HUBUNGAN MIKROORGANISME(KUMAN) DENGAN HOSPES & LINGKUNGAN Oleh: Yunan Jiwintarum, S.Si. M.Kes.(Mikrobiologi)

HUBUNGAN KUMAN DENGAN HOSPES

Adanya kuman dalam tubuh manusia tidak selalu diikuti dengan keadaan

sakit. Bahkan kebanyakan interaksi kuman-hospestidak terwujud dalam bentuk

sakit. Wujud hubungan kuman-hospes tersebut ditentukan oleh keseimbangan

antara virulensi kuman dan daya tahan hospes.

Virulensi kuman ialah derajat patogenitas yang dinyatakan dengan jumlah

mikrooganisme atau mikrogram toksin yang dibutuhkan untuk membunuh binatang

percobaan. Patogenitas ialah kemampuan suatu mikrooganisme untuk

menyebabkan penyakit.

Virulensi kuman dipengaruhi oleh:

1. Daya invasi

Daya invasi ialah kemampuan untuk berpenetrasi ke jaringan, mengatasi

pertahanan tubuh hospes, berkembang biak dan menyebar.

Daya invasi dipengaruhi oleh komponen permukaan dan ensim-ensim kuman

tertentu yang membantu penyebaran kuman serta membuatnya resisten

terhadap fagositosis. Komponen permukaan dapat berupa kapsul polisakarida

yang dihasilkan oleh S. pneumoniae, H. influenzae, dan K. pneumoniae ; M-

protein dari Streptococcus pyogenes ; kapsul polipeptida pada Bacillus

anthracis.

Ensim-ensim yang dihasilkan kuman yang membantu penyebarannya antara

lain koagulase, fibrinolisin (streptokinase), hyaluronidase, kolagenase,

lesitinase, deoksiribonuklease.

2. Toksigenitas

Ada 2 jenis toksin yang dihasilkan kuman: 1) Endotoksin dan 2) Eksotoksin.

Eksotoksin dihasilkan oleh bakteri positif Gram antara lain: Corynebacterium

diphteriae, C. tetani, C. botulinum, Staphylococcus serta beberapa bakteri

Gram negatif termasuk Shigella dysentriae, V. Cholerae, dan beberapa strain

E. Coli.

Bakteri yang menghasilkan endotoksin antara lain: Salmonella, Shigella,

Brucella, Neisseria, V. cholerae, E. coli, dan P. Aerugenosa.

Perbedaan Endotoksin dan eksotoksin:

No. Eksotoksin Endotoksin1

2

3

4

5

6

Tempat produksi

Struktur kimia

Sifat fisik

Sifat imunologis

Toksisitas

Reaksi badan

Dikeluarkan oleh kuman hidup, konsentrasinya dalam medium cair sangat tinggi

Polipeptida

Relatif tidak stabil, dengan pemanasan aktivitas tokisn menurun

Sangat antigenik, menghasilkan antitoksin dalam jumlah banyak, dapat dibuat toksoid

Sangat toksik, menimbulkan kematian meskipun dalam dosis kecil

Badan tidak memberikan reaksi demam/panas

Sebagai bahan integral dari dinding sel kuman Gram negatif

Kompleks lipopolisakarida

Relatif stabil, aktivitas toksin menetap walaupun dipanaskan

Tidak menginduksi terbentuknya antitoksin, tidak dapat dibuat toksoid

Kurang toksik, dalam dosis besar baru menimbulkan kematian

Ada reaksi demam

HUBUNGAN KUMAN DENGAN LINGKUNGAN

Didalam alam bebas mikroorganisme hidup berkumpul di dalam suatu medium

yang sama, misalnya didalam tanah, air, udara, kotoran hewan,

sampah,tumbuhan, hewan dan manusia. Untuk hidup mikroorganisme akan

melakukan interaksi atau hubungan dengan lingkungannya. Bentuk hubungan

mikroorganisme dengan lingkungan dapat dibagi menjadi dua yaitu hubungan

dengan lingkungan Biotik/lingkungan hidup(manusia, binatang dan mikroba lain)

dan Hubungan dengan lingkungan abiotik/Lingkungan tak hidup/ faktor

alam(temperatur, tekanan hidrostatik, tekanan osmotik, pH, cahaya, substansi an

organik seperti air, CO2, O2 , mineral serta substansi organik).

