Makalah Patoba

20.11 | Label: Kuliah, Sekolah

MAKALAH PATOGENESIS BAKTERI

FAKTOR VIRULENSI α-HEMOLYSIN DARI Staphylococcus aureus

Disusun oleh :

Nama : Dian Reviyanti

NIM : M0412018

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2013

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Staphylococcus aureus merupakan bakteri Gram Positif, tidak bergerak, tidak berspora dan mampu membentuk kapsul, berbentuk kokus dan tersusun seperti buah anggur. Ukuran Staphylococcus berbeda-beda tergantung pada media pertumbuhannya. Apabila ditumbuhkan pada media agar, Staphylococcusmemiliki diameter 0,5-1,0 mm dengan koloni berwarna kuning. Dinding selnya mengandung asam teikoat, yaitu sekitar 40% dari berat kering dinding selnya. Asam teikoat adalah beberapa kelompok antigen dari Staphylococcus. Asam teikoat mengandung aglutinogen dan N-asetilglukosamin (Dwijoseputro, 2003).

Staphylococcus aureus adalah bakteri aerob dan anaerob, fakultatif yang mampu menfermentasikan manitol dan menghasilkan enzim koagulase, hyalurodinase, fosfatase, protease dan lipase. Staphylococcus aureus mengandung lysostaphin yang dapat menyebabkan lisisnya sel darah merah. Toksin yang dibentuk oleh Staphylococcus aureus adalah haemolysin alfa, beta, gamma delta dan apsilon. Toksin lain ialah leukosidin, enterotoksin dan eksfoliatin. Enterotosin dan eksoenzim dapat menyebabkan keracunan makanan terutama yang mempengaruhi saluran pencernaan. Leukosidin menyerang leukosit sehingga daya tahan tubuh akan menurun. Eksofoliatin merupakan toksin yang menyerang kulit dengan tanda-tanda kulit terkena luka bakar (Irianto, 2008).

Staphylococcus aureus yang banyak ditemukan padapada tubuh manusia, seperti di ingus, dahak, tangan, kulit, luka terinfeksi, bisul dan jerawat, serta pada feses dan rambut. Lebih jauh, keberadaan bakteri ini, justru diperkirakan terdapat pada 20 persen orang dengan kondisi kesehatan yang tampaknya baik ( Prince et al., 2012).

B. Rumusan Masalah

1. Apa yang dimaksud dengan Staphylococcus aureus ?

2. Bagaimana struktur dari Staphylococcus aureus ?

3. Bagaimana faktor virulensi alpha hemolysin dari Staphylococcus aureus ?

C. Tujuan Penulisan

Penulisan makalah ini bertujuan untuk mengetahui bagaimana salah satu factor virulensi yaitu α-hemolysin pada bakteri Staphylococcus aureus .

D. Manfaat Penulisan

Adapun manfaat yang dapat diambil dari penulisan makalah sebagai berikut :

1. Untuk memberikan wawasan kepada kami penulis dan khususnya bagi pembaca makalah ini agar mendapat pemahaman yang cukup mengenai Bakteri Staphylococcus aureus.

2. Memberikan pengetahuan bagaimana salah satu factor virulensi yaitu α-hemolysin pada bakteri Staphylococcus aureus.

BAB II

PEMBAHASAN

A. Pengertian Bakteri Staphylococcus aureus

Staphylococcus merupakan sel berbentuk bulat dengan garis tengah sekitar 1 m dan tersusun dalam kelompok-kelompok tidak beraturan. Pada biakan cair tampak juga kokus tunggal, berpasangan, berbentuk tetrad dan berbentuk rantai. Kokus muda bersifat Gram positif kuat, sedangkan pada biakan yang lebih tua, banyak sel menjadi Gram negatif. Staphylococcus tidak bergerak dan tidak membentuk spora. Oleh pengaruh obat-obat seperti penisilin, Staphylococcus dilisiskan. Staphylococcus aureus adalah bakteri bola berpasang-pasangan atau berkelompok seperti buah anggur dengan diameter antara 0,8 mikron-1,0 mikron, non motil, tidak berspora dan bersifat gram positif. Namun kadang-kadang ada yang bersifat gram negatif yaitu pada bakteri yang telah difagositos atau pada biakan tua yang hampir mati (Dwijoseputro, 2003).

