Organisme Anaerobik

     Organisme anaerobik atau anaerob adalah setiap organisme yang tidak memerlukan oksigen 
     untuk tumbuh.

• Anaerob obligat akan mati bila terpapar pada oksigen dengan kadar atmosfer.
• Anaerob fakultatif dapat menggunakan oksigen jika tersedia.
• Organisme aerotoleran dapat hidup walaupun terdapat oksigen di sekitarnya, tetapi mereka tetap anaerobik karena mereka tidak menggunakan oksigen sebagai terminal electron acceptor (akseptor elektron terminal).

     Mikroaerofil adalah organisme yang dapat menggunakan oksigen, tetapi hanya pada konsentrasi yang rendah (rentang mikromolar rendah); pertumbuhannya dihambat oleh level oksigen yang normal (sekitar 200 mikromolar). Nonaerob adalah organisme yang tidak dapat tumbuh bila terdapat konsentrasi mikromolar oksigen, tetapi dapat tumbuh dan diuntungkan pada konsentrasi nanomolar oksigen.

Anaerob obligat dapat menggunakan fermentasi atau respirasi anaerobik. Jika terdapat oksigen, anaerob fakultatif menggunakan respirasi aerobik; tanpa oksigen beberapa diantaranya berfermentasi, beberapa lagi menggunakan respirasi anaerobik. Organisme aerotoleran hanya dapat berfermentasi. Mikroaerofil melakukan respirasi aerobik, dan beberapa diantaranya dapat juga melakukan respirasi anaerobik.

Terdapat beberapa persamaan kimia untuk reaksi fermentasi anaerobik.

Organisme anaerobik fermentatif biasanya menggunakan jalur fermentasi asam laktat:

C₆H₁₂O₆ + 2 ADP + 2 fosfat → 2 asam laktat + 2 ATP

Energi yang dilepaskan pada persamaan ini sekitar 150 kJ per mol, yang disimpan dalam regenerasi dua ATP dari ADP per glukosa. Ini hanya 5% energi per molekul gula daripada yang dapat dihasilkan oleh reaksi aerobik.

Tumbuhan dan jamur (contohnya ragi) biasanya melakukan fermentasi alkohol (etanol) ketika oksigen terbatas melalui reaksi berikut:

C₆H₁₂O₆ + 2 ADP + 2 fosfat → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂ + 2 ATP

Energi yang dilepaskan sekitar 180 kJ per mol, yang disimpan dalam regenerasi dua ATP dari ADP per glukosa.

Bakteri anaerobik dan archaea menggunakan jalur ini dan beberapa jalur lainnya dalam melakukan fermentasi seperti: fermentasi asam propionat, fermentasi asam butirat, fermentasi pelarut, fermentasi asam campuran, fermentasi butanediol, fermentasi Stickland, asetogenesis atau metanogenesis.

Beberapa bakteri anaerobik menghasilkan toksin (racun) seperti toksin tetanus atau botulinum yang sangat berbahaya bagi organisme yang lebih besar, termasuk manusia.

Anaerob obligat akan mati bila terdapat oksigen karena tidak adanya enzim superoksida dismutase dan katalase yang dapat mengubah superoksida berbahaya yang timbul dalam selnya karena adanya oksigen.

Bakteri Staphylococcus

Bakteri yang tergolong berbentuk kokus gram positif ada dua famili yaitu :
Famili Micrococcaceae dan Famili Streptococcaceae. Anggota Famili Micrococcaceae
ditandai dengan adanya enzim sitokrom yang memberikan tes benzidin dan katalase positif. Famili ini memiliki 2 genus yaitu : genus Staphylococcus dan genus Micrococcus. Sedangkan anggota Famili Streptococcaceae tidak ditemukan enzim sitokrom sehingga dengan tes benzidin dan test katalase hasilnya negatif. Famili ini memiliki 2 genus yaitu : genus Streptococcus dan genus Aerococcus. Bakteri genus Staphylococcus kebanyakan adalah mikroflora yang normal hidup pada manusia. Staphylococcus berbentuk bola yang berkoloni membentuk sekelompok sel tidak teratur sehingga bentuknya mirip gerombolan buah anggur. Kebanyakan tidak berbahaya dan tinggal di atas kulit dan selaput lendir manusia dan organisme lainnya. Mereka juga menjadi mikroba tanah. Staphylococcus sering diisolasi dari produk makanan, debu dan air. Genus Staphylococcus mencakup 31 spesies. Genus ini dapat ditemui di seluruh dunia. Beberapa spesies ada yang patogen pada manusia dan hewan. 

