Peranan Biofilm Bakteri Escherichia coli Dalam Patogenesis Infeksi Saluran Kemih (ISK) Akibat Kateterisasi Urine (Studi Pustaka).
ABSTRAK
PERANAN BIOFILM BAKTERI Escherichia coli
DALAM PATO GENESIS INFEKSI SALURAN KEMIH (ISK)
AKIBA T KA TETERISASI URINE
(STUDI PUS TAKA)
Decky Gunawan, 2003. Pembimbing: Fanny Rahardja, dr., M.Si.
Setiap pasien yang mcmakai kateter urine sangat berisiko terserang Inteksi
Saluran Kemih (fSK). Penyebab utamanya adalah bakteri Escherichia coli yang
hidup di dalam struktur biofilm pada permukaan kateter urine.
Tujuan penulisan karya tulis ini adalah untuk menjelaskan proses pembentukan
biofilm bakteri Eco!i pada permukaan kateter urine dan peranannya di dalam
patogenesis ISK serta memaparkan usaha-usaha yang dapat dilakukan untuk
menccgahnya.
Bakteri E.coli yang terdapat pada permukaan kateter urine dapat berasal dari
tangan perawat dan kulit pasien yang kontak dengan permukaan kateter urine.
Proses pembentukan biofilm bakteri E.coli terdiri atas lima tahap. Dalam proses
tersebut terjadi modifikasi sejumlah gen yang mengatur beberapa organela dan
protein seperti flagela, LPS, adhesin curh, antigen 43, colanic acid, dan CsrA.
Dengan hidup di dalam biofilm, bakteri E.coli dapat mencapai saluran kemih
karena terhindar dari mekanisme pertahanan yang ada.
Proses pembentukan biofilm bakteri E.coli pada permukaan kateter terdiri atas
lima tahap dan melibatkan beberapa organela dan protein spesifik. Peranannya
adalah sebagai medium perantara bakteri menuju saluran kemih. Usaha
pencegahan utama yang dapat dilakukan adalah dengan pelaksanaan prosedur
kateterisasi urine yang aseptik.
iv
ABSTRACT
THE ROLE OF E:scherichia coli BIOFILMS IN PATHOGENESIS OF
cATHETER-ASSOCIATED URINARY TRACT INFECTIONS (UTIs)
(LITERATURE STUDrJ
Decky Gunawan, 2003. Tutor: Fanny Rahardja, dr.,MSi.
Patients with urinary catheter have a high risk of Urinary Tract Infections
(un.\). I'lle most common hacteria causing uns is EW.:herichiacoli, which cuuld
.fr)rmbi(dilms structure on urinary catheter surface.
the aims qlthis literature study are to explain biojilmsformation of E.coli on
urinary catheter sur:/ace, role ~f E.coli biojilms in uns pathogenesis, and the
efforts to prevenl catheter-associated (/7'ls.
1:'.culi un urinary catheter surface may uriginate from the skin of patients and
health care workers. Biofilms formation of E.coli has fIVe development steps. In
Ihat process, genes which control flagella, IPS, adhesin curli, antigen 43, colanic
ac/(l, and CsrA are modtfied Within biofilms structure, E.co/i are protected frum
host defense mechanisms so they could move on to urinary tract.
Biojilms formation (~lE.co/i on urinary catheter surface has five development
steps and involves many spesific organellas and proteins. Biofilms structure
mediates Ecoli to reach urinary tract. To prevent UTIs, the urinary
catheleri=ation procedures must be done aseptically.
v
DAFT AR ISI
Halaman
JUDUL BAGIAN DALAM
LEMBAR PERSETUJUAN
11
SURATPERNYATAAN
III
ABSTRAK
IV
ABSTRACT
v
KA TA PENGANT AR
VI
DAFT AR ISI
VII
DAFT AR TABEL
x
DAFTAR GAMBAR
BABI
Xl
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
1
1.2.Identifikasi Masalah
2
1.3.Maksud dan Tujuan
2
1.4.Kegunaan
2
1.5.Metodologi
2
1.6.Lokasi dan Waktu
2
BAS II TINJAUAN PUST AKA
2.I.Biotilm Bakteri
2. J. I Definisi biofilm bakteri
3
2. I.2.Tahap-tahap pembentukan biofilm bakteri
4
2. 1.3.Faktor-faktor penting dalam proses pembentukan
1]
biofilm bakteri
2.1.4.Struktur dan komposisi biofilm bakteri
15
2.1.5.Patogenitas biofilm bakteri pada manusia
18
vii
2.2.Pembentukan Biofilm bakteri Escherichia coli Pada Kateter
Urine
2.2.I.Escherichia coli
20
2.2.2.Karakteristik biofilm bakteri Escherichia coli
pada kateter urine
21
2.2.3.Flagela
21
2.2.4.Lipopolisakarida (LPS)
22
2.2.5.Adhesin curli
23
2.2.6.Antigen 43
25
2.2.7. Colanic
28
acid
2.2.8.Protein CsrA
30
2.3.Kateterisasi Urine
2.3. I.Definisi kateterisasi urine
31
2.3.2.Jenis-jenis kateter urine
31
2.3.3.Indikasi kateterisasi urine
32
2.3.4.Masalah yang timbul akibat kateterisasi urine
33
2.4.Enkrustasi Pada Kateter Urine
2.4.I.Proses terjadinya enkrustasi pada kateter urine
35
2.4.2.Enkrustasi sebagai salah satu faktor predisposisi
terjadinya ISK
36
2.5.lnfeksi Salman Kemih (ISK) Akibat Kateterisasi Urine
2.5.1.Mekanisme pertahanan terhadap ISK
38
2.5.2.Faktor predisposisi teIjadinya ISK
39
2.5.3.Etiologi ISK akibat kateterisasi urine
39
2.5.4.Gejala klinik ISK
40
2.5.5.Patogenesis ISK oleh Escherichia coli akibat
kateterisasi urine
41
2.6.Usaha Pencegahan ISK Akibat Kateterisasi Urine
BAB III RINGKASAN
43
45
viii
BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN
4. 1.Kesimpulan
49
4.2. Saran
50
DAFTAR PUS TAKA
51
RIWAYAT HIDUP
55
IX
DAFT AR TABEL
Halaman
Tabel2.1 Bakteri yang sering membentuk biofilm pada alat
kedokteran
19
Tabcl 2.2 Organisme penyebab ISK complicated dan persentasc
kasus ISK yang ditimbulkannya
x
39
DAFT AR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Proses surface conditioning
5
Gambar 2.2. Proses adhesi bakteri pionir
7
Gambar 2.3. Struktur bakteri dengan EPS
8
Gambar 2.4. Struktur ".\pieler's web" dengan secondary colonizers
9
Gambar 2.5. Proses detachment bakteri
II
Gambar 2.6. Struktur mushroom shaped dipisahkan saluran
16
Gambar2.7.
