MORFOLOGI DAN SITOLOGI BAKTERI

• Biolological Sciences : - Botani - Mikrobiologi - Zoologi

* Mikrobiologi : Bakteriologi ( kuman2 ) ,Imunologi ( kekebalan ),Mikologi ( jamur ), Fikologi protozologi ( Protozoz ) Virulogi ( Virus )

Sejarah perkembangan Ilmu Mikrobiologi

• Anton Van Leewenhoek → mikroskop ( 50 – 300 X ) th 1673, Delf Holland menjelaskan :

Microbes / jasad renik :

- Bentuk batang / rod like

- Bentuk bulat / spherical / kokus

- Bentuk spiral ( spiral forms )

- Bentuk koma

* Edward Jenner th 1749 – 1823 → Vaksinasi thd penyakit Cacar / Variola , Small pox , Cow pox

* Louis Pasteur th 1822 – 1885 → fermentasi , enzym

* Robert Koch th 1876 → “ Koch,s Postulates “

Isi postulat Koch

1. Mikroorganisme tertentu selalu ditemukan berasosiasi dengan penyakit yang ditimbulkan.

2. Mikroorganisme dapat diisolasi dan ditumbuhkan sebagai biakan murni di laboratorium.

3. Biakan murni tersebut bila diinjeksikan pada binatang yang sesuai dapat menimbulkan penyakit.

4. Mikroorganisme tersebut dapat diisolasi kembali dari hewan yang telah terinfeksi tersebut.

* Joseph Lister th 1827 – 1912 → Antiseptc surgery , Sterilisasi alat-alat

* Paul Ehrlich th 1845 – 1915 → Kemoterapi ( Penisilin ) thd lues / Syphilis

* Sir Alexander Fleming → th 1929 penemu Antibiotika / Penisilin th 1945 → Nobel Prize

Sel- 2 Prokariot dan Eukariot

* Ernst Haekel th 1806 → microbe / jasad renik dalam protista ( third kingdom )

* Roger Stainer th 1957 membagi Protista :

1. Protista tingkat tinggi = Eukariot

2. Protista tingkat rendah = Prokariot

PENGERTIAN DAN DEFINISI

* Saprophyte ~ hidup pada bahan organik yang mati

* Flora normal : Sel ragi , Stafilokokus , Diphtheroid pd kulit & rambut

* Parasite ~ hidup dan mengambil makanan dari jar host

Contoh : - Opportunistic parasite = Eschericia coli - Obligate parasite = Bacteroides melaninogenicus

MORFOLOGI BAKTERI

* Bakteri ( kuman2) → Unicelluler

* Struktur sel bakteri terdiri atas :

- Dinding sel

- Membrane Sitoplasmik

- Sitoplasma

- Inti

* Inti pada Prokariot tidak punya dinding inti dan Eukariot punya dinding inti

* Berkembang biak → Binary fision

* Susunan / arrangement tergantung → fssion ,arah jurusan, melekat / lepas

* Bentuk ( Morfologi ) dasar bakteri :

1. Kokus / bulat

2. Bacillus / batang

3. Spirochaeta = spiral , Vibrio = koma

4. Leptotrichia = filamen

* SITOLOGI BAKTERI

STRUKTUR SEL BAKTERI :

1. CW = Cell wall = dinding sel OL = Outer layer = Lipopolysaccharide protein

IL = Inner layer = peptidoglycan 10 %

2. Ca = Capsule = Selubung

3. CM = Cytoplasmic membrane = Membrane Sitoplasmik

4. DNA = Inti

5. Cy = Cytoplasm = Sitoplasm

6. F = Flagellum = Bulu cambuk ( ¢ 12 – 18,5 nm – 10 um )

7. P = Pilus / Fimbriae ( 3 – 30 nm )

8. B = Blepharoplast

* Dinding Sel :

- Gram negatif → Peptidoglycan 10 % Lipopolysaccharide15% lipid dan lipoprotein 58% ; protein 9%, tipis 10 mm, 2 lapis,

- Gram positif → Peptidoglycan 70 – 80 % tebal 20-80mm, 1 lapis, lipid dan lipoprotein 0-3%

* Capsule = Selubung = Envelope

- tak berhub dg kehidupan bakteri

- terdiri : Polysaccharide : Pneumococcus, Polypeptide : B.anthracis

Fungsi : - Patogenitas

- Protective thd fagositosis

- Adherence : dextrans → kariogenik ( S.mutans )

Gonococcus : Vagina

* Membran a Sitoplasmik

• ( protein – lipid – protein ) = Triple layered

Fungsi : - Osmotic barrier

- Semi permiable

- Multi-enzyme system → pernafasan , synthesis , transport makanan

* DNA = Deoxyribonucleic acid

Nucleus = inti ( pembawa sifat-2 genetik → single

molecule of DNA / khromosoma

* Sitoplasma

terdiri dari RNA = ribosoma

Fungsi : - Enzym system ( sintesa metabolisme ) Mesosome

- Depot makanan ( glycogen )

