Clostridium botulinum adalah jenis bakteri Gram-positif yang berbentuk batang, anaerob, pembentuk spora, motil dengan kemampuan menghasilkan neurotoksin botulinum.
Racun botulinum dapat menyebabkan penyakit kelumpuhan lembek yang parah pada manusia dan hewan lain dan merupakan racun paling kuat yang diketahui manusia, alami atau sintetis, dengan dosis mematikan 1,3-2,2 ng / kg pada manusia.
C. botulinum adalah kelompok beragam bakteri patogen yang pada awalnya dikelompokkan bersama oleh kemampuan mereka untuk menghasilkan toksin botulinum dan sekarang dikenal sebagai empat kelompok berbeda, C. botulinum kelompok I-IV. C. botulinum kelompok I-IV, serta beberapa jenis Clostridium butyricum dan Clostridium baratii, adalah bakteri yang bertanggung jawab untuk memproduksi toksin botulinum. [1]
C. botulinum bertanggung jawab atas botulisme bawaan makanan (konsumsi racun yang terbentuk sebelumnya), botulisme bayi (infeksi usus dengan C. botulinum pembentuk racun), dan botulisme luka (infeksi pada luka dengan C. botulinum). C. botulinum menghasilkan endospora tahan panas yang umumnya ditemukan di tanah dan mampu bertahan dalam kondisi buruk. [1]
C. botulinum umumnya dikaitkan dengan makanan kaleng yang menggembung; kaleng yang bentuknya melengkung disebabkan oleh peningkatan internal tekanan yang disebabkan oleh gas yang diproduksi oleh bakteri.
Bakteri Clostridium botulinum berbentuk batang yang anaerob obligat di alam, yang berarti oksigen beracun untuk mereka. Bakteri ini ditemukan dalam kondisi rendah oksigen, terutama di bawah sedimen laut. Ini Clostridium botulinum membentuk spora untuk bertahan hidup dalam kondisi iklim yang merugikan.
Emile van Ermengem pertama kali diidentifikasi dan diisolasi bakteri pada tahun 1895. Clostridium botulinum bertanggung jawab untuk menyebabkan botulisme. Pada botulisme, sistem saraf lumpuh oleh neurotoksin yang dihasilkan oleh bakteri. Gejala botulisme dapat diamati hanya dalam waktu 12-36 jam setelah seseorang mengkonsumsi makanan yang terkontaminasi dengan neurotoksin.
Clostridium botulinum adalah bakteri anaerobik yang menyebabkan botulisme. Ini organisme Gram-positif berbentuk batang, motil, dan memiliki spora yang sangat tahan terhadap sejumlah tekanan lingkungan seperti panas, asam tinggi dan dapat menjadi aktif dalam asam rendah.
Pengertian Clostridium Botulinum
Bakteri Clostridium botulinum berbentuk batang yang anaerob obligat di alam, yang berarti oksigen beracun untuk mereka. Bakteri ini ditemukan dalam kondisi rendah oksigen, terutama dibawah sedimen laut.
Clostridium botulinum adalah bakteri anaerobik yang menyebabkan botulisme. Ini organisme Gram-positif berbentuk batang, motil, dan memiliki spora yang sangat tahan terhadap sejumlah tekanan lingkungan seperti panas, asam tinggi dan dapat menjadi aktif dalam asam rendah (pH lebih dari 4,6) serta kelembaban lingkungan tinggi dengan suhu berkisar antara 3 ° C untuk 43 ° C (38 ° F sampai 110 ° F).
Ciri – Ciri Clostridium Botulinum
Clostridium botulinum membentuk spora untuk bertahan hidup dalam kondisi iklim yang merugikan. Emile van Ermengem yang pertama kali diindentifikasi dan diisolasi bakteri pada tahun 1895. Clostridium botulinum bertanggung jawab untuk menyebabkan botulisme.
