Kajian Brusellosis Pada Sapi Dan Kambing Potong

2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Etiologi
Brusellosis disebabkan oleh bakteri dari genus Brucella. Bakteri ini
bersifat Gram negatif, intraseluler, non-motil, tidak membentuk spora, berbentuk
kokobasil. Koloni bakteri yang tumbuh pada agar darah, berbentuk bundar dengan
diameter 2-4 μm. Bakteri ini menghasilkan katalase dan oksidase, mereduksi
nitrat dan menghidrolisis urea. Di dalam tubuh inang bersifat patogen fakultatif
intraseluler anaerobik (Ghaffar 2005). Taksonomi dari B. abortus ini adalah :
Kingdom
Class
Order
Family
Genus
: Proteobacteria
: Rhodospirilli
: Rhizobiales
: Brucellaceae
: Brucella
2.2. Sifat Morfologi B. abortus
B. abortus biotipe 2 dan B. ovis tumbuh lamban di agar darah atau serum
secara aerob. Koloni B. abortus, B. suis dan B. militensis berbentuk halus, kecil,
glistening, bluish dan translusen setelah di inkubasi selama 3–5 hari pada suhu 37
o
C di media agar darah. B. abortus biotipe 2 dan B. ovis memerlukan 5–10%
karbon dioksida (CO2) untuk pertumbuhannya. B. abortus memproduksi H2S
(Quinn et al. 2006).
Sel B. abortus terdiri dari membran sitoplasma dan dinding sel. Dinding
sel terdiri dari bagian peptidoglikan, protein dan membran luar. Membran luar
merupakan bagian paling luar dari bagian bakteri dan merupakan struktur pertama
yang berhubungan dengan sistem pertahanan tubuh inang. Membran luar terdiri
dari lipoprotein dan lippopolisakarida (LPS). Struktur LPS terdiri dari rantai khas
O-polisakarida, inti polisakarida dan lipid A. Rantai O polisakarida B. abortus
galur halus terdiri dari cabang linier hopolimer dari α(1,2)-N-formyl perosamine.
Sedangkan inti terdiri dari manosa, glukosa, quinovasamin dan 3-dioksi-2oktulosonat. LPS B. abortus galur kasar tidak mengandung perosamin dan
quinovasamin (Moreno et al.1984). Protein dinding sel dari setiap galur B.
abortus sebagian besar mempunyai kesamaan dalam komposisi asam amino
kecuali pada asam amino methionin, isoleusin, tirosin dan histidin. Karakter
beberapa spesies Brucella terpapar pada Tabel 1 di bawah ini.
Tabel 1. Karakter dari beberapa spesies Brucella
Spesies
Brucella
Biotype
CO2
Produksi
H2S
Aktifitas
Urease
Thionin
( 20μg/ml)
Basic
Fuchsin
(20μg/ml)
B. abortus
7
v
v
+
V
v
B. melitensis
3
-
-
v
+
+
B. suis
5
-
v
+
+
v
B. ovis
1
+
-
-
+
-
B. canis
1
-
-
+
+
-
Sumber: Quinn et al. (2006). Keterangan : + : positif, - : negatif, v : hasil reaksi relatif pada
biotipe yang berbeda
2.3. Patogenesis
Brusellosis adalah penyakit yang disebabkan oleh infeksi dari genus
Brucella. Brucella sp. dapat menyerang berbagai ternak, diantaranya sapi, domba,
kambing dan babi. Brusellosis bersifat zoonosis sehingga dapat menyerang
manusia. Sumber penularan penyakit ini adalah cairan genital, semen dan susu
segar dari hewan penderita. Dijelaskan juga bahwa padang rumput, pakan dan air
yang tercemar merupakan sarana utama penyebarannya. Pada sapi dewasa yang
sudah matang kelamin, terutama sapi bunting, sangat peka terhadap infeksi B.
abortus. Sementara, sapi dara dan tidak bunting banyak yang tahan terhadap
infeksi ini.
Abortus spontan pada hewan terjadi karena pada kotiledon uterus
dihasilkan gula eritritol yang merupakan sumber energi yang sangat baik untuk
pertumbuhan B. abortus sehingga terjadi infeksi di fetus dan plasenta (Misra et al.
