BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Bakteri merupakan organisme yang paling banyak jumlahnya dan lebih
tersebar luas dibandingkan mahluk hidup yang lain. Bakteri memiliki ratusan
ribu spesies yang hidup di darat hingga lautan dan pada tempat-tempat yang
ekstrim. Bakteri ada yang menguntungkan tetapi ada pula yang merugikan.
Bakteri memiliki ciri-ciri yang membedakannya dengan mahluk hidup yang
lain. Bakteri adalah organisme uniselluler dan prokariot serta umumnya tidak
memiliki klorofil dan berukuran renik (mikroskopis). 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. Banyaknya manusia yang mulai
tidak begitu peduli dengan gejala awal terjangkitnya bakteri.
Pada dasarnya dari seluruh mikroorganisme yang ada di alam, hanya
sebagian kecil saja yang merupakan patogen. Patogen adalah organism atau
mikroorganisme yang menyebabkan penyakit pada organism lain.
Kemampuan pathogen untuk menyebabkan penyakit disebut dengan
patogenisitas. 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 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
1
dapat menguntungkan inangnya tetapi dalam kondisi tertentu dapat juga
menimbulkan penyakit.
1.2 Skenario
Skenario Patogenesis Bakteri
Suatu bakteri patogen dapat membuat kerusakan terhadap tubuh inang
(host). Ketika bakteri masuk jaringan tubuh dan memperbanyak diri,
mikroorganisme ini dapat menimbulkan infeksi. Jika keadaan host rentan
terhadap infeksi maka dapat menimbulkan suatu penyakit. Kemampuan
mikroorganisme pathogen untuk menyebabkan penyakit tidak hanya
dipengaruhi oleh komponen yang ada pada mikroorganisme, tapi juga oleh
kemampuan host untuk melawan infeksi.
Dalam menginfeksi, pathogenesis bakteri mempunyai kemampuan
menyerang jaringan yang dikenal dengan istilah invasi dan kemampuan
toksigenesis. Proses invasi melibatkan kolonisasi, produksi invasion, dan
kemampuan mengatasi pertahanan host. Sedangkan dalam proses toksigenesis
mampu menghasilkan toksin; endotoksin atau eksotoksin.
1.3 Learning Objective
1. Mengetahui, memahami dan menjelaskan macam-macam bakteri patogen
2. Mengetahui, memahami dan menjelaskan perbedaan endotoksin dan
eksotoksin
3. Mengetahui, memahami dan menjelaskan proses patogenesis bakteri
hingga menimbulkan penyakit
4. Mengetahui, memahami dan menjelaskan mekanisme pertahanan tubuh
inang melawan patogen
2
BAB 2
PEMBAHASAN
STEP 1
1. Infeksi : Proses masuknya spesies asing atau bibit penyakit ke dalam
host sehingga menimbulkan gejala demam atau panas tubuh sebagai suatu
reaksi tubuh menolak pathogen
2. Bakteri : Mikroorganisme parasit dalam tubuh yang dapat
menyebabkan suatu penyakit. Tipe sel prokariotik (tidak punya dinding inti),
ukuran 1-5 mikro meter, tidak memiliki klorofil, uniselular, dan memiliki
bentuk beraneka ragam.
Bakteri dibagi menjadi :
Bakteri gram positif : memiliki kandungan peptidoglikan
Bakteri gram negatif : tidak memiliki kandungan peptidoglikan
3. Patogen : Agen biologis penyebab penyakit pada host
4. Mikroorganisme: Makhluk hidup yang berukuran kecil, hanya bisa dilihat
menggunakan mikroskop
5. Patogenesis : Proses masuknya patogen hingga menimbulkan suatu
penyakit
6. Invasi : Proses masuknya bakteri ke dalam tubuh host dan mulai
menyebar.
Invasi dibagi menjadi :
Ekstraselular : bakteri merusak barier jaringan, masuk melalui pembuluh
darah dan jaringan limfa
Intraselular : bakteri melakukan penetrasi pada host
7. Invasin : Zat ekstraselular yang dihasilkan patigen untuk merusak host,
biasanya berupa enzim dan dapat memudahkan penyebaran bakteri dalam
host. Contoh : protease IgA, lesitin, koagulase
8. Host : Tempat bakteri untuk mereplikasi diri sebagai tempat
mengambil nutrisi
3
9. Kemampuan host : Kemampuan jaringan untuk melawan suatu
patogen. Biasanya berdasarkan stamina host, jika stamina kuat patogen yang
masuk akan dihancurkan sehingga pathogen tidak berhasil menginfeksi,
sedangkan jika stamina turun patogen akan lebih mudah masuk ke dalam
host.
