Escherichia coli

 Escherichia coli

 Escherichia  coli  termasuk  enterobacteriaceae,  merupakan  bakteri  bentuk  batang
gram-negatif berukuran 2-3 x 0,6 (m, tidak membentuk-spora. E. coli merupakan anggota
flora normal usus besar, sering disebut patogen oportunistik, karena dapat menyebabkan
penyakit  pada  saluran  gastrointestinal,  saluran  kemih,  dan  penyebab  infeksi  luka,
pneumonia,  meningitis,  dan  septikemia.  Sebagai  tambahan  E.  coli,  termasuk  beberapa
spesies lainnya jarang diisolasi dari penyakit padamanusia.

A. Penentu Patogenisitas
Istilah  deskriptif  E.  coli  meliputi  sejumlah  kelompok  mikroba  yang  dapat  menginfeksi
beberapa  sistem  organ  inang  dan  menghasilkan  sejumlah  faktor  virulensi,  mulai  dari
gambaran  struktur  sampai  toksin  yang  diekskresikannya.  Kepentingan  masing-masing
faktor  virulensi   tidak  hanya  bergantung  pada  sifat genetik  strain  bakteri  tapi  juga
ditentukan oleh tempat infeksi dan kondisi inang.
Faktor  Permukaan.  Di  Amerika  Serikat  dan  Eropa,  E.  coli   dan  streptococcus  grup  B,
merupakan penyebab utama meningitis neonatal, dan sekitar 80% E. coli yang diisolasi
dari pasien penderita meningitis, menghasilkan asampolisialat dan kapsul yang disebut
K1. E. coli dengan tipe kapsul K1, juga lebih sering menyebabkan sepsis neonatal. Yang
menarik  disini,  kapsul  tersebut  identik  dengan  kapsul  polisakarida  grup  B  pada  N.
meningitidis.  Kapsul  K1  memiliki  keunikan  di  antara antigen  E.  coli  karena,
menyebabkan bakteri ini resisten dari pembunuhan oleh netrofil dan serum normal pada
berbagai percobaan in vitro. Tipe kapsul lainnya dapat menghambat pembunuhan dalam
serum normal, khususnya berhubungan dengan LPS halus, tapi gagal melindungi bakteri
dari fagositosis. Kapsul K1 juga membuat bakteri bertahan hidup dalam darah dan cairan
spinal neonatus, karena kesamaan asam polisialat seperti pada bentuk embrionik molekul
adesi sel syaraf (N-CAM).
 Selain  fimbria  tipe  S,  E.  coli  juga  memiliki  fimria  tipe  lain,  yang
menyebabkannya  dapat  menempel  ke  berbagai  jaringan  inang.   Fimbria  ini  dapat
dipisahkan menjadi dua kelompok besar : resisten manosa dan sensitif manosa. Fimbria
sensitif-manosa  berikatan  pada  reseptor   mengandung-manosa  pada  sel  inang,  dan
kemampuan berikatan kepada reseptor ini dikurangi ketika sel bakteri diberi D -manosa.
Sensitif-manosa  atau  fimbria  tipe  I  jiga  disebut  'common  pili',  karena  ditemukan  pada
sebagian besar E. coli. Sejumlah peneliti percaya bahwa fimbria tipe I ini penting untuk
kolonisasi  pada  kandung  kemih  dalam  keadaan  tidak  adanya  fimbria  lain,  juga  untuk
kolonisasi pada mukosa usus besar, rongga mulut, dan saluran vagina.
 Fimbria  resisten-manosa  dan  adesin  juga  bersifat  penting  pada  E.  coli  untuk
infeksi  intestinal.  Fimbria  CFA1  dan  CFA2  (CS1,  CS2,  CS3)  pada  hewan  mempunyai
fungsi  yang  sama  dengan  E.  coli  enterotoksigenik  (ETEC)  pada  manusia.  E.  coli
enteropatogenik  (EPEC),  E.  coli  enteroadherent  (EAEC),  dan  E.  coli   penghasilverotoksiin (VTEC), menghasilkan adesin nonfimbria  yang berhubungan erat dengan sel
target  dari  pada  tempat  lain.  Sekali  menempel  pada  sel  target,  EPEC  dan  EAEC  akan
melakukan  modifikasi  struktur  sel  inang,  dan  perubahan  tersebut  dapat  merubah
permeabilitas sel, kemudian terjadi diarhe. Belum diketahui, apakah hanya adesin sendiri
yang  mampu  merubah  struktur  sel  tersebut.   Pengikatan  VTEC  kepada  sel  target
dianggap  dapat  mentranfer  toksin  secara  langsung  kepada  sel  target.  Informasi  genetik
untuk sebagian besar adesin tersebut, terletak padaplasmid.
