Escherichia coli (E. coli) : Habitat, Morfologi, Karakteristik dan Pengobatan

Habitat E. coli

1. E. coli ditemukan oleh Theodor Escherich pada tahun 1885 setelah diisolasi dari kotoran bayi yang baru lahir.
2. E. coli adalah flora normal tubuh manusia.
3. Relung E.  coli tergantung pada ketersediaan nutrisi di dalam usus organisme inang.
4. Habitat utama E.  coli adalah di saluran gastrointestinal (GI) manusia dan banyak hewan berdarah panas lainnya.
5. Itu ditemukan di lendir atau epitel di dinding usus.
6. Paling sering ditemukan di usus besar usus besar.
7. Kebanyakan dari mereka tidak berbahaya dan oportunistik.
8. E. coli membentuk hubungan timbal balik dengan inangnya.
9. E. coli membantu penyerapan vitamin K dan vitamin lain di usus besar.
10. Ini adalah kelompok bakteri terbesar yang hidup di usus.
11. E. coli merupakan sekitar 0,1% sampai 1% dari bakteri saluran GI.
12. Ini adalah aerob fakultatif.
13. E. coli juga ditemukan dalam kotoran manusia.
14. Ketika E.  coli diekskresikan dari saluran usus, bakteri tersebut hanya mampu bertahan selama beberapa jam.
15. E. coli ditemukan di luar tubuh di lingkungan yang terkontaminasi tinja seperti air atau lumpur atau sedimen.
16. Jika E.  coli bersentuhan dengan sayuran mentah, ia berpotensi menempel pada daun sayuran.
17. E. coli juga dapat ditemukan di lingkungan yang bersuhu lebih tinggi, seperti di tepi sumber air panas.
18. E. coli juga ditemukan pada daging giling akibat proses pemotongan hewan.
19. Manusia kemungkinan besar tertular E.  coli O157: H7 yang ditemukan pada sapi.

Morfologi E. coli

1. E. coli adalah bakteri berbentuk batang gram negatif (-ve).
2. Ukurannya 1-3 x 0,4-0,7 µm dan volume 0,6 sampai 0,7 µm.
3. Itu diatur sendiri-sendiri atau berpasangan.
4. Ini motil karena flagela peritrichous .
5. Beberapa strain tidak motil.
6. Beberapa strain mungkin mengalami fimbriated. Fimbriae adalah tipe 1 (hemagglutinating & mannose-sensitive) dan terdapat pada strain motil dan non-motil.
7. Beberapa strain E.  coli yang diisolasi dari infeksi ekstra-usus memiliki kapsul polisakarida.
8. Mereka non-sporing.
9. Mereka memiliki dinding sel yang tipis dengan hanya 1 atau 2 lapisan peptidoglikan.
10. Mereka adalah anaerob fakultatif.
11. Pertumbuhan terjadi pada rentang suhu yang luas dari 15-45 ° C.

Struktur Antigenik

• Heat Stable Lipopolysaccharide (LPS) adalah antigen dinding sel utama E. coli .
• E. coli memiliki 4 antigen; yaitu unsur H, O, K dan F.

H atau Flagellar Antigen

• Panas dan protein labil alkohol
• Hadir di flagela
• Genus spesifik
• Hadir sebagai monofasik
• 75 antigen 'H' telah dikenali

O atau Antigen Somatik

• Tahan panas, tahan hingga mendidih hingga 2 jam. 30 menit
• Terjadi di permukaan membran luar
• Bagian integral dari dinding sel
• 173 antigen 'O' telah dikenali

K atau Capsular Antigen

• Panas labil
• Antigen polisakarida asam hadir dalam amplop
• Mendidih menghilangkan antigen K.
• Menghambat fagositosis
• 103 antigen 'K' telah dikenali

F atau Antigen Fimbrial

• Panaskan protein labil
• Hadir di fimbriae
• K88, K99 antigenStruktur Antigenik
• Heat Stable Lipopolysaccharide (LPS) adalah antigen dinding sel utama E. coli .
• E. coli memiliki 4 antigen; H, O, K dan F.

Karakteristik Bakteri E Coli

• E. coli adalah bakteri anaerob fakultatif.
• Suhu pertumbuhan optimumnya adalah 37 ° C dan berkisar antara 10 ° C sampai 40 ° C.

E. coli pada Media Pertumbuhan Nutrient Agar (NA)

1. Bakteri ini tampak besar, melingkar, cembung rendah, keabu-abuan, putih, lembab, halus, dan buram.
2. Bentuknya terdiri dari 2 bentuk: Bentuk Mulus (S) dan Bentuk Kasar (R).
3. Bentuk halus dapat diemulsi dalam larutan garam.
4. Karena subkultur berulang, ada variasi halus sampai kasar (variasi SR).

