Gambar 1. Mekanisme peranan prebiotik Ouwehand et al. 2005.
Garis penuh menunjukkan peranan yang sudah pasti, garis putus-putus menunjukkan peranan yang masih spekulasi.
D. Beberapa Bakteri Penyebab Diare
1. Escherichia coli
Escherichia coli E.coli merupakan spesies dari genus Escherichia yang
bersifat motil, berbentuk batang, gram negatif, termasuk dalam famili Enterobacteriaceae dan suku Escherichia Nataro Kaper 1998. E.coli
merupakan flora normal usus besar dan bersifat anaerob fakultatif. Menurut modifikasi bagan Kauffman, serotipe E.coli dibagi berdasarkan
profil antigen permukaan O somatic, H flagellar dan K capsular-nya Nataro Kaper 1998. Totalnya ada 170 antigen O yang berbeda dimana masing-masing
didefinisikan sebagai satu serogrup. Analisis serotipe ini yang dijadikan faktor virulensi spesifik untuk identifikasi strain E.coli penyebab diare. Antigen O dan
K merupakan polisakarida yang melindungi mikroba dari efek bakterisidal dari komplemen dan sel pagosit pada kondisi tidak adanya antibodi spesifik Gross
1995. Nataro dan Kaper 1998 membagi E.coli penyebab diare menjadi 6 strain, yaitu enteropathogenic E.coli EPEC, enterotoxigenic E.coli ETEC,
Prebiotik
Mikrobiota
Menurunkan sintesis kolesterol
Pe
nghambatan patogen
Men
ingkatkan penyerapan
mineral Asam organik
Biomasa
Modulasi system imun
Detoksifikasi
Nutrisi sel usus Menyembuhkan
konstipasi Apoptosis sel pre-
kanker
Butirat
enterohemorrhagic E.coli EHEC, enteroaggregative E.coli EAEC,
enteroinvasive E.coli EIEC dan diffusely adherent E.coli DAEC.
a Enterophatogenic Escherichia coli EPEC
EPEC adalah satu dari kelas patogen yang menyebabkan lesi attaching dan effacing AE pada sel usus. Ciri dari patogen AE adalah terletak pada
tumpuannya di permukaan sel epitel inang dan menyebabkan kerusakan pada mikrovili usus. EPEC melekat dan berkolonisasi pada epitel mukosa duodenum
dan proximal jejunum. Menimbulkan kerusakan pada epitel jejunal melalui pembentukan mikrokoloni yang ditunjukkan dengan pelekatan yang terlokalisasi
Moat et al. 2002. Selain itu, bakteri ini juga melekat dan berkolonisasi pada kolonusus besar bagian ascending dan transverse Jay 2000. Infeksi EPEC
pada sel epitel usus inang oleh Goosney et al. 1999 diterangkan seperti pada Gambar 2.
Interaksi antara EPEC dan sel inang menurut Goosney et al. 1999 terbagi menjadi 3 tahap : pertama pelekatan ke sel epitel yang diperantarai oleh
pembentukan fimbriae tipe IV yang dikenal sebagai bundle forming pili BFP. Awal pelekatan ini membantu membawa bakteri kontak dengan sel inang. Semua
gen yang diperlukan untuk pembentukan lesi AE oleh EPEC tersimpan dalam 25 kbp Gambar 2.
Tahap kedua, melibatkan sekresi protein bakteri, beberapa darinya masuk ke sel inang termasuk EspA, EspB dan EspD. Ekspresi dari protein ini maksimal
pada suhu tubuh inang dan pada kondisi yang mirip dengan yang ditemukan di dalam saluran pencernaan, yang menunjukkan bahwa protein tersebut terlibat
pada virulensi. Translokasi protein ini adalah esensial untuk mengaktifkan sejumlah signal tranduksi. EspA membuat kaki-kaki filamen di luar bakteri dan
mungkin menjadi bagian mesin translokasi yang terlibat pada pengantaran protein virulensi lainnya. EspB dipindahkan ke dalam sitosol inang dan membran, yang
mempengaruhi perubahan pathway signal sel inang. Semua protein efektor disekresi oleh sistem sekresi tipe III yang dikode oleh gen ese dan sep.
