bakteri anaerob adalah mereka yang tidak menggunakan oksigen dalam proses metabolisme mereka. Faktanya, banyak dari bakteri ini tidak dapat bertahan hidup di lingkungan di mana unsur ini ada, karena bersifat racun bagi mereka.
Salah satu proses metabolisme yang dilakukan oleh bakteri jenis ini dan yang paling banyak dipelajari adalah fermentasi . Ini adalah proses yang memiliki banyak aplikasi di tingkat industri, terkait dengan produksi minuman beralkohol, yogurt dan cuka, di antara produk lainnya.
Bacteroides, genus bakteri anaerob. Sumber: Pemerintah AS [Domain publik]
Demikian pula, banyak dari bakteri ini memiliki habitat alami di dalam tubuh manusia, yang ditemukan terutama di saluran pencernaan. Beberapa tidak berbahaya, tetapi yang lain menyebabkan berbagai patologi dalam tubuh, banyak di antaranya dapat menyebabkan kematian.
Indeks artikel
Karakteristik
Bakteri anaerob adalah salah satu makhluk hidup pertama yang muncul di planet ini. Yang penting, ribuan tahun yang lalu, ketika bentuk kehidupan pertama mulai muncul, kadar oksigen di atmosfer sangat rendah. Karena itu, organisme pertama yang dikembangkan memiliki mekanisme seluler lain untuk mendapatkan energi.
Faktanya, oksigen sangat beracun bagi banyak spesies yang membentuk kelompok bakteri anaerob. Inilah sebabnya mengapa beberapa bakteri ditemukan di habitat di mana tidak ada oksigen.
Demikian juga, ada bakteri anaerob yang mendukung kehidupan dengan jumlah oksigen yang sangat kecil, sehingga mereka dapat ditemukan di berbagai lingkungan yang lebih beragam. Beberapa dari bakteri ini adalah bagian dari mikrobiota biasa manusia, khususnya pada tingkat rongga mulut dan saluran pencernaan.
Di sisi lain, bakteri ini melakukan fermentasi. Ini adalah proses katabolik dimana senyawa organik didegradasi menjadi senyawa yang lebih sederhana tanpa adanya oksigen. Ini dilakukan terutama oleh bakteri anaerob.
Demikian juga, tidak ada satu jenis fermentasi. Tergantung pada produk yang diperoleh ada beberapa jenis, seperti fermentasi asetat, laktat dan alkohol, antara lain.
Pada bakteri ini, berbagai sistem enzim berfungsi sempurna tanpa adanya oksigen. Ini karena mereka menggunakan senyawa lain seperti fumarat, nitrat atau sulfat sebagai akseptor elektron.
Perlu disebutkan bahwa banyak dari bakteri anaerob adalah patogen manusia. Di antara yang paling terkenal dan paling banyak dipelajari, spesies genus Porphyromonas, Clostridium dan Prevotella , antara lain, dapat disebutkan .
Jenis bakteri anaerob
Banyak bakteri anaerob tidak tahan berada di lingkungan yang mengandung oksigen, karena ini beracun bagi mereka. Namun, ada juga beberapa, meskipun tidak menggunakan oksigen, mereka dapat bertahan hidup di lingkungan yang memiliki konsentrasi gas ini berbeda.
Dengan pemikiran ini, bakteri anaerobik dapat dibagi menjadi tiga jenis: anaerobik obligat, aerotoleran, dan anaerob fakultatif.
Anaerob obligat
Mereka juga dikenal sebagai bakteri anaerobik ketat. Mereka adalah mereka yang tidak menggunakan oksigen untuk proses metabolisme apa pun. Toleransi Anda terhadap gas ini bervariasi. Menurut ini, bakteri anaerob obligat diklasifikasikan sebagai:
– Ketat: mereka hanya mentolerir konsentrasi oksigen di bawah 0,5%.
– Sedang: mereka dapat mentolerir konsentrasi oksigen berkisar antara 2 dan 8%.