E. coli pada Media Pertumbuhan Blood Agar (BA)

1. Koloni besar, melingkar, abu-abu dan lembab.

2. Koloni hemolitik beta (β) terbentuk.

E. coli pada MacConkey Agar (MAC)

1. Koloni berbentuk lingkaran, lembab, halus dan tepinya seluruhnya.

2. Koloni tampak datar dan merah muda.

3. Mereka adalah koloni pemfermentasi laktosa.

E. coli pada Media Pertumbuhan Mueller Hinton Agar (MHA)

1. Koloni berwarna jerami pucat.

E. coli pada Media Pertumbuhan Agar Eosin Methylene Blue (EMB)

1. Koloni kemilau Metalik Hijau terbentuk.

E. coli pada Media Pertumbuhan m-ENDO Agar

1. Koloni berwarna hijau metalik.

2. Metabolisme laktosa dengan produksi aldehida dan asam.

E. coli pada Media Pertumbuhan Violet Red Bile Agar (VRBA)

1. Koloni merah (pink sampai merah) terbentuk.

2. Fluoresensi kebiruan di sekitar terlihat di sekitar koloni di bawah sinar UV.

E. coli pada Agar Cystine Lactose Electrolyte-Deficient (CLED)

1. koloni yang terbentuk berwarna kuning positif laktosa.

E. coli pada Media Pertumbuhan Cair

1. Bakteri ini menunjukkan pertumbuhan keruh yang homogen dalam 12-18 jam.

2. Bentuk R menggumpal secara spontan, membentuk endapan di dasar tabung reaksi.

3. Setelah inkubasi dalam waktu lama (> 72 jam), pelikel terbentuk di permukaan media cair.

4. Endapan berat terbentuk yang menyebar saat diguncang.

Karakteristik Biokimia Escherichia coli (E. coli)

Patogenisitas bakteri E. coli

• E. coli adalah anggota paling umum dan penting dari genus Escherichia .
• Termasuk bakteri Gram-negatif, fakultatif anaerobik, berbentuk batang yang biasanya ditemukan di usus bawah organisme berdarah panas (endoterm).
• Escherichia coli strain diklasifikasikan sebagai komensal mikrobiota E. coli , enterovirulent  E. coli , dan ekstraintestinal patogen  E. coli  atas dasar fitur genetik dan hasil klinis.
• Kebanyakan infeksi (kecuali meningitis neonatal dan gastroenteritis) bersifat endogen; yaitu, E. coli yang merupakan bagian dari flora mikroba normal pasien dapat menimbulkan infeksi bila pertahanan pasien terganggu (misalnya, melalui trauma atau penekanan kekebalan).
• Organisme ini dikaitkan dengan berbagai penyakit, termasuk gastroenteritis dan infeksi ekstra-usus seperti ISK, meningitis, dan sepsis.
• Sejumlah besar galur mampu menyebabkan penyakit, dengan beberapa serotipe dikaitkan dengan virulensi yang lebih besar.

Faktor Virulensi E. coli

• E. coli memiliki berbagai faktor virulensi.
• Selain faktor umum yang dimiliki oleh semua anggota famili Enterobacteriaceae, strain Escherichia memiliki faktor virulensi khusus yang dapat ditempatkan ke dalam dua kategori umum: adhesin dan eksotoksin.

ETEC ( E. coli enterotoksigenik )

Antigen faktor kolonisasi (CFA / I, CFA / II, CFA / III)

Racun tahan panas (LT-1); toksin tahan panas (STa)

EPEC (Enteropathogenic E. coli )

Bundle Forming Pili (BFP); intimin

EAEC (Enteroaggregative E. coli )

Fimbriae kepatuhan agregat (AAF / I, AAF / II, AAF / III)

Racun enteroaggregative heat-stable; toksin berkode plasmid

STEC ( E. coli penghasil racun Shiga )

BFP; intimin

Racun Shiga (Stx1, Stx2)

EIEC ( E. coli enteroinvasif )

Antigen plasmid invasif

Hemolysin (HlyA)

Uropathogen

P minum

Dr fimbriae

Bakteri E. coli dapat menyebabkan beberapa gejala kelinis diantaranya :

Gastroenteritis

• ETEC menyebabkan diare atau diare pada bayi pada bayi. Patogenesis melibatkan enterotoksin yang dimediasi plasmid, stabil panas (ST), dan labil panas (LT) yang merangsang hipersekresi cairan dan elektrolit.
• EPEC menyebabkan diare pada bayi di negara berkembang. Patogenesis melibatkan histopatologi A / E yang dimediasi plasmid, dengan gangguan struktur mikrovillus normal yang mengakibatkan malabsorpsi dan diare.
• EAEC menyebabkan diare pada bayi di negara berkembang dan mungkin negara maju bersama dengan diare perjalanan. Patogenesis melibatkan kepatuhan agregat yang dimediasi oleh plasmid pada batang ("batu bata bertumpuk") dengan pemendekan mikrovili, infiltrasi mononuklear, dan perdarahan; penurunan penyerapan cairan.
• STEC menyebabkan kolitis hemoragik. STEC berevolusi dari EPEC; Lesi A / E dengan kerusakan mikrovili usus, mengakibatkan penurunan absorpsi; patologi yang dimediasi oleh toksin Shiga sitotoksik (Stx1, Stx2), yang mengganggu sintesis protein
• EIEC menyebabkan penyakit yang jarang terjadi di negara berkembang dan maju. Patogenesis melibatkan invasi yang dimediasi oleh plasmid dan penghancuran sel epitel yang melapisi usus besar.

