Bab 09. Patogenesis Infeksi Bakteri

BABPatogenesis InfeksiBakteriPatogenesis infeksi bakteri mencakup permulaan proses reaksi imunologi terhadap keberadaan mereka menyebabkaninfeksi dan mekanisme yang mengarah pada perkembangan cukup bahaya untuk orang tersebut.tanda dan gejala penyakit. Ciri bakteri yang patogen meliputi Istilah yang sering digunakan dalam menguraikan aspekbersifat menular, melekat pada sel pejamu, menginvasi seldan jaringan pejainu, menghasilkan toksin, dan mampu patogenesis dijelaskan dalam Daftar Kata (lihat di bawah).menghindari sistem irnun pejamu. Banyak infeksi oleh bakteri Merujuk pada Daftar Kata di Bab B untuk definisi istilah yangyang secara umum dianggap patogen bersifat tidak jelas atau digunakan daiam imunologi dan dalam menjelaskan aspektidak menimbulkan gejala. Penyakit terjadi jika bakteri atau respon pejamu terhadap infeksi.*{dh*rstrs ia$he*i. :irerfeksnesh Proses ketika bakteri melekat ft**.!F*tsst**\: Mikroorganisme yang tidak menyebabkan pe' pada permukaan sel pejamu. Sekali bakteri memasuki tubuh, adherens adalah langkah awal utama dalam proses infeksi' nyakit; dapat merupakan bagian dari flora ncrmal^ lstilah adherens, adhesi dan perlekatan sering digunakan S*ts$e** sp**q*ni$*lki Suatu agen yang mampu menimbulkan secara bergantian. penyakit hanya jika pertahanan peiamu terganggu (yaitu.dsrie].: Manusia atau hewan dengan infeksi asimtomatik yang ketika pasiennya \"luluh-imun\"). dapat ditubrkan kepada manusia atau hewan rentan lainnya. !'lt+Een: Mikroorganisme yang mampu menyebabkan penyakit $!**{-\$s$i$ige$i Kemampuan suatu agen infeksius untuk me-i*f*k*ir Perkembanqbiakan suatu agen infeksius di dalam tubuh. nimbulkan penyakit, {Lihat juga virulensi.) Perkembangbiakan bakteri yang merupakan bagian dari flora normal siiluian cerna, kulit, dan lain{ain, secara umum tidak T*ksi$*eisi*as: Kemampuan suatu mikroorganisme untuk dianggapsebagai suatu infeksi; sebaliknya, perkembangbiakan bakteri patogen {misalnya, Salmonella sp.}-meskipun orang menghasilkan toksinyang berperan dalam perkembangan pe- tEr:ehut tidak menunjukkan gejala *dianggap suatu infeksi.llxi.*si: Proses ketika bakteri, parasit hewan, iamur, dan virus nyakit. memasuki sel atau jaringan pejamu dan menyebar di dalam liir*ie::sir Kemampuan kuantitatif suatu agen unluk menimbul* tubuh. kan penyakit. Agen virulensi menyebabkan penyakit jika masuk ke dalam pejamu dalam jumlah kecil. Virulensi melibatkan adherens, invasi, dan toksig€nisitas (lihat di atas). 151

152 BAGIAN III .f. BakteriologiI&E;\I?IFIKASI SAKTERE YAruG spesies bakteri spesifik dengan penyakit tertentu. postulatM € IUYE BA B KA N P E IIIYA KIT Koch diringkas dalam Tabel 9-1.Manusia dan hewan mempunyai sejumlah besar flora normal Postulat Koch telah bertahan sebagai suatu aliran utamayang biasanya tidak menimbulkan penyakit (lihat Bab 10)tetapi membentuk suatu keseimbangan yang memastikan dalam mikrobiologi; tetapi sejak abad 19 akhir, banyakkelangsungan hidup, pertumbuhan, dan pertambahan jumlah mikroorganisme yang tidak memenuhi kriteria postulatbagi keduanya, bakteri dan pejamu. Beberapa bakteri yang tersebut, terbukti menyebabkan penyakit. C ontohnya, Tr ep o -merupakan penyebab penting penyakit umumnya dibiakkan nema pallidum (sifilis) dan M7 cobacterium leprae (lepra) tidak dapat dibiakan in vitro, tetapi terdapat model hewan untukdengan flora normal (misal, Sfrepfococcus pneumoniae, infeksi dengan agen ini. Contoh lainnya,NeisseriagonorrhoeaeStaphylococcus aureus). Kadang-kadang bakteri yang jelas-jelas patogen (misal, Salmonella typhi) ditemukan, tetapi (gonore), tidak terdapat model hewan untuk infeksinya,infeksi tetap bersifat laten atau subklinis dan pejamu tersebut meskipun bakteri dapat langsung dibiakan in vitro; infeksimerupakan \"karier\" bagi bakteri. percobaan pada manusia telah dibuat, yang menggantikan Spesies bakteri spesifik yang merupakan penyebab pe- model hewan.nyakit tertentu dapat sulit untuk ditunjukkan. Pada tahun1884, Robert Koch mengajukan suatu serial postulat yang Pada contoh lain, postulat Koch sedikitnya telah sebagiantelah digunakan secara luas untuk menghubungkan banyak terbukti dengan diperlihatkannya patogenisitas bakteri dalam suatu model infeksi in vitro dibandingkan dengan suatu model hewan. Contohnya, beberapa bentuk diare yang diinduksi-Escherichia coli (Bab 15) relah ditetapkan melalui interaksi E. coli dengan sel pejamu di daiam biakan.TABEL 9-1 Pedoman untukMenentukan penyebab penyakit Infeksi1. Mikroorganisme harus ditemukan pada PffitulatKoch Molekuler Pedoman Molekuler untuk Menentukan Mikoba Penyebab Penyakit semua kasus penyakit yang Fenotip atau sifat yang diteliti harus secara bermakna berhubungan dengan 1. Sekuensasam nukleat suatu patogen yang dipertanyakan, dan distribusinya di galur patogenik suatu spesies dan tidak dalam tubuh harus sesuai dengan lesi berhubungan dengan galur yang non- diduga harus.ditemukan pada sebagian besar yang diobservasi patogenik kasus suatu penyakit lnfeksi, dan lebih baik lnaktivasi spesifik suatu gen atau gen lagi pada lokasi anatomis tempat patologi2. Mikroorganisme harus ditumbuhkan yang berkaitan dengan sifat virulensi jelas terbukti yang dicurigai harus menuju pada suatu dalam biakan murni in vitro (atau di luar penurunan patogenisitas atau virulensi 2. Sekuens asam nukleat suatu patogen yang tubuh pejamu) untuk beberapa generasi yang terukur Pengembalian atau penggantian gen diduga harus tidak ditemukan pada sebagian3. Jika biakan murni inidiinokulasikan pada mutasi dengan gen tipe-liar harus besar kontrol yang sehat. Jika sekuens mengarah pada perbaikan tersebut ditemukan pada kontrol yang sehat, spesies hewan yang rentan, harus terjadi patogenisitas atau virulensi harus ditemukan dengan prevalensi yang penyakit yang sesuai Iebih rendah dibandingkan dengan pasien4. Mikroorganisme harus dapat diisolasi dengan penyakit, dan dalam jumlah salinan yang lebih sedikit kembali dari lesi pada penyakit yang 3. Jumlah salinan sekuens asam nukleat yang dihasilkan melalui percobaan berkaitan dengan patogen harus menurun atau tidak terdeteksi pada kesembuhan suatu penyakit (contoh, melalui pengobatan efektif) dan harus meningkat pada kekambuhan atau rekurensi penyakit 4. Adanya suatu sekuens asam nukleatyang berkaitan dengan patogen pada orang sehat harus membantu memperkirakan perkembangan penyakit selanjutnya. 5, Sifat alamiah patogen yang diduga dari analisis sekuens asam nukleatnya harus sesuai dengan sifat biologis yang telah diketahui pada organisme yang berhubungan erat dan dengan sifat alamiah penyakit. Kepentingan suatu sekuens mikroba yang didapatkan meningkat jika genotip mikroba memperkirakan morfologi, patologi, gambaran klinis penyakit, dan respon pejamu mikroba

