VIBRIO CHOLERAE: CIRI, MORFOLOGI, HABITAT - BIOLOGI - 2025

Vibrio cholerae adalah bakteri anaerobik fakultatif, flagelata, gram negatif. Spesies tersebut merupakan penyebab penyakit kolera pada manusia. Penyakit usus ini menyebabkan diare yang parah dan bisa menyebabkan kematian jika tidak dirawat dengan baik. Ini menyebabkan lebih dari 100.000 kematian setahun, mayoritas pada anak-anak.

Kolera ditularkan melalui makanan dan air yang terkontaminasi atau melalui kontak orang ke orang. Perawatan termasuk terapi rehidrasi dan antibiotik khusus. Ada vaksin oral yang relatif berhasil.

Vibrio cholerae terlihat di bawah mikroskop elektron transmisi. Oleh Tom Kirn, Ron Taylor, Louisa Howard - Fasilitas Mikroskop Elektron Dartmouth (http://remf.dartmouth.edu/imagesindex.html), melalui Wikimedia Commons

Karakteristik umum

Vibrio cholerae adalah organisme uniseluler dengan dinding sel. Dinding selnya tipis, terdiri dari peptidoglikan di antara dua membran fosfolipid. Ia hidup di lingkungan perairan, terutama muara dan kolam, terkait dengan plankton, alga, dan hewan. Dua biotipe dan beberapa serotipe dikenal.

Biofilm

Bakteri tersebut merupakan bagian dari bakterioplankton di perairan, baik dalam bentuk bebas (vibrios) maupun dalam lapisan tipis (biofilm) pada permukaan organik.

Biofilm ini terdiri dari kelompok bakteri yang dikelilingi oleh saluran air. Adhesi biofilm dimungkinkan berkat produksi polisakarida dari membran luar.

Gen

Vibrio cholerae memiliki dua buah kromosom berupa plasmid. Ras patogen membawa gen yang mengkode produksi toksin kolera (CT).

Selain itu, mereka memasukkan gen untuk apa yang disebut faktor kolonisasi. Pilus diatur bersama oleh toksin (TCP) dan protein pengatur (ToxR). Protein ini mengatur bersama ekspresi CT dan TCP. Bagian dari informasi genetik yang mengkode faktor patogenisitas ini disediakan oleh bakteriofag.

Genom

Genomnya terdiri dari 4,03 Mb yang didistribusikan dalam dua kromosom dengan ukuran yang tidak sama. Urutan DNA dari seluruh genom V. cholerae O1 strain N16961 telah diketahui.

Urutan terorganisir pada kromosom 1 tampaknya bertanggung jawab atas berbagai proses. Diantaranya, perbanyakan DNA, pembelahan sel, transkripsi gen, translasi protein, dan biosintesis dinding sel.

Pada kromosom 2 ribosom protein disintesis, yang bertanggung jawab untuk pengangkutan gula, ion dan anion, metabolisme gula dan perbaikan DNA.

Di dalam bakteri ini, setidaknya tujuh bakteriofag atau fag berserabut telah terdeteksi. Fag adalah virus bakteri parasit. Phage CTX memberikan kontribusi bagian dari urutan kode untuk sintesis racun kolera (CT). Ini karena konversi lisogenik,

Singkatnya, patogenisitas strain tertentu dari Vibrio cholerae bergantung pada sistem genetik yang kompleks dari faktor-faktor patogen. Diantaranya faktor kolonisasi pilus yang diatur bersama oleh toksin (TCP) dan protein pengatur (ToxR) yang bersama-sama mengatur ekspresi CT dan TCP.

Penularan

Ketika manusia mengonsumsi makanan atau air yang terkontaminasi, bakteri memasuki sistem pencernaan mereka. Setelah mencapai usus kecil, ia menempel secara massal ke epitel.

Sesampai di sana, ia mengeluarkan racun, menyebabkan proses biokimia yang menyebabkan diare. Di lingkungan ini, bakteri makan dan berkembang biak, dilepaskan kembali ke lingkungan melalui tinja. Reproduksi dengan bipartisi.

Filogeni dan taksonomi

Genus Vibrio mencakup lebih dari 100 spesies yang dideskripsikan. Dari jumlah tersebut, 12 penyebab penyakit pada manusia. Itu milik domain Bakteri, Proteobacteria filum (kelompok gamma), ordo Vibrionales, keluarga Vibrionaceae.

