BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Pengertian

Fagositosis merupakan mekanisme tubuh untuk melawan agen asing yang

masuk dalam tubuh (Suyudi dan Hutabarat, 1993) dan merupakan bagian dari respon

imun nonspesifik serta memainkan peran pada pertemuan pertama inang dengan

benda-benda asing. Pada proses ini terjadi penelanan partikel-partikel oleh

sekelompok sel khusus yang dinamakan sebagai sel-sel fagositik (Bellanti, 1993).

Selain itu dikenal pula istilah pinositosis, yaitu proses memakan zat-zat non

partikel, misalnya tetes cairan. Proses fagositosis maupun pinositosis mulai dari

terbentuknya suatu kantong pada membran sel, dan diikuti dengan pengambilan

partikel atau terisi oleh cairan. Kantong ini kemudian melipat ke dalam dan

membentuk vakuola yang berisi partikel atau cairan yang akan dicerna lebih lanjut

(Anonymous, 1997). Gambar 1 memperlihatkan proses fagositosis dan pinositosis.

Baik fagositosis maupun pinositosis, merupakan suatu proses endositosis.

Gambar 1. Proses fagositosis dan pinositosis (Anonymous, 1997).

1

Mikroorganisme yang mudah mengalami fagositosis dan mati, pada umumnya

merupakan parasit yang tidak berhasil menyebabkan sakit pada inangnya. Sebaliknya,

banyak bakteri yang berhasil mengatasi aktivitas fagositosis ini (Todar, 1997a).

Untuk lebih memahami tentang bagaimana bakteri dapat menghindar dari

fagositosis atau selamat dari proses fagositosis, maka dalam makalah ini akan dibahas

mengenai tahap-tahap fagositosis dan berbagai cara bakteri dalam mengatasi atau

menghindari aktivitas fagositosis.

1.2 Sel-sel Fagositik

Pada manusia, fagositosis dilakukan terutama oleh fagosit mononuklear,

neutrofil dan dalam jumlah yang kecil oleh eosinofil. Fagosit mononuklear dihasilkan

oleh sel induk (stem cell) di dalam sumsum tulang, kemudian mengalami proliferasi

dan dilepaskan dalam darah sesudah satu periode melalui fase monoblast – fase

promonosit – fase monosit (Bellanti, 1993 ; Todar, 1997a). Jumlah monosit yang

mencapai 3 – 7% dari seluruh leukosit dalam sirkulasi (Todar, 1997a), dapat bertahan

selama 1 – 3 hari sebelum masuk dalam jaringan dan menjadi makrofag yang dapat

hidup beberapa bulan dan dapat bergerak bebas atau juga tidak bergerak seperti sel

Kupffer dalam hati dan sel Langerhans dalam kulit (Suyudi dan Hutabarat, 1993).

Makrofag sangat dikhususkan untuk melaksanakan fungsi penelanan dan

penghancuran semua benda-benda berupa partikel dengan proses endositosis. Sel-sel

ini membersihkan dan menghancurkan bakteri-bakteri tertentu, sel-sel yang rusak atau

tidak berguna, sel-sel tumor, benda-benda koloid dan molekul-molekul besar. Proses

fagositosis kadang-kadang dipermudah oleh adanya antibodi dan komplemen sebagai

opsonin (Bellanti, 1993).

2

Leukosit Neutrofil atau Polimorfonuklear (PMN) dalam keadaan normal

berjumlah 60 – 70% dari jumlah seluruh leukosit di dalam darah perifer orang dewasa

(Bellanti, 1993). Todar (1997) menyatakan bahwa sel yang memiliki masa hidup yang

pendek ini meliputi 30 – 70% dari leukosit dalam sirkulasi. Sel ini berasal dari stem

cell, kemudian mengalami satu seri pembelahan dan pendewasaan melalui fase

myeloblast – promyelosit – metamyelosit – sel matang – PMN dewasa. Sesudah

periode yang pendek di dalam sirkulasi (12 jam), kemudian masuk ke jaringan dan

bertahan selama beberapa hari. Secara normal sel-sel ini tidak pernah kembali dari

jaringan ke dalam darah. Beberapa sel dalam kelompok vaskuler tidak mengalir

secara bebas, karena sebagian dari sel-sel ini terasing untuk sementara dalam

pembuluh-pembuluh darah kecil atau menempel pada dinding pembuluh darah besar

(Bellanti, 1993).

Granula sitoplasma neutrofil dibentuk dari badan Golgi yang mengandung

protein, disebut lisozom dan mengandung berbagai zat bakterisidal dan enzim-enzim

digesti yang dapat menghancurkan bakteri setelah penelanan. Neutrofil juga

mengandung glikogen sebagai sumber energi metabolik dalam kondisi anaerobik

(Todar, 1997a).

