karakter dan siklus hidup mikroba

KARAKTER DAN SIKLUS HIDUP MIKROBA

Ni Made Mertaniasih

Departemen Mikrobiologi

Fakultas Kedokteran UNAIR

TERMINOLOGI

INVASI :

Proses mikrobiota/mikro organisma masuk ke dalam tubuh inang

INFEKSI :

Mikrobiota masuk dalam sel-sel dan atau jaringan tubuh inang; dapat melakukan multiplikasi; menimbulkan reaksi inflamasi/respons imun-host.

(active infection, latent infection, subclinic infection, asymtomatic infection)

PENYAKIT INFEKSI :

Manifestasi klinis dari kerusakan atau gangguan struktur dan fungsi sel dan jaringan akibat proses infeksi.

(+ symptoms, +signs, +syndromes)

Karakter mikrobiota/mikro organisma

Non patogens Patogens

Pada permukaan tubuh manusia/hewan dan lingkungan mikrobiota non patogens (terutama) maupun patogens.

Bakteria, fungi, virus, parasit

Patogens (Mikrobiota patogen)

Memiliki kemampuan menimbulkan penyakit infeksi, karena karakter :

Mampu melekat pada sel inang (Adherence) Mampu invasi ke dalam sel & jaringan-inang Mampu transmisi (Transmissibility) Mampu produksi toxin (Toxigenisitas) Mampu menghindar dari sistem imun inang

(evade)

PATOGENS

FAKTOR VIRULENSI – menentukan tingkat patogenisitas

Tujuan : bertahan hidup dan multiplikasi dalam tubuh inang

Karena mikrobiota memiliki :

1. FAKTOR ADHERENS

Melekat pada sel epitel permukaan mukosa/sel darah/sel endotel/sel jaringan ! Tahap awal proses infeksi (untuk berkembang mikrokoloni dan tahap lanjut patogenesis infeksi)

Contoh : PILI, Fimbriae dan molekul adesin lain pada permukaan dinding sel

bakteri; spike pada envelope virus

2. FAKTOR INVASI

Menembus ke dalam sel dan jaringan molekul adesin – induksi reaksi proses menelan sel yang dilekati – invaginasi yacuole dalam sitoplasma.

3. FAKTOR TRANSMISI

Menyebar dalam jaringan

Ensim Proteolitik : Hyaluronidase, dll

4. PRODUKSI TOXINS

EXOTOXIN :Diphtheria toxin, tetanospasmin, toxin botulinum, alpha toxin, pyrogenic exotoxin, choleraetoxin (Enterotoxin).Kerusakan sel-sel target

ENDOTOXIN :LPS (Lipopolysaccharides), terutama bakteri gram negatif, dihasilkan saat bakteri lisis.Peptidoglycan (gram positif bakteria)Induksi reaksi inflamasi melalui aktivasi complement

5. PRODUKSI ENSIM Penghancur sel/jaringan

Coagulase, Collagenase, Lecithinase, Hyaluronidase, Streptokinase, Hemolysin, Leukocidin, Fibrinolysin, Streptokinase

Ig A1 Protease

Inaktivasi Ig A1 pada permukaan mukosa

6. FAKTOR ANTI FAGOSITIKCapsule, WAXD/muramic acid

Protein A, Protein M

7. INTRACELLULAR PATHOGENICITY

Mekanisme evade - Menghambat

Fusi Fago-lisosom - Hidup dalam sitoplasma

8. ANTIGENIC HETEROGENEITY

Struktur permukaan sel mikrobiota – kemampuan ekspresi protein antigenik yang heterogen struktur

Frekuen shifts-antigenic form dari protein antigen permukaan mikrobiota - selalu sulit direspons/terhindar dari respons imun

9. KEBUTUHAN ZAT BESI

! Fungsi metabolisme untuk pertumbuhan mikrobiota bersaing dengan sel inang menggunakan iron free (Fe3+)

FLORA NORMAL

Populasi mikrobiota habitat permukaan tubuh, kulit dan selaput mukosa (selalu, bernagai jenis, jutaan mikrobiota); kondisi normal tidak menyebabkan penyakit infeksi.

kulit, rongga hidung, nasopharynx, mulut, gastro intestinal tract, genito urinary tract (Vagina, urethra externa)

Flora residen : komensalSepanjang kehidupan inang, mikrobiota tertentu menetap pada permukaan tubuh, lokasi tertentu, umur tertentu. Terutama mikrobiota non patogens > patogen (karier).

