Staphylococcus aureus

Sejarah

Staphylococcus berasal dari bahasa yunani yaitu staphyle-kokkos yang berarti sekelompok anggur dan aureus yang berarti emas (Carter, 1994). S. aureus memiliki banyak sinonim, antara lain Staphylococcus pyogenes aureus, Staphylococcus pyogenes, Micrococcus pyogenes var, aureus, Micrococcus pyogenes var. albus (Merchant, 1963). S. aureuspertama kali diisolasi ketika ditemukan pada jaringan yang terinfeksi berupa pus oleh Ogston pada tahun 1881, namun baru dapat dikultur dan diidentifikasi sebagai S. aureus oleh Rosenbach pada tahun 1884 (Thoen, 1993).

Kejadian penyakit akibat infeksi S. aureus dapat terjadi baik pada hewan maupun pada manusia. Penyakit yang sering terjadi pada manusia misalnya jerawat, bisul, karbunkel, pyelitis dan cystitis. Kasus serius pada infeksi S.aureusdiantaranya: sinusitis, mastitis, tonsillitis, septikemia, miokarditis, meningitis, purpureal sepsis, pneumonia, osteomilitis, pustular dermatitis, arthritis, dan gastroenteritis (Bailey dan Elvyn, 1962; Merchant, 1963).

S. aureus mampu menghasilkan exotoxic yang biasanya menyebabkan food poisoning, infeksi saluran pernapasan,shock syndrom dan infeksi luka setelah operasi (Anonim, 2004). Enteritis akibat S. aureus akan berkembang lebih cepat setelah pemberian antibiotik peroral yang diperpanjang, apabila strain yang ada resisten terhadap antibiotik tersebut (Bailey dan Elvyn, 1962).

Morfologi sel S. aureus

Menurut Merchant dan Parker (1963), S. aureus berbentuk spheris, dan kadang kala ramping jika dua sel saling berhimpitan. Diameter sel bervariasi, antara 0,8-1 µm, berkapsul. S. aureus adalah bakteri Gram positif, mempunyai bentuk sel bulat bergerombol seperti buah anggur, kadang terlihat sel tunggal atau berpasangan, tidak motil, anaerobik fakultatif, menghasilkan koagulase dan menghasilkan warna biru (violet) pada pewarnaan Gram. Beberapa biakan yang sudah tua akan kehilangan Gram positifnya, sehingga dalam pewarnaan akan menghasilkan warna merah (Pelczar dan Chan, 2006; Foster, 2004).

S. aureus adalah bakteri yang tidak membentuk spora dan tidak dapat lisis oleh pengaruh obat-obat seperti penicillin. Pada biakan cair sering ditemukan sel tunggal, berpasangan, tetrad dan berbentuk rantai (Jawetz, 2001). S. aureusdapat tumbuh pada suhu 15-45^oC dan cenderung bersifat patogen apabila tumbuh pada kondisi aerob atau anaerob pada suhu 35-45^oC dengan pH optimum 7,0-7,5 (Bonang, 1982).

Dinding bakteri S. aureus sebagai Gram positif mengandung lipid 1-4%, peptidoglikan dan asam teikoat. Peptidoglikan merupakan lapisan tunggal sebagai komponen utama yang berjumlah 50% dari berat kering dinding sel bakteri dan berfungsi menyebabkan kekakuan (Pelczar dan Chan, 2006).

Morfologi koloni dan sifat biokimiawi S. aureus

Koloni S. aureus tumbuh pada media agar, berbentuk sirkuler, buram, dan mengkilap dengan tepi koloni entire(Anonim, 1994). Pada media plat agar darah (PAD), S. aureus memproduksi pigmen lipochrom yang membuat koloni tampak berwarna kuning keemasan atau kuning jeruk dan pigmen kuning ini yang membedakannya dari S. epidermitis.Pada media manitol salt agar (MSA) S. aureus menunjukkan pertumbuhan koloni berwarna kuning dikelilingi zona  berwarna kuning karena memfermentasi manitol. Jika bakteri tidak mampu memfermentasi manitol akan tampak zona merah muda. Beberapa karakter S. aureus menurut Austin (2006) disajikan pada Tabel 1. Pada media biakan sel tampak bergerombol tidak teratur. Ketika plat agar diinkubasi secara anaerob, pertumbuhan S. aureus menuju ke permukaan media, sehingga koloni menjadi cembung dan rata (Anonim, 1994).

Menurut Bonang (1982) uji koagulase positif sangat penting untuk membedakan S. aureus dengan Staphylococcusyang lain. S. aureus mampu menghasilkan koagulase, yaitu berupa protein yang menyerupai enzim yang apabila ditambahkan dengan oksalat atau sitrat mampu menggumpalkan plasma akibat adanya suatu faktor yang terdapat di dalam serum. Faktor serum bereaksi dengan koagulase untuk membentuk esterase dan aktivitas penggumpalan, serta untuk mengaktivasi protrombin menjadi trombin. Trombin akan membentuk fibrin yang akan berpengaruh terhadap terjadinya penggumpalan plasma.

