FLORA USUS dr. Vicky S Budipramana

Didalam usus setiap orang terdapat 100 triliun bakteri hidup dari berbagai spesies, disebut intestinal flora

Diperkirakan jumlahya melebihi jumlah seluruh sel dalam tubuh (Galland, 1998)

Jumlah mikro organisme dalam gaster diperkirakan 103 - 106 /g ,

Duodenum lebih jarang yaitu 0 - 103 /g,

Ileum 106 - 108 /g,

Kolon terbanyak yaitu 109 - 1011 /g terutama dihuni oleh kuman anaerob.

Flora didalam usus tersebut dapat hidup secara simbiose mutualistik atau antagonistik terhadap host.

Flora usus dapat dikelompokkan menjadi tiga grup yaitu :Grup bakteri asam laktat : termasuk Bifidobacterium, Lactobacillus, Streptococcus

Grup anaerob : Bacteroidaceae, Eubacterium, Peptococcaceae, Veillonella, Megasphaera, Gemmiger, Clostridium dan Treponema

Grup aerobik : Enterobacteriaceae, Staphylococcus, Bacillus, Corynebacterium, pseudomonas, dan yeast

PERTAHANAN USUS

Lapisan epitel usus terdiri dari:

Sel sel dengan pertumbuhan dan turn over yang cepat , Secara konstan memproduksi mukus sebagai lapisan pelindung.

Kedua hal ini merupakan mekanisme pertahanan innate terhadap ancaman dari mikroba usus.

Jaringan usus beratnya hanya 5% dari berat tubuh, tapi mengkonsumsi oksigen sebanyak 15-30% kebutuhan oksigen seluruh tubuh, karena tingginya turn over dan metabolisme sel epitel (Anderson, 2002)

Fetus lahir usus dalam keadaan steril Pada hari pertama dan kedua kehidupan ,usus besar neonatus mulai terisi oleh susu dan mulai tumbuh koloni enterobacteriaceae, streptococci, enterococci dan clostridia. Hari ke 4-7 bifidobacteria menjadi dominan dengan jumlah 1010-1011 per gram feses

Orang usia tua bifidobacteria jumlahnya menurun bahkan hilang, sedang clostridia , lactobacilli, streptococci dan enterobacteriaceae jumlahnya meningkat (Vegan, 2005)

Komposisi:Komposisi flora usus relatif stabil pada orang sehat

Dapat berubah baik karena faktor endogen atau eksogen

Mis : gangguan peristaltik, kanker lanjut , operasi pada usus, penyakit ginjal, hati, anemia, blind loop syndrome, radiasi, emotional stress, gangguan sistim imun, pemberian antibiotika dan proses ketuaan.

Faktor diet mempengaruhi host melalui aktifitas flora usus.

Diet dalam jumlah besar animal fat, merangsang sekresi bile, sehingga asam empedu dan cholesterol dalam usus meningkat,

Kemudian diubah oleh bakteri usus menjadi secondary bile acid dan derivatnya yaitu aromatic polycyclic hydrocarbons, oestrogen dan epoxides yang bersifat karsinogenik.

Intake rendah serat (fiber) disertai dengan meningkatnya insidens kanker kolorektal .

Hal ini karena fungsi serat meningkatkan volume feses, dilusi noxious substances dan memperpendek transit time dari isi usus sehingga terjadi ekskresi yang cepat dari karsinogen (Mitsuoka, 1996)

Fungsi flora normal:

Hambat kolonisasi kuman patogenAbsorbsi makananModulasi ekspresi gen untuk fungsi saluran cernaStimulasi sistim imun (Hooper, 2001)

Penderita atopi , jumlah flora normal bifidobakteria lebih sedikit daripada orang normal ( Bischoff, Crowe, 2004)

Flora normal:Adalah populasi mikro organisme yang tinggal dalam membran mukosa usus orang normal yang sehat.

