1
BAB I PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang
Mikroorganisme merupakan makhluk hidup yang berukuran sangat kecil yaitu dalam skala micrometer atau micron (µ) atau sepersejuta meter dan tidak dapat dilihat dengan mata telanjang. Dalam percakapan sehari-hari atau untuk kepentingan praktis mikroorganisme sering disebut sebagai mikroba atau kuman. Untuk mempelajarinya diperlukan cara tertentu yaitu observasi mikroskopik dan biakan atau pure culture. culture. Termasuk dalam golongan mikroorganisme adalah bakteri (eubactera, archaebacteria), archaebacteria), fungi ( yeasts, molds), molds), protozoa, microscopic algae dan virus serta beberapa macam cacing (helmints ( helmints). ). Ilmu yang mempelajari mikroorganisme disebut mikrobiologi. Ilmu mikrobiologi kesehatan mempelajari mikroorganisme sebagai penyebab penyakit infeksi (patogen), cara penularan, pencegahan dan pengendalian infeksi. Semua mikroorganisme adalah sel kecuali virus. Teori tentang sel menyebutkan bahwa makhluk hidup dapat berupa organisme sel tunggal atau organisme yang tersusun atas berbagai sel (multisel). Sel merupakan unit kompleks dari suatu sistem kehidupan. Semua makhluk hidup yang ada berasal dari replikasi atau transformasi dari sel yang ada sebelumnya. Sel adalah struktur yang dibatasi suatu membran, bermetabolisme secara aktif dan mengandung materi hereditas. Teori bahwa mikroorganisme dapat menyebabkan penyakit atau Germ theory of disease yang digagas oleh Louis Pasteur merupakan alasan yang sangat kuat mengapa semua dokter dan tenaga kesehatan harus mengetahui ilmu mikrobiologi. Anton van Leeuwenhoek (1670-an) adalah first microbiologist yang pertama kali mengamati mikroorganisme menggunakan mikroskop sederhana. Louis Pasteur (1860-an) berhasil membuktikan adanya mikroorganisme penyebab kontaminasi dengan percobaan anti-spontaneous generation. generation. Pasteur memegang peran utama dalam penemuan dan pengembangan vaksin seperti vaksin rabies. Selain itu, ia juga menemukan metode fermentasi dan aseptic technique untuk menghindari kontaminasi mikroba pada saat operasi. Metode pencegahan kontaminasi mikroba pada makanan/minuman cair (susu, anggur, bir) dengan cara
1
2
pemanasan disebut Pasteurisasi. Ignaz Semmelweis (1840-an) adalah dokter yang mengajarkan tentang hand washing yang terbukti sangat efektif dalam mencegah kontaminasi atau penularan penyakit. Joseph Lister (1860-an) adalah orang pertama yang memproduksi dan menggunakan antiseptik. Robert Koch (1870-an) menyusun Koch's menyusun Koch's Postulates yang menyatakan tahapan bagaimana suatu mikroba menyebabkan penyakit tertentu. Postulat tersebut berisi 4 butir pernyataan yang mampu menjawab secara empiris kebenaran Germ theory of disease. Postulat tersebut berbunyi: Mikroorganisme tertentu ada (dapat diisolasi) pada setiap kasus penyakit infeksi, mikroorganisme tersebut dapat dibiakan dalam biakan murni di luar inang (in (in vitro), vitro), jika mikroorganisme tersebut di-inokulasi pada inang yang rentan ( susceptible susceptible host ) akan menyebabkan penyakit infeksi yang sama dengan penyakit infeksi yang terjadi pada inang asal mikroorganisme tersebut diisolasi, mikroorganisme dari inang yang rentan tersebut dapat diisolasi kembali dalam biakan murni. Koch juga menemukan beberapa bakteri: Bacillus anthracis, Mycobacterium tuberculosis dan Vibrio cholera. cholera. Koch juga mengembangkan media untuk membiakan bakteri. Dmitri Iwanowski (1890-an) adalah penemu virus pertama yaitu tobacco mozaic virus. virus. Alexander Fleming (1920-an) adalah penemu penicillin ( first first antibiotic). antibiotic). Fleming menemukan jamur yang bersifat antibakteri pada cawan petrinya secara tidak sengaja. Jamur itu memproduksi penisilin yang ternyata merupakan suatu antibiotik. Karena keterbatasan produksi maka penggunaan penisilin baru meluas pada tahun 1940-an. Berdasarkan uraian di atas, menjadi jelas bahwa mikroorganisme merupakan komponen penting pada bidang kesehatan. Oleh karena itu penting untuk mempelajari dan mengetahui mikrobiologi kesehatan yaitu cabang ilmu yang membahas seluk-beluk jasad renik atau mikroorganisme yang berpengaruh pada kesehatan makhluk hidup khususnya khususnya manusia. B.
Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah berdasarkan latar belakang, sebagai berikut: 1.
Apa saja macam mikroba penyebab penyakit dan patogenitasnya?
2.
Bagaimana mekanisme penularan mikroba penyebab penyakit?
3.
Bagaimana mekanisme pencegahan penularan mikroba?
4.
Bagaimana uji daya antibakteri terhadap antiseptik?
3
5.
Bagaimana uji antagonisme antar mikroba (P)?
C.
Tujuan
Berdasarkan rumusan masalah, adapun tujuan makalah sebagai berikut: 1.
Mengetahui macam mikroba penyebab penyakit dan patogenitasnya.
2.
Mengetahui mekanisme penularan mikroba penyebab penyakit.
3.
Mengetahui mekanisme pencegahan penularan mikroba.
4.
Mengetahui uji daya antibakteri terhadap antiseptik.
5.
Mengetahui uji antagonisme antar mikroba (P).
4
BAB II KAJIAN TEORI
A.
Macam Mikroba Penyebab Penyakit dan Patogenitasnya
1.
