bakteri anaerob

Specific Learning Objectives
1. Menjelaskan morfologi dan struktur dari
masing-masing kelompok bakteri anaerob
Gram positif dan negatif
2. Menjelaskan cara identifikasi kelompok bakteri
anaerob Gram positif dan negatif
3. Menyebutkan penyakit-penyakit yang
berhubungan dengan kelompok bakteri
anaerob Gram positif dan negatif
2
KONSEP BAKTERI ANAEROB
1. Berorientasi pada toksisitas O2
Adanya O2 –dalam udara/perbenihan– menghambat
(toksik) bagi pertumbuhan bakteri anaerob
2. Berorientasi pada potensial redoks (Eh)
Berdasarkan pada kemampuan melepas elektron
dari suatu lingkungan pertumbuhan bakteri anaerob
 Eh lingkungan (potensial oksidasi-reduksi
lingkungan)
3
TOKSISITAS O2
• Bakteri aerob memerlukan O2 sebagai akseptor
hidrogen dan tumbuh baik bila terdapat udara
yang mengandung O2
• Bakteri anaerob memerlukan bahan lain sebagai
akseptor hidrogen dan sensitif terhadap O2
• Toksisitas O2 disebabkan terbentuknya H2O2
(hidrogen peroksida) dan O2- (superoksida,
radikal bebas yg >> toksik)
4
• Untuk menghilangkan keadaan toksis ini perlu
enzim superoksida-dismutase (SOD) yg
menyebabkan reaksi:
O2+O2- + 2H+ H2O2+O2
Kemudian:
katalase