10. Kolonisasi : Saat dimana bakteri bergerombol pada sel tubuh inang,
sebagai persiapan untuk menginfeksi. Daerah yang sering diserang adalah
pencernaan, pernafasan, konjungtiva, saluran urogenital
11. Toksigenesis : Kemampuan mikroorganisme untuk menghasilkan toksin,
dimana toksin tersebut berbahaya bagi host
Toksin dibagi menjadi :
Endotoksin : toksin yang berada dalam sel sebagai bagian dari sel.
Dihasilkan oleh bakteri gram negatif
Eksotoksin : toksin yang dikeluarkan di sekeliling medium. Dihasilkan
oleh bakteri gram positif
Step 2
1. Bagaimana proses pathogenesis bakteri ?
2. Bagaimana perbedaan endotoksin dan eksotoksin ?
3. Bagaimana mekanisme pertahanan tubuh inang terhadap patogen ?
4. Bagaimana cara bakteri agar tetap bertahan hidup dalam tubuh host ?
Step 3
1. Proses patogenesis bakteri :
Patogenesis bakteri dimulai dengan adhesi yaitu perlekatan bakteri pada
permukaan sel inang, biasanya terjadi pada sel epitel. Pada saat adhesi
memerlukan protein adhesion yang berguna membantu bakteri melakukan
perlekatan pada sel host. Kemudian bakteri melakukan kolonisasi yaitu
menggerombolnya bakteri sebelum masuk ke dalam host. Setelah itu
terjadilah invasi, bakteri menyebar dan berkembang biak dalam tubuh host.
Di dalam host, bakteri harus mampu bertahan hidup, biasanya bakteri
4
menghasilkan enzim protease yang berguna untuk memecah Ig A. Sehingga
terjadilah rusaknya tubuh host. Selain itu untuk bertahan hidup, bakteri juga
melakukan toksigenesis yaitu kemampuan untuk menghasilkan toksin.
2. Perbedaan endotoksin dan eksotoksin
Endotoksin Eksotoksin
Tersusun dari gugus lemak Tersusun dari gugus peptida
Tahan terhadap panas
(termostabil)
Rusak pada suhu tinggi
(termolabil)
Menimbulkan demam Tidak menimbulkan demam
Dihasilkan oleh bakteri yang
mati atau ketika bakteri sedang
membelah
Dihasilkan oleh bakteri hidup
Tidak toksoid Toksoid
Bersifat antigen Bersifat tidak antigen
3. Mekanisme pertahanan host terhadap patogen
Cara host untuk melakukan pertahanan yaitu dengan menghasilkan IgA yang
berfungsi sebagai sistem imun sehingga dapat membunuh bakteri-bakteri
yang masuk dan bakteri tidak dapat menginfeksi. Selain itu, host juga
melakukan fagositosis, yaitu memakan bakteri asing yang masuk
4. Mekanisme pertahanan bakteri di dalam host
Bakteri harus mampu bertahan hidup di dalam host agar dapat menginfeksi
inangnya. Cara bakteri bertahan hidup adalah sebagai berikut :
Bakteri ekstraseluler membentuk kapsul antifagosit yang melindungi
molekul karbohidrat pada permukaan bakteri yang seharusnya dapat
dikenali oleh sel fagosit
Mengeluarkan eksotoksin yang dapat meracuni leukosit
Berikatan dengan permukaan sel non fagosit
Menghindari lisis dengan cara mengalihkan lokasi aktivasi komplemen
melalui sekresi protein umpan
5
Bakteri Patogen
Kemampuan Invasi
Kemampuan Toksigenesis
Kolonisasi Produksi Invasin
Mengatasi Pertahanan
Host
Endotoksin Eksotoksin
Bakteri intraseluler dapat menghambat fungsi lisosom pada vakuola yang
berisi bakteri dan menghindari perangkap fagosom dengan lisin sehingga
dapat tetap hidup bebas dalam sitoplasma inang
Step 4
6
Kerusakan Host / Inang
Infeksi
Step 7
1. Macam-macam Bakteri Patogen
Berdasarkan subyek yang di infeksi :
Bakteri patogen pada manusia:
Corynebacterium diphteriae, menyebabkan difteri
Mycobacterium tuberculosis, menyebabkan TBC
Bordetellla perfusis, menyebabkan batuk rejan
Neisseria gonorhoe, menyebabkan gonorhoe/raja singa/kencing nanah
Treponema pallidum, menyebabkan sifilis
Vibrio cholera, menyebabkan kolera
Salmonella typhi, menyebabkan tifus
Shigella dysentriae, menyebabkan disentri
Diplococcus pneumonia, menyebabkan radang paru
Mycobacterium leprae, menyebabkan lepra/kusta
Neiseria meningitis, menyebabkan penyakit meningitis (radang selaput
otak)
Clostridium botulinum terdapat di dalam makanan kaleng yang dibiarkan
terbuka dengan pH >4,6. Mengeluarkan racun botulinin. Ciri-ciri orang
yang terkena racun botulinin adalah tenggorokan terasa kaku hingga sulit
bernafas, mata berukunang-kunang, kejang-kejang hingga dapat
menyebabkan kematian.