Staphylococcus aureus Staphylococcus merupakan bakteri gram positif berdiameter 0,5-1,5 µm
yang berbentuk kokus dan membentuk kelompok mirip buah anggur (Haris, 2002) seperti yang terdapat pada gambar 2.1 Staphylococcus aureus merupakan patogen utama yang semakin penting karena kenaikan resistensi antibiotik. Spesies ini bernama aureus, mengacu pada fakta bahwa koloni sering memiliki warna emas ketika ditumbuhkan pada media padat, (Howard dan Kloos, 1987). S. aureus memiliki dinding sel yang kuat dan relatif amorf dengan tebal sekitar 20-40 nm (Shockman dan Barrett, 1983). Di bawah dinding sel adalah sitoplasma yang tertutup oleh membran sitoplasma. Peptidoglikan adalah komponen dasar dari dinding sel, dan 50% dari massa dinding sel (Waldvogel, 1990). Ini merupakan bagian integral dalam pembentukan jaringan dinding sel, yang mampu menahan tekanan osmotik internal yang tinggi stafilokokus (Wilkinson, 1997). Penyusun lain dinding sel adalah kelompok polimer fosfat yang mengandung asam teikoik, yang memberikan kontribusi sekitar 40% dari massa dinding sel (Haris, 2002). S. aureus dianggap patogen utama yang berupa koloni dan menginfeksi penderita dengan kekebalan tubuh yang lemah.. Bakteri ini ditemukan secara alami pada kulit dan di nasofaring dari tubuh manusia. Mikroba ini dapat menyebabkan infeksi lokal pada kulit, hidung, uretra, vagina dan saluran pencernaan, yang sebagian besar adalah kecil dan tidak mengancam jiwa (Shulman dan Nahmias, 1972). Kulit dan membran mukosa merupakan hambatan yang sangat baik terhadap invasi jaringan lokal dengan S. aureus. Namun, jika salah satu dari ini dilanggar karena trauma atau operasi, S.aureus dapat memasuki jaringan (Elek, 1956), dan jika mencapai saluran limfatik atau darah dapat menyebabkan septikemia (Waldvogel, 1990). S. aureus juga dapat menghasilkan berbagai ekstraseluler toxin, seperti enterotoksin A-E, beracun shock syndrome toxin-1 (TSST-1) dan
4
5
toksin eksfoliatif A dan B (Projan dan Novick, 1997). Konsumsi enterotoksin yang dihasilkan oleh S.aureus dalam makanan yang terkontaminasi dapat menyebabkan keracunan makanan (Howard dan Kloos, 1990). TSST-1 adalah racun yang bertanggung jawab untuk toxic shock syndrome (TSS) dan hanya disebabkan oleh strain yang membawa gen TSST-1 (Waldvogel, 1990). Racun eksfoliatif berhubungan dengan staphylococcal scalded skin syndrome (SSSS). SSS terdiri dari tiga entitas, beracun epidermal toksik, scarlatiniform eritema, dan bullous impetigo yang semuanya merusak lapisan epidermis kulit (Howard dan Kloos, 1987).
Gambar 2.1: Staphylococcus aureus yang berdiameter 0,5-1,5 µm dan berbentuk kokus membentuk kelompok mirip buah anggur. Sumber: www.bacteriainphotos.com 2.
Corynebacterium diphtheria Corynebacterium diphtheria merupakan bakteri anaerobik fakultatif dan
gram positif, ditandai dengan tidak berkapsul, tidak berspora, dan tak bergerak. Corynebacterium diphtheriae terdiri dari 3 biovar, yaitu gravis, mitis, dan intermedius. Di alam, bakteri ini terdapat dalam saluran pernapasan, dalam lukaluka, pada kulit orang yang terinfeksi, atau orang normal yang membawa bakteri. Bakteri yang berada dalam tubuh akan mengeluarkan toksin yang aktivitasnya menimbulkan penyakit difteri. Bakteri ini biasanya menyerang saluran pernafas an, terutama terutama laring, amandel dan tenggorokan. Penyakit ini sering kali diderita oleh bayi dan anak-anak. Perawatan bagi penyakit ini adalah dengan
6
pemberian antitoksin difteri untuk menetralkan racun difteri, serta eritromisin atau penisilin untuk membunuh bakteri difteri. Sedangkan untuk pencegahan bisa dilakukan dengan vaksinasi dengan vaksin DPT. C. diphtheriae merupakan bakteri bentuk batang ramping, gram-positif, yang tidak tahan-asam dan tidak membentuk spora. Sel berukuran 0,5-1,0 µm. Pada apusan pewarnaan, terlihat sebagai sel tunggal, atau palisade (pagar) dan satu dengan yang lainnya membentuk formasi sudut V atau L seperti pada gambar 2.2 a. Formasi mirip huruf Cina ini disebabkan oleh " snapping " pergerakan yang dilibatkan ketika dua sel membelah. Bentuk C. diphtheriae secara umum berupa batang ketika tumbuh pada media nutrisi yang lengkap. C. diphtheriae merupakan bakteri aerobik dan anaerobik fakultatif, tetapi tumbuh baik dalam keadaan aerobik. Difteria merupakan infeksi akut yang disebabkan oleh Corynebacterium diphtheriae. Lesi primer biasanya terdapat pada tenggorokan atau nasofaring dan dicirikan dengan adanya penyebaran pertumbuhan pseudomembranosa keabuabuan (gambar 2.2 b). Bakteri berbiak pada tempat tersebut, dan mengeluarkan eksotoksin yang dibawa oleh darah ke berbagai jaringan tubuh, menyebabkan hemoragik dan kerusakan nekrotik pada berbagai organ. Strain C. Diphtheriae toxigenik dan nontoxigenik dapat menyebabkan penyakit, hanya strain yang menghasilkan toksin yang menyebabkan manifestasi sistemik yang sering berhubungan dengan penyakit yang berat atau mematikan.
(a) (b) Gambar 2.2: (a) Corynebacterium diphtheriayang bentuk batang ramping, Sel berukuran 0,5-1,0 µm. (b) penderita dipteria dengan pseudomembranosa keabu-abuan disekitar nosofaring Sumber: quizlet.com
7
3.
