blognya farmasis muda

asam manis hidupku..

  • it’s me!

    asam manis hidupku..
    nyummy

Archive for the ‘mikrobiologi’ Category

UJI KOEFISIEN FENOL

Posted by filzahazny on June 15, 2008

Tujuan : untuk mengevaluasi daya anti mikroba suatu desinfektan, perlu diperkirakan potensi kekuatannya dan efektifitas desinfektan antara lain : konsentrasi, lamanya kontak sebagai pembunuh atau penghambat pertumbuhan.

Salah satu cara untuk mengukur efektifitas suatu desinfektan terhadap mikroorganisme adalah dengan membandingkannya terhadap fenol standar yang disebut sebagai uji koefisien fenol.

Prinsip :

Pertumbuhan bakteri uji pada media yang sesuai setelah bakteri tersebut kontak dengan desinfektan dalam waktu 5 menit dan 10 menit.

Bahan :

Kaldu nutrisi / NB

Air suling steril

Staphyloococcus aureus dalam agar

Alat :

Tabung reaksi

Ose

Stopwatch

Cara pengujian

  1. Media kaldu nutrisi disediakan dalam tabung reaksi ukuran 20 x 150 mm, dengan volume masing-masing 10 ml. Komposisi perliter terdiri dari 10 g pepton, 5 g ekstrak daging dan 5 g NaCl. Ph akhir ; 6,8
  2. Bakteri Staphylococcus aureus ditanam pada agar nuutrisi miring dan diinkubasi pada suhu 370 C selama 24-48 jam. Biakan dari agar miring diinokulasikan pada media kaldu nutrisi dan diinkubasi padasuhu 370 Cselama 24 jam. Buat pengenceran sesuai dengan larutan Mc. Farland III, kemudian lakukan pengenceran dengan larutan NaCl fisiologis hingga diperoleh pengenceran 10 x, 100x dan 1000x
  3. Dibuat larutan persediaan baku fenol 5% dengan cara menimbang 2,5 g kristal fenol dalam 50 ml air suling steril ( disesuaikan dengan kebutuhan), kemudian diencerkan kembali dengan mengambil larutan fenol tersebut sebanyak 12,5 ml dan mencampurkannya dengan air suling sebanyak 25 ml sehingga diperoleh perbandingan 1 : 80.
  4. Dibuat larutan desinfektan di dalam air suling steril sehingga diperoleh pengenceran 1 : 10, 1 : 80, 1: 100, dan 1: 150. pengenceran dibuat dalam tabung-tabung reaksi ukuran 25×150 mm; volume desinfektan yang diperlukan dalam

Hasil Pengamatan

Hasil yang diperoleh dari percobaan uji koefisien fenol adalah

Larutan

Konsentrasi

5’

10’

15’

Fenol

1: 80

+

-

-

Uji I

1: 80

+

+

+

Uji II

1: 100

+

+

+

Uji III

1: 150

+

+

+

Seluruh hasil percobaan uji desinfektan menunjukkan hasil positif tumbuhnya kuman Staphylococcus aureus. Hal ini terlihat dari keruhnya semua tabung uji tanpa adanya selaput putih.

Pada uji fenol, kuman hanya tumbuh pada tabung 5’ sedangkan tabung 10’ dan15’, kuman tidak tumbuh. Ini terbukti dari keruhnya tabung 5’ sedangkan tabung 10’ dan 15’ terlihat keruh.

Pembahasan

Seluruh tabung uji I, uji II, uji III menunjukkan hasil positif tumbuhnya kuman karena proses kerja yang septis. Komunikasi saat proses kerja mungkin menjadi salah satu faktor gagalnya percobaan. Saat berkomunikasi, percikan air liur atau hembusan uap air dari hidung dan mulut akan menambah jumlah kuman yang tidak sebanding dengan daya bunuh desinfektan. Faktor lainnya kemungkinan disebabkan oleh peralatan yang tercemar/ tidak aseptis.

Berbeda dengan percobaan uji I, uji II,uji III hanya memberi hasil positif tumbuhnya kuman pada tabung 5’ yang menunjukkan kuman masih mampu tumbuh pada fenol konsentrasi 1,25% selama 5 menit. Jernihnya tabung 10’ dan 15’ menunjukkan kuman Staphylococcus aureus tidak dapat tumbuh pada fenil konsentrasi 1,25% selam 10 dan 15 menit. Berhasilnya percobaan fenol ini lebih disebabkan karena proses pengerjaan yang benar, yaitu tanpa komunikasi.

Kesimpulan

Apabila percobaan yang kami lakukan tidak gagal (menunjukkan hasil) maka angka koefisien fenol dapat ditentukan dengan

Faktor pengenceran tertinggi desinfektan dibagi   Faktor pengenceran tertinggi baku fenol

Namun, percobaan menunjukkan hasil (+) sehingga angka koefisien fenol tidak dapat ditentukan.

Posted in mikrobiologi | Tagged: , , , | 4 Comments »

Pengantar tentang bakteri

Posted by filzahazny on February 16, 2008

Kehidupan manusia tidak pernah terlepas dari berbagai penyakit, salah satunya disebabkan oleh bakteri. Bakteri terdapat dimana-mana, ada yang bermanfaat bagi kehidupan manusia dan ada juga yang merugikan, seperti menimbulkan berbagai macam penyakit. Ilmu yang mempelajari bakteri disebut bakteriologi. Ilmu ini telah berkembang dengan pesatnya dari tahun ke tahun, sehingga melalui ilmu tersebut manusia bisa mempelajari lebih jauh mengenai bakteri yang ada di sekitarnya.

Bakteriologi merupakan ilmu yang mempelajari kehidupan dan klasifikasi bakteri. Bakteriologi dapat juga dikatakan sebagai biologi bakteri. Di dalamya dipelajari struktur anatomi sel bakteri, klasifikasi, cara kerja sel bakteri, interaksi antar sel bakteri, dan juga tanggapan bakteri terhadap perubahan pada lingkungan hidupnya. Bakteri merupakan satu bagian penting dalam mikrobiologi.

Bakteri berasal dari kata Latin, yaitu bacterium (jamak: bacteria), adalah kelompok raksasa dari organisme hidup. Mereka sangat kecil (mikroskopik) dan kebanyakan uniselular, dengan struktur sel yang relatif sederhana tanpa nukleus atau inti sel, sitosekeleton, serta organ lainnya seperti mitokondria dan kloroplas.

2.2 KLASIFIKASI BAKTERI

Klasifikasi bakteri meiputi taksonomi dan nomenklatur, terutama kuman-kuman patogen terhadap manusia.

      1. Taksonomi

Taksonomi adalah ilmu yang mempelajari tentang klasifikasi atau penataan sistematik organisme ke dalam kelompok atau kategori yang disebut taksa (tunggal: takson). Dalam taksonomi, unit-unit organisme ditata secara teratur ke dalam satuan kelompok yang lebih besar.

  1. Menurut sistem Linnaeus

Sebelum tahun 1700, organisme yang dapat dilihat dengan mata telanjang diklasifikasikan sebagai tumbuhan (Plantae) dan hewan (Animalia). Pada tahun 1750-an, dunia tumbuhan dan hewan dibagi lagi oleh Carolus Linnaeus, naturalis berkebangsaan Swedia, menjadi kelompok yang dapat diidentifikasi berdasarkan kekerabatan organisme. Pengelompokan tersebut dikenal dengan istilah nomenklatur system biner karena sistem penamaan ini terdiri dari dua bagian. Berdasarkan sistem klasifikasi tersebut, alga dan fungi dimasukkan ke dalam dunia tumbuhan, sedangkan protozoa ke dalam dunia hewan.

Gambar 1. Carolus Linnaeus

Kategori taksonomi (taksa) adalah sebagai berikut :

  • Spesies : Sekelompok organisme yang memiliki kekerabatan dekat sehingga ciri-ciri individu-individu di dalamnya secara garis besar serupa
  • Genus : Sekelompok spesies yang serupa
  • Famili : Sekelompok genus yang serupa
  • Ordo : Sekelompok famili yang serupa
  • Kelas : Sekelompok ordo yang serupa
  • Filum atau divisi : Sekelompok kelas yang berkerabat
    • Kingdom : Seluruh organisme di dalam hierarki
  1. Klasifikasi didasarkan kepada Bergey’s Manual of determinative Bacteriology

Berdasarkan buku Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology (ed.8,1974), bakteri dan bakteri hijau (Cyanobacteria) diklasifikasikan sebagai tanaman primitif karena :

  1. Memiliki dinding sel seperti tumbuhan
  2. Beberapa jenis bakteri dan semua bakteri hijau bersifat fotosintetik

Bakteri dan bakteri hijau dimasukkan dalam kelompok prokariot. Prokariot mempunyai inti primitif yang berkembang biak secara amitosis menjadi 2 bagian. Inti tersusun dari DNA yang tidak terbungkus dalam suatu selaput atau membran.

Bakteri terdiri atas Eubacteria (bakteri sejati) dan Archaebacteria (bakteri purba). Keduanya merupakan golongan prokariot. Bakteri yang bersifat patogen terhadap manusia termasuk dalam Eubacteria.

Prokariot diklasifikasikan sebagai berikut :

  • Kingdom : Procaryotae
  • Divisio : Cyanobacteria
  • Divisio II : Bacteria

Perbedaan

Cyanobacteria

Bacteria

1) Jumlah sel

Tidak semua Cyanobacteria bersel tunggal, misalnya Anabaena yang berbentuk seperti benang.

Bacteria adalah uniseluler.

2) Alat gerak

Cyanobacteria tidak memiliki alat gerak.

Bacteria memiliki alat gerak berupa flagelum.

3) Ada tidaknya klorofil

Cyanobacteria memiliki klorofil sehingga dapat berfotosintesis.

Hanya jenis bakteri fotoautotrof yang mempunyai klorofil.

Tabel 1. Perbedaan antara cyanobacteria dan bacteria

Bakteri dibagi dalam 3 kelas yang diklasifikasikan selanjutnya sebagai berikut :

  • Ordo yang berakhiran -ales
  • Familia yang berakhiran -aceae
  • Genus
  • Species

Contoh :

  1. Kingdom : Procaryotae

Divisio : Cyanobacteria

Kelas : Eubacteria

Ordo : Nostocales

Famili : Nostocaceae

Genus : Anabaena

Spesies : Anabaena sphaerica (Cyanobacteria yang dapat memfiksasi gas nitrogen dari udara)

Gambar 2. Anabaena sphaerica

  1. Kingdom : Procaryotae

Divisio : Bacteria

Kelas : Eubacteria

Ordo : Eubacteriales

Famili : Micrococcaceae

Genus : Staphylococcus

Spesies : Staphylococcus aureus

Staphylococcus aureus menyebabkan :

  • Infeksi kulit seperti bisul dan Impetigo
  • Infeksi di bawah kulit (cellulitis)
  • Infeksi yang lebih parah pada tulang, darah, paru-paru, dan bagian tubuh lainnya

Gambar 3. Staphylococcus aureus (kiri) dan infeksi yang ditimbulkannya (kanan).

Lain halnya dengan nomenklatur, bakteri tidak memiliki sistem klasifikasi yang resmi. Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology edisi VIII tidak lagi menggunakan taksa yang lebih tinggi karena ketidakjelasan hubungan genetika. Bergey’s Manual edisi terakhir membagi prokariot dalam 4 divisio utama :

  1. Gracilicutes : bakteri Gram negatif
  2. Firmicutes : bakteri Gram positif
  3. Tenericutes : bakteri tanpa dinding sel
  4. Archaebacteria

1,2, dan 3 termasuk dalam Eubacteria.

  1. Galur (strain)

Galur adalah biakan murni kuman yang tersusun dari kelompok kuman yang merupakan keturunan kuman dari satu isolat. Contohnya : Staphylococcus aureus strain Oxford, yaitu kuman standar untuk macam-macam keperluan di laboratorium.

Spesies bakteri mengandung galur-galur mikroorganisme yang sifat-sifatnya secara garis besar sama, tetapi sesungguhnya memiliki perbedaan. Biovar (biotip) dipilih sebagai galur terbaik untuk mewakili suatu spesies. Sungguhpun demikian, galur-galur biovar (biotip) tidak dapat memperlihatkan seluruh sifat galur dalam suatu spesies sehingga untuk menunjukkan bentuk-bentuk tertentu pada variasi galur dibutuhkan penentuan subspesies, seperti serotip (serovar), pathotip (pathovar), morphotip ( morphovar), dan fagatip (phagovar).

  1. Taksonomi Numeris (Taksonomi Komputer)

Taksonomi numeris membutuhkan informasi mengenai ciri-ciri yang tidak berkaitan. Setiap ciri diberi bobot yang sama dalam membentuk taksa. Kesamaan menyeluruh didasarkan pada proporsi ciri-ciri yang dimiliki bersama. Taksonomi numeris memiliki dua keuntungan. Pertama, tingkat objektivitas lebih tinggi. Kedua, hasil penemuannya dapat diulang-ulang sehingga taksonomiwan lain dapat memperoleh hasil yang sama bila mengikuti prosedur dan data yang sama.

Taksonomi numeris mendeskripsikan persamaan, kemiripan, dan perbedaan karakteristik bakteri. Jaccard similarity coefficient (SJ) menyatakan sifat-sifat yang positif saja, sementara Simple matching coefficient (SSM) menyatakan sifat-sifat yang positif dan negatif. Kedua koefisien tersebut menggambarkan persentase sifat-sifat yang sama antarorganisme.

Keterangan:

a = jumlah sifat-sifat yang ada pada kedua strain

b = jumlah sifat-sifat yang ada pada strain pertama

c = jumlah sifat-sifat yang ada pada strain kedua

d = jumlah sifat-sifat yang tidak ada pada kedua strain

  1. Taksonomi Genetik

Perkembangan dalam biologi molekuler memungkinkan diperolehnya informasi mengenai kekerabatan organisme pada tingkat genetik berdasarkan :

  • Komposisi basa DNA
  • Homologi sekuens DNA dan rRNA (RNA ribosomal)
  • Pola-pola metabolisme stabil yang dikontrol oleh gen
  • Polimer-polimer pada sel
  • Struktur organel dan pola regulasinya

Kekerabatan berdasarkan homologi asam nukleat (homologi sekuens DNA) :

Keterangan:

G = guanin

C = sitosin

A = adenin

T = timin

      1. Nomenklatur

Nomenklatur merupakan metode penamaan yang diperlukan dalam klasifikasi. Nomenklatur digunakan untuk memberi nama suatu kelompok organisme tertentu. Nomenklatur bertujuan untuk memudahkan komunikasi antar ilmuwan biologi mengenai jenis makhluk hidup. Sistem nama ini diciptakan oleh Carolus Linnaeus pada tahun 1753. Nomenklatur merupakan bahasa Latin nomen, yang artinya nama.

