TUGAS

Mikrobiologi dan Virologi

Mycobacterium tuberculosis

Oleh

Putra Rahmadea Utami

Dosen Pembimbing : DR. Phil Nat Periadnadi

Program Pasca Sarjana Biomedik

Universitas Andalas

2014/2015

1.1 Latar Belakang

Penyakit Tuberkulosis (TB) masih merupakan masalah kesehatan di dunia. Diperkirakan

sepertiga penduduk dunia telah terkena penyakit ini. Pada tahun 2009, terdapat sekitar 9,4 juta

insiden kasus TB secara global. Prevalensi di dunia mencapai 14 juta kasus atau sama dengan

200 kasus per 100.000 penduduk.1Survei Kesehatan Rumah Tangga (SKRT) pada tahun 1992

TB paru di Indonesia menduduki urutan kedua penyebab kematian terbanyak (11,4%) (Hudoyo ;

Aditama, 2009).

Menurut Departemen Kesehatan, kini penanggulangan TB di Indonesia menjadi lebih

baik, data statistik World Health Organization (WHO) menunjukkan Indonesia turun dari

peringkat tiga menjadi peringkat ke lima dunia dengan jumlah insiden terbanyak TB pada tahun

2009 setelah India, China, Afrika Selatan, dan Nigeria. Beberapa hasil dan pencapaian program

TB, menurut Tjandra Yoga angka keberhasilan pengobatan TB di Indonesia naik sebesar 91%

pada tahun 2008. Target pencapaian angka penemuan kasus TB Paru Case Detection Rate (CDR)

tahun 2009 sudah mencapai 73,1%. Insiden TB Paru sejak tahun 1998 sampai tahun 2005

trennya menurun dan rata-rata penurunan insiden TB Paru positif tahun 2005-2007 adalah 2,4%

(Depkes). Namun masih terdapat pula tantangan dalam pengobatan TB di dunia dan Indonesia,

antara lain kegagalan pengobatan, putus pengobatan, pengobatan yang tidak benar sehingga

mengakibatkan terjadinya kemungkinan resistensi primer kuman TB terhadap obat anti

Tuberkulosis atau Multi Drug Resistance (MDR) (Hudoyo ; Aditama, 2009 ; WHO Report).

.

Tuberkulosis adalah suatu infeksi menular dan bisa berakibat fatal, yang disebabkan oleh

Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium bovis atau Mycobacterium africanum.

Tuberkulosis menunjukkan penyakit yang paling sering disebabkan oleh Mycobacterium

tuberculosis, tetapi kadang disebabkan oleh M.bovis atau M.africanum. Bakteri lainnya

menyebabkan penyakit yang menyerupai tuberkulosis, tetapi tidak menular dan sebagian besar

memberikan respon yang buruk terhadap obat-obatan yang sangat efektif mengobati

tuberkulosis. Tuberkulosis ditularkan melalui udara yang terkontaminasi oleh bakteri M.

tuberculosis. Udara terkontaminasi oleh bakteri karena penderita tuberkulosis aktif melepaskan

bakteri melalui batuk dan bakteri bisa bertahan dalam udara selama beberapa jam. Janin bisa

tertular dari ibunya sebelum atau selama proses persalinan karena menghirup atau menelan

cairan ketuban yang terkontaminasi. Bayi bisa tertular karena menghirup udara yang

mengandung bakteri. Di negara-negara berkembang, anak-anak terinfeksi oleh mikobakterium

lainnya yang menyebabkan tuberkulosis. Organisme ini disebut M. bovis, yang bisa disebarkan

melalui susu yang tidak disterilkan. Sistem kekebalan seseorang yang terinfeksi oleh tuberkulosis

biasanya menghancurkan bakteri atau menahannya di tempat terjadinya infeksi. Kadang bakteri

tidak dimusnahkan tetapi tetap berada dalam bentuk tidak aktif (dorman) di dalam makrofag

(sejenis sel darah putih) selama bertahun-tahun.

Sekitar 80% infeksi tuberkulosis terjadi akibat pengaktivan kembali bakteri yang dorman.