2 kelompok besar :Flora residen: tipe tertentu, area tertentu, umur tertentu, relatif tetap.Flora transien: Bisa patogen atau nonpatogen, selama beberapa waktu, diperoleh dari lingkungan, jumlah sangat sedikit dibanding dengan flora residen.

Bila flora residen terganggu, maka flora transien dapat berkolonisasi, berproliferasi dan menimbulkan penyakit.

Kolonisasi flora normal setelah bayi lahir adalah faktor penentu maturitas sistim imun dan toleransi imunologik.

Produksi IgA mencapai 10 X lipat bila terjadi kolonisasi.

Bayi minum ASI yang menonjol adalah koloni Bifidobacterium dan Lactobacillus. (Hammerman, 2004)

Flora normal sebagian berada di lumen, dan sebagian menempel pada membran mukosa

Gram + tertentu (Streptococci dan Lactobacilli) melekat dengan dinding usus menggunakan polisakarida dan lipoteichoic acid

Gram- melekat dengan menggunakan fimbriae yang spesifik.

Makromolekul bakteri berikatan dengan reseptor spesifik dinding saluran cerna.

(Kelley,2005; Neste,2004)

Flora normal membantu:

Mengembangkan kapiler usus secara optimal

Mencerna makanan yang tidak mampu dicerna oleh manusia

Sintesa vit K dan B kompleks

Mencerna senyawa yang produk akhirnya berupa karsinogen

(Backhed, 2004)

INTERAKSI :

Kompetisi dengan mikroba patogen pada reseptor host

Kompetisi dalam memperoleh makanan

Hambat perkembangan patogen dengan produk metabolik: peroksidase, bakteriosin

(Brooks, 2004)

Flora normal berperan dalam modulasi ekspresi gen host dalam imunitas non spesifik:

Fungsi absorbsi makananFungsi barier mukosaMetabolisme XenobioticAngiogenesis, perkembangan kapiler ususSintesis vit B dan KPerkembangan GALT (Gut Associated Lymphoid Tissue)Maturasi saluran cerna setelah lahir

(Hooper, 2001)

Flora normal merangsang imunitas adaptif:

Maturasi sel APC ( sel monosit dan dendritik)

Monosit memproduksi Interlekin 12p70 , TNF , IL-6 dan IL-10 lebih banyak

Respons sel dendritik terhadap stimulasi oleh gram + , lebih rendah , dibandingkan responsnya terhadap stimulasi gram

(Karlsson,2004)

Mekanisme pertahanan host:

Pertahanan non spesifik: mucin, glikoprotein saliva, laktoferin, lizozim, peroksidase, histatin, sistatin

Pertahanan selular: lekosit PMN dan MN (sel B, sel T dan makrofag) akan bekerja sebagai fagosit

Pertahanan humoral: IgG, IgA dan IgM

(Cumming,2004 ; Abreau,2003)

Sifat proteolisis asam lambung dan empedu akan merusak struktur Ag dan epitop.

Bayi yang diberi H2-blocking, maka efektifitas netralisasi kuman dan protein asing berkurang.

(Bernstein,2002)

Fungsi mukus (disekresi oleh vakuola sel Goblet) :

Mencegah kontak langsung kondisi hiper-hipo osmoler pada permukaan mukosa

Membungkus Ag dan patogen, dan mendorongnya ke distal

Membatasi absorbsi molekul besar (Ag), sedang molekul makanan dengan mol kecil masih bisa masuk

Perlekatan (adherence):

Syarat bakteri dapat hidup, harus melekat pada permukaan mukosa

Adhesin mikroba: polisakaeida, lipoteichoic acid, glucosyl transferase, carbohydrate binding protein (lectin)

Molekul adhesin terdapat pada: dinding sel, fimbriae, kapsul bakteri (Neste, 2004)

Perlekatan:

Perlekatan adalah hasil fisikokimia antara bakteri dan permukaan mukosa

Lipoteichoic acid mikroba dapat berinteraksi dengan komponen negatif mukosa, melalui ion kalsium, dengan ikatan hidrogen atau ikatan hidrofobik.

