BAKTERI ANAEROB: CIRI, JENIS, SPESIES, KULTUR - BIOLOGI - 2025

The bakteri anaerob adalah mereka yang tidak menggunakan oksigen dalam proses metabolisme mereka. Faktanya, banyak dari bakteri ini tidak dapat bertahan hidup di lingkungan di mana elemen ini ada, karena beracun bagi mereka.

Salah satu proses metabolisme yang dilakukan oleh bakteri jenis ini dan yang paling banyak dipelajari adalah fermentasi. Ini adalah proses yang memiliki banyak aplikasi di tingkat industri, yang terkait dengan produksi minuman beralkohol, yogurt dan cuka, di antara produk lainnya.

Bacteroides, genus dari bakteri anaerob. Sumber: Pemerintah AS

Demikian pula, banyak dari bakteri ini memiliki habitat aslinya di dalam tubuh manusia, terutama ditemukan di saluran pencernaan. Beberapa tidak berbahaya, tetapi yang lain menyebabkan berbagai patologi di tubuh, banyak di antaranya dapat menyebabkan kematian.

karakteristik

Bakteri anaerob adalah salah satu makhluk hidup pertama yang muncul di planet ini. Yang penting, ribuan tahun yang lalu, ketika bentuk kehidupan pertama mulai muncul, tingkat oksigen di atmosfer sangat rendah. Karena itu, organisme pertama yang dikembangkan memiliki mekanisme seluler lain untuk memperoleh energi.

Faktanya, untuk banyak spesies yang membentuk kelompok bakteri anaerob, oksigen sangat beracun. Inilah sebabnya mengapa beberapa bakteri ditemukan di habitat yang tidak memiliki oksigen.

Demikian pula, ada bakteri anaerob yang mendukung kehidupan dengan jumlah oksigen yang sangat sedikit, sehingga mereka dapat ditempatkan di lingkungan yang lebih bervariasi. Beberapa dari bakteri ini merupakan bagian dari mikrobiota manusia biasa, khususnya di tingkat rongga mulut dan saluran pencernaan.

Di sisi lain, bakteri ini melakukan fermentasi. Ini adalah proses katabolik dimana senyawa organik terdegradasi menjadi yang lebih sederhana tanpa adanya oksigen. Ini dilakukan terutama oleh bakteri anaerob.

Demikian juga, tidak ada satu jenis fermentasi. Tergantung pada produk yang diperoleh, ada beberapa jenis, seperti fermentasi asetat, laktat, dan alkohol, antara lain.

Dalam bakteri ini berbagai sistem enzim berfungsi sempurna tanpa oksigen. Ini karena mereka menggunakan senyawa lain seperti fumarat, nitrat atau sulfat sebagai akseptor elektron.

Patut disebutkan bahwa banyak dari bakteri anaerob merupakan patogen manusia. Di antara yang paling terkenal dan dipelajari, spesies dari marga Porphyromonas, Clostridium dan Prevotella, antara lain, dapat disebutkan.

Jenis bakteri anaerob

Banyak bakteri anaerob tidak dapat menahan diri berada di lingkungan di mana terdapat oksigen, karena ini beracun bagi mereka. Namun, ada juga beberapa, meski tidak menggunakan oksigen, mereka dapat bertahan hidup di lingkungan dengan konsentrasi gas yang berbeda.

Dengan pemikiran tersebut, bakteri anaerob dapat dibagi menjadi tiga jenis: anaerob obligat, aerotolerant, dan anaerob fakultatif.

Anaerob wajib

Mereka juga dikenal sebagai bakteri anaerobik ketat. Mereka adalah mereka yang tidak menggunakan oksigen untuk proses metabolisme apa pun. Toleransi Anda terhadap gas ini bervariasi. Menurutnya, bakteri anaerob obligat diklasifikasikan menjadi:

- Ketat: hanya mentolerir konsentrasi oksigen di bawah 0,5%.

- Sedang: mereka dapat mentolerir konsentrasi oksigen antara 2 dan 8%.