Biofilm yang tersusun atas partikel-partikel mineral.
beberapa jenis mikroorganisme, dan glikokaliks
18
Gambar 2.8. Proses pengaturan gen pada pembentukan dan
penghambatan adhesin curli
25
Gambar 2.9. Cara kerja Dam dan OxyR dalam mempengaruhi
proses transkripsi agn43
27
Gambar 2.10. Struktur colanic acid
29
Gambar 2.11. Kateterisasi Foley catheter pada pria
33
Gambar 2.12. Kateterisasi Foley catheter pada wanita
33
Gambar 2.13. Tempat masuknya bakteri ke dalam kateter dan ke dalam
kantung penampung urine
Gambar 2.14. Enkrustasi pada kateter urine
Xl
35
36
BABI
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Sekira 10% pasien yang ada di rumah sakit memerlukan kateter urine dalam
perawatannya. Kateter urine berfungsi untuk mengalirkan urine dari kandung
kemih ke sebuah kantung penampung (drainage hag) untuk tujuan tertentu. Alat
ini banyak dipakai oleh pasien operasi dan pasien dengan gangguan proses
berkemih. (Ford-Martin, Paula Anne, 2003) Pasien-pasien tersebut sangat berisiko
terserang Infeksi Saluran Kemih (ISK). Risiko ISK meningkat 5-8% per hari
selama pemakaian kateter urine. (Godfrey, Evans, 2000)
Berdasarkan data (,DC (C'enters for Disease Control and Prevention), ISK
merupakan infeksi nosokomial yang paling sering terjadi. Kasus ini mencapai
angka 50% dari seluruh kasus, dengan penyebab utamanya adalah bakteri
tscherichia coli. (Tortora, Funke, Case, 1998)
ISK merupakan reaksi inflamasi dari epitel saluran kemih terhadap masuknya
mikroorganisme. ISK dapat menyerang segala usia dengan gejala yang bervariasi
dari asimtomatik sampai kemungkinan terjadi komplikasi. Komplikasi terberatnya
adalah terjadi sepsis dengan risiko kematian mencapai 50-60%. (Basuki, 2000)
Faktor terpenting dalam patogenesis ISK akibat kateterisasi urine adalah
adanya struktur biofilm bakteri, khususnya E.coli, pada permukaan kateter.
Biofilm bakteri adalah suatu lapisan yang menempel pada permukaan jaringan
hidup atau benda mati, terdiri atas glikokaliks dan sel-sel bakteri yang membentuk
suatu mikrokoloni. (Godfrey, Evans, 2000) Struktur ini dapat dianggap sebagai
medium perantara bakteri menuju saluran kemih. Hal inilah yang membuat
biofilm bakteri E.coli pada kateter urine menjadi isu yang perlu penelitian dan
pengembangan lebih lanjut, baik dalam mekanisme pembentukannya maupun cara
penanggulangannya.
2
1.2.Identifikasi
Masalah
1. Bagaimana proses pembentukan biofilm bakteri Ecoli
pada permukaan
kateter urine?
2. Apa peranan biofilm bakteri Eco/i dalam patogenesis ISK akibat kateterisasi
urine?
3. Apa saja usaha yang dapat dilakukan untuk mencegah terjadinya ISK akibat
kateterisasi urine?
1.3.Maksud dan Tujuan
Maksud penulisan karya tulis ini adalah untuk mengembangkan usaha-usaha
pencegahan kasus ISK akibat kateterisasi urine.
Tujuan penulisan karya tulis ini adalah untuk menjelaskan proses pembentukan
biofilm bakteri E.coli pada pennukaan kateter urine dan peranannya dalam
patogenesis ISK serta memaparkan usaha-usaha yang dapat dilakukan untuk
mencegahnya.
1.4.Kegunaan
Kegunaan karya tulis ini adalah untuk mengurangi
kasus ISK akibat
kateterisasi urine dengan pelaksanaan usaha-usaha pencegahan secara praktis
.
