Pseudomonas aeruginosa

PSEUDOMONAS

Pseudomonas berasal dari bahasa yunani yaitu pseudo berarti palsu dan monas berarti satu unit. Pseudomonas sp merupakan bakteri hidrokarbonoklastik yang mampu mendegradasi berbagai jenis hidrokarbon.

 Keberhasilan penggunaan bakteri Pseudomonas dalam upaya bioremediasi lingkungan akibat pencemaran hidrokarbon membutuhkan pemahaman tentang mekanisme interaksi antara bakteri Pseudomonas sp. dengan senyawa hidrokarbon.

Kemampuan bakteri Pseudomonas sp. dalam mendegradasi hidrokarbon dan dalam menghasilkan biosurfaktan menunjukkan bahwa isolat bakteri Pseudomonas sp. berpotensi untuk digunakan dalam upaya bioremediasi lingkungan akibat pencemaran hidrokarbon.

Genus pseudomonas terdiri dari sejumlah kuman batang gram negatif  yang tidak meragi karbohidrat, hidup aerob di tanah dan di air.

Dalam habitat alam tersebar luas dan memegang peranan penting dalam pembusukan zat organik. Bergerak dengan flagel polar, satu atau lebih. Beberapa diantaranya adalah fakultatif khemoliotrof, dapat memakai H2 atau CO sebagai sumber karbon katalase positif.

Ada yang patogen bagi binatang atau tanaman dan ada yang patogen bagi kedua-duanya. Kebanyakan spesies pseudomonas tidak menyebabkan infeksi pada manusia, tetapi kuman ini penting karena bersifat oportunis patogen, dapat menyebabkan infeksi pada individu dengan ketahanan tubuh yang menurun.

Infeksi biasanya gawat, sulit diobati dan biasanya merupakan infeksi nosokomial. Genus pseudomonas mempunyai spesies paling sedikit 10-12 yang penting dalam klinik. Spesies-spesies pseudomonas :

1.      Pseudomonas aeruginosa

2.      Pseudomonas Cepacia

3.      Pseudomonas Maltophilia

A.    Pseudomonas aeruginosa

Pseudomonas aeruginosa merupakan patogen utama bagi manusia. Bakteri ini kadang-kadang mengkoloni pada manusia dan menimbulkan infeksi apabila fungsi pertahanan inang abnormal. Oleh karena itu, P.aeruginosa disebut patogen oportunistik, yaitu memanfaatkan kerusakan pada mekanisme pertahanan inang untuk memulai suatu infeksi. Bakteri ini dapat juga tinggal pada manusia yang normal dan berlaku sebagai saprofit pada usus normal dan pada kulit manusia. Pseudomonas aeruginosa termasuk dalam genus Pseudomonas,  bakteri gram negatif, berbentuk tangkai, polar dan berflagel.

B.     Klasifikasi Ilmiah

Kingdom   : Bacteria

Phylum      : Proteobacteria

Class          : Gamma Proteobacteria

Order         : Pseudomonadales

Family       : Pseudomonadaceae

Genus        : Pseudomonas

Species      : Pseudomonas aeruginosa

C.    Morfologi

Pseudomonas aeruginosa berbentuk batang dengan ukuran sekitar 0,6 x 2 μm. Bakteri ini terlihat sebagai bakteri tunggal, berpasangan, dan terkadang membentuk rantai yang pendek. Pseudomonas aeruginosa termasuk bakteri gram negatif. Bakteri ini bersifat aerob, katalase positif, oksidase positif, tidak mampu memfermentasi tetapi dapat mengoksidasi glukosa/karbohidrat lain, tidak berspora, tidak mempunyai selubung (sheat) dan mempunyai flagel monotrika (flagel tunggal pada kutub) sehingga selalu bergerak.

Bakteri ini dapat tumbuh di air suling dan akan tumbuh dengan baik dengan adanya unsur N dan C. Suhu optimum untuk pertumbuhan Pseudomonas aeruginosa adalah 42^o C. Pseudomonas aeruginosa mudah tumbuh pada berbagai media pembiakan karena kebutuhan nutrisinya sangat sederhana. Di laboratorium, medium paling sederhana untuk pertumbuhannya digunakan asetat (untuk karbon) dan ammonium sulfat (untuk nitrogen).

Pembiakan dari spesimen klinik biasanya menghasilkan satu atau dua tipe koloni yang halus :

a.       Koloni besar dan halus dengan permukaan rata dan meninggi.

b.      Koloni halus dan mukoid sebagai hasil produksi berbahan dari alignat. Tipe ini sering didapat dari sekresi saluran pernafasan dan saluran kemih.

