ANTIGEN

Asih Rahayu,drh.,M.Kes.Laboratorium MikrobiologiFakultas KedokteranUniversitas Wijaya Kusuma Surabaya

antigen & antibodi

ANTIGEN

Antigen :Antigen mempunyai 2 arti :Sebagai Immunogen:menggambarkan suatu molekul yang dapat merangsang Respons ImmunSebagai hapten : mengambarkan suatu molekul yang tidak dapat merangsang Respons immun sebelum diikat / dibawa oleh molekul pembawa ( protein carrier)

Macam Antigen:Epitop = Determinant Antigen : adalah bagian dari Antigen yang dapat berikatan dengan Receptor Antibodi Paratop : bagian dari Antibodi yang dapat berikatan dengan Epitop

Macam Antigen berdasar epitop :Unideterminant univalen : eg.Hapten

2. Unideterminant multivalent: eg.polisakharid

Multideterminant univalent : eg.protein

Multideterminant multivalent : eg.kimia komplex

Protein dengan BM >40 ribu D & komplex polisakharida dari mikroba merupakan Antigen yang potentGlikolipid & lipoprotein bersifat immunogenik tetapi lipid non immunogenikAsam Nukleat dapat bersifat immunogen eg. Pada Penyakit autoimmun ( pada individu normal tidak bersifat immunogenik)

Macam Antigen berdasar spesifisitas:

Hetero Antigen : Antigen yang dimiliki oleh banyak speciesXeno Antigen : Antigen yang hanya dimiliki oleh species tertentuAlo Antigen / Iso Antigen : Antigen yang hanya dimiliki secara spesifik oleh individu tertentu dalam satu speciesAntigen Organ Spesifik: Antigen yang hanya dimiliki oleh Organ tertentuAuto Antigen : Antigen yang dimiliki oleh alat tubuh sendiri

Macam Antigen berdasar ketergantungan terhadap sel T :

Antigen T dependent : Antigen yang perlu pengenalan oleh sel T terlebih dahulu untuk dapat merangsang sel B agar dapat membentuk Antibodi eg:proteinAntigen T-independent : Antigen yang dapat merangsang sel B untuk membentuk Antibodi tanpa bantuan sel T, eg. Lipopolisakharida, dextran, ficoll. levan, flagellin

Macam Antigen berdasarkan struktur kimiawi :

Antigen polisakharida: umumnya immunogenik eg.glikoprotein pada per-mukaan sel mikroorganisme ; polisakha-rida pada permukaan eritrosit (Respons immun pada penggolongan darah ABO)Antigen Lipid : umumnya non immuno-genik (hapten). Dapat menjadi immuno-genik bila diikat oleh protein pembawa (protein carrier) eg : sphingolipid

3. Antigen Nucleic Acid : non immunogenik (hapten), harus diikat oleh protein carrier untuk dapat menjadi immunoge-nik eg.DNA pada penderita SLE (systemic Lupus Erytematosus)4. Antigen Protein : umumnya immunogenik & multideterminant univalent

Super AntigenMerupakan molekul yang dapat memacu Respons Immun potentMolekul yang sangat potent terhadap mitosis sel T (CD4+) tanpa bantuan APC (Antigen Presenting Cel)Eg. Enterotoxin & toxin exfoliatif Staphylococcus aureus syndroma schock Toxic : exotoxin Streptococcus pyogenes ; toxin Yersinia spp. ; virus (EBV, CMV,HIV,Rabies) ; parasit (Toxoplasma gondii)

ANTIBODI

AntibodiAntibodi = immunoglobulin : bahan larut tanpa sel yang berada dalam serum darah & bersifat spesifik serta mempunyai aktivitas biologik ( immuno = kekebalan ; globulin = molekul protein)Dibentuk / dihasilkan oleh Sel Plasma (salah satu proliferasi sel B setelah terpapar Ag)Unit dasar Antibodi tdd: 2 heavy chain & 2 light chain yang identik & diikat menjadi satu kesatuan oleh ikatan disulfidaPada manusia terdapat 5 macam Immunoglobulin yi : IgG, IgA, IgM, IgD, IgE