Haemophilus influenza Haemophilus influenzae merupakan bakteri bentuk batang gram-negatif,
pleomorfik, kecil dan pertumbuhannya lambat. Pada medium yang diperkaya, bakteri ini sebagian besar berbentuk kokobasil, berukuran lebar 0,2-0,3 µm dan panjang 0,5-0,8 µm seperti yang terlihat pada gambar 2.3. nama genus timbul dari kebutuhan bakteri akan faktor pertumbuhan tambahan yang ditemukan dalam darah, yaitu haemo (Latin = darah) dan philos (Latin = menyukai). Semua spesies Haemophilus membutuhkan salah satu atau kedua faktor pertumbuhan yang terdapat dalam darah. Sebagai penyebab infeksi pada manusia, H. influenzae merupakan spesies paling penting dalam kelompoknya. Meskipun tidak menyebabkan influenza epidemik sebagaimana namanya, bakteri ini mampu menyebabkan infeksi yang berat. Pada bayi dan anak-anak, bakteri ini menyebabkan meningitis akut, dan beberapa penyakit serius lain. H. influenzae tipe b merupakan patogen primer pada anak-anak dibawah 5 tahun. Pada orang dewasa, H.influenzae tipe b berhubungan dengan pneumonia dan penyakit paru-paru kronik. Strain H. influenzae tanpa tipe dan Haemophilus lain dapat menyebabkan sinusitis, otitis, dan infeksi saluran pernafasan atas. Alkoholik, perokok, orang yang terinfeksiHIV, dan penderita penyakit paru-paru kronik, memiliki risiko terinfeksi bakteri ini. Strain penghasil β laktamase, lebih sering terdapat pada anak-anak dibanding pada orang dewasa. H. influenzae merupakan satu dari lima spesies bakteri yang menghasilkan protease IgA, yaitu enzim yang memiliki kemampuan menghidrolisis rantai berat IgA1 manusia sebagai substratnya. Pemecahan IgA merupakan faktor virulensi potensial, karena H. influenzae pertama kali menginfeksi permukaan mukosa manusia dimana pertahanan inang diperantarai oleh IgA sekretori. Hanya H. influenzae dari genus Haemophilus yang menghasilkan enzim protease IgA. H. influenzae menghasilkan tiga tipe protease IgA yang berbeda yang memecah ikatan peptida yang berbeda pada daerah engsel IgA1. Tipe protease dihasilkan berhubungan dengan seritipe isolat. Setiap strain non-tipe juga menghasilkan satu dari tiga tipe tersebut.
8
Gambar 2.3: Haemophilus influenzae bentuk batang gram-negatif, berbentuk kokobasil, berukuran lebar 0,2-0,3 µm dan panjang 0,5-0,8 µm Sumber: incolors.club 4.
Treponema pallidum Treponema berasal dari bahasa Latin trepo dan nema, yang berarti lilitan
benang. Treponema pallidum memiliki panjang 5-20 µm dengan diameter 0,090,5 µm. Selnya terlihat panjang dengan 8-14 lekukan gelombang seperti yang terlihat pada gambar 2.4 (a). Struktur T. pallidum umumnya serupa dengan Spirochaetaceae lain dan terdiri dari membran sitoplasma multilayer, fibril miripflagel, dinsing sel dan sampul sel paling luar. T. pallidum patogenik memiliki sampul paling luar mirip kapsul yang tidak terdapat pada spesies tidak patogenik. Sampai saat ini, T. pallidum tidak dapat tumbuh secara invitro, meskipun dipelihara selama 4-7 hari pada suhu 25ºC pada medium anaerobik yang mengandung albumin, natrium bikarbonat, piruvat sistein, dan ultrafiltrat serum bovin. Dengan teknik kultur jaringan yang sangat khusus dan penurunan tekanan oksigen, bakteri ini dapat memperbanyak diri beberapa generasi pada kultur jaringan primer sel epitel kelinci. Dalam sistem ini, virulensinya terpelihara, tetapi bakteri tidak dapat dikultur kembali. Strain virulen (contohnya, strain Nochols) dipropagasi melalui inokulasi intratestikuler kelinci. T. pallidum berkemampuan memasuki membran mukus atau kulit yang lecet. Inokulasi langsung melalui kontak dengan orang yang terinfeksi bersifat penting dalam infeksi juga untuk bakteri beratahan hidup yang terbatas di luar tubuh
inang. Kontak seksual merupakan metode penularan dan daerah yang
terinokulasi biasanya organ genital, vagina, atau serviks pada wanita, dan penis pada pria. Daerah lain termasuk bibir, yang dapat terinfeksi pada saat berciuman,
9
juga kulit dapat terinfeksi karena lecet. Dokter atau
ahli
patologik
dapat
terinfeksi melalui cara tersebut jika tidak menggunakan pelindung. Infeksi bakteri ini dapat dilihat pada gambar 2.4 (B).
(a)
(b)
Gambar 2.4: (a) Treponema pallidum memiliki panjang 5-20 µm dengan diameter 0,09-0,5 µm. Selnya terlihat panjang dengan 8-14 lekukan gelombang. (b) seorang anak penderita sifilis Sumber: www.sciencepicture.com 5.
