BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Bakteri merupakan salah satu makhluk hidup yang jumlahnya banyak

disekitar kita. Bakteri pun berada di mana-mana. Di tempat yang paling dekat

dengan kita pun juga terdapat bakteri contohnya saja tas, buku, pakaian, dan

banyak hal lainnya. Maka dari itu bakteri merupakan penyebab penyakit yang

cukup sering terjadi. Karena banyaknya manusia yang mengabaikan penyakit

tersebut karena terkadang gejala awal yang diberikan ada gelaja awal yang

biasa saja. Maka dari itu alangkah baiknya jika kita masyarakat dapat

mengetahui bagaimana cara bakteri itu menginfeksi dan gejala-gejala apa yang

akan diberikannya.

Banyaknya manusia yang mulai tidak begitu peduli dengan gejala awal

terjangkitnya bakteri salah satunya adalah pada saluran pencernaan. Saluran

pencernaan adalah saluran yang sangat berperan dalam tubuh. Jika saluran

pencernaan terganggu akan cukup mengganggu aktivitas tubuh saat itu. Tapi

banyak masyarakat yang tidak peduli dengan penyakit yang ditimbulkan.

Misalnya saja penyakit yang dapat ditimbulkan oleh bakteri ada diare, gejala

awalnya ada kondisi perut yang tidak enak gejala awalnya cukup biasa tetapi

jika terlalu didiamkan akan membuat kondisi itu menjadi akut dan fatal. Maka

dari itu, bakteri merupakan penyebab penyakit yang cukup banyak pada saat

ini.

Pada dasarnya dari seluruh mikroorganisme yang ada di alam, hanya sebagian

kecil saja yang merupakan patogen. Patogen adalah organisme atau

mikroorganisme yang menyebabkan penyakit pada organisme lain.

Kemampuan pathogen untuk menyebabkan penyakit disebut dengan

patogenesis. Dan patogenesis disini adalah mekanisme infeksi dan mekanisme

perkembangan penyakit. Infeksi adalah invasi inang oleh mikroba yang

memperbanyak dan berasosiasi dengan jaringan inang. Infeksi berbeda dengan

penyakit. Sebagaimana kita ketahui sebelumnya mikroorganisme adalah

1

organisme hidup yang berukuran mikroskopis sehingga tidak dapat dilihat

dengan mata telanjang. Mikroorganisme dapat ditemukan disemua tempat yang

memungkinkan terjadinya kehidupan, disegala lingkungan hidup manusia.

Mereka ada di dalam tanah, di lingkungan akuatik, dan atmosfer ( udara )

serta makanan, dan karena beberapa hal mikroorganisme tersebut dapat masuk

secara alami ke dalam tubuh manusia, tinggal menetap dalam tubuh manusia

atau hanya bertempat tinggal sementara. Mikroorganisme ini dapat

menguntungkan inangnya tetapi dalam kondisi tertentu dapat juga

menimbulkan penyakit.

1.2 Skenario

Bakteri patogen mampu menyebabkan penyakit. Bakteri dapat menyebabkan

penyakit karena kemampuannya menyerang jaringan yang dikenal dengan istilah

invasi dan kemampuan toksigenesis. Proses invasi melibatkan kolonisasi,

produksi invasin, dan kemampuan mengatasi pertahanan host. Selanjutnya

menghasilkan toksin, merusak sel, dan menyebabkan penyakit.

1.3 Rumusan Masalah

Dari latar belakang dan scenario diatas, dapat dirumuskan beberapa masalah,

antara lain sebagai berikut:

1. Bagaimana mekanisme patogenesis bakteri secara umum?

2. Bagaimana mekanisme invasi?

3. Bagaimana mekanisme kolonisasi?

4. Apa saja macam-macam invasin yang diproduksi oleh bakteri?

5. Bagaimana mekanisme pertahanan host?

6. Apa saja macam-macam toksin yang dihasilkan oleh bakteri?

1.4 Tujuan Pembelajaran

Dari beberapa hal diatas, tujuan pembelajaran yang ingin kami capai, antara

lain sebagai berikut:

1. Menjelaskan patogenesis bakteri

2

2. Menjelaskan mekanisme invasi

a. Kolonisasi

b. Produksi invasin

c. Pertahanan host

3. Menjelaskan mekanisme toksigenesis

a. Macam-macam toksin

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Bakteri

Bakteri (dari kata Latin bacterium; jamak: bacteria) adalah kelompok

organisme yang tidak memiliki membran inti sel. Organisme ini termasuk ke

dalam domain prokariota dan berukuran sangat kecil (mikroskopik), serta

memiliki peran besar dalam kehidupan di bumi. Beberapa kelompok bakteri

dikenal sebagai agen penyebab infeksi dan penyakit, sedangkan kelompok lainnya

dapat memberikan manfaat dibidang pangan, pengobatan, dan industri. Struktur

sel bakteri relatif sederhana: tanpa nukleus/inti sel, kerangka sel, dan organel-

organel lain seperti mitokondria dan kloroplas. Hal inilah yang menjadi dasar

perbedaan antara sel prokariot dengan sel eukariot yang lebih kompleks.

Bakteri dapat ditemukan di hampir semua tempat: di tanah, air, udara, dalam

simbiosis dengan organisme lain maupun sebagai agen parasit (patogen), bahkan

dalam tubuh manusia. Pada umumnya, bakteri berukuran 0,5-5 μm, tetapi ada

bakteri tertentu yang dapat berdiameter hingga 700 μm, yaitu Thiomargarita.

