GOLONGAN BAKTERI ENTEROBAKTERIUMTujuan pembelajaran : Mahasiswa mampu memahami jenis bakteri penyebab penyakit infeksi gastrointestinal.- Enterobacteriaceae adalah kelompok besar batang gram negatif yang heterogen. - Habitat alaminya adl salr. Usus halus – ke kolon manusia dan hewan.- Famili ini mencakup banyak genus : 1. Salmonella 6. Enterobacter 2. Shigella 7. Klebsiella 3. Vibrio 8. Serratia 4. Compylobacter 9. Proteus. 5. Coli patogen (Escherichia)

Sinonim : - Enterobacteriaceae - Batang enterik gram negatif - Bakteri enterik atau koliform.

• Beberapa organisme enterik, misalnya Escherichia coli, merupakan flora normal dan kadang kadang menyebabkan penyakit.

• Salmonella dan shigella selalu bersifat patogen.

• Taksonomi Enterobacteriaceae rumit, cepat berubah.• Lebih dari 20 genus dan 100 spesies telah didefinsikan.• Famili ini secara biokimia ditandai oleh : - Kemampuan mereduksi nitrat menjadi nitrit - Meragikan glukosa - Menghasilkan asam atau asam dan gas. - Tidak membutuhkan peningkatan jumlah natrium klorida utk pertumbuhan . - Bersifat oksidase negatif.

SALMONELLA• Sering bersifat patogen.• Ditularkan dari hewan atau produk hewan kepada manusia,

melalui mulut.• Menyebabkan enteritis, infeksi sistemik, dan demam enterik.

Morfologi dan Identifikasi.- Panjang bervariasi- Dapat bergerak dengan flagel peritrika.- Mudah tumbuh pada perbenihan biasa- Hampir tidak pernah meragikan laktosa atau sukrosa- Membentuk asam dan kadang-kadang gas dari glukosa dan

manosa, dan biasanya membentuk H2S.

- Dapat hidup dalam air beku utk jangka waktu lama. - Resisten terhadap zat-zat kimia tertentu ( misalnya hijau brillian,

natrium tetrationat dan natrium deoksikolat), karena itu senyawa ini bermanfaat untuk mengisolasi samonella dari tinja.

Struktur Antigen.- Diidentifikasi dengan analisis antigen. ~ Memiliki beberapa antigen O (berjumlah >60) ~ Antigen H yang berbeda pada salah satu atau kedua fase. ~ Antigen simpai (K) yang disebut Vi yang dapat mengganggu aglutinasi melalui antiserum O; antigen ini dihubungkan dengan sifat invasif yang dimilikinya.

Tes Aglutinasi dengan antiserum serapan utk antigen O dan H yang berbeda merupakan dasar untuk klasifikasi salmonella secara

serologik.

Klasifikasi• Satu sistem klasifikasi terdiri dari tiga spesies utama : 1. Salmonella typhi (satu serotipe) 2. Salmonella choleraesuis (satu serotipe) 3. Salmonella enteritidis (lebih dari 1500 serotipe).Penentuan serotipe didasarkan pada reaktivitas antigen O danantigen H bifasik.

- Hampir semua salmonella yang menyebabkan penyakit pada manusia dapat diisolasi dari hewan berdarah panas adalah golongan choleraceussalmonella, yang lain diisolasi dari hewan berdarah dingin dan lingkungan.

• Salmonella yang secara rutin diidentifikasi karena penting dalam arti klinik antara lain : S. typhi, S. choleraesuis, S.paratyphi A, S. paratyphi B.Salmonella tsb diidentifikasi berdasarkan tes biokimia dan penentuan serogrup diikuti dengan penentuan serotipe.

Variasi

• Organisme dapat kehilangan antigen H dan menjadi tidak bergerak. Hilangnya antigen O menyebabkan perubahan koloni dari bentuk halus menjadi bentuk kasar. •Antigen Vi dapat hilang sebagian atau seluruhnya. Antigen dapat diperoleh atau hilang dalam proses transduksi.

Patogenesis & Gejala Klinik

• Salmonella merupakan penyebab penyakit infeksi pda manusia. Infeksi oleh organisme ini berarti ditularkan dari sumber manusia, tetapi sbagian besar Salmonella terutama bersifat patogen bagi hewan yang merupakan reservoir untuk infeksi manusia. Hwan tsb seperti unggas, babi, hewan pengerat, sapi, hewan piaraan (kura-kura s/d burung kakatua), dan hewan lainnya.

