Sebagai bagian dari famili Enterobacteriaceae, E. coli memiliki struktur antigenik yang kompleks. Struktur antigenik ini
bisa dilihat pada gambar 2.3. Pada bagian terluar dari lipopolisakarida, terdapat antigen O
yang resisten terhadap panas dan alkohol. Antigen ini biasanya dihadang oleh antibodi IgM saat berada di dalam tubuh manusia. Di
luar antigen O, terdapat antigen K yang merupakan polisakarida. Antigen ini dapat mengganggu aglutinasi dengan antiserum O dan
dapat berhubungan dengan virulensi terhadap suatu penyakit. Pada flagel E. coli terdapat antigen H yang dapat didenaturasi oleh panas
dan alkohol. Antigen ini dapat beraglutinasi dengan antibodi IgG yang merupakan antibodi anti-H. Antigen ini dapat mengganggu
aglutinasi dengan antibodi anti-O.
11
2.1.2.2 Patogenisitas dan Patogenesis
E. coli merupakan flora normal usus dan ikut berperan dalam fungsi pencernaan. Beberapa enterobakter lain juga merupakan flora
normal usus namun jumlahnya lebih sedikit dari E. coli. Bakteri ini dapat menimbulkan penyakit bila ditemukan di jaringan lain selain
usus atau yang jarang terdapat flora normal, seperti yang sering terkena adalah saluran kemih dan saluran empedu.
Ada beberapa faktor yang berperan dalam patogenisitas bakteri E. coli, yaitu:
10
a. Faktor adhesi Melekatnya fimbrae E. coli ke sel atau jaringan host. Terdapat
dua tipe fimbrae yaitu tipe manosa sensitif pili dan tipe manosa resisten Colonizing Factor Antigens CFAs I dan II.
b. Enterotoksin Mengganggu
fungsi normal
enterosit dengan
menstimulasi adenil ataupun guanil siklase, dan meningkatkan produksi cAMP
yang mengakibatkan hilangnya sejumlah elektrolit dan air. Terdapat dua macam enterotoksin pada E. coli yang telah
berhasil diisolasi yaitu toksin LT termolabil dan toksin ST termostabil. Toksin LT merangsang enzim adenil siklase yang
menyebabkan peningkatan aktivitas enzim yang ada di dalam sel epitel mukosa usus halus tersebut sehingga terjadi peningkatan
permeabilitas sel epitel usus dan terjadi akumulasi cairan di dalam usus. Sedangkan toksin ST mengaktivasi enzim guanil
siklase yang menghasilkan siklik guanosin monofosfat sehingga menyebabkan gangguan absorpsi klorida dan natrium. Toksin ST
juga menurunkan motilitas usus halus. c. Hemolisin
Terbentuk oleh plasmid yang berukuran 41 mega dalton dan bersifat toksik terhadap sel. Namun peran hemolisin pada E. coli
tidak jelas walaupun bakteri dengan jenis strain hemolitik ini lebih patogen daripada strain non-hemolitik.
E. coli dapat menyebabkan infeksi baik di usus maupun di luar usus. Bakteri ini menginfeksi usus oleh pathovar EPEC, ETEC,
EIEC, EHEC, EAEC, dan DAEC. E. coli juga dapat menginfeksi luar usus extraintestinal infections akibat dari suatu kelainan atau
infeksi pathovar lain, seperti infeksi saluran kemih akibat obstruksi traktus urinaria atau infeksi langsung oleh pathovar UPEC.
12
Pada gambar 2.4, terlihat enam pathovar E. coli yang menginfeksi usus. Penjelasan mengenai pathovar-pathovar ini dan
bagaimana perbedaanya adalah sebagai berikut: 1. Escherichia coli Enteropatogenik EPEC
Menyebabkan diare pada bayi dan anak-anak terutama di negara-negara berkembang. Bakteri ini menempel pada sel
mukosa usus halus yang menyebabkan penumpulan mikrovili, pembentukan tumpuan filamen aktin, dan kadang masuknya EPEC
ke dalam sel mukosa. Infeksi EPEC akan menyebabkan diare encer yang bisa sembuh sendiri ataupun menjadi kronik.
10, 11
2. Escherichia coli Enterotoksigenik ETEC Menyebabkan diare pada bayi dan wisatawan dari negara
berkembang traveller’s diarrhea. Terdapat faktor-faktor
permukaan yang melekatkan bakteri pada sel epitel usus. Kemudian
menghasilkan eksotoksin LT ataupun ST yang
mengaktifkan adenil siklase sehingga terjadi peningkatan cAMP dan terjadi hipersekresi air dan klorida, serta menghambat
reabsorbsi natrium.
10, 12
3. Escherichia coli Enteroinvasif EIEC Menyebabkan diare seperti infeksi Shigella dysenterylike.
Bakteri ini menginvasi sel epitel mukosa usus halus sehingga pada tinja terdapat darah, pus, dan mukus.
10,11,12
4. Escherichia coli Enterohemoragik EHEC Menyebabkan
kolitis hemoragik
dengan menghasilkan
verotoksin yang merusak sel endotel pembuluh darah. Kemudian terjadi perdarahan dan darah akan masuk ke usus. Lima persen
dari infeksi bakteri ini dapat menyebabkan terjadinya sindroma hemolitik uremik HUS-Hemolytic Uremic Syndrome yang
mengakibatkan gagal
ginjal akut,
anemia hemolitik,
trombositpenia, dan mikroangiopati.
10,11,12
5. Escherichia coli Enteroagregasif EAEC Menyebabkan diare akut dan kronik 14 hari pada
masyarakat di negara-negara berkembang. Melekat pada mukosa usus
halus kemudian
mengeluarkan toksin
mirip-ST dan
hemolisin.
11,12
6. Diffusely Adherent Escherichia coli DAEC Menyebabkan diare pada anak-anak usia 12 bulan.
Merupakan bakteri dengan karakteristik pola perlekatan yang
menyebar ke sel epitel monolayer HEp-2 . Infeksi bakteri ini menyebabkan
gangguan aktivitas
sukrase-isomaltase dan
dipeptidilpeptidase IV DPP4 pada brush border. Akibatnya terjadilah gangguan metabolisme glukosa pada usus halus yang
menyebabkan seseorang
menderita diare
dan gejala-gejala
gastrointestinal lain, bahkan dapat menyebabkan malnutrisi.
13
Gambar 2.4 Berbagai macam pathovar Escherichia coli yang menginfeksi usus
Sumber: Kaper, JB., JP. Nataro, HLT. Mobley. 2004.
Sedangkan, bila E. coli menginfeksi di luar usus dapat timbul penyakit-penyakit lain, yaitu:
1. Meningitis Merupakan penyebab utama meningitis pada bayi baru lahir
neonatal meningitis bersama bakteri Streptococcus grup B.
10,11
2. Pneumonia