Treponema pertenue, menyebabkan penyakit frambusa. Gejala penyakit
ini adalah munculnya luka sepperti borok. Penularan penyakit ini adalah
dengan penularan secara langsung yaitu melalui kontak orang ke orang,
melalui luka dan melalui selaput lendir.
Klebsiella pneumoniae, merupakan bakteri gram negatif yang hidup pada
membran paru-paru yang merupakan salah satu agen dalam penyakit
pneumonia atau oedem pada paru-paru
Salmonella enterica, merupakan bakteri yang hidup pada Gastro-intestinal
tract yang bersama Salmonella thypii berperan dalam penyakit
salmonellosis
7
Yersinia peptis, merupakan bakteri yang berperan penuh dalam epidemic
penyakit plaque, penyakit ini menimbulkan hitam dikulit yang berujung
pada nekrosis jaringan tersebut yang menyebabkan kematian
Bakteri pathogen pada hewan :
Streptococcus agalactia, menyebabkan penyakit mastitis pada sapi (radang
payudara)
Bacillus antraksis, menyebabkan penyakit antrax pada sapi
Brucella abortus, menyebabkan bruselosis pada sapi
Actynomyces bovis, menyebabkan bengkak pada rahang sapi
Bakteri pathogen pada tumbuhan :
Xanthomonas xitri, kerusakan pada batang jeruk
Xanthomonas oryzae, menyerang pucuk batang padi
Xanthomonas campestris, menyerang tanaman kubis
Agrobacterium tumefaciens, kerusakan pada batang kopi
Erwinia trachiphila, menyebabkan daun pada tumbuhan labu busuk
Pseudomonas solanacaerum, menyebabkan penyakit layu pada family
terung-terungan.
Nerwinia amylovora, menyebabkan penyakit bonyok pada buah
Berdasarkan cara menginfeksi :
Ingestion : Salmonella Sp, Shigella Sp, Yersina
enterocolitica, Vibrio Sp, Clostridium
Botulinum
Inhalation : Mycobacterium Sp, Mycoplasma Pneumonia,
Streptococcus Sp
Trauma : Clostridium tetani
Arthropode Bite : Rickettsia, Ehrlicia, Coxiella, Yersinia Pestis
Sexual Transmission : Neisseria Gonorhoea, Chlamydia Trachomatis,
Treponema Pallidum
2. Perbedaan Endotoksin dan Eksotoksin
Eksotoksin Endotoksin
8
Toksin yang termolabil (rusak oleh
pemanasan)
Senyawa lipopolisakarida yang
termostabil
Merembes ke dalam perbenihanTidak merembes ke dalam
pembenihan
Biasanya dibuat oleh bakteri Gram
positif dan Gram negatifDibuat oleh bakteri gram negatif
Dinetralisir oleh antitoksin yang khas Netralisasi oleh antibodi tidak efektif
Daya kerjanya bersifat enzimatis Tidak mempunyai efek enzimatis
Afinitas terhadap jaringan tertentuTidak mempunyai afinitas terhadap
jaringan tertentu
Bersifat antigenik kuat Antigenik lemah
Memiliki efek farmakologis yang
khasEfeknya tidak khas
Dapat diolah menjadi toksoid Tidak dapat diolah menjadi toksoid
Toxisitas tinggi Toxisitas rendah
Lokasi secara ekstraseluler
(disekresikan ke medium)Di lapisan dinding sel bakteri
Berat molekul tinggi Berat molekul rendah
Mampu menstimulasi pembentukan
antibody dan antitoksin
Menginduksi antibody dengan lemah
sehingga tidak cocok untuk digunakan
sebagai vaksin
Biasanya tidak menghasilkan demam
pada tubuh inang
Biasanya menghasilkan demam pada
tubuh inang dengan melepas
interleukin-1 dan mediator lain
3. Mekanisme Patogenesis Bakteri
a. Kontak mukosa : yaitu perlekatan antara patogen dengan permukaan epitel
sel host
