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