Prof. Bambang Pontjo Priosoeryanto, Drh, MS, Ph.D, APVet, DACCM

Divisi Patologi Veteriner, Departemen Klinik, Reproduksi dan Patologi (KRP)

Fakultas Kedokteran Hewan Institut Pertanian Bogor

PATOGENESIS INFLAMASI DAN IMUNOLOGI INFEKSI VIRUS PADA

SALURAN NAFAS

Sistem Pernafasan adalah system yang berhubungan dengan “dunia luar tubuh”

• Hidung • Laring • Trakhea • Bronchus • Paru paru

ALAT TUBUH FUNGSI

Mulut dan hidung Pintu masuk dan keluar udara ke tubuh

Sinus Ruang sela di antara tulang kepala yang mengatur suhu dan kelembaban udara yang dihirup

Faring Percabangan dua saluran, yaitu saluran yang menghubungkan ke saluran pencernaa (osofaring) dan ke saluran pernapasan (nasofaring); Fungsi faring sangatlah unik karena faring berperan dalam sistem pencernaan dan pernapasan

Laring Organ berongga yang terlibat dalam mengeluarkan suara saat udara masuk dan keluar

Trakea Bagian tubuh yang berbentuk pipa menghubungkan paru-paru dan tersusun dari tulang rawan bersilia

Bronkus Percabangan trakea menjadi dua yang terhubung ke paru-paru kiri dan kanan

Paru-paru Organ utama sistem pernafasan tempat pertukaran oksigen dari udara dengan karbon dioksida dari darah; memasok oksigen ke seluruh tubuh

Bronkiolus Percabang dari bronkus yang mengarah ke alveoli

Alveoli Kantong udara kecil di paru-paru sebagai tempat pertukaran oksigen dan karbon dioksida

Cilia Rambut kecil yang berguna menyaring debu dan alergen dari saluran pernapasan

FUNGSI SALURAN NAFAS

RADANG

Reaksi jaringan hidup terhadap semua bentuk rangsangan yang

merusak.

Dalam reaksi ini ikut berperan pembuluh darah, saraf, cairan dan sel sel tubuh ditempat perubahan/rangsangan

(a local response to cellular injury that is marked by capillary dilatation, leukocytic infiltration, redness, heat, pain, swelling, and often loss of function and that serves as a mechanism

initiating the elimination of noxious agents and of damaged tissue)

Rangkuman terjadinya

Reaksi Radang&

Persembuhan

PNEUMONIA = radang paru,

BRONCHITIS = radang bronchus,

BRONCHOPNEUMONIA = radang paru dan bronkhus ,

PNEUMONIA INTERSTITIALIS = radang jaringan interstitial paru,

PLEURITIS = radang pleura/lapisan paru paru,

PLEUROPNEUMONIA = radang semua jaringan paru

RADANG DI SALURAN PERNAFASAN

LESIO MAKROSKOPI PANCA RADANG

1. TUMOR (kebengkakan)

2. RUBOR (kemerahan) 3. KALOR (rasa panas) 4. DOLOR (rasa nyeri) 5. FUNGSIOLAESA (menimbulkan gangguan fungsi)

Induksi Peradangan oleh Mikroba

ESKALATOR MUKO-SILIARI

Scaning Electron Microscopy Epitel Trakhea

RADANG KRONIS Inflamasi yg belum sembuh setelah 2 minggu

Sering akibat respon inflamasi akut tidak sukses:

kausatif sulit hancur,

jaringan nekrosa luas,

serangan kausatif ber-ulang2,

Inang ‘immune suppressive’

Kausatif lain yg inflamasi-nya kronik:

Microorganisme dgn kandungan lipid & wax tinggi

Punya kemampuan hidup dalam leukosit

Toxins yang berkerja sitolitik (cell lysis)

Chemicals & bahan terlarut yg iritan (kaustik), juga material yg secara fisik punya sifat iritant (logam)

Reaksi Peradangan oleh Virus dan Bakteri

Proliferasi Sel Goblet

Kongesti dan Edema

Deskuamasi epitel

Infiltrasi neutrofil

INFEKSI VIRUS INFEKSI BAKTERI

darah

udara

agen

MØ

Sel nekrosa

neutrofil

Pneumosit I

edema

Pneumosit II

PATOLOGI PERADANGAN

Membran hialin

Kapiler berisi darah, berdinding sel-2 endothel

Migrasi neutrophil dari dalam kapiler menuju fokus radang di jaringan ‘extravaskula’ (contoh infeksi bakteri)