Terjadi interaksi non spesifik antara permukaan sel bakteri yang
hidrofilik dengan permukaan sel endotel yang lipofilik
9
Terjadi interaksi spesifik : contohnya pada E.coli phili (struktur seperti
rambut) melekat pada reseptor glikolipid spesifik pada permukaan sel
host
Bakteri melekat pada sel inang dan menetap dalam sel atau permukaan
jaringan untuk hidup
Proses perlekatan merupakan satu-satunya cara dalam proses infeksi
diikuti perkembangan mikrokoloni dan serangkaian langkah patogenesis
terjadinya infeksi
Faktor yang mempengaruhi perlekatan :
- Permukaan hidrofobisitas dan muatan permukaan jaringan
- Ikatan molekul pada bakteri dan interaksi reseptor sel inang
Bakteri dan sel inang mempunyai muatan permukaan jaringan negatif,
disebabkan oleh gaya elektrostatik yang berlawanan
b. Invasi : patogen menyebabkan kerusakan dan menginvasi jaringan yang
lebih dalam baik melalui robekan dalam kulit/ mukosa maupu invasi
spesifik. Contohnya :
Sarkaria skistosoma mampu menembus kulit yag utuh dan memasuki
sirkulasi
Enteropatogen melekat dan berinteraksi dengan sel untuk memperoleh
tempat, invasi, dan bermultiplikasi
Neisseria meningitis mampu menembus epitel
Pada saat melakukan invasi, bakteri mengeluarkan invasin, produk-produk
invasion :
Hyaluronidase : Diproduksi oleh Streptococcus, Staphylococcus,
Clostridium. Enzim ini menyerang Intersitial cement dari jaringan
penghubung dengan mendepolarisasi Hyaluronic acid.
Collagenase : Diproduksi Clostridium hystolycum dan Clostridium
perfringen, enzim ini merusak kolagen
Neurominidase : Diproduksi Vibrio cholerae dan Shigella dysentriae,
enzim ini mendegadrasi neuramic acid dan interselluar cement dari sel
epitel
10
Streptokinase dan staphylokinase : Diproduksi Streptococcus dan
Staphylococcus, enzim ini merubah inactive plasminogen menjadi
plasmin, dan mencerna fibrin dan mencegah penggumpalan darah.
c. Melawan sistem imun : beberapa patogen menghasilkan enzim pada
permukaannya yang akan mengikat dan menghambat IgA sekretori pada
permukaan mukosa sel inang. Contohnya :
Kapsul polisakarida yang dimiiki bakteri Streptococcus pnemunia
membantu mencegah fagositosis
d. Toksin kolera mengaktifkan mekanisme siklase dari usus, sehingga dapat
menyebabkan ekskresi cairan dan elektrolit dalam jumlah sedikit
Terdapat eksotoksin yang dihasilkan oleh bakteri gram positif dan negatif
Terdiri dari sub unit A dan B:
a. Sub unit A : menyediakan aktivitas toksis
b. Sub unit B : menangani perlekatan toksin kompleks pada sel inang dan
tujuannya memasukkan eksotoksin ke dalam sel inang
Selain berdasarkan intrinsik bakteri tersebut patogenesis bakteri juga
dipengaruhi oleh jenis metabolisme bakteri tersebut , misal :
Bakteri aerob antara lain seperti Streptococcus mutans, Streptococcus
pneumoniae, Mycobacterium tuberculosis, Sthapylococcus aureus merupakan
bakteri aerob yang dimana dapat diartikan bahwa bakteri tersebut hanya dapat
hidup dengan adanya udara sebagai sumber pembantu utama dalam proses
metabolisme hanya terdapat pada organ-organ yang masih bersentuhan
dengan udara seperti jalur nafas seperti hidun, faring, maupun paru-paru.