2H2O2  2H2O+O2
• Bakteri aerob memiliki kedua enzim tsb.
• Bakteri aerotolerans menghasilkan SOD
• Bakteri anaerob obligat tidak memiliki kedua
enzim tsb.  tak bisa hidup bila ada O2
5
• Konsep tsb. tidak bisa menjawab, mengapa
bakteri anaerob dapat:
– Hidup di mukosa:
• Saluran pencernaan
• Saluran pernafasan
tidak bebas O2
• Genital
– Menyebabkan:
• infeksi pada otak
banyak O2
• bakteremia
6
Eh (potensial redoks)
• Reaksi kimia yg melibatkan pemindahan elektron
dari satu molekul ke molekul lain  reaksi oksidasireduksi (redoks).
• Molekul pemberi/donor elektronpereduksi/reduktor
• Molekul penerima elektronpengoksidasi/oksidator
• Senyawa pereduksi dan pengoksidasi berfungsi
sebagai pasangan redoks
7
• Persamaan umum reaksi redoks:
Pemberi elektron
e- + penerima elektron
Contoh:
1. Fe2+
e- + Fe3+
Fe2+ + Cu2+  Fe3+ + Cu+
Elektron dipindahkan langsung sebagai elektron
2. AH2
A + 2e- + 2H+
AH2 + B  A + BH2
Elektron dipindahkan dalam bentuk atom hidrogen
{1 atom H terdiri dari 1 proton (H+) & 1 elektron (e-)}
8
• Potensial redoks (Eh)  gaya elektromotif (emf =
electromotive force), dalam volt  kecenderungan
suatu lingkungan utk. melepas elektron.
• Semakin negatif (rendah) nilai Eh, semakin tinggi
kemampuan lingk. tsb. utk. melepas elektron 
lingk. yg. cocok utk. pertumb. bakteri anaerob.
• Eh-lingk. Yg. baik utk. Pertumb. bakteri anaerob
berkisar antara -120 mvolt s/d -250 mvolt
9
• Untuk produksi energi dlm proses metab, pada
respirasi:
– aerobik: akseptor elektron terakhir = O2
– anaerobik: akseptor elektron terakhir =
senyawa anorganik (sulfat, nitrat, karbonat)
10
Penurunan Eh-lingk.:
1. Secara kimiawi :  pada media perbenihan,
dengan penambahan bahan kimia, spt.: glukosa,
cystein-HCl, vit. K, hemin
2. Secara biologis:  pada mukosa
Hidup bersama antara bakteri aerob/anaerob 
pean Eh-lingk. pd. lokasi tsb.
11
3. Sec. kimiawi & biologik:pd. lokasi di mana bakteri
anaerob terdpt. sbg. flora normal. Pada proses
infeksi yg mula2 aktif dlm. metabolismenya adalah
bakteri aerob – juga sbg. flora normal pd lokasi yg
sama  metabolitnya  kerusakan jaringan 
menghslkan zat kimia lain  membantu  Eh-lingk.
pd. lokasi tsb.
Keterangan2 ini menjawab masalah yg tidak terjawab
pada konsep pertama (toksisitas O2)
12
BAKTERI ANAEROB YANG
PENTING/DITEMUKAN DI KLINIK
• Batang Gram positf (+) berspora:
– Clostridium perfringens
- C. histolyticum
– C. ramosum
- C. sporogenes
– C. difficile
- C. sordelli
– C. botulinum
- C. bifermentans
– C. tetani
- C. fallax
– C. septicum
- C. innocum
– C. novyi
13
BAKTERI ANAEROB YANG
PENTING/DITEMUKAN DI KLINIK
• Batang Gram + non-spora:
– Actinomyces
– Bifidobacterium
– Lactobacillus
– Mobiluncus
– Propionibacterium
– Rothia
– Eubacterium
14
BAKTERI ANAEROB YANG
PENTING/DITEMUKAN DI KLINIK
• Batang Gram negatif (-) :
– Bacteroides
– Porphyromonas
– Prevotella
– Fusobacterium
• Kokus Gram - :
– Acidaminococcus fermentans
– Megasphaera elsdenii
– Veilonella
15
BAKTERI ANAEROB YANG
PENTING/DITEMUKAN DI KLINIK
• Kokus Gram + :
– Peptostreptococcus
– Peptococcus
– Streptococcus
– Staphylococcus
– Ruminococcus
– Coprococcus
– Sarcina
16
BAKTERI BATANG GRAM - YANG BIASA
DITEMUKAN DI KLINIK
• Bacteroides fragilis group:
– Bacteroides fragilis
– B. tethaiotaomicron
– B. distasonis
– B. ovalis
– B. vulgatus
– B. uniformis
- B. caccae
- B. merdae
- B. stercoris
- B. seggerthii
- B. splanchinicus
17
BAKTERI BATANG GRAM - YANG BIASA
DITEMUKAN DI KLINIK
• Non-pigmented Bile-sensitive Bacteroides:
– Prevotella oris
- P. ourola
– P. buccae
- P. disiens
– P. zoogleoformans
- P. heparinolytica
– P. oralis
- Bacteroides capillosus
– P. buccalis
- B. putredinis
– P. veroralis
- B. forsythus
18
BAKTERI BATANG GRAM - YANG BIASA
DITEMUKAN DI KLINIK
• Pigmented Bacteroides & Porphyromonas:
– Porphyromonas asaccharolytica
– P. gingivalis
– P. endodontalis
– P. macacae
– Prevotella intermedia
- P. denticola
– P. corporis
- P. loescheii
– P. melaninogenica
- P. bivia
19
BAKTERI BATANG GRAM - YANG BIASA
DITEMUKAN DI KLINIK
• Fusobacterium species:
– Fusobacterium nucleatum
– F. necrophorum
– F. gonidiaformans
– F. naviforme
– F. varium
– F. mortiferum
- F. alocis
- F. periodonticum
- F. sulci
- F. russii
- Bilophila
wadsworthia
20
INSIDEN ANAEROB SEBAGAI FLORA NORMAL
PADA MANUSIA
• Umumnya infeksi anaerob pada manusia
disebabkan flora normal pada tubuh
GENUS
INSIDEN
KULIT SALURAN USUS
NAFAS
BGN. ATAS
GENITAL
EKSTERNA
URETRA
VAGINA
BAKTERI GRAM Bacteroides
0
2
2
1
1
1
Fusobacterium
0
2
1
1
1

Veilonella
0
2
1
0
u
1
Keterangan: u = unknown,  = irregular, 1 = biasanya
ada, 2 = biasanya ada dlm. jumlah besar
21
INSIDEN ANAEROB SEBAGAI FLORA NORMAL
PADA MANUSIA
GENUS
INSIDEN
KULIT SAL.
NAFAS
BGN.
ATAS
USUS GENITAL
EKSTERNA
URETRA
VAGINA
BAKTERI GRAM +
Peptostreptococcus
1
2
2
1