Jenis IgIgG (1-4)IgAIgMIgDIgESifatPaling banyak ditemukan dalam cairan tubuh terutama extravascularIg utama dalam sekresi seromukosa; Aglutinator yang sangat efektif ; diproduksi paling awal pada RI Umumnya ditemukan di permukaan limfositPengerahan agen anti mikrobial ; meningkat pada infeksi parasit ; berperan pada gejala allergi atopikFungsiOpsonisasiADCCImmunitas neonatalUntuk melawan mikroba &toxinnyaProteksi terhadap mukosaOpsoninMengikat CPertahanan terde-pan dalam bak-teriemiaMenimbulkan allergi; schock anafilaksisPertahanan terhadap parasitIkatan dengan selMNLimfositNetrofilTrombositLimfositNetrofilLimfositReceptor sel BReceptor sel BMast cellBasofilLimfositFixasi CJalur klasik

Jalur alternatif++

--

++++

--

--

-Menembus placenta++----Sensitasi terhadap mast cell & sel basofil----+++Ikatan dengan makrofag dan PMN++++--+

IgG:Komponen utama Immunoglobulin serum (kadar 13 mg/ml)Merupakan 75% dari semua Immunoglobulin dalam serumDitemukan dalam berbagai cairan tubuh : eg. darah, Cerebro Spinal Fluid (SPF), urin, Cairan peritonealBM 160 ribu DPada manusia tdd 4 sub kelas : IgG1 sampai dngan IgG4Dapat menembus placenta menimbulkan immunitas bayi sampai dengan usia 6-9 bulan

Berikatan dengan Complement = sebagai opsonin opsonin yang efektif ( sebab sel fagosit, monosit & makrofag mempunyai Receptor untuk fraksi Fc dari IgG (Fc-R)Berperan dalam immunitas seluler ( sebab dapat merusak Antigen melalui interaksi dengan sistim Complement atau melalui efek sitolitik NK Cell,eosinofil & netrofil (sel -sel tsb mempunyai Fc-R)Kadarnya meningkat pada infeksi kronis & penyakit autoimmunMengaktifkan Complement melalui jalur klasik

SifatIgG1IgG2IgG3IgG4Konsentrasi dlm serum (mg/ml)9310,5% total IgG dalam serum normal672274Masa paruh(hari)2323823Aktivasi C (klasik)++++++Ikatan FcR monosit/makrofag+++++++Kemampuan menembus placenta+++++++++Agregasi spontan--+++-Ikatan dengan protein

Staphylococ.A

Staphylococ.G+++

++++++

+++

++++++

+++

IgA:BM 165 ribu DTdd 2 sub kelas : IgA1 (93%) dan IgA2(7%)Dalam serum sangat sedikitBanyak dalam cairan sekresi TR, GIT, UG, air mata, keringat, ludah, ASI berupa IgA sekretori (sIgA)Pada mamalia , Komponen sekretori akan melindungi IgA dari enzim proteaseDapat mengaktifkan C melalui jalur alternatif

Dalam lambung terdapat 80% ( IgM 13%, IgG 7%) berperan dalam immunitas lokalBerperan dalam immunitas neonatus (karena ada pada ASI . Pada ASI tdp IgA, laktoferin, lisozim, lipid, lactobacillus promoting factor, fagosit, limfosit)Kadar IgA yang tinggi dalam serum infeksi kronik TR,GIT,tuberculosis,sirosis alkoholik,coeliac,colitis ulceratif,croneReceptor dengan afinitas tinggi untuk kelas IgA ditemukan dalam makrofag dan sel PMN berperan dalam fagositosis