Pada botulisme, sistem saraf lumpuh oleh neurotoksin yang dihasilkan oleh bakteri. Gejala botulisme dapat diamati hanya dalam waktu 12 hingga 36 jam setelah seseorang mengkonsumsi makanan yang terkontaminasi dengan neurotoksin.
Klasifikasi Ilmiah
| Kingdom: | Bacteria |
| Division: | Firmicutes |
| Class: | Clostridia |
| Order: | Clostridiales |
| Family: | Clostridiaceae |
| Genus: | Clostridium |
| Species: | Clostridium botulinum |
Karakteristik Umum
Spora memungkinkan bakteri untuk bertahan hidup dalam kondisi lingkungan yang merugikan dan menjadi bentuk vegetatif setelah kondisi menjadi lebih menguntungkan. Clostridium botulinum sering ditemukan pada tanah dan air. Meskipun bakteri dan spora sendiri tidak menyebabkan penyakit, produksi toksin botulinum adalah yang menyebabkan botulisme, kondisi lumpuh serius yang dapat mengakibatkan kematian.
Ada tujuh strain C. botulinum berdasarkan perbedaan antigenisitas antara racun, masing-masing ditandai oleh kemampuannya untuk menghasilkan neurotoksin protein, enterotoksin, atau haemotoxin.
Tipe A, B, E, dan F botulisme penyebab pada manusia, sementara jenis C dan D menyebabkan botulisme pada hewan dan burung. Tipe G diidentifikasi pada tahun 1970 tapi belum ditentukan sebagai penyebab botulisme pada manusia atau hewan.
Patogenesis
Botulisme adalah suatu keracunan akibat memakan makanan dimana Clostridium botulinum tumbuh dan menghasilkan toksin. Spora Clostridium botulinum tumbuh dalam keadaan anaerob, bentuk vegetative tumbuh dan menghasilkan toksin. Ada beberapa cara bakteri Clostridium botulinum masuk kedalam tubuh antara lain adalah sebagai berikut :
- Menelan makanan yang mengandung toksin Clostridium botulinum. Toksin botulinum dapat ditemukan dalam makanan yang belum ditangani dengan benar atau kaleng dan sering hadir dalam sayuran kaleng, daging, dan produk makanan laut. Penyebab paling sering adalah makanan kaleng yang bersifat basa, dikemas kedap udara, diasap, diberi rempah-rempah, yang dimakan tanpa dimasak lagi.
- Botulisme pada bayi terjadi ketika bayi menelan C. Botulinum spora yang berkecambah dan memproduksi toksin dalam intestine.
- Clostridium botulinum menginfeksi luka dan menghasilkan racun. Toksin dapat dibawa ke seluruh tubuh melalui aliran darah.
- Toksemia usus dewasa / kolonisasi terjadi dengan cara yang sama dengan botulisme pada bayi.
- Botulisme iatrogenik adalah kecelakaan overdosis racun, yang telah disebabkan oleh inhalasi disengaja oleh pekerja laboratorium.
Gejala Pathogenesis
Gejala klinis botulisme mulai 18-36 jam setelah konsumsi toksin dengan kelemahan, pusing dan kekeringan mulut. Mual dan muntah dapat terjadi. Neurologis segera mengembangkan fitur, termasuk penglihatan kabur, ketidakmampuan untuk menelan, kesulitan dalam berbicara, turun dari kelemahan otot rangka dan kelumpuhan pernapasan.
Toksin yang terdapat dalam makanan yang terkontaminasi oleh bakteri Clostridium botulinum dalam bentuk vegetatif maupun spora akan terserap oleh bagian atas dari saluran pencernaan di duodenum dan jejunum lalu melewati aliran darah hingga mencapai sinapsis neuromuskuler perifer.
