Morfologi, struktur dan sifat fisiologis bakteri.

Morfologi :

Secara umum terbagi 3 :

a. Coccus : Bakteri berbentuk bulat seperti bola. Variasinya :

- Mikrococcus    : Jika kecil dan tunggal.

- Diplococcus    : Jika berganda dua – dua.

- Tetracoccus    : Bergandeng empat dan bujursangkar.

- Sarcina    : Bergerombol membentuk kubus.

- Staphylococcus    : Seperti anggur.

- Streptococcus    : Seperti rantai.

b. Basilus : Bakteri berbentuk batang atau silinder. Variasinya :

- Diplobasilus    : Bergandeng dua.

- Streptobasilus    : Bergandeng seperti rantai.

- Kokobasilus    : Batang yang pendek menyerupai coccus.

- Fusiformis    : Kedua ujung batang meruncing

c. Spiril (Spirilum) : Bakteri berbentuk lengkung. Variasinya :

- Vibrio        : Bentuk koma, lengkungnya kecil dari setengah lingkaran.

- Spiral        : Lengkungnya lebih dari setengah lingkaran

- Spirokhaeta    : Spiral halus, elastis dan fleksibel, dapat bergerak dengan flagel.

Struktur :

a. Inti atau nukleus : Dengan pewarnaan Feulgen, inti dapat dilihat dengan mikroskop cahaya biasa. Badan inti tidak mempunyai dinding atau membran. Di dalamnya terdapat DNA fibril. DNA benang ini disebut kromosom dengan panjang lebih kurang 1 mm.

b. Sitoplasma : Tidak mempunyai mitokondria / kloroplas / mikrotubulus. Menyimpan cadangan makanan dalam bentuk granula sitoplasma yang bekerja menjadi sumber nitrogen, sulfur, fosfat anorganik dan granula metakromatik.

c. Membran sel : Terdiri dari fosfolipid dan protein. Tidak mengandung sterol, kecuali genus Mycoplasma. Terdapat mesosom, enzim – enzim dan molekul – molekul yang berfungsi pada biosintesa DNA, polimerase dinding sel dan lipid membran untuk fungsi biosintetik.

d. Dinding sel : Terdiri dari lapisan peptidoglikan / mukopeptida. Berperan untuk menjaga tekanan osmotik, menjaga agar sel tidak pecah, memegang peranan dalam pembelahan sel, biosintesa sendiri untuk membentuk dinding sel, merupakan determinan dari antigen permukaan kuman. Pada kuman gram negatif terdapat lipopolisakarida yang bersifat toksik.

e. Kapsul : Sintesa polimer ekstrasel. Lebih tahan terhadap efek fagositosis.

f. Flagel : Berbentuk seperti benang. Terdiri dari protein dengan diameter 12 – 30 nm. Merupakan alat pergerakan. Proteinnya disebut flagelin.

g. Pili / fimbrae : Meruakan rambut pendek dan keras. Dimiliki oleh beberapa kuman gram negatif.

h. Endospora : Paling sering dibentuk oleh bakteri batang gram positif. Merupakan bakteri dalam bentuk istirahat. Sangat resisten terhadap panas, kekeringan dan zat kimiawi. Spora tersiri dari core, dinding spora, korteks, coat dan ekspoporium.

Sifat fisiologis :

Yang diperlukan bakteri untuk hidup :

a. Air

Bakteri memerlukan air dalam konsentrasi tinggi disekitarnya karena diperlukan bagi pertumbuhan dan perkembangbiakan. Air merupakan pengantar semua bahan gizi yang diperlukan sel dan untuk membuang semua zat yang tak diperlukan ke luar sel.

b. Garam – garam organik

Diperlukan untuk mempertahankan keadaan koloidal dan tekanan osmotik di dalam sel, untuk memelihara keseimbangan asam basa dan berfungsi sebagai bagian enzim atau sebagai aktivator reksi enzim.

c. Mineral

Diperlukan karbon, nitrogen, belerang, fosfat, aktivtor enzim seperti Mg, Fe, K dan Ca.

d. CO₂

Diperlukan dalam proses sintesa dengan timbulnya asimilasi CO₂ di dalam sel.

e. O₂

Berdasarkan keperluan akan oksigen, Bakteri dibagi dalam 5 golongan :

1. Anaerob obligat    : hidup tanpa oksigen, oksigen toksik terhadap golongan bakteri ini.

2. Anaerob aerotoleran    : tidak mati dengan adanya oksigen.

3. Anaerob fakultatif    : mampu tumbuh baik dalam suasana dengan atau tanpa oksigen.

4. Aerob obligat        : tumbuh subur bila ada oksigen dalam jumlah besar.

 

Temperatur

Bakteri mempunyai temperatur optimum yaitu dimana bakteri tersebut tumbuh sebaik – baiknya dan batas – batas temperatur dimana pertumbuhan dapat terjadi.

a. Psikhrofilik    : -5 sampai +30⁰C dengan optimum 1- 20⁰C.

b. Mesofilik    : 10 – 45⁰C dengan optimum 20 – 40⁰C.

c. Termofilik    : 25 – 80⁰C dengan optimum 50 – 60⁰C.