Anaerob aerotolerant

Ini adalah bakteri yang, meskipun tidak menggunakan oksigen untuk melakukan proses seluler apa pun, dapat hidup di habitat di mana ia berada. Contoh klasik dari jenis bakteri ini adalah Pronibacterium acnespio, yang menyebabkan banyak kasus jerawat.

Anaerob fakultatif

Bakteri anaerob fakultatif tidak menggunakan oksigen untuk proses metabolisme mereka, tetapi mereka dapat hidup dengan oksigen karena tidak beracun bagi mereka. Mereka terutama melakukan proses fermentasi untuk mendapatkan energi yang diperlukan. Di antara bakteri anaerob fakultatif yang paling terkenal adalah Escherichia coli dan Staphylococcus aureus.

Spesies bakteri anaerobik

Untuk memudahkan studi tentang bakteri anaerob dapat dikelompokkan menurut bentuk dan pewarnaannya menjadi: cocci gram negatif, cocci gram positif, batang gram negatif, dan batang gram positif.

Cocos negatif -Gram

Di dalam kelompok ini ada beberapa genera seperti Veillonella dan Megasphaera.

Veillonella

Ini adalah genus bakteri gram negatif yang terkenal dengan potensi fermentasinya. Bakteri ini memfermentasi laktat menjadi asetat dan propionat melalui jalur metabolik yang dikenal sebagai jalur methylmalonyl-CoA.

Demikian juga, mereka merupakan bagian integral dari mikrobiota bagian tubuh tertentu seperti rongga mulut dan saluran pencernaan.

Cocos positif -Gram

Mereka adalah bakteri berbentuk bulat yang, ketika diwarnai dengan pigmen gram, memiliki warna ungu yang khas.

Anaerococcus

Bakteri dari genus ini ditemukan sebagai bagian dari flora bakteri di tubuh manusia. Namun, ada kemungkinan itu adalah penyebab proses patologis tertentu. Bakteri ini telah diisolasi dari keputihan, abses ovarium, dan luka kronis tertentu.

Demikian pula, dalam studi kasus klinis yang berbeda telah ditetapkan bahwa spesies dari genus ini dapat menyebabkan berbagai macam infeksi pada saluran kemih, serta pada darah.

Pepto-streptokokus

Ini adalah genus bakteri yang sering menyebabkan perkembangan patologi pada manusia. Selain itu, mereka adalah bagian dari mikrobiota mukosa tubuh tertentu, seperti orofaring dan genitourinari.

-Gram basil negatif

Mereka adalah bakteri yang memiliki bentuk batang memanjang dan dicirikan dengan memperoleh warna fuchsia saat menjalani proses pewarnaan Gram. Kelompok bakteri anaerob ini mencakup beberapa genera.

Prevotella

Ini adalah genus bakteri yang sering ditemukan sebagai komponen flora bakteri rongga mulut, saluran pencernaan, dan rongga vagina. Meski demikian, ketika kondisi tubuh normal berubah, bakteri ini berkembang biak tak terkendali.

Ketika ini terjadi, Prevotella menyebabkan perkembangan infeksi tertentu, yang paling umum terjadi pada tingkat mukosa periodontal. Mereka juga telah diisolasi dari pasien dengan rheumatoid arthritis.

-Gram basil positif

Kelompok ini termasuk bakteri berbentuk batang yang memiliki lapisan tebal peptidoglikan di dinding selnya yang menahan partikel pewarna gram, memberinya warna ungu. Kelompok ini mencakup berbagai macam spesies yang menyebabkan berbagai penyakit dan patologi pada manusia.

Clostridium botulinum

Ini adalah bakteri gram positif yang ditandai dengan menghasilkan spora, yang merupakan agen infeksi bagi manusia. Dengan cara yang sama, bakteri ini mensintesis dan melepaskan racun tertentu, yang fungsi utamanya adalah melumpuhkan otot.