Demam Enterik Septikemia Enterokolitis

Masa Inkubasi 7-20 hari bervariasi 8-48 jam

Permulaan penyakit

Perlahan-lahan mendadak mendadak

Demam Lambat, kemudian tetap tiggi dgn stadium “tifoid”

Cepat naik, kemudian memuncak kesuhu “sepsis”

Biasanya rendah

Masa sakit Beberapa minggu Bervariasi 2-5 hari

Gejala-gejala gastroentestinal

Permulaan sering konstipasi; kemudian diare berdarah

Sering tidak ada Mual, Muntah, Diare pada permulaan

Biakan darah (+) dlm minggu 1-2 sakit

(+) selama demam tinggi

Negatif

Biakan tinja (+) mulai minggu kedua, negatif pada mada lebih dini

Jarang positif Positif segera setelah timbul penyakit

Penyakit Klinik yang Disebabkan Oleh Salmonella

Tes Diagnostik Laboratorium• Bahan : Untuk biakan harus diambil berulang kali, biakan sum-sum tulang

mungkin bermanfaat, biakan air kemih dapat (+) setelah minggu kedua. Biakan tinja harus diambil berulang kali, tinja (+) sejak minggu kedua. Biakan (+) dari drainase duodenum menentukan ada tidaknya salmonella dalam saluran empedu pada pembawa bakteri.

• Metode bakteriologik untuk isolasi salmonella :1. Biakan pada perbenihan diferensial : EMB & MC2. Biakan pada perbenihan selektif : SS agar, Agar enterik Hektoen3. Biakan pada perbenihan diperkaya : Kaldu Selenite 4. Identifikasi akhir : Tes biokimia & Tes Aglutinasi

• Metode serologik : Tes aglutinasi mikroskopik cepat & Pengenceran tabung

SHIGELLAMorfologi & Identifikasi• Ciri-ciri khas organisme : Shigella adalah batang

gram negatif ramping, bentuk kokobasil ditemukan dalam biakan muda

• Biakan : Shigella bersifat fakultatif anaerob tetapi paling baik tumbuh secara aerobik. Koloninya konveks, bulat, transparan, dgn pinggir-pinggir utuh mencapai diameter kira-kira 2 cm dalam 24 jam.

• Sifat pertumbuhan : Semua Shigella meragikan glukosa, tidak meragikan laktosa kecuali Shigella sonnei

Struktur Antigen• Shigella mempunyai susunan antigen yang

kompleks, sebagian besar kuman mempunyai antigen O yang juga dimiliki oleh kuman eneterik lainnya.

• Antigen Somatik O adalah Lipopolisakarida, terdapat lebih dari 40 serotipe. Klasifikasi didasarkan pada sifat biokimia dan antigen.

Patogenesis & Patologi• Infeksi Shigella hampir selalu terbatas pada saluran

pencernaan, invasi ke aliran darah sangat jarang. Shigella sangat menular, untuk menimbulkan infeksi diperlukan dosis kurang dari 1000 organisme.

• Proses patologik yang penting adalah invasi epitel mukosa ; mikroabses pada dinding usus besar dan illeum terminal yg mengakibatkan necrosis selaput mukosa, ulserasi superfisial, perdarahan, dan pembentukan pseudomembran pada daerah ulkus. Bila proses mulai membaik, jaringan granulasi mengisi ulkus dan terbentuk jaringan parut.

Toksin• Endotoksin : pada waktu terjadi autolisis, Shigella

mengeluarkan lipopolisakarida yang toksik. Endotoksin ini menambah iritasi dinding usus.

• Eksotoksin Shigella dysenteriae memproduksi eksotoksin tidak tahan panas yang dapat mempengaruhi saluran pencernaan dan susunan saraf pusat. Eksotoksin merupakan protein yg bersifat antigen (merangsang memproduksi antitoksin dan mematikan hewan percobaan)

Gambaran klinik• Setelah masa inkubasi yang pendek (1-2 hari),

secara mendadak timbul nyeri perut, demam, dan tinja encer. Diare tsb disebabkan oleh kerja eksotoksin dalam usus halus. Tiap gerakan usus disertai dengan “mengedan” dan tenesmus (spasme rektum), yg menyebabkan nyeri perut bagian bawah. Demam dan diare sembuh dalam 2-5 hari pada kasus orang dewasa. Namun pada anak dan orang tua kehilangan cairan dan elektrolit dapat menyebabkan dehidrasi, asidosis, bahkan kematian.

Tes Diagnostik Laboratorium• Bahan : Tinja segar, lendir, dan usapan rektum untuk

pembiakan. Bahan serum, bila diinginkan harus diambil tiap 10 hari untuk menunjukkan kenaikan titer aglutinasi antbodi

• Biakan : Bahan digoreskan pada perbenihan diferensial (MC atau EMB) dan pada perbenihan selektif (agar enterik hektoen atau SS Agar).