TARGET EXUDAT DARI MIKROSIRKULASI

Plasma ‘Extravasasi’

Disusul Sel Phagosit

Phagositosis, Phagolysosom,

’Oxygenburst’

Degranulasi Molekul Toxic (Extra

Phagocitic Killing)

Debri, Kausatif Bersih

Persembuhan

Exudat humoral, plasma membawa protein albumin, nutrisi, complement, fibrinogen, faktor fibrinolisis, antibody, O2

KAPILER MIKROSIRKULASI DAERAH RADANG

Menjadi ‘permeable’/ rembes

FOKUS RADANG DI JARINGAN EXTRAVASKULA

KAPILER DILATASI & PERMIABEL

ENDOTHELIUM

Extravasasi/ Exudasi/ Diapedesis/ Emigrasi Leukosit Daerah Radang Akut

ALUR LEUKOSIT: Marginasi, Rolling Adhesi Diapedesis Chemotaxis Phagositosis Degradasi

Kausatif Infeksi Virus, Bahan Toxic Hematogenous

Interstitium Jadi Tebal, Pertukaran Gas Kurang, Darah Kurang O2, Jaringan Tubuh Hypoxia

PNEUMONIA INTERSTITIALIS

Sel Radang Mono Nukleus Extravasasi Berada Dalam Interstitium (Interalveoli)

Hyperemia kapiler interalveoli, permiabilitas meningkat

Extravasasi plasma, sedikit sel radang (leukosit), gambar kiri : Pneumonia serous (pneumonia tahap dini)

Alveoli mulai banyak neutrophil, gambar kanan: Pn. suppuratif

Bila exudat berada di interstitium interalveoli (Pn. Interstitialis)

PNEUMONIA ALVEOLARIS

Alveoli Normal Interalveoli vasodilatasi, permiabilitas meningkat, extravasasi plasma protein & leukosit masuk alveoli, terbentuk fibrin, neutrofil fagositasi (Pn. alveolar)

Pneumonia fibrinosuppurative akut

SISTEM PERTAHANAN TUBUH

Sistem Pertahanan Tubuh dibagi menjadi 2

1. Pertahanan tubuh Non-Spesifik (Innate)

2. Pertahanan Tubuh Spesifik (Adaptif)

Sistem pertahanan tubuh non-spesifik dibagi menjadi :

a. Sistem Pertahanan Fisik/Mekanik : kulit, selaput lendir, batuk dan bersin. b. Sistem Pertahanan Kimiawi : Ensim, Asam pada lambung, c. Sistem Pertahanan Selular : Sel leukosit/darah putih yang terdiri dari dua

kelompok besar yaitu agranulosit dan granulosit

1. Fagosit mononuclear (agranulosit) : 1. Ukuran sel yang relatif lebih besar, 2. Dinding sel yang lebih masif dibanding dengan granulosit. 3. Mempunyai umur relatif lebih panjang dan mempunyai kapasitas fagositosis yang tinggi. 4. Banyak terlihat di sekeliling benda asing pada kondisi infeksi yang sudah kronis. 5. Bertanggung jawab pada pendeteksian komponen benda asing yang bersifat imunogenik maka agranulosit disebut juga APC (Antigen Presenting Cell). , Contoh dari agranulosit adalah makrofag (paru-paru dan darah), sel dendritic (saluran cerna), histiosit (tulang dan jaringan ikat), sel Kuppfer (hati), sel glia (jaringan otak), sel mesangial (ginjal), dan monosit (darah).

2. Fagosit polinuklear (myeloid/granulosit), 1. Inti selnya bergelambir sehingga bentuknya polimorf, 2. Lebih gesit bergerak 3. Pada fase dini infeksi, sel-sel ini banyak ditemukan di sekitar benda asing yang menginvasi. 4. Tidak punya ribosom sel, 5. Sangat tergantung pada persediaan enzim-enzim di dalam lisosomnya, 6. Umur yang pendek dan kapasitas fagositosis yang terbatas. Contoh sel fagosit dari kelompok ini misalnya heterofil, basofil, dan asidofil.