Aerotoleran anaerob
Ini adalah bakteri yang, meskipun mereka tidak menggunakan oksigen untuk melakukan proses seluler apa pun, dapat hidup di habitat yang ada. Contoh klasik dari jenis bakteri ini adalah Pronibacterium acnespio , penyebab banyak kasus jerawat.
Anaerob fakultatif
Bakteri anaerob fakultatif tidak menggunakan oksigen untuk proses metabolisme mereka, tetapi mereka dapat hidup dengan adanya oksigen, karena oksigen tidak beracun bagi mereka. Mereka terutama melakukan proses fermentasi untuk mendapatkan energi yang diperlukan. Di antara bakteri anaerob fakultatif yang paling terkenal adalah Escherichia coli dan Staphylococcus aureus.
Spesies bakteri anaerob
Untuk memudahkan dalam mempelajari bakteri anaerob, maka dapat dikelompokkan menurut bentuk dan pewarnaannya menjadi: kokus gram negatif, kokus gram positif, batang gram negatif, dan batang gram positif.
-cocok gram negatif
Dalam kelompok ini beberapa genera seperti Veillonella dan Megasphaera.
Veillonella
Ini adalah genus bakteri gram negatif yang dikenal luas karena potensi fermentasinya. Bakteri ini memfermentasi laktat menjadi asetat dan propionat melalui jalur metabolisme yang dikenal sebagai jalur methylmalonyl-CoA.
Demikian juga, mereka merupakan bagian integral dari mikrobiota bagian tubuh tertentu seperti rongga mulut dan saluran pencernaan.
-cocok gram positif
Mereka adalah bakteri berbentuk bulat yang, ketika diwarnai dengan pigmen gram, mengadopsi warna ungu yang khas.
Anaerococcus
Bakteri dari genus ini ditemukan sebagai bagian dari flora bakteri tubuh manusia. Namun, ada kemungkinan bahwa itu adalah penyebab proses patologis tertentu. Bakteri ini telah diisolasi dari keputihan, abses ovarium, dan luka kronis tertentu.
Demikian juga, dalam studi kasus klinis yang berbeda telah ditetapkan bahwa spesies genus ini dapat menyebabkan berbagai infeksi pada saluran kemih, serta dalam darah.
Pepto-streptokokus
Ini adalah genus bakteri yang sering menyebabkan perkembangan patologi pada manusia. Selain itu, mereka adalah bagian dari mikrobiota selaput lendir tubuh tertentu, seperti orofaringeal dan genitourinari.
-basil gram negatif
Mereka adalah bakteri yang memiliki bentuk batang memanjang dan ditandai dengan memperoleh warna fuchsia ketika mengalami proses pewarnaan Gram. Kelompok bakteri anaerobik ini mencakup beberapa genera.
Prevotella
Ini adalah genus bakteri yang sering ditemukan sebagai komponen flora bakteri di rongga mulut, saluran pencernaan, dan rongga vagina. Meskipun demikian, ketika kondisi tubuh normal berubah, bakteri ini berkembang biak tak terkendali.
Ketika ini terjadi, Prevotella menyebabkan perkembangan infeksi tertentu, yang paling umum terjadi pada tingkat mukosa periodontal. Mereka juga telah diisolasi dari pasien dengan rheumatoid arthritis.
-basil gram positif
Kelompok ini termasuk bakteri berbentuk batang yang memiliki lapisan peptidoglikan tebal di dinding selnya yang menahan partikel pewarna gram, sehingga memberikan warna ungu. Berbagai macam spesies yang menyebabkan berbagai penyakit dan patologi pada manusia termasuk dalam kelompok ini.
Clostridium botulinum
Ini adalah bakteri gram positif yang ditandai dengan menghasilkan spora, yang merupakan agen infeksi bagi manusia. Dengan cara yang sama, bakteri ini mensintesis dan melepaskan racun tertentu, yang fungsi utamanya adalah melumpuhkan otot.
