutnya (respons sel B memori), terbentuknya antibodi lebih cepat & lebih banyak Terutama IgG, IgA, IgE

Sel B

Sel Plasma

Sel B memori

Menetap disirkulasi & jaringan, siap utk serangan berikutnyaDan bertahan beberapa tahun

YYYY YYYY Diproduksi sel plasma Membentuk kompleks AgAb, membunuh Ag

Sel limfosit B

Peran Imunitas Humoral

Melawan patogen ekstra-selular Penting dlm pertahanan terhadap bakteri ...dan virus sebelum mereka masuk sel

Tidak efektif terhadap patogen intra-selular

Bagaimana sel B berinteraksi dg Ag?Ag independent sel T Patogen seperti polisakarida, endotoksin dapat langsung berinteraksi dg sel B Respons yg timbul lemah dan tidak mempunyai sel memori Vaksin bakteri polisakarida unconyugated (S.typhi, N.meningitidis), harus diulangi setiap 3 tahun

Ag dependent sel T Sebagian besar patogen memerlukan bantuan sel T untuk proliferasi dan diferensiasi menjadi sel B Respons yang timbul kuat karena terbentuk sel B memori

Ag independent sel TAg

Y

Ag di sirkulasi berinteraksi dg reseptornya pada sel B

Sel B

y

Sel B menjadi aktif

Sel B berdiferensiasi menjadi sel Plasma, tanpa sel memori

Y YY

Sekresi Ab

Respon imun dan memori imunLimfosit aktif

Imunitas selulerTH TH CTL CTL Tm Tm

Imunitas HumoralBm Bm

Sel T helper

Sel T Sel T Memori Cytotoxic

Sel memproduksi Sel B memori antibodi

Ag dependent sel T1. Ag diproses oleh APC dan dipresentasikan pd sel T 2.Sel T menjadi aktif dan memberikan signal pd sel B3.Sel B ter stimulasi oleh sitokin dari sel T dan APC Proliferasi dan transformasi Dibantu oleh sitokin, interlekin yg diproduksi TH2

Y YSel B berproliferasi dan diferensiasi menjadi

5. Sel Plasma diprogram untuk menghasilkan Ab

Sel memori dan sel plasma

Sel T membantu sel B Sel B terstimulasiSignal 1 antigen & antigen receptor

ACTIVATION

B

ThSignal 2 - T cell help

CD40 MHC class II and peptide

Y

T cell antigen receptor Co-receptor (CD4) CD40 Ligand (CD154)

Fungsi antibodiAntibody

Antigen

Antigen-antibody complexes

Fungsi antibodiFagositosis yang lebih hebatMengaktivasi komplemen

C Complement:- menyerang langsung sel bakteria - mendorong fagositosis - Memperkuat respon imun dan inflamasi

Imunoglobulin Ig : Rantai ringan BM 25,000 kd Tipe: kappa, lamda Rantai berat BM 50,000 kd Tipe: rantai A, rantai M, rantai E, rantai D Ikatan disulfidaStructural regions of an antibody molecule. Image from Purves et al., Life: The Science of Biology, 4th Edition, by Sinauer Associates (http://www.sinauer.com/) and WH Freeman (http://www.whfreeman.com/), used with permission.

Struktur antibodiAntigen binding sites

Sites of effector functions

..Imunoglobulin

The five classes of Ig antibodies. Image from Purves et al.,Life: The Science of Biology, 4th Edition, by Sinauer Associates (http://www.sinauer.com/) and WH Freeman (http://www.whfreeman.com/), used with permission.