Mereka umumnya memiliki dinding sel, seperti sel tumbuhan dan jamur, tetapi

dengan bahan pembentuk sangat berbeda (peptidoglikan). Beberapa jenis bakteri

bersifat motil (mampu bergerak) dan mobilitasnya ini disebabkan oleh flagel.

2.2 Mekanisme Patogenesis Bakteri

Patogenesis infeksi bakteri diawali permulaan proses infeksi hingga

mekanisme timbulnya tanda dan gejala penyakit. Patogenesis bakteri memiliki

beberapa tahapan, antara lain: Adhesi, Kolonisasi, Invasi, dan Toksigenesis.

Adhesi

Adhesi merupakan proses bakteri menempel pada permukaan sel inang,

pelekatan terjadi pada sel epitel. Adhesi bakteri ke permukaan sel inang

memerlukan protein adhesin dimana adhesin dibagi menjadi 2 fimbrial dan

4

afimbrial. Adhesi fimbrial adalah struktur menyerupai rambut yang terdapat pada

permukaan sel bakteri yang tersusun atas protein yang tersusun rapat dan

memiliki bentuk silinder heliks. Mekanisme adhesi fili yaitu Fili bertindak sebagai

ligan dan berikatan dengan reseptor yang terdapat pada permukaan sel host.

Molekul adhesin afimbrial golongan berupa protein (polipeptida) dan polisakarida

yg melekat pada membran sel bakteri. Polisakarida yg berperan dalam sel

biasanya adalah penyusun membran sel seperti:glikolipid, glikoprotein, matriks

ekstraseluler (fibronectin, collagen).

Kolonisasi

Kolonisasi merupakan proses dimana bakteri menempati dan bermultiplikasi

pada suatu daerah tertentu dalam tubuh manusia. Kolonisasi berlangsung pada

permukaan inang dengan proses- proses yang meliputi penetrasi kulit utuh,

penetrasi lapisan musin, resistensi terhadap peptida antibakteri, penempelan,

protease sIgA, mekanisme pengambilan besi.

Invasi

Invasi yaitu proses bakteri masuk ke dalam sel inang/jaringan dan menyebar

ke seluruh tubuh, akses yang lebih mendalam dari bakteri supaya dapat memulai

proses infeksi. Dibagi menjadi dua yaitu ekstraseluler dan intraseluler. Pada saat

bakteri dalam tahap invasi, bakteri akan mengeluarkan suatu zat berupa enzim

yang memfasilitasi peristiwa invasi yang disebut invasin. Invasi ini meliputi tahap

- tahap yaitu mikroba menghasilkan enzim pendegradasi jaringan, mikroba

menghasilkan protease IgA. Setelah invasi, mikroba mampu bertahan hidup dan

berkembang biak dalam sel inang.

Strategi pertahanan bakteri

Bakteri ekstraseluler adalah bakteri yang dapat bereplikasi di luar sel, di

dalam sirkulasi, di jaringan ikat ekstraseluler, dan di berbagai jaringan. Bakteri

ekstraseluler biasanya mudah dihancurkan oleh sel fagosit. Pada keadaan tertentu

bakteri ekstraseluler tidak dapat dihancurkan oleh sel fagosit karena adanya

sintesis kapsul antifagosit, yaitu kapsul luar (outer capsule) yang mengakibatkan

adesi yang tidak baik antara sel fagosit dengan bakteri. Selain itu, kapsul tersebut

melindungi molekul karbohidrat pada permukaan bakteri yang seharusnya dapat

5

dikenali oleh reseptor fagosit. Dengan adanya kapsul ini, akses fagosit dan

deposisi C3b pada dinding sel bakteri dapat dihambat. Beberapa organisme lain

mengeluarkan eksotoksin yang meracuni leukosit. Strategi lainnya adalah dengan

pengikatan bakteri ke permukaan sel non fagosit sehingga memperoleh

perlindungan dari fungsi fagosit .

Beberapa bakteri juga dapat mempercepat pemecahan komplemen melalui

aksi produk mikrobial yang mengikat atau menghambat kerja regulator aktivasi

komplemen. Bahkan beberapa spesies dapat menghindari lisis dengan cara

mengalihkan lokasi aktivasi komplemen melalui sekresi protein umpan (decoy

protein) atau posisi permukaan bakteri yang jauh dari membran sel. Beberapa

organisme Gram positif mempunyai lapisan peptidoglikan tebal yang

menghambat insersi komplek serangan membran C5b-9 pada membran sel

bakteri.

Bakteri intraseluler terbagi atas dua jenis, yaitu bakteri intraseluler

fakultatif dan obligat. Bakteri intraseluler fakultatif adalah bakteri yang mudah

difagositosis tetapi tidak dapat dihancurkan oleh sistem fagositosis. Bakteri

intraseluler obligat adalah bakteri yang hanya dapat hidup dan berkembang biak di

dalam sel hospes. Bakteri intraseluler memiliki kemampuan mempertahankan diri

melalui tiga mekanisme, yaitu:

1. Menghambat fusi lisosom pada vakuola yang berisi bakteri.

2. Lipid mikobakterial seperti lipoarabinomanan menghalangi

pembentukan roi (reactive oxygen intermediate) seperti anion

superoksida, radikal hidroksil dan hidrogen peroksida dan terjadinya

respiratory burst.

3. Menghindari perangkap fagosom dengan menggunakan lisin sehingga

tetap hidup bebas dalam sitoplasma makrofag dan terbebas dari proses

pemusnahan selanjutnya.

