MIKROBIOLOGI AIR
Bahan kuliah By Dra. Syarifah Miftahul El Jannah.T.M.Biomed
Pendahuluan Air materi
esensial dalam kehidupan
Kebutuhan air berbeda, tergantung tempat, tingkat kehidupan [ekonomi dan sosial]
Depkes, kebutuhan air perkapita di Indonesia Mandi
30 liter
Mencuci
15 liter
Masak
5 liter
Minum
5 liter
Lain-lain
5 liter
60 liter
Sejalan
kemajuan peningkatan taraf kehidupan peningkatan kebutuhan air
Berbagai –
– –
usaha pemenuhan kebutuhan
Mencari sumber-sumber air baru [Air tanah, air danau, air sungai dsb] Mengolah dan menawarkan air laut Mengolah dan memurnikan kembali air kotor dari sungai, danau, dsb
MIKROBA AIR
AIR
H2O
??? Di alam sulit
H2O + X , X Kimia, biologi
Suriawiria [1996]
nyaris
tidak pernah
1. Pada air jernih a. Kelo Kelomp mpok ok ba bakt kter erii bes besi, i, Crenothrix dan Sphaerotilus mengoksidasi Ferro menjadi ferri air berubah warna bila disimpan lama [kehitam-hitaman, kecoklatan]
b. Kelompok bakteri belerang, Chromatium dan Thiobacillus mereduksi senyawa sulfat menjadi H2S air disimpan akan tercium bau busuk c. Kelompok mikroalgae, algae biru, algae hijau dan diatomae air akan berwarna
2. Pada air kotor atau sudah tercemar selain flora normal + bakteri lain: a. Kelompok patogen cholerae dll.
S. typhi, S. paratyphi, V.
b. Kelompok bakteri pencemar fekal dan atau non fekal
bakteri
golongan Coli
c. Kelompok bakteri pengguna bakteri yang mampu mengurai senyawa tertentu di dalam badan air pengguna residu pestisida, minyak bumi, deterjen
Populasi
mikroorganisme
dalam
lingkungan
perairan tergantung berbagai faktor: [Budiyanto, 2002] 1. Suhu, berkisar 30-400C [daerah ekuator]. Bakteri psikrofilik pada air asin dgn suhu di bawah 50C, air panas 70-720C [Thermophilus aquaticus ]. 2. Tekanan hidrostatik mempengaruhi kelarutan nutrien spt bikarbonat, HCO3, pH, suhu. Bakteri barofilik dapat tumbuh dalam tekanan hidrostatik tinggi. 3. Cahaya
mikroorganisme
fotosintetik
4. Salinitas garam utama dalam air Cl, SO4, CO3, K, Ca, Mg, konsentrasi rendah di permukaan sungai dan muara, bakteri yang tumbuh bersifat halofilik dgn konsentrasi garam 2,5-4% 5. pH
6,5-8,5
6. Kekeruhan
mempengaruhi
penetrasi cahaya
Bahan terlarut yang menyebabkan kekeruhan: a. Partikel mineral dari darat b. detritus
selulosa,
hemiselulosa, dan khitin
c. Mikroorganisme terlarut 7. Bahan organik dan anorganik Nitrat dan pospat digunakan oleh saprofit dan fungi, Hg dan logam lainnya menghambat pertumbuhan mikroorganisme.
Pemeriksaan kualitas bakteriologi
Parameter uji bakteriologi : –
untuk
melihat
kualitas
air
secara
MPN [Most Probable Number ] / Angka perkiraan terdekat mendapatkan jumlah SEL bakteri golongan Coliform dan E. coli yang berasal dari fekal ataupun non fekal satuan hasil ……….sel /100 mL. Metoda Hopskin [pengenceran pada tabung ], Metoda Millipore/penyaringan
–
TPC [Total plate count / [HJK [Hitung Jumlah Kuman] mendapatkan jumlah bakteri aerob dan fakultatip aerob satuan hasil …..koloni/ml
1. Metoda pembiakan tabung ganda (multiple tube fermentation test) Test ini hasil dilaporkan sebagai indeks MPN ( Most Probable Number), angka ini bukanlah angka bilangan yang sesungguhnya dari angka bakteri koli, akan tetapi ini merupakan angka yang paling mendekati angka bakteri koli yang sebenarnya per 100 ml. Pada tes ini ada 3 tahapan pemeriksaan / tes : a. Presumtive test / tes praduga b. Convirmatife test / tes pasti c. Completed tes / tes lengkap
2. Metoda saringan membran (Membran filter)
Pada metode ini memberikan angka perhitungan koli secara langsung, ditemukan pada tahun 1951 merupakan teknik penyaring molekuler [Moleculer Filter Technique ]. Metoda ini menggunakan selaput tipis berpori yang terbuat dari asetat-selulosa, kolloidion atau materi serupa, ukuran pori 0,5 mikron atau lebih.