Sistem imun merupakan mekanisme dari sejumlah organ, jaringan, sel dan molekul yang secara bersama sama aktif dalam mepertahankan tubuh dari berbagai serangan benda asing (al. mikroba) yang menimbulkan penyakit. Garis pertahanan pertama (bawaan/innate), mikroba inhalasi terperangkap oleh lender dan disapu menuju faring dan ditelan. Mikroba yang menembus lapisan mukosa ditangani dengan Garis pertahanan kedua (bawaan/ innate) yang meliputi peptida antimikroba yang disekresikan oleh sel epitel permukaan saluran pernapasan yang membunuh banyak strain mikroba. Mikroba yang resisten terhadap peptida antimikroba tersebut dibunuh oleh berbagai spesies oksigen reakti (ROS) diproduksi oleh sel fagosit. Garis pertahanan ketiga (adaptif) dan sebagai upaya terakhir, infeksi bakteri persisten yang lolos dari sistem imun bawaan dihilangkan oleh sistem imun spesifik (pembentukan antibody spesifik).

SISTEM KEKEBALAN TUBUH SALURAN NAFAS

INNATE IMMUNITY vs ADAPTIF IMMUNITY

Inflamasi adalah pertahanan imun yg alami (innate immunity), beda dengan imun adaptif (antibodi):

Respon imun adaptif punya target menghancurkan kausatif/antigen yg menggertaknya

Antigen yang berbeda akan menimbulkan respon yg tidak sama

Proses imun adaptif panjang (2-3 minggu) sebelum kausatif sebagai target imun adaptif mulai disingkirkan

Bila antigen serupa datang kembali, respon imun adaptif punya memory sehingga berlangsung lebih cepat (1-2 minggu)

Selama respon panjang berlangsung, kausatif yang merusak jaringan dihambat oleh inflamasi

Respon dimulai

Target mulai disingkirkan

persembuhan

Proses yg lama (2-3 mgg)

IMMUNE ADAPTIVE (CONTOH VAKSINASI)

Respon dimulai

Target mulai disingkirkan

persembuhan

Proses yg cepat (menit-jam)

INFLAMASI BAGIAN DARI INNATE IMMUNITY

Overview of the sequence of immune events in viral clearance and disease. In primary infection of nonvaccinated individuals (A), virus peaks on about day 4, associated with recruitment of NK cells, which make IFN- ␥ . Virus is eliminated between days 5 and 8, during which time activated CD4 and CD8 T cells are recruited and produce local cytokines. The peak of disease coincides with this phase. Anti-RSV serum antibody appears relatively late. In previously vaccinated or sensitized individuals (B), the virus titer is typically 100- to 1,000-fold less than in primary infection and peaks earlier (e.g., day 2). However, the rapid and potent cellular response enhances disease severity, which is usually much greater than in primary infection. No- tably, high levels of preexisting specific antibody can prevent infection completely and do not cause disease enhancement.

Cells involved in the immune response to RSV. Cellular infection triggers the release of early inflammatory mediators, e.g., TNF and IFN- ␣ / ␤ . NK cells and PMN are recruited in the first 3 days of infection, at which time DC carry viral antigen to local lymph nodes and present it to CD4 ϩ T cells. Once primed, these cells migrate back to the infected epithelium, release further mediators, and recruit additional inflammatory cells, including mononuclear cells (including CD8 ϩ T cells and B cells) and granulocytes (e.g., neutrophils [PMN] and eosinophils [Eo]).

MEDIATOR INFLAMASI AKUT

Fase Respon Peradangan Mediator Kimia Dilatasi pembuluh darah Histamin, prostaglandin, komponen

dari komplemen C3a, C5a

Peningkatan permeabiltas pembuluh darah

Histamin, Kinin, prostaglandin

Emigrasi dari lekosit Komponen dari komplemen C5a, leukotrin, protein kationik dari netrofil

SITOKIN PERADANGAN Sitokin Sumber Utama Peran Dalam Peradangan

RADANG AKUT

TNF Makrofag, sel mast, Limfosit-T Merangsang pengeluaran molekul perlekatan sel endotel dan mensekresikan sitokin lainnya, efeknya sistemik

IL-1 Makrofag, sel endotel, sel epitel Mirip dengan TNF; berperan besar dalam proses demam

IL-6 Makrofag dan sel lainnya Berefek sistemik, (respon pada fase akut)