Chlamydia trachomatis Chlamydia juga dikenal sebagai Miyagawanela atau Bedsonia. Gram-
negatif berdiameter 0,2-1,5 µm seperti pada gambar 2.5 tiga spesies Chlamydia yang dikenal: (1) C. trachomatis, pertumbuhannya dihambat oleh sulfonamid, dan menghasilkan inklusi sitoplasmik dengan pewarnaan-iodin, (2) C. psittaci, dan (3) C. pneumoniae, keduanya tidak dihambat oleh sulfonamid dan tidak menghasilkan inklusi dengan pewarnaan-iodin. Secara morfologi Chlamydia dapat dibedakan menjadi dua bentuk: badan elementer (elementary body/EB) dan badan retikuler (reticulate
body/RB). EB berbentuk bulat padat, dengan
diameter 0,2-0,4 µm. EB merupakan bentuk infektif, mampu melekat pada sel inang target dan memasuinya. Kekakuan dinding selnya membuat EB dapat bertahan hidup selama di luar sel. Meskipun berukuran sangat kecil, tetapi Chlamydia bukan termasuk virus melainkan bakteri. Hal ini terbukti dari sifatsifat berikut yang tidak terdapat dalam virus, yaitu memiliki dinding sel yang sama dengan bakteri gram-negatif, mengandung RNA dan DNA, mempunyai
10
ribosom prokariot dan mensintesis protein, asam nukleat, dan lipid sendiri, membelah secara biner, dan rentan terhadap berbagai zat antibakteri (Ward. 1999) Chlamydia tidak mampu membentuk sendiri senyawa fosfat berenergi tinggi. Energi yang dibutuhkan dapat diambil dari sel inang. Meskipun merupakan bakteri gram-negatif, Chlamydia memiliki lipopolisakarida, tetapi terpotong, mirip kemotipe Re. DNA dipadatkan di tengah
nukleoid
dan
merupakan molekul sirkuler tertutup dengan B.M 660 kDa. Molekul tersebut dapat
menyediakan
informasi
sebanyak
600 protein yang berbeda, sekitar
seperempat kali yang disediakan oleh genom E. coli. Awal peristiwa proses infeksius dimulai ketika perlekatan EB ke mikrovili sel epitel silindris yang rentan. Satu metode internalisasi menyerupai jalur miripendositosis diperantarai-reseptor pada virus, tetapi pada beberapa bagian, serupa dengan parasit terspesifikasi. Infeksi pada manusia disebabkan oleh C. trachomatis, terutama pada mata dan saluran genital. Saat ini trachoma yang mengarah pada kebutaan dapat dicegah, penderita diperkirakan sekitar 500 juta orang. Di Eropa dan Amerika Serikat, Chlamydia juga sebagai penyebab penyakit menular-seksual. Pada pria, penyakit dimulai dengan uretritis dan dapat menyebar ke epididimis. Pada wanita penyakit dimulai pada serviks, penyebaran naik ke endometrium dan tuba falopi dapat menyebabkan penyakit peradangan pelvik dan infertilitas. Bayi yang lahir dari ibu penderita servisitis sering mengalami inklusi konjungtivitis dan pneumonitis. Pertumbuhan lambat bakteri ini pada lingkungan
intraselulernya
menghasilkan
penyakit
klinik
yang
lambat
perkembangannya sehingga pada beberapa kasus tidak diobati.
Gambar 2.5: Chlamydia trachomatis berbentuk bulat berdiameter 0,2-1,5 µm Sumber: medicalpicturesinfo.com 6.
Vibrio cholera
11
Vibrio cholera adalah bakteri gram-negative yang berbentuk batang melengkung (curved rod ) seperti pada gambar 2.6. Bakteri ini berjangkit atau berpindah melalui air. Vibrio cholerae mengeluarkan atau melepaskan suatu enterotoxin yang menyebabkan diare ringan sampai diare hebat, muntah, dan menyebabkan kehilangan cairan dengan cepat, serta dapat menyebabkan kematian dalam waktu yang relatif singkat (Sterritt and Lester, 1988). Meskipun jarang ditemukan di Amerika atau Eropa, vibrio cholerae
sering muncul sebagai
endemik di banyak wilayah di Asia. Toksin cholera (CT) atau choleragen, merupakan molekul protein kompleks dengan BM 84.000 Da. Protein ini disusun oleh dua subunit, yaitu, subunit A yang mampu melakukan aktivitas biologik, dan subunit B yang mampu mengikatkan
toksin pada sel inang. Subunit
A
terdiri
dari
dua
polipeptida yang terikat satu sama lain oleh ikatan disulfida tunggal. Aktivitas toksik ditempatkan pada subunit A1, sedangkan A2 terkait pada subunit B. Subunit B terdiri dari lima peptida yang identik dengan BM masing-masing 11.500 Da. Subunit B secara cepat dan irreversibel kepada molekul GM1 monogangliosida sel usus halus. Selanjutnya subunit A melepaskan diri dari subunit B, dan menembus membran sel. Aktivasi A1 terjadi karena penurunan ikatan disulfida. A1 diaktifkan secara enzimatik, mentransfer ADP-ribosa dari NAD kepada protein pengikat-GTP. Akibatnya menghambat mekanisme penghentian GTP pada aktivitas adenilsiklase dan meningkatkan aktivitas adenilsiklase. Peningkatan aktivitas adenilsiklase menyebabkan penambahan siklik AMP (cAMP) intraseluler, yang selanjutnya mengakibatkan cepatnya sekresi elektrolit ke dalam lumen usus halus. Kehilangan elektrolit disebabkan peningkatan sekresi NaCl dan pencegahan absorpsi Na dan Cl oleh brush border, melalui mekanisme kotranspor NaCl. Akibatnya cairan plasma menjadi isotonik dengan kadar bikarbonat dua kali lipat konsentrasi plasma normal dan kalium 4-8 kali lipat plasma normal. Cairan yang hilang dapat mencapai 1L per jam, dan efeknya dapat terjadi secara langsung pada pasien. Kolera asiatik klasik merupakan salah satu dari banyak penyakit yang merusak manusia. Perriode inkubasi dapat terjadi pada beberapa jam-hari, 2-3 hari. Terjadi serangan kuat diare dan muntah. Kehilangan cairan pada kasus yang
12
berat dapat mencapai 15-20 L per hari. Cairan encer, tidak berbau, dan tanpa mikroba enterik. Shock hipovolemik dan asidosis metabolik disebabkan kehilangan cairan. Mata dan leher pasien terlihat cekung, tekanan tugor kulit berkurang. Kasus kematian mencapai 60% pada pasien yang tidak diobati
Gambar 2.6: Vibrio cholerayang berbentuk batang melengkung Sumber: www.sciencephoto.com 7.