1.5.Metodologi
Karya tulis ini dibuat dengan metode studi pustaka.
1.6.Lokasi daD Waktu
Penulisan diIakukan selama semester genap tahun akademik 2002-2003 di
Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Maranatha.
BAB IV
KESIMPULAN DAN SARAN
4.1.Kesimpulan
Bakteri E.coli membentuk biofilm bakteri pada kateter urine melalui lima
tahap. Tahap pertama adalah proses surface conditioning pennukaan kateter urine
oleh unsur-unsur organik di dalam urine. Pada tahap kedua terjadi proses adhesi
E.coli pada pennukaan kateter urine yang dimediasi oleh organela seperti flagela,
LPS, dan adhesin curli. Antigen 43 yang dimiliki E.co/i membantu dalam proses
otoagregasi sel bakteri. Tabap selanjutnya adalah pembentukan EPS E.co/i berupa
colanic acid. EPS ini membangun dan mempertahankan struktur tiga dimensi
biofilm bakteri E.coli. Tahap keempat adalah proses adhesi secondary colonizers
dari spesies E.coli atau dari spesies yang berbeda. Biofilm yang terbentuk akan
berkembang menjadi sebuah biofilm yang matur pada tahap kelima. Pada tahap
ini, bakteri Ecofi dapat mengaJami detachment dan kembali menjadi bakteri
plankton di dalam urine. Salah satu protein yang berperan di dalam proses kelima
adalah protein CsrA.
Biofilm bakteri E.co/i pada pennukaan kateter unne berperan di dalam
patogenesis ISK. Dengan membentuk biofilm, E.co/i mampu menghindari
mekanisme
pertahanan
saluran kemih terhadap masuknya mikroorganisme
tennasuk E.coli. E.coli yang membelah diri di dalam biofilm dapat melawan
aliran urine untuk mencapai kandung kemih. Bakteri E.co/i yang hidup di daJam
biofilm pada kateter urine juga terhindar dari ikatan mukosa, serangan sel-sel
PMN, dan unsur-unsur dalam urine dan Jarutan irigasi yang merugikan bakteri.
Usaha pencegahan
menempatkan
ISK akibat
kateterisasi
kateterisasi
urine sebagai pilihan
urine antara
lain dengan
terapi terakhir,
prosedur
pemasangan dan perawatan kateter urine yang aseptik, dan pengembangan usaha
pembuatan kateter urine yang dapat menghambat perlekatan bakteri.
49
50
4.2.Saran
Untuk mengurangi kasus 18K akibat kateterisasi unne harns dilakukan
penelitian yang lebih spesifik mengenai mekanisme pembentukan biofilm pada
kateter urine oleh bakteri-bakteri penyebab 18K. Dengan mengetahui proses
pembentukannya, usaha pencegahan 18K akibat kateterisasi urine yang barn dapat
ditemukan dan dikembangkan.
Untuk saat ini, usaha pencegahan yang perlu dilakukan adalah dengan
meningkatkan kesadaran tenaga kesehatan mengenai risiko 18K akibat kateterisasi
urine. Prosedur pemasangan atau penggantian kateter urine barns dilakukan
dengan cara yang paling aseptik.
DAFTAR PUST AKA
·
Basuki B.Purnomo. 2000. Dasar-dasar Urologi. Jakarta: CV Sagung Seto.
·
Brooks G.F., Butcl l.S., Morse S.A 2001. Jawet=. Melnick. Adelborg's
·
Castle M., Ajemian E. 1987. Hospital Inftction Control: Principles and
·
Karsinah, Lucky H.M., Suharto, Mardiastuti H.W. 1993. Buku Ajar
·
Kozier B., Erb G. 1983. Fundamentals of Nursing : Concepts and
·
Roderick M.A 1983. Infection Control in Critical Care. London: Aspen
Systems Corporation.
·
Salyers AA,
·
Tortora G.J., Funke B.R., Case c.L. 1998. Microbiology: An Introduction.
6th. Ed. Menlo Park: The Benjamin / Commings Publishing Company
Inc.
·
Combaret C.P., Brombacher E., Vidal 0., Ambert A, Lejeune P., Landini P.,
·
Combaret C.P., Vidal 0., Dorel C., Lejeune P. 1999. Abiotic Surface Sensing
and Biofilm-Dependent Regulation of Gene Expression in Escherichia coli.
Journal of Bacteriology, 19 (181) : 5993-6002
·
Danese P.N., Pratt L.A, Kolter R. 2000. Exopolysaccharides Production Is
·
Danese P.N., Pratt L.A, Kolter R., Dove S.L. 2000. The Outer Membrane
Protein, Antigen 43, Mediates Cell-to-Cell Interaction within Escherichia
coli Biofilms. Molecular Microbiology, 37 (2) : 424-432
/l.fedicalMicrobiology. 22nd. Ed. New York: McGraw-Hili Companies
Inc.
Practise. 2nd. Ed. New York: Wiley Medical Publication.
Mikrobiologi Kedokteran : Batang NegatifGram. Jakarta: Binarupa
Aksara.
Procedures. 2nd. Ed. Menlo Park: Addison-WesleyPublishing Company.
Whitt D.D. 2002. Bacterial Pathogenesis: A Molecular
Approach. WashingtonD.C.: ASM Press.
et a1. 200 I. Complex Regulatory Network Controls Initial Adhesion and
Biofilm Fonnation in Escherichia coli via Regulation of the csgD Gene.
