bakteri anaerob

BAKTERI ANAEROB

Dr. MAYA SAVIRA,M.KesDEPARTEMEN MIKROBIOLOGIFAKULTAS KEDOKTERAN UR

Specific Learning Objectives

1. Menjelaskan morfologi dan struktur dari masing-masing kelompok bakteri anaerob Gram positif dan negatif

2. Menjelaskan cara identifikasi kelompok bakteri anaerob Gram positif dan negatif

3. Menyebutkan penyakit-penyakit yang berhubungan dengan kelompok bakteri anaerob Gram positif dan negatif

2

KONSEP BAKTERI ANAEROB1. Berorientasi pada toksisitas O2

Adanya O2 –dalam udara/perbenihan– menghambat (toksik) bagi pertumbuhan bakteri anaerob

2. Berorientasi pada potensial redoks (Eh)Berdasarkan pada kemampuan melepas elektron dari suatu lingkungan pertumbuhan bakteri anaerob Eh lingkungan (potensial oksidasi-reduksi lingkungan)

3

TOKSISITAS O2

• Bakteri aerob memerlukan O2 sebagai akseptor hidrogen dan tumbuh baik bila terdapat udara yang mengandung O2

• Bakteri anaerob memerlukan bahan lain sebagai akseptor hidrogen dan sensitif terhadap O2

• Toksisitas O2 disebabkan terbentuknya H2O2 (hidrogen peroksida) dan O2

- (superoksida, radikal bebas yg >> toksik)

4

• Untuk menghilangkan keadaan toksis ini perlu enzim superoksida-dismutase (SOD) yg menyebabkan reaksi:

O2+O2- + 2H+ H2O2+O2

Kemudian: katalase

2H2O2 2H2O+O2

• Bakteri aerob memiliki kedua enzim tsb.• Bakteri aerotolerans menghasilkan SOD• Bakteri anaerob obligat tidak memiliki kedua enzim tsb.

tak bisa hidup bila ada O2

5

• Konsep tsb. tidak bisa menjawab, mengapa bakteri anaerob dapat:– Hidup di mukosa:

• Saluran pencernaan• Saluran pernafasan tidak bebas O2

• Genital– Menyebabkan:

• infeksi pada otak banyak O2

• bakteremia

6

Eh (potensial redoks)

• Reaksi kimia yg melibatkan pemindahan elektron dari satu molekul ke molekul lain reaksi oksidasi-reduksi (redoks).

• Molekul pemberi/donor elektronpereduksi/reduktor• Molekul penerima elektronpengoksidasi/oksidator• Senyawa pereduksi dan pengoksidasi berfungsi

sebagai pasangan redoks

7

• Persamaan umum reaksi redoks:Pemberi elektron e- + penerima elektronContoh:1. Fe2+ e- + Fe3+

Fe2+ + Cu2+ Fe3+ + Cu+

Elektron dipindahkan langsung sebagai elektron2. AH2 A + 2e- + 2H+

AH2 + B A + BH2

Elektron dipindahkan dalam bentuk atom hidrogen {1 atom H terdiri dari 1 proton (H+) & 1 elektron (e-)}

8

• Potensial redoks (Eh) gaya elektromotif (emf = electromotive force), dalam volt kecenderungan suatu lingkungan utk. melepas elektron.

• Semakin negatif (rendah) nilai Eh, semakin tinggi kemampuan lingk. tsb. utk. melepas elektron lingk. yg. cocok utk. pertumb. bakteri anaerob.

• Eh-lingk. Yg. baik utk. Pertumb. bakteri anaerob berkisar antara -120 mvolt s/d -250 mvolt

9

• Untuk produksi energi dlm proses metab, pada respirasi:– aerobik: akseptor elektron terakhir = O2

– anaerobik: akseptor elektron terakhir = senyawa anorganik (sulfat, nitrat, karbonat)

10

Penurunan Eh-lingk.:1. Secara kimiawi : pada media perbenihan, dengan

penambahan bahan kimia, spt.: glukosa, cystein-HCl, vit. K, hemin

2. Secara biologis: pada mukosaHidup bersama antara bakteri aerob/anaerob pean Eh-lingk. pd. lokasi tsb.

11

3. Sec. kimiawi & biologik:pd. lokasi di mana bakteri anaerob terdpt. sbg. flora normal. Pada proses infeksi yg mula2 aktif dlm. metabolismenya adalah bakteri aerob – juga sbg. flora normal pd lokasi yg sama metabolitnya kerusakan jaringan menghslkan zat kimia lain membantu Eh-lingk. pd. lokasi tsb.