Morfologi Staphylococcus

Bakteri Staphylococcus berbentuk bulat menyerupai bentuk buah anggur yang tersusun rapi dan tidak teratur satu sama lain. Sifat dari bakteri ini umumnya sama dengan bakteri coccus yang lain yaitu:

1       =)     Berbentuk bulat dengan diameter kira-kira 0,5 – 1,5 µm.

2       =)     Warna koloni putih susu atau agak krem.

3       =)     Tersusun dalam kelompok secara tidak beraturan.

4       =)     Bersifat fakultatif anaerobic.

5       =)     Pada umumnya tidak memiliki kapsul.

6       =)     Bakteri ini juga termasuk juga bakteri nonsporogenous (tidak berspora).

7       =)     Sel-selnya bersifat positif-Gram, dan tidak aktif melakukan pergerakan (non motile).

8       =)     Bersifat pathogen dan menyebabkan lesi local yang oportunistik.

9       =)     Menghasilkan katalase.

1       =) Tahan terhadap pengeringan, panas dan Sodium Khlorida (NaCl) 9 %.

1       =) Pertumbuhannya dapat dihambat dengan cepat oleh bahan kimia tertentu seperti  

              Hexachlorophene 3%.

1      =) Sebagian besar adalah saprofit yang hidup di alam bebas, namun habibat alamiahnya adalah  
             pada permukaan epitel golongan primate/mamalia.

  

Bakteri yang memiliki genus Staphylococcus ini mempunyai ciri-ciri morfologi sebagai berikut:
• warna koloni putih susu atau agak krem,

• bentuk koloni bulat, tepian timbul,

• sel bentuk bola, diameter 0,5-1,5 um,

• terjadi satu demi satu, berpasangan, dan dalam kelompok tidak teratur,

Menurut Holt et al, (1994), bakteri Staphylococcus sp. Gram +, tidak berspora, tidak motil, fakultatif anaerob, kemoorganotrofik, metil red positif, tumbuh optimum pada suhu 30-370C dan tumbuh baik pada NaCl 1-7%, dengan dua pernapasan dan metabolisme fermentatif. Koloni biasanya buram, bisa putih atau krem dan kadang-kadang kuning keorangeorangean. Bakteri ini katalase positif dan oksidase negatif, sering mengubah nitrat menjadi nitrit, rentan lisis oleh lisostafin tapi tidak oleh lisozim.
Suhu Optimum pertumbuhan 35-37oC.

Suhu Minimum pertumbuhan 10oC.

Suhu Maksimum pertumbuhan 42oC

Suhu Lethal 62oC 30-60 menit

Suhu Lethal 72oC 15 menit.

FISIOLOGI
Bakteri Staphylococcus mudah tumbuh pada berbagai macam-macam media, bermetabolisme aktif dengan meragikan karbohidrat dan menghasilkan pigmen yang bervariasi mulai dari pigmen berwarna putih sampai kuning tua.

Bakteri Staphylococcus sebagian menjadi anggota flora normal kulit dan selaput lendir pada manusia, sebagian lagi menjadi bakteri patogen yang menyebabkan bermacam-macam penyakit atau gangguan dalam tubuh seperti radang bernanah, sampai sepsis yang bisa berakibat fatal. Sehingga bakteri ini dapat menyebabkan hemolisis yaitu pemecahan sel-sel darah, menggumpalkan plasma karena sifat koagulasenya, dan menghasilkan berbagai macam enzim-enzim yang dapat merusak sistem imun dan kandungan toksin pada bakteri tersebut yang bersifat destruktif.

STRUKTUR ANTIGEN

Struktur anti gen dari Staphylococcus terdiri atas:

a     .      Peptidoglikan

b     .      Asam teikhoik

c     .      Protein A

d     .      Kapsul

e     .      Enzim dan toksin-toksin yang ada pada Staphylococcus

    Staphylococcus menyebabkan penyakit baik melalui kemampuannya untuk berkembang biak dan menyebar dalam jaringan, maupun melalui bahan-bahan ekstraselular yang dihasilkannya.