1976). Hal lain yang menyebabkan abortus adalah kurangnya tanggap kebal
terhadap Brucella di dalam cairan amnion.
Spesies Brucella dan inangnya serta gejala klinis pada hewan dan manusia
yang terinfeksi dapat dilihat pada Tabel 2 di bawah ini.
Tabel 2. Spesies Brucella, inang dan gejala klinis infeksi yang diakibatkannya
Organisme
B. abortus
Inang
Sapi: terjadi abortus
dan orkhitis
Kambing atau
Domba: terjadi
abortus, orkhitis dan
arthritis
Babi (B. suis biotipe
B. suis
1–3): terjadi abortus,
orkhitis, arthritis,
spondilitis dan infertil
Anjing (B. canis
B. canis
biotipe 1–3): terjadi
abortus, epididimitis,
disco spondilitis dan
mandul pada anjing
betina
Domba: terjadi
B. ovis
abortus, epididimitis
Rodensia
B. neotomae
Sumber: Quinn et al. (2006).
B. melitensis
Hewan dan manusia
Domba, kambing dan babi: terjadi
abortus sporadik. Kuda: terjadi
bursitis. Manusia: terjadi demam
sistemik dan intermittent
Sapi : terjadi abortus sporadik dan
penurunan produksi dan kualitas susu.
Manusia : terjadi demam sistemik.
Manusia: terjadi demam sistemik dan
intermittent
Manusia: terjadi demam sistemik dan
intermittent
Bakteri dapat masuk dalam tubuh melalui penetrasi membran mukosa
saluran pencernaan, mulut, saluran reproduksi dan selaput lendir mata (Plommet
dan Frensterbank 1988). Setelah berhasil menembus mukosa, bakteri akan
terbawa ke dalam sistem peredaran limfatik dan bersarang di dalam kelenjar
pertahanan terdekat dengan lokasi masuknya, mengaktifkan komplemen sebagai
sistem alternatif yang menghambat kematian sel. Setelah bakteri bereplikasi di
dalam retikulo endoplasma, Brucella dilepaskan dengan bantuan hemolisin dan
menginduksi nekrosa sel (Nassir 2007). Bakteri ini mempunyai kemampuan yang
unik untuk bertahan dari sel fagosit dan non fagosit kemudian bertahan di
lingkungan intraseluler dengan menghindari sistem kebal dengan cara yang
berbeda. Bakteri akan terlepas dari limfonodus dan menyebabkan septicaemia,
jika Brucella tidak hancur atau tetap berada di dalam limfonodus. Kuman akan
pindah ke organ lympho-reticular yang lain, seperti limpa, sumsum tulang, hati
dan testes, untuk selanjutnya menghasilkan granuloma atau abses. Hal inilah yang
menyebabkan brusellosis bersifat sistemik dan dapat melibatkan hampir seluruh
organ (Nassir 2007). Kuman yang berhasil lolos dari sistem pertahanan tubuh ini
selanjutnya akan tersebar ke jaringan tubuh lainnya, seperti kelenjar ambing,
melalui sistem peredaran darah.
B. abortus dapat ditemukan juga dalam uterus sapi bunting, kelenjar
ambing, testis, glandula asesori dan kelenjar pertahanan. B. abortus banyak
terdapat di uterus terinfeksi pada sapi yang sedang bunting. Hal ini dikarenakan
kotiledon menghasilkan gula alkohol, yang disebut eritritol yang menjadi sumber
energi bagi B. abortus (Misra et al. 1976). Endotoksin yang dihasilkan
menyebabkan terjadinya plasentitis dan endometritis yang mengakibatkan abortus
(Enright 1990). Kuman akan terbawa bersama cairan uterus, plasenta dan janinnya
saat melahirkan yang merupakan bahan potensial dalam penularan penyakit.
Selain itu, B. abortus juga banyak dijumpai di dalam kolustrum atau susu serta
pada semen sapi jantan.
Terdapat empat tipe Brucella yang diketahui dapat menginfeksi manusia
yaitu B. abortus (sapi), B. suis (babi), B. melitensis (domba/kambing) dan B. canis
(anjing). B. abortus dan B. canis menyebabkan infeksi febrile supuratif yang
ringan sedangkan B. suis menyebabkan infeksi supuratif yang lebih parah yang
dapat merusak organ lymfo-retikular dan ginjal. B. melitensis adalah spesies yang
paling infeksius dan menyebabkan Brusellosis yang paling parah dan akut
(Ghaffar 2005).