BAB 9 {. Patogenesis Infeksi Bakteri 153 Respon imun pejamu juga harus dipertimbangkan ketika normal mereka berada dan hidup. Dengan demikian, bakterisuatu organisme sedang diteliti sebagai kemungkinan pe- memastikan kelangsungan hidupnya dan meningkatkannyebab suatu penyakit. Karena itu suatu kenaikan kadar kemungkinan penularannya. Dengan menimbulkan infeksiantibodi spesifik selama masa pemulihan dari penyakit adalah asimtomatik atau penyakit ringan, dan bukannya kematiansuatu tambahan penting untuk postulat Koch. pejamu, mikroorganisme yang secara normal hidup pada Ilmu Genetik mikroba masa-kini telah membuka rintisan manusia meningkatkan kemungkinan penularannya dari satubaru daiam penelitian bakteri patogenik dan membedakannya orang kepada yang lainnya. Beberapa bakteri yang umumnya menimbulkan penyakitdari nonpatogen. Kloning molekuler memungkinkan pe-nyelidik mengisolasi dan memodifikasi gen virulensi spesilik pada manusia berada terutama pada hewan dan secaradan mempelajarinya melalui model infeksi. Kemampuan tebetulan menginfeksi n-ranusia. Contohnya, spesies Salmo-untuk meneliti gen yang berhubungan dengan virulensimengarahpada suatubentukusulan postulat Koch molekuler. nella dan Campylobacteryang secara khas menginfeksi hewanPostulat ini diringkas dalam Tabel 9-1. dan ditularkan melalui produk makanan ke manusia. Bakteri Beberapa patogen sulit atau tidak dapat ditumbuhkan lainnya menimbulkan infeksi pada manusia secara tidakdalam biakan, dan karena alasan inl tidaklah mungkin meng- sengaja, suatu kesalahan dalam siklus hidup normal organismegunakan postulat Koch atau postulat Koch molekuler untuk tersebut; organisme belum beradaptasi dengan manusia, danmemastikan penyebab penyakit yang berhubungan dengan penyakit yang ditimbulkan mungkin berat. Contohnya, Ypatogen tersebut. Reaksi rantai polimerase digunakan untuk pestls (plague) mempunyai siklus hidup yang sudah tetap pada rodensia dan kutu rodensia, dan penularan oleh kutu kememperbanyak sekuens asam nukleat spesilik-mikro- manusia terjadi secara tidak sengaja; Bacillus anthracisorganisme dari jaringan atau cairan tubuh pejamu. Sekuens (antraks) hidup di lingkungan, kadang-kadang menginfeksi hewan, dan ditularkan ke manusia melalui benda seperti bulutersebut digunakan untuk mengidentifikasi organisme hewan yang terinfeksi. Clostridium sp. terdapat dimana-manapenginfeksi. Pedoman molekuler untuk menentukan mikrobapenyebab penyakit diperlihatkan pada Tabel 9-1. Pendekatan dalam lingkungan dan ditularkan ke manusia melalui ingesti (misalnya, gastroenteritis C. perfringens dan C. botulinumini telah digunakan untuk menetapkan penyebab beberapa lbotulisme]) atau ketika luka terkontaminasi tanah (C.penyakit, termasuk penyakit Whipple (Tropheryma whipplei)'angiomatosis b asller (B ar t o n ell a h en s eI a e), erlikio sis mono - prefringens lgas gangren] dan C. tetani [tetanus]).sitik manusia (Ehrlichia chafeensis), sindrom paru virus hanta(virus Sin Nombre), dan sarkoma Kaposi (virus herpes 8 Manifestasi klinis penyakit (misalnya, diare, batuk,manusia). discharge genital) yang ditimbulkan oleh mikroorganisme Analisis infeksi dan penyakit melalui penerapan prinsip sering meningkatkan penularan agen infeksi. Contoh sindromseperti postulat Koch mengarah pada klasifikasi bakterisebagai patogen, patogen oportunistik, atau non-patogen. klinis dan cara bakteri penyebab meningkatkan penularannyaBeberapa spesies bakteri selalu dianggap patogen, dan kebe- adalah sebagai berikut: Vibrio cholerae dapal menimbulkanradaannya merupakan kelainan; contoh meliputi Myco- diare cair yang banyak, yang dapat mengontaminasi air tawarbacterium tuberculosis (tuberkulosa) dan Yersinia pestis dan laut; air minum atau makanan laut, seperti cumi dan(plague). Bakteri-bakteri tersebut memenuhi kriteria postulat kepiting dapat terkontaminasi; ingesti air atau makanan lautKoch. Spesies lain umumnya bagian dari flora normal pada yang terkontaminasi dapat menimbulkan infeksi dan penyakit.manusia (dan hewan) tetapi juga sering dapat menyebabkan Demikian juga, kontaminasi produk makanan oieh airpenyakit. Sebagia contoh, E. coli merrpakan bagian dari flora buangan yang mengandung E. coli yang menimbulkan diaresaluran cerna yang normal pada manusia tetapi jugamerupakan penyebab umum infeksi saluran kemih, diare mengakibatkan penularan bakteri ini. M. tuberculosispelancong, dan penyakit lainnya. Galur E. coli yang (tuberkulosa) secara alamiah hanya menginfeksi manusia; kuman ini menimbulkan penyakit pernapasan dengan batukmenyebabkan penyakit dibedakan dari galur yang tidak dan menghasilkan lendir, yang menyebabkan penularanmenyebabkan pbnyakit dengan menentukan (1) apakah galur bakteri dari satu orang ke yang lainnya.tersebut virulen pada model infeksi hewan atau in vitro dan(2) apakah galur tersebut mempunyai suatu susunan genetik Banyak bakteri ditularkan dari satu orang ke lainnyayang secara bermakna berkaitan dengan terjadinya penyakit. melalui tangan. Seseorang yang pada lubang hidung anterior-Bakteri lain (misal, Pseudomonas sp., Stenotrophomonas nya terdapat S. aureus saat menggosok-gosok hidungnya,maltophilia, dan banyak jamur dan ragi) hanya menyebabkan membawa stafilokok pada tangannya, dan menyebarkanpenyakit pada orang yang luluh-imun dan lemah dan bakteri ke bagian lain pada tubuhnya atau ke orang lain, danmerupakan patogen oportunistik. mengakibatkan infeksi. Banyak patogen oportunistik yangPENULARAN I1{FEKSI menyebabkan infeksi nosokomial ditularkan dari satu pasienBakteri (dan mikroorganisme lain) beradaptasi terhadap ke pasien lain meialui tangan petugas rumah sakit. OIeh sebablingkungan, termasuk pada hewan dan manusia, tempat itu, mencuci tangan merupakan komponen penting dalam pengendalian infeksi. Tempat masuk bakteri patogen ke dalam tubuh yang paling sering adalah daerah pertemuan membran mukosa dengan kulit: saluran pernapasan (saluran atas dan bawah), saiuran pencernaan (terutama mulut), genital dan saluran kemih. Daerah abnormal membran mukosa dan kulit

I54 BAGIAN III .i. Bakteriologi (misalnya, Iuka terbuka, luka bakar bakar, dan luka lainnya) sebagian besar patogen hanya terdapat satu atau beberapa tipe klon yang menyebar di dunia selama jangka waktu tertentu.juga sering menjadi tempat masuknya bakteri. Kulit dan Contohnya, meningitis meningokokus serogrup A epidemikmembran mukosa yang normal memberikan pertahananprimer terhadap infeksi. Untuk menimbulkan penyakit, terdapat di Asia, Timur Tengah, dan Afrika, dan kadang- patogen harus menembus pertahanan ini. kadang menyebar ke Eropa bagian Utara dan Amerika. Pada PRO$ES INFEKSE beberapa keadaan, selama puluhan tahun, tipe klon tunggal Neisseria meningitidis serogrup A telah diamati terdapat pada Sekali berada di tubuh, bakteri harus menempel atau melekat suatu daerah geografis dan selanjutnya menyebar ke daerah lainnya sehingga terjadi penyakit epidemik. Terdapat banyakpada sel pejamu, blasanya sel epitel. Sesudah bakteri trpe Hemophilus inJluenzae, tetapi hanya klon H. influenzae tipe b yang umumnya berkaitan dengan penyakit. Terdapatmenetapkan lokasi primer infeksi, bakteri berkembang biak dua tipe Hon Bordetella pertussis, keduanya berhubungan dan menyebar secara langsung melalui jaringan atau melalui dengan penyakit. Demikian juga, S. typhi (demam tifoid) darisistem iimfatik ke aliran darah. Infeksi ini (bakteremia) dapat pasien, adalah dari dua tipe klon. Namun, terdapat mekanismeberlangsung sesaat atau menetap. Bakteremia memungkinkan yang digunakan bakteri, atau telah digunakan sepanjangbakteri menyebar secara luas di dalam tubuh dan memung- waktu di masa lalu, untuk menularkan gen virulensi dari satukinkan bakteri mencapai jaringan tertentu yang cocok untuk bakteri ke bakteri lainnya.perkembangbiakannya. Elemen Genetik Aktif Pneumonia pneumokokus adalah suatu contoh prosesinfeksi. S. pneumoniae dapat dibiakan dari nasofaring pada Suatu mekanisme primer untuk pertukaran informasi genetik5-40o/o orang sehat. Kadang-kadang pneumokok dari naso-faring teraspirasi ke dalam paru; aspirasi paling sering terjadi antar bakteri adalah pertukaran elemen genetik aktifpada orang yang keadaan umumnya lemah dan dalam ekstrakromosomal: plasmid atau faga. Gen yaing menyandikeadaan koma ketika refleks muntah dan refleks batuk beragam faktor virulensi bakteri umumnya berada padaberkurang. Infeksi berkembang pada ruang udara terminalpada paru seseorang yang tidak punya antibodi protektif plasmid atau dibawa oleh faga. Pemindahan elemen genetikterhadap tipe poiisakarida kapsuler pneumokok tersebut. aktifdi antara anggota satu spesies, atau lebih jarang, di antaraPerkembangbiakan pneumokok dan inflamasi yang dihasilkan spesies dapat menghasilkan pemindahan faktor virulensi.mengakibatkan pneumonia. Pneumokok memasuki sistem Kadang-kadang elemen genetik merupakan bagian dari DNAIimfatik paru dan bergerak ke aliran darah. Antara 10% dan yang sangat aktif(transposon; Bab 7) dan terdapat rekombinasi20% manusia dengan pneumonia pneumokokus mengalami antara DNA ekstrakromosomal dan kromosom (rekombinasibakteremia pada saat diagnosis pneumonia dibuat. Sekaliterjadi bakteremia, pneumokok dapat menyebar ke tempat nonhomolog atau ilegitimasi; Bab 7). Jika rekombinasi inisekunder infeksi (misalnya, cairan serebrospinal, katup terjadi, gen yang menyandi faktor virulensi dapat menjadijantung, rongga sendi). Komplikasi utama pneumonia kromosomal. Beberapa contoh faktor virulensi yang disandipneumokokus adalah meningitis, endokarditis, dan artritis faga dan plasmid disajikan padaTabelg-2.septik. Pulau Patogenisitas Proses infeksi pada kolera meliputi ingesti V cholerae, Kelompok besar gen,gen yang berkaitan dengan patogenisitaspenarikan kemotaktik bakteri ke epitel usus, motilitas bakteri dan berlokasi pada kromosom bakterial disebut pulau pato-dengan flagel polar tunggal, dan penetrasi lapisan mukosapada permukaan usus. Perlekatan V. cholerae pada permukaan genisitas (pathogenicity islands-PAl). Pulau ini merupakansel epitel diperantarai oleh pili dan mungkin adhesin lainnya.'Produksi toksin kolera mengakibatkan keluarnya klorida dan kelompok gen terorganisir yang besar, biasanya berukuranair ke dalam lumen usus, menyebabkan diare dan gangguan t0-200 kb. Sifat utama PAI adalah sebagai berikut: merekakeseimbangan elektrolit. mempunyai satu atau lebih gen virulensi; mereka terdapat di dalam genom anggota patogenik suatu spesies , tetapi tidakFATO€ENISITAS BAKTERIAL & GENOMIK terdapat pada anggota nonpatogenik; mereka berukuran besar; mereka biasanya mempunyai suatu guanin + sitosin (GBakteri bersifat haploid (Bab 7) dan membatasi interaksi +C) yang berbeda dari genom bakterial lainnya; merekagenetik yang dapat mengubah kromosom dan berpotensi umumnya berkaitan dengan gen IRNA; mereka sering di-mengganggu adaptasi dan kelangsungan hidup bakteri temukan bersama bagian genom yang berkaitan dengan elemen genetik aktif; mereka sering mempunyai instabilitastersebut dalam lingkungan khusus yang spesifik. genetik; dan mereka sering mewakili struktur mozaik dengan komponen yang diperoleh pada waktu yang berbeda. SecaraKlon Alami Patogen Bakteri keseluruhan sifat-sifat PAI menunjukkan bahwa merekaSuatu hasil penting konservasi gen kromosomal pada bakteriadalah bahwa organisme tersebut merupakan klon. Untuk berasal dari transfer gen dari spesies asing. Beberapa contoh faktor virulensi PAI disajikan pada Tabel 9-3.