Enterotoksin.  Berbagai  strain  E.  coli  memainkan  peran  yang  nyata  pada  penyakit
gastrointestiinal,  dan  pada  diarhe  mekanisme  patogenik  E.  coli  ,  berbeda  dan
kompleks.Salah satu mekanisme patogenik adalah produksi berbagai enterotoksin, yang
berhubungan dengan penyakit manusia. Tanpa memperdulikan sistem organ inang, target
organ enterotoksin E. coli adalah usus kecil/halus,dan menyebabkan diarhe berair karena
pengeluaran cairan dan elektrolit. Kemampuan bakteri untuk menghasilkan enterotoksin
ini bergantung pada adanya plasmid yang mengkode toksin tersebut.
 Strain  E.  coli  memiliki  plasmid  yang  penting  dalam menghasilkan  enterotoksin
tidak tahan-panas (LT/labile-toxin) yang sama dengan enterotoksin V. cholerae.
 E. coli juga menghasilkan enterotoksin tahan-panas(ST/stable-toxin), Sta (ST-I)
dan  STb  (ST-II).  STa  merupakan  polipeptida  dengan  BM  1500-2000  Da,  larut  dalam
metanol,  dan  aktif  pada  mencit  yang  menyusui  dan  babi  neonatus.  STa  banyak
mengandung  sistein,  dan  mengalami  inaktivasi  dengan mengurangi  sistein  dan  pH
alkalin.
Verotoksin (Toksin Shigalike). E. coli paling sediikit menghasilkan dua sitotoksin
yang  diperoleh  dari  manusia  dan  satu  dari  babi,  yang  disebut  verotoksin,  karena  efek
sitotoksiknya irreversibel pada sel kultur jaringanVero. VTEC dihubungkan dengan tiga
sindrom  pada  manusia  :  diarhe,  kolitis  hemoragik,  dan  sindrom  uremik  hemolitik
(Hemolytik uremic syndrome/HUS) Verotoksin memilikikesamaan dengan toksin Shiga,
dan   mengarah  pada  toksin  Shigalike  (SLT);  maka  SLT-I  dapat  dipertukarkan  dengan
VT1, dan SLT-III dapat dipertukarkan dengan VT2. VT1 dan VT2 menghambat sintesis
proteiin  pada  sel  eukariot,  dengan  cara  yang  sama  seperti  toksin  Shiga,  tetapi  berbeda
satu dengan toksin
Enteroinvasif.  Strain  E.  coli  enteroinvasif  serupa  dengan  Shigella,  dan  menembus  jalur
epiitel saluran intestin.  Bakteri  memiliki plasmid  yang besar dan mengkode antigen O,
yang penting untuk pengikatan bakteri kepada sel inang dan selanjutnya bertahan hidup
dalam sel.
Hemolisin.  Strain  E.  coli  hemolitik  lebih  banyak  diisolasi  dari  infeksi  nonintestin
dibandingkan  dari  bahan  fekal,  dan  strain  hemolitik nampaknya  lebih  nefropatogenik.
Hemolitik  disebabkan  produksi  hemolisin  yang  dapat  disaring,  dan  dapat  melisiskan
eritrosit berbagai spesies, juga bersifat sitotoksin terhadap leukosit dan fibroblas mencit,
dan  ayam.  Peran  litik  hemolisisn  disebabkan  penyisipan  molekul  hemolisin  kepada
membran lipid dan menghasilkan saluran selektif-kation yang eningkatkan permeabilitas
membran  untuk   kalsium,  kalium,  manosa  dan  sukrosa. Beberapa  peneliti  menganggap
bahwa hemolisisn juga membantu inflamasi, kerusakanjaringan, dan perannya langsung
atau tidak dapat melisiskan monosit dan granulosit.Produksi hemolisin dikode oleh gen
kromosomal atau adanya plasmid 41MDa.