Chemokines Makrofag, sel endotel, Limfosit-T, sel mast, sel lainnya

Mengundang sel lekosit ke daerah radang; migrasi sel ke jaringan normal

RADANG KRONIS

IL-12 Sel dendrit, Makrofag Meningkatkan produksi IFN-γ

IFN-γ Limfosit-T, Sel NK Activasi makrofag (meningkatkan kemampuan membunuh mikroba dan sel tumor)

IL-17 Limfosit-T Mengundang sel netrofil dan monosit

Agen Kausatif Merusak Sel

Respon aktivasi pertahanan jaringan

Inflamasi

Lokalisasi fokus nekrosa

Degradasi nekrosa & kausatif

Persembuhan

ALUR PROSES PERADANGAN

GANGGUAN PERSEMBUHAN LOKAL 1. Suplai darah kurang (pasca vaskulitis, arteritis, atherosklerosis, lumen

vaskula menyempit)

2. Infeksi sistemik (leukosit terpakai dibanyak tempat, proses fagositosis debri lamban)

3. Peregangan mekanis yg berlebihan (pesembuhan luka akan robek kembali)

4. Patogen/Benda asing masih ‘inplant’ didalam luka (benang jahit, serpihan tulang, sisa tampon)

5. Jaringan nekrosa dalam sarang radang berlebihan, butuh waktu >lama untuk pembersihan (debridement)

6. Kausatif yg berulang/ repetitif ( radiasi/ rontgen, gesekan seperti pada luka decubitus di siku anjing jenis besar)

GANGGUAN PERSEMBUHAN INTERNAL

Umur tua (proses apoptosis meningkat, kapasitas regenerasi menurun)

Gangguan hormonal (persembuhan butuh ‘growth hormon’)

Defisiensi nutrisi: protein, asam lemak esensial, vitamin terutama vit C

(kolagen terbentuk tidak normal, tidak kuat mudah rusak)

Mengidap penyakit kronis (penderita diabetes, luka sulit sembuh selama

kadar gula tinggi)

‘Drug abuse’

Covid-19

Terima Kasih

Airway macrophages are important guardians of pulmonary homeostasis. They are primary immune sentinels critical in regulating the balance between immune cell defense against pathogens and tolerance toward innocuous stimuli. Airway macrophages promote resolution of tissue inflammation but when this balance is perturbed they contribute to pathological remodeling in acute and chronic infections and diseases such as asthma, idiopathic pulmonary fibrosis and chronic obstructive pulmonary disease.

Morphologic Patterns of Acute Inflammation

The morphologic hallmarks of all acute inflammatory reactions are dilation of small blood vessels, slowing of blood flow, and accumulation of leukocytes and fluid in the extravascular tissue.

Pengaruh Vitamin D terhadap infeksi virus

Peptida anti mikroba

Spesies oksigen reaktif ( ROS ) adalah spesies kimia reaktif kimia yang mengandung oksigen.

Contohnya termasuk peroksida, superoksida, radikal hidroksil, oksigen singlet, dan alfa-oksigen

Fungsi hidung dan cara kerjanya 1. Fungsi hidung dalam sistem pernapasan (al. udara dilebabkan, dihangatkan)

2. Fungsi hidung dalam sistem pertahanan tubuh (penyaringan partikel via lender, silia) 3. Fungsi hidung sebagai indra penciuman (adanya syaraf penciuman)

4. Fungsi hidung dalam membantu pengecapan makanan (aroma makanan bekerjasama dengan indera pengecapan)

Fungsi Faring Percabangan dua saluran, yaitu saluran yang menghubungkan ke saluran pencernaa (osofaring) dan ke saluran pernapasan (nasofaring); Fungsi faring sangatlah unik karena faring berperan dalam sistem pencernaan dan pernapasan. 1. Menjadi jalan untuk udara 2. Memisahkan udara dari makanan dan air 3. Berperan dalam proses menelan makanan 4. Mendorong makanan ke dalam kerongkongan 5. Menyeimbangkan tekanan udara, karena faring terhubung dengan telinga bagian tengah dengan

bantuan saluran eustachius. 6. Membantu Anda bisa berbicara 7. Fungsi faring yang jarang diketahui adalah membuat Anda bisa berbicara atau melafalkan kata. Faring

bekerja sama dengan otot-otot lain untuk membuat suara.