Sel fagositik ketiga adalah eosinofil, meliputi sekitar 1 – 3 % dari leukosit

yang ada dalam sirkulasi darah dan dapat dibedakan dari leukosit lainnya oleh adanya

granula-granula sitoplasmik yang besar yang tercat merah dengan eosin. Sel-sel ini

mempunyai banyak persamaan dengan neutrofil dan menunjukkan morfogenesis yang

sama. Namun demikian, berbeda dengan neutrofil, eosinofil menjadi masak dalam

sumsum tulang dalam waktu 3 – 6 hari sebelum lepas ke sirkulasi. Di dalam sirkulasi,

3

sel ini mempunyai half life sekitar 30 menit dan dalam jaringan sekitar 12 hari

(Bellanti, 1993).

Eosinofil tidak seefisien neutrofil dalam fagositosis, tetapi memiliki lisosom

dan mengadakan letupan pernafasan bila terangsang dengan tepat. Eosinofil secara

unik cocok untuk menyerang dan menghancurkan larva cacing dengan

menghancurkan kutikula. Eosinofil juga mampu menetralkan faktor radang yang

dilepaskan oleh sel mast dan basofil dan karena itu mengatur perbarahan yang

disebabkan oleh sel-sel ini (Tizard, 1982).

4

BAB II

TAHAP – TAHAP FAGOSITOSIS

Todar (1997a) mengemukakan, bahwa proses fagositosis terjadi dalam

beberapa tahap, yaitu :

1. Adanya interaksi sel fagosit dengan agen infeksi

2. Perlekatan sel fagosit

3. Ingesti atau proses penelanan dan pembentukan fagosom

4. Fusi antara fagosom dengan lisosom membentuk fago-lisosom.

5. Proses pembunuhan intraseluler

6. Proses digesti intraseluler dan ekskresi

Gambar 2. Tahap-tahap fagositosis oleh makrofag (Todar, 1997a).

5

2.1 Interaksi antara Sel Fagosit dengan Agen Asing

Sel-sel fagosit baik monosit maupun neutrofil mencapai tempat infeksi atau

agen asing melalui dua cara, yaitu :

1. Proses diapedesis, yaitu terjadinya migrasi sel dari dinding pembuluh

darah ke tempat infeksi (Perlingeiro dan Queiroz, 1994), diperantarai oleh

mediator ( kinin, histamin, prostaglandin dan sebagainya) (Todar, 1997a).

2. Kemotaksis, yaitu gerakan amoeboid dari sel fagosit ke tempat infeksi

karena adanya rangsangan kimia (chemoatractant) (Perlingeiro dan

Queiroz, 1994 ; Todar, 1997a). Beberapa faktor kemotaksis baik pada

neutrofil maupun pada monosit telah dapat diidentifikasi, diantaranya

termasuk produk-produk dari bakteri, debris sel dan jaringan serta

komponen eksudat peradangan (Todar, 1997a), serta komplemen dari seri

limfosit Bellanti, 1993).

Sejumlah zat-zat yang bersifat kemotaksis terhadap eosinofil,

diantaranya adalah komplek antigen-antibodi, produk-produk seri limfosit

seperti limfokin, eosinophilic chemotactic factor of anaphilaxis (ECF-A)

yang dilepaskan dari sel mast jaringan dan basofil perifer (Bellanti, 1993).

2.2 Perlekatan pada Sel Fagosit

Fagositosis dimulai dengan adanya perlekatan partikel pada permukaan

membran plasma dari sel-sel fagosit. Tahap ini biasanya melibatkan reseptor pada

membran plasma sel fagosit. Lebih dari 40 tipe reseptor spesifik telah diidentifikasi

dari sel-sel fagosit dan beberapa diantaranya terlibat dalam proses fagositosis. Tabel 1

menunjukkan beberapa tipe reseptor dalam proses fagositosis.

6

Tabel 1 : Beberapa tipe reseptor dalam proses fagositosis (Todar, 1997a).

Receptor Binds Present on FunctionFc receptor I Monomers of IgG Monocytes,

macrophagesADCC; phagocytosis

Fc receptor II Aggregates of IgG Monocytes,macrophages,neutrophils

Clearance of immune complexes 2 ;phagocytosis 1

Fc receptor II Aggregates of IgG Macrophages not monosit,neutrophils

Clearance of immune complexes 2 ;Phagocytosis 1

Mannose receptor

Oligosaccharides terminating inMannose, fucose orN-acetylglucosamine

Macrophages Phagocytosis 1

Complement Receptor 3

C3b, fibrinogen Monocytes,macrophages,neutrophils

Adhesion ;phagocytosis 1

FibronectinReceptor

Fibronectin oligomers

Monocytes,macrophages

Adhesion ;phagocytosis

f-Met-Leu-Phereceptor

fMLP Monocytes,neutrophils

Chemotaxis, secretion 3

C5a receptor C5a Monocytes,neutrophils

Chemotaxis, secretion 3

Keterangan :1. Fagositosis diawali dengan proses opsonisasi pada permukaan parasit2. Pembentukan komplek IgG-antigen terlarut3. Sekresi metabolik dalam lisozom.