Bakteri yang tinggal di dalam jaringan parut akibat infeksi sebelumnya (biasanya di puncak salah

satu atau kedua paru-paru) mulai berkembangbiak. Pengaktivan bakteri dorman ini bisa terjadi

jika sistem kekebalan penderita menurun (misalnya karena AIDS, pemakaian kortikosteroid atau

lanjut usia). Biasanya seseorang yang terinfeksi oleh tuberkulosis memiliki peluang sebesar 5%

untuk mengalami suatu infeksi aktif dalam waktu 1-2 tahun. Tuberkulosis aktif biasanya dimulai

di paru-paru (tuberkulosis pulmoner). Tuberkulosis yang menyerang bagian tubuh lainnya

(tuberkulosis ekstrapulmoner) biasanya berasal dari tuberkulosis pulmoner yang telah menyebar

melalui darah. Infeksi bisa tidak menyebabkan penyakit, tetapi bakteri tetap hidup dorman di

dalam jaringan parut yang kecil. Tuberkulosis milier adalah Tuberkulosis yang bisa berakibat

fatal dapat terjadi jika sejumlah besar bakteri menyebar ke seluruh tubuh melalui aliran darah.

Infeksi ini disebut tuberkulosis milier, karena menyebabkan terbentuknya jutaan luka kecil

seukuran jewawut (makanan burung). Gejala tuberkulosis milier bisa sangat samar dan sulit

dikenali; yaitu berupa penurunan berat badan, demam, menggigil, lemah, tidak enak badan dan

gangguan pernafasan. Jika menyerang sumsum tulang, bisa terjadi anemia berat dan kelainan

darah lainnya, yang menyerupai leukemia. Pelepasan bakteri sewaktu-waktu ke dalam aliran

darah dari luka yang tersembunyi bisa menyebabkan demam yang hilang-timbul, disertai

penurunan berat badan secara bertahap. MDR TB merupakan penyakit TB yang telah mengalami

resisten terhadap isoniazid (INH) dan rifampicin serta satu atau lebih obat anti tuberkulosis

(OAT) berdasarkan pemeriksaan laboratorium yang terstandar2 . Estimasi jumlah kasus MDR TB

di dunia mencapai 440.000 pada tahun 2008 (WHO Report). Untuk Indonesia sendiri berada

pada urutan ke delapan kasus MDR TB dari 27 negara dengan kasus MDR TB terbanyak

(Depkes). Peran pemerintah sangat diharapkan dalam penanganan kasus TB resisten OAT ini

mulai dari perencanaan program penanggulangan, pengobatan dan pencegahan. Sayangnya

masih terdapat tantangan besar yakni tidak ada data WHO mengenai kasus MDR TB di

Indonesia tahun 2009 (WHO) . terbatasnya laboratorium tersertifikasi dan RS rujukan MDR TB

menjadi masalah baru dalam pengobatan MDR TB (Disniati, 2010).

Pengobatannya yang lama dan sulit jika tidak diobati secara serius dan tuntas akan

meningkatkan jumlah penyebaran TB resistensi obat. Berdasarkan penjelasan di atas, hingga saat

ini belum ditemukan informasi yang detail membahas secara komperhensif faktor-faktor yang

berpengaruh terhadap keberhasilan pengobatan kasus TB resistensi obat, sehingga perlu adanya

penelitian lebih lanjut yang membahas tentang faktor-faktor ini ditinjau dari aspek program

pemerintah, aspek individu, pengobatan, dan lingkungan. Penelitian ini diharapkan dapat

meningkatkan angka cure rate terhadap pengobatan TB resisten OAT yang cenderung sulit

diobati.