CNF.  Strain  hemolitik  sering  menghasilkan  cytotoxic necrotizing  factor  (CNF),  suatu
protein  dengan  BM  110.000  Da,  menyebabkan  nekrosis  pada  kulit  kelinci  dan
menginduksi pembentukan sel multinukleus dalam kultur. Sekitar 63% dari seluruh strain
hemolitik yang diteliti menghasilkan CNF, sedangkantidak satupun strain nonhemolitik
mengahsilkan  toksin  ini.  Peran  pasti  CNF  pada  penyakit  dan  hubungannya  dengan
hemolisin  belum  diketahui,  meskipun  sejumlah  peneliti  menganggap  bahwa  toksin  ini
mampu merusak jaringan dari hasil pengamatan pada sejumlah kasus infeksi.
Siderophore.  Kebutuhan  zat  besi  pada  E.  coli  diperoleh  melalui  produksi  aerobaktin
siderophore  penerima-besi.  Terdapat  hubungan  timbal balik  antara  produksi  aerobaktin
dengan  hemolisin  dan  beberapa  penulis  mengajukan  bahwa  perbedaan  strain
menggunakan aerobaktin dengan hemolisin sebagai duacara untuk memperoleh besi.

B. Manifestasi Klinik
 Di  Amerika  Serikat  E.  coli  menyebabkan  infeksi  saluran  kemih  dapatanmasyarakat  dan  nosokomial.  Spektrum  kisaran  penyakit  mulai  sistitis   sampai
pielonefritis.   Wanita  berumur  muda  lebih  sering  mendapatkan  infeksi  saluran  kemih,
disebabkan oleh perbedaan struktur anatomi, kematangan seksual, perubahan yang terjadi
selama  kehamilan  dan  masa  melahirkan,  dan  adanya  tumor.  Sedangkan  pada  pria
penderita  hipertrofi  prostat  setelah  usia  45  tahun, lebih  sering  mendapatkan  infeksi
tersebut. Kateterisasi, danpenggunaan alat lain pada saluran kemih, diabetes, gangguan
pembuangan air seni, merupakan faktor yang mendukung infeksi saluran kemih oleh E.
coli dan bakteri lain.
 E. coli juga menyebabkan infeksi paru-paru. Di sejumlah rumah sakit, E. coli juga
menyebabkan  50%  pneumonia  nosokomial,  sedangkan  insidensi  E.  coli  dirumah  sakit
lain sekitar 12%. Sebagian besar pasien pneumonia berusia 50 tahun ke atas dan memiliki
satu  atau  banyak  penyakit  kronis.  Aspirasi  endogen  dari  sekresi  oral  nampaknya
merupakan sumber infeksi, meskipun pasien bakteremia E. coli dapat menderita emboli
septik. Dapat terjadi empiema, khususnya pada pasien yang menderita pneumonia lebih
dari 6 hari.
 Peran E. coli pada penyakit diarhe belum diketahuisecara lengkap karena metode
untuk mendeteksi bakteri patogenik tidak tersedia secara rutin di rumah sakit. Mekanisme
menyebabkan diarhe adalah kompleks. Di negara tropis, E. coli enteropatogenik (ETEC)
merupakan penyebab utama diarhe pada anak-anak. EAEC, juga penyebab utama diarhe
pada orang-orang dalam perjalanan menuju ke Meksiko.
 EPEC merupakan kelompok khusus yang berhubungan dengan diarhe pada bayi.
Secara  tradisional  disebut  serotipe  klasik,  yaitu  : O:26:H11,  O26:NM,  O:55:NM,
O55:H6,  O:55:H7,  O86:NM,  O86:H34,  O86:H2,  O111:NM,  O111:H2,  O111:H12,
O111:H21,  O114:H2,  O119:H6,  O125ac:H21,  O128ab:H2,  O142:H6,  dan  O158:H23.
Bakteri  tersebut  sering  menyebabkan  diarhe  pada  bayi  dan  perawat  rumah  sakit  di
Inggris, Kanada, Israel, dan Brazil.
 Enteroinvasif (EIEC) menyebabkan disentri basiler pada semua kelompok umur.
Penyakitnya  tidak  dapat  dibedakan  dari  shigellosis. Pada  410  anak-anak  di  Thailand,
diarhe EIEC terjadi sekitar 4% dan karena Shigella sekitar 23%.