1
Clostridium


2



Actinomyces
0
1
1
0
0

Bifidobacterium
0
1
2
0
0

Eubacterium
0
1
1
0

2
Lactobacillus
0
1
1
0

2
Propionibacterium
2
1

u
0
1
22
INSIDEN RELATIF BAKTERI ANAEROB PADA
BERBAGAI INFEKSI
TIPE INFEKSI
Bakteremia
Susunan saraf pusat (SSP):
• Abses otak
• Empyema subdural
• Meningitis
Kepala dan leher:
• Okuler
INSIDEN (%)
5-20
89
10
rendah
38
23
INSIDEN RELATIF BAKTERI ANAEROB PADA
BERBAGAI INFEKSI
TIPE INFEKSI
Kepala dan leher:
• Sinusitis kronik
• Otitis media kronik
• Abses periodontal
• Infeksi oral lainnya
Pleuropulmonal:
• Aspirasi pneumonia
INSIDEN (%)
50
30-60
100
100
85-90
24
INSIDEN RELATIF BAKTERI ANAEROB PADA
BERBAGAI INFEKSI
TIPE INFEKSI
Pleuropulmonal:
• Abses paru
• Necrotizing pneumonia
• Empyema
Intra-abdominal:
• Peritonitis dan abses
• Abses hati
INSIDEN (%)
93
85
76
90-95
> 50
25
INSIDEN RELATIF BAKTERI ANAEROB PADA
BERBAGAI INFEKSI
TIPE INFEKSI
INSIDEN (%)
Sistem genital C:
•
•
•
•
Salpingitis, pelvitic peritonitis
Abses tubo-ovarium
Abses vulvovaginalis
Septic abortion
> 55
92
74
73
26
INSIDEN RELATIF BAKTERI ANAEROB PADA
BERBAGAI INFEKSI
TIPE INFEKSI
INSIDEN (%)
Jaringan gembur (soft tissue):
• Gas gangrene (myonecrosis)
• Crepitant cellulitis
• Necrotizing fasciitis
100
tinggi
tinggi
Saluran kemih
<1
27
Patogenesis Infeksi Anaerob
Infeksi Pyogenik
• Kebanyakan infeksi campuran (mixed-infection)
• Infeksi spesies aerob (merupakan predisposisi)
 nekrosis jaringan  suplai darah   O2 
atau potensial redoks   cocok untuk infeksi
anaerob
28
Patogenesis Infeksi Anaerob
Infeksi Non-Pyogenik
• Genus Clostridia  infeksi non-pyogenik
• Umumnya virulensi genus Clostridia  pada
eksotoksinnya. Yang penting pada manusia:
botulisme (C. botulinum), kolitis
pseudomembran (C. difficile), keracunan
makanan (C. perfringens), tetanus (C. Tetani)
29
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Lesi/discharge  bau busuk
Lokasi infeksi berdekatan dengan mukosa
Jaringan nekrosis  adanya abses
Infeksi luka oleh gigitan : manusia/hewan
Gas dalam jaringan atau discharge
Gas gangrene
Setelah diterapi dengan gol. Aminoglikosida
(misalnya: gentamisin, neomisin)
30
8. Eksudat: berfluoresensi merah bata oleh sinar UV
(infeksi: pigmented Bacteroides)
9. Septic thrombophlebitis
10.”Sulphur granules” dalam discharge
11.Pada pewarnaan Gram dari eksudat, tampak
pleomorfik
12.Pada kultur aerob, tidak ada pertumb. bakteri
meskipun pd. pewarnaan Gram dijumpai struktur
bakteri
31
•
•
•
Aerob obligat: pertumbuhannya membutuhkan &
bergantung pada adanya O2, cth.: M. tuberculosis
Mikroaerofilik: membutuhkan O2 tapi di bawah
kadar O2 yg ada di udara, cth.: gonococcus,
meningococcus
Anaerob fakultatif: menggunakan O2 bila tersedia,
tapi dapat hidup tanpa O2, cth.: khamir,
enterobacteria
32
•
•
Anaerob obligat: hanya bisa tumbuh tanpa O2, O2
merupakan racun baginya. Cth.: clostridia,
propionobacteria
Anaerob aerotolerans: tumbuh tanpa O2, tapi tidak
mati bila kontak dengan O2. Cth.: bakteri asam
laktat
33
MEDIA:
o Padat: - non-selektif: Agar Brucella diperkaya:
 darah domba defibrinated
 vit. K1
 Hemin
- selektif: Agar Brucella diperkaya +
antibiotik, misal: Kanamisin
34
MEDIA:
o Cair:
- kaldu thioglycolate :
 Tanpa dextrose  untuk RB
 Dengan dextrose, tanpa indikator
diperkaya (enriched THIO) dengan:
• Hemin
: 5 kg/ml
• Serum kelinci/kuda : 10%
• Sodium bicarbonate :1 mg/ml
• Vit. K1
: 0,1 kg/ml
Sebagai back-up medium
35
MEDIA:
o Cair:
- kaldu cooked meat medium (CMM, RCM)
 Diperkaya dengan: Vit. K1 & hemin
- kaldu brain heart infusion (BHI)
o Semi-solid: - Cary-Blair
media transportasi
- Stuart
SPESIMEN:
 Hindari: - kontaminasi flora anaerob normal
- pengaruh toksik O2 atmosfer
36
SPESIMEN:
1. Cairan:
a. Pengiriman dengan: syringe anaerob. Cara ini:
bila masa dari pengambilan spesimen  kultur
= paling lama 30 menit
b. Pengiriman dengan: tabung anaerob  berisi:
gas tanpa O2, indikator anaerob (mis:resazurin)
 diinkorporasikan dlm. agar atau kaldu
Spesimen diaspirasi  disuntikkan melalui prop
karetnya  ditutup dgn. screw cap  kirim ke lab.
mikrobiologi. Penanaman dpt tertunda  2 jam.
37
SPESIMEN:
2. Usapan (swab):
- Kurang baik karena: ~ terkena udara
~ mengering
Swab (mis.: kapas-lidi) disediakan dlm. tab. anaerob
 swab kemudian  tabung kedua yg. berisi media
transport (semi-solid):Cary-Blair atau Stuart PRAS
3. Jaringan: dapat dikirimkan ke lab. mikrobiologi dlm.
minijar anaerob atau Bio-bag
38
PEMERIKSAAN LANGSUNG: pewarnaan Gram 
Penting untuk:
1. Kualitas spesimen
2. Morfologi sel: unik
3. Pemilihan media
4. Kuantitasi secara kasar: infeksi campuran
5. Terapi inisial: seleksi antibiotik
6. Konfirmasi: hasil biakan
39
KULTUR: - anaerob
- 5-7 hari
- media: ~ padat: Agar Brucella diperkaya:
- non-selektif
- selektif
~ cair : enriched THIO
IDENTIFIKASI ISOLAT:
• Definitif: - lama dan mahal
- “gold standard”: kombinasi metode
• Presumtif: - grup  kepekaan thd antibiotik
- cukup untuk klinik
40
UNTUK PRESUMTIF:
 Morfologi sel
 Spora
 Hemolisa rangkap
 Kepekaan/resistensi
thd.: kanamisin (1mg)
kolistin
(10g)
vankomisin (5g)
 Growth in 20% bile
 Tes katalase