Fungsi IgA :Melindungi tubuh dari patogen ( dapat bereaksi dengan molekul adhesi dari patogen potensial sehingga mencegah adherens & kolonisasi pada sel host)Dapat bekerja sebagai opsonin ( karena sel netrofil, monosit & makrofag mempunyai Fc-R sehingga dapat meningkatkan efek bakteriolitik dari C dan menetralisir toxin.Dalam serum dan sekresi dapat menetralisir toxin atau virus dan mencegah terjadinya kontak antara toxin atau virus dengan sel hostDalam serum dapat mengaglutinasi bakteri, mengganggu motilitas bakteri sehingga memudahkan fagositosis (opsonisasi) oleh sel PMN

IgMM= makroglobulin(globulin besar)BM 900 ribu D (Ig terbesar)Rumus bangun : pentamerPaling efisien dalam aktivasi C melalui jalur klasikKebanyakan sel B mengandung IgM pada permukaannya (sebagai receptor Antigen)Dibentuk paling dahulu pada respons immun primer

Predominant diproduksi janin kadar IgM yang tinggi dalam darah umbilicus menunjukkan adanya infeksi intra uterinBayi baru lahir mengandung IgM sejumlah 10% dari IgM dewasa (IgM dari ibu tidak dapat menembus placenta)Janin 12 minggu sudah dapat membentuk IgM bila ada infeksi intra uterin (eg. Syphilis congenital, Rubella, toxoplasmosis, CMV)Kadar IgM anak usia tahun = kadar IgM dewasaAntibodi alamiah (isoaglutinin, golongan darah AB, antibodi heterofil) merupakan IgMIgM dapat mencegah motilitas bakteri, memudahkan fagositosis, mengaglutinasi antigen

IgDKadarnya dalam serum sangat rendah ( IgD tidak dilepas oleh sel Plasma & sangat rentan terhadap degradasi dalam proses proteolitik)Merupakan 1% dari total immunoglobulinTerdapat pada permukaan / membran sel B (besama sama dengan IgM) sebagai Receptor AntigenTidak mengikat ComplementMempunyai aktivitas sebagai antibodi terhadap antigen dari berbagai bahan makanan & autoantigen misalnya komponen nucleus

IgEMudah diikat oleh Mast cell, sel basofi & eosinofil ( karena mempunyai Receptor untuk fraksi Fc dari IgE / Fc-R)Diproduksi secara lokal oleh sel plasma dalam mucosa TR & GITKadar meningkat pada : allergie, infeksi parasit eg : schistosomiasis, hidatitosis, trichinosis etc.Respons immun terhadap parasit melalui mekanisme ADCC yang melibatkan eosinofil

Pengeluaran Amino vasoaktif

Ca++ inlux

AllergenDegranulasi

Mast cellFc-RIgEMenurunkan kadar cAMP

Antibodi polyclonalClone adalah segolongan sel yang berasal dari 1 sel sehingga identik secara genetikAntigen hewan coba semua sel B yang mengenal epitop antigen tsb akan memproduksi antibodi serum darah hewan tsb mengandung antibodi yang multipel yang akan bereaksi dengan setiap epitop antigen antibodi policlonal (mengandung produk yang berasal dari banyak clone sel B & antibodi ini sulit dimurnikan)

Antibodi monoclonalSemua molekulnya identikDibuat secara rekayasa genetika (merubah sel B menjadi ganas sehingga dapat menghasilkan antibodi yang identik)Merupakan bahan standard yang banyak dipakai dalam laboratorium untuk identifikasi berbagai jenis sel, typing darah dan diagnosis berbagai penyakit

Immunitas neonatalneonatal terlindungi terhadap infeksi oleh antibodi ibu / maternal (lewat placenta pada saat kehamilan atau melalui ASI setelah bayi lahir)Neonatal juga terlindungi dari infeksi melalui pembentukan antibodi lokal dalam epithel usus bayi baru lahir

INTERAKSI ANTIGEN -ANTIBODI

Interaksi antara antigen dengan antibodiPengenalan antigen oleh antibodi melibatkan ikatan non kovalen & reversibelKekuatan ikatan antara antibodi dan 1 epitop disebut afinitas antibodiKekuatan ikatan antibodi dengan epitop antigen keseluruhan disebut aviditas antibodiInteraksi Antigen monovalen dengan antibodi afinitas tinggi tetapi afviditas rendah