• Serologi : Orang normal sering mempunyai aglutinin terhadap berbagai spesies shigella. Tetapi serangkaian penetapan titer antibodi dengan selang waktu 10 hari dapat menunjukkan kenaikan antibodi spesifik. Serologi tidak digunakan untuk mendiagnosis infeksi Shigella.

VIBRIO• Vibrio adalah bakteri yang terdapat pada perairan dangkal

diseluruh dunia. • Vibrio berbentuk - batang bengkok, - aerob - dapat bergerak, - memiliki satu flagel kutub. - tidak membentuk spora.• V. cholerae serogrup O1 dan Vibrio yang serumpun

menyebabkan Kolera pada manusia sedangkan Vibrio lainnya menyebabkan sepsis atau enteritis

• Tabel. Vibrio yang penting dalam bidang kedokteran

Penyakit Pada manusia

V cholerae serogrup 01 dan 0139 Kolera epidemik dan pandemik

V cholerae serogrup non 01 Diare mirip kolera, diare ringan, infeksi ekstra intestinal (jarang)

V parahaemolitycus Gastroenteritis,mungkin infeksi ekstraintestinal

Lain-lain(Vmimicus, V vulnificus, Vhollisae, V fluvialis, V damsela, V alginolyticus, V metschnikovii)

Infeksi telinga, luka, jaringan lunak,dan ekstraintestinal lainnya, semua tidak biasa terjadi.

1. Vibrio cholerae• Ciri Khas Organisme :

- bentuk koma- batang bengkok 2-4 µm- Aktif bergerak dgn satu flagel kutub- pada biakan lama : batang lurus gram negatif

• Biakanmembentuk konveks, halus, bulat, opak dan bergranula pada sinar cahaya. Tumbuh baik pada suhu 370 C. tumbuh pada agar TCBS menghasilkan koloni berwarna kuning. Vibrio ini tumbuh pada pH yang sangat tinggi (8,5-9,5), cepat dibunuh oleh asam.

• Sifat khas pertumbuhanMeragikan sukrosa dan manosa tetapi tidak meragikan arabinosa. Vibrio ini dapat tumbuh pada kaldu yang mengandung 6% NaCl, sedangkan Aeromonas tidak.

Struktur Antigen & Klasifikasi Biologik

• Banyak vibrio memiliki satu antigen flagel H yang sejenis dan tidak tahan panas. Antibodi terhadap antigen H mungkin tidak berperan melindungi inang yang rentan.

• Memiliki lipopolisakarida O yang memberi khas serologik. Terdapat > 100 gol antigen O.

• Antigen V cholerae serogrup O1 memiliki determinan yang memungkinkan digolongkan lebih lanjut ; serotipe utamanya adalah Ogawa dan Inaba. Dia biotipe V cholerae penyebab epidemi telah diketahui, yaitu tipe klasik dan El tor

Enterotoksin V cholerae

• V cholerae dan vibrio serumpun lainnya menghslkan enterotoksin yang tidak tahan panas dengan berat molukel kira-kira 84.000, terdiri atas subunit A (BM 28.000) dan subunit B. Gangliosid G M1 berlaku sebagai reseptor mukosa bagi subunit B, akan merangsang masuknya subunit A ke dalam sel.

Patogenesis dan patologi • Dalam keadaan normal, V cholerae hanya patogen

untuk manusia. Seseorang harus memakan 10 8 – 1010 organisme untuk dapat terinfeksi dan menjadi sakit, berbeda dengan salmonelosis atau shigelosis, yang dapat timbul dgn memakan 10 2

– 105 organisme.• Organisme ini terlokalisasi pada saluran cerna.

V. cholerae yg virulen melekat pada mikrovili Brush Border sel epitel, berkembng biak dan mengeluarkan toksin kolera, dan mgkin musinase dan endotoksin

Gambaran Klinik• Setelah masa inkubasi 1-5 hari timbul rasa

mual, muntah, diare hebat dgn kejang perut. Tinja menyerupai air beras mengandung lendir, sel-sel epitel, dan vibrio dalam jumlah banyak. Terjadi kehilangan cairan & elektrolit shg terjadi dehidrasi hebat, kolaps sirkulasi, & anuria.

Tes Diagnostik Laboratorium• Bahan : Lendir yang berasal dari tinja• Sediaan hapus : Usapan yang diperoleh dari tinja

pada mikroskopik lapangan gelap atau kontras fase akan tampak vibrio yg bergerak cepat.