Di antara penyakit yang ditimbulkan oleh bakteri ini, kita dapat menyebutkan botulisme makanan, yang mempengaruhi saluran pencernaan, dan botulisme bayi, yang menyerang anak-anak dan disebabkan oleh konsumsi langsung spora.

Clostridium tetani

Bakteri ini terkenal di bidang kedokteran dan telah menjadi subyek banyak penelitian tentang efek yang ditimbulkannya dalam tubuh. Seperti bakteri lain dari genus Clostridium, bakteri ini menghasilkan endospora, yang sangat resisten terhadap komponen lingkungan.

Clostridium tetani. Sumber: Penyedia Konten: CDC

Demikian pula, bakteri ini menyebabkan patologi pada manusia yang disebut tetanus. Penyakit ini disebabkan oleh masuknya spora ke dalam tubuh, yang berkecambah dan mulai mensintesis dan mengeluarkan racun dari spesies ini.

Ketika ini terjadi, spora mengganggu transmisi impuls saraf, menyebabkan otot kejang yang menyakitkan.

Beda dengan bakteri aerob

Perbedaan utama antara bakteri anaerob dan bakteri aerobik mengacu pada penggunaan oksigen dan kemampuan untuk berkembang dengan ada atau tidak adanya unsur ini.

Dalam pengertian ini, bakteri anaerob tidak menggunakan oksigen untuk proses produksi energi internalnya. Sebaliknya, bakteri aerob menggunakannya sebagai akseptor elektron selama proses respirasi sel, yang dengannya mereka mendegradasi molekul senyawa organik seperti glukosa, mendapatkan energi dalam jumlah besar.

Demikian pula, ada bakteri anaerob yang, selain tidak menggunakan oksigen dalam berbagai prosesnya, tidak dapat berada di lingkungan yang kaya oksigen, karena unsur ini sangat beracun bagi mereka. Alih-alih respirasi sel, mereka menjalankan fermentasi.

Perbedaan penting lainnya antara kedua jenis sel tersebut berkaitan dengan habitatnya. Bakteri aerob ditemukan di lingkungan di mana oksigen tersedia secara luas, sedangkan bakteri aneroid bertahan di lingkungan di mana sama sekali tidak ada oksigen atau di mana konsentrasi oksigen sangat rendah.

Kultur bakteri anaerob

Budidaya bakteri anaerob adalah proses di mana semua tindakan pencegahan yang diperlukan harus diikuti untuk menghindari kesalahan. Di sini, penting untuk diingat bahwa beberapa spesies bakteri anaerob tidak boleh memiliki jenis kontak apa pun dengan oksigen, karena ini bisa menjadi agen beracun bagi mereka.

Salah satu unsur yang harus diperhatikan dalam melakukan pembudidayaan di laboratorium adalah media kultur yang harus digunakan. Setiap kelompok bakteri memiliki persyaratan khusus tertentu.

Media budaya

Saat ini sudah banyak media kultur yang dapat digunakan untuk penyemaian berbagai jenis bakteri. Dalam kasus khusus bakteri anaerob, media kultur memerlukan penambahan zat pereduksi, seperti tioglikolat atau sistein.

Demikian juga untuk mengoptimalkan hasil yang diharapkan dapat ditambahkan indikator redoks yang menunjukkan kemungkinan adanya oksigen, seperti resazurin.

Media kultur yang paling banyak digunakan dan direkomendasikan untuk pembibitan bakteri anaerob adalah:

- Agar darah untuk anaerob: mengandung antara lain ekstrak daging, ekstrak ragi, NaCl, glukosa dan pepton, antara lain.

- Agar coklat: tidak banyak digunakan untuk membudidayakan bakteri anaerob. Namun, berkat komponennya dimungkinkan untuk membuatnya tumbuh di sana.

- Agar etil fenil alkohol dengan darah: media ini banyak digunakan untuk mengisolasi bakteri anaerob dengan benar.

- Columbia agar dengan colistin dan asam nalidixic.

- Tioglikolat: umumnya diperkaya dengan L-sistin, hemin dan vitamin K.