2.4. Reaksi tanggap kebal terhadap B. abortus
Sel B. abortus seperti halnya bakteri Gram negatif lainnya terdiri dari
membran sitoplasma dan dinding sel. Dinding sel terdiri dari peptidoglikan,
protein dan membran luar. Membran luar terdiri dari lipoprotein dan
lipopolisakarida (LPS) (Verstreate et al. 1982). Komponen-komponen tersebut
memiliki kemampuan yang berbeda-beda dalam menimbulkan tanggap kebal pada
induk semang. Membran luar berfungsi sebagai pelindung antara bagian bakteri
dengan lingkungan dan merupakan struktur pertama yang berinteraksi dengan
sistem tanggap kebal induk semang pada awal penyakit. LPS dinding sel
merupakan faktor virulensi yang bertanggung jawab atas penghambatan efek
bakterisidal dalam sel makrofag (Frenchick et al. 1985; Moreno et al.1984).
Bakteri B. abortus memiliki beberapa mekanisme untuk menghindari
sistem tanggap kebal inang. Salah satu komponen sel yang berperan dalam
pertahanan intraseluler adalah LPS. Hal ini dikarenakan LPS B. abortus
mengandung komponen 5-guanosin monofosfat. Dengan adanya kemampuan
tersebut, hampir 15–30% bakteri ini mampu bertahan di dalam sel fagosit
polymorphnuclear atau mononuclear (Canning et al. 1986; Nassir et al. 2006).
Proliferasi limfosit terlacak 1-2 minggu setelah infeksi yang merupakan
reaksi tanggal kebal terhadap protein membran luar bakteri. Sedangkan antibodi
yang dihasilkan sangat beragam, tergantung dari sifat antigenitas fraksi-fraksi
protein dinding sel B. abortus. Fraksi protein yang paling bersifat antigenik
diharapkan mampu merangsang timbulnya antibodi spesifik sedini mungkin
(Belantti 1993). Fraksi-fraksi protein yang dilacak dengan menggunakan teknik
elektroforesis terdiri dari porin: 88-94 kDa, protein: 35-40 kDa, protein: 25-30
kDa dan lipoprotein: 8 kDa (Gomez dan Moriyon 1986). Protein-protein dengan
berat molekul 35-40 kDa dan 25-30 kDa yang dimiliki B. abortus merupakan
protein yang bersifat antigenik (Verstreate et al. 1982).
2.5. Gejala Penyakit
2.5.1. Gejala Penyakit Pada Ternak
Sapi, kambing, domba, anjing dan jenis hewan lain yang terinfeksi B.
abortus memiliki resiko yang tinggi terhadap aborsi, kelemahan, arthritis, retensi
plasenta dan endometritis. Brusellosis akan mempengaruhi organ-organ yang kaya
akan gula eritritol, seperti organ ambing, uterus, epididimis dan lainnya.
Organisme ini akan terlokalisasi pada organ-organ tersebut dan menyebabkan
infertil, kemajiran atau steril dan abortus (Ghaffar 2005).
B. abotus dan B. melitensis dapat juga menyerang sapi jantan yang
mengakibatkan infeksi pada vesikel seminalis, ampullae, testikel dan epididimidis
(Anonim 2007). B. abortus menyebabkan abortus pada sapi. B. melitensis
menyebabkan abortus pada trimester terakhir pada kambing dan domba. B. ovis
dapat menyebabkan aborsi, placentitis, dan kematian neonatal pada sapi. Masalah
pada fertilitas seperti orkhitis, epididymitis dan dapat ditemukannya organisme di
dalam semen (Ocholi et al. 2005; Davis dan Danelle 2007).