* Flagellum = bulu cambuk

- tak ada hubungan dg kehidupan bakteri

- terdiri atas protein / blepharoplast

Fungsi : locomotion / pergerakan

Contoh : S. thyposa

Klasifikasi : 1. Monotrichate

2. Lopotrichate

3. Ampitrichate

4. Peritrichate

* Philus / Fimbriae : tdr atas protein

Fungsi : - Reception of Bacteriophage

- Bactericidal conjugation / bahan genetic

- Adhesion : mukosa → “ Fuzzy coat “

- S.pyogenesis : tenggorokan

Contoh : N.gonorrhoe ; Urethra / vagina

* Cell wall = dinding sel

• Sifat : - Rigid / kaku

- Elastis : Spirochaeta / Spirillum

Plasmids ( Extrachromosomal genetic factors )

- Circular …………0.1- 0,2 % DNA

- tak ada hub dg kehidupan bakteri

- mempengaruhi sifat sel bakteri ( faktor R & C )

- Kombinasi pladmid -2

- Khromosom – plasmid ( intra dan extra celluler exchange )

* Endospora

- bentuk pertahanan bakt thd sifat fisik dan kimia

- bentuk Vegetatif → batang

- bentuk spora : bulat atau lonjong

- diameter spora > atau < dari vegetatifnya

- Letak spora : sentral , terminal , sub terminal

Contoh : Cl.tetani ; Cl botulinum ; Baccillus

Perbedaan prokariot dan eukariot

Prokariot :

Dna berada pada sitoplasma Hanya satu kromosom Dna berhubungan dengan histone Replikasi Sel membelah secara binary Membrane sitoplasma mengandung hopanoid Ada Lipopolisakarida dan teichoid acid Metabolism energy dibentuk di Membrane sitoplasma Flagella mengandung satu protein, flagellin Peptidoglycan cell wall

Eukariot :

Dna mengandung membrane nucleus Lebih dari satu kromosom Dna complexed with histo protein Plasmid ditemukan pada Sel membelah secara mitosis Membrane sitopplasma mengandung sterols Flagella mengandung struktur yang kompleks Polysakarid cell wall

FISIOLOGI BAKTERI

Didalam Fisiologi bakteri ini mencakup :

* NUTRISI

* GASEOUS REQUIREMENT

* TEMPERATUR

* KONSENTRASI HIDROGEN

NUTRISI :

Macronutrient : Sulphat, Potasium ( 10-3-10-4 M ) Phosphate, Magnesium,Chlorid,Ferrum

Micronutrient : Copper / C ( 10-6 - 10-8 ) ,Molybdenum / M, Zinc / Zi

Carbon ( C ) sebagai sumber utama

* Klasifikasi :

- Karbon dioksida : CO2 untuk Autotrophes

( inorganik ) ( saprofit )

- Organik karbon : → Heterotrophes

( gula-2 ) ( parasit )

HETEROTROPHES CO 2 Pertumbuhan membutuhkan Organik karbon

Subdivided ------ - kebutuhan N ( Nitrogen )

- growth factor

ATMOSPHERIC NITROGEN :

- Acetobacter

- Clostridium → N dr atmosfir

- Rhizobium → Leguminous plant

N bebas → N organik ( dipakai sebagai pupuk )

INORGANIK NITROGEN COMPOUNDS

- Amonia ( NH3 )

- Nitrate ( NO3 ) N ----- sintesa sel ( substrat organik karbon)

Contoh : Eschericia coli

SPESIFIC AMINO ACIDS Essential Metabolite

Contoh : - Salmonella typhi → trytophan

- Streptococcus → media (amino acids)

Growth Factors :

Bakteri : “ Fastidious “ “ Exacting “

- Vitamin

- Hematin Contoh : Lactobacillus,PABA,Streptococcus,Purines,fusobacterium

GASEOUS REQUIREMENT

* CO2

* O2

- Hampir semua bakteri perlu CO2 dalam jumlah kecil

Isolasi I : 5-10 % … ( Heterotroph : sintesa ) CO2 Autrotroph → energy

Contoh : Neisseria , Lactobacillus , Fusobacterium , Bacteroides

Kebutuhan terhadap Oksigen :

- Aerob obligat : >> O2 → Acetobacter Sp

- Micro Aerophil : << O2 → Streptococcus Sp

- Fak Anaerob : + / - O2 → Eschericia coli

- Anaerob obligat : tak ada O2 → Clostridium Sp

TEMPERATUR

1. Psychrophilic : - 80 C-37oC : Pseudomonas TO 200C

2. Mesophilic : 00C -450C : Streptococcus Sp TO 370C

3. Thermophilic : 300C-750C ; Bacillus Sp TO : 550C

* Therminal death point

* Inkubator

HIDROGEN CONCENTRATION

• * Ion H = pH

• * Minimum pH = 2.5

• * Maximum pH = 8.5 → umum

• Optimum pH = 6,8 ( human patogen )

Contoh : Streptococcus Sp → pH = 4,3 pH optimum = 6,8

* ACIDOGENIC / ACIDOPHILIC

* ACIDURIC

PH RANGE OF GROWTH ORGANISM

Thiobacillus thiooxidant 0,6 - 9,8 (range) 3,5 (ph)