BAB 9 * Patogenesis Infeksi Bakteri 155PENGATURAN FAKTOR VIRI' TENSI Faktor virulensi dari V cholerae diregulasi pada tingkatan yang multipel dan melalui banyak faktor lingkungan. EkspresiBAKTERIAT dari toksin kolera lebih tinggi pada pH 6,0 dibandingkan pada pH 8,5 dan juga lebih tinggi pada pada 30'C dibandingkanBakteri patogen (dan patogen lain) telah beradaptasi padakeadaan saprofit mauPun lingkungan-bebas, kemungkinan pada 37. C.lingkungan di luar tubuh, dan pada inang manusia. Padaproses adaptasi, patogen menghemat kebutuhan metaboiik Osmolalitas dan komposisi asam amino juga penting.dan produknya. Mereka telah mengembangkan sistem Sampai sebanyak20 gen lainnyadart'V. cholerae juga diregulasitransduksi sinyal kompleks untuk mengatur gen yang pentinguntuk virulensi. Sinyal lingkungan sering mengontrol ekspresi dengan cara yang serupa.gen virulensi. Sinyal umum meliputi temperatur, keters-ediaan Y. pestis menghasilkan suatu serial protein dikodekan olehiat besi, osmolalitas, fase pertumbuhan, pH dan ion spesifik(mlsal, Ca2+) atau faktor nutrisi. Beberapa contoh ditampilkan plasmid virulensi. Salah satunya adalah suatu protein kapsuler fraksi 1 antifagositik yang menghasilkan fungsi antifagositik.pada pembahasan beril<ut. Gen untuktoksin difteri dari Corynebacterium diphtheriae Protein ini diekspresikan secara maksimal pada 35-37\" C'dibawa oleh bakteriofaga temperate' Toksin dihasilkan hanya pada temperatur inang, dan secara minimal pada 20-28\" C,oleh galur yang dilisogenisasi oleh faga. Produksi toksin pada temperatur kutu ketika aktivitas antifagositik tidaksangat meningkat ketika C. diphtheriae ditumbuhkan padamedium dengan kadar zat besi yang rendah. diperlukan. Regulasi dari faktor virulensi lainnya pada spesies Yersinia juga dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Ekspresi gen virulensi B. pertussis meningkat jika bakteritersebut ditumbuhkan pada suhu 37\" C dan menurun jika Motilitas bakteri memungkinkan mereka menyebar danmereka ditumbuhkan pada suhu yang lebih rendah atau jika bermultiplikasi di lingkungan khusus mereka atau di pasien.terdapat konsentrasi magnesium sulfat atau asam nikotinat Yersinia enterocolitica dan Listeria monocytogenes umum dijumpai di lingkungan tempat motilitas adalah penting bagiyang tinggi. mereka. Kemungkinan motilitas tidak penting dalam pato- genesis dari penyakit yang disebabkan oleh bakteri ini. Y enterocolitica motil jika dibiakkan pada 25. C, tetapi tidak motil ketika dibiakkan pada 37' C. Demikian jtga ListeriaTABEL 9-2 Contoh FaktorVirulensivang Disandi oleh Gen Elemen Genetik AktifDisandi oleh plasmid Enterotoksin labil-panas dan stabil-panas yang menyebabkan diare Escherichia coli Hemolisin (sitotoksin) pada penyakit invasif dan infeksi saluran kemih Escherichia coli Faktor perlekatan dan produk gen yang terlibat dalam invasi mukosa Escherichia coli dan Shigella sP Kapsul yang penting untukvirulensi (pada satu plasmid) Bacillus anthracis Semua faktor edema,.faktor letal, antigen protektif yang penting untukvirulensi (pada plasmid lainnya)Disandi oleh faga Taksin botulinumyang menyebabkan paralisis ' :Closttidiu {n batuIin umCory neb acteri u m d i phthe ria e Toksin difteri yang rnengharnbat sintesis protein manusiaVibrio cholerae Toksin kolera yang dapat menyebabkan diare cairyang beratTABEL 9-3 Contoh dari Besar Pulau ManusiaEscherichia coli PAI ls36 Hemolisin alfa, firnbriae, adhesi, pada infeksi saluran kemihEschertchia coli PAt lrs6 Hemolisin affa. rP-pilus pada infeksi saluran kernih rEscherichia coli (EHEC) Toksin makrofag Escherichia coli enterohemoragik (EHEC)SgtmonetlaWhlmurium 01#7 lnvasi dan merusak sel pejamu; diareYersila pestjs Gen yang meningkatkan ambilan zat besiVibria cholerae EITar 01' sPt-'1 Neuraminidase, pemakaian gula aminoStaphylococcus aureus Resisten terhadap metisilin dan antibiotik lainnya9taphytpaecus aareus. HPI/pgm Toksin-1 sindrom syok toksik, enterotoksin Enterococcus faecalis VPI-1 Sitolisin, pembentukan biofi lm SCC mec SaPlt NP'

156 BAGIAN III * Bakteriologi motil jika dibiakkan pada 25\" C dan tidak motii atau sedikit Iekatan streptokok pada sel epitel bukal; perlekatan ini motil ketika dibiakkan pada 37\" C. diperantarai oleh fibronektin yang berperan sebagai molekul FAKTOR VIRUTENSI BAKTERI reseptor sel pejamu. Protein M berperan sebagai suatu Banyak faktor yang menentukan virulensi atau kemampuan molekul antifagositik dan merupakan suatu faktor virulensi bakteri untuk menimbulkan infeksi dan penyakit. utama. Faktor Adherens Antibodi yang bekerja melawan ligan bakteri spesifik yang membantu perlekatan (misalnya, pili dan asam lipoteikoat) Sekali bakteri memasuki tubuh inang, mereka harus me- dapat menghambat perlekatan ke sel pejamu dan melindungi nempel pada sel permukaan jaringan. |ika mereka tidak pejamu dari infeksi. menempel, mereka akan disingkirkan oleh mukus dan cairan lain yang membersihkan permukaan jaringan. Adherens, lnvasi Terhadap Sel & Jaringan Pejamu yang hanya merupakan satu langkah dalam proses infeksi, Bagi banyak bakteri penyebab-penyakit, invasi epitel pejamu diikuti dengan pembentukan mikrokoloni dan langkah merupakan hal yang sangat penting pada proses infeksi. Beberapa bakteri (misal, Salmonella sp.) menginvasi jaringan selanjutnya dalam patogenesis infeksi. melalui taut antar sel epitel. Bakteri lain (misal,Yersinia sp., N. Interaksi antara bakteri dan permukaan sel jaringan pada gonorrhoeae, Chlamydia trachomatis) menginvasi tipe spesifik sel epitel pejamu dan selanjutnya dapat memasuki jaringan. proses adhesi adalah kompleks. Beberapa faktor memainkan Sekali masukke dalam sel inang, bakteri tetap berada di dalam peranan penting: hidrofobisitas permukaan dan muatan suatu vakuola yang dibentuk membran sel inang, atau permukaan akhir, molekul pengikat pada bakteri (ligan) dan membran vakuola dapat terlarut dan bakteri terdispersi di interaksi reseptor se1 pejamu. Bakteri dan sel pejamu dalam sitoplasma. Beberapa bakteri (misal, Shigella spesies) umumnya memiliki muatan permukaan negatif akhir, dan bermultiplikasi di dalam sel inang, sedangkan bakteri lain dengan demikian, kekuatan elektrostatik repulsif. Kekuatan ini diatasi melalui interaksi hidrofobik dan interaksi yang tidak. lebih spesifik lainnya antara bakteri dan sel pejamu. Pada \"Invasi\" adalah istilah yang umum digunakan untuk men- umumnya, makin hidrofobik permukaan sel bakteri, makin besar adherens ke sel pejamu. Galur yang berbeda pada jelaskan masuknya bakteri ke daiam sel pejamu, menyatakan secara tidak langsung suatu peran aktif organisme dan peran' bakteri dalam satu spesies dapat mempunyai sifat permukaan pasif sel pejamu. Pada banyak infeksi, bakteri menghasilkan faktor virulensi yang memengaruhi sel pejamu, menyebabkan hidrofobik dan kemampuan perlekatan ke sel pejamu yang sel pejamu menelan (mencerna) bakteri. Sel pejamu berperan beragam. sangat aktifpada proses ini. Bakteri juga mempunyai molekul permukaan spesifik Produksi toksln dan sifat virulensi lainnya secara umum yang memengaruhi sel pejamu. Banyak bakteri mempunyai tidak tergantung pada kemampuan bakteri untuk menginvasi pili, tambahan mirip-rambut yang merupakan perpanjangan sel dan jaringan. Contohnya, C. diphtheriae mampu meng- dari permukaan sel bakteri dan membantu memediasi per- invasi sel epitel nasofaring dan menimbulkan gejala sakit lekatan bakteri ke permukaan sel pejamu. Misalnya, beberapa tenggorok bahkan galur C. diphtheriae yang nontoksigenik galur E. coll mempunyai pili tipe I, yang melekat ke reseptor sekalipun. sel epitel; periekatan dapat dihambat secara in vitro dengan menambahkan d-manosa ke dalam medium. Organisme E. Penelitian in vitro dengan sel pada kultur jaringan teiah coli yang menyebabkan infeksi saluran kemih biasanya tidak membantu menggambarkan mekanisme invasi beberapa mempunyai perlekatan yang diperantarai d-manosa, tetapi patogen; tetapi model in vitro belum memberikan gambaran memiliki pili-P, yang melekat pada suatu bagian antigen grup lengkap proses invasiyang diperlukan. Pengertian menyeluruh darah P; struktur pengenal minimal adalah disakarida o-d- proses invasi, seperti yang terjadi pada infeksi alamiah yang galaktopiranosil-(1-a)-p-d-galaktopiranosida (adhesi peng- didapat, membutuhkan penelitian mutan yang direkayasa ikat GAL-GAL). E. coli yang menyebabkan penyakit diare secara genetik dan kemampuannya menginfeksi hewan dan (iihat Bab 15) mempunyai perlekatan yang diperantarai-pili manusia yang rentan. Oleh karena itu, pemahaman tentang ke sel epitel usus, meskipun pili dan mekanisme molekuler invasi sel eukariotik oleh bakteri memerlukan adanya pe- spesifik perlekatan tampaknya berbeda tergantung dari menuhan postulat Koch dan postuiat Koch molekuler. bentuk E. coli yangmenyebabkan diare. Paragraf di bawah ini berisi contoh invasi bakteri pada sel pejamu sebagai bagian dari proses infeksi. Mekanisme reseptor-ligan spesifik lainnya telah ber- kembang untuk meningkatkan perlekatan bakteri ke sel Shigella sp. melekat pada sel pejamu in vitro. Umumnya pej amu, menggambarkan mekanisme beragam yang dilakukan digunakan sel HeLa; sel non-polar yang tidak berdiferensiasi oieh bakteri. Streptokok grup A(Streptococcus pyogenes) (lihat ini berasal dari karsinoma servikal. Perlekatan menyebabkan Bab 14) juga mempunyai tambahan mirip-rambut, disebut polimerisasi aktin pada bagian yang dekat sel HeLa, yang fimbria yang merupakan perpanjangan dari permukaan sel. menginduksi pembentukan pseudopoda oleh sel HeLa dan Asam lipoteikoat, protein R dan M protein ditemukan pada penelanan bakteri. Perlekatan dan invasi diperantarai paling fimbria. Asam lipoteikoat dan protein F menyebabkan per- sedikit sebagian oleh produk gen yang berlokasi pada suatu plasmid besar yang umum pada banyak shigella. Terdapat