Journal of Bacteriology, 24 (183): 7213-7223
Required for Development of Escherichia coli K-12 Biofilm Architecture.
Journal of Bacteriology, 12 (182) : 3593-3596
51
52
·
Henderson I.R., Owen P. 1999. The Major Phase-Variable Outer Membrane
Protein of Escherichia coli Structually Resembles the Immunoglobulin A]
Protease Class of Exported Protein and Is Regulated by a Novel
Mechanism Involving Dam and OxyR. Journal of Bacteriology, 7 (181) :
2 ]32-2141
·
Jackson
·
Kjaergaard K., Schembri M.A., Ramos C., Molin S., Klemm P. 2000.
D.W., Suzuki K., Oakford
L., Simecka
lW.,
Hart M.E., Romeo
T.
2001. Biofilm Formation and Dispersal under the Influence of the Global
Regulator CsrA of Escherichia coli. Journal of Bacteriology, I (184) :
290-30 ]
Antigen 43 Facilitates Formation of Multispecies Biofilms. Environmental
Microbiology, 6 (2) : 695
·
Landini P., Zehnder B.Z. 2002. The Global Regulator hns Gene Negatively
Affects Adhesion to Solid Surfaces by Anaerobically Grown Escherichia
coli by Modulating Expression of Flagellar Genes and Lipopolysaccharide
Production. Journal of Bacteriology, 6 (184) : 1522-1529
·
Low D.A., Weyand N.J., Mahan M.J. 2001. Roles of DNA Adenine
·
Nickel J.e., McLean RJ.e.
·
Soto G.B., Hultgren S.l
·
Wallecha A., Munster Y., Correnti l, Chan T., Van der Woude M. 2002.
Dam- and OxyR-Dependent Phase Variation of agn43 : Essential
Elements and Evidence for a New Role of DNA Methylation. Journal of
Bacteriology, 12 (184) : 3338-3347
·
Ying Mao, Doyle M.P., Jinru Chen. 2001. Insertion Mutagenesis ofwca
Reduces Acid and Heat Tolerance of Enterohemorrhagic Escherichia coli
0157 : H7. Journal (~fBacteriology, 12 (183) : 3811-3815
·
Allison D.G. Exopolysaccharide Production in Bacterial Biofilms. 1998.
Available from: http://eprints.utsc.utoronto.calarchive/00000029/01.
bf98002.odf
Methylation in Regulating Bacterial Gene Expression and Virulence.
Infection and Immunity, 12 (69): 7197-7204
1998. Bacterial Biofilms in Urology. Infection
Urology, 11 (6) : 169-175
1999. Bacterial Adhesins : Common Themes and
Variations in Architecture and Assembly. Journal ~f Bacteriology, 4
( 181) : 1059-1071
53
·
Brown G. Urinary Tract Infections. 1999. Available from:
http://courses.ahc. umn.edu/pharmacv/5 825/uti.html%20
·
Donlan RM. Biofilms and Device-Associated Infections. 2001. Available
from: http://cdc.gov/ncidod/eid/voI8no9/02-0063.htm
·
Biofilms : Microbial Life on Surfaces. 2002. Available from:
http://www.altcorp.com!AffinityLaboratory/biofilms.htm
·
Ford-Martin, Paula Anne. Urinary Catheterization. 2003. Available from:
http://www.principalhealthnews.com!tooic/topic 100587629
·
Godfrey H., Evans A. Catheterization and Urinary Tract Infection:
Microbiology. 2000. Available from: http://www.aIIaboutinco.com/
vemalfaq.nsf/ea 1daa853c49883 7802568fd005565d9/dfedd2031863a87c80
25695300415a71 /$FfLE/microbiology. pdf
·
Kjaergaard K., Hasman H., Schembri M.A., Klemm P. Antigen 43-Mediated
Autotransporter Display, a Versatile Bacterial Cell Surface Presentation
System. 2002. Available from: http://ib.asm.org/cgi/content/full/184/15/
4197
·
Pyrek K.M. Battling Biofilm : Surface Science, Antimicrobials Help Combat
Medical Device-Related Infections. 2002. Available from:
http://www.infectioncontroltoday.com/articles/291 feat3 .html
·
Rew M. Use of Catheter Maintenance Solutions for Long-term
Catheters. 1999. Available from: http://www.intemurse.com/products/
products/ entries/v8p708.htm
·
Wilson M. Bacterial Biofilms and Human Diseases. 200 I. Available ITom :
http://wwwl.scilet.com/Papersisciproglsc843/SPWilson. pdf
·
htto://biocyc.org: 15555/ECOLVnew-image?obiect=BC-I.6.2
·
http://home.swipnet.se/isoo/biofilms. htm
·
htt ://instructl.cit.comell.ed
·
h
·
htt ://www.biofilmsonline.comlEDUCATION/AttributesPrimer.htm
·
http://www.edstrom.com!resources.cfm?doc
Coursesibiomi290lHorror/Biof.tutorial.HTML
://www.biofilmsonline.comlEDUCATIONlHowPrimer.htm
id=143
54
·
http://www.edstrom.comlresources.cfm?doc
id=] 44
·
http://www.edstrom.comlresources.cfm?doc
id=]45
·
htt ://www.erc.montana.edu/DBEssentials-sw/researchiStructure
default.htm
·
http://www.kemanhospital.com/imagepages/]065.htm
·
http://www.kemanhospitaI.comlimagepa~esI1066.htm
·
http://www.umed.com/Urinary- Tract- Infection.asp
function!