Scientific Classificatin

Domain           :               Bacteria
Kingdom          :               Eubacteria
Phylum            :               Firmicutes
Class               :               Bacilli
Order               :               Bacillales
Family             :               Staphylococcaceae
Genus           :               Staphylococcus
Species         :               S. aureus

S. aureus dapat menimbulkan penyakit melalui kemampuannya tersebar luas dalam jaringan dan melalui pembentukan berbagai zat ekstraseluler. Berbagai zat yang berperan sebagai faktor virulensi dapat berupa protein, termasuk enzim dan toksin, contohnya :

1. Katalase

Katalase adalah enzim yang berperan pada daya tahan bakteri terhadap proses fagositosis. Tes adanya aktivi tas katalase menjadi pembeda g enus Staphylococcus dari Streptococcus.

2. Koagulase

Enzim ini dapat menggumpalkan plasma oksalat atau plasma sitrat, karena adanya faktor koagulase reaktif dalam serum yang bereaksi dengan enzim tersebut. Esterase yang dihasi lkan dapat meningkatkan aktivitas penggumpalan, sehingga terbentuk deposit fibrin pada permukaan sel bakteri yang dapat menghambat fagositosis.

3. Hemolisin

Hemolisin merupakan toksin yang dapat membentuk suatu zona hemolisis di sekitar koloni bakteri. Hemolisin pada S. aureus terdiri dari alfa hemolisin, beta hemolisisn, dan delta hemolisisn. Alfa hemolisin adalah toksin yang bertanggung jawab terhadap pembentukan zona hemolisis di sekitar koloni S. aureus pada medium agar darah. Toksin ini dapat menyebabkan nekrosis pada kulit hewan dan manusia. Beta hemolisin adalah toksin yang terutama dihasilkan Stafilokokus yang diisolasi dari hewan, yang menyebabkan lisis pada sel darah merah domba dan sapi. Sedangkan delta hemolisin adalah toksin yang dapat melisiskan sel darah merah manusia dan kelinci, tetapi efek lisisnya kurang terhadap sel darah merah domba.

4. Leukosidin

Toksin ini dapat mematikan sel darah putih pada beberapa hewan. Tetapi perannya dalam patogenesis pada manusia tidak jelas, karena Stafilokokus patogen tidak dapat mematikan sel-sel darah putih manusia dan dapat difagositosis.

5. Toksin eksfoliatif

Toksin ini mempunyai aktivitas proteolitik dan dapat melarutkan matriks mukopolisakarida epidermis, sehingga menyebabkan pemisahan intraepitelial pada ikatan sel di stratum granulosum. Toksin eksfoliatif merupakan penyebab Staphylococcal Scalded Skin Syndrome, yang ditandai dengan melepuhnya kulit (Warsa, 1994).

6. Toksin Sindrom Syok Toksik (TSST)

Sebagian besar galur S. aureus yang diisolasi dari penderita sindrom syok toksik menghasilkan eksotoksin pirogenik. Pada manusia, toks in ini menyebabkan demam, syok, ruam kulit, dan gangguan multisistem organ dalam tubuh (Ryan, et al., 1994; Jawetz et al., 1995).

7. Enterotoksin

Enterotoksin adalah enzim yang tahan panas dan tahan terhadap suasana basa di dalam usus. Enzim ini merupakan penyebab utama dalam keracunan makanan, terutama pada makanan yang mengandung karbohidrat dan protein (Dwijoseputro, 2003).

B. Struktur Bakteri

Staphylococcus aureus bentuknya bulat atau lonjong (0,8 sampai 0,9), jenis yang tidak bergerak, tidak berspora dan gram positif. Tersusun dalam kelompok seperti buah anggur. Pembentukan kelompok ini terjadi karena pembelahan sel terjadi dalam tiga bidang dan sel anaknya cenderung dekat dengan sel induknya. Bersifat aerob dan tumbuh baik pada pembenihan yang sederhana pada temperatur optimum 37oC dan pH 7,4. Merupakan salah satu bakteri yang cukup kebal diantara mikroorganisme yang tidak berspora tahan panas pada suhu 60oC selama 30 menit, tahan terhadap fenol selama 15 menit (Irianto, 2008).