1.2 Pembahasan Mycobacterium tuberculosis

1.2.1 Karakteristik Bakteri

Genus Mycobacterium merupakan kelompok bakteri Gram positip, berbentuk batang,

berukuran lebih kecil dibandingkan bakteri lainnya. Genus ini mempunyai karakteristik unik

karena dinding selnya kaya akan lipid, dan lapisan tebal peptidoglikan yang mengandung

arabinogalaktan, lipoarabinomanan dan asam mikolat. Asam mikolat tidak biasa dijumpai pada

bakteri dan hanya dijumpai pada dinding sel Mycobacterium dan Corynebacterium. Bersifat

tahan asam sehingga dikenal juga sebagai Basil Tahan Asam (BTA). Bakteri ini pertama kali

ditemukan oleh Robert Koch pada tanggal 24 Maret 1882, sehingga untuk mengenang jasanya

bakteri tersebut diberi nama baksil Koch Bahkan, penyakit TBC pada paru-paru kadang disebut

sebagai Koch Pulmonum (KP) (Poeloengan et. al, 2007).

Mycobacterium tuberculosis (MTB) dibedakan dari sebagian besar bakteri dan

mikobakteri lainnya karena bersifat patogen, dan dapat berkembang biak dalam sel fagosit

hewan dan manusia. Pertumbuhan Mycobacterium tuberculosis relatif lambat dibandingkan

Mycobacterium lainnya. Mycobacterium tuberculosis tidak menghasilkan endotoksin maupun

eksotoksin. Bahkan, penyakit TBC pada paru-paru kadang disebut sebagai Koch Pulmonum

(KP) (Poeloengan et. al, 2007).

Mycobacterium tuberculosis (MTB) dibedakan dari sebagian besar bakteri dan

mikobakteri lainnya karena bersifat patogen, dan dapat berkembang biak dalam sel fagosit

hewan dan manusia. Pertumbuhan Mycobacterium tuberculosis relatif lambat dibandingkan

Mycobacterium lainnya. Mycobacterium tuberculosis tidak menghasilkan endotoksin maupun

eksotoksin.

Bagian selubung Mycobacterium tuberculosis mempunyai sifat pertahanan khusus terhadap

proses mikobakterisidal sel hospes. Dinding sel yang kaya lipid akan melindungi mikobakteri

dari proses fagolisosom, hal ini dapat menerangkan mengapa mikobakteri dapat hidup pada

makrofag normal yang tidak teraktivasi (Handayani, S., 2008).

Selain bersifat patogen Mycobacterium tuberculosis dapat berfungsi sebagai ajuvan yaitu

komponen bakteri yang dapat meningkatkan respon imun sel T dan sel B apabila dicampur

dengan antigen terlarut. Ajuvan yang banyak digunakan dalam laboratorium adalah Freund's

ajuvan yang terdiri dari M. tuberculosis yang telah dimatikan dan disuspensikan dalam minyak

kemudian diemulsikan dengan antigen terlarut (Handayani, S., 2008). Bakteri ini berbentuk

batang lurus atau sedikit melengkung, tidak berspora, dan tidak berkapsul. Bakteri ini berukuran

lebar 0,3 – 0,6 μm dan panjang 1 – 4 μm. Dinding Mycobacterium tuberculosis sangat kompleks,

terdiri dari lapisan lemak cukup tinggi (60%). Penyusun utama dinding sel Mycobacterium

tuberculosis ialah asam mikolat, lilin kompleks, dan trehalosa dimikolat yang disebut cord

factor. Asam mikolat merupakan asam lemak berantai panjang yang dihubungkan dengan

arabinogalaktan oleh ikatan glikolipid, dan dengan peptidoglikan oleh jembatan fosfodiester.

Unsur lain yang terdapat pada dinding sel bakteri adalah polisakarida sepereti arabinogalaktan

dan arabinomanan. Struktur dinding sel yang kompleks tersebut menyebabkan bakteri

Mycobacterium tuberculosis bersifat tahan asam, yaitu apabila sekali diwarnai akan tetap tahan

terhadap upaya penghilangan zat warna tersebut dengan larutan asam – alkohol (Poeloengan et.

al, 2007). Mycobacterium tuberculosis bersifat obligat aerob, sehingga hanya bisa hidup pada

keadaan kandungan oksigen tinggi. Dalam es atau keadaan dingin, bakteri ini dapat bertahan

selama bertahun-tahun, berada dalam keadaan dormant (tidak aktif). Pertumbuhannya dalam

suatu medium pertumbuhan (juga dalam hewan) sangat lambat. Diperlukan waktu paling cepat

dua belas jam bagi bakteri ini untuk menggandakan dirinya didalam medium kaya nutrisi.