Lactobacillus pastorianus 3,4 - 80 5,3

Streptococcus viridans 4,5 - 8,0 7,3

BACTERIAL METABOLISM

Metabolisme

K’seluruh’n jumlah proses kimia yg t’jadi dlm s’buah sel :

1. Anabolisme: Sintesis bbrp senyawa komplek & menggunakan energi

2. Katabolisme: P’pecah’n substrat & p’bentuk’an energi

- Metabolisme Bakteri:

Autotroph:

Photosynthetic bacteria

Chemoautotrophic bacteria

Heterotroph:

Parasite

Saprophyte

METABOLISME AUTOTROPH

B’dasar cara m’peroleh energi :

- phototroph : sb energi cahaya

- chemolithotroph : sb energi mol anorganik

- methylotroph : sb energi grup methyl yg melekat pd selain atom karbon

1. Org chemolithotroph biasanya b’peran pd p’pelihara’n

siklus : nitrogen, karbon, sulfur

Jenis substrat yg d’oksidasi : H2; S2-; NH4+; NO2-; Fe2+

2. Org methylotroph :

- obligate methylotroph : hanya tumbuh pd senyawa yg tdk m’kandung ikat’n karbon

- facultative methylotroph : mampu tumbuh pd b’bagai sb karbon

3. Org phototroph :

m’peroleh energi dg cara fotosintesis : reaksi redoks

CO2 + energi matahari → karbohidrat + H2

KEBUTUHAN NUTRISI & SUMBER KARBON

• Berdasar sumber energi yg d’butuh’k org d’bagi dlm :

√ phototroph (sb energi → cahaya)

√ chemotroph (sb energi → reaksi oks dr mol organik & anorganik)

• Berdasar kebutuhan karbon

√ autotroph/ litotroph → CO2 sbg sb karbon utama

√ heterotroph/ organotroph → karbon organik sbg sb karbon utama

• Kebutuhan sb energi & sb karbon d’gabung:

√ photo autotroph : cahaya → sb energi

CO2 → sb karbon

org gol ini adl bakt fotosintetik (green bacteria, purple bacteria, cyanobacteri), algae & tumbuhan hijau Bakt fotosintetik → proses fotosintesis → d’hasil’k O2 → reaksi oxygenic photo autotroph tdk dpt m’laksana’k fotosintesis dg k’b’ada’n O2 (non FS) → reaksi anoxygenic photo autotroph

(Chlorobium & Chromatium)

√ photo heterotroph : cahaya → sb energy, bhn. Organik (alkohol, as lemak, as organik, karbohidrat) → sb karbon & ≠ m’hasil’k O2

cont bakt : Chloroflexus (green bacteria non sulfur), Rhodopseudomonas (purple bacteria non sulfur)

√ chemo autotroph : sisa bhn anorganik → sb energi

CO2 → sb karbon

cont bakt : Beggiatoa → bhn anorganik (H2S)

Thiobacillus thiooxidans → S

Nitromonas → NH3

Thiobacillus ferrooxidans → NO2- & Fe2+

Pseudomonas carboxyhydrogena → CO

√ chemo heterotroph : sb energi maupun sb karbon berasal dr bhn organik (glukosa)

berdasar sb molekul organik :

gol saprofit : m’guna’k bhn organik hidup/ mati gol parasit : m’guna’k bhn makan’n dr inang

Pola Perolehan Energi

Karbohidrat m’rupa’k sumber utama k’hidup’n :

P’pecah’n karbohidrat (katabolisme) ada bbrp cara:

• Aerobic respiration

• Anaerobic respiration

• Fermentation

RESPIRASI AEROB :

– Cara paling efisien untuk m’hasil’k energi dr glukosa.

– Proses: 1. Glikolisis

2. Kreb Cycle

3. Rantai transport Elektron

– Glikolisis: Several glycolytic pathways

– Paling banyak d’guna’k:

glukosa-----> asam piruvat + 2 NADH + 2ATP

1. As piruvat → dekarboksilasi → turun’n-nya m’lekat pd Co A → masuk siklus Krebs :

- p’bentuk’n as. Sitrat

- produk penting: NADH & FADH2→ d’simpan dlm glukosa

- produk samping :CO2

2. Siklus Krebs/ TCA/ siklus as. sitrat adl :reaksi biokimia dr s’jml energi

kimia potensial (asetil Co A) yg d’lepas scr bertahap.

√ Pd siklus ini, transfer energi potensial dlm bentuk elektron (d’bawa o/ koenzim NAD)

√ akhir reaksi siklus Krebs : asetil Co A → dioksidasi ko enzim → direduksi

3. Rantai transport elektron

√ t.d. rangkai’n mol p’angkut yg d’guna’k utk proses redoks

√ Ketika elektron mll rantai → p’lepas’n energi scr b’tahap → m’hasil’k ATP

• Respirasi aerob d’laksana’k oleh mikroorg yg m’butuh’k oksigen dlm hidupnya :

• Aseptor elektron terakhir yang dihasilkan : O2

• Tipe fosforilasi : pd tingkat substrat & oksidasi

• Jml ATP yg d’hasil’k per mol glukosa ≈ 38

– Pada Eukariot :

glukosa ---> G-6-P--->F-6-P---> 2 piruvat +2ATP + 2NADH

– Pada Prokariot :

glukosa ---> G-6-P--->F-6-P

– Proses t’jadi s’lama transport substrat.