Alanine peptidase
Produksi indol
Reduksi nitrat
Urease
Lipase
Lecithinase
Motilitas
Fluoresensi: merah
bata
41
CONTOH: B. fragilis group
 Morfologi sel: batang
Gram  Spora:  Hemolisis ganda:  kanamisin
kolistin
resisten
vankomisin
 Growth in 20% bile: +
 Tes katalase: V








Alanine peptidase: +
Produksi indol : V
Reduksi nitrat : Urease : Lipase : Lecithinase : Motilitas : Fluoresensi merah
bata : 42
Clostridium perfringens
pada pewarnaan Gram
Clostridium perfringens
pada agar egg-yolk (half
antitoxin)
43
Clostridium tetani
pada pewarnaan Gram
Bacteroides fragilis
pada pewarnaan Gram
44
Lactobacillus acidophilus
Bifidobacterium bifidum
pada pewarnaan Gram
45
Fusobacterium nucleatum pada pewarnaan Gram
(kanan: hemoculture)
46
Propionibacterium acnes
47
1. Cara pengenceran
– Kaldu: a. Konvensional: - anaerob
- serial tabung(MIC,MBC)
b. Cakram (disk) antibiotika
- Wilkins & Theil: anaerob
- Kurzynski: ~ enriched THIO tanpa
indikator
~ aerob
~ peka: pertumbuhan (-)
48
1. Cara pengenceran
– Agar (Brucella diperkaya)  MIC
2. Cara difusi agar
– Cakram antibiotika
– Zona hambatan
49
KUMAN
B. fragilis
GLUKOSA LAKTOSA
MALTOSA
SAKAROSA
INDOL
EMPEDU
+
+
+
+
-/+
+
P. melaninogen
-/+
-/+
-/+
-/+
-/+
-
F. nucleatum
-/+
-
-
-
+
-
C. perfringens
+
+
+
+
-
.
C. tetani
-
-
-
-
+
.
C. difficile
+
-
-
-
-
C. botulinum
A,B,F
+
-
+
+
-
.
C. botulinum
C,D,E
+
-
+
+*)
-
.
Keterangan: *) hasil plus-minus/meragukan
50
1)
AESKULIN
GELATINASE
DIGESTIF
SUSU
+
+
.
.
.
-/+
-/+
.
.
.
F. nucleatum
-
-
.
.
.
C. perfringens
.
+
-
+
-
C. tetani
.
+
-
-
-
C. difficile
.
-
-
-
-
C. botulinum
A,B,F
.
+
+
-
+
C. botulinum
C,D,E
.
-
-
-
+
KUMAN
B. fragilis
P. melaninogen
Ket.:
1)
LECITINASE
LIPASE
1)
pada agar telur (EYA): - aktivitas lecitinase (reaksi Nagler)
- aktivitas lipase
51
•
Uji kepekaan terhadap antibiotika:
 Penisilin G
 Tetrasiklin
 Kloramfenikol
 Klindamisin
 Metronidazol
 dan lain-lain
52
SEKIAN
TERIMA KASIH