- KVLB agar (kanamisin, vankomisin, darah berpernis): khusus untuk basil gram negatif.

Proses

Setelah media kultur yang akan digunakan telah dipilih sesuai dengan bakteri yang akan dibudidayakan, maka prosedur dapat dimulai. Dalam pengertian ini, lingkungan yang benar-benar anaerobik harus diciptakan, di mana tidak ada oksigen. Untuk mencapai ini, dua prosedur dapat diikuti:

- Natrium hidroksida - metode asam pirogalik: metode ini didasarkan pada memperoleh lingkungan anaerobik melalui reaksi kimia, menggunakan katalis, bukan zat pereduksi. Ini adalah prosedur yang rumit dan berpotensi berbahaya.

- Penggunaan labu anaerobik: labu jenis ini sangat berguna untuk budidaya organisme anaerobik. Namun, ini hanya digunakan dengan organisme yang dapat menahan kontak ringan dengan sedikit oksigen.

Demikian pula, semacam kekosongan harus diciptakan untuk melanjutkan kultivasi. Hal ini dapat dilakukan dengan beberapa cara: mengganti oksigen dengan gas lain, menyerap oksigen melalui metode kimia atau biologi, atau menggunakan agen pereduksi.

Kultur Clostridium perfringens. Sumber: Kredit Foto: Penyedia Konten: CDC / Dr. Stuart E. Starr

Setelah langkah-langkah ini dilakukan, inokulasi dilakukan untuk menginkubasi kultur dan menunggu waktu yang wajar untuk mempelajari koloni yang diperoleh. Waktu tunggu akan tergantung pada spesies yang dibudidayakan.

Ada yang tumbuh cepat (18-24 jam) seperti Clostridium perfringens dan ada yang tumbuh lambat (5-7 hari) seperti Propionibacterium.

Metode penghitungan pelat

Metode ini digunakan untuk mengetahui perkiraan jumlah mikroorganisme yang ditemukan dalam suatu biakan. Dalam kasus bakteri anaerob, ada beberapa teknik yang memungkinkan penghitungan.

Namun, karena banyak dari bakteri ini tidak dapat bersentuhan langsung dengan oksigen karena beracun, sangat hati-hati saat mempraktikkan teknik ini.

Dalam pengertian ini, dua metode akan dijelaskan di sini: angka yang paling mungkin (untuk aerobik ketat) dan metode penyebaran lempeng (untuk anaerob fakultatif dan mikroaerofilik).

Metode angka yang paling mungkin

Teknik ini didasarkan pada penentuan ada tidaknya mikroorganisme dalam suatu sampel. Ini dilakukan dalam ulangan solusi yang berurutan. Prinsip di balik metode ini adalah bahwa satu sel hidup dapat berkembang, sehingga menghasilkan kultur keruh.

Untuk melakukan proses ini, perlu dilakukan rangkaian seri pembubaran sampel kultur. Untuk itu, penting untuk menggunakan media kultur cair yang memenuhi persyaratan nutrisi. Setelah ini selesai, tabung reaksi diinkubasi sambil menunggu mikroorganisme tumbuh.

Setelah waktu yang wajar telah berlalu, tabung reaksi tempat satu atau lebih sel bakteri diinokulasi akan tampak keruh.

Saat tabung di mana faktor disolusi meningkat ditinjau, mereka menjadi semakin tidak keruh, karena mengandung semakin sedikit sel bakteri. Ini adalah kasus sampai suatu titik tercapai di mana tidak akan ada lagi atau hanya satu mikroorganisme.

Akhirnya, perkiraan kepadatan populasi diperoleh dari pola kejadian dalam solusi serial dan melalui penggunaan tabel probabilistik standar yang telah dirancang untuk tujuan ini.

Metode penyebaran piring

Ini adalah metode yang cukup mudah. Pertama, beberapa cawan petri dengan media kultur harus ditata secara tertib. Selanjutnya 1 mL larutan diinokulasi ke dalam setiap kapsul. Penting untuk diperhatikan bahwa larutan mengandung mikroorganisme yang akan dihitung.