Toksigenesis

Kemampuan suatu mikroorganisme untuk menghasilkan suatu toxin - suatu

bahan yang memiliki efek merusak pada sel dan jaringan inang, dan potensi toxin

6

merupakan faktor penting dalam kemampuan mikroorganisme untuk

menyebabkan penyakit. Toxin yang dihasilkan oleh mikroorganisme dapat berupa

exotoxin, toxin yang dikeluarkan ke sekeliling medium; atau endotoxin, toxin

yang berada dalam sel sebagai bagian dari sel.

Exotoxin dikeluarkan dari sel mikroba ke suatu medium kultur atau ke

dalam sirkulasi atau jaringan inang. Exotoxin merupakan protein; yang dapat

dihasilkan oleh bakteri Gram-positif dan Gram-negatif. Efeknya pada jaringan

manusia biasanya sangat spesifik. Exotoxin biasanya mempunyai afinitas untuk

suatu jaringan khusus dimana dia dapat menyebabkan kerusakan. Exotoxin

kehilangan toxisitasnya jika dipanaskan atau diberi perlakuan secara kimia.

Endotoxin. Beberapa mikroorganisme, khususnya bakteri Gram-negatif,

tidak mengeluarkan suatu toxin terlarut, tetapi membuat suatu endotoxin yang

dibebaskan ketika sel mengalami pembelahan, pecah dan mati. Endotoxin dari

bakteri Gram-negatif merupakan komponen struktural membran luar dari dinding

sel bakteri Gram-negatif. Komponen ini merupakan polisakarida (khususnya porsi

A lipid). Endotoxin merupakan racun yang efektif pada tempat terikatnya ( ketika

menjadi bagian dari dinding sel yang utuh) dan ketika dilepaskan sebagai produk

lytik pada pembelahan sel. Dibandingkan dengan exotoxin , endotoxin lebih stabil

terhadap pemanasan, tidak membentuk toxoid dan kurang toxik. Endotoxin

bertanggung jawab untuk beberapa gejala penyakit seperti demam dan shock.

7

BAB III

PEMBAHASAN

3.1 Mapping

3.2 Bakteri

Bakteri merupakan organisme bersel-tunggal yang bereproduksi dengan cara

sederhana, yaitu dengan pembelahan biner. Sebagian besar hidup bebas dan

mengandung informasi genetik dan memiliki sistem biosintetik dan penghasil –

energi yang penting untuk pertumbuhan dan reproduksinya. Sejumlah bakteri,

bersifat parasit intraseluler obligat contohnya Chlamydiae dan Rickettsiae.

Dalam beberapa hal bakteri berbeda dari eukariot. Bakteri tidak memiliki

ribosom 80S maupun organel bermembran, seperti nukleus, mitokondria, lisosom,

retikulum endoplasma maupun badan golgi, bakteri tidak memiliki flagela fibril

9+2 atau struktur silia seperti pada sel eukariot. Bakteri memiliki ribosom 70S dan

kromosom sirkuler tunggal (nukleoid) tanpa sampul yang disusun oleh asam

deoksiribonukleat untai-ganda (DNA) yang bereplikasi secara amitosis.

Jika terjadi pergerakan sering disebabkan adanya struktur flagela filamen-

tunggal. Sejumlah bakteri memiliki mikrofibril eksternal (pili atau fimbria) yang

berfungsi untuk menempel. Mycoplasma tidak memiliki dinding sel, sedangkan

eubakteria lainnya menghasilkan struktur sampul dengan susunan senyawa

kimianya mirip peptidoglikan dinding sel. Eubakteria yang berdinding sel dan

8

archaebakteria dapat berbentuk kokus (bola), basil (batang), batang melengkung

atau spiral. Struktur kimia sampul eubakteria sering digunakan untuk

membedakannya ke dalam kelompok bakteri Gram-positif, Gram-negatif, dan

“acid-fast” (tahan-asam).

3.3 Patogenesis Bakteri

Patogenesis merupakan kemampuan organisme untuk menimbulkan suatu

penyakit. Dalam menimbulkan penyakit, patogen harus bisa memasuki inang ,

bermetabolisme dan berkembang biak di dalam jaringan inang, menahan

pertahanan tubuh inang dan merusak inang. Didalam patogenesis ini, bakteri

patogen hanya berkoloni di satu tempat, namun mampu menyerang seluruh bagian

tubuh inangnya. Ini dikarenakan bakteri mengeluarkan suatu zat racun yaitu

toksin. Kemampuan suatu mikroorganisme patogenik untuk menyebabkan infeksi

dipengaruhi tidak hanya oleh sifat mikroba itu sendiri, tetapi oleh kemampuan

inang untuk menahan infeksi. Proses patogenesis terdiri dari invasi (adhesi,

kolonisasi, produksi invasin dan pertahanan host) dan toksigenesis (menghasilkan

toksin dan merusak sel atau jaringan).

Bakteri merupakan organisme terbanyak. Terdapat ratusan ribu spesies, di

darat, laut, dan tempat ekstrim. Bakteri merupakan Organisme uniseluler dan

prokariot, serta tidak mempunyai klorofil, dan bentuknya mikroskopik. Bakteri

ada yang menguntungkan dan ada yang merugikan. Mekanisme pathogenesis

bakteri (merugikan) adlah sebagai berikut :

Secara umum patogenesis bakteri adalah bakteri masuk ke tubuh inang

melalui bermacam-macam cara, antara lain saluran pernafasan, saluran

pencernaan, rongga mulut, kuku, dll. Setelah itu terjadi proses adhesi-kolonisasi.