2.5.2. Gejala Penyakit pada Manusia
Gejala klinis sangat beragam meliputi granuloma hepatitis, artritis,
spondilitis, anemia, leukopenia, thrombositopenia, meningitis, uveitis, neuritis
optikal dan endokarditis. Gejala demam adalah gejala yang biasa terjadi pada
Brusellosis. Demam intermitten terjadi pada 60% pasien, baik dalam kondisi akut
ataupun kronis. Sedangkan demam undulant terjadi pada 60% pasien kondisi
subakut. Demam yang tidak diketahui penyebabnya fever unknown origin (FUO)
dapat dicurigai sebagai permulaan Brusellosis pada area endemik rendah. Gejala
lain dapat terjadi pada saluran pencernaan, seperti sakit perut, konstipasi, diare;
dan pada saluran pernafasan, seperti batuk dan sesak napas (dyspnea) (Nassir
2007).
2.6. Diagnosa Serologik terhadap Brusellosis
Diagnosa serologik terhadap Brusellosis dapat dilakukan dengan
menggunakan metode RBT maupun CFT. Metode CFT tidak dapat membedakan
antibodi yang dihasilkan karena penggunaan vaksin B. abortus, atau karena
infeksi alami (Holman 1983). Reaksi silang RBT dengan CFT dapat diatasi
dengan memodifikasi Antigen (Ag) Brucella yang dilarutkan dalam larutan
penyangga pH 3,65.
Metode I-ELISA digunakan untuk meningkatkan kekhususan metode
serologik dan mengetahui apakah antibodi yang dihasilkan dan terlacak
dikarenakan kasus infeksi alami atau hasil vaksinasi. Metode I-ELISA untuk
diagnosa Brusellosis pada sapi telah umum digunakan di Indonesia.. Kit indirect
I-ELISA B. abortus memiliki tiga jenis antigen terkonjugasi (conjugated antigen),
yaitu polyclonal conjugated antibody, monoclonal conjugated antibody dan
competitive dengan sLPS, dan monoclonal antibody (Rojas and Alonso 1997).
Indirect dan competitive I-ELISA mampu mengevaluasi metode serologik
konvensional,
seperti
Immunodiffusion.
Rivanol
agglutinasi,
RBT,
CFT
dan
Radial
Selain itu, metode ini mampu juga mengevaluasi apakah
antibodi yang terlacak adalah antibodi karena reaksi atas vaksinasi dengan vaksin
Strain 19 atau karena infeksi alami (Moreno et al. 1997).
Elektroforesis sering digunakan untuk mengkarakterisasi protein antigen
berdasarkan berat molekulnya (BM). Sedangkan untuk mengetahui titik
isoelektrik antigen digunakan Isoelectric focusing (IEF). Ada dua metode
elektroforesis yang sering digunakan, yaitu elektroforesis satu dimensi sodium
dodecyl
sulfate
polyacrylamide
gel
electrophoresis
(SDS-PAGE)
dan
elektroforesis dua dimensi Isoelectric focusing SDS-PAGE (IEF-SDS-PAGE).
Polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) merupakan metode baku untuk
menentukan BM protein, struktur subunit dan kemurnian protein.
Melalui teknik PAGE, protein dipisahkan menggunakan matrik tiga
dimensi yang dialiri listrik. Matrik yang digunakan mempunyai dua fungsi, yaitu
(i) memisahkan protein sesuai ukuran dan bentuk dan (ii) memisahkan protein
berdasarkan muatan listrik. Hal ini memerlukan pH buffer yang sesuai (Fedik
2003). Poliakrilamid adalah matrik pilihan untuk memisahkan protein yang
mempunyai BM antara 500-250.000 Dalton. Pori-pori pada matrik dibentuk oleh
rantai cross-lingking linear polyacrylamide dengan bis acrylamide. Ukuran poripori berkurang sesuai dengan campuran dengan bis acrylamide. Dengan
pembuatan atau pemilihan total konsentrasi yang tepat akan menentukan pula
ukuran yang tepat terhadap ukuran protein yang diinginkan. Jadi semakin tinggi
total konsentrasi gel pengumpul (stacking gel) mengakibatkan akan menghalangi
pergerakan protein di dalam gel. Begitu juga halnya bila terlalu rendah total
konsentrasi gel pemisah (separating gel) akan mengakibatkan pergerakan protein
menjadi terlalu cepat bergerak melalui gel yang mengakibatkan didapatkan
protein spesifik rendah dan tidak sesuai dengan protein yang diinginkan (Fedik
2003).