Proses perlekatan bakteri atau virus pada reseptor sel fagositik dapat

dipermudah dan ditingkatkan dengan adanya opsonisasi oleh antibodi maupun

komplemen sebagaimana terlihat pada gambar 3 dan 4 (Todar, 1997a).

2.3 Ingesti atau Proses Penelanan dan Pembentukan Fagosom

Setelah terjadi perlekatan partikel pada permukaan sel fagosit, terjadilah

proses penelanan yang diawali dengan pelipatan dan invaginasi membran sel yang

mengurung partikel dan akhirnya membawanya masuk ke bagian sitoplasma

7

(Anonymous 1994 ; Todar, 1997a). Pada saat ini juga terjadi perubahan badan Golgi

Perry dan Mishra, 1998).

Kadang-kadang suatu letupan respirasi (respiratory burst) menyertai proses

penelanan ini dan dikenal sebagai proses ingesti menggunakan ATP. Hasil akhir dari

proses ingesti ini adalah terkurungnya partikel pada suatu vakuola yang terbentuk dari

membran plasma sel. Struktur ini dinamakan fagosom.

Gambar 3. Opsonisasi bakteri oleh antibodi dan komplemen (Todar, 1997)

Gambar 4. Pemusnahan bakteri mengalami opsonisasi dan tanpa opsonisasi dalam sirkulasi. Bakteri yang mengalami opsonisasi lebih cepat hilang dari sirkulasi dibandingkan dengan bakteri tanpa opsonisasi.

8

2.4 Pembentukan Fago-lisosom

Migrasi fagosom ke dalam sitoplasma kemudian diikuti dengan fusi lisozom

yang membebaskan komponen-komponennya ke dalam fagosom. Fusi ini

berlangsung melalui bagian membran yang terbuka dan membentuk suatu vakuola

digesti yang disebut fago-lisosom.

Di dalam fago-lisosom inilah terjadi penghancuran dan digesti partikel yang

ditelan pada proses sebelumnya (Todar, 1997a).

2.5 Proses Pembunuhan Intraseluler

Beberapa menit setelah proses penelanan dan terbentuknya fagolisosom,

bakteri akan mengalami kehilangan kemampuan untuk reproduksi. Mekanisme yang

pasti dari proses ini belum diketahui.

Sekitar 10 sampai 30 menit setaelah ingesti, beberapa bekteri patogen dan non

patogen dibunuh secara lisis dan melalui proses digesti oleh enzim-enzim lisosom.

Aktivitas mikrobisidal dari sel fagosit sangat komplek dan bervariasi antara neutrofil,

monosit dan makrofag.

Beberapa enzim yang dihasilkan oleh sel fagosit dan memainkan peran

penting dalam pembunuhan dan digesti sel-sel bakteri, diantaranya : asam hydrolase,

protease netral, peroksidase, myeloperoksidase, cationic protein, lisozim dan

laktoferin yang dihasilkan oleh neutrofil. Sedangkan enzim-enzim yang dihasilkan

oleh makrofag, yaitu : asam hidrolase, protease netral, peroksidase,

myeloperoksidase dan lisozim (Todar, 1997a).

9

2.6 Proses Digesti Intraseluler

Mikroorganisme yang mati, secara cepat didegradasi di dalam fagolisosom

menjadi komponen-komponen yang lebih kecil. Proses ini melibatkan berbagai enzim

hidrolitik, seperti lisozim, protease, lipase, nuklease dan glikosilase. Neutrofil akan

mati dan lisis setelah proses fagositosis dan digesti sel bakteri berlangsung. Hal ini

akan nampak sebagai karakteristik terbentuknya pus (nanah) pada jaringan.

Fagositosis oleh makrofag akan diakhiri dengan pengeluaran komponen

partikel atau bakteri yang telah didegradasi dari fagolisosom keluar dari membran

plasma (Todar, 1997a).

Dari tahap-tahap fagositosis yang sudah dibahas, jelaslah bahwa hasil

fagositosis ditentukan oleh seperangkat faktor yang rumit, termasuk sifat khusus

mikroorganisme, susunan genetik dan fungsional sel-sel fagosit dan pra-kondisi sel

fagosit. Beberapa bakteri patogen yang berhasil menyebabkan penyakit pada

inangnya, memberikan gambaran bahwa bakteri dapat terhindar dari semua tahap

fagositosis tersebut dan bahkan dapat hidup dan berkembang dalam sel-sel fagosit.

10

BAB III

MEKANISME PATOGENISITAS BAKTERI :

MENGHINDARI PERTAHANAN FAGOSITAS INANG

Beberapa bakteri patogen dapat tahan terhadap komponen bakterisidal dari

jaringan inang, biasanya sebagai fungsi dari beberapa struktur yang dimilikinya.