BAB 9 * Patogenesis Infeksi Bakteri 157banyak protein, termasuk antigen plasmid invasi (IpA-D), Toksinyang berperan pada proses' Sekali berada di dalam sel HeLa,.hig\"ttu entah dllepaskan entah melepaskan diri dari vesikel Toksinyang dihasilkan olehbakteri secara umum digolongkan ke dalam dua kelompok; toksin ekstraseluier yang seringfag6sitik, tempat shigella memperbanyak diri di dalam disebut eksotoksin dan endotoksin' Gambaran primer darisi6plasma. Poiimerisasi aktin mendorong shigella di dalam kedua grup tercantum pada Tabel 9-4.suatu sel HeLa dan dari satu sel ke dalam sel lainnya' Secarain vivo shigella menempel pada integrin permukaan sel M A. Eksotoksinpada plak Feyeri dan bukan pada sel absorptif polar padamukoia. Sel M normalnya menyontoh antigen dan membawa Banyak bakteri gram-positif dan gram-negatif menghasilkanke makrofag di submukosa' Shigeila difagositosis oLeh'sel M eksotoksin dengan kepentingan medis yang besar. Beberapa'dan melewati sel M ke dalam kumpulan makrofag di dari toksin-toksin ini telah berperan besar dalam sejarahbawahnya. Shigella di dalam sel M dan makrofag dapat dunia. Misalnya, tetanus yang disebabkan oleh toksin dari Cmenyebabkan se1 ini mati melalui aktivasi proses kematian sel tetani membunuh sampai dengan 50'000 tentara Axis selamanormal (apoptosis). Shigella menyebar ke sel mukosa yang Perang Dunia II; sedangkan tentara Sekutu mengimunisasiberdekatan melalui cara yang serupa dengan model in vitro, personil militernya terhadap tetanus, dan sangat sedikit yangmelalui polimerisasi aktin yang mehdorong bakteri. meninggal karena penyakit ini. Vaksin telah dikembangkan untuk beberapa penyakit yang diperantarai oleh eksotoksin Melalui penelitian dengan menggunakan sel in vitro, dan terus berperan penting dalam pencegahan penyakit. Vaksin-vaksin ini-disebut toksoid-dibuat dari eksotoksin,tampaknya proses penempelan-invasi den gan Y. enterocolitica yang dimodifikasi sehingga menjadi tidak toksik lagi. Banyakmirlp dengan proses pada Shigella. Yersinia menempel pada eksotoksin terdiri dari subunit A dan B. Subunit B secaramembran-sel pejamu dan menyebabkannya mengeluarkantonjolan protoplasmik. Kemudian bakteri ditelan oleh sel umum memperantarai penempelan toksin kompleks ke selpejamu melalui pembentukan vakuol' Invasi ditingkatkan inang dan membantu masuknya eksotoksin ke dalam selLeiika bakteri dibiakan pada suhu 22\"C dibandingkan pada inang. Subunit A memberikan aktivitas toksik. Contoh darisuhu 37'C. Sekali yersinia masuk ke dalam sel, membran beberapa mekanisme patogenetikberkaitan dengan eksotoksinvakuola larut dan bakteri dilepaskan ke dalam sitoplasma' diberikan dibawah ini. Toksin lainnya dari bakteri speslfik Secara in vivo, yersinia dianggap menempel dan menginvasi dibahas pada bab mengenai bakteri tersebut. sel M pada plague Peyeri, dan bukan pada sel mukosa absorptif C. diphtheriae adalah batang gram-positif yang dapatpo1ar, sangat mirip dengan shigella' tumbuh pada membran mukosa saluran napas atas atau padaL. monocytogenes dari lingkungan ditelan melalui Iuka minor di kulit (Bab 12). Galur C' diphtheriae yangmakanan. Diduga bakteri melekat pada dan menginvasi membawa suatubakteriofaga temperate dengan gen strukturalmukosa usus, mencapai aliran darah, dan menyebar' Pato- untuk toksin bersifat toksigenik dan menghasilkan toksingenesis difteri dan menyebabkan difteri. Banyak faktor yang mengatur proses ini telah dipelajari secara in vitro' l' produksi toksin; jika ketersediaan zat besi anorganikmonocytogene.s menempel pada dan siap menginvasi makrofag merupakan faktor pembatas pertumbuhan maka produksidan sel usus tidak berdiferensiasi yang dibiakkan. Listeria toksin maksimal terjadi. Molekul toksin disekresikan sebagaimenginduksi penelanan oleh sel pejamu. Suatu protein,internalin, memiliki peranan utama dalam proses ini' Proses molekul polipeptida tunggal (BM 62.000). Toksin asli ini secara enzimatis didegradasi menjadi dua fragmen, A dan B'penelanan, pergerakan di dalam sel dan pergerakan di antara yang dihubungkan oleh ikatan disulfida. Fragmen B (BM 40.700) terikat pada reseptor sel pejamu spesifik dan mem-sel, memerlukan polimerisasi aktin untuk mendorong bakteri, fasilitasi masuknya fragmen A (BM 21.150) ke dalamseperti pada shigella. Legionella pneumophila menyerang makrofag paru dan sitoplasma. Fragmen A menghambat EF-2 faktor pemanj angan rantai peptida melalui katalisasi suatu reaksi yang meng-menyebabkan pneumonia. Perlekatan legionela pada makro- hasilkan nikotinamid bebas ditambah suatu kompleks EF2-fag menginduksi pembentukan pseudopoda yang tipis dan adenosin difosfat-ribosa inaktif. Berhentinya sintesis protein memutuskan fungsi fisiologis seluler normal. Toksin difteripanjang yang kemudian mengerut di sekitar bakteri, mem- sangat poten.teniuk vesikel (fagositosis pengerutan). Vesikel tetap utuh, C. tetani adalah suatu batang gram-positif anaerob yangfusi fagolisosom dihambat, dan bakteri memperbanyak diri di menyebabkan tetanus (Bab 11). C. tetani dari lingkungandalam vesikel. mengkontaminasi luka, dan spora berkembang di lingkungan N. gonorrhoeae menggunakan pili sebagai adhesin primer anaerob pada jaringan mati. Infeksi sering kali ringan dan tidakjelas secaraklinis. Bentukvegetatif C. /e/anlmenghasilkandan protein terkait opasitas (Opa) sebagai adhesin sekunder toksin tetanospasmin (BM 150.000) yang dipecahkan oleh protease bakteri menjadi dua peptida (BM 50.000 dan BMke se1 pejamu. Protein Opatertentu memperantarai perlekatan fOO.OOO) yang dihubungkan oleh ikatan disulfida. Toksinke sefpohmorfonukleus. Beberapa gonokok bertahan hidup mula-mula terikat pada reseptor di membran presinaptik neuron motorik. Kemudian toksin berpindah melalui sistemsesudah fagositosis oleh sel ini. Pili dan Opa bersama-samameningkatkan invasi dari sel yang dibiakkan secara in vitro'Pada kultur organ tuba (falopi) uterus, gonokokus menempelpada mikrovilisel tidak bersilia dan tampaknya menginduksipenelanan oleh sel ini. Gonokok berkembang biak secaraintraseluler dan bermigrasi ke ruang subepitel dengan suatumekanisme yang tidak diketahui.

158 BAGIAN III {. BakteriologiTABEL 9-4 Karakteristik Eksotoksin dan Endotoksin (Lipopolisakarida) Diekskresi oleh sel hidup; konsentrasi tinggi pada medium cair Bagian keseluruhan dinding sel bakteri gram-negatif. Dilepaskan saat kematian bakteri dan sebagian selama pertumbuhan.Dihasilkan oleh bakteri gram.positif maupun gfam-negatif Mungkin tidak perlu dilepaskan untuk timbulnya aktivitasPolipeptida dengan berat molekul 1 0.000-900.000 biologisRe{atif tidak stabil, toksisitas sering dihancurkan secara cepat Hanya diternukan pada bakteri gram,negati melalui pemanasan pada temperatur diatas 60oC Kompleks lipopolisakarida. Bagian lipid A mungkin bertanggungSangat antigenik; merangsang pembentukan antitoksin jawab atas toksisitas konsentrasi-tinggi- Antitoksin menetralisir toksin Relatif stabil; tahan peftaRasan pa a suhu dlatal 60ae sqlarnaDikonversi menjadi toksoid antigenik nontoksik oleh formalin, berjam-jam tanpa kehilangan toksisitas asamr pemanasan, dan lain-lain.Toksoid digunakan untuk lmunogenik lemah; antibodi bersifat antitoksik dan protektif. imunisasi {contoh, toksoid tetanus) Hubungan antara kadar antibodi dan perlindungan dariSangat toksik; fatal untuk binatang dalam jumlah mikrogram atau penyakit kurang jelas dibanding dengan eksotoksin kurang Tidak dikonversi menjadi toksoidBiasanya terikat pada reseptor spesifik pada sel Toksik sedang; fatal bagi hewan pada beberapa puluh sampaiBiasanya tidak menimbuikan demam pada pejamu beberapa ratus mikrogramSering kali dikontrol oleh gen ekstrakromosom (contoh, plasmid) Reseptor spesifik tidak ditemukan pada sel Biasanya menimbulkan demam pada pejamu melalui pelepasan interleukin-1 dan mediator lainnya Sintesis diarahkan oleh gen kromosomtranspor aksonal retrograd ke badan sel neuron ini ke medula reseptor membran presinaptik neuron motorik pada sistem saraf perifer dan saraf kranial. proteolisis, melalui rantai spinalis dan batang otak. Toksin berdifusi ke terminal dari sel ringan milik toksin botulinum, pada protein target di neuroninhibitor termasuk interneuron glisinergik dan neuron yang menghambat pelepasan asetilkolin di sinaps, menyebabkanmensekresi-asam y-aminobutirat dari batang otak. Toksin berkurangnya kontraksi otot dan paralisis.mendegradasi sinaptobrevin, suatu protein yang dibutuhkanuntuk memasukkan vesikel neurotransmiter pada membran Spora C. perfringens masuk ke dalam luka melalui kontaminasi tanah atau feses. pada keadaan terdapatnyapresinaptik. Pelepasan glisin dan asam gamma aminobutiratinhibitorik dihambat, dan neuron motorik tidak dihambat jaringan nekrotik (suatu lingkur-rgan anaerob), spora tumbuhsehingga terjadi paralisis spastik. Toksin dalam jumlah yang $a1 se_t vegetatif dapat rnenghasilkan beberapi tokril, yul,gsangat sedikit dapat mematikan bagi manusia. Tetanus dapat berbeda. Banyak di antara toksin tersebut bersifat nekrolitik dan hemolitik dan-bersama dengan distensi jaringan olehdicegah secara total pada manusia yang memiliki sistem imun gas yang terbentuk dari karbohidrat dan memengaruhi suplaiyang normal, melalui imunisasi tetanus toksoid. darah-membantu penyebaran gas gangren. Toksin alfa C. botulinum menyebabkan botulisme. Bakteri ini dapat milik C. perfringens adalah suatu lesitinase yang merusakditemukan dalam tanah atau air dan dapat turnbuh pada membran sel melalui pemecahan lesitin menjadi fosforilkolinmakanan (makanan kaleng, makanan yang dikemas vakum, dan digliserida. Toksin teta juga mempunyai efek nekrotisasi.dan lain-lain), jika lingkungannya benar-benar anaerob. Kolagenase dan DNAse juga dihasilkan oleh klostridia.Bakteri ini menghasilkan suatu toksin yang sangat poten(toksin paling poten yang dikenal). Toksin ini bersifat labil Beberapa galur S. aureus trrnbuh pada membran mukosa (misal, pada vagina dalam kaitannya dengan menstruasi),terhadap panas dan dirusak melalui pemanasan yang cukup. atau pada luka, memperluas toksin-l sindrom syok toksik (TSST-1), yang menyebabkan sindrom syok toksik (Bab 13).Terdapat banyak tipe serologis toksin yang berbeda. Tipe A, B Penyakit ini ditandai oleh syok, demam tinggi, dan suatudan E paling umum berkaitan dengan penyakit manusia. ruam kulit merah yang difus yang selanjutnya mengalamiToksin ini sangat mirip dengan toksin tetanus, dengan BM deskuamasi; banyak sistem organ lain juga ikut terlibat.protein 150.000, yang dipecah menjadi protein dengan BM TSST-1 adalah suatu antigen super dan menstimulir limfosit100.000 dan protein BM 50.000 yang dihubungkan oleh ikatandisulfida. Toksin botulinum diserap dari usus dan terikat pada