Pada proses ini bakteri menempel pada permukaan sel inang, perlekatan bakteri

terjadi pada sel epitel. Pada proses ini, perlekatan bakteri ke sel permukaan sel

inang memerlukan protein adhesin. Adhesin dibagi menjadi dua, yaitu fimbrial

dan afimbrial. Adhesi fimbrial bertindak sebagai ligan dan berikatan dengan

reseptor yang terdapat pada permukaan sel host. Fili sering dikenal sebagai

antigen kolonisasi kerena peranannya sebagai alat penempelan pada sel lain.

9

Toksin yang dikeluarkan dari bakteri menyebabkan pengaruh negative terhadap

sel iang dengan cara mengubah metabolisme normal inang tersebut. Toksin yang

dihasilkan dibedakan menjadi 3 jenis yaitu endotoksin, eksotoksin, dan

enterotoksin. Setelah proses adhesi-kolonisasi, bakteri mengalami proses invasi.

Invasi merupakan proses bakteri masuk ke dalam sel inang dan menyebar ke

seluruh tubuh, proses ini merupakan akses yang lebih dalam dari bakteri.Setelah

invasi mikroba mampu bertahan hidup dan berkembang biak dalam sel inang.

Dalam mempertahan hidup bakteri harus dapat bersaing untuk mendapat nutrisi.

Setelah itu dapat mengakibatkan rusaknya jaringan dan organ-organ tubuh.

3.4 Mekanisme Patogenesis

Bakteri menempel pada inang, kemudian bakteri akan mengeluarkan enzim

Hialuronidase untuk menembus jaringan, enzim Hialuronidase menembus sel

inang dengan cara menghidrolisis asam hiarulonat, yaitu “semen jaringan”

esensial untuk melekatkan bakteri ke sel inang. Setelah menempel di sel inang,

dengan bantuan enzim ekstraseluler yaitu enzim lesitinase dan hemolisin akan

melisiskan sel darah merah. Hemolisin merupakan substansi yang selain melisis

sel-sel darah merah juga membebaskan hemoglobinnya. Setelah sel darah merah

mengalami lisis atau rusak, bakteri juga akan merusak kolagen yang merupakan

serabut jaringan yang banyak terdapat di otot dan tulang dengan bantuan enzim

kolagenase. Setelah itu bersama activator dalam plasma enzim koagulase,

mengubah fibrinogen menjadi fibrin dan kemudian menghasilkan endapan fibrin.

Endapan fibrin digunakan untuk melindungi bakteri dari fagosit inang. Jika sel

bakteri lebih kuat melawan pertahan sel inang maka terjadilah pagositosis bakteri.

3.4.1 Faktor virulensi yang berperan dalam kolonisasi

Struktur permukaan (fimbria, flagella, antigen kapsul, enzim, dan

komponen membran luar) penting dalam hal virulensi bakteri, terutama

kemampuannya menempel, pembentukan koloni sebagai tahap awal infeksi.

3.4.2 Pergerakan bakteri

10

Adanya flagela pada permukaan bakteri patogenik dan oportunistik

dianggap dapat memudahkan kolonisasi dan penyebaran dari tempat awal.

Proteus basil ketika tumbuh dalam medium cair, sel bertingkah laku sebagai

sel perenang (swimmer cell). Ketika dipindahkan ke medium padat, Proteus

basil mengalami morfogenesis menjadi sel berkerumun (‘swarming’) dan

berkerumun di atas medium padat. Pertumbuhan swarming kemudian

menjadi swammer.

3.4.3 Perlekatan bakteri

Fimbriae dan kemampuan menempel

Kemampuan melekat bakteri seringkali dihubungkan dengan adanya

fimbria pada sel bakteri. Penelitian secara in vitro memperlihatkan bahwa

fimbriae mempertinggi perlekatan sel bakteri terhadap sel uroepitel tetapi

menyebabkan patogen lebih rentan terhadap fagositosis. Bakteri dengan

jumlah fimbriae banyak lebih mudah dicerna oleh sel polymorphonuclear

monolayer dibandingkan dengan jumlah fimbriae sedikit.

Adhesin

Bakteri melakukan sejumlah mekanisme dimana dia dapat

menempel atau menembus jaringan inang. Bakteri melekat hanya kepada

permukaan yang komplemen, dan perlekatan melibatkan suatu interaksi di

antara struktur pada permukaan bakteri (adhesin) dan reseptor pada substrat.

Biasanya, ligand multipel pada permukaan pathogen tersedia untuk

meningkatkan kekuatan dan spesifisitas perlekatan ketika ligand tersebut

digunakan bersama-sama. Dengan target struktur yang mengandung matriks

glikoprotein, glikoprotein membran integral, atau glikolipid, adhesin

merupakan protein yang digunakan dalam interaksi protein-karbohidrat atau

protein-protein. Secara resmi tetap dimungkinkan bahwa adhesin merupakan

karbohidrat yang digunakan karbohidrat yang sama, sebagaimana yang

terjadi dalam sejumlah interaksi eukariot, tetapi tipe perlekatan bakteri ini

belum dapat digambarkan.