 

pH

pH mempengaruhi pertumbuhan bakteri. Kebanyakan bakteri patogen mempunyai pH optimum 7,2 – 7,6.

 

Reproduksi bakteri

a. Pembelahan

Umumnya bakteri berkembangbiak secara amitosis dengan membelah diri menjadi 3 bagian. Waktu diantara 2 pembelahan tersebut disebut dengan generation time dan ini berlainan tiap jenis bakteri, bervariasi antara 20 menit sampai 15 jam.

b. Pembentukan tunas atau cabang

Bakteri membentuk tunas, tunas akan melepaskan diri dan membentuk bakteri baru.

c. Pembentukan filament

Sel mengeluarkan rambut panjang, filament yang tidak bercabang. Bahan kromosom kemudian dimasukkan ke dalam filament. Filament terputus – putus menjadi beberapa bagian. Tiap bagiam membentuk bakteri baru, dijumpai terutama pada keadaan abnormal.

d. Reproduksi secara seksual

Pembelahan didahului peleburan bahan kromosom dari 2 bakteri sehingga timbul sel – sel bakteri dengan sifat – sifat yang berasal dari kedua induknya.

- Fase penesuaian (lag fase)

Bakteri belum berkembang biak tapi aktivitas metabolisme sangant tinggi. Berlangsung selama 2 jam dan merupakan persiapan untuk fase berikutnya.

- Fase pembelahan (eksponensial fase)

Bakteri berkembangbiak dengan berlipat 2, jumlah bakteri meningkat secara eksponensial, berlangsung 18 – 24 jam.

- Fase stasioner

Dengan meningkatnya jumlah bakteri, meningkat juga jumlah hasil metabolisme yang toksik. Bakteri mulai ada yang mati, pembelahan terhambat. Pada suatu saat terjadi jumlah bakteri yang hidup tetap sama.

- Fase kemunduran

Jumlah bakteri hidup berkurang dan menurun.

2. Jalur Transmisi bakteri :

a. Bakteri secara umum yang menyebabkan penyakit pada manusia terutama ada pada hewan, menginfeksi manusia secara tidak sengaja :

- Salmonella (khas menginfeksi hewan) : Ditularkan dalam produk makanan ke manusia

- Yernisia pestis : Ditransmisikan kepada manusia melalui lalat.

- Basillus anthracis (hidup di lingkungan dan hewan) : Ditransmisikan ke manusia melalui produk – produk seperti rambut kasar dari hewan yang terinfeksi.

b. Bakteri juga bisa ditransmisikan dari seseorang ke orang lain :

- Mycobacterium tuberculosis : Secara alami hanya menginfeksi manusia, ditularkan ke orang lain melalui batuk.

- Streptococcus aurens : Terdapat dalam nares anterior, pembawa bakteri menggosok hidung, bakteri berpindah ke tangan dan ke orang lain.

 

Tempat masuk bakteri patogen :

a. Paling sering

1. Tempat bertemunya selaput lendir dengan kulit :

- Saluran pernafasan

- Gastrointestinal

- Genitalia

- Saluran kemih

2. Kulit abnormal :

- Terpotong

- Luka bakar

 

 

3. Respon imun yang berperan pada infeksi bakteri

Bakteri berdasarkan tempat replikasinya dibedakan atas bakteri intraselular dan bakteri ekstraselular. Mekanisme pertahanan tubuh dipengaruhi oleh struktur dinding sel
dan patogenitas bakteri. Sifat – sifat patogenitas bakteri dilihat dari toksisitas dan invasifnya, yaitu :

1. Bakteri yang toksik tetapi tidak invasif
2. Bakteriyang invasif tetapi tidak toksik

Bakteri gram negatif umumnya dapat dibunuh langsung oleh sel NK dengan melisis membran sel bakteri. Disamping itu berperan juga sel Tc yang merusak membran sel yang terinfeksi bakteri intraselular yang dapat membuat bakteri tersebut keluar dari sel dan dapat dihancurkan.