BAB 9 .1. Patogenesis Infeksi Bakteri 159untuk memproduksi sejumlah besar IL-1 dan TNF (Bab B)' tidakseimbangan asam-basa; oleh sebab itu, pengobatanManifestasi klinis utama penyakit ini tampaknya sekunderakibat efek sitokin. TSST-1 dapat bertindak secara sinergis adalah dengan penggantian elektrolit dan cairan.dengan kadar rendah lipopolisakarida untuk menghasilkanefek toksik. Banyak efek sistemik dari TSST- 1 serupa dengan Beberapa galur S. aureus menghasilkan enterotoksintoksisitas akibat lipopolisakarida (lihat di bawah). ketika tumbuh dalam daging, produk susu atau makanan Beberapa galur streptokok beta hemolitikus grup A Iainnya. Pada kasus tertentu, makanan telah disiapkan secaramenghasilkan eksotoksin A pirogenikyang menyerupai atau segar, tetapi tidak didinginkan di kulkas dengan baik. Palingsama dengan toksin eritrogenik streptokokus, yang me sedikit terdapat enam tipe enterotoksin stafilokokus yangnimbulkan demam skarlet. Infeksi jaringan lunak progresif berbeda. Sesudah toksin yang ada tertelan, toksin ini diserapcepat oleh streptokok yang menghasilkan eksotoksin Apirogenik mempunyai banyak manifestasi klir-ris yang me- di usus, dan merangsang reseptor saraf. Rangsangan ininyerupai sindrom syok toksik oleh stalilokokus. Eksotoksin A diteruskan ke pusat muntah di sistem saraf pusat. Muntah,pirogenik juga merupakan suatu antigen super yang bekerja sering kali proyektil, terjadi dalam beberapa jam. Diare lebih jarang. Keracunan makanan oleh stafilokokus merupakandengan cara yang serupa dengan TSST- 1. bentuk keracunan makanan yang paling umum terjadi.B. Eksotoksin yang berhubungan dengan Enterotoksin S. aureus merupakan antigen super.penyakit diare dan keracunan makanan Enterotoksin juga diproduksi oleh beberapa galur IEksotoksin yang berhubungan dengan penyakit diare seringdisebut er-rterotoksin. (Lihat juga Tabel 48 3). Karakteristik enterocolitica (Bab 19), Vibrio parahaemolyticus (Bab 17)'beberapa enterotoksin yang penting dibahas di bawah. Aeromonas sp. (Bab 17), dan bakteri lainnya, tetapi Peranan toksin-toksin ini dalam patogenesis belum jelas. Enterotoksin V. cholerae telah menyebabkan penyakit diare epidemik yang dihasilkan oleh C. perfringens dibahas dalam Bab 11'(kolera) di banyak bagian dunia (Bab 17) dan merupakan C. Lipopolisakarida pada bakteri gram-negatifpenyakit akibat-toksin iain yang penting pada masa lalu danmasa kini. Setelah masuk ke dalam tubuh pejamu melalui Lipopolisakarida (LPS, endotoksin) bakteri gram-negatifmakanan atau minuman yang terkontaminasi, V' cholerae berasal dari dinding sel dan sering dilepaskan ketika bakterimenembus mukosa usus dan melehat pada mikrovili di brush lisis. Zat ini bersifat stabil terhadap panas, mempunyai berat molekul antara 3.000 dan 5.000 (lipooligosakarida, LOS) danborder seI epitel usus. V. cholerae, biasanya serotipe O1 (danO139), dapat memproduksi suatu enterotoksin dengan berat beberapa juta (lipopolisakarida), dan dapat diekstrakmolekul 84.000. Toksin ini terdiri dari dua subunit-A' yang (contoh, dengan air-fenol). Zat-zat tersebut mempunyai tigadipecah menjadi dua peptida, A, dan Ar, dihubungkan oieh regio utama (Tabel 9-5; lihat Gambar 2-19).suatu ikatan disulfida, dan B. Subunit B mempunyai lin-rapeptida identik dan dengan cepat mengikatkan toksin pada Efek patofisiologi LPS adalah serupa, tanpa melihat jenis bakterinya, kecuali rntuk Bacteroldes sp., yang mempunyaimolekul gangliosida membran sel. Subunit A memasuki struktur berbeda dan kurang toksik (Bab 2l). LPS pada aliran darah pada mulanya terikat pada protein yang bersirkulasimembran se1 dan menyebabkan peningkatan besal aktivitas yang kemudian berinteraksi dengan reseptor pada makrofagadenilat siklase dan konsentrasi cAMP. Efek akhir adalah dan monosit dan sel lain dari sistem retikuloendotelial. IL-1,sekresi cepat elektrolit ke dalam iumen usus halus, dengan TNF, dan sitokin lainnya dilepaskan, kaskade koagulasi dan komplemen diaktivasi. Gejala- gejala berikut dalam ditemukangangguan absorpsi natrium dan klorida dan kehilangan secara klinis ataupun eksperimental: demam, leukopenia, danbikarbonat. Diare masif yang mengancam jlwa (contoh 20-30 hipoglikemia; hipotensi dan syok yang mengakibatkan gang-L/hari) dapat terjadi, dan timbul asidosis. Efek yang mem- guan perfusi dari organ-organ penting (misal, otak, jantung,bahayakan akibat kolera, yaitu kehilangan cairan dan ke ginjal); koagulasi intravaskuler; dan kematian akibat disfungsi organ masif.TABEL 9-5 Komposisi \"Endotoksin\" Lipopolisakarida pada Dinding Sel Bakteri Gram-NegatifKombinasi oligosakarida yang berulang (misal, man-rha-gal) 1. Polisakarida spesifik-O. Menginduksi imunitas spesifikmenyusun determinan haptenik spesifik-tipe (lapisan paling luarpada dinding sel) L Polisakarida inti umum Lipid A dengan KDO menyebabkan toksisitas primer{Atgsetilglultosamln, glukosa; galaktosa, heptosa}. Sama pada semuabakteri gram-negatifKekuatan grup fosfat dan heptosa yang bergantian dihubungkanmelalui KDO (asam 2-keto-3-deoksioktonat) ke lipid. Lipiddihubungkan ke peptidoglikan (melalui ikatan glikosida).