Tahap ketiga infeksi EPEC adalah pelekatan pada sel inang. Intimin adalah protein membran terluar yang dikode oleh gen eae, berikatan dengan protein
dengan tirosin terfosforilasi 90 kDa di dalam membran inang. Tir dipindahkan
d r
p l
i i
p s
P t
t k
k m
E dari sel bak
residu tiros pengikatan
lebih dari 1 intimin dapa
integrin tida permukaan
sepanjang lu
G Selam
Perubahan terbentuknya
talin dan ez komponen s
kaki aktin menghasilka
Tingka EPEC. Sel
kteri ke mem in, berfung
ini diperkua 0 µm. Inti
at berikatan ak terdapat
apical sel M umen usus.
ambar 2 . Ef G
ma diinfeksi yang utama
a kaki-kaki a zrin sel inan
sitoskletal in tidak dia
an pergeraka at Ca
2+
dala yang terinfe
mbran inang gsi sebagai
at dengan p imin juga m
dengan lebih pada permu
M microfol
fek dari infek Goosney et a
oleh EPEC a adalah pa
aktin. Dalam ng langsun
ni terlibat da am, kaki-k
an EPEC sep am sel juga
eksi EPEC, m g sehingga
reseptor un pembentukan
mengikat in h dari satu r
ukaan apica ld yang di
ksi EPEC pa al. 1999.
C, sel inang ada struktur
m 3 jam diin ng terakumu
alam cross-l aki tersebu
panjang perm a memainka
menunjukkan terfosforilas
ntuk pengik n kaki-kaki
ntegrin yang reseptor pada
al sel usus, itemukan di
ada sel epite mengalami
r selular da nfeksi oleh E
ulasi di baw linking mikr
ut memanj mukaan sel in
an peranan n peningkata
si pada satu katan intimi
aktin denga g menunjukk
a sel epitel. integrin ter
dalam Pey
l usus inang i beberapa p
ari sel inan EPEC, aktin
wah bakteri. ofilamen ak
ang dan nang.
terhadap pa an Ca dalam
atau lebih in. Hasil
an panjang kan bahwa
Meskipun rletak pada
yer’s patch
. perubahan.
ng dengan ,
α-aktinin, Keempat
ktin. Kaki- memendek
atogenisitas m sel secara
nyata. Meningkatnya kalsium dalam sel dapat menimbulkan depolimerisasi aktin oleh vilin = protein mikrovilin yang tergantung pada Ca dan merusak sitoskletal
inang. Inositol trifosfat IP
3
terlibat pada pembebasan Ca
2+
dari dalam sel. Protein kinase C PKC sitosolik juga menjadi teraktivasi dan berpindah ke
membran plasma selama infeksi EPEC.
b Enterotoxigenic E.coli ETEC
ETEC merupakan organisme yang berkolonisasi pada permukaan mukosa usus halus dan membebaskan enterotoxin Nataro Kaper 1998. Strain ETEC
menyebabkan diare melalui enterotoxin LT heat-labile toxins dan ST heat- stable toxins yang dibebaskannya. Strain ini dapat membebaskan enterotoxin LT
saja atau ST saja atau kedua-duanya LT dan ST. Untuk dapat menyebabkan diare strain ETEC pertama-tama harus melekat
pada sel usus dengan bantuan fimbriae. Setelah melekat pada membran sel inang, toxin dipindahkan melalui sel. Target seluler dari LT adalah adenylate cyclase
yang terletak pada membran sel epitel usus, mengakibatkan meningkatnya konsentrasi cyclic adenosine 5’-monophosphate cAMP. Di dalam sel vili usus,
cAMP menghambat penyerapan Na
+
dan meningkatkan stimulasi sekresi Cl
-
dari sel crypt Gross 1995. Akibatnya terjadi peningkatan ion luminal yang menarik
air secara pasif melalui paraceluller pathway menghasilkan diare osmotik.