Structural regions of an antibody molecule. Image from Purves et al., Life: The Science of Biology, 4th Edition, by Sinauer Associates (http://www.sinauer.com/) and WH Freeman (http://www.whfreeman.com/), used with permission

Kelas antibodi - IgM Nama M berasal dari makroglobulin, bentuk 5 Y unit BM 900.000 Dalton Ig paling efisien dalam aktivasi komplemen (jalur klasik), untuk memusnahkan Ag dg komplemen dan fagositosis Sangat efektif membunuh Ag Pertama dibentuk pd respon imun primer, 5 hari setelah paparan Ag, puncak setelah 7 hari Diagnosis pada infeksi akut Predominan diproduksi janin Kadar tinggi dalam darah umbilikus infeksi intra uterin Tidak dapat menembus plasenta Janin umur 12 minggu mulai membentuk IgM bila sel B nya dirangsang oleh infeksi intra uterin Kadar mencapai dewasa pada usia 1 tahun Kebanyakan alamiah adalah IgM (isoaglutinin, gol.darah AB) Mencegah gerakan mikroorganisme patogen, memudahkan fagositosis, aglutinator poten antigen Pada respons imun primer, timbulnya IgG didahului IgM

IgM

Kelas antibodi - IgG Ditemukan di darah, urin, CSS Komponen utama Ig serum (75%) BM 160.000 Dalton IgG Single Y unit Ab terbanyak di plasma Ab dibentuk stlh IgM pd respon imun primer Terbntuk cpt dan >> pd respons imun sekunder Melewati plasenta peran sampai bayi usia 6-9 bulan (pasif) 4 subkelas : IgG1, IgG2, IgG3, IgG4 Dengan komplemen bekerja saling membantu sebagai opsonin dalam pemusnahan antigen Juga berperan pada imunitas selular

Kelas antibodi - IgAIgA Secretory IgA

Single Y unit di plasma Dua unit dihubungkan dg faktor sekretori pd mukosa sal napas dan intestinal Faktor sekretori untuk melindungi Ab di saluran cerna di saluran napas Fungsi utama melindungi tbh dr patogen yg masuk dari mukosa dan netralisasi patogen setelah menembus tbh Vaksin polio oral sangat efektif mengontrol polio sebab membentuk IgA mukosa usus,dimana polio masuk melalui transmisi oral fecal

Kelas antibodi IgD dan IgE

IgD

IgE rx hypersensitivitas anafilaksis Infeksi parasit mudah diikat sel mast, basofil & eosinofil dibentuk setempat oleh sel plasma dalam selaput lendir sal.nafas dan cerna alergen yang diikat 2 molekul IgE pada permukaan sel mast menimbulkan influks kalsium kedalam sel cAMP intraseluler turun degranulasi sel mast

IgD belum diketahui Penting untuk parasit terlibat pd reaksi alergi dalam serum, kadar sangat rendah sangat rentan oleh degradasi proses proteolitik komponen permukaan utama sel B dapat berfungsi sebagai reseptor antigen pada aktivasi sel B dapat mencegah toleransi imun, mekanisme belum jelas

The switch

IgM pertama kali diproduksi, diikuti pengalihan ke produksi IgG atau antibodi kelas lain. Sel Th2 memproduksi IL-4 induksi sel B utk pengalihan produksi IgE, IL-5 untuk produksi IgA, IFN- untuk produksi kelas IgG1 dan IgG3

Antibody concentration

IgM

IgG

Antigen

5

10

15

20

25

Days

Paparan alergen Pertama kali Aktivasi Th2 Switching sel B Produksi IgE Ikatan IgE pada FceRI Pada sel Mast

Paparan alergen berulang

Aktivasi sel Mast

MediatorReaksi hipersensitivitas Tipe I Fase cepat

Vasoaktif amin Mediator lipid

Sitokin Fase lambat (6-24 jam)

Anafilaksis

Abbas, 2003

Hipersensitivitas segeraAntibodi IgE Alergen menjembatani antibodi IgE yang fixed

Sel Mast

Histamin dan mediator lainnya dilepaskan

Kesimpulan Respons Imun HumoralRespon Imun antibodi timbul bila sel B yang telah dirangsang Ag berproliferasi, berdiferensiasi serta memproduksi antibodi Sebagian Ag seperti toksin akan dinetralisasi oleh Ab dan menghentikan efek patogenisitasnya Ab melindungi kuman ekstraselular di sirkulasi dan cairan tubuh. Tidak berperan untuk mikroorganisme intrasel, dan virus

imun humoralBila virus berada di sirkulasi, akan dinetralisasi oleh AbSekali virus masuk kedalam sel, Ab tidak berdaya

Sel T akan membunuh virus melalui produksi sitokin, CTL, dan sel NK