Hubungan kuman dengan lingkungan Biotik meliputi :

1. Bebas Hama

Keadaan dimana kelompok mikroorganisme bebas dari segala macam

hubungan dengan mikroorganisme lainnya.

2. Sintrofisme

Hubungan antara mikroorganisme yang tidak terlalu dekat hubunganya

tetapi keduanya memberikan keuntungan secara timbal balik.

3. Netralisme

Hubungan antara mikroorganisme yang berbeda spesiesnya , tetapi dalam

interaksi kehidupan mereka tidak saling mengganggu/ merugikan dan tidak

saling menguntungkan. Mereka hidup sendiri – sendiri, walaupun hidup

dalam medium yang sama.

4. Kompetisi

Hubungan antara mikroorganisme yang bersaing untuk hidup dalam

medium yang sama akibat terbatasnya zat makanan serta energi yang

tersedia dalam medium tersebut. Spesies mikroorganisme yang dapat

menyesuaikan diri dengan persaingan tersebut akan tumbuh dengan subur.

5. Antagonisme

Hubungan antara mikroorganisme yang saling berlawanan. Mikroorganisme

satu dapat mengeluarkan zat atau hasil metabolismenya yang dapat

meracuni atau membunuh mikroorganisme lainnya. Hubungan ini sering

disebut juga sebagai hubungan antibiosis atau amensalisme.

(dasar penemuan zat bioaktif atau antibiotika terhadap mikroorganisme ).

6. Simbiosis

Hubungan yang dekat antara dua bentuk kehidupan mikroorganisme , yang

dapat berlangsung lama atau sebentar.Terdapat 3 jenis simbiosis yaitu :

a. Mutualisme

Suatu bentuk simbiosis antara dua spesies, dimana masing – masing

saling bekerjasama dan saling menguntungkan.

Contoh :

Simbiosis antara Rhizobium leguminosarum dengan tanaman

Leguminosa.

Rhizobium mendapat tempat hidup dalam akar Leguminosa sedangkan

Leguminosa mendapat persenyawaan Nitrogen yang diberikan

Rhizobium.

b. Komensalisme

Suatu bentuk simbiosis antara dua spesies, dimana satu spesies

mendapatkan keuntungan sedangkan spesies lainya tidak dirugikan

ataupun mendapat keuntungan. Spesies yang diuntungkan disebut

komensal sedangkan spesies yang tidak dirugikan dan tidak mendapat

keuntungan disebut Hospes.

Contoh :

Staphylococcus epidermidis yang hidup sebagai komensal pada kulit

manusia.

c. Parasitisme

Suatu bentuk simbiosis antara dua spesies, dimana satu spesies

mendapatkan keuntungan sedangkan spesies lainya tidak dirugikan .

Spesies yang diuntungkan disebut parasit, sedangkan Spesies yang

dirugikan disebut Hospes.

Contoh :

Bakteri, parasit, virus patogen yang hidup didalam tubuh manusia.

7. Predatorisme

Hubungan yang ada antara dua kelompok mikroorganisme yang hidup

dengan memangsa salah satu kelompok mikroorganisme tersebut.

Kelompok yang memangsa kelompok lainnya disebut Predator

(pemangsa).

Contoh :

Amoeba dengan bakteri. Amoeba untuk hidup perlu makanan, makanan inii

diperoleh dengan memangsa bakteri tersebut.

Hubungan kuman dengan lingkungan abiotik biasanya berkaitan dengan

lingkungan alam yang sangat mempengaruhi dalam pertumbuhan mikroorganisme

tersebut. Beberapa hubungan kuman dengan lingkungan abiotik dijelaskan berikut

ini:

1. Suhu

Masing – masing mikroorganisme mempunyai suhu optimum , minimum dan

maksimum untuk pertumbuhannya. Hal ini disebabkan dibawah suhu minimum

dan diatas suhu maksimum aktivitas enzim akan berhenti, bahkan pada suhu

yang terlalu tinggi dapat menyebabkan terdenaturasinya enzim mikroorganisme

tersebut yang akibatnya memimbulkan kematian pada mikroorganisme.

