IMMUNOGLOBULINDr. Meizly Andina

DEPARTEMEN BIOKIMIAFAKULTAS KEDOKTERAN

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SUMATERA UTARA2011

CASE

• A 18 year old man, a farmer, comes to a family physician with a complain of 3 days fever. He felt that his body temperature is high continuously to a whole day. He felt also headache, paint in the joint, nausea and vomiting, pain and watery eyes then reddish spot appear in his body. The patient did not experience cough and cold. He has ever experienced this before. His family and neighbor have the similar symtomps

Setelah melakukan pemeriksaan fisik didapatkan :

• Vital sign : Suhu >37,50C, Nadi cepat >100 kali/menit, isi dan tegangan cukup, TD 120/80, RR 20 kali/ menit,   

• Perkusi hepar : hepatomegali (-), Splenomegali (-)

• Wajah pucat, Konjungtiva tidak anemis, Perdarahan gusi (-)

• Rumple leed test 9 titik (+)

Pemeriksaan Laboratorium

• Hb 15%, 

• Angka Leukosit 4.300/mm3, 

• Angka Trombosit 22.000/mm3, Ht 52%

• SGOT/  SGPT  (tidak diperiksa)

• IgG DHF +++, IgM DHF +

Pretest

1. APA YANG DIMAKSUD DENGAN IG ?

2. BERAPA JENIS IG YANG KAMU KETAHUI ?

3. DIMANA IG BEKERJA ?

4. APAKAH PASIEN INI DAPAT MENDERITA PENYAKIT YANG SAMA BILA TERINFEKSI LAGI ? MENGAPA (YA/TIDAK) ?

REVIEW

Basic concepts in Immunology

Against Micro-organisme, Parasites and Fungi.

Hypersensitivity reaction

(include Allergy).

Autoimmun diseases.

Transplantation (organ, bone marrow).

Basic concepts in Immunology

We live surrounded by microorganism (viruses, fungi, bacteria and parasites)

We become ill only relatively rarely

Immune response against pathogens (2 system)

Basic concepts in Immunology

– Innate Immunity / inborn

• Non-spesific defense against infection

• Macrophages, Neutrophils

• Its action does not depend on prior exposure to a particular pathogens

• Phagocytosis

Innate Immunity in pathogen elimination

Basic concepts in Immunology

– Acquired / Adaptive Immunity

• Specific immunity

• Acquired during the lifetime of an individual

• Response to a spesific pathogen

• Lymphocytes (its receptors)

• Antibodies

Immunological memory

• Antibody diproduksi mulai 5-7 hari infeksi, mencapai puncaknya antara 8-12 hari, mulai menurun sejak 14 hari dan bertahan hingga 2-3 tahun.

• Primary antibody : IgM, secondary dan seterusnya : IgG dan IgE atau IgA.

• Memory cells bertahan lama (seumur hidup), kemungkinan oleh karena distimulasi terus menerus oleh antigen.

Sel Plasma akan memproduksi antibody oleh adanya stimulasi dari antigen.

Antigen : semua molekul yang dapat menstimulasi pembentukan antibody

Antibody mengatasi infeksi diluar sel Antibody berikatan dengan pathogen pada bagian extraselluler Kompleks Antigen-antibody akan dimusnahkan oleh sel-sel phagosit

Molekul Antibody

Mekanisme eliminasi pathogen

• 3 Cara kerja antibody :

• 1. Netralisasi : mencegah infeksi atau efek toksis dari toksin (mengikat pathogen atau toksin)

• 2. Opsonisasi : memudahkan sel phagosit meng-eliminasi pathogen (mengikatnya dan membawanya kepermukaan sel-sel phagosit)

• 3. Aktivasi complement : meningkatkan kemampuan sel phagosit untuk memusnahkan pathogen

Fc

Immunoglobulins

• Definition: Glycoprotein molecules that are produced by plasma cells in response to an immunogen and which function as antibodies

Struktur molekul Antibody

Molekul antibody mempunyai 2 jenis fungsi : untuk pengikatan antigen dan untuk merekrut sel / molekul lain yang akan menghancurkan pathogen

Secara struktur kedua fungsi ini dilakukan oleh bagian molekul yang berbeda

Regio variable untuk pengikatan antigen

Regio constant untuk fungsi effektor yang berbeda tergantung isotype nya (5 jenis)

• Protein (150 kD) yang terdiri atas

rantai ringan 25 kD (214 asam amino) dan rantai berat 50 kD (446 asam amino), dihubungkan oleh jembatan disulfida

• Menjadikan suatu partikel “non self”

• Untuk Ig G : 2 buah rantai ringan dan 2 buah rantai berat, bentuk fleksibel.

• Rantai ringan [2 type yaitu kappa (κ) dan lambda (λ)] dan berat terdiri atas regio variabel dan regio konstant.