4. Mekanisme pertahanan tubuh inang melawan pathogen
Bakteri berdasarkan patogenesisnya dibedakan menjadi bakteri patogen dan
flora normal dalam tubuh.
Pertahanan dari host terhadap bakteri yang berupa flora normal biasanya
merupakan sistem homeostasis tubuh, misal bakteri Escheresia colli yang
merupakan flora normal dalam usus besar manusia jika jumlahnya terlalu
banyak atau terjadi ketidakseimbangan mikroba dalam tubuh disebabkan oleh
11
konsumsi antibiotik atau oleh sebab lain akan mengalami pertumbuhan yang
berlebihan yang akan menyebabkan tubuh merespon dengan mensekresikan
mukus yang berlebih di usus halus untuk membunuh E. Coli yang tumbuh
terlalu banyak.
Untuk bakteri yang pathogen, mekanisme pertahanan host sebagai berikut :
Mekanisme hospes Nilai kelangsungan hidup hospes
Sekresi lendirMenjebak dan membunuh beberapa
bakteri
Sekresi ludah Membunuh beberapa bakteri
Refleks batuk dan bersinMelempar bakteri dan saluran
pernapasan
Pengelupasan epitel squamosa Membuang bakteri dari kulit
Sekresi asam Mencegah pertumbuhan bakteri
Kulit utuh sel-sel permukaan Mencegah pemasukan bakteri
Mekanisme pertahanan eksternal
a. Kulit dan membran mukosa
b. Sekresi senyawa kimia
Mekanisme pertahanan internal
a. Inflamasi
b. Demam
c. Sel natural killer (limfosit besar dengan diameter 12-15 mm)
d. Sel fagosit (leukosit atau sel darah putih)
BAB III
KESIMPULAN
Dapat disimpulkan bahwa terdapat bakteri yang memang pathogen dan bakteri
non pathogen, dimana bakteri non pathogen dapat menjadi pathogen pada suatu
keadaan khusus. Mekanisme pathogenesis pada bakteri di awali dengan perlekatan
(adhesi) bakteri pada permukaan sel host yang biasanya terjadi pada permukaan
12
sel epitel, setelah itu bakteri melakukan kolonisasi yang merupakan tahap
persiapan untuk melakukan invasi. Invasi merupakan masuknya bakteri ke dalam
host dan mulai menyerang host. Di dalam tubuh host, bakteri mempertahankan
diri dengan melakukan beberapa mekanisme, contohnya dengan menghasilkan
protease IgA untuk memecah IgA. Selain itu, bakteri juga dapat menghasilkan
toksin sebagai pertahanan diri.
Tidak hanya bakteri yang memiliki mekanisme pertahanan, host juga memiliki
pertahanan untuk menghalangi atau menghancurkan bakteri yang telah berhasil
masuk. Contohnya dengan memfagosit bakteri yang berhasil masuk.
DAFTAR PUSTAKA
Atmaji, Yuli. 2013. Bakteri: Ancaman dan Peranan bagi Kehidupan. Malang:
Bayumedia Publishing
Brooks, dkk.2001. Mikrobiologi Kedokteran. Jakarta : Salemba Medika
Davey, Patrick.200. At A Glance Medicine. Jakarta:Erlangga Media Center
13
Gibsonn, JM.1996.mikrobiologi dan patologi modern. ECG.Penerbit buku
kedokteran : Jakarta
Gupte, Satish. 1990. Mikrobiologi Dasar. Jakarta: Binarupa Aksara
Kusnadi, dkk.2008. Mikrobiologi Kesehatan. file.upi.edu
Muliawan, Silvia Y. 2008. Bakteri Anaerob yang Erat Kaitannya dengan Problem
di Klinik:Diagnosis dan Penatalaksanaan. Jakarta : EGC.
Sasika,Sinta . 2010. Rangkuman Biologi. Jakarta : Gagas Media
Spector, W.G. 1993. Pengantar Patologi Umum. Yogyakarta: Gajah Mada
University Press.
Sumarna.2009.Ringkasan Eubacteria dan Archaebacteria. sumarna2.files.wordpress.com (diakses pada tanggal 23 Desember 2014)
Wilson, dkk.2002.Mechanism of Bacterial Pathogenicity.New York:Postgrad Med
http://smakita.net/bakteri-patogen. Diakses pada 23 Desember 2014
14