S. aureus dapat dibedakan dari Streptococcus sp. dengan uji katalase, dimana Streptococcus sp. akan menunjukkan katalase negatif sedangkan Staphylococcus sp. akan menunjukkan hasil katalase positif karena bakteri mampu mamproduksi enzim katalase. Uji ini dilakukan dengan cara mencampur biakan dari agar miring dengan beberapa tetes 3% H₂O₂ dan katalase positif menunjukkan gelembung-gelembung gas (Todar, 2005).

Tabel 1. Karakter beberapa Staphylococcus (Austin, 2006)

Uji	S. aureus	S. epidermidis	S. wemeri	S. sapropiti
Ukuran koloni  besar	+d	+	D	+
Pigmen koloni	+	-		d
Pertumbuhan anaerob	+	+	+	(+)
Pertumbuhan aerob	+	+	+	+
Koagulase	+	-	-	-
Hemolisin	+	-	d	-
Fermentasi gula :
Maltosa	+	+	(+)	+
D-trekalosa	+	-	+	+
D-manitol	+	-	d	d
Sukrosa	+	+	+	+
Rafinosa	+	-	-	-
α-laktosa	+	d	d	d
β-D-fruktosa	+	+	+	+

Keterangan :

+ : 90% atau lebih positif                                    d : 11-80% positif

-  : 90% atau lebih negatif                                   ( ) : proses berlangsung 48-72 jam

Faktor virulensi S. aureus

S. aureus mempunyai 6 faktor virulensi yang berperan dalam mekanisme infeksi yaitu : (1) Polisakarida dan protein yang merupakan substansi penting di dalam dinding sel, seperti protein adesin hemaglutinin dan glikoprotein fibronektin. Protein permukaan ini berperan dalam proses kolonisasi bakteri pada jaringan inang; (2) Invasin yang berperan dalam penyebaran bakteri di dalam jaringan, misalnya leukosidin, kinase dan hyaluronidase; (3) Kapsul dan protein A yang dapat menghambat fagositosis oleh leukosit polimormonuklear; (4) Subtansi biokimia seperti; karotenoid dan produk katalase, dapat membuat bakteri bertahan hidup dalam fagosit, (5) Protein-A, koagulasi danclumping factor untuk menghindari diri dari respon sel imun inang. S. aureus dengan koagulase negatif terbukti kurang virulen dibandingkan dengan yang mempunyai faktor koagulase; (6) Toksin yang dapat melisiskan membran sel dan jaringan inang. S. aureus, selain menghasilkan enzim koagulase, juga memproduksi banyak substansi yang mendukung atau kemungkinan mendukung virulensi dan memiliki beberapa substansi penting yang baru diketahui yaitu berupa hemolisin dan toxin (Todar, 2005).

Hemolisin

Hemolisin merupakan suatu protein eksotoksin yang dikode di kromosom dan mampu melisiskan eritrosit, membebaskan Hb serta menghancurkan sel-sel lain. Hemolisin adalah imunogenik yang aktivitasnya dapat dinetralkan oleh antibodi. Hemolisin dapat merusak eritrosit, menghasilkan nekrosis pada jaringan lokal dan mematikan hewan eksperimen. Secara kimia dan serologis hemolisin S. aureus dibedakan atas alfa, beta, delta toksin, leukosidin, dan sitotoksin (Jawetz, 2001).

Alfa toksin (α-toksin) merupakan suatu hemolisin yang paling karakteristik yang dihasilkan oleh S. aureus berupa monomer yang mampu mengikat terhadap selaput sel-sel yang peka. Pada manusia, trombosit dan monosit yang paling utama sensitif dengan α- toksin dan pada hewan yang paling sensitif adalah eritrosit. Alfa-toksin dapat dinetralkan oleh IgG, tetapi tidak oleh IgA atau IgM (Todar, 2005).

Beta toksin (β-toksin) merupakan suatu  sphingomyelinase yang memiliki selaput kaya akan lipid. Toksin ini dapat menyebabkan hot-cold lysis pada eritrosit domba, dimana lisis terjadi setelah inkubasi selama 1 jam pada suhu 37⁰ C. Suatu bakteriofag yang lisogenik dikenal mampu untuk menyandi toksin ini (Todar, 2005). Delta toksin (δ-toksin) merupakan suatu peptida yang sangat kecil yang dihasilkan oleh S. aureus dan juga dihasilkan oleh S. epidermis, yang perannya tidak begitu diketahui.

Leukosidin merupakan suatu toksin protein multicomponent yang dihasilkan sebagai komponen terpisah. Leukosidin membentuk suatu transmembran yang heterooligomeric yang terdiri atas 4 LukF dan 4 subunit LukS, mampu membentuk pori octomeric di dalam membran yang dipengaruhi (Todar, 2005)

S. aureus dalam kelenjar ambing

Kelenjar ambing merupakan reservoir yang cocok untuk tempat hidup S. aureus. Terdapatnya S. aureus dalam kelenjar ambing dikarenakan adanya invasi bakteri tersebut dalam kelenjar ambing yang menyebabkan terjadinya infeksi. S. aureus menghasilkan toksin yang dapat menghancurkan sel selaput sel dan merusak jaringan yang menimbulkan keradangan (Lammers, 2000). Bakteri mampu merusak lapisan puting susu yang kemudian akan bergerak naik ke dalam sistem duktus dan menginfeksi ke dalam alveoli, diikuti dengan pembentukan abses. Adanya keradangan menyebabkan fungsi sistem duktus terganggu sehingga dengan mudah bakteri dan abses menyebar. Toksin S. aureusmampu menyebabkan susu menjadi beracun (Jones, 1998).