• Biakan : Pertumbuhan cepat pd agar pepton, agar darah dengan pH sekitar 9,0 atau agar TCBS; koloni yang khas dpt dilihat dalam 18 jam.

• Tes spesifik : tes aglutinasi mikroskopik dengan menggunakan antiserum anti-O golongan 1 dan pola reaksi biokimia.

Vibrio parahaemolyticus & vibrio lainnya• Vibrio parahaemolyticus , bakteri halofilik yang

menyebabkan gastroenteritis akut setelah memakan makanan laut yang terkontaminasi, misalnya ikan mentah atau kerang. Masa inkubasi selama 12-24 jam, terjadi mual, muntah, kejang perut, demam, dan diare encer hingga berdarah.

• Vibrio vulnificus, vibrio halifilik yang berasal dari air laut. Menyebabkan lesi kulit yg hebat pd orang yg menangani kerang atau hewan laut lainnya, menyebabkan enteritis, bakteremia, dan kematian.

• Beberap vibrio lainnya juga menyebabkan penyakit pada manusia; Vibrio mimicus, Vibrio hollisae, Vibrio fluvialis menyebabkan diare. Vibrio alginolyticus menyebabkan infeksi mata, telinga, luka setelah terkena air laut.

Campylobacter

• Bakteri ini digolongkan sebagai vibrio dan terutama merupakan patogen bagi berbagai hewan, yang menyebabkan sepsis, aborsi, atau enteritis.

• Penggunanaan perbenihan selektif yang semakin meluas telah meningkatkan pengenalan Campylobacter jejuni sebagai penyebab umum diare pada manusia.

Spesies Campylobacter yang penting secara medis

Spesies Reservoir Penyakit Utama Manusia

Campylobacter jejuni Burung dan hewan lain

Diare (biasa)

Campylobacter fetus subspesies fetus

Lembu dan biri-biri

Septikemia pada penderita lemah dan penderita yang fungsi imunnya terganggu.

Campylobacter coli Babi Diare

Campylobacter laridis

Hewan dan burung

Diare

Campylobacter (Helicobacter) cinaedi dan Campylobacter (Helicobacter) fennelliae; lainnya

Infeksi pada laki-laki homoseksual

Campylobacter jejuni

• Campylobacter jejuni merupakan patogen manusia terutama menyebabkan enteritis dan kadang-kandang invasi sistemik, Penyebab diare yang sama seringnya seperti Salmonella dan Shigella; diperkirakan terjadi 2 juta kasus tiap tahun di Amerika serikat.

Morfologi & identifikasi

• Ciri-ciri organisme :- batang gram negatif- bentuk koma, S, atau “sayap burung camar”- bergerak dengan sebuah flagel kutub- tidak membentuk spora

• Biakan : Diperlukan perbenihan selektif seperti skirrow (gabungan vankomisin, polimiksin B, trimetropim), perbenihan campy BAP (sefalotin). Pembiakan dilakukan dengan atmosfer O2 yang lbh rendah dan lebih bnyk CO2

• Sifat pertumbuhan : C. jejuni & kampilobakter lainnya yg patogen thd manusia bersifat oksidase-katalase (+), tidak meragikan karbohidrat, reduksi nitrat, H2S (+),Sediaan hapus yg diwarnai gram menunjukkan morfologi yg khas.

Struktur Antigen & Toksin

• Kampilobakter memiliki lipopolisakarida dengan aktivitas endotoksin. Toksin ekstraseluler sitopatik dan enterotoksin telah ditemukan, namun peran toksin tsb thd penyakit manusia belum dimengerti.

Patogenesis & Patologi• Infeksi didapat melalui mulut dr makanan, minuman,

kontak dgn hewan yg terinfeksi, aktivitas seksual anal-genital-oral.

• C. jejuni peka thd asam lambung, perlu memakan 10 4 organisme utk menyebabkan infeksi.

• Organisme ini berkembang biak di usus kecil, menginvasi epitel, menyebabkn radang yg mengakibatkan munculnya sel darah merah & putih pd tinja.

• Kadang-kadang bakteri masuk ke aliran darah, shg menimbulkan gambaran klinik demam enterik, invasi jaringan & aktivitas toksin menyebabkan enteritis.

Gambaran Klinik• Gejala klinik berupa :

- Kejang perut akut- Diare hebat (berdarah)- Demam- Sakit kepala- Malaise

• Penyakit ini biasanya sembuh sendiri dalam waktu 5-8 hari, tetapi kdg2 berlangsung lama

Tes Diagnostik Laboratorium• Bahan : Tinja diare • Sediaan hapus : Sediaan hapus dr tinja yang

diwarnai dengan gram menunjukkan batang berbentuk “sayap burung camar” yg khas.