Keterangan2 ini menjawab masalah yg tidak terjawab pada konsep pertama (toksisitas O2)

12

BAKTERI ANAEROB YANG PENTING/DITEMUKAN DI KLINIK

• Batang Gram positf (+) berspora:– Clostridium perfringens - C.

histolyticum– C. ramosum - C.

sporogenes– C. difficile - C. sordelli– C. botulinum - C. bifermentans– C. tetani - C. fallax– C. septicum - C. innocum– C. novyi 13


• Batang Gram + non-spora:– Actinomyces– Bifidobacterium – Lactobacillus– Mobiluncus– Propionibacterium– Rothia– Eubacterium

14


• Batang Gram negatif (-) :– Bacteroides – Porphyromonas– Prevotella– Fusobacterium

• Kokus Gram - :– Acidaminococcus fermentans– Megasphaera elsdenii– Veilonella

15


• Kokus Gram + :– Peptostreptococcus – Peptococcus – Streptococcus – Staphylococcus – Ruminococcus – Coprococcus – Sarcina

16

BAKTERI BATANG GRAM - YANG BIASA DITEMUKAN DI KLINIK

• Bacteroides fragilis group:– Bacteroides fragilis - B. caccae– B. tethaiotaomicron - B. merdae– B. distasonis - B. stercoris– B. ovalis - B. seggerthii– B. vulgatus - B. splanchinicus– B. uniformis

17


• Non-pigmented Bile-sensitive Bacteroides:– Prevotella oris - P. ourola– P. buccae - P. disiens– P. zoogleoformans - P. heparinolytica– P. oralis - Bacteroides capillosus– P. buccalis - B. putredinis– P. veroralis - B. forsythus

18


• Pigmented Bacteroides & Porphyromonas:– Porphyromonas asaccharolytica– P. gingivalis– P. endodontalis– P. macacae– Prevotella intermedia - P. denticola– P. corporis - P. loescheii– P. melaninogenica - P. bivia

19


• Fusobacterium species:– Fusobacterium nucleatum - F. alocis– F. necrophorum - F. periodonticum– F. gonidiaformans - F. sulci– F. naviforme - F. russii– F. varium - Bilophila– F. mortiferum wadsworthia

20

INSIDEN ANAEROB SEBAGAI FLORA NORMAL PADA MANUSIA

• Umumnya infeksi anaerob pada manusia disebabkan flora normal pada tubuh

Keterangan: u = unknown, = irregular, 1 = biasanya

ada, 2 = biasanya ada dlm. jumlah besar 21

GENUS INSIDENKULIT SALURAN

NAFAS BGN. ATAS

USUS GENITALEKSTERNA

URETRA VAGINA

BAKTERI GRAM -Bacteroides 0 2 2 1 1 1

Fusobacterium 0 2 1 1 1

Veilonella 0 2 1 0 u 1

INSIDEN ANAEROB SEBAGAI FLORA NORMAL PADA MANUSIA

22

GENUS INSIDENKULIT SAL.

NAFAS BGN. ATAS

USUS GENITALEKS-TERNA

URETRA VAGINA

BAKTERI GRAM +Peptostreptococcus 1 2 2 1 1

Clostridium 2

Actinomyces 0 1 1 0 0

Bifidobacterium 0 1 2 0 0

Eubacterium 0 1 1 0 2

Lactobacillus 0 1 1 0 2

Propionibacterium 2 1 u 0 1

INSIDEN RELATIF BAKTERI ANAEROB PADA BERBAGAI INFEKSI

TIPE INFEKSI INSIDEN (%)Bakteremia 5-20Susunan saraf pusat (SSP):• Abses otak 89• Empyema subdural 10• Meningitis rendahKepala dan leher:• Okuler 38

23


TIPE INFEKSI INSIDEN (%)Kepala dan leher:• Sinusitis kronik 50• Otitis media kronik 30-60• Abses periodontal 100• Infeksi oral lainnya 100Pleuropulmonal:• Aspirasi pneumonia 85-90

24


TIPE INFEKSI INSIDEN (%)Pleuropulmonal:• Abses paru 93• Necrotizing pneumonia 85• Empyema 76Intra-abdominal:• Peritonitis dan abses 90-95• Abses hati > 50

25


TIPE INFEKSI INSIDEN (%)