  1. Pemberian nama kelas, bangsa, dan family
  1. Nama Kelas biasanya berakhiran –acea
  2. Nama Ordo biasanya berakhiran –ales
  3. Nama Familia biasa berakhiran –aceae
  1. Pemberian nama genus dan spesies

Di dalam penamaan tidak ada penggolongan prokariotik, tetapi nama yang diberikan pada prokariotik diatur dalam Kode Internasional tata nama Bakteri (International Code of Nomenclature of Bacteria). Bakteri juga menggunakan sistem pemberian nama binomial (binomial name) yang diajukan Carolus Linnaeus, ilmuwan Swedia kelahiran 23 Mei 1707, sedangkan untuk tanaman pada tahun 1753. Sistem penamaan nama ini dikenal dengan sebutan “Binomial nomenclatur” yaitu merupakan sistem tata nama terdiri dari 2 bagian, yaitu bagian pertama sebagai nama genus dan bagian kedua sebagai penunjuk spesies (epitheton specificum). Nama genus dimulai dengan huruf besar dan penunjuk spesies ditulis dengan huruf kecil. Misalnya Streptococcus pneumoniae. Nama genus dapat memberi keterangan mengenai genus tersebut.

Nama bakteri dapat berasal dari kata baru yang disesuaikan dengan bahasa Latin atau nama seseorang (penyelidik) yang dilatinkan.

Contoh :

Bentuk—————– Bacillus : batang

Clostridium : spindle, pintalan yang halus

Micrococcus : butir kecil

Nama Penyelidik—– Erwinia : dari nama Erwin

Pasteurella : dari nama Pasteur

Salmonella : dari nama Salmon

Brucella : dari nama Bruce

Clostridium Welchii : ditemukan oleh Welch

Nama ilmiah (scientific name) pada kehidupan sehari-hari yang lebih banyak dipakai adalah :

Sifilis : Treponema pallidum

Lepra : Mycobacterium leprae

Koch, TBC : Mycobacterium tuberculosis

Spesies adalah suatu suatu mikroorganisme yang sudah tertentu. Spesies bakteri ditentukan oleh :

  1. Sifat-sifat struktural yang terdiri dari bentuk, besar, cara pergerakan, reaksi terhadap pewarnaan gram serta pertumbuhan makroskopik (sifat-sifat koloni).
  2. Sifat-sifat biokimia dan kebutuhan akan nutrisi, produk-produk akhir metaboisme, susunan biokimiawi komponen sel dan metabolit-metabolitnya
  3. Sifat-sifat fisiologisnya terhadap oksigen, temperatur, PH, dan repon terhadap zat-zat anti bakteri.
  1. Sifat ekologi
  1. Komposisi basa DNA, homologi dan sifat-sifat genetik.

Contoh :

Kingdom : Procaryotae

Subkingdom : Eubacteria

Divisio : Cyanobacteria

Subdivisio : Bacteria

Kelas : Actinomycetacea

Ordo : Actinomycetales

Familia : Mycobacteriaceae

Genus : Mycobacterium

Spesies : Mycobacterium tuberculosis

Mycobacterium lepre

Mycobacterium bovis

Mycobacterium phlei

2.3 IDENTIFIKASI

Identifikasi bakteri meliputi isolasi, koloni, mikroskopik, ciri biokimia dan kepekaan bakteri terhadap antibiotika.

2.3.1 Isolasi

1. Sumber contoh

Istilah sumber contoh sebenarnya lebih umum disebut sebagai bahan pemeriksaan yakni suatu sampel tempat hidup bakteri yang akan diisolasi. Bahan pemeriksaan berbeda-beda untuk setiap jenis bakteri. Misalnya, bahan untuk pemeriksaan bakteri Staphillococcus aureus dapat diperoleh dengan cara swabbing atau langsung dari darah, pus, sputum atau likuor serebrospinalis, sedangkan bahan pemeriksaan Streptococcus pyogenes dengan cara swabbing dari hidung atau tenggorokan, atau langsung dari darah, pus, sputum, likuor serebrospinalis, eksudat, dan urin.

2. Cara pertumbuhan bakteri

Istilah pertumbuhan umum digunakan untuk bakteri serta mikroorganisme lain dan biasanya mengacu pada perubahan di dalam hasil panen sel (pertambahan total massa sel) dan bukan perubahan individu organisme. Inokulum hampir selalu mengandung ribuan organisme, yaitu pertumbuhan menyatakan pertambahan jumlah atau massa melebihi yang ada di dalam inokulum asalnya. Selama fase pertumbuhan seimbang (balanced growth) yang akan diuraikan kemudian, pertambahan massa bakteri berbanding lurus (proporsional) dengan pertambahan komponen selular yang lain seperti DNA, RNA, dan protein, sehingga muncullah berbagai cara untuk mengembangkan pengukuran bagi pertumbuhan bakteri.

Ciri khas reproduksi bakteri adalah pembelahan biner melintang; satu sel membelah diri menghasilkan dua sel. Jadi bila kita mulai dengan satu bakteri tunggal, maka populasi bertambah secara geometrik:

1-> 2-> 22-> 23->…-> 2n atau dengan hitungan sederhana: 1-> 2-> 4-> 8-> …

Dalam hal ini, 2n merupakan jumlah maksimum sel yang pada akhirnya dicapai di dalam populasi. Selang waktu yang diperlukan bagi sel untuk membelah diri atau untuk populasi menjadi dua kali lipat dikenal sebagai waktu generasi. Tidak semua spesies bakteri mempunyai waktu generasi yang sama. Waktu generasi untuk suatu spesies bakteri tertentu juga tidak sama pada segala kondisi. Waktu generasi sangat bergantung pada cukup tidaknya nutrien di dalam medium serta pada sesuai tidaknya kondisi fisik.

Waktu generasi bakteri dapat ditentukan dengan pemeriksaan mikroskopik langsung. Tetapi metode yang lebih praktis dan umum ialah menginokulasi suatu medium dengan bakteri dalam jumlah yang diketahui, membiarkan mereka tumbuh pada kondisi optimum, dan menentukan poulasi pada interval waktu tertentu secara berkala. Data percobaan yang dibutuhkan untuk menghitung waktu generasi ialah:

  1. Jumlah bakteri yang ada pada mulanya, yaitu di dalam inokulum
  2. Jumlah bakteri yang ada pada waktu tertentu
  3. Interval waktu

Pertumbuhan bakteri pada umumnya ditandai dengan empat fase yang khas, yakni periode awal yang tampaknya tanpa pertumbuhan (fase lamban atau lag phase) diikuti leh suatu periode pertumbuhan yang cepat (fase log), kemudian mendatar (fase statis atau stationary phase), dan akhirnya diikuti oleh suau penurunan polpulasi sel-sel hidup (fase kematian atau penurunan). Di antara setiap fase ini ada suatu periode peralihan yang menunjukkan lamanya waktu sebelum semua sel memasuki fase yang baru. Ciri-ciri tambahan ang berkaitan dengan keempat fase pertumbuhan tersebut dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Fase Pertumbuhan

Ciri

Lamban (lag)

Tidak ada pertambahan populasi

Sel mengalami perubahan dalam komposisi kimiawi dan bertambah ukurannya; substansi intraseluluer bertambah

Logaritma (eksponensial)

Sel membelah dengan laju yang konstan

Massa menjadi dua kali lipat dengan laju sama

Aktifitas metabolic konstan

Keadaan pertumbuhan seimbang

Statis

Penumpukan produk beracun dan kehabisan nutrient

Beberapa sel mati sedangkan yang lain tumbuh dan membelah

Jumlah sel hidup menjadi tetap

Penurunan atau kematian

Sel menjadi mati lebih cepat daripada terbentuknya sel-sel baru

Laju kematian mengalami percepatan menjadi eksponensial

Bergantung pada spesiesnya, semua sel mati dalam waktu beberapa hari atau beberapa bulan

Tabel 2. Fase Pertumbuhan Bakteri

Adapun waktu generasi suatu bakteri dapat dihitung dengan rumus berikut:

G =

Dengan,

G : waktu generasi

t : selang waktu antara pengukuran jumlah sel di dalam populasi pada suatu saat dalam fase log (B) dan kemudian lagi pada suatu titik waktu kemudian (b)

B : populasi awal

b : populasi setelah waktu t

log : log 10

3,3 : faktor log 2 menjadi log 10

Pertumbuhan suatu biakan dapat dimanipulasi dengan beberapa cara, contohnya secara eksperimental semua sel dapat dipertahankan tepat pada stadium pertumbuhan yang sama (pertumbuhan sinkron) selama jangka waktu yang lama, juga untuk memperpanjang pertumbuhan fase log dengan terus menerus menyediakan nutrien dengan cara penyingkiran serentak medium yang lama (yang telah digunakan). Hal ini dinamakan biakan sinambung.

Dengan demikian dapat diliat bahwa istilah pertumbuhan yang digunakan pada bakteri mengacu pada perubahan dalam populasi total dan bukannya perubahan dalam suatu individu organism saja. Pada kondisi pertumbuhan seimbang, ada suatu pertambahan semua komponen selular secara teratur. Akibatnya, pertumbuhan dapat ditentukan tidak hanya dengan cara mengukur jumlah sel,tetapi juga dengan mengukur jumlah berbagai komponen selular (DNA,RNA, protein) dan juga untuk produk-produk metabolism tertentu.

  1. Zat yang diperlukan

Semua bentuk kehidupan tak terkecuali bakteri mempunyai persamaan dalam hal persyaratan nutrisi tertentu dalam bentuk zat-zat kimiawi yang diperlukan untuk pertumbuhan dan fungsinya yang normal. Nutrisi merupakan bahan-bahan kimia untuk proses biosintesis dan pembentukan energi. Nutrisi tersebut di dapat dari lingkungan hidupnya, antara lain sebagai berikut:

  1. Air

Air merupakan komponen terbesar dalam tubuh sel mikroba. Air diperlukan untuk melarutkan nutrisi yang diperlukan oleh bakteri sebagai jasad holofilik. Jasad holofilik hanya dapat menyerap nutrisi dalam bentk kelarutan atau nutrisi padat yang sudah dicerna oleh enzim ekstraseluler.

  1. Sumber karbon

Sumber karbon yang biasa digunakan berupa senyawa karbon organik bagi bakteri heterotrof dan CO2 bagi bakteri autotrof. Sumber karbon diperlukan untuk proses pembentukan karbohidrat yang kemudian dapat digunakan untuk menghasilkan energi.

  1. Sumber nitrogen

Beberapa bakeri mampu menyerap nitrogen secara langsung dari atmosfer melalui proses fiksasi nitrogen, misalnya bakteri Rhizobium. Bakteri lainnya menggunakan nitrogen dalam bentuk alumunium NH3, NO3, dan senyawa organik.

  1. Sumber fosfor

Semua makhluk hidup membutuhkan belerang dan fosfor. Fosfor biasanya diberikan sebagai fosfat, yaitu garam-garam fosfat.

  1. Faktor-faktor pertumbuhan

Faktor pertumbuhan merupakan molekul organik yang diperlukan untuk pertumbuhan bakteri. Meskipun diperlukan dalam jumlah sedikit, bakteri belum dapat mensintesis zat-zat ini sendiri. Oleh sebab itu, bakteri harus menyerap dari lingkungan hidupnya. faktor-faktor pertumbuhan meliputi:

  • Vitamin

Semua oranisme hidup membutuhkan vitamin (senyawa organik khusus yang penting untuk pertumbuhan). Vitamin merupakan komponen non protein dari banyak enzim. Kebanyakan vitamin berfungsi membentuk substansi yang mengaktifkan enzim dan menyebabkan perubahan kimiawi. Bakteri dalam hidupnya memerlukan substansi-substansi ini di dalam makanannya. Dalam aspek nutrisi ini bakteri memperlihatkan pola yang beragam. Meskipun semua bakteri membutuhkan vitamin dalam proses metaboliknya yang normal, beberapa mampu mensintesis seluruh kebutuhan vitaminnya dari senyawa-senyawa lain di dalam medium. Sedangkan bakteri lainnya tidak akan tumbuh kecuali bila ditambahkan satu atau lebih vitamin ke dalam mediumnya.

  • Asam amino

Asam amino diperlukan untuk sintesis protein. Konsentrasi yang terlalu tinggi dapat menghambat pertumbuhan bakteri.

  • Asam nukleat

Asam nukleat untuk sintesis DNA dan RNA

  1. Unsur-unsur mineral

Bakteri memerlukan unsur-unsur mineral seperti C, H, O, N dalam jumlah besar (makronutrien) dan juga Mg, K, Ca, Zn, Fe, Co dan Cu dalam jumlah sedikit (mikronutrien) untuk pertumbuhan yang normal.

  1. Akseptor elektron

Elektron bebas pada proses oksidasi harus ditangkap oleh suatu akseptor eleetron, yaitu: O2 , ion NO3-, NO2-, SO42-, N2O.

  1. Sumber energi

Sumber energi dapat diperoleh dari cahaya (bagi bakteri fototrof) maupun senyawa organik hasil penguraian (bagi bakteri kemotrof). Bakteri fototrof mengandung klorofil sehingga mereka mendapat energi melalui proses fotosintesis. Fototrof dibedakan menjadi dua, yaitu fotoautotrof (fototrof yang mendapat karbon dari CO2) dan fotoheterotrof (fototrof yang mendapat karbon dari senyawa organik). Sedangkan bakteri kemotrof yang bergantung pada oksidasi senyawa-senyawa kimia untuk memperoleh energinya dibagi menjadi dua, yaitu kemoorganotrof dan kemolitotrof. Bakteri kemoorganotrof mendapatkan energi dari metabolisme senyawa-senyawa organik, sedangkan kemolitotrof mendapat energi dari oksidasi elemen atau senyawa anorganik, seperti ammonia, nitrit, sulfit, hidtrogen, dan lain-lain. Kemolitotrof dibagi menjadi dua, yaitu autotrofik kemolitotrof (kemolitotrof yang menggunakan karbon dioksida sebagai sumber utama karbon) dan heterotrofik kemolitotrof (kemolititrof yang mendapat sumber karbon dari senyawa organik).

Berikut adalah tabel nutrisi yang diperlukan oleh bakteri, sumbernya, serta fungsinya:

Elemen

% berat kering*

Sumber

Fungsi

Makronutrien

 

 

 

Karbon

50

senyawa organik atau CO2

Konstituen utama dari bahan material sel

Oksigen

20

H2O, senyawa organik, CO2 dan O2

Konstituen dalam bahan material sel dan cairan sel; O2 adalah akseptot electron dalam respirasi aerobik

Nitogen

14

NH3, NO3, Senyawa organik, N2

Konstituen daam asam amino, asam nukleat, dan koenzim

Hidrogen

8

H2O, senyawa organik, H2

Konstituen dari senyawa organik dan cairan sel. Juga penting bagi pembentukan energi sebagai proton

Fosforus

3

Fosfat organik (PO4)

Konstituen asam nukleat, nukleotida, fosfolipid

Tabel 3. Nutrisi makronutrien yang dibutuhkan bakteri

Elemen

% berat kering*

Sumber

Fungsi

Mikronutrien

 

 

 

Sulfur

1

SO2, H2S, S, senyawa sulfur organik

Konstituen dari senyawa ionik dan beberapa koenzim

Kalium

1

Garam kalium

Kation selular utama dan kofaktor untuk enzim-enzim tertentu

Magnesium

0,5

Garam magnesium

Kation sel dan kofaktor untuk beberapa reaksi enzim tertentu

Kalsium

0,5

Garam kalsium

Kation sel, kofaktor untuk enzim tertentu, dansalah satu komponen endospora

Besi

0,2

Garam besi

Komponen sitokrom dan protein lain serta salah satu kofaktor untuk beberapa reaksi enzim

Tabel 4. Nutrisi Mikronutrien yang dibutuhkan bakteri

*% berat kering tersebut untuk sel sejenis E. coli dalam fase pertumbuhan eksponensial.