160 BAGIAN III * Bakteriologi Injeksi LPS menimbulkan demam setelah 60-90 menit, hubungan dengan-dinding sel dibandingkan dengan bakteri waktu yang dibutuhkan oleh tubuh untuk melepaskan IL-1. gram-negatif. Peptidoglikan yang dilepas selama infeksi dapat menimbulkan banyak aktivitas biologis yang sama dengan Injeksi IL-l menimbulkan demam dalam waktu 30 menit. LPS, meskipun peptidoglikan jauh kurang poten dibandingkan Injeksi berulang IL-l menimbulkan respon demam yang LPS. sama setiap kalinya, tetapi injeksi LPS yang berulang me- Enzim nyebabkan pengurangan respons demam secara bermakna karena adanya toleransi yang disebabkan sebagian oieh Banyak spesies bakteri menghasilkan enzim yang secara blokade retikuloendotelial dan sebagian oleh antibodi IgM intrinsik tidak toksik tetapi berperan penting dalam proses infeksi. Beberapa enzim tersebut dibahas dalam paragraf di terhadap LPS. bawah ini. Injeksi LPS menyebabkan leukopenia dini, seperti yang A. Enzim penghancur-jaringan terjadi pada bakteremia yang diakibatkan oleh organisme Banyak bakteri menghasilkan enzim p€nghancur-j aringan. gram-negatif. Leukositosis sekunder timbul kemudian. Enzim yang paling khas adalah enzim dari C. perfringens (Bab 11), S. aureus (Bab 13), streptokok grup A (Bab 1a), Leukopenia dini terjadi bersamaan dengan timbulnya demam dan yang lebih sedikit, bakteri anaerob (Bab 21). peran akibat pembebasan IL-1. LPS meningkatkan glikolisis pada enzim penghancur-jaringan dalam patogenesis infeksi banyak jenis sel dan dapat menimbulkan hipoglikemia. tampak jelas, tetapi sulit dibuktikan, terutama enzim indi- vidual. Contohnya, antibodi terhadap enzim penghancur- Hipotensi terjadi secara dini pada bakteremia gram- jaringan streptokok tidak mengurangi gambaran penyakit streptokokus. negatif atau sesudah injeksi LPS. Terdapat konstriksi arteriol Selain lesitinase, C. perfringens menghasilkan enzim dan venula yang luas diikuti dilatasi pembuluh perifer, proteolitik kolagenase yang mendegradasi kolagen, protein utama jaringan ikat fibrosa, dan meningkatkan penyebaran peningkatan permeabilitas vaskuler; penurunan curah baiik, infeksi di dalam jaringan. penurunan curah jantung, stagnasi mikrosirkulasi, vaso- konstriksi perifeq syok, dan gangguan perfusi organ dan S. aureus menghasilkan koagulase, yang kerja bersama konsekuensinya. Koagulasi intravaskuler diseminata juga dengan faktor pembekuan darah menyebabkan koagulasi berperan pada perubahan vaskuler ini. plasma. Koagulase berperan dalam pembentukan dinding fibrin di sekeliling lesi stafilokokus yang membantu bakteri LPS adalah satu di antara banyak zat-zat berbeda yang ini tetap berada dalam jaringan. Koagulase juga menyebabkan dapat mengaktivasi jalur alternatif kaskade komplemen, penumpukan fibrin pada permukaan tiap stafilokokus yang dapat membantu melindungi bakteri ini dari fagositosis atau mempresipitasi berbagai reaksi yang diperantarai komplemen dari penghancuran di dalam sel fagosit. (ana{ilatoksin, respon kemotaktik, kerusakan membran, dan lain-lain.) dan penurunan kadar komponen komplemen (C3, Hialuronidase adalah enzim yang menghidrolisis asarn hialuronat, suatu unsur pokok zat pen)'usun jaringan ikat.' C5-9) serum. Enzim ini dihasilkan oleh banyak bakteri (contoh, stafilokok, streptokok, dan anaerob) dan membantu penyebaran mereka Koagulasi intravaskuler diseminata (DIC) adalah kom- melalui jaringan. plikasi yang sering terjadi pada bakteremia gram-negatif dan juga dapat terjadi pada infeksi lainnya. LPS mengaktivasi Banyak streptokokhemolitikmenghasilkan streptokinase (fibrinolisin), suatu zat yang mengaktivasi enzim proteolitik kpfaaeksmtkoabrdeXekuIkIaon(afagdkuatloraarshiH,ianygatrenimngsabinke) r-a-dlkaahnnirgkpbaaehdrlaapnkejuorttnavpmearadsiapaftidebarrjiansdoisignteeymna pada plasma. Enzim ini kemudian mampu melarutkan plasma menjadi fibrin. Pada saat bersamaan, plasminogen dapat yang berkoagulasi dan mungkin membantu penyebaran cepat streptokok melalui jaringan. Streptokinase telah digunakan diaktivasi oleh LPS menjadi plasmin (suatu enzim proteolitik), dalam pengobatan infark miokard akut untuk melarutkan yang dapat memecah fibrin dengan pembentukan produk bekuan fibrin. pecahan fibrin. Penurunan kadar trombosit dan fibrinogen serta adanya produk pecahan fibrin menunjukkan tanda- Banyak bakteri menghasilkan zatyang disebut sitolisin, tanda DIC. Heparin kadang-kadang dapat mencegah lesi yang yaitu kerjanya melarutkan sel darah merah (hemolisin) atau berkaitan dengan DIC. membunuh sel jaringan atau leukosit (leukosidin). Strep- tolisin O, contohnya, dihasilkan oleh streptokok grup A dan LPS menyebabkan trombosit menempel pada endotel bersifat mematikan bagi tikus dan bersifat hemolitik terhadap pembuluh darah'dan oklusi pembuluh darah kecil, yang sel darah merah pada banyak binatang. Streptolisin O bersifat menyebabkan nekrosis hemoragik atau iskemik pada berbagai labil terhadap oksigen dan sebab itu dapat dioksidasi dan diinaktivasi, tetapi dapat diaktifkan kembali oleh zat reduktor. organ. Streptolisin O bersifat antigenik. Streptokok yang sama juga Kadar endotoksin dapat diukur dengan uji limulus: Suatu lisat amebosit dari gel (timulus) kepiting horseshoe atau koagulasi dengan adanya 0,0001 pgram /mL endotoksin. D. Peptidoglikan bakteri gram-positif Peptidoglikan bakteri gram-positif tersusun dari rangkaian makromolekul yang bertautan-silang yang mengelilingi sel bakteri (Bab 2 dan Gambar 2-15). Perubahan vaskuler yang menimbulkan syok juga dapat terjadi pada infeksi oleh bakteri gram-positif yang tidak mengandung LPS. Bakteri gram-positif mempunyai lebih banyak peptidoglikan yang ber-

BAB 9 * Patogenesis Infeksi Bakteri 161menghasilkan streptolisin S yang stabil terhadap oksigen' kemotaksis oleh leukosit dan karenanya terhindar daridapai diinduksi oleh serum, dan tidak bersifat antigenik'Klostridia menghasilkan beragam hemolisin, termasuk fagositosis oleh mekanisme yang berbeda.lesitinase yang dijelaskan di atas. Hemolisin dihasilkan olehsebagian besar galur S. aureus; stafilokok juga menghasilkan Patogenisitas lntraselulerleukosidin. Sebagian besar batang gram-negatif yang diisolasidari tempat penyakit menghasilkan hemoiisin. Contohnya, Beberapa bakteri (misal, M. tuberculosis, Brucella sp., dangalur E. coli yangmenyebabkan infeksi saluran kemih secarakhas menghasilkan hemoiisin, sedangkan strain yang me- Legionella sp.) hidup dan tumbuh di lingkungan yang meng-rupakanbagian dari floranormal usus mungkin menghasilkan ancamnya di dalam sel polimorfonuklear, makrofag atauhemolisin, mungkin juga tidak. monosit. Bakteri mengatasi keadaan ini melaiui beberapaB. Protease lgAl mekanisme: bakteri menghindari masukke dalam fagolisosom dan hidup di dalam sitosol pada fagosit; bakteri menghindariImunoglobulin A adalah antibodi sekretoris pada permukaan fusi fagosom-lisosom dan hidup di dalam fagosom; bakerimukosa. Terdapat dua bentuk utama, IgAl dan IgA2 yang dapat resisten terhadap enzim lisosom dan bertahan hidup diberbeda di dekat pusat, atau regio engsel rantai berat molekul d\"alam fagolisosom.(Bab 8). IgAl mempunyai serangkaian asam amino di regio Banyak bakteri dapat hiduP di dalam sel nonfagositikengsel yang tidak terdapat padaIgL2. Beberapa bakteri yang (lihat bagian sebelumnya, Invasi ke Sel dan Jaringanmenyebabkan penyakit menghasilkan enzim, protease IgAl' Pejamu).yang memecah IgAl pada ikatan prolin-treonin atau prolin-serin spesifik pada regio engsel dan membuat aktivitas Heterogenitas Antigenantibodi tidak aktif. Protease IgAl adalah suatu faktorvirulensi penting pada N. gonorrhoeae, N' meningitidis, H' Struktur permukaan bakteri (dan banyak mikroorganisme lainnya) mempunyai banyak heterogenitas antigen. Seringinfluenzae, dan S. pneumoniae yang patogen' Enzim ini juga kali antigen ini digunakan sebagai bagian sistem klasilikasi serologi bakteri. Klasifikasi dari lebih kurang 2000 salmonelladihasilkan oleh beberapa galur Prevotella melaninogenica, yang berbeda didasarkan terutama pada antigen tipe O (rantaibeberapa streptokok berkaitan dengan penyakit gigi, dan samping lipopolisakarida) dan antigen H (flagel). Demikian juga terdapat lebih dari 150 E. coli tipe O dan lebih dari 100 E'beberapa galur pada spesies lain yang terkadang menyebabkan coli tipe K (kapsul). Tipe antigenik bakteri dapat menjadipenyakit. Spesies nonpatogen dari genus yang sama tidak penanda virulensi, berkaitan dengan klonai alamiah patogen,mempunyai gen yang mengode enzim dan tidak meskipun mungkin bukan faktor (atau faktor-faktor) virulenmenghasilkannya. Produksi protease IgAl memungkinkan yang sebenarnya. Antigen O tipe 1 dan antigen O tipe 139 V cholerae secara khas menghasilkan toksin kolera, sedangkanpatogen menginaktivasi antibodi primer yang ditemukan sedikit dari banyak tipe O lain menghasilkan toksin' Hanyapadapermukaan mukosa sehingga meniadakan perlindungan beberapa streptokokus grup A tipe protein M berkaitanpejamu oleh antibodi. dengan insidens glomerulonefritis pasca streptokokus yangFaktor Antifagositik tinggi. Poiisakarida kapsuler N. meningitidis ttpe A dan CBanyak bakteri patogen dengan cepat dibunuh begitu mereka berkaitan dengan meningitis epidemik. Pada contoh di atasditelan oleh sel polimorfonuklear atau makrofag. Beberapa dan sistem penentuan tipe lainnya yang menggunakan antigen permukaan dalam klasifikasi serologis, tipe antigenik untukpatogen menghindari fagositosis atau mekanisme mikro- suatu isolat suatu spesies tetap konstan selama infeksi danLisidal l\"uko.it melalui adsorbsi komponen pejamu normal pada subkultur bakteri. Beberapa bakteri dan mikroorganisme lain mempunyaike permukaannya. Contohnya, S. aureus mempunyai protein kemampuan untuk sering membuat perubahan bentukA permukaan yang terikat pada bagian Fc IgG. Patogen lain antigenik struktur permukaannya in vitro dan mungkin inmempunyai faktor permukaan yang menghalangi fagositosis vivo. Satu contoh yang diketahui dengan baik adalah Borrelia recunentis yang menyebabkan demam reiaps. Contoh kedua-mmemiiapul,nySa. ipknaepimsuolnpiaoeli,saNka. rmidean' iSn.gpiytiodgise;nbeasn(ysatkrepbtaokktoekri lain yang secara luas dipelajari adalah N. gonorrhoeae (lihat Bab grup 20). Gonokokus mempunyai tiga antigen permukaan-terpapar yang berubah bentuk pada kecepatan sangat tinggi, kira-kiraA) mempunyai protein M. N. gonorrhoeae (gonokok) mem- satu setiap 1000:Iipooiigosakarida, 6-8 tipe; pili, tipe tidakpunyai piil. Sebagian besar struktur permukaan antifagositik terbatas; dan Opa 10-12 tipe untuk setiap galur. Jumlah bentuk antigenik sangat banyak sehingga setiap galur N.mempeilihatkan banyak heterogenitas antigenik. Contohnya, gonorrhoeae tampaknya secara antigenik berbeda dari setiap galur lainnya. Pergeseran bentuk dari setiap ketiga antigenterdapat lebih dari 90 tipe polisakarida kapsuler pneumokokus tampaknya dibawah kendali mekanisme genetikyangberbeda.dan lebih dari 150 tipe protein M pada streptokok grup A' Kekerapan pergeseran bentuk antigenik diperkirakan me-Antibodi yang melawan satu tipe faktor antifagositik (misal, mungkinkan gonokok menghindari sistem imun pejamu; gonokok yang tidak diserang oleh sistem imun berhasilpolisakarida kapsuler, protein M) melindungi pejamu dari bertahan hidup dan menyebabkan penyakit.penyakit yang disebabkan oleh bakteri dari tipe itu tetapiLukan dari bakteri degan tipe antigenik lain dengan faktory' ang sama. bakteri (mtsa\, Capnocytophaga dan Bordetella) Beberapamenghasilkan faktor atau toksin terlarut yang menghambat