IgG dapat mengikat 2 epitop (bivalen) aviditas cukup tinggi

IgM dapat mengikat 10 epitop(polivalen) aviditas sangat tinggi

Penggunaan reaksi in vitro antigen-antibodi disebut reaksi serologi

Interaksi antigen antibodi menimbulkan :Presipitasi bila antigen adalah bahan larut dalam cairan NaCl fisiologis)Aglutinasi bila antigen merupakan bahan tak larut/partikel partikel kecilNetralisasi bila antigen adalah toxin

Titer antibodi adalah pengenceran tertinggi yang menunjukkan aglutinasi atau presipitasi

Pengalihan kelasIgM merupakan immunoglobulin yang pertama kali diproduksi, selanjutnya diikuti pengalihan produksi antibodi kelas lain tergantung sinyal Th

COMPLEMENT

Complement :Merupakan sistem yang tdd:sejumlah protein yang berperan penting dalam pertahanan host

Beberapa protein tsb terikat pada membran dan yang lain dalam plasma

Merupakan salah satu sistem enzim serum yang berfungsi dalam inflamasi , opsonisasi dan lisis membran mikroba

Saat ini telah diketahui tdp sekitar 20 jenis protein yang berperan dalam sistem complement

Merupakan molekul larut dalam SI non Spesifik dalam keadaan tidak aktif dapat diaktifkan oleh berbagai bahan eg : LPS bakteri

Dapat berperan dalam SI spesifik dapat diaktifkan oleh kompleks immun

Terdapat 9 komponen dasar Complement yaitu : C1 s/d C9 yang bila diakatifkan dipecah menjadi bagian bagian yang :besar (dapat berupa enzim tersendiri yang mengikat serta mengaktifkan molekul lain atau berinteraksi dengan inhibitor yang menghentikan reaksi selanjutnya) kecil eg:C3a, C4a etc.

Mediator yang dilepas complementAktivasi complement menghasilkan sejumlah molekul efektor :AnafilatoksinKemotaksinadherens immunopsonin MAC

Aktivasi complementDapat melalui 3 jalur :Lektin:Klasik:alternatif

Aktivasi complement melalui jalur lektinMBL (mannan Binding lectin) adalah kolektin yang dapat diikat melalui bagian lektin karbohidrat bakteri. MBL diikat bakteri melalui lektin MBL segera mengaktifkan C3

Aktivasi complement melalui jalur klasikIstilah klasik merupakan penemuan pertama kaliDimulai dari C1 setelah ada pencetus berupa kompleks immun antibodi-antigenMeskipun C1 tidak mempunyai sifat sebagai enzim tetapi setelah berikatan dengan Fc dapat mengaktifkan C2 dan C4 yang selanjutnya mengaktifkan C3Dapat diaktifkan oleh IgM dan IgG1,IgG2 & IgG3 (IgM lebih kuat daripada IgG) setelah membentuk kompleks immun dengan antigen.Dapat diaktifkan oleh Lipid A dari endotoxin ; protease ; crystal uric; polynucleotida ; CRP ; virus

Aktivasi complement melalui jalur alternatifDimulai dari C3 yang merupakan molekul tak stabil dan terus menerus ada dalam aktivasi spontan derajad rendah (tak berarti klinis / diduga terjadi pada permukaan sel walaupun mempunyai inhibitor permukaan)Setiap sel yang tidak mempunyai inhibitor complement permukaan akan diserang oleh complement Aktivasi complement yang berlebihan tidak diinginkan karena menimbulkan inflamasi & kematian sel yang luas

Jalur alternatif terjadi tanpa melalui 3 reaksi pertama yang terdapat pada jalur klaik (C1,C4 &C2 )Jalur alternatif dapat diaktifkan oleh endotoxin bakteri ; fungi, virus, parasit, zat contrast (pada pemeriksaan radiologi) , IgA1 ;IgA2, IgG4 & faktor nephriticProtein & LPS dapat mengaktifkan complement melalui jalur klasik & alternatif