Bahan-bahan tersebut adalah : 

a) Katalase, enzim yang mengkatalisir perubahan H2O2 menjadi air dan oksigen.

b) Koagulase, adalah protein mirip enzim yang dihasilkan oleh Staphylococcus. Enzim ini dapat 

    membekukan plasma oksalat atau plasma sitrat bila di dalamnya terdapat faktor-faktor 

    pembekuan. Koagulase ini menyebabkan terjadinya deposit fibrin pada permukaan sel 

    Staphylococcus yang menghambat fagositosis.

c)Enzim-enzim yang lain, seperti hialuronidase satu faktor penyebaran, staphylokinase yang 

    menyebabkan fibrinolisis, proteinase dan beta-laktamase.

d) Eksotoksin, yang bisa menyebabkan nekrosis kulit.

e) Lekosidin, yang dihasilkan Staphylococcus menyebabkan infeksi rekuren, karena leukosidin 

     menyebabkan Staphylococcus berkembang biak intraselular.

f) Toksin eksploatif, yang dihasilkan oleh Staphylococcus aureus terdiri dua protein yang 

    menyebabkan deskuamasi kulit yang luas.

g) Toksik penyebab Sindroma Renjatan Toksik, (toksik shock syndrome toxin) dihasilkan oleh 

     sebagian besar strain Staphylococcus yang menyebabkan sindroma shock toksik.

h) Enterotoksin, dihasilkan oleh Staphylococcus aureus yang berkembang biak pada makanan, 

    toksin ini tahan panas, dan bila tertelan oleh manusia bersama makanan, akan menyebabkan 

    gejala muntah berak (keracunan makanan).

GAMBARAN KLINIK

1) Infeksi superficial

     a) pyoderma impetigo

     b) follikulitis, furunkel, terjadi akibat infeksi melalui folikel rambut

     c) abses dan karbukel 

2) Infeksi jaringan dalam

     a) osteomielitis, pada madibula

     b) pneumonia

     c) andokarditis akut

     d) arthritis akut, bakteriemi, septikemi, dan abses organ bagian dalam.

3) Penyakit akibat toksin Staphylococcus

    a) scal ded skin syndrome atau impetigo bullosa dan Staphylococcus scarlet fever.

    b) keracunan pada makanan karena Staphylococci (Staphylococcal food poisong)

    c) Toxic Shock Syndrome (TSS)

PATOGENITAS KUMAN Staphylococcus

Umumnya dapat menimbulkan penyakit pembekakan (abces) seperti:

   1) Jerawat

   2) Periapikal Abces

   3) Infeksi saluran kemih (primer)

   4) Infeksi ginjal (sekunder)

   5) Infeksi kulit

TEMPAT BERKEMBANG BIAK BAKTERI Staphylococcus

Adapun tempat berkembang biaknya bakteri Staphylococcus :

   1) Pada rongga mulut (Staphylococcus aureus, S. Anaerob, S. Epidermis)

   2) Ada pada kulit (Staphylococcus Epidermidis)

   3) Ada di hidung dan mungkin ada pada permukaan (Staphylococcus aureus)
   4) Ada di saluran nafas atas terutama farink (Staphylococcus Epidermidis)

   5) Ada di saluran kemih (Staphylococcus)

   6) Staphylococcus juga terdapat dalam darah bersama kuman lainnya.

PEMERIKSAAN LABORATORIUM

1) Sampel yang digunakan untuk menentukan bakteri Staphylococcus adalah :

     a) Apusan mukosa atau kulit

     b) Nanah

     c) Darah

     d) Bilasan trachea/bronchus

      e) Cairan liquor

2) Identifikasi dilakukan dengan cara :

    a) Preparat hapus, dibuat langsung dari bahan pemeriksaan dan diwarnai dengan cara 

        pewarnaan Gram.

    b) biakan dan identifikasi dengan melakukan tes-tes biokimia.

    c) tes serologi dan tes tiping.

    d) tes kepekaan antibiotic.

PENGOBATAN
Pengobatan bakteri Staphylococcus dapat dilakukan dengan cara :
   1. Pemberian antibiotik yang bersifat bakterisidal maupun yang bersifat bakteriostatik.