Faktor yang mempengaruhi adhesi:

11

a. Hidrofobitas permukaan

b. Muatan bersih permukaan

c. Molekul pengikat pada bakteri (ligan)

d. Interaksi reseptor sel inang

Adhesin secara normal dilihat pada permukaan luar sel atau keluar dari

‘appendage’ seperti fimbria. Bakteri dan sebagian besar substrat biologik

dianggap sebagai muatan negatif. Penyusunan adhesin tersebut pada jarak

tertentu dari sel bakteri membantu mengatasi serangan yang menolaknya

dan mengijinkan kontak dengan reseptor pada permukaan substrat pada

jarak tertentu dari bakteri.

Adanya suatu reseptor yang komplemen pada substrat tidak selalu

sama dengan kemampuan suatu bakteri untuk kolonisasi pada jaringan

tersebut. Sebagai contoh, E. coli, yang menghasilkan adhesin spesifik-

manosa, tidak berkolonisasi pada semua substrat mengandung manosa. Dari

fakta ini dianggap bahwa proses perlekatan dapat melibatkan penyajian yang

benar, orientasi, dan mudah dicapai oleh adhesin bakteri dan reseptor

jaringan inang. Terdapat korelasi positif di antara kemampuan sel jaringan

inang untuk mengikat suatu bakteri patogen dan kerentanan inang terhadap

patogen tersebut.

Semakin hidrofob permukaan sel bakteri, semakin besar pelakatan

pada sel inang. Sel bakteri membutuhkan protein adhesin untuk melekatkan

diri pada sel inang. Kemudian, antibodi yang bekerja melawan ligan bakteri

dapat mengahmbat pelekatan pada sel inang dan melindungi inang dari

infeksi.

Sebagai contoh Bordetella pertussis melekat dengan baik pada sel

bersilia manusia tetapi tidak melekat pada sel yang sama dari spesies

mammalia lain yang tidak menerima B.pertussis. Sebagai tambahan untuk

spesifisitas infeksi, kerentanan suatu individu dalam suatu spesies dapat

berikatan kepada pelekat, dianggap diperantarai oleh penyajian reseptor

spesifik yang sering ada dalam bentuk antigen golongan darah. Perlekatan E.

coli kepada sel epitel dari pasien dengan infeksi saluran urin yang berulang ,

12

dapat lima kali lebih besar dibandingkan dengan perlekatan kepada sel dari

individu yang bebas-infeksi.

Dengan cara yang sama, Streptococcus pneumoniae diisolasi dari

penderita otitis media memperlihatkan kecenderungan yang lebih besar

untuk melekat kepada sel nasofarinx dari pada sel dari pasien penderita

septisemia atau meningitis, dengan anggapan bahwa strain tersebut

memperlihatkan tropisma jaringan. Beberapa adhesin yang dimiliki oleh

bakteri patogen:

Adhesin sel uroepitel

Uroepithelial Cell Adhesin (UCA), merupakan suatu protein yang

diisolasi dari isolat uropatogenik P. mirabilis HU 1069. Adesin yang

ditemukan berpengaruh untuk penyerangan bakteri terhadap sel uroepitel.

Gen ucaA terdiri dari 540 bp yang mengkode suatu polipeptida terdiri dari

180 asam amino, termasuk 22 asam amino pengenal urutan peptida.

Adhesin FHA (filamentaous hemaglutinin)

FHA Bordetella pertussis merupakan protein sekretori 220-kDa yang

mengandung beberapa epitope dan dapat mengenali resptor pada permukaan

sel inang. Resptor tersebut termasuk suatu domain pengikat-heparin ujung-N

yang mengikat polisakarida mengandung sulfat, dan dilibatkan dalam

hemaglutinasi, suatu domain lektin ujung-N yang mengikat asam sialat dan

dilibatkan dalam hemaglutinasi., suatu domain lektin untuk sel bersilia,

suatu domain yang mengandung urutan RGD (arginin-glisin-asparagin)

yang mengikat CR3 integrin leukosit, dan dua daerah yang meniru daerah

pengikatan pada faktor X cascade koagulasi dan berikatan kepada CR3

leukosit. Dua daerah FHA juga memperlihatkan sekitar 30% urutan yang

sama dengan keratin dan elastin.

3.4.4 Mekanisme penetrasi bakteri patogen

Suatu patogen pertama kali harus mencapai jaringan inang dan

memperbanyak diri sebelum melakukan kerusakan. Dalam banyak kasus, hal

yang dibutuhkan adalah organisme harus menembus kulit, membran

13

mukosa, atau epitel intestin, permukaan yang secara normal bertindak

sebagai barrier mikroba. Melintasi kulit masuk ke lapisan subkutan hampir

selalu terjadi melalui luka; jarang dilakukan patogen menembus melewati

kulit yang utuh.

3.4.4.1 Penetrasi atau penembusan mukus

Permukaan mukosa ditutupi oleh selapis tipis mukus, yang

tersusun dari beberapa karbohidrat. Lapisan ini merupakan barrier

pertama yang menghadapi patogen ketika memasuki hospes.

Beberapa organisme memiliki kemampuan untuk menguraikan mukus

dengan menggunakan enzim yang dikeluarkannya. Faktor lain yang

membantu penembusan lapisan mukosa adalah motilitas atau

pergerakan. Sebagai contoh motilitas kelihatan terlibat dalam

kolonisasi V. cholerae. Motilitas meningkatkan serbuan Salmonella

dan penembusan sel epitel, meskipun tidak sangat diperlukan.

