KEMOTAKSIS: BAKTERI, DALAM NEUTROFIL, PADA PERADANGAN - BIOLOGI - 2025

The kemotaksis adalah mekanisme yang sel-sel bergerak dalam menanggapi stimulus kimia. Stimulus dapat berupa zat apa pun yang dapat menyebar, yang dideteksi oleh reseptor di permukaan sel. Ada dua jenis utama kemotaksis: positif dan negatif.

Kemotaksis positif adalah gerakan diarahkan ke sumber stimulus yang konsentrasinya lebih besar. Sementara itu, kemotaksis negatif di mana gerakan terjadi berlawanan arah dengan stimulus kimiawi. Pada organisme multiseluler, kemotaksis sangat penting untuk perkembangan dan fungsi tubuh yang normal.

Dalam kemotaksis, bakteri dan organisme uniseluler atau multiseluler mengarahkan gerakannya sebagai respons terhadap bahan kimia tertentu di lingkungannya (rangsangan).

Ini adalah mekanisme penting dalam sistem kekebalan untuk menarik limfosit T ke tempat-tempat di mana terdapat infeksi. Proses ini dapat diubah selama metastasis.

Kemotaksis bakteri

Bakteri dapat bergerak melalui berbagai mekanisme, yang paling umum adalah pergerakan flagela mereka. Gerakan ini dimediasi oleh kemotaksis yang berfungsi untuk membawa mereka lebih dekat ke zat yang menguntungkan (kemo-atraktan) dan menjauhkannya dari zat beracun (kemo-repelan).

Bakteri, seperti Escherichia coli, memiliki beberapa flagela yang dapat berputar dengan dua cara:

- Ke kanan. Dalam hal ini setiap flagel "mengayuh" ke arah yang berbeda, menyebabkan bakteri berbalik.

- Ke kiri. Dalam hal ini, flagela hanya selaras dalam satu arah, menyebabkan bakteri berenang dalam garis lurus.

Umumnya, pergerakan bakteri adalah hasil pergantian dua fase rotasi ini. Kemotaksis menargetkan bakteri dengan mengatur frekuensi dan durasi masing-masing.

Modulasi arah gerakan ini adalah hasil dari perubahan arah rotasi flagela yang sangat tepat. Oleh karena itu, secara mekanis inti dari kemotaksis bakteri adalah untuk mengontrol arah rotasi flagela.

Kemotaksis neutrofil

Neutrofil adalah sejenis sel sistem kekebalan yang penting dalam pertahanan melawan infeksi. Di dalam tubuh, neutrofil bermigrasi ke tempat-tempat di mana terdapat infeksi atau cedera jaringan.

Migrasi sel-sel ini dimediasi oleh kemotaksis, yang bertindak sebagai gaya tarik-menarik untuk menentukan arah pergerakan neutrofil. Proses ini diaktifkan oleh pelepasan protein khusus dari sistem kekebalan, yang disebut interleukin, di tempat di mana terdapat kerusakan jaringan.

Dari sekian banyak neutrofil yang beredar di luar sumsum tulang, separuhnya berada di jaringan dan separuhnya lagi di pembuluh darah. Dari yang ditemukan di pembuluh darah, setengahnya berada di aliran utama darah yang beredar cepat ke seluruh tubuh.

Neutrofil darah lainnya bergerak perlahan, dengan gerakan amoeboid yang khas, di sepanjang dinding bagian dalam pembuluh darah. Setelah menerima sinyal kemotaktik, neutrofil dengan cepat memasuki jaringan untuk menjalankan fungsi pertahanannya.

Tindakan protein

Kemotaksis dalam neutrofil dimediasi oleh protein yang dimasukkan ke dalam membran plasma, yang berfungsi sebagai reseptor untuk molekul tertentu dari sistem kekebalan. Pengikatan reseptor ke molekul targetnya menyebabkan neutrofil bermigrasi ke tempat infeksi.

Selama kemotaksis, sel bergerak sebagai respons terhadap sinyal kimia. Tindakan neutrofil hanyalah salah satu contoh bagaimana tubuh menggunakan kemotaksis untuk merespons infeksi.