Sistem genital C:• Salpingitis, pelvitic peritonitis > 55• Abses tubo-ovarium 92• Abses vulvovaginalis 74• Septic abortion 73

26


TIPE INFEKSI INSIDEN (%)

Jaringan gembur (soft tissue):• Gas gangrene (myonecrosis) 100• Crepitant cellulitis tinggi• Necrotizing fasciitis tinggi

Saluran kemih < 1

27

28

Patogenesis Infeksi Anaerob

Infeksi Pyogenik• Kebanyakan infeksi campuran (mixed-infection)• Infeksi spesies aerob (merupakan predisposisi) nekrosis jaringan suplai darah O2 atau potensial redoks cocok untuk infeksi anaerob

29

Patogenesis Infeksi Anaerob

Infeksi Non-Pyogenik• Genus Clostridia infeksi non-pyogenik• Umumnya virulensi genus Clostridia pada

eksotoksinnya. Yang penting pada manusia: botulisme (C. botulinum), kolitis pseudomembran (C. difficile), keracunan makanan (C. perfringens), tetanus (C. Tetani)

30

Petunjuk Kemungkinan Adanya Infeksi Anaerob:1. Lesi/discharge bau busuk2. Lokasi infeksi berdekatan dengan mukosa3. Jaringan nekrosis adanya abses4. Infeksi luka oleh gigitan : manusia/hewan5. Gas dalam jaringan atau discharge6. Gas gangrene7. Setelah diterapi dengan gol. Aminoglikosida

(misalnya: gentamisin, neomisin)

31

Petunjuk Kemungkinan Adanya Infeksi Anaerob:

8. Eksudat: berfluoresensi merah bata oleh sinar UV (infeksi: pigmented Bacteroides)

9. Septic thrombophlebitis10.”Sulphur granules” dalam discharge11.Pada pewarnaan Gram dari eksudat, tampak

pleomorfik12.Pada kultur aerob, tidak ada pertumb. bakteri

meskipun pd. pewarnaan Gram dijumpai struktur bakteri

32

Berdasarkan pengaruh O2 thd. pertumb. & metabolismenya, bakteri dibedakan atas:

• Aerob obligat: pertumbuhannya membutuhkan & bergantung pada adanya O2, cth.: M. tuberculosis

• Mikroaerofilik: membutuhkan O2 tapi di bawah kadar O2 yg ada di udara, cth.: gonococcus, meningococcus

• Anaerob fakultatif: menggunakan O2 bila tersedia, tapi dapat hidup tanpa O2, cth.: khamir, enterobacteria

33

Berdasarkan pengaruh O2 thd. pertumb. & metabolismenya, bakteri dibedakan atas:

• Anaerob obligat: hanya bisa tumbuh tanpa O2, O2 merupakan racun baginya. Cth.: clostridia, propionobacteria

• Anaerob aerotolerans: tumbuh tanpa O2, tapi tidak mati bila kontak dengan O2. Cth.: bakteri asam laktat

34

DIAGNOSIS LAB. INFEKSI ANAEROB

MEDIA:o Padat: - non-selektif: Agar Brucella

diperkaya: darah domba defibrinated vit. K1 Hemin

- selektif: Agar Brucella diperkaya + antibiotik, misal: Kanamisin

35

MEDIA:o Cair: - kaldu thioglycolate :

Tanpa dextrose untuk RB Dengan dextrose, tanpa indikator

diperkaya (enriched THIO) dengan:• Hemin : 5 kg/ml• Serum kelinci/kuda : 10%• Sodium bicarbonate :1 mg/ml• Vit. K1 : 0,1

kg/mlSebagai back-up medium

36

MEDIA:o Cair: - kaldu cooked meat medium (CMM, RCM)

Diperkaya dengan: Vit. K1 & hemin

- kaldu brain heart infusion (BHI) o Semi-solid: - Cary-Blair media transportasi

- Stuart

SPESIMEN: Hindari: - kontaminasi flora anaerob normal

- pengaruh toksik O2 atmosfer

37

SPESIMEN:1. Cairan:

a. Pengiriman dengan: syringe anaerob. Cara ini: bila masa dari pengambilan spesimen

kultur = paling lama 30 menit

b. Pengiriman dengan: tabung anaerob berisi: gas tanpa O2, indikator anaerob

(mis:resazurin) diinkorporasikan dlm. agar atau kaldu

Spesimen diaspirasi disuntikkan melalui prop karetnya ditutup dgn. screw cap kirim ke lab. mikrobiologi. Penanaman dpt tertunda 2 jam.