Konsentrasi lemak yang tinggi menyebabkan bakteri ini mempunyai sifat-sifat khusus, yaitu

hidrofobik, tahan asam, impermeabel bila diwarnai, tahan serangan antibodi dan

pertumbuhannya lambat (Pfyffer, G.B., 2003). Komponen antigen ditemukan di dinding sel dan

sitoplasma, yaitu komponen lipid, polisakarida dan protein. Karakteristik antigen Mycobacterium

tuberculosis dapat diidentifikasi dengan menggunakan antibodi monoklonal. Bakteri/basil ini

cenderung lebih resisten terhadap agen kimia daripada bakteri lainnya karena sifat hidrofobik

permukaan selnya. Basil tuberkel resisten terhadap kekeringan dan bertahan hidup dalam waktu

yang lama dalam sputum yang kering ( Jawetz et al., 2005 ).

Genom Mycobacterium tuberculosis mempunyai ukuran 4,4 Mb dengan kandungan

guanin (G) dan sitosin (C) terbanyak. Dari hasil pemetaan gen, telah diketahui lebih dari 165 gen

dan penanda genetik yang dibagi dalam 3 kelompok. Kelompok I gen yang merupakan sekuen

DNA mikobakteria yang selalu ada sebagai DNA target, kelompok II merupakan sekuen DNA

yang menyandi protein, sedangkan kelompok III adalah sekuen DNA ulangan seperti elemen

sisipan. Gen pab dan gen groEL masing – masing menyandi protein berikatan fosfat misalnya

protein 38 kDa dan protein kejut panas (heat shock protein) seperti protein 65 kDa, gen katG

menyandi katalase – peroksidase dan gen 16SrRNA menyandi protein ribosomal S12, sedangkan

gen rpoB menyandi RNA polimerase. Sekuen sisipan DNA (IS) adalah elemen genetik yang

mobile. Lebih dari 16 IS ada dalam mikobakteria, antara lain IS6110, IS1081 dan elemen seperti

IS (IS-like element). Deteksi gen tersebut dapat dilakukan dengan teknik PCR (Cole, S.T. and

Barrell, B.G., 1998).

Gambar 1. Mycobacterium tuberculosis (www.microbiologi.co.id)

1.2.3 Cara infeksi bakteri

Penyakit TB (Tuberculosis) biasanya menular melalui udara yang tercemar dengan

bakteri/basil M. tuberculosis yang dilepaskan pada saat penderita TB batuk, dan pada anak-anak

sumber infeksi umumnya berasal dari penderita TB dewasa. Basili ini sering masuk dan

terkumpul di dalam paru-paru, akan berkembang biak menjadi banyak (terutama pada orang

dengan daya tahan tubuh yang rendah), dan dapat menyebar melalui pembuluh darah atau

kelenjar getah bening. Oleh sebab itulah infeksi TB dapat menginfeksi hampir seluruh organ

tubuh seperti: paru-paru, otak, ginjal, saluran pencernaan, tulang, kelenjar getah bening, dan lain-

lain, meskipun demikian organ tubuh yang paling sering terkena yaitu paru-paru.

Saat Mycobacterium tuberculosis berhasil menginfeksi paru-paru, maka dengan segera

akan tumbuh koloni bakteri yang berbentuk globular (bulat). Biasanya melalui serangkaian

reaksi imunologis, bakteri TB ini akan berusaha dihambat melalui pembentukan dinding

disekeliling bakteri itu oleh sel-sel paru. Mekanisme pembentukan dinding itu membuat jaringan

disekitarnya menjadi jaringan parut, dan bakteri TB akan menjadi dormant (istirahat). Bentuk-

bentuk dormant inilah yang sebenarnya terlihat sebagai tuberkel pada pemeriksaan foto rontgen.