Phosphate b’asal dr phosphoenolpyruvate (PEP) -----> 2 piruvat +2ATP + 2NADH

– Kreb cycle:

Piruvat + 4NAD + FAD -----> 3CO2 +4NADH + FADH

GDP + Pi -----> GTP

GTP + ADP -----> ATP + GDP

– Rantai transport Elektron

4HADH -----> 12 ATP

FADH ------> 2 ATP

Glikolisis -----> 8 ATP

– Total equation:

C6H12O6 + 6O2 ------> 6CO2 + 6H2O + 38 ATP

RESPIRASI ANAEROB :

Aseptor elektron t’akhir : tidak pernah m’jadi O2; mol anorganik

Sulfate reducer: aseptor elektron t’akhir adl sodium sulfat (Na2 SO4)

* Desulfovibrio dpt m’guna’k aseptor elektron t’akhir : SO42- → H2S

Methane reducer: aseptor elektron t’akhir adl CO2

* Bakteri lain, m’guna’k aseptor elektron t’akhir : CO32- → CH4 (gas metan)

Nitrate reducer : aseptor elektron t’akhir adl sodium nitrat (NaNO3)

* Pseudomonas & Bacillus dpt m’guna’k aseptor elektron t’akhir : NO3; NO2; N2O dan N2

Keterangan :

- Bakteri yg m’guna’k NO3 & SO42- → m’punya’i peran penting pd siklus nitrogen & sulfur

- hanya se-bag proses dlm siklus Krebs b’langsung scr anaerob

- hasil tdk s’mua d’ angkut dlm rantai transport elektron → ATP yg d’hasil’k kecil

- Respirasi scr anaerob : d’laksana’k oleh mikroorganisme yg tdk m’butuh’k O2 dlm k’langsung’n hidupnya

- Tipe fosforilasi adl : Tingkat substrat & oksidasi

- ATP yg d’hasil’k : >2 - < 38 per mol glukosa

FERMENTASI :

Glikosis: Glukose ----->2 Piruvat + 2ATP + 2NADH

Fermentation pathways :

a. Homolactic acid Fermentation.

Asam piruvat -----> Asam Laktat; eg. Streptococci, Lactobacilli

b. Alcoholic Fermentation.

Asam piruvat-----> Ethyl alcohol; eg. Yeast

c. Mixed acid fermentation

Asam piruvat -----> asam laktat; asam asetat; H2 + CO2;

asam suksinat; ethyl alcohol ;eg. E.coli & bbrp Enterobacter,

Lactobacillus

d. Butylene-glycol Fermentation

Asam piruvat -----> 2,3, butylene glycol; eg. Pseudomonas

e. Propionic acid Fermentation

Asam piruvat-----> 2 propionic acid; eg. Propionibacterium

• Hampir semua organisme m’butuh’k oksidasi utk m’peroleh energi, t’utama dr substr karbohidrat

• Sumber KH yg paling umum d’guna’k adl glukosa p’pecah’n glukosa → proses glikolisis

• Glikolisis : proses oksidasi glukosa → asam piruvat Tahap glikolisis:

- 1 glukosa dg 6 ikat’n karbon → 2 glukosa dg 3 ikat’n karbon (fosforilasi)

- 1 glukosa dg 3 ikat’n karbon → 2 mol as piruvat + ATP (fosforilasi tingkat substrat)

Utk m’oksidasi glukosa bakteri m’punya’i 2 cara

alternatif lain selain glikolisis:

√ Pentose Phosphat Pathway (Hexose monophosphate shunt =HMP)

√ Entner-Doudoroff Pathway

Jadi ada 3 cara bakteri dlm memecah gula :

- Embden-Meyerhof-Parnas (glycolytic pathway)

-Pentose Phosphate pathway

-Entner-Doudoroff pathway

T’gantung bakteri dan lingkung’nya, b’bagai macam kombinasi ketiga cara digunakan untuk memperoleh energi dan biosintesis intermediate

Ketiga cara tersebut pada akhirnya akan menghasilkan asam piruvat yang berguna sebagai kunci perantara

metabolisme (intermediate metabolic)

PENTOSE PHOSPHATE PATHWAY (HMP shunt) :

• Tdk hanya utk metabolisme glukosa ttp juga utk fermentasi hexosa, pentosa & KH lain.