   2. Pemberian obat anti inflamasi untuk menurunkan radangnya untuk mengobati penderita 

       dengan tepat diperlukan data pemeriksaan kepekaan kuman penyebab infeksi terhadap   

       berbagai obat antibiotik yang tersedia di pasaran.

Pemeriksaan kepekaan kuman terhadap antibiotik dapat dengan cara sebagai berikut :

a) Cara Cakram

     Dipakai cakram kertas saring yang telah mengandung antibiotik dengan kadar tertentu dan 

     diletakkan diatas lempeng agar yang telah ditanami kuman. Diameter zona hambatan 

     pertumbuhan kuman yang tampak menunjukkan sensitivitas kuman tersebut terhadap 

     antibiotik 

    bersangkutan.Penilaian terhadap zona hambatan dilakukan dengan membandingkan besarnya   
    diameter zona hambatan dengan tabel. Hasil penilaiannya berupa sensitif, resisten dan 
    intermediate. Kuman yang sensitif terhadap suatu jenis antibiotik akan memperlihatkan zona   
    hambatan yang lebih besar dari jangkauan nilai yang terlihat pada tabel.

   Kuman yang resisten tidak menunjukkan adanya zona hambatan pertumbuhan atau menunjukkan  
   zona hambatan yang diameternya lebih kecil dari jangkauan nilai pada tabel. Diameter zona 
   hambatan kuman yang besarnya terletak diantara jangkauan nilai pada tabel berarti kepekaan  
  kuman terhadap suatu antibiotik bersifat intermediate.

   i. Bahan cara ukuran :

       i) swap kapas

      ii) kaldu BHI dalam 2 tabung, masing-masing 2 ml

     iii) biakan kuman staphylococcus aureus pada agar miring

      iv) lempeng agar Mueller Himton (MH) dua buah setiap kelompok

       v) cakram antibiotika : penicillin, kloramfenikol, dan gentamisin.

      vi) pingset kecil

  ii. Cara kerjanya

     i) Buat ekspensi kuman dalam kaldu BHI dengan swap kapas
    ii) Pada lempeng agar MH usapkan suspense kuman tadi dengan swap kapas secara merata.

   iii) Dengan pinset yang disterilkan diatas api, ambil cakram antibiotikan yang disediakan dan 
          letakkan diatas lempengan agar yang telah ditanami kuman.

    iv) Gramkan lempeng agar tersebut dalam Inkubator 35 o C selama 16-18 jam. jangan luap 
        member label nama kuman.

 b) Cara Tabung

     Dalam hal ini dilakukan penipisan antibiotik dalam tabung-tabung rekasi dan dicari 
     konsentrasi antibiotik terendah yang masih dapat menggambarkan pertumbuhan kuman. Ini 
     disebut konsetrasi hambatan minimal (RHM) suatu antibiotika. KHM Lazon juga disebut MIC 
     (Minimal Intibitory Consetrasion).

    Klasifikasi Staphylococcus.

    Genus Staphylococcus mencakup 31 spesies. Kebanyakan tidak berbahaya dan tinggal di atas 
    dan selaput lendir manusia dan organisme lainnya. Mereka juga menjadi mikroba tanah. Genus 
    ini dapat ditemui di seluruh dunia.

    Klasifikasi ilmiah

Kerajaan :      Bacteria

Filum :            Firmicutes

Kelas :            Cocci

Ordo :             Bacillales

Famili :           Staphylococcaceae

Genus :           Staphylococcus

    Macam-macam spesies Staphylococcus antara lain :

     • S. auricularis                            • S. capitis                            • S. caprae

     • S. felis                                      • S. haemolyticus                 • S. hominis
     • S. intermedius                          • S. lugdunensis                   • S. saprophyticus

     • S. schleiferi                              • S. vitulus                            • S. warneri

     • S. Xylosus                                                                               • Dan lain-lain.

    Spesies yang sering dijumpai:

    1. Staphylococcus aureus

    2. Staphylococcus epidermis / Staphylococcus epidermidis/ Staphylococcus albus.

    3. Staphylococcus safropitis / Staphylococcus saprophyticus

     Genus Staphylococcus terdiri lebih dari 30 jenis spesies, yang biasanya diklasifikasikan ke 
     dalam:

     1) Staphylococcus yang menghasilkan koagulase. Misalnya : Staphylococcus aureus, yang 
           patogen utama pada manusia menjadi penyebab banyak penyakit infeksi.