Struktur bakteri atau struktur metaboliknya terbagi atas sebagai berikut :

a. Metabolik eksotoksin

Kebanyakan toksin protein dipanggil eksotoksin kerana ia dibebaskan dari bakteria dan bertindak ke atas sel hos jauh dari tempat ia dihasilkan. Enterotoksin ialah satu kumpulan eksotoksin yang lazimnya bertindak ke atas saluran gastrousus. Kebanyakan eksotoksin dihasilkan semasa fasa eksponen pertumbuhan dan penghasilannya adalah spesifik untuk sesuatu strain. Toksin bakteria adalah antara racun paling kuat yang diketahui. Toksin-toksin protein mempunyai persamaan ciri dengan enzim dan amat spesifik terhadap substrat tertentu serta mekanisme tindakan masing-masing. Substrat ini mungkin terdiri dari komponen sel tisu, organ atau kecair tubuh.

Eksotoksin bersifat antigenik. Artinya, secara in vivo, aktivitasnya dapat dinetralkan oleh antibody yang spesifik untuk eksotoksin tersebut. Beberapa eksotoksin memiliki aktivitas sitotoksik yang sangat spesifik. Misalnya, toksin botulin yang hanya menyerang syaraf. Beberapa eksotoksin yang lain memiliki spektrum aktivitas yang lebih lebar dan menyebabkan kematian (nekrosis) dari beberapa sel dan jaringan (non spesifik) misalnya toksin yang diproduksi oleh staphylococci, streptococci, clostridia, dan sebagainya. Toksin dengan spektrum aktivitas yang lebar ini biasanya merusak membran sel inang dan menyebabkan kematian sel karena terjadinya kebocoran isi sel.Sitotoksin menyebabkan kerusakan secara intraseluler (didalam sitoplasma sel inang).

b. Metabolik Endotoksin

Endotoksin adalah sebahagian dari dinding sel luar bakteria dan biasanya dikaitkan dengan bakteria Gram negatif kerana ia membentuk komponen membran luar sel bakteria tersebut. Aktiviti biologi endotoksin dikaitkan dengan lipopolisakarid (LPS). Ketoksikan LPS bergantung kepada komponen lipid A dan keimunogenan bergantung kepada komponen polisakarid. Antigen dinding sel (antigen O) bakteria Gram negatif merupakan komponen LPS. LPS sering terlibat dalam proses patologi bakteria Gram negatif. Struktur dinding sel bakteria Gram negatif ditunjukkan dalam rajah berikut:

Bakteria Gram negatif membebaskan kuantiti kecil endotoksin dalam bentuk larut tetapi sebahagian besarnya tergabung kepada sel dan dibebaskan apabila sel itu menjalani lisis. Jika dibandingkan dengan eksotoksin bakteria, endotoksin jauh kurang toksik dan kurang spesifik dalam tindakannya (kerana ia tidak bertindak sebagai enzim). Endotoksin adalah stabil haba (30 min, 100C) (Irianto, 2008).

C. Faktor Virulensi α-hemolysin dari Staphylococcus aureus

Hemolisin merupakan toksin yang dapat membentuk suatu zona hemolisis di sekitar koloni bakteri. Hemolisin pada S. aureus terdiri dari alfa hemolisin, beta hemolisisn, dan delta hemolisisn. Alfa hemolisin adalah toksin yang bertanggung jawab terhadap pembentukan zona hemolisis di sekitar koloni S. aureus pada medium agar darah. Toksin ini dapat menyebabkan nekrosis pada kulit hewan dan manusia. Beta hemolisin adalah toksin yang terutama dihasilkan Stafilokokus yang diisolasi dari hewan, yang menyebabkan lisis pada sel darah merah domba dan sapi. Sedangkan delta hemolisin adalah toksin yang dapat melisiskan sel darah merah manusia dan kelinci, tetapi efek lisisnya kurang terhadap sel darah merah domba Toksin ini meliputi beberapa toksin yang mematikan jika disuntikan pada hewan, menyebabkan nekrosis pada kulit, dan mengandung hemolisin yang dapat larut yang dapat dipisahkan dengan elektroforesis. Toksin alfa (hemolisin) adalah protein heterogen yang dapat melisiskan eritrosit, merusak trombosit, dan mungkin identik dengan faktor letal dan faktor dermonekrotik eksotoksin. Toksin alfa juga mempunyai daya kerja kuat pada otot polos pembuluh darah. Toksin beta merusak spingomielin dan bersifat racun untuk beberapa jenis sel, termasuk sel darah merah manusia. Toksin-toksin ini dan dua toksin lainnya, yaitu toksin gama dan toksin delta, secara antigenik berbeda dan tidak mempunyai hubungan dengan lisin pada Streptococcus. Eksotoksin yang diberi formalin menghasilkan toksoid yang antigenik tetapi tidak beracun, namun secara klinis tidak berguna(Soemarno, 2008).