Pada sebagian orang dengan sistem imun yang baik, bentuk ini akan tetap dormant sepanjang

hidupnya. Sedangkan pada orang-orang dengan sistem kekebalan tubuh yang kurang, bakteri ini

akan mengalami perkembangbiakan, sehingga tuberkel bertambah banyak. Tuberkel yang

banyak ini membentuk sebuah ruang didalam paru-paru. Ruang inilah yang nantinya menjadi

sumber produksi sputum (dahak). Seseorang yang telah memproduksi sputum dapat diperkirakan

sedang mengalami pertumbuhan tuberkel berlebih dan positif terinfeksi TB.

1.2.4. Patogenesis Tuberkulosis

Paru merupakan jalan utama masuknya Mycobacterium tuberculosis melalui udara, yaitu

dengan inhalasi droplet. Hanya droplet ukuran 1-5 mikron yang dapat melewati sistem

mukosiliar saluran nafas, sehingga dapat mencapai dan bersarang di bronkiolus serta alveoli.

Tuberkulosis primer terjadi pada individu yang terpapar pertama kali dengan basil

tuberkulosis, sedangkan tuberkulosis paru kronik (reaktivasi atau pasca primer), adalah hasil

reaktivasi infeksi tuberkulosis pada suatu fokus dorman yang terjadi beberapa tahun lalu. Faktor-

faktor yang berpengaruh terhadap reaktivasi belum dipahami secara keseluruhan (Handayani, S.,

2008)

Organ tubuh yang paling banyak diserang tuberkulosis adalah paru, beberapa penelitian

menunjukkan adanya kenaikan limfosit alveolar, netrofil pada sel bronkoalveolar dan HLA-DR

pada pasien tuberkulosis paru. Patogenesis tuberkulosis dimulai dari masuknya bakteri sampai

timbulnya berbagai gejala klinis yang digambarkan pada gambar 2.

Respon imunologik terhadap infeksi TB berupa imunitas seluler dan hipersensitiviti tipe lambat

(delayed-type hypersensitivity). Apabila respons imun lemah atau gagal maka terjadi TB aktif

pada individu yang terinfeksi. Imuniti seluler menyebabkan proliferasi limfosit T-cluster of

differentition (CD4), dan memproduksi sitokin lokal sebagai respons terhadap antigen yang

dikeluarkan M.Tb limfosit T helper 1 (Th1), yang mengaktifkan makrofag sedangkan limfosit T

helper 2 (Th2) menambah sistesis antibodi humoral dan kemudian memproduksi sitokin lokal,

tumor necrosing factor alfa (TNFa) dan interferon gamma (INFg). Sitokin akan menarik monosit

darah ke lesi TB dan mengaktifkannya. Monosit aktif atau makrofag dan limfosit – TCD4

memproduksi enzim lisosim, oksigen radikal, nitrogen intermediate dan interleukin-2 (Ulrichs,

T. and Kaufmann, S.H.E., 2003; Divangahi et al., 2009).

Basil yang terhirup

Basil mencapai paru, masuk ke makrofag

Basil berkembang dalam makrofag

Mulai terbentuk lesi (caseous necrosis)

Lesi mengeras lesi mencair basil keluar lewat sputum

Menyebar ke darah dan Organ lain

Kematian

Aktivasi makrofag

Basil berhenti tumbuhMenurunnya imunitas

reaktivasi

Gambar 2.

1.3 Kesimpulan dan Saran

1.3.1 Kesimpulan

Mycobacterium tuberculosis merupakan penyebab tuberculosis sejenis kuman berbentuk batang

dengan ukuran panjang 1-4/µm dan tebal 0.3-0.6/ µm.  Jenis bakteri ini pertama kali ditemukan

oleh seseorang yang bernama Robert Koch pada tanggal 24 Maret 1882. Keluhan yang dirasakan

pasien tuberculosis dapat bermacam-macam atau mungkin banyak pasien ditemukan tuberculosis

paru tanpa keluhan sama sekali dalam pemeriksaan kesehatan, Keluhan yang ada berupa demam,

batuk atau batuk berdarah, malaise, sesak nafas dan nyeri dada.  Bakteri ini bila sering masuk

dan terkumpul di dalam paru-paru akan berkembang biak menjadi banyak (terutama pada orang

dengan daya tahan tubuh yang rendah). Dengan demikian, bahwa penyakit tuberculosis (TBC)

itu disebabkan karena adanya bakteri Mikobakterium tuberkulosa. Oleh karena itu untuk

mencegah penularan penyakit ini sebaiknya harus menjaga kebersihan diri dan lingkungan.