Berdasarkan hasil pemeriksaan laboratorium untuk kualitas bakteriologis sampel air dapat digolongkan kedalam kualitas bakteriologis sebagai berikut : ( untuk air bersih)
Kelas Kualitas A (baik)
Coliform total 50
B (kurang baik)
51 – 100
C (jelek)
101 -- 1.000
D (amat jelek)
1.001 – 2.400
E (amat sangat jelek)
> 2.400
Sumber: Ditjen P2M PLP, Direktorat Pengelolaan air.
Indeks Pencemar Biologis/IPB [BIP /Biological Indices of Pollutions ] Penentuan
nilai IPB dilakukan jika perairan tersebut akan digunakan sebagai bahan baku industri, rekreasi
Semakin
nilai IPB kemungkinan deteriosasi/korosi materi pada sistem akan tinggi. Atau kemungkinan adanya jasad patogen
Nilai IPB ditentukan dengan rumus: IPB = B/A+B x 100 A; Jumlah mikroorganisme yang mengandung klorofil B; Jumlah mikroorganisme yang tidak berklorofil
Perhitungan secara langsung bilik hitung 500 – 1000 ml air dipekatkan menjadi 50 ml [1500 rpm] endapan dianalisis dan dihitung
centrifuge
Nilai IPB air Nilai IPB
Nilai Air
0 – 8 9 – 20 21 – 60 61 - 100
Bersih, Jernih Tercemar – ringan Tercemar – sedang Tercemar - berat
ANKISTRODESMUS
ASTEROKOKUS
PALMODICTYON
SCENEDESMUS ACUMINATUS
PANDORINA MORUM
ULOTHRIX MONILIFORMIS
PEDIASTRUM TETRAS
ESCHERICHIA Differential diagnosa 1.
Oportunis
2.
Batang pendek [kokobasil], motil
3.
Gram -/N, 0,4-0,7 m x 1,4 m
4.
usus
besar manusia
Antigen O, H dan K, beberapa strain membentuk hemolisin Menimbulkan diare dengan 2 cara:
5. •
Membentuk enterotoksin; termolabil/LT dan termostabil/ST
•
Invasi pada epitel dinding usus Berdasarkan cara menyebabkan sakit:
6. •
EPEC [Enteropathogenic E. coli ]
•
ETEC [Enterotoxigenic E. coli ]
PERJALANAN PENYAKIT Escherichia [patogen]
Invasi sel mukosa
Kerusakan sel, terlepasnya lapisan mukosa
Strain enterotoxigenic toksin ST/LT Strain enteroinvasive
Diare: Cair, mukus
Hemolisisn
Diare; Cair, mukus, pus, darah CARA KERJA TOKSIN LT LT
Merangsang kerja
Siklase adenil
ATP
AMP siklik + PPi
Cat: Jumlah AMP ↓ merangsang ekskresi Cl menghambat penyerapan Na [ketidakseimbangan elektrolit di lap. Lendir usus] kehilangan cairan dari usus Halus.
CARA KERJA TOKSIN ST Siklase guanilat pada epitel
ST Merangsang
Membentuk GIP + Monophosphat guanosin siklik [cGMP]
Menghambat penyerapan Cl-
Cat: jumlah AMP tidak menurun Penyakit lain yang disebabkan oleh E. coli 1. ISK [85% kasus] 2. Pneumonis [ 50% NI] 3. Meningitis [bayi baru lahir] 4. Infeksi luka [terutama luka abdomen]
Escherichia coli
Flagel dan fimbrae
Kolonisasi bakteri di Usus besar
SALMONELLA Differential diagnosa 1.