Vibrio cholerae adalah spesies yang ditentukan dengan baik oleh tes biokimia dan DNA. Ini tes positif untuk katalase dan oksidase; dan tidak memfermentasi laktosa.

Dokter Italia Filippo Pacini adalah orang pertama yang mengisolasi bakteri kolera pada tahun 1854. Pacini memberinya nama ilmiah dan mengidentifikasinya sebagai agen penyebab penyakit.

Lebih dari 200 serogrup Vibrio cholerae diketahui, tetapi sampai saat ini hanya 01 dan 0139 yang beracun. Setiap serogrup dapat dibagi menjadi bentuk antigenik atau serotipe yang berbeda. Diantaranya adalah Ogawa dan Inaba, atau biotipe yang berbeda seperti klasik dan Tor.

Morfologi

Vibrio cholerae adalah basil (bakteri berbentuk batang atau batang) dengan panjang 1,5-2 μm dan lebar 0,5 μm. Ia memiliki satu flagel yang terletak di salah satu kutubnya. Ia memiliki membran sitoplasma yang dikelilingi oleh dinding tipis peptidoglikan.

Membran luar memiliki struktur yang lebih kompleks yang terdiri dari fosfolipid, lipoprotein, lipopolisakarida, dan rantai polisakarida.

Proyek membran luar menuju rantai polisakarida yang bertanggung jawab atas kapasitas adhesi bakteri dan membentuk biofilm.

Selain itu, bersama dengan dinding sel, melindungi sitoplasma dari garam empedu dan enzim hidrolitik yang diproduksi oleh saluran usus manusia.

Habitat

Ia menempati dua habitat yang sangat berbeda: lingkungan perairan dan usus manusia. Dalam fase bebasnya, Vibrio cholerae tumbuh subur di perairan bersalinitas rendah yang hangat.

Itu bisa hidup di sungai, danau, kolam, muara atau di laut. Ini endemik di Afrika, Asia, Amerika Selatan dan Amerika Tengah. Kemudian sebagai parasit ia hidup di usus kecil manusia.

Bakteri tersebut bahkan ditemukan di daerah pantai tropis, di perairan dengan salinitas 35% dan suhu 25 ° C.

Kehadiran Vibrio cholerae patogen telah dilaporkan di zona kering dan pedalaman di Afrika. Hal ini menunjukkan bahwa spesies tersebut dapat bertahan hidup dalam variasi habitat yang jauh lebih besar daripada yang diperkirakan sebelumnya.

Beberapa penelitian menunjukkan bahwa Vibrio cholerae adalah bakteri liar yang ditemukan di perairan tawar di hutan hujan tropis.

Reproduksi dan siklus hidup

Menjadi bakteri, ia mereproduksi dengan pembelahan biner atau bipartisi. Vibrio cholerae bertahan dalam air sebagai vibrio planktonik bebas atau kumpulan vibrios.

Agregat vibrio membentuk biofilm pada fitoplankton, zooplankton, massa telur serangga, eksoskeleton, detritus, bahkan pada tumbuhan air. Mereka menggunakan kitin sebagai sumber karbon dan nitrogen.

Biofilm terdiri dari tumpukan bakteri yang dikelilingi oleh saluran air, melekat satu sama lain dan ke substrat oleh produksi polisakarida eksternal. Ini adalah lapisan bakteri tipis agar-agar.

Vibrio lingkungan tertelan melalui konsumsi makanan atau air yang terkontaminasi. Begitu berada di dalam sistem pencernaan, bakteri menjajah epitel usus kecil.

Selanjutnya vibrio mengikat mukosa oleh pilis dan protein khusus. Kemudian, mulailah penggandaannya dan sekresi toksin kolera. Racun ini menyebabkan diare dimana bakteri masuk kembali ke lingkungan luar.

Nutrisi

Bakteri ini memiliki metabolisme berdasarkan fermentasi glukosa. Dalam keadaan bebas memperoleh makanan berupa karbon dan nitrogen dari berbagai sumber organik. Beberapa di antaranya adalah kitin atau karbon yang dikeluarkan oleh alga dari fitoplankton.