Di antara penyakit yang dihasilkan bakteri ini, kita dapat menyebutkan botulisme makanan, yang memengaruhi saluran pencernaan, dan botulisme bayi, yang memengaruhi anak kecil dan disebabkan oleh konsumsi langsung spora.
Clostridium tetani
Bakteri ini terkenal di bidang medis dan telah menjadi subyek banyak penelitian tentang efek yang dihasilkannya dalam tubuh. Seperti bakteri lainnya dari genus Clostridium , bakteri ini menghasilkan endospora, yang sangat tahan terhadap komponen lingkungan.
Clostridium tetani. Sumber: Penyedia Konten: CDC [Domain publik]
Demikian juga, bakteri ini menyebabkan patologi yang dikenal sebagai tetanus pada manusia. Penyakit ini disebabkan oleh masuknya spora ke dalam tubuh, yang berkecambah dan mulai mensintesis dan melepaskan racun spesies ini.
Ketika ini terjadi, spora mengganggu transmisi impuls saraf, menyebabkan otot kejang menyakitkan.
Perbedaan dari bakteri aerob
Perbedaan utama antara bakteri anaerob dan bakteri aerob mengacu pada penggunaan oksigen dan kemampuan untuk berkembang dengan ada atau tidak adanya unsur ini.
Dalam pengertian ini, bakteri anaerob tidak menggunakan oksigen untuk proses produksi energi internal mereka. Sebaliknya, bakteri aerobik menggunakannya sebagai akseptor elektron selama proses respirasi seluler , yang dengannya mereka mendegradasi molekul senyawa organik seperti glukosa, memperoleh sejumlah besar energi.
Demikian juga, ada bakteri anaerob yang, selain tidak menggunakan oksigen dalam berbagai prosesnya, juga tidak dapat berada di lingkungan yang kaya oksigen, karena unsur ini sangat beracun bagi mereka. Alih-alih respirasi seluler, mereka menjalankan fermentasi.
Perbedaan penting lainnya antara kedua jenis sel berkaitan dengan habitatnya. Bakteri aerobik ditemukan di lingkungan di mana oksigen tersedia secara luas, sedangkan bakteri aneroid bertahan hidup di lingkungan di mana tidak ada oksigen sama sekali atau di mana konsentrasi oksigen sangat rendah.
Kultur bakteri anaerob
Budidaya bakteri anaerob adalah proses di mana semua tindakan pencegahan yang diperlukan harus diikuti untuk menghindari kesalahan. Di sini penting untuk diingat bahwa beberapa spesies bakteri anaerob tidak dapat melakukan kontak apa pun dengan oksigen, karena ini dapat menjadi agen toksik bagi mereka.
Salah satu unsur yang harus diperhatikan dalam melakukan kultur di laboratorium adalah media kultur yang digunakan. Setiap kelompok bakteri memiliki persyaratan spesifik tertentu.
media budaya
Saat ini sudah banyak media kultur yang dapat digunakan untuk penyemaian berbagai jenis bakteri. Dalam kasus spesifik bakteri anaerob, media kultur memerlukan penambahan zat pereduksi, seperti tioglikolat atau sistein.
Demikian pula untuk mengoptimalkan hasil yang diharapkan akan diperoleh, dapat ditambahkan indikator redoks yang menunjukkan kemungkinan adanya oksigen, seperti resazurin.
Media kultur yang paling banyak digunakan dan direkomendasikan untuk pembibitan bakteri anaerob adalah:
– Agar darah untuk bakteri anaerob: antara lain mengandung ekstrak daging, ekstrak ragi, NaCl, glukosa dan pepton.
– Agar coklat: tidak banyak digunakan untuk membudidayakan bakteri anaerob. Namun, berkat komponennya dimungkinkan untuk membuatnya tumbuh di sana.
– Agar Fenil Etil Alkohol dengan Darah: Media ini banyak digunakan untuk mengisolasi bakteri anaerob dengan benar.
– Agar Columbia dengan colistin dan asam nalidiksat.
– Thioglycollate: umumnya diperkaya dengan L-cystine, hemin dan vitamin K.