Shigella Shigella termasuk enterobacteriaceae, merupakan bakteri bentuk batang
gram negatif berukuran2-3 x 0,6 µm seperti pada gambar 2.7. Shigella tidak membentuk-spora. Shigella dipisahkan memiliki
menjadi empat serogrup utama, yang
nama spesies : serogrup A, S. dysentriae; serogrup B, S. flexneri;
serogrup C, S. boydii; dan serogrup D, S. sonnei. Sifat biokiimia serogrup A, B, dan C serupa, sedangkan serogrup B berbeda. Semua Shigella dapat menyebabkan disentri basiler, tetapi setiap spesies berbeda dalam menyebabkan beratnya penyakit, mortalitas, dan epidemiologi. Shigella secara sepintas adalah agen disentri bacillus, suatu penyakit diare yang menyebabkan berak darah sebagai akibat peradangan dan pendarahan selaput atau dinding usus. Meskipun perpindahan atau penularan shigella melalui kontak orang ke orang adalah merupakan moda penularan yang utama, tetapi penularan melalui makanan atau melalui air juga perlu diperhatikan. Sebagai contoh, telah diketahui bahwa penggunaan air tanah mempunyai andil ter hadap shigellosis yang terjadi di Florida, yang telah menginfeksi sekitar 1200 orang. Meskipun demikan shigella kurang tahan di lingkungan dibandingkan dengan fecal coliforms. Shigella sangat sulit dikultivasi (dibiakkan), oleh karena itu belum ada data secara kuantitatif
13
tentang kehadirannya dan efisiensi penghilangan pada instalai penjernihan air maupun instalsi pengolahan air limbah (Said, 2005).
Gambar 2.7: Shigella berbentuk batang gram negatif berukuran 2-3 x 0,6 µm Sumber: www.infectioncontroltoday.com 8.
Salmonella Salmonella adalah enterobacteriaceae yang terdistribusi secara luas di dalam
lingkungan, dan meliputi lebih dari 2000 stereotipe. Salmonella merupakan bakteria patogen yang paling utama yang terdapat di dalam air limbah, yang dapat menyebabkan
demam
tipus
dan
paratipus,
dan
gastroenteristis
(radang
lambung/perut). Salmonella termasuk Enterobacteriaceae, merupakan bakteri berbentuk batang gram-negatif berukuran 2-3 x 0,6 µmtidak membentuk-spora seperti yang terlihat pada gambar 2.8. Salmonella
merupakan organisme
kompleks yang menghasilkan berbagai faktor virulensi, termasuk antigen permukaan, invasif, endotoksin, sitotoksin, dan enterotoksin. Peran masingmasing faktor virulensi menyebabkan Salmonella mampu menimbulkan berbagai sindrom dalam tubuh inang yang berbeda. Pada kenyataannya, beberapa serotipe beradaptasi
dengan
inang yang spesifik. Sebagai contoh, S. typhimurium
menyebabkan sindrom yang sama dengan demam tifoid pada inang alaminya, pada mencit, tetapi pada manusia hanya terbatas pada gastroenteritis . Contoh yang sama, terjadi pada S. typhimurium yang terbatas pada manusia dan tidak menyebabkan penyakit pada hewan ketika diberikan per oral. Perbedaan responinang kemungkinan terletak pada kemampuan berbagai organisme untuk hidup dalam sel fagosit inang. Hal ini menyebabkan Salmonella dapat tumbuh dalam lingkungan ekstraseluler, dan beberapa peneliti menggunakan istilah
14
parasit
intraseluler
fakultatif untuk menggambarkan patogenesis bakteri ini.
Salmonella typhimurium adalah agen infeksi demam tipus, suatu penyakit yang tidak segera diobati dapat menyebabkan kematian. Penanggulangan penyakit tersebut telah dilakukan dengan cara menggunakan teknologi proses pengolahan air yang memadai misalnya dengan filtrasi dan khlorinasi.
Salmonella
thypimurium tersebut menghasilkan endotoxin yang dapat menyebabkan demam, mual dan diare, dan dapat berakibat fatal apabila tidak diobatai dengan antibiotik (Sterrit and Lester, 1988). Spesies salmonella yang sering terdapat pada makanan yang terkontaminasi antara lain yakni Salmonella paratyphi dan Salmonella typhimurium. Species tersebut dapat tumbuh dengan cepat di dalam makanan yang terkontaminasi tersebut. Species salmonella seperti S. typhimurium dan S.enteriditis dapat menyebabkan gastroenteristis (radang lambung) dengan gejala diare dan kejang perut (Said, 2005) Konsentrasi salmonella di dalam air limbah berkisar dari beberapa sel sampai mencapai 8000 organisme per 100 ml air limbah. Diperkirakan bahwa hampir 0,1 % dari penduduk mengeluarkan salmonella di dalam tinja. Di Amerika Serikat, salmonellosis terutama disebabkan karena kontaminasi makanan, tetapi transmisi lewat air minum masih menjadi perhatian yang utama (Sobsey and Olson, 1983)
Gambar 2.8 : Salmonella berbentuk batang gram-negatif berukuran 2-3 x 0,6 µm Sumber: www.adeleruns.com B.
Penularan Mikroba Penyebab Penyakit
Penularan penyakit akibat mikroba dapat terjadi karena adanya transmisi yang meliputi transpor agen infeksi dari reservoir ke inang (host). Hal ini
15
merupakan jaringan yang penting di dalam rantai infeksi. Organisme patogen dapat berpindah dari reservoir ke dalam inang atau host melalui berbagai rute (Sobsey and Olson, 1983), yaitu antara lain: 1.