L62 BAGIAN III * Bakteriologi Sistem Sekresi Bakteri merupakan suatu kofaktor penting pada banyak proses Sistem sekresi bakteri penting dalam patogenesis infeksi dan metabolik dan enzimatik. Ketersediaan zat besi pada manusia esensial bagi interaksi bakteri dengan sel eukariota pejamu. untuk asimilasi mikroba terbatas karena zat besi diambil oleh Bakteri gram-negatif mempunyai dinding sel dengan transferin protein pengikat-besi berafinitas-tinggi di serum membran sitoplasma dan membran luar; terdapat suatu lapis dan laktoferin pada permukaan mukosa. Kemampuan suatu mikroba patogen mendapatkan zat besi secara efisien dari tipis dari peptidoglikan. Bakteri gram-positif mempunyai lingkungan pejamu sangat penting bagi kemampuannya suatu membran sitoplasma dan suatu lapisan peptidoglikan untuk menimbulkan penyakit. Kebutuhan zat besi, bagaimana yang sangat tebal (Bab 2). Beberapa bakteri gram-negatifdan bakeri memperoleh zat besi, dan metabolisme zat besi pada bakteri dibahas dalam Bab 5. beberapa bakteri gram-positif juga mempunyai kapsul. Ketersediaan zat besi memengaruhi virulensi dari banyak Kompleksitas dan rigiditas struktur dinding sel memerlukan mekanisme untuk translokasi protein melintasi membran. patogen. Contohnya, zat besi adalah suatu faktor virulensi Sistem sekresi ini terlibat dalam fungsi seluler seperti transpor penting pada Pseudomonas aeruginosa. penggunaan model protein yang membuat pili atau flagel dan dalam sekresi enzim atau toksin ke dalam lingkungan ekstraseluler. perbedaaan hewan pada infeksi Listeria monocytogenes telah memper, struktur dinding sel antara bakteri gram-negatif dan gram- positif berakibat pada beberapa perbedaan dalam sistem lihatkan bahwa peningkatan zat besi mengakibatkan sekresi. Mekanisme dasar sistem sekresi bakteri yang berbeda peningkatan kerentanan terhadap infeksi sedangkan pe- dibahas pada Bab 2 (Catatan: Sistem sekresi bakteri spesifik dinamakan berdasarkan urutan penemuannya dan bukan nurunan zat besi mengakibatkan kemampuan bertahan hidup berdasarkan mekanisme aksinya.) yang lama; terapi suplemen zat besi mengakibatkan suatu Kedua, bakteri gram-negatif maupun gram-positif mem- peningkatan infeksi yang mematikan. punyai jalur sekresi umum (sec) sebagai mekanisme utama untuk sekresi protein. falur ini terlibat dalam insersi sebagian Penurunan ketersediaan zat besijuga dapat penting dalam besar protein membran bakteri dan menyediakan jalur utama patogenesis. Contohnya, gen untuk toksin difteri terdapatuntuk protein meiintasi membran sitoplasma bakteri. pada bakteriofaga lisogenik dan hanya galur C. diphtheiiae Beberapa sistem sekresi bakteri bersifat sec-dependentermasuk sistem sekresi tipe V, yang mempunyai auto- yang membawabakteriofaga lisogenikyangbersifat toksigenik. transporter, dua jalur sekresi berpasangan, dan jalur pengantar Keadaan dimana ketersediaan zat besi rendah, terdapat peningkatan produksi toksin difteri dan potensial terdapat'tamu dan kompleks sistem sekresi tipe II. ]alur tipe V dan penyakit yang lebih berat. Virulensi N. meningitidis pada mencit meningkat 1.000-kali lipat atau lebih ketika bakteritipe II berfungsi pada bakteri gram-negatif dalam peng- ditumbuhkan pada kondisi zat besi yang terbatas.angkutan protein melintasi membran luar sesudah proteinditranslokasikan melintasi membran sitoplasma melalui jalur d-al-aKmekpurorasensgainnfezkasti.beDseifipsaiednasimzaantubseiasi juga berperan penting memengaruhiiatusansekresi umum. falur sec-independen meliputi sistem sekresi juta manusia di dunia. Defisiensi zat besi dapat memengaruhitipe I atau sistem sekresi ABC (kaset penglkat ATp) sistem banyak sistem organ termasuk sistem imun dan dapat ber-sekresi tipe III. lalur tipe I dan tipe III tidak berinteraksi akibat pada gangguan imunitas yang diperantarai-iel dan penurunan fungsi sel polimorfonuk_lear. pemberia n terapt zatdengan protein yang telah diangkut melintasi membransitoplasma dengan sistem Sec. Sebaliknya sistem-sistem ini besi selama suatu infeksi aktif mungkin harus ditunda kirenamentransiokasi protein melintasi keduanya, membran luar banyak mikroorganisme patogen dapat menggunakan se-dan membran sitoplasma. Tipe III, yang diaktivasi saat kontak jumlah kecil zat besi suplemen yang mengakibatkan suatudengan sel pejamu eukariota, meningkatkan transpor proteinlangsung dari dalam bakteri ke dalam sel pejamu, memakai peningkatan virulensi.struktur yang menyerupai-jarum; sekali berada di dalam Peranan Biofilm tsakterisitoplasma sel pejamu, protein yang diangkut dapat me- Biofilm adalah suatu agregat bakteri interaktif yang menempelmanipulasi fungsl sel inang. Ialur sekresi tipe IV dapat pada permukaan solid atau satu sama lain dan terselubung di dalam suatu matriks eksopolisakarida. Biofilm berbeda daribersifat sec-dependen ataupun sec-independen dan dapat plankton atau bakteri yang hidup-bebas, karena interaksimengangkut protein atau DNA. Beberapa contoh sistemsekresi dan peran mereka dalam patogenesis ditampilkan mikroorganisme tidak terjadi dengan cara yang sama. Biofilmdalam Tabel 9-6. Contoh-contoh ini, kecuali suatu sampel membentuk suatu mantel tipis pada permukaan padat dankecil, dibuat untuk menggambarkan peranan sejumlah besar terdapat di seluruh alam. Spesies tunggal bakteri mungkinaktivitas sekresi molekuler yang digunakan bakteri untuk terlibat atau lebih dari satu spesies berkoagregasi membentukmenyediakan nutrisi dan memfasilitasi patogenesis mereka. suatu biofilm. famur-termasuk ragi-kadang-kadang ter- libat. Sekali suatu biofilm terbentuk, molekul cluorum sensingl(abutuhan Zat Besi dihasilkan oleh bakteri di biofilm berakumulasi, menghasil-Zat besi merupakan suatu nutrisi penting untuk pertumbuhan kan suatu perubahan aktivitas metabolik bakteri. Biologidan metabolisme pada hampir semua mikroorganisme dan dasar pada eksopolisakarida biofilm (glikokaliks) dibahas dalam Bab 2; molekul quorum sensing dibahas pada Bab 1

BAB 9 {. Patogenesis Infeksi Bakteri 163FF yt6as* F€ ;; i-sE=.2= viOctrq;!66=O i:{E;E9oPE;A!*l€3-6c!c-f:i=s;€;EoEEAiF-6=Ig-o-..-o.b=EE?.FfFSS?dEb=*EiE=E;!rI+=E6i'b--=.EiPoE.fo-E$gjiE.:g-i EqEAY**s'sn-4 !' E!U : s xHo ##fi9E,9;Eg=dEEhEEt;r: tfle5E -6 F.=o ;ES=n#E0oEd5c9r-Ec9=#1c9r#=u-6Uo:E=€erASoEt3>;t:XSof=ri--*gi3EqcEivs;E-r#Eer€st=sseoo=+E;pqc{g,ohaEs-*F:PcPE;r*#F:* _E6c5aE .5=EE539-'Acotl Ioo- _+E €;n i,* f;4? 6\ll:|_iC <**o :=& o GEccotro?F*Aa;?rietcGoct .r: :sEPi-nEEEiPFs==sj-!B.F=.e;*;.= EoE :== :E* *FS=E55i3#q#_g6sE tiEEqgE;H:si6EjH6d6Eg;6CiEi+a.;5EE_EiE'ltEo Io o b0) SL tss*; +;'=!u5_6p0F=: -6|! ao-;_-i=: oo6 sElrio^ $Ssg €i;?=a.E3; t5:.i; oEo.9 E* $st a)siE;:! EE€; si6osr*r*o =gssEFFsS.:,1-ia$i.fCEHS,dF.cs:1=E.BE-S6EroFsdE-srr$Ei:+ Ess:Rr' it-EsCF\"-YuES€!\"xF g st€E *!SrE-g:g.ii. igIF5Fgg!g**€R$ ssSE$5$cSS=F 5ESEEF5; \"r*gt-gBit-u$ ssssssstiG q eEc0o o Ecoo.o= rac5:cctr t7 o G u6occ E65 o_ AJ 6 @ UE c= tdlq ooc c !oocc(coJ E0J Qo.l oC g'3o oo. o oo- ut x+o o6 'i lC o ;i iylo !E G > o t4 * X;u6J ;o ; ioo=:otF 6f .= o- tr F i:

164 BAGIAN III tr Bakteriologi Bakteri pada matriks eksopolisakarida mungkin ter- 3. Seorang wanita berusia 65 tahun dengan pemasanganlindung dari mekanisme imun pejamu. Matriks ini juga kateter vena sentral jangka-lama untuk terapi intravena.berfungsi sebagai suatu barier difusi untuk beberapa Ia mengalami demam dan selanjutnya dilakukan kulturantimikroba, sedangkan antimikroba lain mungkin terikat darah multipel positif untuk Staphylococcus epidermidis.padanya. Beberapa bakteri dalam biofilm memperlihatkan Semta Staphylococcus epidermidis yang disolasi mem-resistensi yang nyata terhadap antimikroba dibandingkan punyai bentuk koloni yang sama dan pola sensitivitasdengan galur yang sama dari bakteri yang ditumbuhkan- antimikroba menunjukkan mereka berasal dari galurbebas pada kaldu, yang membantu menjelaskan mengapa yang sama. Biofilm Staphylococcus aureus diperkirakanbegitu sulit mengobati infeksi yang berkaitan dengan bio- terdapat pada kateter. Pernyataan manakah dibawah inifilm. yang benar mengenai infeksi tersebut? Biofilm penting dalam infeksi pada manusia yang persistendan sulit diobati. Beberapa contoh meliputi infeksi Staphylo- (A) Biofilm yang mengandtng Staphylococcus epider-coccus epidermidis dan S. aureus pada kateter vena sentral,infeksi mata seperti yang terjadi dengan lensa kontak dan midis tampaknya membasuh bersih kateter.Iensa intraokuler, pada plak gigi, dan pada infeksi sendiprostetik. Mungkin contoh biofilm pada infeksi manusia yang (B) Produksi suatu polisakarida ekstraseluler meng-paling berat adalah pada infeksi saluran napas oleh P. aeru-ginosa pada pasien fibrosis kistik. Terdapat banyak contoh hambat pertumbuhan Staphylococcus epidermidis,lain. membatasi infeksi.PERTANYAAN ULANGAN (C) StaplryIococcus epidermidis pada biofilm agaknya1. Seorang wanita berusia22tahun yang bekerja di tempat lebih sensitif terhadap terapi antimikroba karena perawatan tanaman datang dengan riwayat demam dan bakteri ini telah menurunkan kecepatan meta- batuk selama 2 bulan. Selama periode ini ia kehilangan berat badan 5 kg. Foto rontgen paru memperlihatkan bolisme infiltrat dengan kavitas pada iobus superior bilateral. Pewarnaan sputumnya memperlihatkan basil tahan- (D) Kemampvan quorum sensing pada Staphylococcus asam. Kemungkinan terjadinya infeksi pada pasien ini ep i d e r mi di s mengakibatkan peningkatan sensitivitas adalah dari: terhadap terapi antimikroba (A) Aktivitas seksual (B) Menelan mikroorganisme dalam makanannya (E) Interaksi molekul kompleks di dalam biolilm mem- (C) Memegang penyangga tangan yang terkontaminasi buatnya sulit menyediakan terapi antimikroba yang ketika ia naik transportasi umum efektif dan agaknya kateter harus diangkat untuk menyembuhkan infeksi (D) Memegang pot tanah (E) Menghirup droplet udara yang mengandung mikro- 4. Mikroorganisme pertama yang memenuhi postulat Koch (pada akhir abad ke-19) adalah: organisme (A) Treponema pallidumZ. Selama terjadi pandemi penyakit yang khas-dikenal, (B) Stenotrophomonas maltophilia (C) Mycobacterium leprae sekelompok 175 penumpang pesawat terbang mengudara (D) Bacillus anthracis dari Lima, Peru menuju Los Angeles. Makan siang di (E) Neisseriagonorrhoeae pesawat, meliputi salad kepiting yang dimakan oieh sekitar dua pertiga penumpang. Setelah mendarat di Los 5. Yang mana dari pernyataan di bawah ini tentang poii- Angeles, banyakpenumpangyang pindah ke penerbangan sakarida adalah benar? lain dengan tujuan bagian lain California dan negara (A) Lipopolisakarida berinteraksi dengan makrofag dan bagian Barat lainnya. Dua dari penumpang yang tinggal monosit menghasilkan pelepasan sitokin di Los Angeles menderita diare cair yang berat. Status (B) Komponen toksik adalah rantai samping O penumpang lain tidak diketahui. Kemungkinan penyebab (C) Lipopolisakaridamembentuklubangpadamembran diare pada kedua penumpang ini adalah: sel darah merah menyebabkan hemolisis (A) Escherichia coli Ol57 H7 (lipopolisakarida O (D) Lipopolisakarida menyebabkan hipotermia antigen 157; antigen flagelar 7) (E) Lipopolisakarida menyebabkan paralisis 6. Seorang lakilaki berusia 27 tahun dilakukan rinoplasti. (B) Vibrio cholerae tipe 0139 (lipopolisakarida O Suatu tampon hidung dimasukkan untuk mengontrol antigen 139) perdarahan. Kira-kira 4 jam kemudian, ia menderita sakit kepala, nyeri otot, dan keram perut dengan diare. (C) Shigella dysenteriae tipe 1 (D) Campylobacter jejuni Kemudian timbul ruam kemerahan (menyerupai terbakar (E) Entamoeba histolytica matahari) pada sebagian besar tubuhnya, termasuk telapak tangan dan teiapak kaki. Tekanan darahnya B0/50 mmHg. Tampon hidung tetap di tempat. Tes enzim hatinya meningkat, dan terdapat tanda gagal ginjal sedang. Penyakit pasien ini tampaknya disebabkan oleh: (A) Lipopolisakarida (B) Peptidoglikan (C) Suatu toksin yang merupakan antigen super (D) Suatu toksin yang mempunyai subunit A dan B (E) Lesitinase (toksin alfa)

BAB f i' Patogenesis Infeksi Bakteri 1657. Organisme yang paling mungkin menyebabkan penyakit 12. Tindakan paiing penting yarrg harus dilakukan untuk menangani pasien (Pertanyaan 11) tersebut adalah: pasien (pertanyaan no.6) adalah: (A) Memberikan siprofloksasin (L) Escherichia coli (B) Memberikan suatu vaksin toksoid (B) Corynebacterium diPhtheriae (C) Memberikan antitoksin yang tepat (C) Clostridium Perfringens (D) Menanganinya dengan Penggantian cairan dan \D) Neisseria meningitidis (E) Staphylococcus aureus elektrolit8. Pernyatian manakah di bawah ini yang paling mungkin (E) Kultur tinjanya untuk membuat diagnosis yang berkaitan dengan pembentukan suatu biofilm bakteri? tepat, Ialu diobati secara sPesifik (A) Kolonisasi jalan napas oieh galur mukoid (penghasil 13. Seorang wanita berusia 23 tahun mempunyai riwayat alginat) Pseudomonas aeruginosa pada pasien infeksi saluran kemih berulang, termasuk sedikitnya satu fibrosis kistik episode pielonefritis. Penentuan jenis darah memper- iihatkan antigen grup darah P. Manakah pernyataan di (B) Infeksi saluran kemih oleh Escherichia coli bawah ini yang tampaknya merupakan penyebab primer (C) Meningitis oleh Nelsseria meningitidis (D) Tetanus infeksi pasien tersebut? (E) Impetigo disebabkan oleh Staphylo co ccus aureus9. Mengenai sistem sekresi tipe III bakterial, pernyataan (A) Escherichia coli yang menghasilkan toksin stabil- mana di bawah ini yang benar? panas (A) Mereka umumnya ditemukan padabakteri komensal (B) Escherichia coli dengan antigen Ki (kapsuler tipe 1) (C) Escherichia coli Ol39 (lipopolisakarida O antigen gram-positif 13e) (B) Mereka berperan penting pada patogenesis penyakit (D) Escherichia coli dengan pili-P (fimbriae) tetanus, botulisme, gas gangren, dan colitis pseudo- (E) Escherichia coli Ol57:H7 (lipopolisakarida O membran yang diinduksi-toksin CIo stridium sp' antigen 157; antigen 7 flagelar) (C) Mereka menyebabkan pelepasan efektor patogenesis 14. Seorang lakilaki berusia 55 tahun datang dengan ke dalam lingkungan ekstraseluler yang memperkuat penurunan berat badan terus-menerus secara bertahap, kolonisasi dan multiplikasi bakteri nyeri abdomen, diare dan artropati. Selama proses (D) Mereka secara langsung melakukan injeksi protein evaluasi, dilakukan biopsi usus halus. Sesudah proses dilakukan, pemeriksaan spesimen dengan mikroskop bakteri ke dalam sel pejamu menembus membran sel pejamu dan bakteri yang meningkatkan pato- cahaya memperlihatkan inkl usip erio di c actd- Schiff (PAS) -positif pada dinding usus. Manakah pemeriksaan di- genesis infeksi. bawah ini yang dapat dilakukan untuk mengkonfirmasi (E) Mutasi yang mencegah sekresi tipe III bakterial dari diagnosis penyakit Whipple, yang disebabkan oleh fungsi peningkatan Pato genesis Tropheryma whipplei? 10. Manakah dari pernyataan di bawah ini yang benar? (A) Kultur pada media agar (A) Lipopolisakarida merupakan bagian dari dinding (B) Amplifikasi dan Pengurutan segmen DNA yang sel Escherichia coli tepat dengan reaksi rantai polimerase (PCR) (B) Toksin kolera melekat pada flage1 Vibrio cholerae (C) Kokultivasi dengan Escherichia coli (C) Lesitinas e Clostridium perfringens menyebabkan (D) Hibridisasi in situ (E) Uji antibodi fluoresen langsung diare 15. Manakah pernyataan di bawah ini yang paling benar (D) Toksin-1 sindrom syok toksik dihasilkan oleh galur menjelaskan mekanisme toksin difteri? hemolitik Staphylococcus epidermidis (A) Membentuk pori pada sel darah merah yang 11. Seorang anak perempuan asal Bangladesh berusia 15 menyebabkan hemolisis tahun menderita diare cair yang berat' Fesesnya tampak (B) Degradasi lesitin pada membran sel eukariota seperti \"air cucian beras'l Sangat banyak-lebih dari I L (C) Menyebabkan pelepasan faktor nekrosis tumor (D) Menghambat faktor 2 elongasi pada 90 menit terakhir. Ia tidak demam dan tampak (E) Menyebabkan peningkatan aktivitas adenilat normal kecuali untuk efek kehilangan cairan dan elektrolit. Penyebab penyakitnya yang paling mungkin siklase adalah: Jawaban r.E 5.A 9.D 13. D (A) Enterotoksin Clostridium dfficile 2,8 6.C 10. A 14. B (B) Suatu toksin dengan subunit A dan B 3.E 7.8 11. B 15. D (C) Shigella dysenteriaetrpe I yang menghasilkan toksin 4. D. 8.A 12. D Shiga (D) Escherichia coli enterotoksigenik yang menghasilkan toksin labil-panas dan stabil-panas (E) Enterotoksin F stafilokokus

166 BAGIAN III * BakteriologiREFERENSI Nickerson CA, Schurr Mf (eds): Molecular paradigms of Infectious D i s e a s e : A B a ct er i al P er sp ectiv e. Spr inger, 200 6.Barton LL: Structural and Functional Relationships in Prokaryotes. Springer, 2005. Relman DA, Falkow S: A molecular perspective of microbialCoburn B, Sekirov, Finlay BB: Tlpe III secretion systems and pathogenicity. In: Mandell, Douglas and Bennett's principles disease. Clin Microbiol Rev 2007;20:535. and Practice of In;t'ectious Diseases, T,h ed. Mandell GL, et al (editors). Elsevier, 2010.Costerton fW et al: Bacterial biolilms: A common cause of Salyers AA, Whitt DD: Bacterial Pathogenesis,2'd ed. American persistent infections. Science 1999;284:1318. Society for Microbiology, 2002.Falkow S: Molecular Koch's postulates applied to microbial Schmidt H, Hensel M: Pathogenicity islands in bacterial patho- genesis. Clin Microbiol Rev 2004;17:14. pathogenicity. Rev Infect Dis 1 98 8 ; 1 0 (Su pp|, 3) :527 4. Schroeder GN, Hilbi H: Molecular pathogenesis of Shigella spp;Fredricks DN, Relman DA: Sequence-based identification of microbial pathogens: A reconsideration of Koch's postuiates. controlling host cell signaling, invasion, and death by type tII Clin Microbiol Rev 1996;9:18. secretion. CIin Microbiol Rev 2008;21;134.Gotz F: MicroReview : Staphylococcus andbiofrlms. Mol Microbiol 2002:43:7367.