Kebutuhan akan nutrisi mencerminkan kemampuan sintesis mikroba dan kondisi lingkungan hidupnya. jika nutrisi yang diperlukan selalu tersedia di lingkungan tempat tinggalnya, kemampuan mikroba tersebut untuk sintesis senyawa tersebut akan hilang. Misalnya, pada bakteri Streptococcus yang hidup di membrane mukosa dan usus dimana selalu tersedia nutrisi, kemampuannya untuk sintesis senyawa-senyawa yang diperlukan sebagai nutrisi menjadi hilang.

  1. Kondisi fisika dan kimia pada pertumbuhan

Selain menyediakan nutrien yang sesuai untuk kultivasi bakteri, juga perlu disediakan kondisi fisik yang memungkinkan pertumbuhan optimum. Bakteri tidak hanya amat bervariasi dalam persyaratan nutrisinya, tetapi juga menunjukkan respon yang berbeda-beda terhadap kondisi fisik di dalam lingkungannya. Untuk berhasilnya kultivasi berbagai tipe bakteri, dibutuhkan suatu kombinasi nutrien serta lingkungan fisik yang sesuai.

  1. Suhu

Karena semua proses pertumbuhan bergantung pada reaksi kimiawi dan laju reaksi-reaksi ini dipengaruhi oleh suhu, pola pertumbuhan bakteri dapat sangat dipengaruhi oleh suhu. Suhu juga mempengaruhi laju pertumbuhan dan jmlah total pertumbuhan organisme. Keragaman suhu juga dapat proses-proses metabolik tertentu serta morfologi sel. Setiap spesies bakteri tumbuh pada suatu kisaran suhu tertentu. Atas dasar ini, maka bakteri dapat diklasifikasikan sebagai psikrofil, yang tumbuh pada 00 sampai 300 ; mesofil yang tumbuh pada 250 sampai 400 celcius; termofil tumbuh pada 500 atau lebih. Suhu inkubasi yang memungkinkan pertumbuhan tercepat selama periode waktu yang singkat (12 sampai 24 jam), dikenal sebagai suhu pertumbuhan optimum.

  1. Atmosfer gas

Gas-gas utama yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri adalah oksigen dan karbon diosida. Bakteri memperlihatkan keragaman yang luas dalam hal respon terhadap oksigen bebas dan atas dasar ini maka mudah sekali untuk membagi mereka menjadi lima kelompok, yaitu aerobik (organisme yang membutuhkan oksigen), anaerobik fakultatif (tumbuh pada keadaan aerobic dan anaerobik), dan mikroaerofilik (tumbuh baik bila ada sedikit oksigen atmosfirik), aerob aerotoleran(tid ak mati dengan adanya oksigen), aerob obligat (tumbuh subur apabila ada oksigen dalam jumlah besar). Beberapa bakteri tidak hanya anaerobik, tetapi juga sangat sensitif terhadap oksigen, yakni apabila terkena oksigen akan terbunuh.

  1. Kemasaman atau kebasaan (pH)

PH optimum pertumbuhan bagi kebanyakan bakteri terletak antara 6,5 dan 7,5. Namun, beberapa spesies dapat tumbuh dalam keadaan masam, atau sangat alkaline. Bagi kebanyakan spesies, nilai pH minimum dan maksimum antara 4 dan 9. Bila bakteri dikultivasi di dalam suatu medium yang mula-mula disesuaikan pH-nya misalnya 7, maka mungikn sekali pH ini akan berubah sebagai akibat adanya senyawa asam atau basa yang dihasilkan selama pertumbuhannya. Pergeseran pH ini dapat sedemikian besar sehingga dapat menghambat pertumbuhan selanjutnya organisme tersebut. Pergeseran pH dapat dicegah dengan menggunakan larutan penyangga dalam medium. Larutan penyangga adalah senyawa atau pasangan senyawa yang dapat menahan perubahan pH. Suatu kombinasi garam phospat, seperti KH2PO4 dan K2HPO4 digunakan secara luas dalam media bakteriologi untuk tujuan ini. Beberapa bahan nutrisi medium, seperti pepton juga mempunyai kapasitas penyangga. Perlu atau tidaknya suatu medium diberi larutan penyangga tergantung dari maksud penggunaanya dan dibatasi oleh kapasitas penyangga yang dimiliki senyawa-senyawa yang digunakan.

  1. Cahaya

Beberapa kelompok bakteri mempunyai persyaratan tambahan. Sebagai contoh, organisme fotoautotrofik (fotosintetik) harus diberi sumber pencahayaan, karena cahaya adalah sumber energinya.

  1. Tekanan Osmotik

Pertumbuhan bakteri dapat dipengaruhi oleh keadaan tekanan osmotic, yaitu tenaga atau tegangan yang terhimpun ketika air berdifusi melalui suatu membran) atau tekanan hidrostatik (tegangan zat alir). Bakteri tertentu tumbuh dalam lingkungan berkonsentrasi garam tinggi atau rendah. Ini menunjukan adanya tanggapan terhadap tekanan osmotik.

2.2.2 Koloni

Bakteri yang sejenis akan berkembang menjadi seperti bulatan-bulatan kecil (koloni) pada media agar mengandung makanan (garam-garam, serum, vitamin, darah, dan lain-lain).

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam mempelajari koloni bakteri adalah:

  • Ada atau tidaknya pigmen
  • Besarnya (diameter) koloni
  • Ada penonjolan atau tidak (merata)
  • Terjadi kekeruhan atau bening, suram atau mengkilat
  • Permukaan rata (smooth) atau tidak rata (rough)
  • Pinggiran rata atau tidak
  • Menjalar atau tidak
  • Konsistensinya: berlendir atau tidak

Adapun jenis-jenis koloni bakteri ialah berbentuk smooth, rough, menjalar, dan beranyaman. Berikut ini contoh dari bakteri dari masin-masing koloni:

  • Koloni smooth : Eschericia coli
  • Koloni rough : B. subtilis
  • Koloni menjalar : Proteus mirabilis
  • Koloni beanyaman : B. mycoides

Gambar 4. Bakteri Eschericia coli

  1. Bentuk

Bentuk tubuh atau morfologi bakteri dipengaruhi oleh keadaan lingkungan, medium dan usia. Oleh karena itu untuk membandingkan bentuk serta ukuran bakteri, kondisinya harus sama. Pada umumnya bakteri yang usianya lebih muda ukurannya relatif lebih besar daripada yang sudah tua. Berdasarkan bentuknya, bakteri dibagi menjadi tiga bagian besar,yaitu berbentuk kokus, basilus, dan spirilum.

  1. Kokus

Sel bakteri yang berbentuk seperti bola atau elips dinamakan kokus. Kokus muncul dalam beberapa penataan yang khas bergantung pada spesiesya dan mempunyai beberapa variasi sebagai berikut:

  • Mikrococcus, jika kecil dan tunggal (single)
  • Diplococcus, jka bergandanya dua-dua
  • Pneumococcus, diplococcuss yang berbentuk lanset, gonococcus adalah diplokokus yang berbentuk biji kopi.
  • Tetracoccus, jika bergandengan empat dan membentuk bujur sangkar
  • Sarcina, jika bergerombol delapan sel yang tersusun rapi dalam bentuk kubus
  • Staphylococcus, jika bergerombol tak teratur seperti ntaian buah anggur
  • Streptococcus, jika bergandengan membentuk rantai

2) Basilus

    • Sel bakteri berbentuk silindris atau seperti batang dengan panjang bervariasi dari 2-10 kali diameter kuman tersebut dinamakan basilus. Bakteri ini mempunyai variasi sebagai berikut:
    • Cocobacillus, batang yang sangat pendek menyerupai kokus
    • Fusiformis, dengan kedua ujung batang meruncing
    • Streptobacillus, sel-sel bergandengan membentuk suatu filamen

Ada banyak perbedaan dalam ukuran panjang dan lebar di antara berbagai spesies basilus. Perbedaan-perbedaan tersebut tampak pada bakteri-bakteri berikut ini:

  • Clostridium sporogenes, 0,6-0,3 µm x 3,0-7,0 µm
  • Pseudomonas sp., 0,5-1,0 µm x 2,0-3,0 µm
  • Bacillus megaterium, 0,2-1.5 µm x 2,0-4,0 µm
  • Salmonella typhi, 0,6-0,7 µm x 2,0-3,0 µm

Ujung beberapa basilus tampak persegi, yang lain bundar, dan yang lain lagi meruncing atau lancip seperti ujung cerutu. Kadang-kadang basilus tetap saling melekat satu dengan yang lainnya, ujung dengan ujung, sehingga memberikan penampilan rantai.

  • 3) Spiral

Bakteri berbentuk spiral, atau spirilum, terutama dijumpai sebagai individu-individu sel yang tidak saling melekat. Spiril adalah bakteri yang berbentuk lengkung dan mempunyai variasi sebagai berikut:

  • Vibrio, berbentuk batang bengkok
  • Spirilum, berbentuk spiral kasar dan kaku, tidak fleksibel dan dapat bergerak dengan flagel
  • Spirochaeta, berbentuk spiral halus, elastik, dan fleksibel, dapat bergerak dengan aksial filament

Contoh:

  • Borrelia, berbentuk gelombang
  • Treponema, berbentuk spiral halus dan teratur
  • Leptospira, berbentuk spiral dengan kaitan pada satu atau kedua ujungnya.

Gambar 5. Bentuk-bentuk bakteri

  1. Ukuran

Satuan ukuran bakteri ialah mikrometer (µm), yang setara dengan 1/1000 mm atau 10-3 mm. bakteri yang paling umum di pelajari di dalam praktikum mikrobiologi dasar berukuran kira-kira 0,5-1,0 x 2,0-5,0 µm. Sebagai contoh bakteri stafilokokus dan streptokokus yang berbentuk bola mempunyai diaeter yang berkisar dari 0,75 sampai 1 µm dan panjang 2 sampai 3 µm. sel beberapa spesies bakteri amat panjang; panjangnya dapat melebihi 100 µm dan diameternya berkisar dari 0,1 sampai 0,2 µm. sekelompok bakteri yang dikenal sebagai mikoplasma, ukurannya khas amat kecil, sedemikian kecilnya sehingga hamper-hampir tak tampak di bawah mikroskop cahaya. Mereka juga pleomorfik; yaitu morfologinya amat beragam. Ukurannya berkisar dari 0,1 sampai 0,3 µm.

Walaupun bakteri amat kecil ukurannya, namun dapat diukur dengan relatif mudah secara tepat. Untuk tujuan ini, mikroskop dilengkapi dengan micrometer ocular, suatu piringan yang diukir garis-garis berjarak sama. Jarak antara garis-garis tersebut ditentukan sebelumnya dengan berpedomakan mikrometer pentas, suatu alat yang berfungsi sebagai mistar pada kerja mikroskopis. Pemeriksaan bakteri melalui mikroskop yang dilengkapi dengan mikrometer ocular akan menampakkan garis-garis yag sudah diketahui ukurannya di atas mkroorganisme yang diperiksa sedemikian rupa sehingga panjang dan lebar sel dapat ditentukan dengan mudah.

Memang sukar untuk memahami bakteri yang ukurannya sangat kecil itu dari segi kuantitatif seerti disebutkan di atas. Contoh-contoh berikut mungkin dapat membantu. Suatu volume sebanyak 1 cm3 mengandung sekitar setengah riliyun bakteri berbentuk batang berukuran rata-rata.kalulasi menunjukkan bahwaa kira-kira satu triliun bakteri mempunya berat hanya 1 g. Paling banyak bakteri diperiksa pada perbesaran 1.000 kali; lalat rumah yang umum bila diperbesar dengan taraf yang sama akan tampak lebih dari 9 m panjangnya.

Ciri khusus sel bakteri akan terungkap bila perbandingan antara luas permukaan terhadap volumena dihitung. Bagi bakteri, nilai ini sangat tinggi dibandingkan dengan mikroorganisme yang lebih besar. Dari segi praktis hal ini berarti bahwa isi suatu selbakteri menjadi terbuka terhadap batas permukaan antara dinding sel dannutrien di sekitarnya. Sifat inilah yang merupakan salah satu penyebab tingginya laju metabolism dan pertumbuhan bakteri.

Adapun pengukuran sel bakteri dapat ditempuh dengan langkah-langkah berikut ini:

  1. Mikrometer pentas diletakkan di atas pentas mikroskop dan diamati di bawah objektif berkekuatan rendah.
  2. Mikrometer ocular selanjutnya disisipkan di dalam lensa mata mikroskop. Bila dilihat di bawah objektif celup minyak (berkekuatan tinggi), maka skala mikrometer okular berimpit (atas) dengan skala mikrometer pentas (bawah). Pembagian skala pada mikrometer okular dikalibrasi dengan cara membandingkannya dengan mikrometer pentas.
  3. Mikrometer okular yang sudah dikalibrasi digunakan untuk mengukur sel bakteri.
  1. Warna

Untuk mempelajari morfologi, struktur, sifat-sifat bakteri dalam membantu mengidentifikasinya, kuman perlu diwarnai.

Pewarnaan Gram atau metode Gram adalah suatu metode empiris untuk membedakan spesies bakteri menjadi dua kelompok besar, yakni gram-positif dan gram-negatif, berdasarkan sifat kimia dan fisik dinding sel mereka. Metode ini diberi nama berdasarkan penemunya, ilmuwan Denmark Hans Christian Gram (1853–1938) yang mengembangkan teknik ini pada tahun 1884 untuk membedakan antara pneumokokus dan bakteri Klebsiella pneumoniae.

Bakteri Gram-negatif adalah bakteri yang tidak mempertahankan zat warna metil ungu pada metode pewarnaan Gram. Bakteri gram-positif akan mempertahankan zat warna metil ungu gelap setelah dicuci dengan alkohol, sementara bakteri gram-negatif tidak. Pada uji pewarnaan Gram, suatu pewarna penimbal (counterstain) ditambahkan setelah metil ungu, yang membuat semua bakteri gram-negatif menjadi berwarna merah atau merah muda. Pengujian ini berguna untuk mengklasifikasikan kedua tipe bakteri ini berdasarkan perbedaan struktur dinding sel mereka.