Sebagai contoh, kapsul poli-D-glutamat dari bakteri Bacillus anthracis melindunginya

dari kerja cationic protein dalam sera atau dalam fagositosis. Outer membran dari

bakteri Gram-negatif adalah suatu barier permeabel yang tidak mudah dimasuki oleh

komponen hidrofobik, seperti garam-garam empedu dalam saluran pencernaan yang

sangat berbahaya bagi bakteri. Mikrobakteria patogen mempunyai dinding sel seperti

lilin sehingga dapat bertahan terhadap serangan atau dicerna oleh sebagian besar

bakterisida jaringan. Lipopolisakarida (LPS) dari bakteri Gram-negatif patogen

mungkin dapat melindungi sel dari complement-mediated lysis atau kerja dari lisozim

(Todar, 1997 b)

Pada sebagian besar patogen yang berhasil, keadaan struktur atau biokimianya

membuat mereka tahan terhadap pertahanan seluler inang, yaitu fagositosis dan

respon kekebalan.

3.1 Kemampuan Patogen Untuk Menghindar atau Mengatasi Fagosit .

Mikroorganisme yang masuk kedalam jaringan adalah yang pertama dan yang

paling sering terkena fagosit. Bakteri yang terserang fagosit akan dengan mudah

dicerna dan dibunuh, umumya disebut parasit yang gagal. Sebaliknya, sebagian besar

bakteri yang disebut parasit yang berhasil adalah yang terlibat dalam aktivitas fagosit

atau menghindar dari perhatiannya.

11

Bakteri patogen mempunyai sejumlah dan beragam strategi untuk menghindari

penelanan fagosit dan pembunuhan. Sebagian besar adalah memblok satu atau

beberapa tahap dari fagositosis, sampai pada menghentikan proses.

3.1.1. Menghindari Kontak dengan Fagosit

Bakteri dapat menghindar dari perhatian fagosit dengan beberapa cara :

1. Patogen masuk atau tinggal di tempat yang tidak ada fagosit. Jaringan internal

tertentu (seperti lumen dari glandula, bagian dari traktus urinaria) dan permukaan

jaringan (kulit) merupakan jaringan dimana tidak terdapat fagosit.

2. Beberapa patogen mampu menghindar dari provokasi respon radang yang

melimpah. Tanpa radang inang tidak dapat menfokuskan pertahanan fagositas.

3. Beberapa bakteria atau produknya menghambat proses kemotaktis fagosit.

Sebagai contoh, streptolisin streptokokal (yang juga membunuh fagosit) menekan

kemotaktik neutrofil, bahkan dalam konsentrasi yang rendah. Fraksi dari

Mycobacterium tuberculosis telah diketahui dapat menghambat migrasi leukosit.

Toksin Clostridium juga dapat menghambat kemotaksis neutrofil.

4. Beberapa patogen dapat melapisi permukaan sel bakterial dengan komponen yang

terlihat sebagai dirinya sendiri oleh fagosit inang dan sistem kekebalan.

Merupakan suatu strategi menyembunyikan permukaan antigenik dari sel bakteri.

Fagosit tidak mengenali bakteri pada kontak dan kemungkinan opsonisasi oleh

antibodi yang meningkatkan fagositosis menjadi minimal. Sebagi contoh patogen

Staphylococcus aureus menghasilkan koagulasi cell-bound dengan klot fibrin pad

permukaan bakterial. Trepanema pallidum, agen penyakit syphilis, mengikat

fibronektin pada permukaannya. Streptococci Grup A dapat mensintesa komposisi

12

kapsul dari asam hialuronat. Asam hialuronat adalah perekat jaringan dalam

jaringan ikat tubuh inang.

3.1.2 Menghambat Penelanan oleh Fagosit

Beberapa bakteri mempunyai strategi untuk menghindari penelanan apabila

fagosit melakukan kontak dengan bakteri. Banyak bakteri patogen bertahan di

substansi permukaan yang kemudian menghambat adsorpsi atau penelanan oleh

fagosit. Jelas disini adalah hal yang menyangkut unsur-unsur yang ada pada

permukaan bakteri. Resistensi terhadap penelanan fagositas biasanya dikarenakan

komponen dari permukaan sel bakteri (dinding sel, atau fimbriae, atau kapsul).

Contoh klasik adalah substansi antifagositas pada permukaan bakteri seperti :

1. Kapsul polisakarida dari S. pneumoniae, Haemophilus influenzae, Treponema

pallidum dan Klebsiella pneumoniae

2. Protein M dan fimbriae dari streptococci Grup A

3. Lendir permukaan (polisakarida) yang dihasilkan oleh Pseudomonas aeruginosa

4. Antigen O yang berkaitan dengan LPS dari E. coli

5. Antigen K (acidic polysaccharides) E. coli atau analog dengan antigen Vi

Salmonella typhi

6. Batas sel atau protein A yang larut yang dihasilkan oleh Staphylococcus aureus.

Protein A melekat pada daerah Fc pada IgG dan memblok sitofilik (lapisan sel)

pada daerah Ab. Jadi kemampuan IgG untuk menyerang sebagai faktor opsonin

dihambat, dan opsonin-mediated ingestion dari bakteri diblok.