Aktivasi complementDapat diawali melalui 3 jalur berbeda tetapi semua jalur berakhir dalam produksi C3b (fase awal)C3b menimbulkan fase lambat aktivasi complement yaitu : produksi peptida yang merangsang inflamasi (C5a) polimerasi C9 merupakan MAC ( membrane Attack Complex) karena menimbulkan lubang lubang pada membran plasma sel

Fungsi complementInflamasi : 3 hal penting dalam inflamasi1.peningkatan pasokan darah ke tempat antigen 2.peningkatan permeabilitas kapiler karena pengerutan sel endothel sehingga memungkinkan molekul yang besar eg : antibodi dan fagosit bergerak ke luar pembuluh darah menuju ke antigen (diapedesis) 3.lekosit terutama PMN dan monosit dari sirkulasi bergerak menuju antigen.

peningkatan permebilitas vascular lokal terjadi atas pengaruh anafilatoxin (C3a, C4a,C5a dari aktivasi C3 &C5) memacu degranulasi mast cell dan atau sel basofil sehingga melepas histamin meningkatkan permeabilitas vascular & kontraksi otot polos memberi jalan untuk migrasi sel lekosit dan keluarnya sel plasma yang akan menghasilkan antibodi, opsonin dan komponen complement ke jaringan

Kemokin : molekul yang dapat menarik dan mengerahkan sel fagosit (MN & PMN) ke tempat antigen. C3a,C5a dan C5-6-7 merupakan kemokin. C5a juga bersifat anafilatoksinFagositosis opsonin : C3b dan C4b bersifat opsoninAdherens immun : merupakan fenomena dari partikel antigen yang melekat pada berbagai permukaan (eg : permukaan pembuluh darah ) yang nantinya akan dilapisi oleh antibodi dan mengaktifkan complement sehinnga antigen akan mudah difagositosis. C3b bersifat adherens immun

- Eliminasi kompleks immun: C3a dan iC3b (bentuk inaktif C3b) dapat diendapkan di permukaan komplex immun dan merangsang eliminasi komplex immun. Eritrosit dan netrofil mempunyai CR1-R dan mengikat C3b dan iC3b. C4 juga diikat oleh eritrosit eritrosit mengangkut komplks immun yang diikat ke organ organ yang banyak mengandung fagosit residen / fixed fagosit eg : hepar dan lien fagosit resident menghancurkan komplex immun melalui receptor complement dan Fc tetapi eritrosit tidak ikut dirusak.- Netrofil dapat mengeliminasi komplex immun kecil dalam sirkulasi. (bila antigen tak larut yang diikat antibodi yang berada alam sirkulasi darah tidak dihancurkan akan memacu inflamasi dan dapat menimbulkan penyakit komplex immun) - Komplex immun besar di dalam jaringan akan dilarutkan C3 aktif- Defisiensi complement mempunyai resiko tinggi terhadap penyakit komplex immun eg: SLE

Lisis osmotik bakteri : aktivasi C3 melalui jalur alternatif atau klasik akan mengakibatkan pengaktifan bagian akhir dari kaskade komponen complement C5-9.Aktivasi Complement yang terjadi dipermukaan sel bakteri akan membentuk MAC dan akhirnya menimbulkan lisis osmotik sel atau bakteri C5 dan C6 mempunyai aktivitas enzim memungkinkan C7, C8, C9 memasuki membran plasma sel bakteri 10-16 molekul C9 dapat menimbulkan lubang lubang dalam membran plasma sel bakteri matiMAC dapat langsung menyerang antigen eg: perforin pada sel NK

Aktivitas sitolitikEosinofil dan PMN mempunyai receptor untuk C3b dan IgG C3b dapat meningkatkan sitotoksisitas sel efektor ADCC (antibody dependent cell mediatd cytotoxicity) yang kerjanya tergantung pada IgGEritrosit yang diikat C3b dapat dihancurkan melalui contactual damage