Staphylococcus aureus ditanam pada plat agar darah (agar base, Oxoid, Jerman), dan selanjutnya diinkubasi selama 18-24 jam pada suhu 37ºC. Adanya aktivitas hemolisin ditandai dengan adanya zona hemolisis pada plat agar darah . Staphylococcus. aureus yang menghasilkan alfa-hemolisin akan membentuk zona terang di sekitar koloni, yang menghasilkan beta-hemolisin akan membentuk zona agak gelap di sekitar koloni, dan yang menghasilkan gama-hemolisin tidak membentuk zona hemolisis di sekitar koloni. Sementara itu, kuman yang memproduksi kombinasi alfa-dan beta-hemolisin akan tampak zona gelap dan terang di sekitar koloni.

Dari penelitian yang telah dilakukan S.aureus dapat menghasilkan α-hemolysin yang dapat menginduksi kematian sel eusinofil dan dapat mengaktivkan inflamasom NLRP3 pada pneumonia yang disebabkan oleh S. aureus .

α-hemolysin yang dihasilkan oleh Staphylococcus aureus dapat menginduksi kematian pada sel eosinophil

Staphylococcus aureus meupakan pathogen yang umum pada manusia, yang dapat menyebabkan gejala alergi, termasuk dermatitis, nasal polip dan asma yang dikarakteristik oleh jaringan eosinophilia. Eosinophil dengan menggunakan kandungan granula dapat menyebabkan kerusakan signifikan pada jaringan. Dalam mekanismenya menginduksi kematian pada eosinophil adalah dengan α-hemolysin sebagai mediator yang secara langsung menghancurkan ephitel dan menginduksi sel mast untuk menghasilkan histamine dan meningkatkan respon dengan kontraksi otot polos. Mediator yang dilepaskan dapat menyebabkan terjadinya degranulasi sebagai bagian dari respon imun bawaan. Adanya degranulasi ini menyebabkan tidak adanya stimulus yang mengaktivkan eosinophil sehingga eosinophil mengalami apoptosis seperti pada neutrophil dn ini diikuti dengan pembersihan jaringan oleh makrofage (Prince et al., 2012).

α-hemolysin memediasi virulensi dalam model murine dari pneumonia akut melalui aktivasi inflanosom NLRP3

Staphylococcus aureus merupakan pathogen yang berbahaya yang dapat menyebabkan nekrosis dengan respon imflamasi massive dan kerusakan jaringan. α-hemolysin adalah salah satu factor virulensi pada penderita pneumonia. α-hemolysin mengaktivkan domain ikatan nukleotida dan leusin yang berisi gen keluarga , pirin berisi inflamosom NLRP3 untuk menginduksi interleukin 1betha dan memprogram kematian sel nekrosis. Pengaturan α-hemolysin memediasi pengaktivan NLRP3 dalam pathogenesis S. aureus dalam penyakit pneumonia, yaitu dengan menginduksi nekrosis pada luka di paru-paru. Kerusakan pulmo diinduksi dengan mengisolasi α-hemolysin atau yag masih hidup yang dapat menyebabkan sinyal interleukin 1 betha sebagai bentuk implikasi dari penginduksian NLRP3 dalam pathogenesis dari penderita infeksi( Kebaier et al.,2012).

BAB III

PENUTUP

DAFTAR PUSTAKA

Dwidioseputro. 2003. Dasar-Dasar Mikrobiologi. Jakarta. Djambatan

Irianto, Koes. 2008. Mengenal Dunia Bakteri. Bandung. PT Pringgandani

Kebaier, C. , R. R. Chamberland, I. C. Allen, X. Gao, P. M. Broglie, J. D. Hall, C. Jania, C. M. Doerschuk, S. L. Tilley. J. A. Duncan. 2012. Staphylococcus aureus α-hemolysin Mediated Virulence in a Murine Model of Severe Pneumonia Through Activation of the NLRP3 Inflammasome. The Journal of Infection Diseases. 205 : 807-817

Prince, L. R. , K. J. Graham, J. Connolly, S. anwar, R. Ridley, I. Sabroe, S. J. Foster, M. K. B. Whyte. 2012. Staphylococcus aureus Induces Eosinophil Cell Death Mediated by α-hemolysin. PlosOne. 7 (2) : 1-11

Soemarno. 2008. Isolasi Dan Identifikasi Bakteri Klinik. Akademi Analis Kesehatan Yogyakarta. Depdiknas