PERANAN BIOFILM BAKTERI Escherichia coli
DALAM PATO GENESIS INFEKSI SALURAN KEMIH (ISK)
AKIBA T KA TETERISASI URINE
(STUDI PUS TAKA)
Decky Gunawan, 2003. Pembimbing: Fanny Rahardja, dr., M.Si.
Setiap pasien yang mcmakai kateter urine sangat berisiko terserang Inteksi
Saluran Kemih (fSK). Penyebab utamanya adalah bakteri Escherichia coli yang
hidup di dalam struktur biofilm pada permukaan kateter urine.
Tujuan penulisan karya tulis ini adalah untuk menjelaskan proses pembentukan
biofilm bakteri Eco!i pada permukaan kateter urine dan peranannya di dalam
patogenesis ISK serta memaparkan usaha-usaha yang dapat dilakukan untuk
menccgahnya.
Bakteri E.coli yang terdapat pada permukaan kateter urine dapat berasal dari
tangan perawat dan kulit pasien yang kontak dengan permukaan kateter urine.
Proses pembentukan biofilm bakteri E.coli terdiri atas lima tahap. Dalam proses
tersebut terjadi modifikasi sejumlah gen yang mengatur beberapa organela dan
protein seperti flagela, LPS, adhesin curh, antigen 43, colanic acid, dan CsrA.
Dengan hidup di dalam biofilm, bakteri E.coli dapat mencapai saluran kemih
karena terhindar dari mekanisme pertahanan yang ada.
Proses pembentukan biofilm bakteri E.coli pada permukaan kateter terdiri atas
lima tahap dan melibatkan beberapa organela dan protein spesifik. Peranannya
adalah sebagai medium perantara bakteri menuju saluran kemih. Usaha
pencegahan utama yang dapat dilakukan adalah dengan pelaksanaan prosedur
kateterisasi urine yang aseptik.
iv
ABSTRACT
THE ROLE OF E:scherichia coli BIOFILMS IN PATHOGENESIS OF
cATHETER-ASSOCIATED URINARY TRACT INFECTIONS (UTIs)
(LITERATURE STUDrJ
Decky Gunawan, 2003. Tutor: Fanny Rahardja, dr.,MSi.
Patients with urinary catheter have a high risk of Urinary Tract Infections
(un.\). I'lle most common hacteria causing uns is EW.:herichiacoli, which cuuld
.fr)rmbi(dilms structure on urinary catheter surface.
the aims qlthis literature study are to explain biojilmsformation of E.coli on
urinary catheter sur:/ace, role ~f E.coli biojilms in uns pathogenesis, and the
efforts to prevenl catheter-associated (/7'ls.
1:'.culi un urinary catheter surface may uriginate from the skin of patients and
health care workers. Biofilms formation of E.coli has fIVe development steps. In
Ihat process, genes which control flagella, IPS, adhesin curli, antigen 43, colanic
ac/(l, and CsrA are modtfied Within biofilms structure, E.co/i are protected frum
host defense mechanisms so they could move on to urinary tract.
Biojilms formation (~lE.co/i on urinary catheter surface has five development
steps and involves many spesific organellas and proteins. Biofilms structure
mediates Ecoli to reach urinary tract. To prevent UTIs, the urinary
catheleri=ation procedures must be done aseptically.
v
DAFT AR ISI
Halaman
JUDUL BAGIAN DALAM
LEMBAR PERSETUJUAN
11
SURATPERNYATAAN
III
ABSTRAK
IV
ABSTRACT
v
KA TA PENGANT AR
VI
DAFT AR ISI
VII
DAFT AR TABEL
x
DAFTAR GAMBAR
BABI
Xl
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
1
1.2.Identifikasi Masalah
2
1.3.Maksud dan Tujuan
2
1.4.Kegunaan
2
1.5.Metodologi
2
1.6.Lokasi dan Waktu
2
BAS II TINJAUAN PUST AKA
2.I.Biotilm Bakteri
2. J. I Definisi biofilm bakteri
3
2. I.2.Tahap-tahap pembentukan biofilm bakteri
4
2. 1.3.Faktor-faktor penting dalam proses pembentukan
1]
biofilm bakteri
2.1.4.Struktur dan komposisi biofilm bakteri
15
2.1.5.Patogenitas biofilm bakteri pada manusia
18
vii
2.2.Pembentukan Biofilm bakteri Escherichia coli Pada Kateter
Urine
2.2.I.Escherichia coli
20
2.2.2.Karakteristik biofilm bakteri Escherichia coli
pada kateter urine
21
2.2.3.Flagela
21
2.2.4.Lipopolisakarida (LPS)
22
2.2.5.Adhesin curli
23
2.2.6.Antigen 43
25
2.2.7. Colanic
28
acid
2.2.8.Protein CsrA
30
2.3.Kateterisasi Urine
2.3. I.Definisi kateterisasi urine
31
2.3.2.Jenis-jenis kateter urine
31
2.3.3.Indikasi kateterisasi urine
32
2.3.4.Masalah yang timbul akibat kateterisasi urine
33
2.4.Enkrustasi Pada Kateter Urine
2.4.I.Proses terjadinya enkrustasi pada kateter urine
35
2.4.2.Enkrustasi sebagai salah satu faktor predisposisi
terjadinya ISK
36
2.5.lnfeksi Salman Kemih (ISK) Akibat Kateterisasi Urine
2.5.1.Mekanisme pertahanan terhadap ISK
38
2.5.2.Faktor predisposisi teIjadinya ISK
39
2.5.3.Etiologi ISK akibat kateterisasi urine
39
2.5.4.Gejala klinik ISK
40
2.5.5.Patogenesis ISK oleh Escherichia coli akibat
kateterisasi urine
41
2.6.Usaha Pencegahan ISK Akibat Kateterisasi Urine
BAB III RINGKASAN
43
45
viii
BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN
4. 1.Kesimpulan
49
4.2. Saran
50
DAFTAR PUS TAKA
51
RIWAYAT HIDUP
55
IX
DAFT AR TABEL
Halaman
Tabel2.1 Bakteri yang sering membentuk biofilm pada alat
kedokteran
19
Tabcl 2.2 Organisme penyebab ISK complicated dan persentasc
kasus ISK yang ditimbulkannya
x
39
DAFT AR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Proses surface conditioning
5
Gambar 2.2. Proses adhesi bakteri pionir
7
Gambar 2.3. Struktur bakteri dengan EPS
8
Gambar 2.4. Struktur ".\pieler's web" dengan secondary colonizers
9
Gambar 2.5. Proses detachment bakteri
II
Gambar 2.6. Struktur mushroom shaped dipisahkan saluran
16
Gambar2.7.