     2) Staphylococcus yang tidak menghasilkan koagulase. Misalnya : Staphylococcus epidermis, 
          yang menjadi biasa penghuni kulit. Namun sering menjadi penyebab infeksi nosokomial, dan 
          Staphylococcus saprophyticus, yang banyak menyebabkan infeksi saluran kemih (ISK) pada 
          wanita.

      3) Staphylococcus yang lain : tidak dibahas mendalam karena terjadi pada hewan dan 
           menyebabkan infeksi pada hewan.

         Staphylococcus masih sensitif untuk beberapa antibiotik yang baru ditemukan tapi resistensi  
          bisa terjadi sangat cepat. Sebagian besar Staphylococcus sudah resisten terhadap golongan 
         penicillin karena bakteri ini menghasilkan penicilinase atau beta-laktamase.

      Identifikasi Staphylococcus

      A.)Bahan Pemeriksaan

           1. Klinis : Pus/nanah hijau, hapus luka, sputum, darah, feces, nasal sekresi, cairan cerebro-
                              spinal, urine, sel aspirasi dari paru-paru atau tulang. 

           2. Makanan : Bahan makanan suspek penyebab racun.

          Gejala infeksi biasanya disebabkan oleh racun, dibebaskan dari hanya beberapa 
          staphylococci sehingga kultur yang diambil dari lesi biasanya negatif.

      B.)Skema Pemeriksaan:

          A. Hari Pertama

             1. Pemupukan

                  Sampel dari bahan ditanam pada media pemupuk NaCl broth dieramkan 24 jam.
             2. Isolasi

                 Sampel bahan pemeriksaan diisolasi dalam media dan diinkubasi dalam inkubator dengan 
                 suhu 37o C selama 24 jam.

                 a. Biakan pada Agar Darah (BAP= Blood Agar Plate)

                b. Biakan pada MSA (Manitol Salt Agar) di sekitar koloni jernih disebabkan β hemolisin. 

         Media BAP untuk membedakan bakteri yang menghemolisa darah dan non hemolisa.  
        Hemolisa sempurna di sekitar koloni berwarna hijau disebabkan α hemolisin. Hemolisa 
         sebagian tidak terjadi perubahan disebabkan ɤ hemolisin. Non hemolisa 

          B. Hari Kedua.

               Pengamatan koloni pada media:

           a. Media Agar Darah : Koloni berwarna kuning keemasan, halus, licin & berpigmen.di 
                                                     sekitar koloni menjadi jernih atau transparan.

           b. Media MSA : Koloni berwarna kuning, bersifat manitol fermenter,berwarna merah berarti 
                                tidak memecah manitol. Yang tumbuh pada media BAP dengan koloni  
                                hemolisa positif kemudian dilakukan pembuatan preparat dan pewarnaanmetode 
                                Gram ( karena Streptococcus juga hemolisa positif ).

    Pemeriksaan mikroskopis : dilakukan pewarnaan metode Gram.
     1. Disiapkan 2 buah kaca obyek, isolate biakan (koloni lain lagi), karbol gentian violet, 
         pereaksi lugol, alkohol 95% ,pewarna safranin, minyak imersi.
     2. Sapukan sedikit biakkan isolate bakteri di atas kaca obyek, ditambahkan 1 tetes air, kemudian 
         disuspensikan. 

     3. Kaca obyek diletakan di atas bak pewarna, kemudian digenangi dengan karbol gentian violet 
          selama 1 menit. Kelebihan zat warna dibuang, dan dibilas dengan air mengalir.

     4. Olesan digenangi dengan lugol selama 2 menit, pereaksi berlebih dibuang, dan dibilas dengan 
          air mengalir. 

      5. Olesan digenangi oleh alkohol 95% tetes demi tetes selama 30 detik atau sampai semua zat 
           warna hilang, kemudian dibilas dengan air mengalir. 

      6. Pewarnaan yang terakhir dengan safranin selama 1 menit, kelebihan zat warna dibuang dan 
           dibilas dengan air, kemudian dikeringkan dengan kertas saring. 