Sifat bakteri terhadap pewarnaan Gram merupakan sifat penting untuk membantu determinasi suatu bakteri. Beberapa perbedaan sifat yang dapat dijumpai antara bakteri Gram positif dan bakteri Gram negatif dapat dilihat pada table berikut ini:

Bakteri Gram Positif

Bakteri Gram Negatif

Dinding Sel:

 

 

Lapisan petidoglikan

Lebih tebal

Lebih tipis

Kadar lipid

1-4%

11-22%

Resistensi terhadap alkali (1% KOH)

Tidak larut

Larut

Kepekaan terhadap Yodium

Lebih peka

Kurang peka

Toksin yang dibentuk

Eksotoksin

Endotoksin

Resistensi terhadap tellurit

Lebih tahan

Lebih peka

Sifat tahan asam

Ada yang tahan asam

Tidak ada yang tahan asam

Kepekaan terhadap penisilin

Lebih peka

Kurang peka

Kepekaan terhadap streptomisin

Tidak peka

Peka

Tabel 5. Perbedaan bakteri Gram-positif dan bakteri Gram-negatif

Bakteri Gram-positif yang berbentuk kokus, kecuali kokus dari famili Neisseriaceae bersifat patogen terhadap manusia, yang berarti mereka berbahaya bagi organisme inang. Demikian juga halnya dengan spesies bakteri Gram-negatif yang berbentuk batang dan spiral, kecuali batang yang berasal dari genus: Mycobacterium, Corynebacterium, Listeria, Bacillus, dan Clostridium. Sifat patogen ini umumnya berkaitan dengan komponen tertentu pada dinding sel gram-negatif, terutama lapisan lipopolisakarida (dikenal juga dengan LPS atau endotoksin).

  1. Bau

Setiap bakteri memiliki bau yang khas, misalnya bau busuk yang berasal dari tubuh mayat. Pembusukan dimulai dengan pemutusan ikatan protein-protein besar pada jaringan tubuh oleh bakteri fermentasi menggunakan enzim protease. Kumpulan hasil pemutusan ikatan protein yang disebut asam amino ini dicerna berbagai jenis bakteri, misalnya bakteri acetogen. Bakteri ini mereaksikan asam amino dengan oksigen dalam tubuhnya untuk menghasilkan asam asetat, hidrogen, nitrogen, serta gas karbon dioksida. Produk asam asetat ini menimbulkan bau.

Asam asetat yang dihasilkan ini diproses kembali oleh bakteri jenis methanogen, misalnya Methanothermobacter thermoautotrophicum yang biasa hidup di lingkungan kotor seperti selokan dan pembuangan limbah (septic tank). Asam asetat direaksikan dalam sel methanogen dengan gas hidrogen dan karbon dioksida untuk menghasilkan metana, air, dan karbon dioksida. Metana dalam bentuk gas juga menghasilkan bau busuk.

Selain asam asetat dan gas metana, beberapa bakteri menghasilkan gas hidrogen sulfida yang baunya seperti telur busuk. Lebih dari itu, bau busuk mayat di lautan yang bercampur dengan uap garam dapat bersifat racun, karena mampu mereduksi konsentrasi elektrolit dalam tubuh.

Produk berbahaya selain gas yang dihasilkan adalah cairan asam dan cairan lain yang mengandung protein toksik. Jika cairan-cairan ini sempat menginfeksi kulit yang luka atau terkena makanan, bukan hanya produk beracun yang dapat masuk ke dalam tubuh tetapi juga bakteri heterotrof patogen seperti Clostridium sp.

Bakteri serta produk beracun ini dapat menginfeksi manusia lewat kontaminasi makanan, minuman, atau luka di kulit. Karena adanya saluran masuk ini, maka berbagai penyakit seperti malaria, diare, degradasi sel darah merah, lemahnya sistem pertahanan tubuh, infeksi pada luka (tetanus), bengkak, atau infeksi pada alat kelamin menjadi ancaman yang serius.

Cara mengatasi serangan mikroorganisme ini adalah dengan menjaga makanan dan minuman tetap steril, yaitu dengan dipanaskan. Mencuci tangan dan kaki dengan sabun antiseptik cair sebelum makan. Menjaga lingkungan agar steril dengan cara menyemprotkan obat pensteril. Bakteri-bakteri tersebut juga dapat dicegah pertumbuhannya dengan cara meminum obat antibiotik atau suntik imunitas

  1. Bentuk “Smooth” dan “Rough”

Bakteri memiliki permukaan yang berbeda-beda dan bergantung pada elevasi dari bakteri tersebut.Untuk bakteri yang memiliki flat elevation ( datar), maka bentuk permukaan dari bakteri tersebut adalah smooth dan glistening, sedangkan untuk bakteri yang memiliki raised elevation, bentuk permukaannya adalah rough (kasar). Contoh dari koloni bakteri yang memiliki bentuk permukaan smooth adalah Eschericia coli dan contoh koloni bakteri yang memiliki bentuk permukan rough adalah B.subtilis.

2.2.3 Mikroskopi

Mikroskopi adalah ilmu yang mempelajari benda kecil dengan menggunakan mikroskop. Mikroskop berasal dari bahasa Yunani yang terdiri dari kata “micron” yang artinya kecil dan “scopos” yang artinya tujuan. Mikroskop adalah sebuah alat yang digunakan untuk melihat objek yang terlalu kecil apabila dilihat dengan menggunakan mata telanjang. Dengan menggunakan mikroskop, memungkinkan prbesaran objek hingga ratusan ribu kali. Instrumen ini paling banyak digunakan di Laboratorium mikroskopi.

  1. Jenis Mikroskop

Mikroskop terdiri dari dua jenis, yaitu:

      1. Mikroskop Cahaya

Mikroskop cahaya dikenal juga dengan nama “Compound light microscope” adalah sebuah mikroskop yang menggunakan cahaya lampu sebagai pengganti cahaya matahari, sebagaimana yang digunakan pada mikroskop konvensional. Pada mikroskop konvensional, sumber cahya masih berasal dari sinar matahari yang dipantulkan dengan suatu cermin datar atau cermin cekung yang terdapat dibawah kondensor. Cermin ini akan mengarahkan cahaya dari luar ke dalam kondensor.

Mikroskop cahaya menggunakan tiga jenis lensa, yaitu lensa objektif, lensa okuler, dan kondensor. Lensa objektif dan lensa okuler terletak pada kedua ujung tabung mikroskop, sedangkan penggunaan lensa okuler terletak pada mikroskop bisa berbentuk lensa tunggal (monokuler) atau ganda (binokuler). Pada ujung bawah mikroskop terdapat tempat dudukan lensa objektif yang bisa dipasangi tiga lensa atau lebih. Di bawah tabung mikroskop terdapat meja mikroskop yang merupakan tempat preparat.

Lensa mikroskop cahaya mempunyai fungsi masing-masing. Lensa objektif berfungsi untuk membentuk bayangan pertama, menentukan struktur yang akan terlihat pada bayangan akhir, serta memperbesar bayangan objek. Lensa okuler adalah lensa mikroskop yang terdapat dibagian ujung atas tabung berdekatan dengan mata pengamat, berfungsi untuk memperbesar bayangan yang dihasilkan oleh lensa objektif berkisar antara 4 hingga 25 kali. Sistem lensa ketiga adalah lensa kondensor yang berfungsi untuk mendukung terciptanya pencahayaan pda objek yang akan dilihat.

Gambar 6. Mikroskop Cahaya

Mikroskop cahaya terbagi menjadi:

      1. Mikroskop Medan Terang

Medan mikroskop dalam mikroskop medan-terang, diterangi dengan benderang, sehingga objek yang sedang diamati tampak lebih gelap daripada latar belakangnya. Mikroskop medan-terang menghasilkan perbesaran maksimum sekitar 1000 diameter, akan tetapi perbesaran ini dapat ditingkatkan dengan sedikit modifikasi.

      1. Mikroskop Medan Gelap

Pada mikroskop medan-gelap, diperlengkapi dengan kondensor medan-gelap dan suatu objektif ber-NA rendah. Kondensor ini mengarahkan berkas cahaya ke dalam medan spesimen pada sudut yang sedemikian hingga hanya berkas-berkas yang mengenai objek pada medan spesimen itu dibiaskan dan memasuki objektif. Akibatnya, objek itu menjadi terang-benderang dan sangat nyata terhadap medan-gelap. Mikroskop medan-gelap berguna untuk pemeriksaan mikroorganisme hidup. Teknik ini sangat berguna bagi identifikasi bakteri yang menyebabkan sifilis.

c. Mikroskop Fluoresensi

Mikroskop fluoresensi banyak ditemukan di Laboratorium Rumah Sakit dan Klinik. Mikroskop ini digunakan untuk memeriksa specimen yang telah diwarnai dengan zat-zat pewarna fluorokrom, sehingga memungkinkan identifikasi mikroorganisme denagn cepat. Zat-zat pewarna ini menyerap energi gelombang cahaya pendek tak kasat mata sambil memancarkan gelombang panjang gelombang kasat mata yang lebih besar. Bahan seperti itu disebut fluoresen, sehingga fenomena ini disebut fluoresensi (pendar fluor).

      1. Mikroskop Kontras Fase

Mikroskop kontras fase merupakan mikroskop cahaya yang memungkinkan kontras yang lebih besar antara substansi dengan berbagai ketebalan atau indeks bias. Hal ini dapat di peroleh dengan menggunakan kondensor dan objektif yang khusus yang mengendalikan iluminasi objeknya dengan jalan mengaksentuasikan perbedaan-perbadaan yang kecil dalam ketebalan atau indeks bias struktur-struktur selular. Perbedaan tersebut dapat dilihat dari terang atau gelap yang berlainan. Dengan teknik ini dapat ditemukan letak struktur di dalam sel yang tidak diwarnai dan tak teramati dengan mikroskop medan-terang.

      1. Mikroskop Elektron

Mikroskop elektron adalah sebuah mikroskop yang mampu melakukan pembesaran objek sampai dua juta kali yang menggunakan elektro statik dan elektro magnetik untuk mengontrol pencahayaan dan tampilan gambar, serta memiliki kemampuan pembesaran objek serta resolusi yang jauh lebih bagus daripada mikroskop cahaya. Mikroskop elektron ini menggunakan lebih banyak energi dan radiasi elekromagnetik yang lebih pendek dibandingkan dibandingkan mikroskop cahaya.

Gambar 7. Mikroskop Elektron

Mikroskop elektron terbagi menjadi beberapa jenis, yaitu:

  1. Mikroskop Transmisi Elektron (TEM)

Mikroskop transmisi electron (Transmission Electron Microscope- TEM) adalah sebuah mikroskop elektron yang cara kerjanya mirip dengan cara kerja proyektor slide, dimana elektron ditembuskan ke dalam objek pengamatan dan pengamat mengamati hasil tembusannya pada layer. Mikroskop ini telah mengalami peningkatan kinerja hingga mampu menghasilkan resolusi hingga 0,1 nm.

Gambar 8. Mikroskop Transmisi Elektron (TEM)

  1. Mikroskop Pemindai Transmisi Elektron (STEM)

Mikroskop pemindai transmisi elektron (STEM) merupakan salah satu tipe yang merupakan hasil pengembangan dari mikroskop transmisi elektron (TEM). Pada sistem STEM ini, elektron menembus spesimen, namun sebagaimana halnya dengan cara kerja SEM.

  1. Mikroskop Pemindai Lingkungan Elektron (ESEM)

Mikroskop ini merupak pengembangan dari SEM yang dalam bahasa Inggrisnya disebut Environtmental SEM (ESEM) yang dikembangkan guna mengatasi objek pengamatan yang tidak memenuhi syarat sebagai objek TEM maupun SEM.

Gambar 9. Mikroskop SEM

  1. Jenis Sediaan

NAMA MEDIA

KOMPOSISI MEDIA

(% BERAT AIR)

 

Larutan Pepton

Pepton (produk terlarut dari hidrolisis protein)1%, sodium klorida 0,5%

Blood Agar

Nutrisi agar yang mengandung 5-10% darah yang berbentuk fibrin.

Coklat Agar

Blood Agar dipanasi hingga 70-800 C sampai berubah warna kecoklatan

Serum Agar

Nutrisi agar mengandung 5% (v/v) serum

Deoxycholate citrate agar (DCA)

Ekstrak daging dan pepton 1%, laktosa 1%, sodium sitrat 1%, ferric citrate 0,1%, sodium deoxycholate 0,5%, neutral red 0,002%, agar 1,5%

Tabel 6. Media Sediaan

2.4 CIRI BIOKIMIA

Selama awal abad 20 ahli mikrobiologi telah meneliti bahwa mikroorganime mampu menyebabkan berbagai macam perubahan kimia baik melalui penguraian maupun sintesis senyawa organik yang baru. Hal inilah yang disebut dengan ‘biochemical diversity’ atau keanekaragaman biokimia yang menjadi ciri khas mikroorganisme. Disamping itu, yang penting lainnya adalah bahwa mekanisme perubahan kimia oleh mikroorganisme sangat mirip dengan yang terjadi pada organisme tingkat tinggi. Konsep ini dikenal dengan ‘unity in biochemistry’ yang artinya bahwa proses biokimia pada mikroorganisme adalah sama dengan proses biokimia pada semua makhluk hidup termasuk manusia. Bukti yang lebih baru menunjukan bahwa informasi genetik pada semua organisme dari mikroba hingga manusia adalah DNA.

2.4.1 Reksi Biokimia

Berdasarkan sifat mikroorganisme tersebut maka identifikasi bakteri dapat dilakukan dengan uji biokimia. Pengujian biokimia umumnya didasarkan pada reaksi oksidasi terhadap tiga jenis gula disakarida (maltosa, laktosa, selobiosa), dan tiga jenis gula alkohol (manitol, sorbitol, dulcitol). Sebagai contoh, bakteri dimasukkan ke dalam tabung yang berisi larutan tertentu, misalnya glukosa. Keberasaan suatu jenis bakteri menimbulkan rekasi tertentu pada larutan yang diberikan indicator blutimol biru untuk menunjukan adanya perubahan pH. Setelah masa inkubasi selama 18-24 jam dengan suhu 37oC. Misalnya keberadaan bakteri Escherisia coli dalam larutan glukosa akan merubah larutan menjadi warna kuning yang menunjukan pH menjadi asam, disertai adanya gas. Begitu pula untuk jenis bakteri lain dapat menimbulkan reaksi biokimia tertentu pada beberapa jenis larutan penguji.