Beberapa bakteri bertahan didalam sel fagositik, baik dalam neutrofil atau

makrofag. Bakteri dapat tahan terhadap daya bunuh inang dan bertahan atau

13

memperbanyak diri di dalam fagosit yang berlaku seperti parasit intraseluler. Dalam

hal ini, lingkungan dalam fagosit malah melindungi bakteri selama tahap awal infeksi

atau sampai bakteri berkembang penuh sebagai faktor virulen. Lingkungan

intraseluler melindungi bakteri dari aktivitas bakterisida ekstraseluler, antibodi, obat-

obatan dan lain-lain.

Menurut Frehel dkk.(1997), lingkungan fagosomal dapat melindungi virulensi

Mycobacterium avium terhadap daya mematikan dan perusakan oleh clarithromycin.

Beberapa bakteri sebagai parasit intraseluler dapat dilihat pada tabel 2.

Tabel 2 . BAKTERI PATOGEN INTRASELULER

ORGANISME PENYAKIT

Mycobacterium tuberculosis Tuberculosis

Mycobacterium leprae Leprosy

Listeria monocytogenes Listeriosis

Salmonella typhi Typhoid fever

Shigella dysentriae Bacillary dysentery

Yersinia pestis Plague

Brucella species Brucellosis

Legionella pneumophilia Penumonia

Rickettsiae Thyphus fever; Rocky Mountain spotted

fever

Chlamydia Conjunctivitis; lymphogranuloma venereum

Sebagian besar parasit intraseluler mempunyai mekanisme khusus

(genetically-encoded) untuk masuk kedalam sel inang, sebaik mekanisme khusus

untuk mempertahankan diri begitu bakteri berada di dalamnya. Patogen intraseluler

seperti Yersinia, Listeria, Salmonella, Shigella dan Legionella mempunyai

14

mekanisme yang kompleks untuk invasi seluler dan pertahanan intraseluler.

Sistemnya menyangkut berbagai macam faktor-faktor virulen non-toksin. Kadang-

kadang faktor-faktor ini bersifat sebagai invasin bakteri (Todar, 1997).

Legionella pneumophilia masuk kedalam sel fagosit mononuklear dengan

mendepositkan komplemen C3b pada permukaannya dan menggunakan protein inang

untuk bertahan sebagai ligand kemudian mengikatkan diri pada permukaan sel

makrofag. Setelah ditelan, mereka tinggal dalam vakuola dan tidak berfusi dengan

lisosom karena pengaruh dari substansi larut yang dihasilkan oleh bakteri.

Salmonella mempunyai suatu operon invasin (inv A-H) yang mengkode

faktor-faktor untuk mengatur masuknya mereka kedalam sel inang. Mutasi daerah

operon organisme menyebabkan patogen dapat melekatkan diri pada sel target tanpa

diganggu dari dalam. Hal ini menunjukkan bahwa satu atau lebih protein invasin

menstimulasi sinyal transduksi dalam sel inang yang menghasilkan penelanan

Salmonellae. Gen invasin yang serupa pada Yersinia diketahui mengkode suatu

protein yang berperan dalam perlekatan maupun aktivitas proses cytochalasin-

dependent engulfment. Invasin ini dapat memberikan kapasitas invasif pada E. coli

non-invasiv dan bahkan partikel latex.

Parasit intraseluler bertahan dengan mekanisme yang baik yang terlibat

dengan aktivitas bekterisida dari sel inang. Beberapa mekanisme bakteri ini

termasuk :

1. Menghambat fusi lisosom fagositik (granul) dengan fagosom.

Bakteri bertahan di dalam fagosom dengan cara mencegah keluarnya kandungan

lisosomal ke dalam lingkungan fagosom, yaitu terhambatnya pembentukan

fagolisosom dalam fagosit. Strategi ini dimiliki oleh Salmonella, M. tuberculosis,

15

Legionella dan Chlamudiae. Dengan adanya M. tuberculosis, komponen dinding

sel fagosit (sulfatida) diperkirakan dikeluarkan dari fagosom dan memodifikasi

membran lisosomal untuk menghambat fusi.

Pada Chlamydia, beberapa elemen dalam dinding bakteri (elemen tubuh)

muncul untuk memodifikasi kandungan membran fagosom. L. pneumophilia,

seperti pada Chlamydia, mempunyai beberapa struktur permukaan sel bakteri

yang telah ada pada saat penelanan, muncul untuk memodifikasi membran

fagosom, sehingga dapat mencegah bergabung dengan granul lisosomal.

Gen tunggal Legionella diketahui bertanggung jawab pada penghambatan fusi

fagosomal. Dan pada Salmonella typhimurium, perubahan pH dalam fagosom

setelah penelanan menyebabkan produk gen bakteri sebagai hal yang penting

dalam mempertahankan diri dalam makrofag.

2. Bertahan di dalam fagolisosom.

Pada beberapa parasit intraseluler, fusi fagosom-lisosom terjadi, tetapi bakteri

resisten terhadap penghambatan dan pembunuhan oleh konstitusi lisosomal.