       7. Preparat dilihat di bawah mikroskop dengan pembesaran 10x dilanjutkan 100x.
       8. Hasil percobaan digambar dengan teliti. Sel bakteri yang bewarna ungu menunjukkan bakteri 
            masuk kelompok gram positif, sedangkan bakteri gram negatif akan berwarna merah.

      Hasil Pemeriksaan :

      • Bentuknya Coccus/bulat, ungu gram positif

      • Ukurannya berdiameter 0,8-1 um

      • Susunannya 2-2, 4-4, bergerombol seperti buah anggur. Yang tumbuh pada MSA (Manitol Salt 
         Agar) adalah bakteri Staphylococcus aureus sebab bakteri spesies ini tahan terhadap garam 
          yang tinggi dan juga memecah manitol. Oleh sebab itu MSA disebut sebagai media selektif.

         Koloni yang positif diinokulasikan ke media diperkaya NAS (Nutrient Agar Slant) dieramkan 
         24 jam 370C.

     C. Hari Ketiga

           Koloni pada subkultur dilakukan uji biokimia, uji katalase dan uji serologi .

           a. Uji Biokimia: Bakteri diisolasi kedalam media NAS.

           b. Uji Katalase : 1 ose koloni + 1 ose H2O2 3%. 
               Hasil positif dengan indikasi dengan terbentuknya gelembung. Tes katalase menentukan 
               apakah organisme menghasilkan enzim katalase yang menguraikan hidrogen peroksida 
                menjadi air dan oksigen.

                2 H2O2 catalase 2 H2O + O2

          c. Uji Serologi: CPT (Coagulation Plasma Test), 1 ose koloni + 1 ose plasma sitrat, 
               campurkan, amati dalam 2 menit. 

               Hasil positif dengan indikasi cairan jernih dengan terbentuknya butiran-butiran halus.

    D. Hari Keempat

          Mengamati hasil inkubasi NAS untuk uji biokimia.

          Uji Biokimia : pigmennya berwarna kuning keemasan bila S. aureus, berwarna kuning jeruk 
          bila S. citreus, bila berwarna putih S. albus.

     Pembuatan Media.

           A.    Blood Agar (BA)

1.      Alat dan Bahan :

v Alat :

a.      Erlenmeyer

b.      gelas ukur

c.      timbangan

d.      petri disk

e.      pipet volume

f.       waterbath

g.      Autoclave

v Bahan :

1.      Lab-Lemco Powder 10 g

2.      peptone 10 g

3.      Sodium Cloride 5g

4.      Agar 15 g

5.       Aquadest 1L

2.      Cara kerja:

a)     Timbang  16 g BA masukkan ke dalam erlenmeyer.

b)     Timbang 400 mL aquadest, tutup dg aluminium foil yang di lapisi kertas.

c)     Dilarutkan dalam waterbath pada suhu 118^oC.

d)     Dikeluarkan, disterilkan dalam autoclave selama 15 menit pada suhu 121^oC.

e)     Dikeluarkan, suhunya disesuaikan sampai 45^oC – 55^oC.

f)      Di tambahkan 20 mL (5%) darah domba steril bebas fibrin.

g)     Dikocok hingga homogen.

h)     Dibagi ke dalam petri disk @ 15 -20 mL.

Gambar Media Blood Agar

                          

      B.     Mannitol Salt Agar (MSA)

1.      Alat dan Bahan :

     Alat :

a.      Erlenmeyer

b.      Gelas ukur

c.      Timbangan

d.      Tabung reaksi

e.      Kapas

f.       Waterbath

g.      Autoclave

     Bahan :

a.      Agar – agar 12,0 g

b.      Aquades 1,0 L

2.      Cara Kerja:

a.      Ditimbang 16,2 g MSA dimasukkan ke dalam erlenmeyer.

b.      Ditambahkan 150 mL aquadest, ditutup dengan kertas.

c.      Dilarutkan dalam waterbath pada suhu 118^oC.

d.      Dikeluarkan, dibagi ke dalam tabung reaksi @ 5 mL lalu ditutup dangan kapas.

e.      Disterilkan dalam autoclave selama 15 menit pada suhu 121^oC.

f.       Dikeluarkan, dimiringkan sampai dingin.

Gambar Media Mannitol Salt Agar