Flora transienTinggal di permukaan tubuh beberapa jam/hari/minggu; nonpatogens/potensial patogens; jumlah sedikit.

Pada gangguan flora normal flora transien/ patogens kolonisasi menghasilkan penyakit infeksi

Peran Flora Normal

Mencegah kolonisasi patogens dengan cara :• Kompetisi tempat melekatpada sel inang• Kompetisi nutrisi• Saling hambat pertumbuhan/anti mikroba

Produksi vitamin Membantu absorbsi nutrisi

Siklus Hidup Mikrobiota

>> jutaan-trilion mikrobiota di lingkungan (tanah, air, udara, benda) ratusan juta menempel/melekat pada permukaan tubuh manusia/hewan, hidup dan multiplikasi, dapat masuk/menembus permukaan ke dalam sel/jaringan.

Diawali kontak dengan cara tertelan bersama makanan/minuman, terhirup, benda/alat melekat molekul adesin/Pili/fimbriae/kait pada reseptor/permukaan sel inang (pada port’entry)

Atau diawali robekan/tusukan oleh vehicle/ vector pada permukaan tubuh, mikrobiota langsung masuk dalam jaringan tubuh

Mikrobiota Non Patogens

Dapat melekat pada permukaan tubuh simbiosis-mutualis / - komensal

Dapat kolonisasi ( flora normal )

Mikrobiota Patogen – Non Invasive

Melekat pada sel epitel permukaan selaput mukosa kolonisasi sekresi toxin/ensim kerusakan sel/jaringan

! Setiap tahap proses infeksi terstimulasi reaksi/respons imun inang

Mikrobiota Patogen – invasive – ekstraseluler

Interaksi – perlekatan molekul adesin mikrobiota dengan reseptor/adesin inang induksi proses reaksi – internalisasi masuk sel epitel selaput mukosa menembus mukosa jaringan sub mukosa multiplikasi reaksi inflamasi kerusakan sel/jaringan (terutama pada kondisi immune compromize)

Mikrobiota Patogen – intraseluler

Dengan cara invasi atau tusukan/robekan (needle, bite-arthropoda) masuk dalam jaringan tubuh melekat pada reseptor sel – target (Trophism/Predeleksi) interaksi reaksi internalisasi masuk dalam sitoplasma sel target (intraseluler : obligat/non obligat) stimulasi reaksi imun seluler (DTH) (pada immune compromize) kerusakan jaringan

Mikrobiota patogen intraseluler/ekstraseluler dapat invasi lokal pada jaringan mukosa/sub mukosa dapat pula transmisi ke jaringan sekitar atau dan dapat pula transmisi ke dalam aliran darah

Mikrobiota dalam Aliran Darah

Bakteremia

Viremia

Systemic mycosis

Parasitemia

Dapat hanya transien dalam darah tidak menimbulkan sakit

Respons inflamasi (Systemic inflammatory response syndromes = SIRS) Sepsis

Mikrobiota Flora Normal ( Non patogen/Potensial patogen )

Tusukan / robekan (tindakan invasive; injeksi, atheterisasi); atau compromized/immune supresans – kolonisasi invasi

dalam jaringan termasuk darah

reaksi inflamasi kerusakan jaringan

( infeksi oportunistik )

Transmisi dari individu individu lain, hewan ↔ manusia, dengan cara :

kontak kulit, makan/minum, peralatan, lingkungan, vehicle, vector

Daftar Pustaka

Jewetz, Melnick and Adelberg’s, 2004, Medical Microbiology. 24TH ed.

Joklik, Willett, Amos, Wilfert. 1988. Zinsser Microbiology. 19TH ed.