• Bakteri yg m’guna’k cara ini adl : grup heterolactic fermentor (B. subtilis; E. coli; L. mesenteroides; E faecalis)

• Proses : gula dg 6 ikat’n karbon (hexosa) →b’sama’n, hasil p’pecah’n glukosa

- as. nukleat

- glukosa

- as. Amino

Jalur ini penghasil NADPH dan NADP+

NADPH d’guna’k utk :

√ proses anabolik d’luar mitokondria

√ sintesis as. lemak

√ sintesis steroid

Ribosa, utk :

√ sintesis nukleotida & as nukleat

ENTNER DOUDOROFF PATHWAY :

• d’guna’k o/ bakteri obligate aerob yg k’kurang’n enzim phosphofructokinase utk m’pecah glukosa (Rhizobium; Agrobacterium; Pseudomonas; Azotobacter dan Neisseria)

• Proses : 1 mol glukosa → 2 mol NADPH + 1 mol ATP

KATABOLISME LIPID & PROTEIN :

- Utk m’peroleh energi mikro org dpt m’guna’k lipid & protein sbg sumber

- Bentuk lipid & protein ini hrs d’pecah dlm bentuk yg > simpel utk dpt masuk dlm sel

- Enzim ekstraseluler lipase d’miliki bakteri dpt m’pecah lipid → as lemak & gliserol

√ Gliserol → dihidroksi aseton fosfat → gliseraldehid 3 fosfat → glikolisis → as. piruvat → masuk siklus Krebs

√ As. lemak → β oksidasi → asetil ko A → siklus Krebs Enzim ekstraseluler protease & peptidase :

m’pecah protein → as. amino → masuk sel bakteri → deaminase → as. organik → masuk siklus Krebs NH4+ → keluar sel

RESPONS IMMUNE MICROORGANISM (BAKTERI,VIRUS,PARASIT,JAMUR)

Agent Penyebab Disease.

Pathogen=penyakit yg disebabkan oleh mikroorganisme

Virus Bakteri Parasite Fungi Protozoa Prion

Paparan agen infeksi

Klinikal dan subklinikal

Kematian Carrier Immunity No immunity

Factor-faktor yang mempengaruhi transmisi penyakit

Agent

• Infectivity

• Pathogenicity

• Virulence

• Immunogenicity

• Antigenic stability

• Survival

Environment

• Weather

• Housing

• Geography

• Occupational setting

• Air quality

• Food

Host

• Age

• Sex

• Genotype

• Behaviour

• Nutritional status

• Health status

Timeline for Infection

Dinamika infeksi :

Infeksi latent period infectious periodnon infeksi

Dinamika penyakit:

Infeksi inkubasi period symptompatic periodnon diseas

Baris pertama pertahanan

Saliva sebagai antibacterial enzymes tears sebagai antibacterial enzymes skin sebagai pencegah masuk lapisan lendir sebagai perangkap kotoran dan mikroba asam lambung sebagai pembunuh mikroba berbahaya “good” gut bacteria out compete bad

Garis pertahan kedua

Melibatkan sel darah putih Non respon spesisifik Pathogen yang menyerang ditargetkan pada makrofag Specific response Limfosit menghasilkan antibody

VIRUS

Merupakan interselular patogen terdiri dari potongan DNA atau RNA Menggunakan asam nukleat dan protein sintetik dari sel host Menginfeksi berbagai populasi sel dengan memanfaatkan molekul permukaan sel normal sebagai

reseptor untuk masuk sel.

RESPONS INNATE PADA VIRUS

• infeksi virus langsung merangsang produksi interferons (INF) merupakan protein, atau glikoprotein

• Interferons bersifat antivirus mencegah replikasi virus .INFα oleh leucocytesINFβ oleh fibroblastINFγ oleh NK sel

Sel NK melisiskan berbagai sel yang terinfeksi virus.

RESPONS ADAPTIVE PADA VIRUS

Humoral : Ab menetralkan (membunuh)

mencegah adesi

AgAb komplemen lisis

Selular : CD4+ sitokin

CD8+ MHC-I Tc lisis

Mekanisme Virus menghindar dari respons imun

• mengubah antigen permukaan V. influenza

• Menghambat presentasi Ag MHC-I tidak dikenali Tc ( dibantu sel NK)

• Mencegah imunitas innate dan adaptive dengan mengikat bbrp sitokin ( IFN gama, TNF, IL-1, IL-18 dan kemokin yang dilepas oleh sel yang terinfeksi virus sel B Ab

• Virus dapat membunuh atau mengaktifkan sel imunokompeten HIV

• menyebabkan imunosupresi

V.Influenza ada 3 tipe: A,B,C

Mempunyai variabilitas (mengubah Ag permukaan >>) Variasi

HA= Antigenic driftmutasi NA = Antigenic shift infeksi sel yg sama H5N1 Subtype - bird flu virus H3N2 Subtype - Hong Kong flu pandemic of 1968 H5N2 Subtype - highly pathogenic in chickens H3N8 Subtype - frequently found in horses H2N2 Subtype - Asian flu pandemic of 1957 H7N7 Subtype - 2003 poultry epidemic H1N1 Subtype - Spanish flu pandemic of 1918 and swine flu

Hemagglutinin adalah suatu glikoprotein yang mengikat virus ke sel yang terinfeksi. Terdapat 16 subtipe hemagglutinin antigen yang diberi label H1 melalui H16. Hemagglutinin molekul yang sebenarnya merupakan kombinasi dari tiga identik protein (ditampilkan di sini sebagai abu-abu, hijau, dan ungu) yang terikat bersama untuk membentuk bentukan silinder yang panjang. Sebuah mutasi yang berubah hanya satu asam amino dalam struktur protein dapat mengubah sifat antigenik secara signifikan.