Beberapa patogen ekstraseluler juga dapat tahan terhadap kematian dalam fagosit

dengan menggunakan mekanisme pertahanan yang serupa. Hanya sedikit yang

diketahui mengenai bagaimana bakteri dapat bertahan dari pembunuhan fagositik

dalam vakuola fagositik, tetapi hal ini mungkin disebabkan oleh komponen

permukaan bakteri atau disebabkan oleh substansi ekstraseluler yang mereka

hasilkan untuk mempertahankan diri dari mekanisme pembunuhan fagositik.

Beberapa contoh bagaimana bakteri tertentu (baik patogen intraseluler dan

ekstraseluler) tahan terhadap pembunuhan fagosit seperti : Mycobacterium leprae

16

tumbuh didalam vakuola fagosit bahkan setelah fusi secara ekstensif dengan

lisosom. Mycobacteria (termasuk M. tuberculosis) mempunyai diding sel

hidrofobik seperti lilin dan komponen kapsul (asam miokolit), yang tidak mudah

diserang oleh enzim lisosomal.

Komponen dinding sel (LPS?) Brucella abortus mungkin mempengaruhi

mekanisme bakterisida intraseluler dari fagosit. B. abortus dan Staphylococcus

aureus menghasilkan katalase yang kuat dan penghasil superoksida dismutase

(SOD), yang mungkin menetralisir oksigen radikal yang toksis yang dihasilkan

oleh NADPH oksidase dan sistem MPO dalam fagosit. S. aureus juga

menghasilakn pigmen permukaan sel (carotenoid) yang memadamkan produksi

oksigen singlet dalam vakuola fagositik.

Menurut Beaman (1984), bahwa ada hubungan antara faktor virulensi dan

sintesa SOD, semakin tinggi virulensinya maka semakin banyak sintesa SOD-nya.

Komponen outer membran dan kapsular dari bakteri Gram negatif (seperti

Salmonella, Yersinia, Brucella, E. coli) dapat melindungi lapisan peptidoglikan

dari aktivitas lisis lisosom. Beberapa patogen (seperti Salmonella, E. coli)

diketahui menghasilkan komponen ekstraseluler pengikat besi (siderophores) yang

dapat mengekstrak Fe+++ dari laktoferin (atau transferin) yang memberikan zat besi

kepada sel untuk pertumbuhan. Bacillus anthracis tahan terhadap pembunuhan

dan pencernaan karena kapsulnya yang dibuat dari poli D-glutamat.

Konfigurasi yang tidak alamiah dari polipeptida menyebabkan bakteri tahan

terhadap serangan atau proses pencernaan oleh cationic protein atau oleh protease

konvensional.

17

3. Keluar dari fagosom.

Keluar lebih awal dari vakuola fagosom adalah hal yang penting untuk

pertumbuhan dan virulensi dari beberapa patogen intraseluler. Ini adalah strategi

yang pandai yang dimiliki oleh Ricketsiae. Ricketsia masuk kedalam sel inang

dalam vakuola permukaan membran (fagosom) tetapi kemudian bebas dalam

sitoplasma dalam waktu yang singkat, mungkin sedikitnya dalam 30 detik. Enzim

bakterial fosfolipase A, mungkin bertanggung jawab dalam pemecahan membran

fagosom.

Listeria monocytogenes berada pada beberapa molekul pada lisis awal

fagosom untuk memastikan mereka dapat keluar ke dalam sitoplasma. Hal ini

termasuk hemolisis pembentuk pori (listeriolisin O) dan dua bentuk fosfolipase C.

Menurut Conte et al (1996), L. monocytogenes menghasilkan eksotoksin

listeriolisin O, suatu protein 58-kDa yang dikodekan oleh gen hly. Eksotoksin ini

berpartisipasi dalam melisis membran fagolisosomal dalam rangka invasi bakteri

untuk mendapatkan kesempatan masuk ke dalam sitoplasma inang. Ketika berada

dalam sitoplasma, Listeria mengadakan pergerakan melalui suatu proses yang luar

biasa dari polimerisasi aktin dan pembentukan mikrofilamen sel inang diantara

suatu ekor mirip comet. Shigella juga melisis vakuola fagosomal dan

menyebabkan polimerisasi aktin sitoskeletal untuk tujuan pergerakan intraseluler

dan penyebaran sel-sel.

3.2 Produk Bakteri yang Mematikan atau Merusak Fagosit

Satu strategi yang jelas dalam mempertahankan diri terhadap fagositosis

adalah serangan langsung oleh bakteria kepada fagosit profesional. Substansi

18

manapun yang dihasilkan oleh patogen yang menyebabkan kerusakan fagosit disebut

agresin. Sebagian besar adalah enzim ekstraseluler atau toksin yang mematikan

fagosit. Fagosit mungkin mati oleh patogen sebelum atau sesudah penelanan.