Alignat merupakan suatu eksopolisakarida yang merupakan polimer dari glucoronic acid dan mannuronic acid, berbentuk gel kental disekeliling bakteri. Alignat ini memungkinkan bakteri untuk membentuk biofilm, yaitu kumpulan koloni sel-sel mikroba yang menempel pada suatu permukaan misalnya kateter intravena atau jaringan paru. Alignat dapat melindungi bakteri dari pertahanan tubuh inang, seperti limfosit, fagosit, silia, di saluran pernafasan, antibodi, dan komplemen. Pseudomonas aeruginosa membentuk biofilm untuk membantu kelangsungan hidupnya saat membentuk koloni pada paru-paru manusia.

Terkadang menghasilkan bau yang manis dan menyerupai anggur. Koloni yang dibentuk halus bulat dengan warna fluoresensi yang kehijau-hijauan. Bakteri ini menghasilkan pigmen yang tak berfluoresensi kehijauan (plosianin). Strain Pseudomonas aeruginosa menghasilkan pigmen yang berfluoresensi antara lain:

1.      piooverdin (warna hijau)

2.      piorubin (warna merah gelap)

3.      piomelanin (hitam)

Pseudomonas aeruginosa yang berasal dari koloni yang berbeda mempunyai aktivitas biokimia, enzimatik dan kepekaan antimikroba yang berbeda.

Pili (fimbriae) menjulur dari permukaan sel dan membantu pelekatan pada sel epitel inang. Lipopolisakarida yang terdapat  dalam banyak imunotipe merupakan salah satu faktor virulensi dan juga melindungi sel dari pertahanan tubuh inang. Pseudomonas aeruginosa dapat digolongkan berdasarkan imunotipe lipopolisakarida dan kepekaannya terhadap piosin (bakteriosin). Produk ekstraseluler yang dihasilkan berupa enzim-enzim, yaitu elastase protease dan dua hemolisin, fosfolipase C yang tidak tahan panas dan rhamnolipid.

Pseudomonas aeruginosa resisten terhadap konsentrasi tinggi garam dan zat pewarna, antiseptik, dan banyak antibodi yang sering digunakan. Suatu studi intensif menyatakan bakteri ini mempunyai gen untuk resistensi terhadap merkuri, disebut gen mer yang berada dalam plasmid.

Kemampuan Pseudomonas aeruginosa menyerang jaringan bergantung pada reproduksi enzim-enzim dan toksin-toksin, yang merusak barier tubuh dan sel-sel inang. Pseudomonas aeruginosa seperti yang dihasilkan bakteri Gram-negatif lain, misalnya endotoksin menyebabkan gejala sepsis dan syok septik, eksotoksin A menyebabkan nekrosis jaringan, enzim-enzim ekstra seluler bersifat histotoksik dan mempermudah infasi kedalam pembuluh darah.

D.    Fisiologi

Pseudomonas aeruginosa bersifat aerobik obligat yang tumbuh dengan cepat pada berbagai media, pada media padat dan cair bakteri ini dapat terbentuk warna hijau. Pseudomonas aeruginosa membentuk koloni bulat, halus dengan warna fluoresen kehijauan. Juga sering memproduksi pigmen kebiruan dan tidak fluoresen yang disebut piosianin yang larut dalam agar. Bakteri ini bersifat aerob, katalase positif, oksidase positif, tidak mampu memfermentasi tetapi dapat mengoksidasi glukosa/karbohidrat lain.

Kuman ini dapat mencairkan gelatin dan tidak membentuk H2S. Indol (-) dan kadang-kadang terjadi false indol (+). Hal ini, terjadi bila dipakai reagensia Erlich dan sebaiknya memakai reagensia dari Kovac. Tidak memecah urea. Pseudomonas aeruginosa merupakan organisme yang sangat mudah beradaptasi dan dapat memakai 80 gugus organik yang berbeda untuk pertumbuhannya dan amonia sebagai sumber nitrogen.

Dapat tumbuh pada perbenihan yang dipakai untuk isolasi kuman Enterobacteriaceae dan mempunyai kemampuan untuk menolerir keadaan alkalis, jiuga dapat tumbuh pada perbenihan untuk kuman fibrio. Meskipun, pseudomonas merupakan organisme aerob, tetapi ia dapat mempergunakan nitrat dan arginin sebagai aseptor elektron dan tumbuh secara an aerob.