Neuraminidase adalah enzim yang membantu virus untuk adesi kedinding sel. Neuraminidase juga dikenal sebagai sialidase karena terkait dengan sialic glikoprotein dan glikolipid yang ditemukan di dinding sel. Terdapat 9 antigen neuraminidase subtipe berlabel N1 melalui N9.

AIDS Associated Disease Categories

1. Gastrointestinal: Cause most of illness and death of late AIDS.

Symptoms:

– Diarrhea

– Wasting (extreme weight loss)

– Abdominal pain

– Infections of the mouth and esophagus.

Pathogens: Candida albicans, cytomegalovirus, Microsporidia, and Cryptosporidia.

Bacteria

Dua tipe infeksi dari bakteri yaitu

• Extracellular. (gram pos / neg)

• Intracellular. (gram pos / neg)

Bakteri ekstraseluler

mampu mereplikasi di luar sel host

menyebabkan penyakit melalui dua prinsip

• menyebabkan peradangan detruksi jar,(pus) cont Streptococcus pyogenus

• menghasilkan racun.endotoksin.Exotoxins.

• Respons imun terhadap bakteri ekstraseluler ditujukan untuk menghilangkan bakteri dan pada efek menetralkan racun

Respons Imun Bakteri Ektraselular

Innatefagosit, complemen

Adaptive Th2 Ab

Makrofagsitokin inflamasi syok septik

toksin sel T sitokin syok

Bakteri Intercellular

memiliki kemampuan untuk bertahan hidup dengan meniru Ag self dalam phagocytes tidak dapat dikenali antibodi.

Penghancuran bakteri intraselular memerlukan respon imun yang sangat berbeda dari tanggapan terhadap bakteri ekstraselular.

• Kerusakan yang disebabakan bakteri ekstraselular : inflamasi dan septik shock

• Kerusakan yang disebabkan bakteri intraseluler pembentukan Granuloma karena mampu menghambat fusi phagolysosome atau menghasilkan hemolysin untuk memblok spy makrofag tidak mampu membunuh bakteri.

Variasi genetik dari antigen permukaan adalah salah satu mekanisme yang digunakan oleh bakteri untuk menghindari respons imun dari host .Kapsul dari gram negatif dan bakteri gram positif mengandung satu atau lebih asam sialic yang menghambat aktivasi komplemen jalur alternatif

Jamur

• Tidak mengandung klorofil ( tiga spesies mold, yeast, fungi)

• 100.000 spesies

• Sebagian kecil berbahaya mikosis superfisial,cutan, supcutan, sistemik (spt histoplasmosis dan koksidiomikosis mrp jamur bebas dialam masuk paru2

• Rute infeksi endogen atau eksogen

• Bahaya terutama pada px imunodifisiensi

Morfologi jamur

Hypae (benang) yang membentuk miselium Ragi Jamur patogen banyak dimorfik, hifa membentuk pada suhu kamar, tetapi ragi pada suhu tubuh.

JAMUR

• infeksi jamur eukariota cenderung menyebabkan infeksi yang serius terutama pada individu dengan gangguan imunitas

• Mediator utama bawaan kekebalan terhadap jamur adalah neutrofil.individu dengan sistem kekebalan tubuh yang sehat tidak rentan terhadap infeksi jamur oportunistik

• Tidak diketahui tentang kemampuan jamur untuk menghindari dari kekebalan host

Imunitas pada fungi

• Innate immunity atau sistem kekebalan bawaan neutrofil bhn fungisidal enzim lisosom makrofag sitokinTNF, IL-12

• Jamur intraseluler dieliminer oleh mekanisme yang sama dengan bakteri intraselular Th1 protektif, Th2 merusak host

Imuniti parasite

• infeksi parasit menyebabkan lemahnya respons innate dan adanya kemampuan parasit untuk menghindari respon imun

• Respons terhadap protozoa intraselular ditengahi oleh TH1-dipicu makrofag

• kekebalan terhadap infeksi cacing diperantarai oleh sel TH2, IgE dan mast cells / basofil

Innate Immunity Parasites

• Parasit Protozoa dan cacing masuk dalam pembuluh darah dapat tetap hidup dan bereplikasi karena resistan terhadap respons imun innate Parasites biasanya resistan pada complement.

Imunitas Spesifik pada Parasit

Respon imun spesifik pada Parasit ber-beda2 Kekebalan selular adalah pertahanan utama terhadap protozoa yang bertahan dalam makrofag.Protozoa yang meniru di dalam sel dan merangsang sel host melisiskan CTL, mirip dengan virus cytopathic.Antibodi IgE dan eosinofil pertahanan terhadap infeksi cacing

Mekanisme penghindaran Parasit

• Evolusi sebagai Adaptasi parasit kemampuan untuk menghindari dan menolak respons imun.mengembangkan kista yang resisten terhadap tanggapan kekebalan.

• Antigen masking adalah bentuk efektif respon imun penghindaran beberapa parasit.