3.2.1 Mematikan Fagosit sebelum penelanan.

Banyak patogen Gram positif, khususnya cocci pyogenes, mengsekresikan

enzim ekstraseluler yang mematikan fagosit. Enzim ini disebut hemolisin karena

aktivitasnya dalam sel darah merah menghasilkan lisis. Streptococci patogen

menghasilkan streptolisin. Streptolisin O mengikat kholesterol dalam membran. Pada

neutrofil menyebabkan granul lisosom pecah, sehingga isinya keluar kedalam

sitoplasma.

Staphylococci patogen menghasilkan leukocidin, yang juga bekerja pada

membran neutrofil dan menyebabkan pecahnya granul lisosomal. Contoh lain adalah

protein ekstraseluler bakterial yang menghambat fagositosis termasuk exotoxin A dari

Pseudomonas aeruginosa yang mematikan makrofag dan eksotoksin bakterial yang

merupakan adenylate cyclases (seperti toksin anthrax EF dan toksin pertussis) yang

menurunkan aktivitas fagositas.

3.2.2 Mematikan Fagosit Setelah Penelanan.

Beberapa bakteria menggunakan kerja toksisnya pada fagosit setelah proses

penelanan. Mereka mungkin tumbuh dalam fagosom dan melepaskan substansi yang

dapat menembus membran fagosom dan menyebabkan pecahnya granul lisosomal,

atau mereka mungkin tumbuh dalam fagolisosom dan mengeluarkan substansi toksis

yang dapat menembus membran fagolisosom menuju tempat targetnya dalam sel.

19

Tabel 3 . INTERFERENSI BAKTERIAL DENGAN FAGOSITBAKTERIUM TIPE INTERFERENSI MEKANISME

Streptococcus pyogenes

Mematikan fagosit Streptolisisn menyebabkan pecahnya lisosomal kedalam sitoplasma

Menghambat kemotaksis netrofil Streptolisisn membasmi kemotaktik

Tahan penelanan (kecuali ada Ab) Protein M pada fimbriae

Menghindari deteksi oleh fagosit Kapsul asam hialuronat

Staphylococcus aureus

Mematikan fagosit Leukosidin menyebabkan pecahnya lisosomal kedalam sitoplasma

Menghambat fagositosis opsonisasi Protein A memblok Fc dari Ab; kapsul polisakarida pada beberapa strain

Tahan mati Karotenoid, katalase, superoksida dis- mutase mematikan racum oksigen radikal

Menghambat penelanan Koagulase permukaan sel menyembunyi- kan ligand untuk kontak pagositas

Bacillus anthracis Mematikan fagosit Toksin anthrax EFTahan mati Poliglutamat kapsular

Streptococcus pneumoniae

Tahan penelanan (kecuali ada Ab) Polisakarida kapsular

Klebsiella pneumoniae

Tahan penelanan Kapsul polisakarida

Haemophilus influenza

Tahan penelanan Kapsul polisakarida

Pseudomonas aeruginosa

Mematikan fagosit Eksotoksin A mematikan makrofag; leukosidin permukaan sel

Tahan penelanan Lendir alginat dan polimer biofilm

Salmonella typi Tahan penelanan dan kematian Antigen Vi (K) (mikrokapsul)Salmonella typhimurium

Tahan didalam fagosit Bakteria berkembang tahan terhadap pH rendah, bentuk reaktif dari oksigen dan defensin inang (cationic protein)

Listeria monocytogenes

Lepas dari fagosom Listeriolysis, fosfolipase C lyse membran pagosom

Clostridium perfringens

Menghambat kemotaksis fagosit toksin

Menghambat penelanan kapsul

Yersinia pestis Tahan penelanan dan atau kematian Kapsul protein pada permukaan selYersinia enterocolitica

Mematikan fagosit Protein Yop diinjeksi langsung kedalam netrofil

Mycobacteria Tahan mati dan penelanan Komponen dinding sel mematikan racun oksigen radikal; mencegah asidifikasi dari pagolisosom

Mycobacterium tuberculosis

Menghambat fusi lisosomal Sulfatida mycobacterial memodifikasi lisosom

Legionella pneumophilia

Menghambat fusi fagosom-lisosomal

Tidak diketahui

Neisseria gonorrhoeae

Menghambat formasi fagolisosom; mungkin menurunkan letupan pernapasan

Berkaitan dentan protein outer membran (porin) P.I

Rickettsia Keluar dari fagosom Fosfolipase Achlamydia Menghambat fusi lisosomal Substansi bakterial memodifikasi pagosomBrucella abortus Tahan mati Substansi dinding sel (LPS?)Treponema pallidum

Tahan penelanan Material kapsul polisakarida

Escherichia coli Tahan penelanan Antigen O (strain halus); antigen k (asam

20

polisakarida)Tahan penelanan dan mati Antigen K

Banyak bakteri merupakan parasit intraseluler makrofag (seperti

Mycobacterium, Brucella, Listeria) biasanya menghancurkan makrofag pada

akhirnya, tetapi mekanismenya belum dimengerti. Pierce dkk (1996) menyatakan

bahwa keluarnya Listeria monocytogenes dari fagosom menuju sitoplasma terjadi

pada awal 10 menit proses infeksi. Multiplikasi intraseluler bakteri berlanjut selama 8

jam setelah inokulasi pada saat makrofag kehilangan daya lekat dikarenakan lisis sel

telah terjadi. Rata-rata waktu untuk tumbuh dari organisme ini adalah 58 menit.