Tabel 6. Hasil Reaksi Biokimia Kuman

Keterangan

A = ASAM

B = GAS

Slo = Reaksi berlangsung lambat

2.5 KEPEKAAN BAKTERI TERHADAP ANTIBIOTIKA

Ada berbagai mekanisme yang menyebabkan suatu populasi bakteri menjadi resisten terhadap antibiotika. Mekanisme tersebut antara lain adalah:

    1. Mikroorganisme memproduksi enzim yang merusak daya kerja obat, contoh: Staphilococcus resisten terhadap penisilin disebabkan Staphilococcus memproduksi enzim beta laktamase yang memecahkan cincin beta laktam dari penisilin, sehingga penisilin tidak lagi aktif bekerja. Enzim lain yang juga dapat memecah obat adalah adenilase fosforilase dan asetilase.
    2. Terjadi perubahan permeabilitas bakteri terhadap obat-obat tertentu, contoh: beberapa bakteri tertentu memiliki barier khusus terhadap segolongan obat, misalnya Streptococcus memiliki barier alami terhadap obat golongan aminoglikosida
    3. Terjadinya perubahan pada tempat atau lokus tertentu di dalam sel mikroorganisme tertentu yang menjadi target dari obat. Contoh: obat golongan aminoglokosida memecah atau membunuh bakteri karena obat ini merusak system ribosom sub unit 30S. Bila pada suatu hal, lokus kerja obat pada ribosom 30S berubah, maka bakteri tidak lagi sensitive terhadap golongan obat ini.
    4. Terjadinya perubahan pada metabolic pathway yang menjadi target obat, contoh: bakteri yang resistenterhadap obat golongan sulfonamide, tidak memerlukan PABA dari luar sel, tapi dapat mengunakan asam folat; sehingga sulfonamide yang berkompetisi dengan PABA tidak berpengaruh apa-apa pada metabolism sel
    5. Terjadi perubahan enzimatik, sehingga bakteri meskipun masih dapat hidup dengan baik, tetapi kurang sensitif terhadap antibiotic. Contoh: kuman yang sensitive terhadap sulfonamide, mempunyai afinitas yang lebih besar terhadap sulfonamide dibandingkan dengan PABA sehingga kuman akan mati.

Posted in mikrobiologi | 22 Comments »

All About Cryptococcus

Posted by filzahazny on February 16, 2008

Hidup di Ujung Tanduk Gara-Gara Jamur di Otak

Print this articleEmail this article to friend

 

KASUS - Edisi Januari 2007 (Vol.6 No.6), oleh andra


Ilustrasi Kasus

Pasien laki-laki, 28 tahun, datang ke rumah sakit dengan keluhan sakit kepala bertambah berat sejak 1 bulan sebelum masuk rumah sakit (SMRS). Sakit kepala terasa seperti diremas-remas hampir di seluruh bagian kepala; rasa berputar tidak ada; makan obat jenis parasetamol tidak ada perbaikan; sakit kepala membuat pasien tidak dapat tidur. Bila sakit kepala timbul akan disertai dengan muntah. Muntah tidak menyemprot; keluar isi makanan; tidak ada darah.

Tiga hari SMRS, pasien mengalami kejang-kejang sekitar 3-5 kali per hari; selama 10 menit; kejang berhenti sendiri; setelah kejang berhenti pasien tidak sadar; kejang ditandai dengan mata yang mendelik ke atas sedangkan tangan dan kaki tidak ikut kelojotan; kejang ini baru pertama kali dialami pasien; riwayat kejang waktu kecil tidak ada. Pandangan mata kabur. Tidak ditemukan adanya riwayat kelumpuhan pada anggota tubuh. Tengkuk terasa sakit. Tidak ada riwayat trauma. Buang air besar dan buang air kecil normal.

Satu tahun SMRS, pasien punya riwayat batuk lama. Batuk berdahak; pernah mengeluarkan darah sebanyak 1x; sesak nafas tidak ada; demam tidak ada; ada penurunan nafsu makan; ada penurunan berat badan. Akhir tahun 2005, pasien berobat ke rumah sakit ”S” karena batuk tersebut. Diagnosis dari RS ”S” tidak diketahui pasien dan keluarga, hanya dikatakan bukan sakit berat; obat yang diberikan tidak ada yang membuat kencing warna merah; lama minum obat hanya 2 minggu.

Bulan Januari 2006, pasien dikatakan sakit paru oleh puskesmas ”TT”. Kemudian saat berobat di puskesmas tersebut, pasien diberi tahu oleh petugas kesehatan disana untuk berobat ke klinik ”B” agar mendapat pengobatan gratis. Disana pasien diminta untuk melakukan pemeriksaan darah di RS ”C” karena dicurigai mengidap HIV. Hasil pemeriksaan menunjukkan HIV positif. Pasien diberi obat HIV dan paru. Setelah minum obat paru (obat menyebabkan kencing warna merah) selama 3,5 bulan, pasien berhenti sendiri karena sudah merasa lebih baik.

Riwayat seks bebas ada; transfusi darah disangkal; obat terlarang dan suntik disangkal. Pasien juga memiliki riwayat keluar cairan dari telinga 15 tahun lalu, tidak pernah diobati dan berhenti sendiri. Pasien memelihara 4 ekor anjing di rumah.

Pemeriksaan fisik menunjukkan tanda vital pasien baik. Oral thrush (+). Paru terdengar rhonki +/+ basah kasar. Lain-lain dalam batas normal. Status neurologis pasien menunjukkan GCS 15; pupil bulat, anisokor, 4 mm/3 mm; kaku kuduk (+); hemiparesis nervus VII dekstra sentral; fungsi motorik dan sensorik baik.

Pada laboratorium dijumpai peningkatan laju endap darah (40 mm). Pemeriksaan liquor didapatkan peningkatan protein (0,78 g/L), None (-), Pandi (+), sel mononuklear 75%, polimorfonuklear 25%, dan Kriptokokus (+) dengan tinta India. Anti-TB (+), HbsAg (-), anti-HCV (-), anti toxoplasma IgG 0, anti-CMV IgG 391, anti-CMV IgM (-), sel T CD4 16.

CT-Scan kepala brain window tanpa dan dengan kontras memberi kesan adanya mastoiditis bilateral dengan kecurigaan serebritis. Sementara itu, thorax posterior-anterior menunjukkan pneumonia.

Diagnosis yang ditegakkan pada pasien ini adalah meningoensefalitis kritpokokus.

 

Pendahuluan

Kriptokokosis termasuk penyakit infeksi yang jarang diderita oleh orang sehat. Umumnya, kriptokokosis mudah dialami pada penderita dengan sistem imun yang rendah, contohnya HIV, seperti halnya pada kasus diatas. Di sisi lain, menurut penelitian oleh Tiksnadi A dkk yang dimuat dalam Neurona 2004, etiologi terbanyak komplikasi susunan saraf pusat pada penderita HIV adalah toxoplasma.

Di Indonesia, menurut data September 2002, dari jumlah penduduk tahun 2001 sekitar 214.840.000, diperkirakan terdapat penderita (baik anak-anak maupun dewasa) HIV/AIDS sekitar 130.000 jiwa, sebagian besar bersamaan dengan penyalahgunaan narkoba. Prevalensi HIV pada pasien yang dirawat di Rumah Sakit Ketergantungan Obat (RSKO) di Jakarta adalah 18% (1999), 40% (2000) dan 48% (2001). Prevalensi HIV positif pada pengguna narkoba suntik di Indonesia diperkirakan antara 50-90%. Beberapa laporan menyebutkan bahwa angka kejadian HIV yang mengenai susunan saraf pusat (SSP) adalah sekitar 40%, bahkan terdapat laporan neuropatologik yang menemukan kelainan pada 90% spesimen posmortem penderita HIV yang diperiksa. Angka kejadian ini semakin meningkat apabila disertai penyalahgunaan narkoba suntik. Meningkatnya jumlah penderita HIV disertai tingkat penyalahgunaan narkoba yang semakin tinggi, maka diperkirakan jumlah penderita dengan komplikasi neurologi juga akan semakin tinggi dan sering dijumpai.

Menurut laporan dari Rumah Sakit Penyakit Tropis di Ho Chi Minh, Vietnam, jumlah penderita HIV yang mengalami kriptokokosis terus meningkat setiap tahunnya. Di Thailand, prevalensi meningitis kriptokosis sebesar 18,5% pada pasien HIV dan menjadi penyebab infekasi oportunistik tersering pada SSP.

Kondisi lain selain HIV yang juga menjadi faktor predisposisi kriptokokosis adalah pasien yang menjalani terapi imunosupresif paska transplantasi organ, sarkoidosis, penyakit limfoproliferatif, hipogammaglobulinemia, terapi kortikosteroid, systemic lupus erythematosus (SLE), sirosis, dan dialisis peritoneal.

 

Patofisiologi

Cryptococcus neoformans menyebar secara hematogen ke sistem saraf pusat dari fokus di paru yang mana biasa bersifat subklinis. Tidak ada pneumonitis ditemukan pada 85% pasien dengan penyakit kriptokokal di SSP. Selain, paru-paru dan SSP, kriptokokus juga menyerang kulit, tulang dan saluran kelamin. Meninges merupakan tempat yang paling sering. Sebabnya masih belum jelas, tetapi beberapa teori telah dikemukakan seperti sifat antigen kapsul kriptokokus di cairan serebrospinal yang terbatas sehingga reaksi inflamasi tidak terinduksi. Selain itu cairan serebrospinal juga merupakan media pertumbuhan yang baik, mungkin disebabkan karena kandungan dopamin dan neurotransmiter lain di cairan serebrospinal dn tidak adanya protein yang toksik bagi kriptokokus. Penyakit ini biasanya berkembang bila kadar limfosit T helper CD4 berada dibawah 100 sel/mm3. Pada tahap ini, makrofag juga tidak berfungsi dengan baik.

 

Gejala Klinis

Gejala klinis yang paling sering dialami adalah sakit kepala, disusul kemudian oleh demam. Gejala klinis lain adalah mual, muntah, lemas, gangguan memori, dan penurunan kesadaran (stupor atau koma).

Dari pemeriksaan fisik pada pasien ditemukan penurunan kesadaran (apatis), kaku kuduk dan gangguan saraf kranialis nervus VII dextra sentral. Oleh karena itu, dipikirkan pasien mengalami meningoensefalitis. Sakit kepala progresif akibat tumor dapat disingkirkan karena pada pasien ditemukan tanda rangsang meningeal positif.

 

Diagnosis

Diagnosis definitif pada meningitis kriptokokus memerlukan pungsi lumbal yang disertai dengan pengukuran opening pressure. Cairan serebrospinal yang telah dipungsi selanjutnya diuji dengan pewarnaan tinta India atau dikultur. Hasil pemeriksaan cairan serebrospinal adalah leukositosis mononuklear ringan (50-500 sel/mL), protein >500-1000 mg/dL atau normal, dan glukosa sedikit menurun. Hasil itu mencerminkan meningoensefalitis kronik.

Cairan serebrospinal yang telah diwarnai dengan tinta India dilihat di bawah mikroskop dengan pembesaran kuat (minyak emersi). Yang terlihat adalah sel ragi yang berbentuk halo disekelilingnya. Adanya halo tersebut dikarenakan kapsul glukuronoxylomannan. Sensitivitas tes tinta India mencapai 75%. Akan tetapi, jumlah koloni sel ragi <104 colony forming units (CFU) akan menyulitkan deteksi sehingga diperlukan kultur atau tes antigen kriptokokus. Selain itu, perlu juga dilakukan pemeriksaan tes basil tahan asam terhadap bakteri Mycobacterium tuberculosis untuk mengeksklusi meningitis tuberkulosis.

Kultur cairan serebrospinal dilakukan pada agar darah atau Sabouraud pada suhu 35oC. Kultur lebih sensitif daripada tinta India dengan sensitivitas mencapai 90%.

Tes antigen kriptokokus sangat sensitif dan spesifik. Sensitivitasnya dapat mencapai lebih dari 90%. Tes antigen kriptokokus dirancang untuk menilai secara kualitatif apakah seseorang positif menderita kriptokokus, bukan kuantitatif (jumlah bakteri). Di samping itu, dapat pula digunakan untuk menilai respon pengobatan.

 

Fase-Fase Terapi

Berdasarkan pedoman terapi meningitis kriptokokus yang disusun oleh Saag dkk, seperti dilansir dari Clinical Infection and Disease 2000, terdapat 3 fase terapi yaitu fase induksi, konsolidasi, dan pemeliharaan. [Tabel 1] Kombinasi amfoterisin B dan flusitosine dianjurkan menjadi obat lini pertama pada fase induksi (2 minggu). Penelitian oleh van de Horst dkk dalam N Engl J Med 1997 menyimpulkan, eliminasi kriptokokus akan lebih cepat pada pasien yang mendapat kombinasi amfoterisin B dengan flusitosin daripada amfoterisin B saja. Selanjutnya, flukonazole diberikan pada fase konsolidasi (8 minggu). Setelah dua fase itu terlaksana, fase selanjutnya adalah fase pemeliharaan dimana jangka waktunya dapat seumur hidup. Akan tetapi, dapat dihentikan apabila CD4 >100 sel/mL. Risiko relaps pada fase pemeliharaan adalah sekitar 2%.

Amfoterisin B bersifat fungisidal. Resistensi secara in vitro masih jarang ditemukan. Efek samping yang paling dikhawatirkan adalah nefrotoksisitas, tetapi sifatnya reversible apabila dosis total tidak melebihi 4 gr. Nefrotoksisitas dapat tereksaserbasi apabila pasien mengalami kekurangan natrium. Untuk mencegah keadaan itu, pasien sebaiknya mendapatkan infus NaCl 0,9% selama pengobatan amfoterisin B. Bioavailabilitas amfoterisin B buruk pada pemberian oral sehingga harus diberikan secara intravena. Amfoterisin B menyebabkan kerusakan membran melalui ikatan sterol pada sel membran. Selain itu, amfoterisin B juga diduga merangsang fungsi makrofag. Pemberian intratekal dianjurkan hanya sebagai terapi salvage pada pasien relaps.

Flusitosine adalah analog nukleotida. Secara in vitro, ditemukan kerja yang sinergis dengan amfoterisin B. Pada studi acak oleh Horst dkk dilaporkan bahwa eliminasi kriptokokus pada cairan serebrospinal lebih cepat pada pasien yang diberikan flusitosine dan amfoterisin B daripada amfoterisin B saja. Flusitosine akan diubah menjadi fluoro-urasil pada sel jamur, dan merupakan zat aktif dari obat itu. Toleransi pengobatan yang kurang baik dan resistensi yang cenderung meningkat menjadi alasan flusitosine tidak digunakan sebagai monoterapi.

Golongan azole mempunyai potensi, tolerabilitas, dan penetrasi pada cairan serebrospinal yang baik. Mekanismenya berlawanan dengan amfoterisin B yaitu menghambat pembentukan sterol sehingga efek terapi akan kurang baik apabila keduanya digunakan secara kombinasi meski percobaan pada hewan belum membuktikan hal tersebut.