Tuberkulosis juga penyakit yang harus benar-benar segera ditangani dengan cepat. 

1.3.2Saran

Saran yang paling tepat untuk mencegah penyakit tuberkulosis adalah

Meningkatkan daya tahan tubuh dengan makanan bergizi TBC adalah penyakit yang dapat

disembuhkan, untuk mencapai hal tersebut penderita dituntut untuk minum obat secara benar

sesuai yang dianjurkan oleh dokter serta teratur untuk memeriksakan diri ke klinik/puskesmas

serta pendidikan/penyuluhan kesehatan perlu ditingkatkan dan dilaksanakan secara intensif

kepada : individu, keluarga, kelompok masyarakat, tentang cara penularan dan cara pencegahan,

pemberantasan, penanggulangan, pengobatan penyakit Tuberculosis Paru, agar masyarakat dapat

berperan serta aktif untuk memelihara dan meningkatkan derajat kesehatannya serta dapat segera

memeriksakan kesehatannya.

\

DAFTAR PUSTAKA

Cole, S.T., Barrell, B.G., 1998 : Analysis of the genome of M. tuberculosis H37Rv . Dalam Novartis 217 : genetics and Tuberculosis. John Wiley&Sons Ltd. Chichester-New York-Weinheim-Brisbane-Singapore-Toronto. p. 160-166.

Departemen Kesehatan RI. Penanggulangan TB kini lebih baik. Available from http://www.depkes.go.id/index.php/berita/pressrelease/1348 penanggulangan-tb-kini-lebih-baik.html

Divangahi, M., Chen, M., Gan, H., Desjardins, D., Hickman, T.T., Lee, D.M., Fortune, S., Behar, S.M., remold, H.G. 2009 : Mycobacterium tuberculosis evades macrophage defenses by inhibiting plasma membrane repair. Nature Immunology Volume 10 No.8 . p. 899-901

Handayani, S. 2008 : Respon Imunitas Seluler pada Infeksi Tuberkulosis Paru. Cermin Dunia Kedokteran dalam www._kalbe_com .

Jawetz, Melnick, Adelberg. 2005 : Mikrobiologi Kedokteran, Salemba Medika Jakarta.

Poeloengan, M, I. Komala and S.M. Noor ( 2007) : Bahaya dan Penanganan Tuberculosis. Lokakarya Nasional Zoonosis . Balai Penelitian Veteriner Bogor. Pfyffer G.E. 2003 : Laboratory Diagnosis of Tuberculosis. Dalam Mycobacteria and TB. Issues Infect Dis. Basel , Karger, Vol.2 , p. 67-83.

Ulrichs, T., Kaufmann , S.H.E. 2003 : Immunology and Persistence. Dalam Mycobacteria and TB. Issues Infect Dis. Basel , Karger, Vol.2 , p. 122-127.

Sutoyo Dianiati K. Multi Drug Resistance (MDR) pada Tuberkulosis. J Respir Indo 2010; 30:72-74

Tulak A, Hudoyo A, Aditama TY. Pengobatan MDR-TB Dengan Ofloksasin. Jurnal Tuberkulosis Indonesia [serial on internet]. No Date [cited 2009 Des 10].Availablefromhttp://www.isjd.pdii.lipi.go.id/admin/jurnal/420761418.pdf

World Health Organization. Global Tuberculosis Control: WHO Report2010.Available from http://whqlibdoc.who.int/publications/2010/9789241564069_eng.pdf

World Health Organization. Indonesia TB Country Profile. Available from http://whqlibdoc.who.int/publications/2010/9789241547833_eng.pdf