Kuman berbentuk batang, 3,5 m x 0,5-0,8 m , koloni 3-4 mm
2.
Gram -/N, motil [peritrikh], tidak berspora
3.
Fakultatip aerob dan anaerob
4.
Meragi glukosa dan manosa, tidak meragi laktosa & sukrosa
5.
Cenderung menghasilkan H2S
6.
pH pertumbuhan 6-8
Demam enterik
Bakteriaemia/septikemia
Enterokolitis/ Gastroenteritis
Masa inkubasi
7-20 hari
Variabel
8-48 jam
Permulaan penyakit
Tidak diketahui
Mendadak, cepat naik kmd memuncak ke suhu sepsis
Mendadak
Demam
Lambat tinggi [tetap] dgn stadium thypoidal
Masa sakit
Beberapa minggu
Sering tidak ada
2-5 hari
Gejala gastrointestinal
Obstipasi berdarah
Positip pd waktu demam tinggi
Nausea, muntah, diare
Biakan darah
+/P mg pertama, kedua penyakit
Positip pada waktu demam tinggi
Negatip
Biakan tinja
+/p pd mg pertama, -/N pd awal penyakit
Jarang +/P
Positip segera setelah penyakit timbul
Perjalanan penyakit
Salmonella usus halus Kel. Getah bening aliran darah organ/usus berkembang Jar. Limfoid Tinja
Invasi air mulut darah lesi local pd paru, tulang, selaput otak [tdk ada manifestasi usus]
Kuman usus halus invasi lap. Epitel ileum Enteritis dan diare
Spesies
S. typhi, S.parathypi A, B S. cholerasuis
diare
Variabel
Biasanya rendah
S. typhimurium
MIFTAHEL
Salmonella spp
Flagel salmonella Yang peritrikh Kolonisasi sel di dalam jaringan
Koloni bakteri pada media SSA
SHIGELLA Differential diagnosa 1.
Batang, berukuran 0,5-0,7 m x 2-3 m
2.
Non motil, Gram -/N, Fakultatif anaerob
3.
Tidak meragi laktosa, meragi karbohidrat lainnya menghasilkan asam tanpa gas.
4.
Tidak berkapsul, tidak membentuk spora, pada biakan muda bentuk kokobasil
SHIGELLA 5.
Koloni konveks, bilat, transparan, smooth, 2 mm/24 jam
6.
pH pertumbuhan 6,4 – 7,8
7.
Dibagi 4 serogrup berdasarkan komponen antigen O: a. Grup A
Shigella dysenteriae
b. Grup B
Shigella flexneri
c. Grup C
Shigella boydii
d. Grup D
Shigella sonnei
Patogenesis dan Patologi 1.
Habitat alami usus menginvasi ke darah
besar
manusia,
jarang
2.
Dosis infektif > 1000 organisme
3.
Masa inkubasi 1-3 hari mendadak timbul nyeri perut, demam, tinja encer
4.
Kuman Lap. Sel epitel permukaan mukosa usus di ileum dan kolon multiplikasi peradangan usus [reaksi tubuh]kematian sel mengelupasnya lapisan
Shigellosis menyebabkan 3 bentuk diare: •
Disentri klasik mukus, pus
tinja
•
Watery diarrhea
•
Kombinasi keduanya
encer, darah,
2. Mekanisme infeksi makanan oleh Shigella spp Infeksi
peroral, terutama melalui makanan jenis sayuran, susu dan protein tinggi
Dosis Berat
infeksi 103 kuman
ringannya tergantung spesies yang meninfeksi paling berat S. dysentriae, kemudian berturut-turut S. flexneri, S. boydii dan yang paling ringan S. sonnei.
MO melewati lambung usus halus kolon, ditangkap oleh epitel
menginfeksi jaringan sekitar
multiplikasi, menyebabkan rusaknya sel epitel
reaksi radang nekrotik, pengelupasan epitel, perdarahan. [tidak pernah terjadi perforasi dan masuk ke organ dalam]
Shigella spp
Bentuk sel bakteri
Koloni bakteri pada agar SSA