Kemotaksis dan peradangan

Selama peradangan, sel darah putih (leukosit) menempel pada sel di dalam pembuluh darah, dari mana mereka bermigrasi melalui lapisan sel endotel dan berpindah antar jaringan ke sumber peradangan, di mana mereka akan bertindak sebagai pertahanan tuan rumah.

Kemotaksis leukosit dianggap penting untuk migrasi dari darah ke jaringan di mana terjadi peradangan. Respon inflamasi ini disebabkan oleh agen infeksi atau zat penyebab alergi.

Peradangan meningkatkan aliran darah dan permeabilitas pembuluh darah, menyebabkan sel dan protein keluar dari darah ke jaringan. Karena respons ini, neutrofil adalah yang pertama merespons peradangan (selain sel yang sudah ada di jaringan, seperti makrofag dan sel mast).

Kemotaksis dan fagositosis

Selama infeksi, sinyal kimia menarik fagosit ke tempat di mana patogen telah menyerang tubuh. Bahan kimia ini bisa berasal dari bakteri atau fagosit lain yang sudah ada. Fagosit dirangsang oleh molekul kemo-atraktan ini dan digerakkan oleh kemotaksis.

Fagosit adalah kelas sel yang mencakup makrofag, neutrofil, dan eosinofil, yang mampu menelan (menelan) dan menghancurkan mikroorganisme yang bertanggung jawab untuk menginduksi respons inflamasi.

Neutrofil adalah yang pertama menumpuk di sekitar agen yang menyerang dan memulai proses fagositosis. Kemudian makrofag lokal - juga disebut fagosit profesional - dan fagosit lainnya dari darah bermigrasi ke jaringan dan memulai fagositosis.

Faktor yang mengganggu

Yang penting, beberapa spesies bakteri dan produknya dapat mengganggu proses kemotaksis, menghambat kemampuan fagosit untuk melakukan perjalanan ke tempat infeksi.

Misalnya, streptokokus streptokokus menekan kemotaksis neutrofil, bahkan pada konsentrasi yang sangat rendah. Selain itu, sel Mycobacterium tuberculosis diketahui menghambat migrasi leukosit.

Kemotaksis dalam imunologi

Kemotaksis adalah proses fundamental untuk sistem kekebalan karena mengkoordinasikan arah pergerakan sel yang penting dalam pertahanan organisme. Berkat mekanisme ini, neutrofil dapat pergi ke tempat-tempat yang mengalami infeksi atau cedera.

Bersamaan dengan respons inflamasi, kemotaksis penting untuk migrasi fagosit lain yang diperlukan untuk menghilangkan racun, patogen, dan puing-puing seluler. Ini adalah bagian dari pertahanan kekebalan bawaan.

Referensi

1. Adler, J. (1975). Kemotaksis pada Bakteri. Review Tahunan Biokimia, 44 (1), 341-356.
2. Becker, E. (1983). Faktor kemotaktik peradangan, (Mei), 223-225.
3. Delves, P.; Martin, S.; Burton, D.; Roit, I. (2006). Roitt's Essential Immunology (edisi ke-11th). Malden, MA: Penerbitan Blackwell.
4. Heinrich, V., & Lee, C.-Y. (2011). Garis kabur antara pengejaran kemotaktik dan konsumsi fagositik: perspektif imunofisik sel tunggal. Jurnal Ilmu Sel, 124 (18), 3041-3051.
5. Murphy, K. (2011). Janeway's Immunobiology (edisi ke-8th). Ilmu Garland.
6. Nuzzi, PA, Lokuta, MA, & Huttenlocher, A. (2007). Analisis kemotaksis neutrofil. Metode dalam Biologi Molekuler, 370, 23-36.
7. Rot, A. (1992). Peran kemotaksis leukosit dalam peradangan. Biokimia Peradangan, 271-304.
8. Yang, K., Wu, J., Zhu, L., Liu, Y., Zhang, M., & Lin, F. (2017). Metode All-on-chip untuk Analisis Cepat Neutrofil Kemotaksis Langsung dari Setetes Darah. Institut Riset Kesehatan Kanada.