Racun tersebut melakukan blokade terhadap penghantaran serabut saraf kolinergik tanpa mengganggu saraf adrenegik. Karena blokade itu, pelepasan asetilkolin terhalang. Efek ini berbeda dengan efek kurare yang menghalang-halangi efek asetil kolin terhadap serabut otot lurik. Maka dari itu efek racun botulisme menyerupai khasiat atropin, sehingga manifetasi klinisnya terdiri dari kelumpuhan flacid yang menyeluruh dengan pupil yang lebar (tidak bereaksi terhadapt cahaya), lidah kering, takikardi dan perut yang mengembung.
Kemudian otot penelan dan okular ikut terkena juga, sehingga kesukaran untuk menelan dan diplopia menjadi keluhan penderita. Akhirnya otot pernafasan dan penghantaran impuls jantung sangat terganggu, hingga penderita meninggal karena apnoe dan cardiac arrest.
Toksin Botulinum
Selama pertumbuhan Clostridium botulinum dan selama autolysis bakteri, toksin dikeluarkan ke dalam lingkungan sekitarnya. Dikenal tujuh varaiasi antigenic toksin (A-G). tipe A,B, dan E (kadang-kadang F) adalah penyebab utama penyakit pada manusia. Tipe A dan B dihubungkan dengan berbagai makanan, dan tipe E terutama pada hasil ikan.
Tipe C mengakibatkan leher lemas pada unggas; tipe D botiulisme pada mamalia. Toksin merupakan protein neurotoksik (BM 150.000) dengan struktur dan kerja yang mirip.
Toksin Clostridium botulinum merupakan substansi paling toksik yang diketahui. Dosis letal bagi manusia mungkin sekitar 1-2 µg. Toksin dirusak oleh pemanasan selama 20 menit pada suhu 1000C. pembentukan toksin dibawah kendali suatu gen virus.
Beberapa strain Clostridium botulinum pembentuk toksin menghasilkan bakteriofaga yang dapat menginfeksi strain nontoksigenik dan mengubahnya menjadi toksigenik. Racun botulinum sangat mirip dalam struktur dan fungsi terhadap toksin tetanus, tetapi berbeda secara efek klinis karena mereka menargetkan sel-sel yang berbeda dalam sistem saraf. Botulinum neurotoksin dominan mempengaruhi sistem saraf perifer mencerminkan preferensi toksin untuk stimulasi motor neuron pada sambungan neuromuskuler.
Gejala utama adalah kelemahan atau kelumpuhan lembek. Toksin tetanus dapat mempengaruhi sistem yang sama, namun tetanospasmin yang menunjukkan tropisme untuk penghambatan motor neuron sistem saraf pusat, dan efeknya terutama kekakuan dan kelumpuhan spastik.
Toksin botulinum disintesis sebagai rantai polipeptida tunggal dengan berat molekul sekitar 150 kDa. Dalam bentuk ini, racun tersebut memiliki potensi yang relatif rendah. Toksin ini dibentuk dari rantai ringan dan rantai berat yang diikat oleh pita disulfida. Rantai berat diduga untuk mengikat toksin secara spesifik dan kuat pada ujung saraf motorik dan dengan internalisasi toksin.
Rantai ringan menghambat pelepasan asetilkolin yang diperantai kalsium. Toksin bekerja dengan menghambat pelepasan asetilkolin pada sinaps dan hubungan saraf-otot, mengakibatkan paralisis flasid. Toksin dibelah oleh protease bakteri (atau mungkin oleh protease lambung) untuk menghasilkan dua rantai: rantai cahaya (fragmen A) dengan berat molekul 50 kDa, dan rantai berat (fragmen B), dengan berat molekul 100kDa.
Toksin Aksi
Toksin botulinum adalah spesifik untuk ujung saraf perifer pada titik di mana neuron motor merangsang otot. Toksin mengikat neuron dan mencegah pelepasan asetilkolin di celah sinaptik. Rantai berat toksin mengikat reseptor presinaptik. Daerah yang mengikat molekul toksin terletak di dekat terminal karboksi dari rantai berat. Terminal amino dari rantai berat diperkirakan membentuk saluran melalui membran dari neuron yang memungkinkan rantai cahaya untuk masuk.