Perpindahan dari orang ke orang (person to person transmission) Perpindahan agen infeksi yang paling umum yakni melalui kontak orang ke
orang. Contoh yang paling jelas adalah perpindahan penyakit secara seksual, misalnya syphilis, gonorrhea, herpes, dan AIDS. Contoh lain penyakit flu melalui batuk dan bersin yang mengelurakan tetesan kecil yang mengandung agen infeksi. Perpindahan dengan cara ini sering dipakai contoh sebagai perpindahan penyakit dengan cara kontak langsung. 2.
Perpindahan melalui air (waterborne transmission) Perpindahan penyakit Kholera melalui air telah diketahui pada tahun 1854
oleh John Snow, seorang dokter di Inggris. Snow menunjukkan hubungan antara epidemi kholera dan konsumsi air minum dari sumur Broad Street di London. Penyakit-penyakit yang berhubungan dengan air disebut penyakit bawaan air (waterborne diseases).
Di Amerika Serikat, selama perioda 1971 sampai dengan
tahun 1985 telah dilaporkan 502 penyakit bawaan air dengan jumlah penderita sebanyak 111.228 kasus. empat dari jumlah penyakit tersebut disebabkan oleh penggunaan air tanah atau air permukaan yang tidak diolah atau tidak memadai (Craun, 1988). 3.
Perpindahan melalui makanan (Foodborne Transmission) Makanan dapat menjadi kendaraan untuk perpindahan dari beberapa jenis
penyakit infeksius yang disebabkan oleh bakteria, virus, protozoa, dan parasit helminths (cacing). Kontaminasi makanan dapat disebabkan oleh partikel yang tidak bersih selama penyiapan, produksi atau selama penyimpanan.
Beberapa
organisme patogen dan parasit telah dideteksi di dalam bahan makanan misalnya kerang-kerangan, sayuran, susu, telur,
daging sapi dan lain-lain.
Hal
tersebutmempunyai arti yang sangat penting bagi kesehatan masyarakat khususnya untuk makanan yang dimakan secara mentah misalnya kerang dan sayuran. Sayuran yang telah terkontaminasi oleh air limbah juga menyebakan atau memberi andilterhadap beberapa penyakit misalnya wabah tipus (typhoid fever),
16
salmonellosis, amebiasis, ascariasis, viral hepatitis dan lainnya. Resiko terhadap penyakit yang berpindah melalui makanan tersebut biasanya cukup tinggi di negara-negara yang menggunakan irigasi dengan air limbah yang tidak diolah secara memadai. 4.
Perpindahan melalui udara (airborne transmission) Beberapa jenis penyakit misalnya penyakit yang disebabkan oleh fungi
dapat
menyebar
atau
berpindah
melalui
Perpindahan melalui udara dapat terjadi pada
udara
(airborne
transmission).
pengolahan air limbah atau dari
irigasi dengan menggunakan efluen air limbah. 5.
Perpindahan melalui vektor (Vektor- borne Transmission) Vektor-vektor yang paling penting di dalam perpindahan penyakit antara
lain adalah: arthropoda misalnya kutu dan serangga, atau vertebrata misalnya hewan pengerat, anjing, kucing dll. Organisme patogen mungkin tidak berkembang biak di dalam vektor arthropoda tersebut. Beberapa penyakit yang berpindah melalui vektor antara lain malaria (dari plasmodium), penyakit kuning dan encephalitis (keduanya dari arbovirus), dan rabies (dari virus rabies yang berpindah dari gigitan anjing atau kucing). Beberapa penularan pathogen oleh mikroorganisme dapat dilihat dari ilustrasi dibawah ini :
Gambar 2.9: Ilustrasi penularan mikroba penyebab penyakit Sumber :www.slideshare.net C.
Pencegahan Penularan Mikroba
Bakteri sangat membahayakan kesehatan manusia. Untuk itu, diperlukan cara menanggulangi bahaya akibat bakteri. Untuk mengatasi berbagai aktifi tas
17
bakteri yang dapat merugikan, perlu di lakukan tindakan yang tepat. Tindakah tersebut dapat berupa tindakan pencegahan (preventif) maupun tindakan pengobatan. Tindakan pencegahan dapat dilakukan dengan vaksinasi, sterilisasi, dan pasteurisasi, dan pengawetan bahan makanan (Pelczar, 1986). 1.
Vaksinasi Vaksinasi adalah pencegahan penyakit dengan pemberian vaksin, bakteri
yang sudah dilemahkan, sehingga tubuh menerima dapat terhadap bakteri penyebab penyakit tertentu. Beberapa contoh vaksin untuk pencegahan penyakit yang disebabkan oleh bakteri adalah vaksin kolera untuk mencegah penyakit kolera, vaksin tifus untuk mencegah penyakit tifus, vaksin BCG (Bacile Calmette Guerin) untuk mencegah penyakit TBC, vaksin DTP (Dipteria Tetanus Pertusis vaccines) untuk mencegah penyakit difterie, pertusis (batuk rejan), dan tetanus), dan vaksin TCD (Typus Chorela Disentry) untuk mencegah penyakit typus, kholera, dan desentri (Pelczar, 1986). 2.
Sterilisasi Sterilisasi
adalah
pemusnahan
bakteri
misalnya
dalam
pengawetan
makanan. Tujuannya adalah untuk mendapatkan kondisi steril (suci hama), metodenya disebut aseptis. Sterilisasi dapat dilakukan melalui pemanasan dengan menggunakan udara panas atau uap air panas bertekanan tinggi. Sterilisasi dengan udara panas menggunakan oven dengan temperatur 170 – 180°C. Cara ini digunakan untuk mensterilisasikan peralatan di laboratorium. Sterilisasi dengan uap air panas bertekanan tinggi dilakukan denganmenggunakan alat yang disebut autoklaf, pada temperatur 115 – 134°C. Autoklaf digunakan untuk sterilisasi bahan dan peralatan. Sterilisasi pada umumnya digunakan pada industri makanan atau minuman kaleng, penelitian bidang mikrobiologi, dan untuk memperoleh biakan murni suatu jenis bakteri (Pelczar, 1986). 3.