Walaupun demikian, patogen lain yang menembus permukaan mukosa

dan berinteraksi secara baik dengan sel epitel mukosa adalah

nonmotil /tidak bergerak. Beberapa contoh, termasuk spesies Shigella

dan Yersiniae (pada suhu 37oC). Mekanisme penembusan dan peran

mukus dalam proses ini, tidak dikelompokkan. Sel M (sel epitel

yang khusus) memiliki sedikit mukus pada permukaannya,

sebaliknya sel epitel bentuk silinder dilapisi mukus yang lebih tebal.

Terlihat bahwa sebagian besar mikroorganisme menembus lewat sel

M, tidak terdapatnya suatu barrier mukus pada sel M mukus

kemungkinan dianggap tidak memainkan peran yang berarti dalam

kolonisasi dari sel ini. Sebagai itu, beberapa toxin bakteri yang

menyebabkan diarhea, juga menyebabkan hilangnya mukus.

Hilangnya mukus memudahkan jalan masuk ke sel epitel mukosa.

Perlekatan spesifik. Sebagian besar infeksi mikroba dimulai

dalam membran mukosa pada saluran pernapasan, urin, atau

genitourinari. Ini menunjukkan bakteri atau virus mampu memulai

14

infeksi dengan kemampuan melekat secara spesifik kepada sel epitel.

Bukti untuk spesifisitas ada beberapa tipe. Pertama , merupakan

spesifisitas jaringan. Suatu mikroba penyebab infeksi tidak melekat

pada semua sel epitel secara bersama-sama, tapi memperlihatkan

selekifitas dengan melekat pada daerah tubuh tertentu dimana secara

normal dia dapat masuk. Sebagai contoh, Neisseria gonorrhoeae, agen

penyebab penyakit menular secara sexual gonorrhea, melekat lebih

kuat terhadap epitel urogenital dibanding ke jaringan lain. Kedua,

spesifisitas inang; suatu strain bakteri yang secara normal menginfeksi

manusia akan lebih kuat melekat kepada sel epitel manusia yang

cocok dibanding dengan sel yang sama pada hewan (contoh, tikus),

atau sebaliknya.

Mekanisme yang sebenarnya digunakan untuk perlekatan

sering melibatkan pengikatan appendage permukaan bakteri seperti

pili (fimbriae) terhadap reseptor permukaan sel inang. Sebagai

alternatif identifikasi reseptor inang, bakteri dapat membuat adhesin

nonfimbria sebagai perantara perlekatan. Contoh tersebut termasuk

adhesin afimbria dari E. coli dan hemagglutinin bentuk-filamen dari

Bodetella pertussis.

Sebagai tambahan untuk perlekatan terhadap reseptor

permukaan mukosa, beberapa adhesin bakteri memerantarai kontak

bakteri dengan bakteri, terbentuk dalam susunan mikrokoloni yang

berikatan secara bersentuhan. Peranan perlekatan antara bakteri

dilakukan dalam kolonisasi mukosa menentukan, dengan alasan sekali

suatu patogen berhasil berikatan terhadap permukaan inang, mereka

dapat menyebar. Dengan kata lain, bakteri berpisah pada permukaan

inang, mereka dapat tetap tinggal dan saling berikatan dengan

sesamanya lebih cepat daripada langsung kepada permukaan sel inang,

yang membatasi daerah ini. Perlekatan antara bakteri ini, dianggap

bahwa bakteri mengexpresikan resptor khusus yang menyerupai sel

inang atau adhesin tersebut dapat mengenali reseptor yang berbeda

15

pada bakteri dan sel inang. Dengan kata lain, bakteri mengexpresikan

tipe adhesin yang berbeda untuk kontak interspesies (bakteri-sel inang)

dan intraspesies (bakteri-bakteri). Infeksi seringkali dimulai pada

tempat yang disebut membran mukosa tubuh hewan. Membran

mukosa ditemukan di seluruh tubuh termasuk mulut, farink, esofagus,

saluran urin, pernapasan, dan gastrointestin. Membran mukosa terdiri

dari lapisan tunggal atau banyak sel epitel, sel yang langsung

berhubungan dengan lingkungan eksternal. Membran mukosa

seringkali ditutupi dengan suatu lapisan pelindung dari mukus,

terutama bahan glikoprotein, yang melindungi sel epitel. Lalu, barrier

mukosa dipecahkan, mengijinkan patogen untuk memasuki jaringan

yang lebih dalam.

3.4.4.2 Terjadinya invasi

Invasi merupakan proses bakteri masuk ke dalam sel inang atau

jaringan dan menyebar ke seluruh tubuh. Invasi di bagi menjadi 2 yaitu

ekstraseluler dan intraseluler. Ekstraseluler proses ini terjadi apabila

mikroba merusak barier jaringan untuk menyebar ke dalam tubuh

inang baik melalui peredaran darah maupun limfa. Intraseluler terjadi

apabila mikroba benar benar berpenetrasi dalam sel inang dan hidup di

dalamnya

16

Gambar 3.1 Mekanisme terjadinya invasi

Produksi invasin

Masuknya bakteri di dalam sel inang, meliputi peran aktif bagi

organisme dan peran pasif bagi sel inang. Pada kebanyakan invasi,

bakteri menghasilkan faktor virulen yang mempengaruhi sel inang dan

menyebabkan sel inang menelan atau memakan bakteri. Saat berada

dalam sell inang, bakteri bersembunyi dalam vakuola yang terdiri dari

selaput sel inang atau selaput vakuola yang dapat dilarutkan, dan

bakteri menyebar dalam sitoplasma. Penyebaran bakteri pada jaringan

ini dibantu dengan invasin yang berupa enzim, yang dihasilkan sendiri

oleh sel bakteri tersebut. Beberapa macam produk invasin, antara lain :

1) Protease IgA

IgA adalah antibodi yang disekresikan pada permukaan

mukosa.