Suhu pertumbuhan optimum ialah 35⁰C tetapi dapat juga tumbuh 42⁰C. Hasil isolasi bahan klinik sering memberikan beta hemolisis pada agar darah. Pseudomonas aeruginosa adalah satu-satunya spesies yang menghasilkan :

1.      Piosianin

Suatu pigmen yang larut dalam kloroform. Strain lainnya menghasilkan pigmen fenazin.

2.      Fluorezen

Suatu pigmen yang larut dalam air. Beberapa strain menghasilkan pigmen darah.

E.     Patogenesis

Faktor sifat yang memungkinkan organisme mengatasi pertahanan tubuh normal dan menimbulkan penyakit ialah : pili, yang melekat dan merusak membran basalis sel; polisakarida simpai, yang meningkatkan perlekatan pada jaringan tetapi tidak menekan fagositosis; suatu hemolisin yang memiliki aktivitas fosfolipasa; kolagenasa dan elastasa dan flagel untuk membantu pergerakan.

Sedangkan faktor yang menentukan daya patogen adalah LPS mirip dengan yang ada pada Enterobacteriaceae; eksotoksin A, suatu transferasa ADP-ribosa mirip dengan toksin difteri yang menghentikan sintesis protein dan menyebabkan nekrosis di dalam hati; eksotoksin S yang juga merupakan transferasa ADP-ribosa yang mampu menghambat sintesis protein eukariota.

Produksi enzim-enzim dan toksin-toksin yang merusak barrier tubuh dan sel-sel inang menentukan kemampuan Pseudomonas aeruginosa menyerang jaringan. Endotoksin P. aeruginosa seperti yang dihasilkan bakteri Gram-negatif lain menyebabkan gejala sepsis dan syok  septik. Eksotoksin A menghambat sintesis protein eukariotik dengan cara kerja yang sama dengan cara kerja toksin difteria (walaupun struktur kedua toksin ini tidak sama) yaitu katalisis pemindahan sebagian ADP-ribosil dari NAD kepada EF-2. Hasil dari kompleks ADP-ribosil-EF-2 adalah inaktivasi sintesis protein sehingga mengacaukan fungsi fisiologik sel normal. Enzim-enzim ekstraseluler, seperti elastase dan protease mempunyai efek hidrotoksik dan mempermudah invasi organisme ini ke dalam pembuluh darah.

Antitoksin terhadap eksotoksin A ditemukan dalam beberapa serum manusia, termasuk serum penderita yang telah sembuh dari infeksi yang berat. Psiosianin merusak silia dan sel mukosa pada saluran pernafasan. Lipopolisakarida mempunyai peranan penting sebagai penyebab timbulnya demam, syok, oliguria, leukositosis, dan leukopenia, koagulasi intravaskular diseminata, dan sindroma gagal pernafasan pada orang dewasa. Strain Pseudomonas aeruginosa yang punya sistem sekresi tipe III, secara signifikan lebih virulen dibandingkan dengan yang tidak punya sistem sekresi tersebut. Sistem sekresi tipe III adalah sistem yang dijumpai pada bakteri gram negatif, terdiri dari sekitar 30 protein yang terbentang dari bagian dalam hingga luar membran sel bakteri, berfungsi seperti jarum suntik yang menginjeksi toksin-toksin secara langsung ke dalam sel inang sehingga memungkinkan toksin mencegah netralisasi antibodi.

Pseudomonas aeruginosa menimbulkan berbagai penyakit diantaranya yaitu:

1.      Infeksi pada luka dan luka bakar menimbulkan nanah hijau kebiruan

2.      Infeksi saluran kemih.

3.      Infeksi pada saluran napas mengakibatkan pneumonia yang disertai nekrosis.

4.      Otitis eksterna ringan pada perenang.

5.      Infeksi mata.

F.     Cara Analisis Pseudomonas aeruginosa

1.      Penanaman  pada  media Braint  Hert  Infision  ( BHI )

Sampel yang telah dihomogenkan, diambil 1 mL dengan pipet voloumesteril,  kemudian  dituang  pada  media  BHI  secara aseptis di inkubasi 37ºCselama 24 jam. Pembiakan  pada  media  Mac  Conkey  Agar secara aseptis diinokulasikan  biakan  kuman dar i media  BHI  ke media MacConkey dengan cara diambil 1 ons mata lalu ditanam secara gores kuadran.Diinkubasi 37ºC selama 24 jam. Koloni Pseudomonas aeruginosa dilakukanpurifikasi untuk masing –masing koloni ke media Mac Conkey  diinkubasi 37ºC selama  24 jam.  Koloni Pseudomonas aeruginosa pada  media  ini  koloni berbentuk  bulat, warna transparan,  tepi tidak rata,  konsistensi smooth, diameter 2 –3 mm,  elevasi  cembung  bersifat  non  laktosa ferneter.