c Enterohemorrhagic E.coli EHEC
Diare yang disebabkan oleh strain ini adalah dicirikan dengan keram pada perut, diare berair disertai dengan darah, sedikit atau tanpa disertai demam
Nataro Kaper 1998. Strain EHEC yang dikenal adalah serotipe O157:H7.
d Enteroaggregative E.coli EAEC
Histopatologi dari strain EAEC dicirikan dengan meningkatnya sekresi mukus dari mukosa, dengan menjerap bakteri ke dalamnya membentuk biofilm
mukus-bakteri Nataro Kaper 1998. Pada sel epitel usus terlihat bintik-bintik sel goblet yang menunjukkan sekresi mukus yang berlebih. Lesi yang ditunjukkan
adalah vili yang pendek-pendek. Patogenesis dari EAEC, menurut Nataro Kaper 1998 ada tiga tahap.
Tahap pertama diawali dengan pelekatan mikroba pada mukosa usus dan atau
lapisan mukus. Pelekatan ini difasilitasi oleh fimbriae AAFI dan AAFII = aggregative adherence fimbriae. Tahap ke-2 adalah meningkatnya produksi
mukus, menghasilkan mukus yang tebal mengandung biofilm bersama dengan EAEC. Terbentuknya selimut dari kolonisasi bakteri tersebut dapat menghalangi
penyerapan nutrisi. Tahap ke-3 adalah pembebasan cytotoxin EAEC yang menyebabkan kerusakan pada sel usus.
e Enteroinvasive E.coli EIEC
Strain EIEC umumnya adalah lysine decarboxylase negatif, non-motil dan laktosa negatif Nataro Kaper 1998. Secara biokimia, genetik dan patologi
mirip dengan Shigella spp. Mikroba ini menyerang sel epitel ber-invasi ke dalam sel usus besar dan berkembangbiak di dalam sel Gross 1995,
membebaskan satu atau lebih enterotoxin yang menyebabkan diare. Awalnya mikroba ini menyebabkan diare berair, akan tetapi dapat juga disertai dengan
disentri yaitu diare yang mengandung darah dan mukus lendir. Untuk mencapai kolon, mikroba ini harus tahan terhadap asam lambung,
garam empedu dan enzim pankreatik, mikroba ini dilindungi oleh kapsul yang berupa lipopolisakarida. Saat mencapai kolon, mikroba ini harus bersaing
mendapatkan sumber karbon dengan flora yang terdapat pada kolon. Agar dapat bertahan, sumber karbon terakhir yang dapat digunakan adalah glukosa darah
inang. Mikroba ini mengawali proses invasif dengan cara berpenetrasi ke dalam
lapisan mukus dengan bantuan glikosidase yang dihasilkan oleh mikroflora normal. Selanjutnya melekat pada permukaan sel dengan proses endositik tanpa
merusak membran plasma. Mikroba di dalam sel terbungkus dalam vacuola endositik. Kemampuan mikroba ini untuk berada dalam vacuola merupakan
virulensi penting untuk dapat atau tidaknya mikroba tersebut menyebar ke sel tetangga. Disertai dengan endositosis, mikroba ini menghambat sintesis protein
sel inang. Transport asam amino dan glukosa terus berlanjut akan tetapi nutrisi ini digunakan untuk mendukung perbanyakan sel mikroba tersebut. Akibatnya
terjadi kerusakan jaringan dan inflamasi yang menyebabkan gejala disentri pada inang Gross 1995.
f Diffusely adherent E.coli DAEC
Hanya sedikit pengetahuan tentang patogenitas dari strain ini. Strain DAEC menyebabkan diare berair tanpa disertai dengan darah Nataro Kaper 1998.
2. Salmonella Typhimurium