• mekanisme untuk variasi antigen permukaan.

Respon Imun

Mengapa drg memerlukan kuliah Immunology?

• Beberapa penyakit dalam rongga mulut merupakan bagian dari respons imun misal :

– Periodontal disease

– Caries

– Sjögren’s Syndrome

• Tindakan dalam terapi saat ini dan yang akan datang mengharuskan dokter gigi untuk mengetahui sistem imun penderita

• Kelainan sistemik berhubungan dengan infeksi rongga mulut

• Diperlukan kerjasama antar profesi secara profesional

Difinisi

• Immunity = Daya Tahan atau perlawanan terhadap Antigen

• Immune System = kumpulan molekul dan sel yang memfasilitasi perlawanan terhadap Antigen

• Immune response = Koordinasi reaksi dari sel dan molekul terhadap antigen

• Immunology pathogens = study of Immune system and its responses to invanding

• Antigen = non self ( mikroba,obat, makanan, graft, dll)

Peranan Immune system

1. Pertahanan :

• Kalah sakit

• Menang tidak sakit / sembuh

• Hiperaktif hipersensitivitas

• Hipoaktif sakit

2. Keseimbangan :

• rusak diganti

• penyimpangan autoimun

3. Pengawasan :

• monitor sel abnormal gagal Ca

IMMUNE SYSTEM

1.Innate immunity (natural,native,non spesifik)

2. Adaptive immunity (aquired,spesifik)

Innate immunity :

Pada orang sehat Pertahanan 1 : kulit,mukosa,flora dllPertahanan 2 : sel phagositik (PMN dll) sel NK,CRP,interferon KomplemenSifat : Tidak spesifikProteksi jangka pendekTidak tergantung pada interaksi Antigen Antibodi

ADAPTIVE IMMUNITY

• humoral limfosit B (Ag extraseluler)

• seluler limfosit T (Ag intraseluler)

• 4 ciri khas Adaptive Immunity :

• Spesivisitas antigenik

• Diversitas

• Memori

• Pengenalan self dan nonself

Antigen dan antibody

• Immunogens– suatu bahan yang dapat menimbulkan respons imun host

• Antigens (Ag) – suatu bahan yang akan bereaksi dengan produk dari respons imun ( misal : antibodi)

– Hapten adalah suatu bahan dengan berat molekul yang sangat kecil, tetapi bila diikat dengan molekul yang besar (carrier) dapat menimbulkan respons imun

• Antibody (Ab) – Immunoglobulins (Ig)

– glikoprotein yang diproduksi oleh host untuk mengikat antigen pada bagian antigenic determinant dari antigen (epitope)

– ‘specific’ – dapat mengenali kembali apabila antigen tersebut menstimulasi kembali (tetapi adakalanya terjadi reaksi silang)

AntigenKompleksitas : sifat kimia dan fisik monomer < polimer

Ukuran molekul : BM diatas10.000 Dalton

Dosis : minimal maksimaltinggi toleransi imunologik.

Cara Pemberian : IM < sub cutans < IV

Antibodi

• Terdapat 5 klas antibodi

• Struktur Ab :

• Y-type

• Heavy chain (rantai berat)

• Light chain (rantai ringan)

• Antigen binding site

• Constant fragmen (Fc)

• Antigen binding fragmen (Fab)

Innate Immunity

Garis Pertahanan pertama

• Faktor Fisik / Mekanik : epidermis kulit, mucous membaran ,cilia, lacrimal apparatus, epiglotis, urine,, batuk, bersin, defecation dan vomiting

• Faktor kimiawi : sebun, lisozim, lactoferin (ASI),asam lamb, vaginal secretions

COMPLEMEN

• Sistim Complement (C) merupakan bagian innate dan adaptive immunity. Secara continue C (C3) ada dlm sirkulasi jumlah = Ig (1-2 mg/ml) dan bersifat termolabil

• Merupakan proten zymogen (=pro enzim) aktif stl terjadi pemecahan menjadi fragmen kecil (a) dan besar (b) kecuali C2

• Aktiv ditandai dengan bar cascade

• Terdiri dari 3 jalur : klasik,alternativ dan Lectin

• Nomenklatur C1q,r,s,C4,C2,C3,C5,C6789

• Interferon : IFN α,ß memprotek host cell yang tdk terinfeksi Virus supaya host memproduksi protein anti virus (AVPs) untuk memcegah virus bereplikasi.