2.      Pengecatan Gram

            Koloni  tersangka dari media Mac Conkey 1 dilakukan  pengecatan Gram dengan cara diambil koloni dengan ose mata secara aseptis, Diletakan pada  obyek  glass yang sebelumnya  telah di bersihkan dengan  alkohol 70%,diratakan dan dikeringkan  lalu  difiksasi, genangi cat gentian violet 2 –3 menit, cuci dengan air mengalir, gengangi cap lugol 1 menit, cuci dengan airmengalir, gengangi alkohol absolut 45 detik, cuci dengan air mengalir, genangi safranin 3 –4 menit, cuci dengan  air  mengalir,  keringkan dan dilihat dibawah  mikroskop dengan perbesaran 1000 kali. Pseudomonas aeruginosa berbentuk batang, bersifat gram negatif

3.      Uji Biokimia.

            Uji  Produksi  H2S  pada  media  TSIA ( Triple Sugar Iron Agar ) Secara aseptis diinokulasikan  biakan kuman dari media Mac Conkey kemedia TSIA, diambil 1 ons mata ditanam dengan cara digoreskan pada lereng  media dan ditusuk pada  dasar  media, Inkubasikan selama 24 jampada suhu 37ºC. Pseudomonas aeruginosa menghasilkan K/K H2S dangas

4.      Uji Indol

            Secara aseptis diinokulasikan biakan kuman dari media Mac Conkey ke media Trypthopan  borth, inkubasikan 370 C  kemudian  ditambah  3–4 tetes  reagen Kofac's melalui dinding  tabung  reaksi. Hasil  positif  ditandai terbentuknya  cincin  merah. Pseudomonas aeruginosa Pada  uji  indol negative.

5.      Uji MR ( Metyl Red )

            Secara aseptis  diinokulasikan  biakan kuman dari media Mac Conkey kemedia Metyl red, diinkubasikan 37ºC selama 24 jam, kemudian ditambah3 – 4 tetes reagen Metyl Red. Hasil positif berwarna merah. Pseudomonas aeruginosa pada Uji Metyl Red hasil positif

6.      Uji VP ( Voges Proskaeur )

            Secara aseptis diinokulasikan biakan kuman dari media Mac Conkey kemedia Voges Proskaeur Broth, inkubasikan 37ºC selama 24 jam, kemudian tambah3 –4 tetes regen ά naftol 5% dan 3 tetes KOH 40%. Pseudomonas aeruginosa pada uji VP  hasilnya  negatif.e. Uji Citrat, motilitis dan Urea Secara  aseptis diinokulasikan biakan kuman dari media Mac Conke y ke media  Simon Citrat, Senisolit, Urea Agar, dengan cara digores kuadarandan ditusuk  untuk  motilitas, inkubasikan 37ºC selama 24 jam. Pseudomonas aeruginosa uji Citrat dan Motil hasilnya positif sedangkan urea hasilnya negatif.

7.      Uji Fermentasi Gula –gula

            Secara aseptis diinokulasikan  biakan kuman dari media Mac Conkey kemedia gula –gula  seperti glukosa, sukrosa, laktosa, maltosa, dan manitol  inkubasikan pada 37ºC selama 24 jam. Pseudomonas aeruginosa pada uji gula –gula semuahasil negatif

8.      Uji Katalase

            Koloni dari media  Nutrient  Agar dilakukan uji katalase dengan caramengambil koloni tersebut dengan ose mata secara  aseptis, letakan pada obyek  glass yang  sebelumnya dibersihkan dengan alkohol 70%,  ratakan, kemudian  tambah 1 tetes reagen  H2O2 3% . Hasil positif ditandai dengan terbentuknya gelembung -gelembung udara, warna putih. Pseudomonas aeruginosa uji katalase hasilnya positif

9.      Uji Oksidase

            Koloni Pseudomonas aeruginosa dari media Nutrient Agar dilakukan ujioksidase dengan cara mengambil koloni tersebut dengan ose mata secara aseptis, letakan  pada kertas saring yang terletak pada obyek glass kemudian  ditambah 1 tetes 1 –1 Dimethyl  Para-phenil Hidroklorida 1%. Hasil positif dintandai dengan terbentuknya warna hitam  pada  koloni dikertas saring. Pseudomonas aeruginosa pada uji oksidase hasil positif.