38

SPESIMEN:2. Usapan (swab):

- Kurang baik karena: ~ terkena udara ~ mengering

Swab (mis.: kapas-lidi) disediakan dlm. tab. anaerob swab kemudian tabung kedua yg. berisi media transport (semi-solid):Cary-Blair atau Stuart PRAS

3. Jaringan: dapat dikirimkan ke lab. mikrobiologi dlm. minijar anaerob atau Bio-bag

39

PEMERIKSAAN LANGSUNG: pewarnaan Gram Penting untuk:1. Kualitas spesimen2. Morfologi sel: unik3. Pemilihan media4. Kuantitasi secara kasar: infeksi campuran5. Terapi inisial: seleksi antibiotik6. Konfirmasi: hasil biakan

40

KULTUR: - anaerob - 5-7 hari - media: ~ padat: Agar Brucella

diperkaya:- non-selektif- selektif

~ cair : enriched THIO

IDENTIFIKASI ISOLAT: • Definitif: - lama dan mahal

- “gold standard”: kombinasi metode• Presumtif: - grup kepekaan thd antibiotik - cukup untuk klinik

41

UNTUK PRESUMTIF: Morfologi sel Spora Hemolisa rangkap Kepekaan/resistensi

thd.: kanamisin (1mg) kolistin (10g)

vankomisin (5g) Growth in 20% bile Tes katalase

Alanine peptidase Produksi indol Reduksi nitrat Urease Lipase Lecithinase Motilitas Fluoresensi: merah

bata

42

CONTOH: B. fragilis group Morfologi sel: batang

Gram - Spora: - Hemolisis ganda: - kanamisin kolistin resisten vankomisin Growth in 20% bile: + Tes katalase: V

Alanine peptidase: + Produksi indol : V Reduksi nitrat : - Urease : - Lipase : - Lecithinase : - Motilitas : - Fluoresensi merah

bata : -

43

Clostridium perfringens pada agar egg-yolk (half antitoxin)

Clostridium perfringens pada pewarnaan Gram

44

Bacteroides fragilispada pewarnaan Gram

Clostridium tetani pada pewarnaan Gram

45

Bifidobacterium bifidum pada pewarnaan GramLactobacillus acidophilus

46

Fusobacterium nucleatum pada pewarnaan Gram (kanan: hemoculture)

47

Propionibacterium acnes

48

Prinsip Uji Kepekaan Bakteri Anaerob Terhadap Antibiotika:

1. Cara pengenceran– Kaldu: a. Konvensional: - anaerob - serial tabung(MIC,MBC) b. Cakram (disk) antibiotika - Wilkins & Theil: anaerob - Kurzynski: ~ enriched THIO tanpa indikator ~ aerob ~ peka: pertumbuhan (-)

49

Prinsip Uji Kepekaan Bakteri Anaerob Terhadap Antibiotika:

1. Cara pengenceran– Agar (Brucella diperkaya) MIC

2. Cara difusi agar– Cakram antibiotika– Zona hambatan

50

Reaksi biokimiawi beberapa kuman anaerob yg sering ditemukanKUMAN GLUKOSA LAKTOSA MALTOSA SAKAROSA INDOL EMPEDU

B. fragilis + + + + -/+ +P. melaninogen -/+ -/+ -/+ -/+ -/+ -F. nucleatum -/+ - - - + -C. perfringens + + + + - .C. tetani - - - - + .C. difficile + - - - -C. botulinum A,B,F

+ - + + - .

C. botulinum C,D,E

+ - + +*) - .

Keterangan: *) hasil plus-minus/meragukan

51

Reaksi biokimiawi beberapa kuman anaerob yg sering ditemukan

KUMAN AESKULIN GELATINASE DIGESTIFSUSU

LECITINASE 1) LIPASE 1)

B. fragilis + + . . .P. melaninogen -/+ -/+ . . .F. nucleatum - - . . .C. perfringens . + - + -C. tetani . + - - -C. difficile . - - - -C. botulinum A,B,F

. + + - +

C. botulinum C,D,E

. - - - +

Ket.: 1) pada agar telur (EYA): - aktivitas lecitinase (reaksi Nagler) - aktivitas lipase

52

• Uji kepekaan terhadap antibiotika: Penisilin G Tetrasiklin Kloramfenikol Klindamisin Metronidazol dan lain-lain

SEKIAN

TERIMA KASIH

bakteri anaerob

Documents