(Brooks,2004)

Interaksi antar mikroba:

Ko-agregasi menyebabkan perlekatan tak langsung pada mukosa

Ko-agregasi: bakteri lebih resisten terhadap fagositosis oleh netrofil host.

Penggunaan oksigen oleh bakteri anaerob fakultatif --> 02 turun --> kolonisasi anaerob timbul

Metabolisme KH oleh Streptococcus dan Actinomyces menghasilkan laktat --> digunakan oleh Veillonella untuk produksi vit K (Walker,2002)

Mengurangi fungsi mukus:

Malnutrisi, produksi mucin menurun

Bakteri yang memproduksi proteinase, memecah peptida pengikat enzim pada dinding usus.

Perputaran cepat permukaan mikrovilus, lebih cepat menghilangkan komponen mukus di permukaan.

(Walker,2000)

Epitel usus:

Banyak terdapat sel limfosit T bersifat sitotoksik, memproduksi sitokin

Sel Goblet memproduksi mukus

Barrier permeabilitas: Zona occludens: tight junctionZona adherens: adhesion junctionMacula adherens: desmosom

Barrier:

Mikrovili bermuatan negatif, makromolekul dan partikel bermuatan listrik sulit masuk

Hanya mengijinkan masuknya cairan, elektrolit dan molekul yang panjangnya tak lebih dari 11 asam amino.

Kondisi patologis, junction interseluler berubah, dapat dilalui molekul yang lebih besar

Enterobacteriaceae

Gram negative, rodFacultative aerob or anaerobFamili: escherichia, shigella, salmonella, enterobacter, klebsiella, serratia, proteus, dllE coli : menimbulkan penyakit secara insidentalSalmonella dan shigella selalu patogen

TAXONOMIC RANKS:Kingdom : ProkaryotaeDivision : Gracilicutes Class : Scotobacteria Order : Eubacteriales Family : EnterobacteriaceaeGenus : EscherichiaSpesies : coli (Brooks, 2004)

Liver:

Sel Kupffer detoksifikasi, filtrasi bacteri dalam darah, regulasi metabolisme lemak dan kolesterol.

Alkohol use/ endotoxin --> TNFa --> metabolic over drive --> lack of oxygen in the liver --> liver damage (Thurman, 2000)

Gut origin sepsis

Penurunan aliran darah usus pada keadaan shock dan stress, untuk memberi aliran yang cukup untuk jantung dan otak

Timbul gut injury dan fungsi barier rusak --> usus menjadi "leaky" (permeabilitas usus >)

Bakteri dan endotoksin masuk sirkulasi.

Bacterial toxinEndotoxin : Komponen dari dinding sel bakteri Gram neg, merupakan Lipopolysaccharide (LPS)

Exotoxin : Protein yang disekresi oleh bakteri

Bakteri Gram+ dan Gram- dapat memproduksi exotoxin

(Robbins, 2005)

Toxic gut derived factor

Setelah shock hemoragik, trauma, combustio, usus melepaskan pro inflamatory dan tissue injurious factor, sehingga menimbulkan acute lung injury, bone marrow failure, myocardial dysfunction, neutrophil activation, RBC injury, endothelial cell injury.

Faktor2 tersebut dilepaskan oleh usus dan disebarkan melalui mesenteric lymphatic, bukan melalui sistim portal

Terdapat dalam sirkulasi, walaupun tidak ditemukan bakteri atau endotoksin pada sirkulasi porta atau sistemik (Deitch, 2004)

Anti microbial peptides

Bakteri dalam usus tidak menimbulkan infeksi karena mekanisme innate immunity

Sel epitel usus sekresi cationic antimicrobial peptides

2 major famili : defensin dan cathelidin

Merupakan kation dan amphipatic protein dan berikatan dengan membran mikroba yang bermuatan negatif --> microbicidal

(Shasby, 2004)