Sementara itu, terapi meningoensefalitis kriptokokus berdasarkan Standard of Procedure Rumah Sakit Cipto Mangunkusumo (RSCM) agak berbeda dengan yang dikemukakan Saag dkk. [Tabel 2]

 

Tabel 1. Practice Guidelines for the Management of Cryptococcal Disease

 

 

 

 

Tabel 2. Terapi Meningoensefalitis Kriptokokus

Berdasarkan Standard of Procedure RSCM

Fase Induksi

selama 2 minggu yaitu amfoterisin B 0,7 mg/kgBB/hr IV

Hari 1

Dosis percobaan: 1 mg amfoterisin B dimasukkan dalam 350 ml dextrose 5% diberikan sebagai infus intravena dalam jangka waktu 4 jam. Selama pemberian, monitor tanda vital setiap 30 menit. Amfoterisin B tidak boleh dilarutkan dengan NaCl 0,9% karena dapat mengkristal.

Dosis selanjutnya: amfoterisin B 0,3 mg/kg dimasukkan dlm 500 ml dekstrosa 5% diberikan secara infus intravena dalam jangka waktu 6 jam.

 

Hari 2-14

Dosis amfoterisin B 0,7-1 mg/kg dimasukkan dalam 500 ml dextrose 5% diberikan secara infus intravena dalam jangka waktu 6 jam. Setelah pemberian amfoterisin B selesai, infus dapat diganti sesuai dengan kebutuhan pasien.

 

Ukur balans cairan setiap hari:

Tiap 2 hari : periksa protein urin, ur/cr, dan elektrolit (Na,K,Mg)

Tiap minggu : periksa darah lengkap dan fungsi hati

Fase Konsolidasi

Selama 8-10 minggu yaitu flukonazol 400 mg/hari

-

 

 

Tabel 3. Tatalaksana Tekanan Intrakranial Meningkat

Bila opening pressure >25 mmH2O pada pungsi lumbal dapat dilakukan:

Pungsi lumbal berulang

Pemasangan lumbar drain atau VP shunt

 

 

Prognosis

Meningitis kriptokokus akan berakibat fatal bila tidak diobati. Dengan pengobatan, angka ketahanan hidup akan bertambah tetapi risiko kematian tetap tinggi antara 5,5-46%. Sebagian kecil pasien meninggal dalam 6 minggu pertama setelah diagnosis tanpa pengobatan. Sedangkan sebagian yang lain dapat hidup lebih hingga 18 bulan lebih lama. Angka kekambuhan setelah pengobatan cukup tinggi, sebesar 30-50%. Toksisitas obat sering terjadi yaitu mencapai 60% pasien. Maka dari itu, hidup serasa di ujung tanduk gara-gara jamur!

 

(Felix)


Seperti tercetak di Majalah Farmacia Edisi Januari 2007 , Halaman: 66 (962 hits)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

INFEKSI JAMUR PADA SUSUNAN SARAF PUSAT

Dr ISKANDAR JAPARDI

Fakultas Kedokteran

Bagian Bedah

Umniversitas Sumatera Utara

2002 digitized by USU digital library

BEBERAPA JENIS JAMUR PENYEBAB INFEKSI SUSUNAN SARAF

PUSAT

1. Cryptococcus neofarmans

Cryptococcus neofarmans adalah jamur seperti ragi (yeast like fungus) yang

ada dimana-mana di seluruh dunia. Jamur ini menyebabkan penyakit jamur

sistemik yang disebut cryptococcosis, dahulu dikenal dengan nama Torula

histolitica. Jamur ini paling dikenal sebagai penyebab utama meningitis jamur

dan merupakan penyebab terbanyak morbiditas dan mortalitas pasien dengan

gangguan imunitas. Cryptococcus neofarmans dapat ditemukan pada kotoran

burung (terutama merpati), tanah, binatang juga pada kelompok manusia

(colonized human).

Gejalanya seperti meningitis klasik yang melibatkan meningitis secara difus.

Dengan adanya AIDS, insiden cryptococcal meningitis meningkat drastis. Di

Amerika, meningitis ini termasuk lima besar penyebab infeksi oportunistik

pada pasien AIDS.

a. Mikologi

Cryptococcus neofarmans merupakan yeast like fungus. Pada jaringan

yang terinfeksi organisme ini membentuk kapsul polisakarida yang

merupakan antigenpenting yang dapat mempengaruhi tubuh host. Kapsul

ini terdiri dari empat serotipe antigen yang telah dapat diisolasi yairu

A,B,C dan D. Berdasarkan antigen kapsul ini Cryptococcus neofarmans

dibagi menjadi dua subgroup, V.neofarmans var neofarmans (serotipe A

dan D) dan C.neofarmans var gatti (serotipe B dan C). Serotipe A

merupakan serotipe yang paling sering diisolasi dan yang terutama di

Amerika. Serotipe D biasanya ditemukan di Eropa, B dan C ditemukan di

daerah tropis dan subtropis. Pada pasien AIDS serotipe yang paling sering

ditemukan aialah serotipe B dan C.

Serotipe B dan C dapat pula menginfeksi manusia (nonimmunosupressant

host) dan lebih banyak menginvasi parenkim otak

menyebabkan lesi massa yang disebut toruloma.

Isolasi jamur dapat dilakukan dengan membuat sediaan cairan

serebrospinal yang dicampur dengan tinta India kemudian diperiksa pada

mikroskop. Ukuran diameter yeast 4-6 ìm dengan kapsul berukuran 1-30

ìm. Jika pemeriksaan ini dilakukan dengan hati-hati maka dapat positif

pada lebih kurang setengah kasus meningitis cryptococcal, dan lebih tinggi

pada penderita AIDS. Perhitungan kwantitatif pasien meningitis daro 103-

107 count forming unit (CFU) perdarahan milimeter cairan serebrospinal.

Patogenesis dan Patofisiologi

Infeksi pertama terbanyak terjadi akibat inhalasi yeast dari lingkungan

sekitar. Pada saat dalam tubuh host Cryptococcus membentuk kapsul

polisakarida yang besar yang resisten terhadap fagositosis. Produksi

kapsul distimulasi oleh konsentrasi fisiologis karbondioksida dalamparu.

Keadaan ini meyebabkan jamur ini beradaptasi sangat baik dalam host

mamalia. Reaksi inflamasi ini menghasilkan reaksi kompleks primer paru

kelenjar limfe (primary lung lymp node complex) yang biasanya

membatasi penyebaran organisme.Kebanyakan infeksi paru ini tanpa

gejala, tetapi secara klinis dapat terjadi seperti gejala pneumonia pada

infeksi pertama dengan gejala yang bervariasi beratnya. Keadaan ini

biasanya membaik perlahan dalam beberapa minggu atau bulan dengan

atau tanpa pengobatan. Pada pasien lainnya dapat terbentuk lesi

pulmonar fokal atau nodular. Cryptococcus dapat dorman dalam paru atau

limfenodus sampai pertahanan host melemah.

Cryptococcus neofarmans dapat menyebar dari paru dan limfenodus

torakal ke aliran darah terutama pada host yang sistem kekebalannya

terganggu. Keadaan ini dapat terjadi selama infeksi primer atau selama

masa reaktivasi bertahun-tahun kemudian. Jika terjadi infeksi jauh, maka

tempat yang paling sering terkena adalah susunan saraf pusat. Keadaan

dimana predileksi infeksi ini terutama pada ruang subarakhnoid, belum

dapat diterangkan.

Ada beberapa faktor yang berperanan dalam patogenesis infeksi

Cryptococcus neofarmans pada susunan saraf pusat. Jamur ini

mempunyai beberapa fenotif karakteristik yang diaktakan berhubungan

dengan invasi pada susunan saraf pusat seperti, produksi phenoloxidase,

adanya kapsul polisakarida,dan kemampuan untuk berkembang dengan

cepat pada suhu tubuh host.Informasi terakhir mengatakan bahwa

melanin bertindak sebagai antioksidan yang melindungi organisme ini dari

mekanisme pertahanan tubuh host. Faktor karakteristik lainnya yaitu

kemampuan kapsul untuk melindungi jamur dari pertahanan tubuh

terutama fagositosis dankemampuan jamur untuk hidup dan berkembang

pada suhu tubuh manusia.

c. Patologi

Ada tiga pola dasar infeksi jamur pada susunan saraf pusat yaitu,

meningitis kronis,vaskulitis daninvasi parenkimal.pada infeksi Cryptococcal

jaringan otak menunjukkan adanya meningitis kronis pada leptomeningen

bsal yang dapat menebal dan mengeras oleh reaksi jaringan penyokong

dandpt mengobstruksi aliran likuor dari foramen Luschka dan Magendi

sehingga terjadi hidrosefalus. Pada jaringan otak terdapat substansi

gelatinosa pada ruang subarakhnoid dan kista kecil didalam parenkim y

terletak terutama pada ganglia basilis pada distribusi arteri

lentikulostriata. Lesi parenkimal terdiri dari agregasi atau gliosis. Infiltrat

meningen terdiri dari sel-sel ingflamasi dan fibroblast yang bercampur

dengan Cryptococcus. Bentuk granuloma tidak sering ditemukan pada

beberapa kasus terlihat reaksi inflamasi kronis danreaksi granulomatosa

sama dengan yang terlihat pada M.tuberculosa dengan segala bentuk

komplikasinya.

Menurut Prockop,perubahan susunan saraf pusat termasuk infiltrasi

meningen oleh sel mononuklear dan organisma. Organisma ini dapat

tersebar pada parenkim otak dengan reaksi inflamasi yang minimal atau

tanpa reaksi inflamasi. Kadang-kadang terdapat abses pada jaringan otak

dan granuloma pada meningen otak dan medula spinalis.

Gejala klinis infeksi jamur pada susunan saraf pusat tidak spesifik seperti

akibat infeksi bakteri. Pasien paling sering mengalami gejala sindroma

meningitis atau sebagai meningitis yang tidak ada perbaikan atau semakin

progresif selama observasi (paling kurang empat minggu). Manifestasi

klinis lainnya berupa kombinasi beberapa gejala seperti demam, nyeri

kepala, letargi, confise, mual, muntah, kaku kuduk atau defisit neurologik.

Sering kali hanya satu atau dua gejala utama yang dapat ditemukan pada

gejala awal. Misalnya pasien datang ke klinis hanya dengan keluhan

demensia subakut tanpa gejala lainnya.

Waktu terjadinya penyakit sangat vital dan penting dalam

mempertimbangkan diagnosis meningitis jamur. Beberapa kasus sebagai

meningitis akut,kebanyakan subakut dan beberapa kronis.

Gambaran klinis selain meningitis yang sering ditemukan yaitu gambaran

ensefalitis. Sering kali pasien didagnosa sebagai meningitis TBC sampai

akhirnya ditemukan diagnosa yang benar dengan ditemukannya jamur

dalamcr serebrospinal. Diagnosa meningitis jamur dapat ditegakkan

dengan kultur dalam medium sabouraud. Granuloma besar pada

serebrum, serebrum atau batang otak memberikan gejala seperti space

occupaying lesion lainnya. Diagnosa granuloma dapat ditegakkan dari

pemeriksaan CT scan dan MRI.

d. Diagnosa

Diagnosa ditegakkan berdasarkan gejala klinis dan pemeriksaan tambahan

seperti, laboratorium cairan serebrospinal. Gambaran cairan serebrospinal

infeksi Cryptococcus sama dengan meningitis tuberkulosa. Tekanan

biasanya meningkat terdapat peningkatan jumlah sel dari 10-500

sel/mm3. protein meningkat dan glukosa menurun biasanya sekitar 15-

35 mg. Diagnosa dapat dibuat dengan menemukan organisme ini dalam

cairan serebrospinal dengan pewarnaan tinta India, kultur dalam media

sabouraud dan berasarkan hasil inokulasi pada hewan percobaan. Jamur

ini juga dapat dikultur dari urine, darah, fases, sputum dan sum-sum

tulang. Pemeriksaan antigen Cryptococcus pada serum dan cairan

serebrospinal dapat menegakkan diagnosa, dapat dikultur dari urine,

darah, feses, sputum dan sum-sum tulang.

e. Terapi

Terapi dengan amphotericin B memperlihatkan hasil yang baik.

Amphotericin B diberikan tiap hari intravena dengan dosis 0,5

mg/kg,diberikan enam sampai sepuluh minggu, tergantung dari perbaikan

klinis danekmbalinya cairan serebrospinal kearah normal. Peneliti lain

memberikan amphotericin B dengan 5-flurocytosine 150 mg/kg perhari

(dalam 4 dosis). Kombinasi ini memberikan hasil yang lebih baik.

f. Prognosa

Pada pasien yang tidak diobati, biasanya fatal dalam beberapa bulan

tetapi kadang-kadang menetap sampai beberapa tahun dengan

rekuren,remisi dan eksaserbasi. Kadang-kadang jamur pada cairan

serebrospinal ditemukan selama tiga tahun atau lebih. Telah dipalorkan

beberapa kasus yang sembuh spontan.

Journal of Clinical Microbiology, July 2005, p. 3548-3550, Vol. 43, No. 7
0095-1137/05/$08.00+0 doi:10.1128/JCM.43.7.3548-3550.2005
Copyright © 2005, American Society for Microbiology. All Rights Reserved.

CASE REPORT

First Case of Human Cryptococcosis Due to Cryptococcus neoformans var. gattii in Spain

A 60-year-old heterosexual Spanish farmer came to the Hospital General de Alicante in July 2003, having suffered for several days from cephalalgia and somnolence. He had never traveled abroad. A diabetes mellitus type 2 identified 2 years previously was the only clinical antecedent of interest. Human immunodeficiency virus serology was investigated with repeated negative results. General and neurological exploration included computerized tomography scanning, which disclosed a brain mass lesion in basal ganglions. Capsulated yeasts were seen in a stereotaxic brain puncture sample, and Cryptococcus neoformans was suspected to be the causative agent. C. neoformans capsular antigen was detected in blood and cerebrospinal fluid (CSF) several times during the process (maximum values detected, 1/256 and 1/32, respectively). The yeast was cultured from a surgical drainage sample of the brain abscess. Species identification was carried out on the basis of microscopic morphology, growth at 37°C, a urease test, phenoloxydase production, and the carbohydrate assimilation pattern (Auxacolor; Bio-Rad). Further testing such as canavanina glycine bromothimol blue agar growth, serotype determination (Cryptocheck test; Iatron), and genotype analysis revealed that the strain was C. neoformans var. gatti serotype B. The strain identification and serotype were confirmed in another mycology laboratory (IMIM, Barcelona, Spain). Two antifungal drug sensitivity tests were performed (Sensititre and Etest). Both tests showed low amphotericin B (AMB) and ketoconazole MICs but different results with fluconazole (MICsensititre, 8 µg/ml; MICEtest, 64 µg/ml) and 5-flucytosine (MICsensititre, 2 µg/ml; MICEtest, 32 µg/ml). Voriconazole was only tested with the Sensititre test (MICsensititre, 12 µg/ml). Genotype analysis consisted of the study of five molecular DNA targets: internal transcribed spacer-5.8S rRNA gene sequence analysis (36), 5S rRNA gene and URA5 gene restriction fragment length polymorphism (RFLP) analysis (24), and amplification patterns of two highly repeated minisatellite sequences (M13 and GACA4) (14, 24). Nucleotide sequence analysis of the internal transcribed spacer-5.8S rRNA gene confirmed the identification at a species level by comparing it to ribosomal sequence databases (EMBL and GenBank). RFLP of the URA5 gene showed a VGI molecular type (Fig. 1) which is characteristic of C. neoformans var. gattii. RFLP 5S rRNA gene and minisatellite amplification of M13 and GACA4 also displayed molecular patterns attributable to C. neoformans var. gattii strains (14, 24).