Kemudian dengan bantuan batang kaca, bahan yang diinokulasi disebarkan secara homogen menutupi seluruh permukaan media kultur.

Akhirnya, cawan petri diinkubasi dalam kondisi yang dibutuhkan untuk waktu yang diperlukan untuk setiap jenis mikroorganisme. Terakhir, koloni yang dihasilkan dihitung.

Penyakit yang disebabkan

Banyak dari bakteri anaerob yang dikenal sebagai patogen bagi manusia dan menyebabkan penyakit dan patologi yang bahkan dapat membahayakan kehidupan individu.

Infeksi di tingkat rongga mulut

Rongga mulut adalah lingkungan yang ideal bagi banyak bakteri anaerob, yang berkembang biak di sana dan menghasilkan patologi tertentu seperti periodontitis, necrotizing gingivitis, dan abses, antara lain.

Sebagian besar infeksi ini timbul dengan rasa sakit, lesi pada mukosa dan nanah yang bernanah, yang mengakibatkan peningkatan suhu tubuh.

Di antara bakteri penyebab, Porphyromonas gingivalis adalah yang paling sering diisolasi pada lesi ini.

Infeksi usus

Salah satu jalur infeksi untuk jenis bakteri ini adalah melalui konsumsi, baik spora (dalam kasus bakteri bersporulasi) atau makanan dan air yang terkontaminasi.

Dalam kasus ini, bakteri berlabuh ke usus dan mulai menyebabkan kerusakan pada mukosa usus, memicu gejala seperti: demam, sakit perut, tinja cair, kembung, mual dan rasa tidak enak badan.

Bakteri anaerob yang dapat menghasilkan gambaran klinis ini antara lain Clostridium difficile dan Escherichia coli.

Infeksi kulit

Beberapa dari bakteri ini, ketika bersentuhan dengan luka terbuka, dapat menginfeksinya. Jika ini terjadi, infeksi kulit yang parah dapat terjadi, seperti gangren gas, yang agen penyebabnya adalah Clostridium perfringes.

Gejala gangren gas meliputi: lepuh berisi cairan berdarah, emfisema subkutan, nyeri hebat, dan demam tinggi.

Patologi lain yang disebabkan oleh bakteri anaerob di tingkat kulit adalah necrotizing fasciitis, di mana infeksi menyebar ke luar jaringan kulit, bahkan mempengaruhi fasia yang mengelilingi otot.

Gejala berupa nyeri akut, eritema parah, lepuh, dan paling sering gangren. Di antara agen penyebab patologi ini adalah Staphylococcus aureus.

Referensi

1. Brook I. (2016) Penyakit yang disebabkan oleh bakteri anaerob non-pembentuk spora. Dalam: Goldman L, Schafer AI, eds. Pengobatan Goldman-Cecil. Edisi ke-25. Philadelphia, PA
2. Carrol, K., Hobden, J., Miller, S., Morse, S., Mietzner, T., Detrick, B., Mitchell, T. dan Sakanari, J. Mikrobiologi Medis. Mc Graw dan Hill. Edisi ke 27
3. Corrales, L., Antolinez, D., Bohórquez, J. dan Corredor, A. (2015). Bakteri anaerob: proses yang menjalankan dan berkontribusi pada keberlanjutan kehidupan di planet ini. NOVA 13 (23) 55-81
4. Curtis, H., Barnes, S., Schneck, A. dan Massarini, A. (2008). Biologi. Editorial Médica Panamericana. Edisi ke-7.
5. Holt, J. (1994) Bergey's Manual of Determinative Bacteriology. Williams & Wilkins. Edisi ke-9.
6. Mc Faddin (1985) Media untuk isolasi-budidaya-identifikasi-pemeliharaan bakteri medis. Jilid 1. Baltimore.
7. Quintero, L. (2009). Infeksi bakteri anaerob: kriteria manajemen klinis dan prosedur diagnostik mikrobiologis. Majalah Logo, Sains & Teknologi. 1 (1) 121-136