2) Lesitinase

Bakteri patogen menghasilkan enzim proteolitik kolagenase

yang menggradasikan kolagen, protein utama pada jaringan

17

penyambung berserat, dan mempermudah penyebaran

infeksi dalam jaringan.

3) Koagulase

Koagulase bekerja sama dengan faktor-faktor serum untuk

mengkoagulasikan plasma. Koagulase juga menyebabkan

pengendapan fibrin pada permukaan sel inang.

4) Hialuronidase

enzim yang menghidrolisis asam hialuronat. Enzim ini

dihaslkan oleh banyak bakteri, (misalnya strafilokokus,

streptkokus, anaerob) dan membantu penyebaran bakteri

melalui jaringan.

3.4.4.3 Pertahanan terhadap host

Untuk dapat bertahan dan memperoleh suplai besi, bakteri

pathogen memproduksi siderofor, yaitu senyawa yang mampu

megkelat besi dengan afinitas tinggi, sehingga dapat menangkap besi

lebih cepat. Contohnya Clostridium memproduksi enzim yang disebut

kolagenase sehingga dapat merusak kolagen jaringan dan dapat

berkoloni di dalam jaringan inang.

Cara Bakteri Mempertahankan Host

1. Bakteri mengubah antigen di permukaan mukosa

2. Bakteri menghasilkan protein pengikat antibodi

3. Bakteri bertahan hidup terhadap fagositosis dengan cara

menghindari fagosom, mencegah fusi fagosom lisosom

dengan cara melakukan pengasaman pada vakuola,

menurunkan keefektifan senyawa toksik yang

menghasilkan komponen mirip inang

4. Bakteri

5. di keluarkan ke fagolisosom setelah fusi.

18

3.4.4.4 Toksigenesis

Bakteri patogen mempunyai kemampuan memproduksi toksin

yg berfungsi sebagai alat utk merusak sel inang dan mendapatkan

nutrisi yang diperlukan dari sel inangnya. Secara umum dapat

dibedakan 2 macam berdasarkan proses pembentukan toksin oleh

bakteri yaitu eksotoksin dan endotoksin

1. Eksotoksin

Sifat-sifat eksotoksin:

Toksin yang termolabil (rusak oleh pemanasan)

Biasanya dibuat oleh bakteri gram positif

Daya kerja yang bersifat enzimatis

Tiap eksotoksin dapat memiliki efek farmakologis yang

khas

Dapat diubah menjadi toksoid

Ciri-ciri eksotoksin : Jika toksin disuntikan kepada jasad

hidup, maka jasad ini di dalam tubuhnya akan membuat bahan-

bahan penentang (antitoksin). Eksotoksin tidak begitu

berbahaya jika tertelan, akan tetapi membawa maut jika masuk

ke dalam peredaran darah. Khususnya Toksin Botulinum dapat

membawa maut jika sampai masuk ke dalam alat-alat

pencernaan. Eksotoksin dapat dibagi menjadii beberapa jenis,

antara lain:

- Menurut jenis sel yang diserang, antara lain: Sitotoksin,

Neurotoksin, Leukotoksin, Hepatoksin, Kardiotoksin.

- Menurut bakteri penghasilnya, antara lain: Kolera toksin,

Shiga toksin, Difteria toksin.

- Menurut struktur dan aktivitas, antara lain: Eksotoksin A-B,

Eksotoksin perusak membrane, Eksotoksin superantigen.

19

2. Endotoksin

Sifat-sifat endotoksin:

Senyawa protein polisakarida lipid yang termostabil (tidak

rusak dengan pemanasan)

Tidak mempunyai efek enzimatis

Dibuat oleh bakteri gram positif

Tidak dapat diolah menjadi toksoid

Efek biologis endotoksin telah dipelajari secara mendalam.

Efek biologis endotoksin bervariasi, yaitu leukopenia,

leukositosis, depresi tekanan darah, aktivasi keping darah,

nekrosis sumsum tulang, hipotermia dan toksisitas letal (pada

tikus), dan induksi sintesis prostaglandin. Namun terdapat efek

dari endotoksin yang menguntungkan inang, yaitu efek

mitogenik limfosit B (dapat meningkatkan resistensi terhadap

infeksi virus dan bakteri), induksi sintesis -interferon oleh

limfosit T(dapat mengaktifkan makrofag dan sel-sel pembunuh

dan mengaktifkan penolakan terhadap sel tumor), aktivasi

komplemen, induksi nonspesifik resistensi infeksi, aktivasi

makrofag, induksi sintesis faktor nekrosis tumor, dan induksi

toleransi endotoksin. Penelitian terakhir terfokus pada

eksploitasi efek positif endotoksin khususnya dalam

perkembangan menstimulasi respons imun. Menghidrolisis

gugus fosfat atau deasilasi satu atau beberapa asam lemak dari

lipid A dapat menurunkan toksisitas lipid A. Toleransi terhadap

endotoksin dapat dihasilkan dengan mengintroduksi lebih dulu

endotoksin dosis rendah atau mengintroduksi lipid A nontoksis

sebelum endotoksin dosis tinggi.