Biofilm yang tersusun atas partikel-partikel mineral.
beberapa jenis mikroorganisme, dan glikokaliks
18
Gambar 2.8. Proses pengaturan gen pada pembentukan dan
penghambatan adhesin curli
25
Gambar 2.9. Cara kerja Dam dan OxyR dalam mempengaruhi
proses transkripsi agn43
27
Gambar 2.10. Struktur colanic acid
29
Gambar 2.11. Kateterisasi Foley catheter pada pria
33
Gambar 2.12. Kateterisasi Foley catheter pada wanita
33
Gambar 2.13. Tempat masuknya bakteri ke dalam kateter dan ke dalam
kantung penampung urine
Gambar 2.14. Enkrustasi pada kateter urine
Xl
35
36
BABI
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Sekira 10% pasien yang ada di rumah sakit memerlukan kateter urine dalam
perawatannya. Kateter urine berfungsi untuk mengalirkan urine dari kandung
kemih ke sebuah kantung penampung (drainage hag) untuk tujuan tertentu. Alat
ini banyak dipakai oleh pasien operasi dan pasien dengan gangguan proses
berkemih. (Ford-Martin, Paula Anne, 2003) Pasien-pasien tersebut sangat berisiko
terserang Infeksi Saluran Kemih (ISK). Risiko ISK meningkat 5-8% per hari
selama pemakaian kateter urine. (Godfrey, Evans, 2000)
Berdasarkan data (,DC (C'enters for Disease Control and Prevention), ISK
merupakan infeksi nosokomial yang paling sering terjadi. Kasus ini mencapai
angka 50% dari seluruh kasus, dengan penyebab utamanya adalah bakteri
tscherichia coli. (Tortora, Funke, Case, 1998)
ISK merupakan reaksi inflamasi dari epitel saluran kemih terhadap masuknya
mikroorganisme. ISK dapat menyerang segala usia dengan gejala yang bervariasi
dari asimtomatik sampai kemungkinan terjadi komplikasi. Komplikasi terberatnya
adalah terjadi sepsis dengan risiko kematian mencapai 50-60%. (Basuki, 2000)
Faktor terpenting dalam patogenesis ISK akibat kateterisasi urine adalah
adanya struktur biofilm bakteri, khususnya E.coli, pada permukaan kateter.
Biofilm bakteri adalah suatu lapisan yang menempel pada permukaan jaringan
hidup atau benda mati, terdiri atas glikokaliks dan sel-sel bakteri yang membentuk
suatu mikrokoloni. (Godfrey, Evans, 2000) Struktur ini dapat dianggap sebagai
medium perantara bakteri menuju saluran kemih. Hal inilah yang membuat
biofilm bakteri E.coli pada kateter urine menjadi isu yang perlu penelitian dan
pengembangan lebih lanjut, baik dalam mekanisme pembentukannya maupun cara
penanggulangannya.
2
1.2.Identifikasi
Masalah
1. Bagaimana proses pembentukan biofilm bakteri Ecoli
pada permukaan
kateter urine?
2. Apa peranan biofilm bakteri Eco/i dalam patogenesis ISK akibat kateterisasi
urine?
3. Apa saja usaha yang dapat dilakukan untuk mencegah terjadinya ISK akibat
kateterisasi urine?
1.3.Maksud dan Tujuan
Maksud penulisan karya tulis ini adalah untuk mengembangkan usaha-usaha
pencegahan kasus ISK akibat kateterisasi urine.
Tujuan penulisan karya tulis ini adalah untuk menjelaskan proses pembentukan
biofilm bakteri E.coli pada pennukaan kateter urine dan peranannya dalam
patogenesis ISK serta memaparkan usaha-usaha yang dapat dilakukan untuk
mencegahnya.
1.4.Kegunaan
Kegunaan karya tulis ini adalah untuk mengurangi
kasus ISK akibat
kateterisasi urine dengan pelaksanaan usaha-usaha pencegahan secara praktis
.
1.5.Metodologi
Karya tulis ini dibuat dengan metode studi pustaka.