Antibiotika

Antibiotika adalah zat yang dibentuk oleh mikroorganisme yang dapat menghambat atau membunuh pertumbuhan mikroorganisme lain (Mutschler, 1991). Ratusan antibiotik telah diproduksi sejak diperkenalkannya penisilin pada awal tahun 1940an. Beberapa antibiotik telah ditemukan untuk penanganan suatu penyakit. Sebagian besar dari antibiotik-antibiotik tersebut juga mempunyai efek toksik bagi pasien (Sarles et al., 1951).

Berdasarkan mekanisme kerjanya, antibiotika dibagi menjadi empat bagian, antara lain penghambatan sintesis dinding sel, perubahan permeabilitas membran sel atau transport aktif melalui membran sel, penghambatan sintesis protein (yaitu penghambatan translasi dan transkripsi material genetik) dan penghambatan asam nukleat (Jawetz et al., 2001). Menurut Tjay dan Rahardja (2002) salah satu cara kerja antibiotik adalah perintangan sintesis protein, sehingga bakteri tidak berkembang lagi, misalnya klorampenikol, tetrasiklin, aminoglikosida, makrolida, dan linkomisin. Selain itu beberapa antibiotika bekerja pada dinding sel (penisilin dan sefalosporin) atau membran sel (polimiksin, zat-zat polyen dan imidazole). Umumnya antibiotika yang mempengaruhi pembentukan dinding sel atau permeabilitas membran sel bekerja bersifat bakterisid, sedangkan yang bekerja pada sintesis protein bersifat bakteriostatik (Mutschler, 1991).

Oxytetracyclin

Oxytetracyclin adalah antibiotika spektrum luas kelompok tetracycline yang diisolasi dari berbagai jenis Streptomyces. Oxytetracyclin bekerja pada semua mikroba yang peka terhadap penisilin, berbagai bakteri Gram negatif, mikoplasma, spirokhaeta dan leptospira, riketsia, Chlamydia, serta dalam dosis yang tinggi terhadap amuba. Bakteri TBC juga termasuk dalam spectrum kerja tetrasiklin akan tetapi efek terapinya pada TBC relatif kecil. Jenis Proteus, Serratia,Pseudomonas aeruginosa dan Enterobacter aerogenes umumnya resisten terhadap antibiotika ini (Mutschler, 1991).

Oxytetracyclin bekerja baik pada mikroba ekstrasel maupun intrasel, dengan tipe kerjanya adalah bakteriostatik. Mekanisme kerjanya yaitu hambatan pada sintesis protein ribosom yaitu dengan menghambat pemasukan aminoasil-t-RNA pada fase pemanjangan yang termasuk fase translasi. Ini akan menyebabkan blokade perpanjangan rantai peptida (Mutschler, 1991).

Sensitifitas bakteri terhadap antibiotik

Antibiotik adalah bahan yang dihasilkan mikroorganisme yang membunuh atau menghambat pertumbuhan mikroorganisme lainnya (Lay, 1994). Uji sensitifitas dilakukan untuk mengetahui resistensi suatu bakteri terhadap antibiotik. Resistensi adalah suatu sifat tidak terganggunya kehidupan sel bakteri oleh bakteri lain (Setiabudi, 1995). Perkembangan resistensi kuman terhadap antibiotik dipengaruhi oleh intensitas pemaparan antibiotik di suatu wilayah. Terdapat tiga macam pola resistensi atau sensitifitas mikroba terhadap obat anti mikroba. Pola I yaitu belum pernah terjadi resistensi. Pola II yaitu pergeseran dari sifat peka menjadi kurang peka, tetapi tidak sampai terjadi resistensi sepenuhnya. Pola III yaitu sifat resisten pada tingkat yang cukup tinggi sehingga menimbulkan masalah (Setiabudi, 1995).

Resistensi S. aureus terhadap antibiotik

Gambaran kemampuan penyebaran resistensi S. aureus terhadap beberapa antibiotik menurut Bywater (1991) adalah: (1) terjadi antar spesies, hal ini dapat menyebabkan transfer resistensi dari komensal yang sudah resisten kepada patogen potensial; (2) Plasmid yang sederhana membawa genetik pemberi resitensi kepada varietas yang tidak berhubungan dengan antibiotik; (3) Transfer resistensi dapat dengan mudah didemonstrasikan secara in vitro dan dapat terjadi (kemungkinan agak jarang) in vitro; (4) S. aureus memiliki plasmid dalam jaringan, tetapi transfer dilakukan dengan transinduksi bakteriofag; (5) Beberapa galur S. aureus mempunyai kapsul yang menghambat fagositosis oleh leukosit paramorfonuklear kecuali jika terdapat antibiotik spesifik.