20

Tabel 3.1 Perbedaan eksotoksin dan endotoksin

Eksotoksin Endotoksin

1. Diproduksi oleh sel bakteri hidup,

konsentrasinya tinggi dlm media cair

Diproduksi oleh sel bakteri yang telah mati

2. Tersusun atas molekul polipeptida, Tersusun atas lipopolisakarida kompleks,

dimana gugus lemak mrpk penentu tingkat

toksisitasnya

3. Relatif tidak stabil pada pemanasan;

rusak pd >600C, toksin akan kehilangan

daya toksisitasnya

Masih stabil pd 600C selama 2 jam tanpa

mengubah daya toksisitasnya

4. Bersifat antigenik; mampu

menstimulasi membentukan antibodi.

Mampu merangsang pembentukan

antitoksin

Tidak bersifat antigenik, tidak mampu

menstimulasi pembentukan antitoksin.

Hanya mampu membentuk antibodi terhadap

gugus polisakaridanya

5. Bisa dibuat toksoid dgn. Penambahan

formalin, asam, pemanasan dll.

Tidak dapat dibuat toksoid

6. Mempunyai sifat toksisitas tinggi, fatal

pd hewan coba pd dosis yg sangat kecil

Dosis rendah sdh mampu menimbulkan

gejala

Lebih ringan, pd dosis tinggi fatal

Diperlukan dosis tinggi untuk dapat

menimbulkan gejala

7. Tidak menimbulkan demam pd inang Menimbulkan demam pd inang

Berikut adalah contoh-contoh toksin yang dihasilkan oleh

beberapa bakteri :

1. Botulinin

Senyawa beracun ini diproduksi oleh Clostridium

botulinum. Keracunan yang ditimbulkan akibat mengkonsumsi

makanan yang mengandung botulinin ini disebut botulisme.

Botulinin merupakan neurotoksin yang sangat berbahaya bagi

manusia dan sering kali akut dan menyebabkan kematian.

21

Bakteri Clostridium botulinum umum terdapat pada makanan

kaleng dengan pH lebih dari 4,6.

2. Toksoflavin Dan Asam Bongkrek

Kedua senyawa beracun ini diproduksi oleh Pseudomonas

Cocovenenans, dalam jenis makanan yang disebut tempe

bongkrek, yaitu tempe yangdibuat dengan bahan utama ampas

kelapa. Pseudomonas Cocovenenans ini tumbuh pada tempe

bongkrek yang gagal dan rapuh. Pseudomonas Cocovenenans

memerlukan substrat minyak kelapa, dengan enzim yang

diproduksinya mampu menghidrolisis lemak menjadi gliserol

dan asam lemak . Gliserol kemudian diubah menjadi

toksoflavin (C7H7N5O2), dan asam lemaknya terutama asam

oleat diubah menjadi asam bongkrek ( C28H38O7 ) Asam

bongkrek ini dapat mengganggu metabolism glikogen dengan

memobilisasi glikogen dari hati sehingga terjadi hiperglikemia

yang kemudian berubah menjadi hipoglikemia dan lalu

menyebabkan kematian.

Pertumbuhan Pseudomonas Cocovenenans dapat dicegah

bila pH substrat diturunkan di bawah 5,5 atau dengan

penambahan garam NaCl pada substrat dengan konsentrasi

2,75 – 3 %.

3. Enterotoksin

Enterotoksin adalah eksotosin yang aktivitasnyaa

mempengaruhi usus halus, sehingga umumnyaa menyebabkan

sekresi cairan secara berlebihan ke rongga usus, menyebabkan

diare dan muntah – muntahh. Enterotoksin diproduksi oleh

berbagai macam bakteri, termasuk orgnisme termasuk

keracunan makanan seperti Staphylococcus aureus, Bacillus

22

cereus, Salmonella enteriditis, dan Vibrio cholera disebut

enterotoksin karena menyebabkan gastroenteritis.

4. Mikotoksin

Mikotoksin merupakan senyawa beracun yang diproduksi

oleh kapang atau jamur. Mikotoksin yang terkenal adalah

Aflatoksin yaitu senyawa beracun yang diproduksi oleh

Aspergillus yang misalnya Aspergillus parasiticus. Subtrat yng

disenangi oleh Aspergillus flavus adalah kacang tanah atau

produk – produk dari kacang tanah serta bungkil kacang tanah.

23

BAB IV

KESIMPULAN

Dari beberapa penjelasan diatas, dapat kami tarik kesimpulan bahwa

pathogenesis bakteri merupakan kemampuan bakteri patogen untuk menghasilkan

penyakit pada organism inang. Bakteri dapat merusak sistem pertahanan inang

melalui beberapa tahapan, antara lain: adhesi, kolonisasi, invasi, dan toksigenesis.

24

DAFTAR PUSTAKA

Adam, Syamsunir. 2009. Dasar-dasar Patologi. Jakarta : Humana Press

Anonim. Hubungan Inang-Parasit. www.scribd.com. 3 Januari 2013, pk 19.00

Jawet, Melnick, & Adelberg. 1996. Mikrobiologi Kedokteran : Edisi 20. Jakarta :

EGC

Jawetz, Melnick, & Adelberg. 2008. Mikrobiologi Kedokteran : Edisi 23. Jakarta :

EGC

Gupte, Statish. 2000. Mikrobiologi Dasar : Edisi 3. Jakarta : Bina Rupa Aksara

Winarno, FG. 2004. Kimia Pangan dan Gizi . Jakarta : PT Gramedia Pustaka

Utama

25