View larger version (77K):
[in this window]
[in a new window]

FIG. 1. Agarose gel electrophoresis of DNA obtained by PCR amplification of the URA5 gene (A) and subsequent RFLP fingerprinting after DNA enzymatic digestion (B). Lanes 1, molecular ruler; lanes 2, DNA obtained from C. neoformans-cultured cells; lanes 3, DNA obtained from the clinical sample (cryptococcoma drainage).

 

Some different antifungal therapies were followed, depending on the clinical evolution and the antigen levels (serum and CSF). Intravenous AMB at 200 mg/day (Ambisome) was the first choice, but fluconazole (400 mg/12 h) and AMB at 400 mg/day combined with 5 flucytosine (2.5g/6 h) were also prescribed. Three months after diagnosis, neurological symptoms and serum and CSF positive antigen detection persisted. Therefore, intra-abscess amphotericin B deoxicolate was administrated by a surgical procedure, and a symptomatic improvement was rapidly detected. Although during the next 3 months serum antigen detection remained positive at low levels (1/16), 6 months after diagnosis, the serum level increased again to 1/64. Therefore, oral voriconazole was prescribed as a maintenance therapy. At present the patient is asymptomatic, and serum remained negative for C. neoformans antigen for more than 6 months.

An extensive sampling of the patient’s area of work was carried out, including different soil samples, bird droppings, and vegetal tissues from all the tree species around; no eucalyptus was seen in the area. Some Cryptococcus and other yeast species were found, but, unfortunately, none of them corresponded to C. neoformans. Moreover, the patient’s family reported the presence of a species of parrot in the house next door. Our interest in visiting the neighbors and taking samples of the parrot’s feces was misunderstood, and they therefore got rid of the parrot, together with the possibility of studying a putative source of the infection (30, 32, 35).

Cryptococcosis is an infectious disease caused by the yeast C. neoformans. It presents different clinical manifestations and a wide range of severity, depending not only on the patient’s risk factors but also on the yeast variety involved. This microorganism was traditionally described as a unique species, C. neoformans, that included two pathogenic varieties, C. neoformans var. neoformans and C. neoformans var. gattii. Important differences between the two varieties have recently raised C. neoformans var. gattii to species status as Cryptococcus gattii (20).

Cryptococcosis from C. neoformans var. neoformans infection is cosmopolite. Patients are commonly immunocompromised, mostly with a cellular immunity alteration, as in human immunodeficiency virus-infected individuals. C. neoformans var. gattii is believed to behave more aggressively than C. neoformans var. neoformans and to cause infections in immunocompetent patients more frequently (8). Until now, this yeast was considered to be restricted to warm areas (tropical and subtropical climates), but this statement is under discussion after the recent outbreak of cryptococcosis infection by C. gattii in the temperate climate of Vancouver Island (British Columbia, Canada) (18). Both pathogenic varieties also show different natural habitats. C. neoformans var. neoformans is widely associated with bird feces, with a strong presence in pigeon excreta (19). The association of C. neoformans var. gattii with eucalyptus trees has been demonstrated (13), and some strains have also been isolated from a wide range of different natural sources, including some tropical birds (2, 12, 16, 23, 26, 27). Cryptococcoma is not the usual clinical presentation of the disease, although a number of cases were described in countries all over the world, including Spain (28). They usually appear in the literature as case reports because of their low incidence. They are more common in immunocompetent hosts and usually have a better prognosis than disseminated cryptococcosis (17, 22).

In Spain, Cryptococcus and cryptococcosis have already been studied by some authors with various points of view (3, 25). The presence of the yeast in relation to birds has been demonstrated in different studies and in various locations (11, 15, 29). Some reports on human and animal cryptococcosis have also been reported since 1971 (1). Among these studies, the first report of the presence of C. neoformans var. gattii in our country is remarkable (4). In 1998, 13 strains of C. neoformans var. gattii were isolated from the tissues of different dead goats. All of them suffered from invasive disease. At that time, a national epidemiological study for human cryptococcosis had just started in Spain (10). During a 6-year period (1998 to 2003) all strains found in the human study (a total of 64) belonged to C. neoformans var. neoformans until July 2003, when the present case came to our laboratory.

Finding the source of the infection is very important to clarify whether it could be an autochthonous infection or an imported case. Some published cases of C. neoformans var. gattii cryptococcosis outside the area of endemicity (5, 6, 31, 33, 34) had a clear source of infection. Most of them occurred in patients who had traveled to Australia or South America. For some others, without a probable contact with eucalyptus trees and without any prior travel, the source remains uncertain. An exceptional situation has recently been described in Vancouver Island (Canada). An extended cryptococcosis outbreak of C. gattii involved some locations on the east coast of the island, and a large number of humans and animals were affected. The exhaustive environmental sampling carried out in the area allowed the detection of the possible natural reservoirs of the disease. The yeast was present in some tree hollows, soils, and other materials (18). This fact marks an important change in the understanding of the geographical distribution and natural life cycle of C. gattii and highlights the importance of finding the source of the infection. In order to demonstrate the presence of the yeast in our patient’s environment, a total of 43 samples were taken all around his working area. Samples included vegetal material from different tree species (not including eucalyptus), different kinds of soils, and some pigeon droppings. As with other works focused on the isolation of C. neoformans var. gattii from eucalyptus and other trees outside the zones of endemicity (7, 9, 21), until now the presence of the yeast in the natural environment has not been proved. All these findings encouraged the search for a C. gattii environmental niche in Spain.

CASE REPORT

PRIMARY CUTANEOUS CRYPTOCOCCOSIS DUE TO Cryptococcus neoformans var. gattii

SEROTYPE B, IN AN IMMUNOCOMPETENT PATIENT

Carlos da Silva LACAZ(1), Elisabeth Maria HEINS-VACCARI(1), Giovanna L. HERNÁNDEZ-ARRIAGADA(1), Eduardo Lacaz MARTINS(2), Célia A.L. PREARO(2),

Simone Miwa CORIM(1) & Marilena dos Anjos MARTINS(3)

SUMMARY

The authors report a male patient, a seller with no detected immunosuppression, with an extensive ulcerated skin lesion localized

on the left forearm, caused by Cryptococcus neoformans var. gattii serotype B. Oral treatment with fluconazole was successful.

A review of the literature showed the rarity of this localization in HIV-negative patients. In contrast, skin lesions frequently occurs

in HIV-positive patients, with Cryptococcus neoformans var. neoformans serotype A predominating as the etiological agent.

In this paper, the pathogenicity of C. neoformans to skin lesions in patients immunocompromised or not, is discussed, showing

the efficacy of fluconazole for the treatment of these processes.

KEYWORDS: Cryptococcus neoformans var. gattii; Serotype B; Immunocompetent patient; Cutaneous cryptococcosis.

INTRODUCTION

Cryptococcosis is a fungal infection caused by two varieties of

Cryptococcus neoformans, with five serotypes. We traditionally consider

the varieties C. neoformans var. neoformans (serotypes A, D and AD)

and C. neoformans var. gattii (serotypes B and C) (LACAZ et al. 1991)12.

According to some researchers, C. neoformans var. grubii represents

strains of serotype A, var. neoformans (serotypes D e AD) and var. gattii

(serotypes B and C) (FRANZOT et al., 1999)7. Based on sequential

analysis of intergenic rDNA spaces, DIAZ et al., (2001)6 consider two

pathogenic varieties: C. neoformans (serotypes A, D and AD) and C.

bacillisporus (serotypes B and C), the latter corresponding to C.

neoformans var. gattii.

The sexual states of C. neoformans are assigned to Filobasidiella,

with the species neoformans and bacillispora. A heterothallic yeast, C.

neoformans presents two types of conjugating hyphae: _ and a (KWONCHUNG

& BENNETT, 1992; TAKEO et al. 1993)10,25.

A capsulated yeast, C. neoformans (SANFELICE, 1894) Vuillemin,

1901 can be isolated in a relatively easy manner, making possible the

study of its sexuality and of its antigenic and genetic structure.

Current research has been mainly directed at the study of the genome

of C. neoformans, its life cycle and ecological niche (LAZERA et al.,

2000; MONTENEGRO & PAULA, 2000)13,17.

C. neoformans var. gattii has been isolated in Brazil by several

investigators, mainly from hollow trees (LAZERA et al., 2000)13 but

also from soil and plant detritus (LAZERA et al., 1998)14.

BARRETO DE OLIVEIRA (2001)2 observed that 40 of 58 serotyped

strains (70%) were serotype A, 10 (17%) serotype B, 5 (8%) serotype D,

2 (3%) serotype C, and 1 (2%) serotype AD. C. neoformans var.

neoformans serotype A predominates in Brazil, followed by the variety

gattii, serotype B at lower frequency.

Cryptococcosis has been reported to be associated with AIDS in

most cases, or with other immunodeficiencies, being rarely observed in

immunocompetent patients (KWON-CHUNG & BENNETT, 1992;

SPEED & DUNT, 1995)10,24. According to SEVERO et al. (1999)23,

cryptococcosis induced by C. neoformans var. neoformans usually occurs

in immunocompromised patients and C. neoformans var. gattii occurs

in immunocompetent subjects.

Financial support: FAPESP

(1) Laboratório de Micologia Médica do Instituto de Medicina Tropical de São Paulo e LIM-53 do Departamento de Dermatologia do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da

Universidade de São Paulo, São Paulo, SP, Brasil

(2) Clínica Dermatológica da Faculdade de Medicina do ABC, Santo André, SP, Brasil

(3) Laboratório de Micologia Médica do Instituto Adolfo Lutz, São Paulo, SP, Brasil.

LACAZ, C.S.; HEINS-VACCARI, E.M.; HERNÁNDEZ-ARRIAGADA, G.L.; MARTINS, E.L.; PREARO, C.A.L.; CORIM, S.M. & MARTINS, M.A. – Primary cutaneous cryptococcosis

due to Cryptococcus neoformans var. gattii serotype B, in an immunocompetent patient. Rev. Inst. Med. trop. S. Paulo, 44(4):225-228, 2002.

In a study on immunosuppressed Wistar rats, ALMEIDA FILHO

(2001)1 observed that C. neoformans var. neoformans, serotype A, is

more virulent to these animals than var. gattii, serotype B.

MITCHELL & PERFECT (1995)16, in a review of cryptococcosis

during the AIDS era, reported that this fungal infection is causing great

suffering to mankind.

CASE REPORT

T.U, patient attended in the Faculty of Medicine of ABC, Santo

André, São Paulo, 65 years old, a male seller borned in Japan and living

in São Bernardo do Campo, presented an extensive ulceration with

erythematous borders and irregular infiltrates on the left forearm starting

50 days before his consultation (Fig. 1). According to the patient, the

lesion had started with a macula that progressed to ulceration.

The culture of the lesion was positive for Cryptococcus neoformans

var. gattii, serotype B (Fig. 2). Histopathological examination was positive

for C. neoformans (mucicarmin method) (Fig. 3). A chest X-ray was

normal. A search for anti-HIV antibodies was negative. Blood count

and cerebrospinal fluid were normal. A latex test applied to serum for

the detection of circulating Cryptococcus neoformans antigen was

positive. Skull tomography showed no alterations and digestive

tomography revealed mild erosive gastritis. Glucose: 70 mg/dL;

Creatinine: 0.8 mg/dL. Treatment with fluconazole, 150 mg/3 capsules

a day, led to a complete cure within 45 days (Fig. 4).

DISCUSSION

Cutaneous cryptococcosis in its generalized forms, especially in

patients with AIDS, presents multiple lesions, most of them simulating

molluscum contagiosum. Acneiform, nodular, or herpetiform lesions,

or cellulitis are frequently recorded (LACAZ et al., 1991; RICCHI et

al., 1991; MANRIQUE et al., 1992)12,15,20. HECKER & WEINBERG

(2001)9 recorded one case of cutaneous cryptococcosis simulating a

cheloid in a man with AIDS.

Fig. 1 - Left forearm with an extensive ulceration with erythematous borders and irregular

infiltrates.

Fig. 3 - Histopathological slides positive for C. neoformans (mucicarmin methd, 500x).

Fig. 4 - Left forearm after 45 days therapy.

Fig. 2 - C. neoformans var. gattii – Culture on Sabouraud dextrose agar, incubated at 25 °C,

3 days.

In the case described here, a hypothesis that might be raised is that

the site of entry of the fungus was by inhalation of small yeast propagula,

probably its basidiospores, that were first installed in the lungs and were

radiologically undetectable, followed by skin lesion (KWON-CHUNG

& BENNETT, 1992)10. Direct examination of biopsy with a drop of

India ink, showed yeast cells with capsules. The fungus isolated from

the lesion was identified as C. neoformans var. gattii, serotype B.

The literature reports marked dermotropism of the so-called grubii

variety of C. neoformans, serotype A (FRANZOT et al., 1999)7. We

should point out the absence of trauma preceding the lesion and of any

detected immunosuppression.

According to RODRIGUES et al. (1999)21, when the host is

immunocompromised, C. neoformans cells try to escape the defenses of

the organism by producing sialic acid, capsulated polysaccharides,

melanin, mannitol and phospholipase. In contrast, in immunocompetent

hosts the mechanisms of pathogenicity have not been carefully clarified.

In cryptococcosis, melanin seems to interfere with the virulence of the

yeast, with great tropism for the central nervous system, rich in

catecholamines.

PAPPAS et al. (2001)18 conducted a review study in the United States

involving 15 American Medical Centers from 1990 to 1996 and a total

of 306 patients with cryptococcosis, all of them HIV negative. Of these,

109 presented pulmonary lesions, 157 central nervous system lesions,

and 40 lesions located at other sites. Fluconazole was administered to

approximately 2/3 of the patients, with therapeutic success in 74% of

them.

BOHNE et al. (1996)3 reported an erysipela-like lesion induced by

C. neoformans in a female patient with sarcoidosis after a traumatic

injury, which was treated with corticoids. This patient was treated

successfully with itraconazole.

HAMANN et al. (1997)8, in Australia, reported an immunocompetent

patient with cellulitis induced by C. neoformans var. gattii.

PATEL et al. (2000)19 reported a case of cutaneous cryptococcosis

involving an immunocompetent elderly woman (85 years of age) induced

by C. neoformans which was cured with fluconazole.

VELEGRAKI et al. (2001)26, in Greece, reported two cases of

cryptococcosis induced by C. neoformans var. gattii serotype B, one

involving an HIV-positive patient and the other a patient with systemic

lupus erythematosus.