Berdasarkan atas kemampuan hidup mikroorganisme dalam kisaran suhu

tertentu , maka mikroorganisme dibagi menjadi 3 group yaitu :

a. Psikrofil

Mikroorganisme yang termasuk dalam group ini bisa tumbuh dalam suhu

dingin. Dimana kisaran suhu minimum untuk pertumbuhannya 0 0C – 5 0C,

Suhu Optimum 5 0C – 15 0 C dan uhu maksimum 15 0C – 20 0C.

b. Mesofil

Mikroorganisme yang termasuk dalam group ini bisa tumbuh dalam suhu

kamar atau sedikit dingin. Dimana kisaran suhu minimum untuk

pertumbuhannya 10 0C – 20 0C, Suhu Optimum 20 0C – 40 0 C dan

Suhu maksimum 40 0C – 45 0C.

c. Termofil

Mikroorganisme yang termasuk dalam group ini bisa tumbuh dalam suhu

Hangat sampai panas. Dimana kisaran suhu minimum untuk

pertumbuhannya 25 0C – 45 0C, Suhu Optimum 45 0C – 60 0 C dan

Suhu maksimum 60 0C – 80 0C.

Ada beberapa ketentuan mengenai pengaruh suhu terhadap kecepatan

pertumbuhan sel :

1. Pertumbuhan Mikroorganisme renik terjadi pada suhu dengan kisaran

( antara suhu minimum dan maksimum ) kira – kira 30 0 C.

2. Kecepatan pertumbuhan Mikroorganisme meningkat lambat dengan

kenaikan suhu sampai sampai mencapai kecepatan pertumbuhan

maksimum.

3. Di atas suhu maksimum, kecepatan pertumbuhan menurun dengan cepat

sesuai dengan naiknya suhu.

2. pH ( Konsentrasi ion Hidrogen )

Sebagian besar Mikroorganisme memiliki jarak pH optimal yang cukup sempit

untuk pertumbuhannya. Nilai pH medium sangat mempengaruhi pertumbuhan

Mikroorganisme. Pada umumnya Mikroorganisme dapat tumbuh pada kisaran

pH 3 -6, dan kebanyakan bakteri memiliki pH optimum yaitu pH dimana bakteri

tersebut dapat tumbuh baik atau maksimum pada kisaran pH 6,5 – 7,5. Kisaran

pH yang dapat mempengaruhi pertumbuhan Mikroorganisme tergantung pula

dengan spesies Mikroorganismenya.

Berdasarkan atas kemampuan hidup mikroorganisme terhadap pH , maka

mikroorganisme dibagi menjadi 3 group :

1. Neutrofilik

Mikroorganisme yang dapat pada kisaran pH 6,0 – 8,0, dan tumbuh

optimum atau maksimum pada pH netral ( pH 7,0 – 7,5 ).

2. Asidofilik

Mikroorganisme yang dapat hidup pada kisaran pH 1,0 – 6,5, dan tumbuh

optimal pada pH 5,0 .

3. Alkalofilik

Mikroorganisme yang dapat hidup pada kisaran pH 9,0 – 11,0 , dan tumbuh

optimal pada pH 9,5.

3. Tersedianya air dan Kelembaban Udara relatif ( RH )

Mikroorganisme memerlukan air untuk hidup dan berkembang biak. Oleh

karena itu pertumbuhan jasad renik pada makanan sangat dipengaruhi oleh

jumlah air yang tersedia.Tidak semua air yang terdapat dalam bahan

pangan dapat digunakan oleh jasad renik, yaitu pada kondisi :

a. Adanya solut dan ion dapat mengikat air di dalam larutan. Misalnya gula

dan garam dalam konsentrasi tinggi akan mengikat air dari bahan

pangan, bahkan dapat mengikat air dari dalam sel mikroorganisme jika

konsentrasi larutan di luar sel lebih tinggi daripada di dalam sel.

b. Koloid Hiodrofilik ( gel ) dapat mengikat air, sebanyak 3 – 4 % agar

dapat menghambat pertumbuhan bakteri di dalam medium.

c. Air dalam bentuk kristal es atau hidrasi tidak dapat digunakan oleh jasad

renik.