– Agar KVLB (kanamisin, vankomisin, darah yang dipernis): khusus untuk basil gram negatif.
Proses
Setelah media kultur yang akan digunakan dipilih, sesuai dengan bakteri yang akan dibudidayakan, prosedur dapat dimulai. Dalam pengertian ini, lingkungan yang benar-benar anaerobik harus diciptakan, di mana tidak ada oksigen. Untuk mencapai ini, dua prosedur dapat diikuti:
– Natrium hidroksida – metode asam pyrogallic: metode ini didasarkan pada memperoleh lingkungan anaerobik melalui reaksi kimia, menggunakan, bukan zat pereduksi, katalis. Ini adalah prosedur yang rumit dan berpotensi berbahaya.
– Penggunaan termos anaerobik: termos jenis ini sangat berguna untuk budidaya organisme anaerobik. Namun, hanya digunakan dengan organisme yang dapat menahan kontak ringan dengan tingkat oksigen yang kecil.
Demikian pula, semacam ruang hampa harus diciptakan untuk melanjutkan budidaya. Ini dapat dilakukan dengan beberapa cara: dengan mengganti oksigen dengan gas lain, dengan menyerap oksigen melalui metode kimia atau biologi, atau dengan menggunakan zat pereduksi.
Kultur Clostridium perfringens. Sumber: Kredit Foto: Penyedia Konten: CDC / Dr. Stuart E. Starr [Domain publik]
Setelah langkah-langkah ini dilakukan, inokulasi dilakukan untuk melanjutkan inkubasi kultur dan menunggu waktu yang wajar untuk mempelajari koloni yang diperoleh. Waktu tunggu akan tergantung pada spesies yang dibudidayakan.
Ada spesies yang tumbuh cepat (18-24 jam) seperti Clostridium perfringens dan ada spesies lain yang tumbuh lambat (5-7 hari) seperti Propionibacterium.
Metode untuk menghitung piring
Metode ini digunakan untuk mengetahui perkiraan jumlah mikroorganisme yang ditemukan dalam suatu kultur. Dalam kasus bakteri anaerob, ada beberapa teknik yang memungkinkan penghitungan.
Namun, karena banyak dari bakteri ini tidak dapat bersentuhan langsung dengan oksigen karena beracun, maka harus sangat berhati-hati saat mempraktikkan teknik ini.
Dalam pengertian ini, dua metode akan dijelaskan di sini: jumlah yang paling mungkin (untuk aerobik ketat) dan metode penyebaran plak (untuk anaerob fakultatif dan mikroaerofilik).
Metode angka yang paling mungkin
Teknik ini didasarkan pada penentuan ada tidaknya mikroorganisme dalam suatu sampel. Hal ini dilakukan dalam ulangan solusi berturut-turut. Prinsip di balik metode ini adalah bahwa satu sel hidup dapat tumbuh, sehingga menghasilkan kultur keruh.
Untuk melakukan proses ini, perlu dilakukan serangkaian pelarutan sampel kultur. Untuk ini, penting untuk menggunakan media kultur cair dengan persyaratan nutrisi. Setelah ini selesai, tabung reaksi diinkubasi menunggu mikroorganisme tumbuh.
Setelah jangka waktu yang wajar, tabung reaksi tempat satu atau lebih sel bakteri diinokulasi akan tampak keruh.
Ketika tabung di mana faktor disolusi meningkat ditinjau, mereka menjadi semakin tidak keruh, karena mengandung semakin sedikit sel bakteri. Hal ini terjadi sampai suatu titik tercapai di mana tidak akan ada lagi atau hanya satu mikroorganisme.
Akhirnya, perkiraan kepadatan populasi diperoleh dari pola kemunculan dalam solusi serial dan melalui penggunaan tabel probabilistik standar yang telah dirancang untuk tujuan ini.
Metode penyebaran piring
Ini adalah metode yang cukup mudah. Pertama, beberapa cawan petri dengan media kultur harus diatur secara teratur. Selanjutnya dilakukan inokulasi 1 mL larutan pada masing-masing kapsul. Penting untuk ditekankan bahwa larutan mengandung mikroorganisme yang akan dihitung.