3.3 Strategi Lain Antifagositas yang Digunakan oleh Bakteria

Walaupun hanya ada sedikit contoh yang jelas, mungkin terdapat beberapa strategi

atau mekanisme antifagositas yang lain. Sebagai contoh adalah suatu patogen

mungkin mempunyai mekanisme menghambat produksi fagosit atau pelepasannya

dari sumsum tulang. Ringkasan mekanisme bakteri dalam menginterferensi fagosit

dapat dilihat dalam tabel 3.

21

BAB IV

PENUTUP

Fagositosis merupakan mekanisme pertahanan tubuh inang yang bersifat non

spesifik yang terutama dilakukan oleh sel Polimorfonuklear (PMN) dan monosit atau

makrofag serta sebagian kecil oleh sel eosinofil. Proses fagositosis dimaksudkan

untuk menghancurkan atau membunuh partikel atau mikroorganisme yeng

menginfeksi inang.

Beberapa tahap fagositosis meliputi : 1). Interaksi sel fagosit dengan induk

semang ; 2). Perlekatan sel fagosit ; 3). Ingesti dan pembentukan fagosom ; 4).

Pembentukan fagolisosom ; 5). Proses pembunuhan intraseluler dan 6). Proses digesti

intraseluler. Dilihat dari tahap-tahap fagositosis ini, jelaslah bahwa hasil fagositosis

ditentukan oleh seperangkat faktor yang rumit, termasuk sifat khusus

mikroorganisme, susunan genetik dan fungsional sel-sel fagosit dan pra-kondisi sel

fagosit. Beberapa bakteri patogen yang berhasil menyebabkan penyakit pada inangnya

memberikan gambaran bahwa bakteri dapat terhindar dari semua tahap fagositosis.

Telah diketahui berbagai mekanisme pertahanan bakteri terhadap fagositosis

inang, diantaranya adalah : 1). Kemampuan patogen untuk menghindar atau

mengatasi fagosit ; 2). Menghasilkan produk bakteri yang mematikan dan merusak

fagosit ; serta 3). Strategi lain antifagositosis yang digunakan oleh bakteri, seperti

hambatan produksi sel-sel fagosit atau pelepasannya dari sumsum tulang dan lain-

lain.

22

DAFTAR PUSTAKA

Anonymous. 1997. Cell Membrane, Pinocytosis, and Phagocytosis. http://www.ri.net/schools/Narragansett/NHS/PerEwebpage/cell_mem1.html.

Beaman L. dan Beaman B.L., 1984. The Role Of Oxygen and Its Derivatives in Microbial Pathogenesis and Host Defense. Ann. Rev. Microbiol. 38:27-48.

Bellanti, J. 1993. Immunology III. Indonesian Edition : Imunologi III. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta. Indonesia.

Conte M.P., G. Petrone, C. Longhi, P. Valenti, R. Morelli, F. Superti dan L. Seganti. 1996. The Effects of Inhibitor of Vacuolar Acidification on the Release of Listeria monocytogenes from Phagosomes of Caco-2 Cells. J.Med Microbiol. 44:418-424.

Czuprynski C.J. 1988. Bacterial Evasion of Cellular Defense Mechanism: an Overview. Virulence Mechanisms of Bacterial Pathogens. 141-160.

Frehel C., C. Offredo, dan C. de Chastellier. 1997. The Phagosomal Environment Protect Virulent Mycobacterium avium from Killing and Destruction by Clarithromycin. Infection and Immunity, 2792-2802.

Perlingeiro RC dan Queiroz ML. 1994. Polymorphonuclear Phagocytosis and Killing in Worker Exposed to Inorganic Mercury. Int. J. Immunopharmacol 16(12): 1011-1017. http://vest.gu.se/-bosse/yrPER94a.hatml.

Perry, D.G. dan J. Mishra. 1998. Changes in Golgi Morphology During Phagocytosis.http://www.medlib.iupui.edu/faculty/scs/p74.html.

Sujudi dan T. Hutabarat. 1994. Proses Kekebalan dalam Mikrobiologi Kedokteran. Edisi Revisi. Penerbit Bina Rupa Aksara. Jakarta.

Tizard, I. R. 1981. An Introduction to Veterinary Immunology. Alih Bahasa : Masduki Partodiredjo. Penerbit Universitas Airlangga. Surabaya.

Todar, K. 1997a. Inflammation.Bacteriology 330 Lecture Topics : Constitutive Defenses Part 2. http://www.bact.wisc.edu/bact330/lecturecd2.

Todar, K. 1997b. Mechanisms of Bacterial Pathogenecity : Evasion of Host Pathogenecytic Defenses. Bacteriology 330 Lecture Topics : Antiphagocytic Defense. http://www.bact.wisc.edu/bact330/lecturecd2

23

24