Molekul Antibodi

• Enzym Papain :

• 1. Fab (antigen binding : regio variabel rantai ringan dan rantai berat)

• 2. Fc (constant : regio konstant dari rantai berat)

• Regio constant ini membedakan Isotype / klas dari antibodi : Ig M, G, A, D, E yang berbeda fungsinya

Molekul Antibodi

Immunoglobulin Structure

• Heavy & Light Chains

• Disulfide bonds

• Variable & Constant Regions–VL & CL

–VH & CH

• Hinge Region

CH1

VL

CL

VH

CH2 CH3

Hinge Region

Carbohydrate

Disulfide bond

Immunoglobulin Fragments: Structure/Function

Relationships

• Fab–Ag binding

–Specificty determined by VH and VL

Papain

Fc

Fab

• Fc– Effector functions

IgG

• Structure–Monomer

IgG1, IgG2 and IgG4 IgG3

IgM

• Structure–Pentamer

–Extra domain (CH4)

–J chainCH4

J Chain

IgA• Structure

–Serum - monomer

–Secretions

• Dimer

• J chain

• Secretory component

J ChainSecretory Piece

IgD• Structure

–Monomer

–Tail piece

–4th highest serum Ig

–B cell surface Ig

–Does not bind complement

Tail Piece

IgE

• Structure–Monomer

–Extra domain (CH4)

CH4

Immunoglobulin have specialized effector functions

Class Site of action Effector functions

IgM Intravascular Produced in the primary response to an antigen. Fixes complement. Does not cross the placenta. Antigen receptor on the surface of B cells.

IgG IntravascularInterstitial fluidTransplacental

Main antibody in the secondary response.Opsonizes bacteria, making them easier to phagocytose. Complement activation, which enhances bacterial killing, agglutination. Neutralizes bacterial toxins and viruses. Crosses the placenta. Immunity in neonate

IgA Luminal secretionsBreast milk

Neutralization at body surfaces. Secretory IgA prevents attachment of bacteria and viruses to mucous membranes. Intestinal immunity in neonates

IgE SubcutaneousSubmucosal

Mediates immediate hypersensitivity by causing release of mediators from mast cells and basophils upon exposure to antigen (allergen). Defends against worm infections by causing release of enzymes from eosinophils. Does not fix complement. Main host defense againsthelminthic infections.

IgD B-cell surface Not known. Found on the surface of many B cells as well as in serum.

Failures of host defense mechanisms

• Ada 3 jenis :

• 1. Resistance of the pathogen pada respons immun yang normal.

• 2. Inherited failures of host defense oleh karena defect pada gen yang spesifik

• 3. Acquired immune deficiency syndrome, dimana terjadi kerentanan umum terhadap infeksi oleh karena gagal meng-eliminasi HIV

Resistance of the pathogen Antigenic variation→pathogen “escape from immune surveillance” (84 strain dari Streptococcus pneumoniae yang berbeda pada Polysaccharida nya)

Inherited failures

• Defect pada sistem complement : SLE (akumulasi immun complex menstimulasi macrophage utk peradangan dan destruksi jaringan lokal)

• Defect CD59 (Decay Accelerating Factor) : PNH (kerusakan sel-sel eritrosit)

• Severe combined immunodefisiensi (SCID) : mutasi pada IL2 receptor atau tidak meng-ekspresikan MHC kls II ataupun kls I.

• DiGeorge syndrome : T-cells tidak matang oleh karena defect pada perkembangan epithel Thymus sehingga T-cells sangat sedikit.

Acquired immune deficiency • Acquired immuno deficiency syndrome (AIDS) : infeksi

khronis dari HIV.• Asymptomatis dalam beberapa tahun• Reseptor untuk infeksinya : molekul CD4• HIV mempunyai tiga gen utama : gag, env, pol• Gangguan fungsi CD4 T-cells : gejala awal, infeksi

persistent hingga beberapa tahun.• AIDS : bila jumlah CD4 T-cells < 200 cells µl-1 darah

(normal 1000 cells µl-1 )• 20-30 % Bayi mendapat AIDS dari ibu yang penderita

AIDS• Penderita AIDS rentan terhadap infeksi opportunistik

dan beberapa jenis cancer• Dicari : Vaccine untuk AIDS !

Postest

1. APA YANG DIMAKSUD DENGAN IG ?

2. BERAPA JENIS IG YANG KAMU KETAHUI ?

3. DIMANA IG BEKERJA ?

4. APAKAH PASIEN INI DAPAT MENDERITA PENYAKIT YANG SAMA BILA TERINFEKSI LAGI ? MENGAPA (YA/TIDAK) ?

REFERENSI

1.LEHNINGER BIOCHEMISTRY

2.HARPER’S ILLUSTRATED BIOCHEMISTRY

3.EBERHARD PASSARGE, COLOR ATLAS OF GENETICS

4.FH KAYSER, MEDICAL MICROBIOLOGY

SEKIAN