Untuk asimilasi besi, spesies tersebut menghasilkan siderophore vibriobactin. Vibriobaktin adalah senyawa pengelat besi yang melarutkan mineral ini sehingga memungkinkannya diserap oleh transpor aktif.

Di lingkungan perairan, ia memenuhi fungsi penting yang berkaitan dengan nutrisinya dalam ekosistem. Berkontribusi pada remineralisasi karbon organik dan nutrisi mineral.

Di sisi lain, itu adalah bakteri. Semua ini memberinya peran yang relevan sebagai bagian dari bakterioplankton dalam loop mikroba atau jaring makanan mikroba di ekosistem akuatik.

Vibrio cholerae melakukan proses mendasar untuk mencerna makanannya di luar, melalui zat yang dikeluarkannya. Mekanisme ini mirip dengan bakteri lain.

Spesies ini bekerja pada substrat yang menyebabkan pelarutan elemen mineral penting untuk nutrisinya, yang kemudian diserap. Selain itu, dalam pencarian dan pemrosesan makanan, mereka menyerang bakteri lain. Mereka dapat menyerang spesies yang sama, tetapi bukan jenisnya sendiri.

Untuk membunuh bakteri lain, V. cholerae menggunakan mekanisme yang disebut Sistem Sekresi Tipe VI (T6SS). Sistem ini mirip dengan tombak yang menembus dinding sel bakteri Gram negatif lainnya, menyebabkannya mati.

Dengan demikian, senyawa nutrisi dari bakteri ini tersedia.T6SS mirip dengan sistem yang digunakan oleh bakteriofag untuk menginokulasi informasi genetiknya ke dalam sel bakteri. Sistem ini mungkin juga digunakan oleh Vibrio cholerae untuk menginokulasi toksinnya di sel epitel.

Patogen

Penularan

Bakteri ditularkan melalui jalur feses-oral, baik dari orang ke orang, melalui air, benda, atau makanan yang terkontaminasi. Kolera bersifat eksplosif jika terjadi pada populasi tanpa kekebalan sebelumnya.

Selama bertahun-tahun diperkirakan bahwa jalur utama penularan penyakit ini adalah asupan air yang terkontaminasi. Dewasa ini diketahui bahwa terdapat makanan yang dapat menjadi kendaraan penularan penyakit Vibrio cholerae. Beberapa makanan tersebut antara lain: kerang, tiram, remis, udang, dan kepiting.

Dosis tinggi inokulum diperlukan untuk membuat orang sehat sakit, sekitar 10 ⁵ - 10 ⁸ bakteri. Namun, pada individu yang lemah atau malnutrisi, jumlah inokulum yang jauh lebih kecil sudah cukup. Masa inkubasi penyakit ini berkisar dari 6 jam sampai 5 hari.

epidemiologi

Meskipun ada informasi tentang epidemi kolera sejak abad ke-14, pandemi pertama yang didokumentasikan berasal dari awal abad ke-19. Antara tahun 1817 dan 1923, setidaknya enam pandemi kolera yang diketahui terjadi, yang disebabkan oleh biotipe klasik Vibrio cholerae.

Rangkaian pandemi ini dimulai dari India, terutama dari Delta Sungai Gangga. Begitu mencapai Timur Tengah, ia berkembang dari sana ke Eropa. Rute masuk lain ke Eropa adalah Mediterania, melalui karavan dari Arab. Dari Eropa ia sampai ke Amerika.

Dari tahun 1923 hingga 1961 terdapat periode bebas pandemi untuk penyakit ini dan hanya kasus kolera lokal yang diketahui. Mulai tahun 1961, ia muncul kembali dengan biotipe baru yang disebut Tor yang menyebabkan pandemi ketujuh.

Sejak 1990-an, lebih dari 200 serogrup dan bentuk atipikal Tor telah diidentifikasi. Pada tahun 1991 terjadi pandemi kolera kedelapan. Saat ini, kasus kolera hanya terbatas di wilayah sub-Sahara Afrika, India, Asia Tenggara dan beberapa wilayah di Karibia. Di wilayah ini sudah menjadi endemik.

Bentuk tindakan

Bakteri menghasilkan beberapa racun, tetapi gejala diare klasik dehidrasi penyakit ini disebabkan oleh kolera enterotoksin (TC).

Ini terdiri dari subunit B tidak beracun dan subunit A yang aktif secara enzimatis. Subunit B bekerja pada reseptor sel epitel usus kecil. Subunit A mengaktifkan adenylate cyclase.