IFN γ mengaktivkan neutrofil dan makrofag, IFN juga diprod oleh virus yg menginfeksi sel

• CRP (C Reactive Protein) : titer 100 x bila terjadi infeksi, mengaktifkan C, fagositosis

Selular

• Sel phagosit : neutrof il, eosinofil, makrofag

• NK sel : mengeluarkan granula berisi perforin dan granzymes, membunuh/melisiskan virus dan sel neoplasma

ADAPTIVE IMMUNITY

Humoral : Ag extraseluler

sel B Ig + memori

Selular : Ag Intraseluler

sel T Tc + memori

Ada 3 cell Surface protein yang berinteraksi

dengan Ag selama respons adaptive Immunity

• Ig (Ab) limf B berinteraksi langsung dg Ag ekstraseluler

• MHC pada permukaan APC

• TCRs (T Cell reseptor)

CYTOKINES, INTERLUKIN, CHEMOKINES

• Respons imun merupakan interaksi yang kompleks antara berbagai sel yang berbeda. dalam komunikasi tersebut dibutuhkan sel perantara disebut dengan Cytokines, diproduksi oleh sel yang bekerja dalam sistim imun terutama sel T

• Nama tergantung yang memproduksi

• Fungsi : Regulasi sistim imun lokal

Respons sistim inflamatori

Hemophoisis (dalam bentuk GF)

Proses Biologi lain

• IL-1 = TNF bekerja secara averlaping

Mempromosi respons imun humoral maupun selular,Bekerja pada sel-sel inflamatori

• IL-2 Diproduksi oleh sel Th

Stimulasi sel B, sel NK, sel Tc

• IL-4 : Diproduksi oleh Th2

promosi switching IgG IgE

• IL-5 : promosi switching IgA IgE

• IL-8 kemotaktran untuk sel sel dalam sistem imun dan pagositik pada reaksi inflamasi

• IL-12 : disebut “Magic Bullet” =ditemukan th 1980 diproduksi oleh sel B dan makrofag dalam merespons infeksi HIV, measles IL-12 menurun sehingga mudah terkena sec infeksi

IL-12 menghambat pertumbuhan tumor,sebab IL-12 mengaktifasi Th1 chronic inflammatory diseases (arthritis) obat mujarap ?

• IFN α dan ß antiviral

• IFN γ aktifasi makrofag

hypersensitivity

FUNGSI RESPON IMUN

Pertahanan

Homeostasis

Perondaan: bertugas untuk waspada dan mengenal adanya perubahan-perubahan dan secara cepat membuang sel-sel yang abnormal tsb.

PENYIMPANGAN SISTEM IMUN

Gangguan morfologis, contoh : tidak berkembangnya kelenjar timus

Gangguan fungsional : toleransi imunologik karena lumpuhnya mekanisme respon imun hipersensitivitas

Gangguan fungsi homeostatik : otoimun

Gangguan surveillance: pertumbuhan sel-sel ganas

SISTEM IMUN NON SPESIFIK

Pertahanan awal: kulit, membran mukosa saluran pencernaan dan pernafasan, kelenjar minyak, sel yang bersilia.

Reaksi inflamasi

Sel Natural Killer: membunuh virus dan tumor dengan cara kontak sel ke sel.

Protein protektif: sistem komplemen dan interferon.

Bekerja ketika pertahanan non spesifik gagal.

Imunitas terbentuk setelah terkena antigen

Imunitas hasil kerja limfosit B dan limfosit T. Sel B matur di bone marrow, sel T matur di kelenjar thymus

Limfosit B membuat sel plasma menghasilkan antibodi, protein yang mampu menetralkan antigen. Antibodi ini disekresikan ke darah, limfa, dan cairan tubuh lain.

Limfosit T menyerang langsung ke sel yang terkena antigen. Sel T yang lain mengatur respons imun.

Limfosit mengenal antigen karena memiliki molekul reseptor pada permukaannya. Reseptor dan antigen sering disebut lock and key.

Jutaan antigen yang berbeda --- terjadi diversifikasi limfosit selama proses maturasi.

Hipersensitivitas

adalah kegagalan kekebalan tubuh di mana tubuh seseorang menjadi hipersensitif dalam bereaksi secara imunologi terhadap bahan-bahan yang umumnya imunogenik (antigenik) atau dikatakan orang yang bersangkutan bersifat atopik.

tubuh manusia bereakasi berlebihan terhadap lingkungan atau bahan-bahan yang oleh tubuh dianggap asing dan berbahaya, padahal sebenarnya tidak untuk orang-orang yang tidak bersifat atopik. Bahan-bahan yang menyebabkan hipersensitivitas tersebut disebut alergen.

penyakit atopik digunakan untuk menggambarkan sekumpulan penyakit keturunan yang berhubungan dengan IgE, seperti rinitis ,asma alergika.

Penyakit atopik ditandai dengan kecenderungan untuk menghasilkan antibodi IgE terhadap alergen

Alergen bisa berasal dari berbagai jenis dan masuk ke tubuh dengan berbagai cara. melalui saluran pernapasan, berasal dari makanan, melalui suntikan atau bisa juga timbul akibat adanya kontak dengan kulit seperti; kosmetik, logam perhiasan atau jam tangan, dll

Menurut Gell dan Coombs ada 4 tipe reaksi hipersensitif yaitu :

1. Reaksi hipersensitif tipe I atau reaksi anafilaktik.2. Reaksi hipersensitif tipe II atau sitotoksik.3. Reaksi hipersensitif tipe III atau kompleks imun.4. Reaksi hipersensitif tipe IV atau reaksi yang diperantarai sel.

Berdasarkan kecepatan reaksinya

tipe I, II dan III termasuk tipe cepat karena diperantarai oleh respon humoral (melibatkan antibodi)

tipe IV termasuk tipe lambat.