Pasteurisasi Pasteurisasi adalah pemanasan dengan suhu 63 – 72 °C selama 15 - 30
menit. Pasteurisasi dilakukan pada bahan makanan yang tidak tahan pemanasan dalam suhu tinggi, misalnya susu. Sehingga untuk mematikan bakteri patogen (Salmonella dan Mycobacterium) dari susu dilakukan pasteurisasi. Dengan pasteurisasi, rasa dan aroma khas susu dapat dipertahankan. Teknik sterilisasi
18
dengan suhu rendah ini ditemukan oleh Louis Pasteur (1822-1895), seorang ilmuwan Perancis. Selain dengan sterilisasi dan pasteurisasi, pengawetan makanan juga bisa dilakukan secara tradisional. Kalian mungkin pernah melihat proses pengasinan ikan, pemanisan buah-buahan, pengasapan daging, atau pengeringan makanan (Pelczar, 1986). D.
Uji Daya Antibakteri Terhadap Antiseptik
Adanya zona bening menunjukkan bahwa pertumbuhan bakteri terhambat oleh zat aktif tertentu pada antibiotic. Bagian yang dirusak atau dihambat dari mikroba oleh antibiotic
tertentu. Berdasarkan
mekanisme
kerjanya
dapat
digolongkan sebagai berikut: 1.
Penghambatan pertumbuhan oleh analog Dalam kelompok ini termasuk sulfonamida. Pada umumnya bakteri
memerlukan para-aminobensoat (PABA) untuk sintesis asam folat yang diperlukan dalam sintesis purin. Sulfonamida memiliki struktur seperti PABA, sehingga penggunaan sulfonamida menghasilkan asam folat yang tidak berfungsi (Jawetz et al ., 2005). 2.
Penghambatan sintesis dinding sel Perbedaan struktur sel antara bakteri dan eukariot menguntungkan bagi
penggunaan bahan antimikrobial (Jawetz et al ., 2005). 3.
Penghambatan fungsi membran sel Membran sel bakteri dan fungi dapat dirusak oleh beberapa bahan tertentu
tanpa merusak sel inang. Polymxin berdaya kerja terhadap bakteri Gram-negatif, sedangkan antibiotik polyene terhadap fungi. Namun demikian penggunaan keduan antibiotik ini tidak dapat ditukar balik. Ini berarti bahwa polymixin tidak berdaya kerja terhadap fungi. Hal ini disebabkan karena membran sel bakte ri pada umumnya tidak mengandung sterol, sedangkan pada fungi ditemukan sterol. Polyene harus bereaksi dengan sterol dalam membran sel fungi sebelum mempunyai kemampuan merusak membran (Jawetz et al ., 2005). 4.
Penghambatan Sintesis protein Kebanyakan antibiotic ditemukan pada pelaksanaan "program penapisan ".
program demikian yang dimulai dengan pengapungan dalam cuplikan tanah melalui tahap sampai percobaan hewan. Pada uji deretan pengenceran, antibiotik
19
diencerkan dengan larutan biak yang telah ditanami dengan kuman uji menurut tahap pengenceran (Jawetz et al ., 2005) E.
Uji Antagonisme Antar Mikroba
Dalam suatu lingkungan yang kompleks yang berisi berbagai macam organisme. Aktivitas metabolisme suatu organisme akan berpengaruh terhadap lingkungannya. Mikroorganisme seperti halnya organisme lain yang berada dalam lingkungan yang kompleks senantiasa berhubungan baik dengan pengaruh faktor biotik dan faktor abiotik. Sedikit sekali suatu mikroorganisme yang hidup di alam mampu hidup secara individual. Hubungan mikroorganisme dapat terjadi baik dengan sesama mikroorganisme, hewan ataupun dengan tumbuhan. Hubungan ini membentuk suatu pola interaksi yang spesifik yang dikenal dengan simbiosis (Kusnadi, 2003). Interaksi antar mikroorganisme yang menempati suatu habitat yang sama akan memberikan pengaruh positif atau saling menguntungkan dan pengaruh negative atau saling merugikan dan juga netral, tidak ada pengaruh yang berarti (Kusnadi, 2003). Beberapa macam hubungan antar spesies bakteri di alam antara lain komensalisme, mutualisme serta antagonisme atau amensalisme. Hubungan mikroorganisme dengan organisme lain yang saling menekan pertumbuhannya disebut antagonisme.Antagonisme menyatakan hubungan yang berlawanan, dapat dikatakan sebagai hubungan yang asosial. Spesies yang satu menghasilkan sesuatu yang meracuni spesies yang lain, sehingga pertumbuhan spesies yang terakhir sangat terganggu. Zat yang dihasiIkan oleh spesies yang pertama mungkin berupa suatu ekskret, sisa makanan dan yang jelas bahwa zat itu "menentang" kehidupan yang lain. Zat penentang tersebut dinamakan antibiotika (Lasriantoni, 2010). Mikroba antagonis merupakan suatu jasad renik yang dapat menekan, menghambat dan memusnahkan mikroba lainnya. Mikroba antagonis ini dapat berupa bakteri, jamur atau cendawan, actinomycetes atau virus (Suryadi, 2009). Dwidjoseputro (2009) menggunakan istilah amensalisme untuk hubungan antagonisme tersebut. Spesies yang terhambat pertumbuhannya disebut amensal, sedang spesies yang menghambat pertumbuhan disebut antagonis. Ada tiga mekanisme yang digunakan oleh bakteri antagonis untuk mencegah bakteri
20
merugikan. Pertama, menimbulkan persaingan makanan sedemikian rupa sehingga bakteri pembusuk sulit mendapatkan makanan; kedua, menurunkan pH lingkungan sehingga aktivitas bakteri pembusuk terganggu dan menjadi tidak dapat bertahan hidup; dan ketiga, menghasilkan produk metabolit yang bersifat racun bagi bakteri bakteri merugikan (Lasriantoni, 2010). Berdasarkan mekanism e kerja anti bakterinya, antibiotika dibedakan beberapa macam, yaitu: a.