Tersedianya air di dalam suatu bahan pangan / medium dinyatakan dalam

istilah aw ( Aktivitas air ).Nilai aw suatu bahan pangan akan mencapai

keseimbangan dengan kelembaban udara relatif ( RH ) dari ruangan disekitar

bahan pangan tersebut. Jika RH ruangan lebih rendah daripada aw-nya, maka

bahan pangan akan mengalami penguapan air dan jika RH ruangan lebih tinggi

daripada aw-nya maka akan terjadi penyerapan air. Hal ini akan mempengaruhi

pertumbuhan mikroorganisme. Mikroorganisme membutuhkan aw berbeda – beda

untuk pertumbuhanya. Contoh nilai aw bakteri E. coli 0,95. Pseudomonas 0,96,

Enterobacter aerogenes 0.93, kapang seperti Rhizopus 0,995 – 0,98, Penicillium

0,9935 dan Aspergillus 0,98. Pada aw dibawah 0,62 baik bakteri dan kapang

pertumbuhanya akan terhambat.

4. Oksigen.

Konsentrasi oksigen di dalam bahan pangan dan lingkungan mempengaruhi

pertumbuhan mikroorganisme. Berdasarkan kebutuhan akan oksigen untuk

pertumbuhanya maka mikroorganisme dibedakan menjadi 3 group :

a. Aerob

Bakteri yang dapat tumbuh baik bila ada oksigen atau mutlak memerlukan

oksigen.

Bakteri ini mempunyai enzim superoksidase dismutase yang memecah

oksigen bebas dan enzim katalase yang memecah hidrogen peroksida

sehingga menghasilkan senyawa akhir berupa air dan oksigen yang tidak

beracun bagi bakteri yang bersifat aerob. Dalam kelompok bakteri aerob

terdapat kelompok bakteri yang membutuhkan konsentrasi oksigen yang

sangat rendah yaitu sekitar 5 % bakteri ini bersifat Mikroaerofilik dan

mempunyai enzimHidrogenase yang tidak aktif bila konsentrasi oksigen

disekitarnya tinggi.

b. Anaerob fakultatif .

Bakteri yang dapat hidup dalam keadaan dengan atau tanpa oksigen,

walaupun pertumbuhanya jauh lebih cepat bila ada oksigen.Bakteri ini

mempunyai enzim superoksida dismutase dan enzim peroksidase yang

mengkatalis reaksi hidrogen peroksida dengan senyawa organik yang

menghasilkan senyawa organik teroksidasi dan air, produk akhir ini tidak

bersifat racun bagi bakteri fakultatif anaerob.

c. Anaerobik

Bakteri yang mutlak dapat tumbuh bila tidak ada oksigen. Adanya

oksigen bagi bakteri ini dapat menimbulkan kematian karena bakteri inii

tidak mempunyai enzim superoksida dismutase, katalase maupun

peroksidase yang akan menguraikan hasil metabolisme yang bersifat toksik

seperti Hidrogen peroksida dan radikal bebas lainnya.

DAFTAR PUSTAKA

Dwijoseputro,1981. Dasar – dasar Mikrobiologi. Penerbit Djambatan,Jakarta, hlm.

79-83, 96 -10.

Fardiaz Srikandi, 1992. Mikrobiologi pangan I. Penerbit PT Gramedia,

Jakarta,hlm.103 – 111.

Jawetz, Melnick, dan Adelberg’s (Editor Gerard Bonang), 1991. Mikrobiologi kedokteran. Edisi 16, Jakarta: Penerbit EGC. Kedokteran, hlm. 318 – 320, 256-258.

Staf pengajar Fakultas Kedokteran Indonesia,1994. Mikrobiologi Kedokteran. Edisi Revisi.Penerbit Binapura Aksara, jakarta, hlm 27 -29.