Enterotoksin mengikat sel-sel mukosa usus melalui pili bakteri dan menyebabkan diare dan dehidrasi dengan mengaktifkan enzim adenylate cyclase.

Hal ini menyebabkan peningkatan produksi adenosin monofosfat siklik intraseluler, yang menyebabkan sel mukosa memompa sejumlah besar air dan elektrolit.

Vibrio cholerae melepaskan racun lain seperti ZOT dan ACE. Mereka bertindak dengan menetralkan sel-sel sistem kekebalan yang mampu menghilangkan vibrios (kasus IgG). Mereka juga dapat menetralkan enterotoksin kolera (kasus IgA).

Gejala dan Pengobatan

Gejalanya meliputi: syok hipovolemik, muntah, diare, asidosis, kram otot, kulit kering, mata berkaca-kaca atau cekung, denyut jantung tinggi, lesu, dan mengantuk.

Di daerah endemik, keberadaan bakteri tersebut telah terdeteksi pada orang yang dekat dengan penderita kolera. Pasien tidak menunjukkan gejala penyakit yang terlihat, yang menunjukkan adanya individu tanpa gejala.

Kolera dapat dicegah dan ada vaksin oral yang efektif melawan penyakit hingga 60-66%. Namun wabah bisa disebabkan oleh kejadian alam atau disebabkan oleh manusia. Ini terjadi dengan mencemari air atau mengorbankan akses ke air bersih dan sanitasi.

Terapi rehidrasi yang adekuat dan tepat waktu dapat menurunkan angka kematian hingga kurang dari 1%. Perawatan antibiotik dapat mengurangi pelepasan vibrio. Namun, tidak satu pun dari tindakan pengobatan ini yang secara signifikan mengubah penyebaran penyakit.

Antibiotik yang biasa digunakan pada orang dewasa adalah dari golongan Doxycycline dan Tetracycline. Nitrofuran Furazolidone digunakan pada wanita hamil. Sulfametoksazol dan trimetoprim (SMZ + TMP) direkomendasikan pada anak-anak.

Unsur fundamental untuk pengendalian epidemi adalah pengelolaan sanitasi yang memadai dari saluran pembuangan dan kondisi sanitasi secara umum. Dalam pengertian ini, kolera adalah penyakit yang berhubungan dengan kondisi kemiskinan.

Adanya Vibrio cholerae dalam tubuh dideteksi dengan uji laboratorium seperti PCR, uji ELISA atau penggunaan media kultur selektif.

Referensi

1. Baker-Austin, C., Trinanes, J., Gonzalez-Escalona, ​​N. dan Martinez-Urtaza, J. (2017). Vibrios Non-Kolera: barometer mikroba dari perubahan iklim. Tren Microbiol. 25, 76–84.
2. Faruque, SM, Albert, MJ, dan Mekalanos, JJ (1998). Epidemiologi, Genetika, dan Ekologi Toxigenic Vibrio cholerae. Tinjauan Mikrobiologi dan Biologi Molekuler.62 (4); 1301-1314.
3. Faruque, SM dan G. Balakrish Nair, GB (Eds.). (2008). Vibrio cholerae. Genomik dan Biologi Molekuler. Caister Academic Press. Bangladesh. 218 hal.
4. Kaca RI, Hitam RE (1992) Epidemiologi Kolera (hlm. 129-154). Masuk: Barua D., Greenough WB (eds) Cholera. Topik Terkini dalam Penyakit Menular. Springer, Boston, New York.
5. Kierek, K. dan Watnick, PI (2003). Penentu Lingkungan Pengembangan Biofilm Vibrio cholerae. Mikrobiologi Terapan dan Lingkungan. 69 (9); 5079-5088.
6. Perez-Rosas, N. dan Hazent, TC (1989). In Situ Kelangsungan Hidup Vibrio cholerae dan Escherichia coli di DAS Hutan Hujan Tropis. Mikrobiologi Terapan dan Lingkungan. 55 (2): 495-499.
7. Zuckerman, JN, Rombo, L. dan Fisch, A. (2017). Beban dan risiko kolera yang sebenarnya: implikasi untuk pencegahan dan pengendalian. Lancet. Review Penyakit Menular. 7 (8): 521-530.