Bakteri ekstraselular adalah bakteri yang berada di sirkulasi atau jaringan konektivus ekstraselular, rongga – rongga jaringan seperti lumen saluran cerna dan saluran pernafasan. Bila bakteri ekstraselular, baik yang bersifat endotoksin ataupun eksotoksin, akan menimbulkan respon imun langsung dari tubuh untuk menghadapi toksin yang dihasilkan oleh bakteri tersebut. Untuk bakteri gram positif yang dinding selnya merupakan peptidogllikan dan mengeluarkan eksotoksin, akan mengaktifkan komplemen melalui jalur alternatif melalui peningkatan pembentukan C3 convertase. Untuk bakteri gram negatif yang dinding selnya berupa lipopolisakarida dan mengeluarkan endotoksin, akan merangsang sel makrofag menghasilkan limfokin, diantaranya : TNF, IL 1, IL 6 dan IL 8. Bakteri yang masuk juga akan merangsang pembentukan antibodi IgM dan IgG yang akan meningkatkan opsonisasi, menetralkan toksin dan mengaktifkan komplemen. Bakteri juga akan merangsan sel CD4 yang selanjutnya akan merangsang sel B menghasilkan antibodi dan sel makrofag yang meningkatkan fungsi antimikroba makrofag.

Bakteri intraselular adalah bakteri yang berada di dalam sel seperti sel makrofag dan merangsang respon imun selular. Pada respon imun nonspesifik yang dirangsang oleh bakteri intraselular, bakteri yang telah diopsonisasi melekat padda Fc dan reseptor C3b untuk ditelan oleh fagosit. Tetapi terdapat beberapa bakteri yang menentag keampuhan makrofag untuk memfagositosit, seperti : Bakteri Mycobacterium tubercolosis, dapat menghambat fusi lisosom dengan vakuola fagosittik. Lipid mycobakterium seperti lipoarabinomanna menghambat aktivasi makrofag dan melindungi bakteri dari unsur oksigen reaktif pembersih seperti anion superoksida, hidrogen superoksida dan lain – lain. Contoh bakteri lain yaitu Listeria monocytogenes menggunakan lisin khusu untuk menghindarkan dirinya dari fagosom dan hidup dalam sitoplasma. Selain merangsang respon imun non spesifik, dirangsang juga respon imun spesifik, yaitu aktivasi makrofag oleh sel CD4⁺ Th1 untu memproduksi IFN – γyang dapat memacu pembunuhan mikroba. Selain itu juga akan terjadi lisis sel yang terinfeksi oleh CD8^+//CTL.

Jenis toksin pada bakteri :

	Eksotoksin	Endotoksin
Tempat produksi	Dikeluarkan oleh kuman hidup, konsentrasinya dalam medium cair sangat tinggi	Bagian integral dari dinding sel kuman gram negatif
Struktur kimia	Polipeptida	Komples lipopolisakarida
Sifat fisik	Relatif tidak stabil, dengan pemanasan aktiviatas toksin menurun	Relatif stabil, aktivitas toksin menetap walaupun dipanaskan
Sifat imunologis	Sangat antigenic, menghasilkan antitoksin dalam jumlah banyak, dapat dibuat toksoid	Tidak menginduksi terbentuknya antitoksin, tidak dapat dibuat toksoid
Toksisitas	Sangat toksik, menimbulkan kematian meskipun dalam dosis kecil	Kurang toksik, dalam dosis besar baru menimbulkan kematian
Reaksi badan	Tidak demam	Demam

 

4. Proses terjadinya infeksi bakteri di dalam tubuh manusia

a. Kolonisasi permukaan pejamu

- Bakteri masuk melalui permukaan mukosa traktus respiratorius, okular, traktus gastrointestinal, genitourinaria dan kulit.

- Kolonosasi yang berhasil memerlukan perlekatan bakteri ke permukaan mukosa dan dibantu dengan pili, polisakarida kapsul dan asam lipoteikoat.

- Targetnya adalah saluran mukosa yang membatasi sel epitel atau lapisan mukosa itu sendiri.

- Struktur lain yang terlibat seperti protein spesifik pada stafilokokus yang berikatan dengan protein manusia seperti : fibrin, fibronektin, laminin dan kolagen.

2. Invasi jaringan dan tnopisme jaringan

- Melalui ambilan intraselular oleh sel epitel atau melalui lintasan pertemuan sel epitel. Contohnya : Bakteri Staphylokokus dan Streptokokus menguraikan enzim ekstraselular seperti hialuronidase, lipase, hemolisin untuk memecah struktur selular dan memperbolehkan bakteri masuk ke jaringan yang lebih dalam dan darah. Bakteri Yersinia enterocolitica melalui aktivasi protein invasin. Bakteri Brucella dibawa oleh sel fagosit yang mencerna tapi gagal membunuh bakteri.

- Ada juga bakteri yang tanpa invasi, seperti : Bordetella pertusis, V. Cholerae, Clostridium tetani, Mycobacterium tuberculosis dan Mycobaterium leprae.

- Patogen yang menyebabkan penyakit setempat seperti ; faringitis, ulserasi kulit dan diare.

- Patogen yang ada yang memerlukan suatu penembusan dalam jaringan pejamu untuk menyebabkan infeksi lebih dalam seperti Bacteroides fragilis.