SEVERO et al. (1999)23 in Rio Grande do Sul (Brazil), reported

three cases of cryptococcosis induced by C. neoformans var. gattii,

affecting HIV-positive patients. SEVERO et al. (2001)22 also reported a

case of cutaneous cryptococcosis induced by C. neoformans var. gattii

in an immunocompetent host.

In Teresina (Piauí), C. neoformans var. gattii is the causal agent of

cryptococcosis in 91.2% of HIV-negative patients (CAVALCANTI,

1997)4. This variety has been found in Belém (Pará) as an agent of

pediatric neurocryptococcosis (CORRÊA, 2001)5.

In Brazil, the serotypes of C. neoformans strains predominantly

belongs to A, followed by B (LACAZ & RODRIGUES, 1983)11. For the

patient reported here, we emphasize the excellent therapeutic result

obtained after 45 days of fluconazole treatment.

RESUMO

Criptococose cutânea primária causada por Cryptococcus

neoformans var. gattii sorotipo B em paciente

imunocomprometido

Os autores registram em paciente do sexo masculino, vendedor

ambulante sem qualquer doença de base, lesão cutânea extensa, localizada

no antebraço esquerdo, sob forma ulcerada, provocada pelo Cryptococcus

neoformans var. gattii sorotipo B. Sucesso terapêutico com fluconazol,

por via oral.

Revisão da literatura foi realizada, mostrando raridade de tal

localização em pacientes HIV-negativos. Já em pacientes HIV-positivos,

lesões cutâneas ocorrem com freqüência, predominando como agente

etiológico o Cryptococcus neoformans var. neoformans, sorotipo A.

A patogenicidade do C. neoformans nas lesões cutâneas é discutida

em pacientes imunocomprometidos ou não, mostrando a eficácia do

fluconazol no tratamento de tais processos.

REFERÊNCIAS

1. ALMEIDA FILHO, O.M. de – Avaliação da virulência de Cryptococcus neoformans

(Vuillemin, 1901) variedade neoformans (Vuillemin, 1901) e var. gattii

(Vanbreuseghem & Takashiro, 1970) em ratos imunossuprimidos. Rio Claro,

2001. (Tese de Doutorado – Universidade Estadual Paulista).

2. BARRETO DE OLIVEIRA, M.T. – Sorotipos, diversidade genética, determinação de

“mating – types” em amostras ambientais e clínicas de Cryptococcus neoformans

isoladas no Brasil. São Paulo, 2001. (Tese de Doutorado – Instituto de Ciências

Biomédicas da Universidade de São Paulo).

3. BOHNE, T.; SANDER, A.; PFISTER-WARTHA, A. & SCHÖPF, E. – Primary cutaneous

cryptococcosis following trauma of the right forearm. Mycoses, 39: 457-459, 1996.

4. CAVALCANTI, M. dos A.S. – Criptococose sistêmica endêmica pela variedade gattii

no meio Norte do Brasil. Teresina, 1997. (Tese de Doutorado – Universidade Federal

do Piauí).

5. CORRÊA, M. do P.S.C. – Neurocriptococose pediátrica no Estado do Pará: espectro

de achados tomográficos na infecção por Cryptococcus neoformans var. gattii.

Belém, 2001. (Dissertação de Mestrado – Universidade Federal do Pará).

6. DIAZ, M.R.; BOEKHOUT, T.; THEELEN, B. & FELL, J.W. – Molecular sequence

analysis of the intergenic spacer (IGS) associated with rDNA of the two varieties of

the pathogenic yeast C. neoformans. System. appl. Microbiol., 23: 535-545, 2000.

7. FRANZOT, S.P.; SALKIN, I.F. & CASADEVALL, A.F. – Cryptococcus neoformans var.

grubii: separate varietal status for Cryptococcus neoformans serotype A isolates. J.

clin. Microbiol., 37: 838-840, 1999.

8. HAMANN, I.D.; GILLESPIE, R.J. & FERGUSON, J.K. – Primary cryptococcal cellulitis

caused by Cryptococcus neoformans var. gattii in immunocompetent host. Aust. J.

Derm., 38: 29-32, 1997.

9. HECKER, M.S. & WEINBERG, J.M. – Cutaneous cryptococcosis mimicking keloid.

Dermatology, 202: 78-79, 2001.

Cryptococcus neoformans produces a chronic or subacute pulmonary, systemic or meningeal infection and is recovered, most frequently, from patients with immunosuppression. In patients with HIV infection it is one of the common causes of meningitis.[1] In India, though isolated cases of Cryptococcus have been reported from different centres,[2],[3],[4],[5] no case has been reported from in and around Amritsar. We are reporting two cases of Cryptococcal meningitis for the first time in acquired immunodeficiency syndrome(AIDS) patients from Govt. Medical College Amritsar .

~ Case report

 

Top

Case 1
A fiftyfive year old man with HIV infection was admitted in the medical ward of Guru Nanak Dev hospital with complaints of headache, fever (38-38.50 C) and neck rigidity for the last 21 days. CSF obtained by Lumbar puncture was received in the department of Microbiology. Wet mount, Gram staining and India ink preparation revealed 4-7µm, round budding yeasts with capsule and 8-10 lymphocytes per high power field. CSF was cultured by standard procedures.[6] Creamy white colonies were seen on Sabouraud dextrose agar medium. The identification and pathogenicity of Cryptococcus neoformans was established by growth at 370 C ,urease production and mouse pathogenicity test. Antigen detection was also done and titre ,both in CSF and serum, was 2048. The patient responded to antifungal treatment (amphoterecin B and fluconazol) within 3 days.
Case 2
Fortytwo years old lady (HIV positive) was admitted with chest infection, fever 380 C and headache for the last six weeks and neck rigidity for the last fifteen days. Wet mount, Gram staining and India ink preparation of the CSF showed 4-7µm, round budding yeast cells with capsule. 5-6 lymphocytes were also seen per high power field. Culture on Sabouraud dextrose agar showed the growth of Cryptococcus. Identification and pathogenicity were established as in the above case. Both in serum and CSF, the antigen titre was done. Antigen titre in serum was 132 and in CSF it was more than 32. As this patient had chest infection, sputum was also cultured which was negative for Cryptococcus neoformans. Response to treatment is not known as the patient left against medical advice.

 

Section 3. Summaries of Infectious Diseases

Cryptococcus neoformans Infections

(Cryptococcosis)

Clinical Manifestations
Etiology
Epidemiology
Diagnostic Tests
Treatment
Isolation of the Hospitalized Patient
Control Measures

Top
Next

CLINICAL MANIFESTATIONS: Primary infection is acquired by inhalation of aerosolized fungal elements from contaminated soil and often is asymptomatic or mild. Pulmonary disease, when symptomatic, is characterized by cough, chest pain, and constitutional symptoms. Chest radiographs may reveal a solitary nodule or mass or focal or diffuse infiltrates. Hematogenous dissemination to the central nervous system, bones, skin, and other sites can occur, but dissemination is rare in children without defects in cell-mediated immunity (eg, children with leukemia, systemic lupus erythematosis, chronic cutaneous candidiasis, congenital immunodeficiency, or acquired immunodeficiency syndrome [AIDS] or people who have undergone solid organ transplantation). Usually, several sites are infected, but manifestations of involvement of one site predominate. Cryptococcal meningitis, the most common and serious form of cryptococcal disease, often follows an indolent course. Symptoms are characteristic of meningitis, meningoencephalitis, or space-occupying lesions but may manifest only as behavioral changes. Cryptococcal fungemia without apparent organ involvement occurs in patients with human immunodeficiency virus (HIV) infection, but in children it is rare.

Top
Previous
Next

ETIOLOGY: Cryptococcus neoformans, an encapsulated yeast that grows at 37°C (98°F), is, with rare exceptions, the only species of the genus Cryptococcus considered to be a human pathogen.

Top
Previous
Next

EPIDEMIOLOGY: Cryptococcus neoformans var neoformans is isolated primarily from soil contaminated with bird droppings and causes most human infections, especially infections in immunocompromised hosts. Cryptococcus neoformans var gattii occurs most commonly in tropical and subtropical regions, and for unknown reasons, rarely causes disease in immunocompromised people. Person-to-person transmission does not occur. Cryptococcus species infect 5% to 10% of adults with AIDS, but infection is rare in HIV-infected children.

The incubation period is unknown.

Top
Previous
Next

DIAGNOSTIC TESTS: Encapsulated yeast cells can be visualized using India ink or other stains of cerebrospinal fluid (CSF) specimens containing 103 or more colony-forming units of yeast per mL. Definitive diagnosis requires isolation of the organism from body fluid or tissue specimens. Blood should be cultured by lysis-centrifugation. Media containing cycloheximide, which inhibits growth of C neoformans, should not be used. Sabouraud dextrose agar is optimal for isolation of Cryptococcus from sputum, bronchopulmonary lavage, tissue, or CSF specimens. Use of Niger seed (birdseed) can increase the rate of detection in sputum and urine specimens. Few organisms may be present in the CSF specimen, and a large quantity of CSF may be needed to recover the organism. The latex agglutination test and enzyme immunoassay for detection of cryptococcal capsular polysaccharide antigen in serum or CSF specimens are excellent rapid diagnostic tests. Antigen is detected in CSF or serum specimens from more than 90% of patients with cryptococcal meningitis.

Top
Previous
Next

TREATMENT: Amphotericin B (see Drugs for Invasive and Other Serious Fungal Infections, p 780), in combination with oral flucytosine or fluconazole, is indicated as initial therapy for patients with meningeal and other serious cryptococcal infections. Serum flucytosine concentrations should be maintained between 40 and 60 µg/mL. Patients with meningitis should receive combination therapy for at least 2 weeks, and then fluconazole (10 mg/kg per day) can be used for a minimum of 10 weeks. (see related erratum) Alternatively, the amphotericin B and flucytosine combination can be continued for 6 to 10 weeks. Lipid formulations of amphotericin B can be substituted for conventional amphotericin B in children with renal impairment. A lumbar puncture should be performed after 2 weeks of therapy. The 20% to 40% of patients in whom culture is positive at 2 weeks will require a more prolonged treatment course. When infection is refractory to systemic therapy, intrathecal or intraventricular amphotericin B may be required. Patients with less severe disease may be treated with fluconazole or itraconazole, but data on use of these drugs for children with C neoformans infection are limited. Another potential treatment option for HIV-infected patients with less severe disease is combination therapy with fluconazole and flucytosine; the toxicity associated with this regimen often limits its usefulness. Increased intracranial pressure frequently occurs despite microbiologic response and often is associated with clinical deterioration. Symptomatic elevation of intracranial pressure initially is managed with repeated lumbar punctures.

Children with HIV infection who have completed initial therapy for cryptococcosis should receive lifelong suppressive therapy with fluconazole daily. Oral itraconazole daily or amphotericin B 1 to 3 times weekly are alternatives. Data regarding discontinuing this secondary prophylaxis after immune reconstitution as a consequence of highly active antiretroviral therapy are available for adults but not for children.

Top
Previous
Next

ISOLATION OF THE HOSPITALIZED PATIENT: Standard precautions are recommended.

Top
Previous

CONTROL MEASURES: None.

Cryptococcus neoformans Infections (Cryptococcosis) Images

Etiology Images See Text


View larger version (122K):
[in this window]
[in a new window]
[Download PPT slide]

Image 035_17. Cryptococcus neoformans Infections (Cryptococcosis). This photomicrograph depicts Cryptococcus neoformans using a light India ink staining preparation.

 

 


View larger version (119K):
[in this window]
[in a new window]
[Download PPT slide]

Image 035_02. Cryptococcus neoformans Infections (Cryptococcosis). C neoformans, budding yeast phase (India ink stain).

 

 


View larger version (109K):
[in this window]
[in a new window]
[Download PPT slide]

Image 035_01. Cryptococcus neoformans Infections (Cryptococcosis). C neoformans, thin-walled encapsulated yeast in cerebrospinal fluid (india ink preparation, original magnification of cerebrospinal fluid x 450).

 

 


View larger version (52K):
[in this window]
[in a new window]
[Download PPT slide]

Image 035_18. Cryptococcus neoformans Infections (Cryptococcosis). Pictured is a Sabouraud dextrose agar slant culture of the fungus Cryptococcus neoformans grown at 37°C. Life-threatening infections caused by the encapsulated fungal pathogen Cryptococcus neoformans have been increasing steadily over the past 10 years because of the onset of AIDS, and the expanded use of immunosuppressive drugs.

 

Clinical Manifestations Images See Text


View larger version (123K):
[in this window]
[in a new window]
[Download PPT slide]

Image 035_20. Cryptococcus neoformans Infections (Cryptococcosis). Cryptococcosis of lung in patient with AIDS. Mucicarmine stain. Histopathology of lung shows widened alveolar septum containing a few inflammatory cells and numerous yeasts of Cryptococcus neoformans. The inner layer of the yeast capsule stains red.

 

 


View larger version (98K):
[in this window]
[in a new window]
[Download PPT slide]

Image 035_16. Cryptococcus neoformans Infections (Cryptococcosis). This micrograph depicts the histopathologic changes associated with cryptococcosis of the lung using Mucicarmine stain. Cryptococcosis, caused by the fungal pathogen Cryptococcus neoformans is transmitted through inhalation of airborne yeast cells and/or biospores. At risk are the immunocompromised, especially those with HIV infection.

 

 


View larger version (132K):
[in this window]
[in a new window]
[Download PPT slide]

Image 035_19. Cryptococcus neoformans Infections (Cryptococcosis). Cryptococcosis of lung in patient with AIDS. Methenamine silver stain. Histopathology of lung shows numerous extracellular yeasts of Cryptococcus neoformans within an alveolar space. Yeasts show narrow-base budding and characteristic variation in size.

 

 


View larger version (148K):
[in this window]
[in a new window]
[Download PPT slide]

Image 035_22. Cryptococcus neoformans Infections (Cryptococcosis). This micrograph depicts histopathologic changes due to cryptococcosis of the lung revealing a large fibrocaseous nodule. Cryptococcosis is transmitted through inhalation of airborne yeast cells and/or biospores. At risk are the immunocompromised, especially those with HIV infection. Note the fibrocaseous nodule which contains C neoformans organisms.

 

 


View larger version (134K):
[in this window]
[in a new window]
[Download PPT slide]

Image 035_05. Cryptococcus neoformans Infections (Cryptococcosis). Cryptococcus meningitis. Cystic lesions resulting from accumulation of organisms in perivascular spaces.

 

 


View larger version (166K):
[in this window]
[in a new window]
[Download PPT slide]

Image 035_21. Cryptococcus neoformans Infections (Cryptococcosis). Cerebral cryptococcosis. Fungal organisms in the perivascular space.

 

 


View larger version (93K):
[in this window]
[in a new window]
[Download PPT slide]

Image 035_03. Cryptococcus neoformans Infections (Cryptococcosis). Cryptococcosis of the liver (original magnification X810) in an immunodeficient patient with disseminated disease. The mucinous capsules are prominent.

 

http://aapredbook.aappublications.org/cgi/content/full/2006/1/3.3

Posted in mikrobiologi | Tagged: | 2 Comments »