• Biakan : Pembiakan dilakukan pada perbenihan selektif (skirrow, campy BAP )

Campylobacter fetus

• C. fetus subspesies fetus adalah kuman patogen yg bersifat oportunitis & mnyebabkan infeksi sistemik pd pnderita yg sistem imunnya trganggu.

• Saluran gastrointestinal merupakan jalan masuk dlm menyebabkan bakteremia & infeksi sistemik .

• C. fetus memiliki beberapa susunan protein permukaan (protein S, BM 100.000-149.00) yang membentuk struktur seperti kapsul pada permukaan organisme.

Escherichia• Organisme yang khas :

- batang pendek gram negatif• Biakan

E. coli membentuk koloni yang bundar, cembung, halus dengan tepi yang nyata. Beberapa strain E coli menyebabkan hemolisis pada agar darah.

• Ciri-ciri Pertumbuhanpola peragian karbohidrat dan aktivitas dekarboksilase asam amino serta enzim lain biasanya digunakan dalam pembedaan biokimia. Biakan pada perbenihan “diferensial” yang mengandung zat warna khusus dan karbohidrat (misalnya EMB, perbenihan MacConkey) membedakan koloni peragi-laktosa (berwarna) dari koloni yang tidak meragi laktosa (tak berpigmen).

E.coli

• Hasil positif untuk tes indol, lisin dekarboksilase dan

• peragian manitol• Membentuk gas dari glukosa• Isolat urin dengan cepat dikenali sebgai E coli

karena terjadi hemolisis pada agar darah, morfologi koloni yang khas dengan “kilau” iridesen pada media EMB dan tes bercak positif untuk indol

Struktur Antigen• Antigen O merupakan bagian terluar dari

lipopolisakarida dinding sel dan terdiri atas unit polisakarda yang berulang

• Antigen K berada di luar antigen O pada beberapa jenis tetapi tidak pada semua Enterobacteriaceae . Sebagian adalah polisakarida, termasuk antigen K pada E. coli , lainnya adalah protein.

• Antigen H terletak pada flagel dan didenaturasikan atau dirusak oleh panas atau alkohol. Antigen H diprtahankan dengan memberikan formalin pada varian bakteri yang bergerak.

Penyakit yang disebabkan oleh E. coli

• E coli adalah anggota flora usus normal. Ketika terjadi infeksi yang penting secara klinik, biasanya disebabkan oleh E. coli. Bakteri menjadi bersifat patogen hanya bila bakteri ini berada di luar usus, yaitu lokasi normal tempatnya berada atau di lokasi lain dimana flora normal jarang terdapat. Tempat yang paling sering terkena infeksi adalah saluran kemih, saluran empedu dan tempat-tempat lain di rongga perut.

Patogenesis & Gambaran Klinik• Infeksi saluran kemih

gejala dan tanda-tandanya : sering kencing, disuria, hematuria dan piuria. Nyeri pinggang berhubungan dengan infeksi saluran kemih bagian atas. Infeksi saluran kemih mengakibatkan bakteremia dengan tanda-tanda klinik sepsis

• Penyakit diare- E coli Enteropatogenik (EPEC) diare pada bayi- E coli Enterotoksigenik (ETEC) diare pada bayi di negara berkembang “diare wisatawan”- E coli Enterohemoragik (EHEC) menghasilkan verotoksin- E coli Enteroinvasif (EIEC) menimbulkan penyakit yg sangat mirip dgn shigelosis- E coli Enteroagregatif (EAEC) menyebabkan diare akut dan kronik pd masyarakat di negara berkembang.

Lanjutan…

• Sepsis : Bila pertahanan inang normal tdk mencukupi, E. coli dapat memasuki aliran darah dan menyebabkan sepsis. Bayi yg baru lahir sangat rentan thd sepsis E.coli karena tdk memiliki antibodi IgM

• MeningitisE.coli merupakan salah satu penyebab menigitis pd bayi. 75% E.coli dari kasus meningitis mempunyai antigen KI. Antigen tsb bereaksi silang dgn polisakarida simpai golongan B dari N Meningitidis

Tes Diagnostik Laboratorium• Bahan : Air kemih, darah, nanah, cairan spinal,

dahak atau zat lainnya yang diindikasikan oleh lokasi proses penyakit.

• Sediaan hapus : Semua Enterobacteriaceae secara morfologik mirip satu sama lain.

• Biakan : Bahan pemeriksaan dibiakkan pada lempeng agar darah dan pada perbenihan diferensial.