- Tnopisme yaitu menginfeksi jaringan spesifik dan belum diketahui mekanisnya.

 

 

5. Manifestasi klinik, pemeriksaan penunjang, diagnosis dan terapi komprehensif infeksi bakteri

Faringitis, disebabkan oleh bakteri Streptokokus grup A.

Manifestasi klinis :

• Masa inkubasi 1 – 4 hari

• Gejala : nyeri tenggorokan, demam dan menggigil, keluhan abdomen dan muntah.
  
• Gejala dan tanda klinis bervariasi dengan keluhan tenggorokan mulai ringan hingga demam tinggi dan nyeri tenggorokan hebat yang disertai eritema luas, pembengkakan mukosa faring, eksudat purulenta pada dinding posterior faring dan pilar tonsil.
  

Pemeriksaan penunjang :

Biakan tenggorokan

Diagnosis :

Dugaan bakteri : Corynebacterium hemoliticum, virus coxsackie influenza, dan lain – lain.

Terapi :

Pencegahan demam reumatik tergantung pada pembasmian kuman dari faring, pemulihan gejala, pengobatan dengan penisilin 10 hari dengan dosis tunggal penisilin benzakin G 1,2 juta unit IM / penisilin V 250 mg P O x 10 hari. ( untuk anak – anak dibawah 27 kg dosisnya ½). Kalau alergi penisilin bias diganti dengan eritromisin (10 mg/kg P O sampai maksimum 250 mg/dosis).

 

Tetanus, disebabkan oleh bakteri Clostridium tetani.

Manifestasi klinik :

• Peningkatan tonus otot dan spasme generalisata.
• Awitan gejala median setelah cedera setelah 7 hari
• Pertamanya terjadi peninggian tonus otot masceter (trismus atau kaku rahang), difagia, nyeri atau kaku kuduk, bahu, otot belakang dan lain – lain.

Diagnosis :

Berdasarkan temuan fisis.

Pemeriksaan penunjang :

• Biakan luka C. Tetani bisa dibiakkan dari luka pasien tanpa tetanus dan sering ditemukan dari luka pasien tetanus.
• Peningkatan leukosit tapi cairan otak normal.

Diagnosis banding :

Keadaan yang menimbulkan trismus seperti abses alveolans, keracunan sriknin, reaksi obat distonik (fenotiazin). Keadaan yang dikacaukan dengan tetanus seperti : meningitis, rabies. Tapi diperkuat itu tetanus dengan adanya peningkatan nyata tonus otot pada otot pusat (wajah, leher, dada, punggung, perut), spasme generalisata yanng menjadi tersamar dan bebas gejala pada kaki dan tangan.

Terapi :

a. Tindakan umum :

- Menghilangkan sumber toksin, menetralkan toksin

- Mencegah spasme otot

- Perlindungan pernafasan

- Pemulihan

- Pasien harus dirawat di ruangan yang tenang dengan perawatan intensif

- Luka harus dieksplorasi, secara hati – hati dibersihkan dan di debridemen secara menyeluruh

b. Terapi antibiotik :

- Penisilin parenteral (10 – 12 juta unit/hari, 10 hari untuk membasmi sel – sel vegetatif sumber toksin.

- Pengganti penisilin : klindamisin, eritomisin, metronidazol.

c. Antitoksin : Globilin imun tetanus (mns) / TIG IM, dosis terbagi 3000 – 6000 unit, diberikan sebelum membersihkan luka. Antitoksin tetanus dosisnya 100.000 unit IM dan IV, tapi 10.000 unit sudah cukup.

d. Pengendalian spasme otot : Diazepam 250 mg/hari atau lebih. Lorazepam / midazolam intravena.

 

Disentri, disebabkan oleh Shigella dysentriae.

Manifastasi klinik :

• Nyeri perut, demam, diare cair.
• Jika infeksi mengenai ileum dan kolon mengakibatkan jumlah feses meningkat, feses lebih kental tapi sering mengandung lendir dan darah.
• Sering pada orang dewasa, demam dan diare menghilang spontan dalam 2 – 5 hari. Namun pada anak – anak dan lansia dapat menimbulkan dehidrasi, asidosis bahkan kematian.

Pemeriksaan penunjang :

• Feses segar, lendir dan usapan rektum sebagai spesimen. Akan didapatkan peningkatan leukosit dan ditemukannya sel darah merah pada feses.
• Terjadi peningkatan antibodi spesifik.
• Pemeriksaan serologi tidak digunakan

Diagnosis :

Disentri oleh Shigella dysentriae.

Terapi :

Siprofloksin, ampisilin, doksisiklin, trimetoprim – sulfametoksazol. Dapat menekan serangan klinis disentri akut dan memperpendek durasi gejala.

Tetapi banyak kasus yang sembuh sendiri.