Penghambat sintesis dinding sel
b.
Penghambat sintesis protein
c.
Kerusakan membrane sel
d.
Penghambatan sintesis DNA atau RNA
21
BAB III PENUTUP
A.
Simpulan
Berdasarkan kajian teori, dapat disimpulkan sebagai berikut: 1.
Beberapa macam mikroba yang meyebabkan penyakit antara lain: Staphylococcus
aureus,
Corynebacterium
diphtheria,
Haemophilus
influenzae, Treponema pallidum, Chlamydia trachomatis, Vibrio cholera, Shigella, dan Salmonella. 2.
Organisme patogen dapat berpindah dari reservoir ke dalam inang atau host melalui berbagai rute, yaitu antara lain: Perpindahan dari orang ke orang (person to person transmission), Perpindahan melalui air (waterborne transmission), Perpindahan melalui makanan
(Foodborne Transmission),
Perpindahan melalui udara (airborne transmission), dan Perpindahan melalui vektor (Vektor- borne Transmission) 3.
Tindakan pencegahan mikroba penyebab penyakit dapat dilakukan dengan vaksinasi, sterilisasi, dan pasteurisasi, dan pengawetan bahan makanan
4.
Berdasarkan mekanisme kerjanya dapat digolongkan sebagai berikut: Penghambatan pertumbuhan oleh analog, Penghambatan sintesis dinding sel, Penghambatan fungsi membran sel, dan Penghambatan Sintesis protein
5.
Antagonisme menyatakan hubungan yang berlawanan, dapat dikatakan sebagai hubungan yang asosial antar mikroba. Spesies mikroba yang satu menghasilkan sesuatu yang meracuni spesies mikroba yang lain, sehingga pertumbuhan spesies mikroba yang terakhir sangat terganggu. Zat yang dihasiIkan oleh spesies mikroba yang pertama mungkin berupa suatu ekskresi, sisa makanan yang bersifat "menentang" kehidupan spesies mikroba yang lain
B.
Saran
Untuk mencegah terjadinya penularan mikroba penyebab penyakit akibat adanya mikroba yang bersifat patogen, maka dapat dilakukan beberapa hal, antara lain:
21
22
a.
Selalu mencuci tangan terlebih dahulu dengan menggunakan antiseptik sebelum makan dan minum.
b.
Selalu menjaga kebersihan tubuh dengan mandi dan membersihkan diri secara teratur.
23
DAFTAR RUJUKAN
Craun, G.F., Ed. 1986.
Waterborne Disease in The United State. CRC Press,
Boca Raton Dwidjoseputro, D. 2009. Dasar-dasar Mikrobiologi. Jakarta: Penerbit Djambatan. Elek S. 1956. Experimental staphylococcal infectionsin the skin of man. Ann NY Acad Sci 65: 85-90 Howard BJ, Klass J II, Rubin SJ, Weissfeld AS, Tilton RC, eds.1987. Staphylococci. Clinical and Pathogenic Microbiology. Mosby,Washington D.C. pp 231-244 Jawetz, E., Joseph M., Edward A.1996. Mikrobiologi Kedokteran. Nugrogo, E., Maulany, R. F., alih bahasa; Setiawan, I., editor. Jakarta : Penerbit EGC: 188-190. Kusnadi. 2003. Mikrobiologi. Bandung: JICA L.G. Harris, S.J. Foster & R.G. Richards. 2002. An Introduction Tostaphylococcus Aureus, and Techniques for Identifying and Quantifying S. Aureusadhesins in Relation to Adhesion to Biomaterials: Review. European Cell and Materials Vol 4 : University of Sheffield. Lasriantoni,
Redho.
2010.
Hubungan
Antar
Spesies.
(Online).
(http://id.shvoong.com/exact-sciences/biology/2081945-hubungan-antarspesies/), diakses pada 10 April 2016 pukul 14.00 WIB). Pelczar, Michael, dkk. 1986. Dasar-Dasar Mikrobiologi. Jakarta: Universitas Indonesia. Projan SJ, Novick RP. 1997. The molecular basis of pathogenicity. In: Crossley KB, Archer GL, eds. The Sta-phylococci in Human Diseases. Churchill Livingston,London. pp 55-81 Said, N. I., & Marsidi R. 2005. Mikroorganisme Patogen dan Parasit di Dalam Air Limbah Domestik Serta Alternatif Teknologi Pengolahan.
JAI Vol 1
No 1. Shockman GD, Barrett JF. 1983. Structure, Function,and Assembly of Cell Walls of Gram-Positive Bacteria. AnnuRev Microbiol 37: 501-527.
23
24
Shulman
JA,
Nahmias
AJ.
1972.
Staphylococcal
in-fections:
clinical
aspects.Cohen JO, ed. The Staphy-lococci. Wiley, New York pp 457-482. Sobsey, M.D., and B. Olson. 1983. Microbial agents of waterborne disease, in: Assessement of Microbiology and Turbidity Standards fo Drinking Water, P.S.Berger and Argaman, Eds. EPA Report # EPA 570-9-83-001. Waldvogel FA. 1990. Staphylococcus aureus (includ-ing toxic shock syndrome). Principles and Practice of InfectiousDisease, 3rded. Churchill Livingston, London. pp 1489-1510. Waldvogel FA. 1990. Staphylococcus aureus(includiing toxic shock syndrome), In: Mandell GL, Douglas RG,Bennett JE (eds.). Principles and Practice of InfectiousDisease, 3rded. Churchill Livingston, London. pp 1489-1510 Ward ME, Ridgway G. Chlamydia. In: Collier L, Balows A, 16. Sussman A, editors. Topley and Wilsons. Microbiology And Microbial Infection. 9th ed. New York: Oxford University Press Inc. 1999. p. 1331-6 Wilkinson BJ. 1997. The Staphylococci in Human Diseases. Church-ill Livingston, London. pp 1-38.