1.6.Lokasi daD Waktu
Penulisan diIakukan selama semester genap tahun akademik 2002-2003 di
Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Maranatha.
BAB IV
KESIMPULAN DAN SARAN
4.1.Kesimpulan
Bakteri E.coli membentuk biofilm bakteri pada kateter urine melalui lima
tahap. Tahap pertama adalah proses surface conditioning pennukaan kateter urine
oleh unsur-unsur organik di dalam urine. Pada tahap kedua terjadi proses adhesi
E.coli pada pennukaan kateter urine yang dimediasi oleh organela seperti flagela,
LPS, dan adhesin curli. Antigen 43 yang dimiliki E.co/i membantu dalam proses
otoagregasi sel bakteri. Tabap selanjutnya adalah pembentukan EPS E.co/i berupa
colanic acid. EPS ini membangun dan mempertahankan struktur tiga dimensi
biofilm bakteri E.coli. Tahap keempat adalah proses adhesi secondary colonizers
dari spesies E.coli atau dari spesies yang berbeda. Biofilm yang terbentuk akan
berkembang menjadi sebuah biofilm yang matur pada tahap kelima. Pada tahap
ini, bakteri Ecofi dapat mengaJami detachment dan kembali menjadi bakteri
plankton di dalam urine. Salah satu protein yang berperan di dalam proses kelima
adalah protein CsrA.
Biofilm bakteri E.co/i pada pennukaan kateter unne berperan di dalam
patogenesis ISK. Dengan membentuk biofilm, E.co/i mampu menghindari
mekanisme
pertahanan
saluran kemih terhadap masuknya mikroorganisme
tennasuk E.coli. E.coli yang membelah diri di dalam biofilm dapat melawan
aliran urine untuk mencapai kandung kemih. Bakteri E.co/i yang hidup di daJam
biofilm pada kateter urine juga terhindar dari ikatan mukosa, serangan sel-sel
PMN, dan unsur-unsur dalam urine dan Jarutan irigasi yang merugikan bakteri.
Usaha pencegahan
menempatkan
ISK akibat
kateterisasi
kateterisasi
urine sebagai pilihan
urine antara
lain dengan
terapi terakhir,
prosedur
pemasangan dan perawatan kateter urine yang aseptik, dan pengembangan usaha
pembuatan kateter urine yang dapat menghambat perlekatan bakteri.
49
50
4.2.Saran
Untuk mengurangi kasus 18K akibat kateterisasi unne harns dilakukan
penelitian yang lebih spesifik mengenai mekanisme pembentukan biofilm pada
kateter urine oleh bakteri-bakteri penyebab 18K. Dengan mengetahui proses
pembentukannya, usaha pencegahan 18K akibat kateterisasi urine yang barn dapat
ditemukan dan dikembangkan.
Untuk saat ini, usaha pencegahan yang perlu dilakukan adalah dengan
meningkatkan kesadaran tenaga kesehatan mengenai risiko 18K akibat kateterisasi
urine. Prosedur pemasangan atau penggantian kateter urine barns dilakukan
dengan cara yang paling aseptik.
DAFTAR PUST AKA
·
Basuki B.Purnomo. 2000. Dasar-dasar Urologi. Jakarta: CV Sagung Seto.
·
Brooks G.F., Butcl l.S., Morse S.A 2001. Jawet=. Melnick. Adelborg's
·
Castle M., Ajemian E. 1987. Hospital Inftction Control: Principles and
·
Karsinah, Lucky H.M., Suharto, Mardiastuti H.W. 1993. Buku Ajar
·
Kozier B., Erb G. 1983. Fundamentals of Nursing : Concepts and
·
Roderick M.A 1983. Infection Control in Critical Care. London: Aspen
Systems Corporation.
·
Salyers AA,
·
Tortora G.J., Funke B.R., Case c.L. 1998. Microbiology: An Introduction.
6th. Ed. Menlo Park: The Benjamin / Commings Publishing Company
Inc.
·
Combaret C.P., Brombacher E., Vidal 0., Ambert A, Lejeune P., Landini P.,
·
Combaret C.P., Vidal 0., Dorel C., Lejeune P. 1999. Abiotic Surface Sensing
and Biofilm-Dependent Regulation of Gene Expression in Escherichia coli.
Journal of Bacteriology, 19 (181) : 5993-6002
·
Danese P.N., Pratt L.A, Kolter R. 2000. Exopolysaccharides Production Is
·
Danese P.N., Pratt L.A, Kolter R., Dove S.L. 2000. The Outer Membrane
Protein, Antigen 43, Mediates Cell-to-Cell Interaction within Escherichia
coli Biofilms. Molecular Microbiology, 37 (2) : 424-432
/l.fedicalMicrobiology. 22nd. Ed. New York: McGraw-Hili Companies
Inc.
Practise. 2nd. Ed. New York: Wiley Medical Publication.
Mikrobiologi Kedokteran : Batang NegatifGram. Jakarta: Binarupa
Aksara.
Procedures. 2nd. Ed. Menlo Park: Addison-WesleyPublishing Company.
Whitt D.D. 2002. Bacterial Pathogenesis: A Molecular
Approach. WashingtonD.C.: ASM Press.
et a1. 200 I. Complex Regulatory Network Controls Initial Adhesion and
Biofilm Fonnation in Escherichia coli via Regulation of the csgD Gene.
Journal of Bacteriology, 24 (183): 7213-7223
Required for Development of Escherichia coli K-12 Biofilm Architecture.