Kemudian, dengan bantuan batang kaca, bahan yang diinokulasi disebarkan secara homogen menutupi seluruh permukaan media kultur.
Akhirnya, cawan Petri diinkubasi pada kondisi yang diperlukan untuk waktu yang diperlukan untuk setiap jenis mikroorganisme. Terakhir, koloni yang telah dihasilkan dihitung.
Penyakit yang disebabkan
Banyak bakteri anaerobik yang dikenal sebagai patogen bagi manusia dan menyebabkan penyakit dan patologi yang bahkan dapat membahayakan kehidupan individu.
Infeksi pada tingkat rongga mulut
Rongga mulut adalah lingkungan yang ideal untuk banyak bakteri anaerob, yang berkembang biak di sana dan menghasilkan patologi tertentu seperti periodontitis, gingivitis nekrotikans dan abses, antara lain.
Sebagian besar infeksi ini hadir dengan rasa sakit, lesi pada mukosa dan nanah, dengan konsekuensi peningkatan suhu tubuh.
Di antara bakteri penyebab, Porphyromonas gingivalis adalah yang paling sering diisolasi pada lesi ini.
Infeksi usus
Salah satu rute infeksi bakteri jenis ini adalah melalui konsumsi, baik spora (dalam kasus bakteri bersporulasi) atau makanan dan air yang terkontaminasi.
Dalam kasus ini, bakteri berlabuh ke usus dan mulai merusak mukosa usus, memicu gejala seperti: demam, sakit perut, tinja cair, kembung, mual dan malaise umum.
Bakteri anaerob yang dapat menghasilkan gambaran klinis ini antara lain adalah Clostridium difficile dan Escherichia coli .
Infeksi kulit
Beberapa dari bakteri ini, ketika mereka bersentuhan dengan luka terbuka, dapat menginfeksinya. Jika ini terjadi, infeksi kulit yang parah dapat terjadi, seperti gangren gas, agen penyebabnya adalah Clostridium perfringes.
Gejala gangren gas meliputi: lepuh berisi cairan berdarah, emfisema subkutan, sakit parah dan demam tinggi, antara lain.
Patologi lain yang disebabkan oleh bakteri anaerob pada tingkat kulit adalah necrotizing fasciitis, di mana infeksi menyebar ke luar jaringan kulit, bahkan mempengaruhi fasia yang mengelilingi otot.
Gejalanya meliputi nyeri akut, eritema parah, lepuh, dan paling sering gangren. Di antara agen penyebab patologi ini adalah Staphylococcus aureus.
Referensi
- Brook I. (2016) Penyakit yang disebabkan oleh bakteri anaerob yang tidak membentuk spora. Dalam: Goldman L, Schafer AI, eds. Kedokteran Goldman-Cecil. edisi ke-25. Philadelphia, PA
- Carrol, K., Hobden, J., Miller, S., Morse, S., Mietzner, T., Detrick, B., Mitchell, T. dan Sakanari, J. Mikrobiologi Medis. Mc Graw dan Hill. edisi 27
- Corrales, L., Antolinez, D., Bohorquez, J. dan Corredor, A. (2015). Bakteri anaerobik: proses yang melakukan dan berkontribusi pada keberlanjutan kehidupan di planet ini. NOVA 13 (23) 55-81
- Curtis, H., Barnes, S., Schneck, A. dan Massarini, A. (2008). Biologi. Editorial Medica Panamericana. edisi ke-7.
- Holt, J. (1994) Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology. Williams & Wilkins. edisi ke-9.
- Mc Faddin (1985) Media untuk isolasi-budidaya-identifikasi-pemeliharaan bakteri medis. Vol 1. Baltimore.
- Quintero, L. (2009). Infeksi bakteri anaerob: kriteria manajemen klinis dan prosedur diagnostik mikrobiologis. Logo, Majalah Sains & Teknologi. 1 (1) 121-136