Journal of Bacteriology, 12 (182) : 3593-3596
51
52
·
Henderson I.R., Owen P. 1999. The Major Phase-Variable Outer Membrane
Protein of Escherichia coli Structually Resembles the Immunoglobulin A]
Protease Class of Exported Protein and Is Regulated by a Novel
Mechanism Involving Dam and OxyR. Journal of Bacteriology, 7 (181) :
2 ]32-2141
·
Jackson
·
Kjaergaard K., Schembri M.A., Ramos C., Molin S., Klemm P. 2000.
D.W., Suzuki K., Oakford
L., Simecka
lW.,
Hart M.E., Romeo
T.
2001. Biofilm Formation and Dispersal under the Influence of the Global
Regulator CsrA of Escherichia coli. Journal of Bacteriology, I (184) :
290-30 ]
Antigen 43 Facilitates Formation of Multispecies Biofilms. Environmental
Microbiology, 6 (2) : 695
·
Landini P., Zehnder B.Z. 2002. The Global Regulator hns Gene Negatively
Affects Adhesion to Solid Surfaces by Anaerobically Grown Escherichia
coli by Modulating Expression of Flagellar Genes and Lipopolysaccharide
Production. Journal of Bacteriology, 6 (184) : 1522-1529
·
Low D.A., Weyand N.J., Mahan M.J. 2001. Roles of DNA Adenine
·
Nickel J.e., McLean RJ.e.
·
Soto G.B., Hultgren S.l
·
Wallecha A., Munster Y., Correnti l, Chan T., Van der Woude M. 2002.
Dam- and OxyR-Dependent Phase Variation of agn43 : Essential
Elements and Evidence for a New Role of DNA Methylation. Journal of
Bacteriology, 12 (184) : 3338-3347
·
Ying Mao, Doyle M.P., Jinru Chen. 2001. Insertion Mutagenesis ofwca
Reduces Acid and Heat Tolerance of Enterohemorrhagic Escherichia coli
0157 : H7. Journal (~fBacteriology, 12 (183) : 3811-3815
·
Allison D.G. Exopolysaccharide Production in Bacterial Biofilms. 1998.
Available from: http://eprints.utsc.utoronto.calarchive/00000029/01.
bf98002.odf
Methylation in Regulating Bacterial Gene Expression and Virulence.
Infection and Immunity, 12 (69): 7197-7204
1998. Bacterial Biofilms in Urology. Infection
Urology, 11 (6) : 169-175
1999. Bacterial Adhesins : Common Themes and
Variations in Architecture and Assembly. Journal ~f Bacteriology, 4
( 181) : 1059-1071
53
·
Brown G. Urinary Tract Infections. 1999. Available from:
http://courses.ahc. umn.edu/pharmacv/5 825/uti.html%20
·
Donlan RM. Biofilms and Device-Associated Infections. 2001. Available
from: http://cdc.gov/ncidod/eid/voI8no9/02-0063.htm
·
Biofilms : Microbial Life on Surfaces. 2002. Available from:
http://www.altcorp.com!AffinityLaboratory/biofilms.htm
·
Ford-Martin, Paula Anne. Urinary Catheterization. 2003. Available from:
http://www.principalhealthnews.com!tooic/topic 100587629
·
Godfrey H., Evans A. Catheterization and Urinary Tract Infection:
Microbiology. 2000. Available from: http://www.aIIaboutinco.com/
vemalfaq.nsf/ea 1daa853c49883 7802568fd005565d9/dfedd2031863a87c80
25695300415a71 /$FfLE/microbiology. pdf
·
Kjaergaard K., Hasman H., Schembri M.A., Klemm P. Antigen 43-Mediated
Autotransporter Display, a Versatile Bacterial Cell Surface Presentation
System. 2002. Available from: http://ib.asm.org/cgi/content/full/184/15/
4197
·
Pyrek K.M. Battling Biofilm : Surface Science, Antimicrobials Help Combat
Medical Device-Related Infections. 2002. Available from:
http://www.infectioncontroltoday.com/articles/291 feat3 .html
·
Rew M. Use of Catheter Maintenance Solutions for Long-term
Catheters. 1999. Available from: http://www.intemurse.com/products/
products/ entries/v8p708.htm
·
Wilson M. Bacterial Biofilms and Human Diseases. 200 I. Available ITom :
http://wwwl.scilet.com/Papersisciproglsc843/SPWilson. pdf
·
htto://biocyc.org: 15555/ECOLVnew-image?obiect=BC-I.6.2
·
http://home.swipnet.se/isoo/biofilms. htm
·
htt ://instructl.cit.comell.ed
·
h
·
htt ://www.biofilmsonline.comlEDUCATION/AttributesPrimer.htm
·
http://www.edstrom.com!resources.cfm?doc
Coursesibiomi290lHorror/Biof.tutorial.HTML
://www.biofilmsonline.comlEDUCATIONlHowPrimer.htm
id=143
54
·
http://www.edstrom.comlresources.cfm?doc
id=] 44
·
http://www.edstrom.comlresources.cfm?doc
id=]45
·
htt ://www.erc.montana.edu/DBEssentials-sw/researchiStructure
default.htm
·
http://www.kemanhospital.com/imagepages/]065.htm
·
http://www.kemanhospitaI.comlimagepa~esI1066.htm
·
http://www.umed.com/Urinary- Tract- Infection.asp
function!