Infeksi saluran kemih

• Kebanyakan batang gram negatif yang menghasilkan ISK berasal dari usus besar, mencemari uretra, naik ke kandung kemih, dan dapat berpindah ke ginjal atau prostat.
• Meskipun sebagian besar galur E. coli dapat menyebabkan ISK, penyakit ini lebih sering terjadi pada serogrup spesifik tertentu.
• Bakteri ini sangat mematikan karena kemampuannya untuk menghasilkan adhesin (terutama P pili, AAF / I, AAF / III, dan Dr) yang mengikat ke sel-sel yang melapisi kandung kemih dan saluran kemih bagian atas (mencegah pembuangan bakteri dalam urin yang berkemih) dan hemolysin HlyA yang melisiskan eritrosit dan jenis sel lainnya (menyebabkan pelepasan sitokin dan stimulasi respons inflamasi).

Sepsis

• Ketika pertahanan tubuh yang normal tidak memadai, E. coli dapat mencapai aliran darah dan menyebabkan sepsis.
• Bayi baru lahir mungkin sangat rentan terhadap E coli sepsis karena mereka kekurangan antibodi IgM.
• Sepsis dapat terjadi akibat infeksi saluran kemih.

Meningitis

• Streptokokus E. coli dan grup B adalah penyebab utama meningitis pada bayi.
• Sekitar 75% E coli dari kasus meningitis memiliki antigen K1.
• Antigen ini bereaksi silang dengan polisakarida kapsul grup B dari N meningitidis .
• Mekanisme virulensi terkait dengan antigen K1 tidak dipahami.

Tanda-tanda klinis terkena E Coli :

Gastroenteritis

• diare berair atau berdarah
• muntah
• kram
• mual
• demam ringan
• dehidrasi
• kram perut

Infeksi saluran kemih

Bakteri yang paling umum ditemukan menyebabkan ISK adalah  Escherichia coli  ( E. coli ). Bakteri lain dapat menyebabkan ISK, tetapi   hampir 90 persen penyebabnya adalah E. coli . Manifestasi utama dari infeksi meliputi:

• Dorongan yang kuat dan terus menerus untuk buang air kecil
• Sensasi terbakar saat buang air kecil
• Tekanan panggul
• Ketidaknyamanan perut bagian bawah
• Sering buang air kecil yang menyakitkan
• Darah dalam urin

Meningitis bakteri akut

• Bayi baru lahir dengan  meningitis E. coli datang dengan gejala demam dan gagal tumbuh atau tanda neurologis abnormal.
• Temuan lain pada neonatus termasuk penyakit kuning, penurunan makan, periode apnea, dan kelesuan.
• Pasien yang berusia kurang dari 1 bulan datang dengan gejala iritabilitas, lesu, muntah, kurang nafsu makan, dan kejang.

Diagnosis Laboratorium E. coli

Infeksi saluran kemih

• Sebagian besar spesimen urin diperoleh dari pasien dewasa melalui teknik clean-catch midstream.
• Bakteriuria dapat dideteksi secara mikroskopis menggunakan pewarnaan Gram pada spesimen urine yang tidak disentrifugasi, pewarnaan Gram pada spesimen yang disentrifugasi, atau pengamatan langsung bakteri pada spesimen urine.
• Pada pewarnaan, E coli muncul sebagai bakteri berbentuk batang Gram negatif yang tidak membentuk spora
• Kultur urin rutin harus dilapisi dengan menggunakan loop yang dikalibrasi untuk metode semi-kuantitatif.
• Catatan: Kriteria yang paling umum digunakan untuk menentukan bakteriuria yang signifikan adalah adanya ⩾10 5 CFU per mililiter urin.
• Jenis media yang digunakan untuk kultur rutin harus dibatasi pada agar darah dan agar MacConkey.
• Biakan urin harus diinkubasi semalaman pada suhu 35 ° C – 37 ° C di udara ambien sebelum dibaca.

Tes / Reaksi

E. coli biasanya menghasilkan hasil tes positif untuk indole, lisin dekarboksilase, laktosa, dan fermentasi manitol dan menghasilkan gas dari glukosa. Isolat dari urin dapat dengan cepat diidentifikasi sebagai E. coli melalui hemolisisnya pada agar darah, morfologi kolonial khas dengan “kemilau” warna-warni pada media diferensial seperti agar EMB, dan hasil uji spot indole positif. Lebih dari 90% isolat E. coli positif mengandung β-glukuronidase menggunakan substrat 4-methylumbelliferyl-β-glukuronida (MUG).

Gastroenteritis

• ETEC: immunoassay komersial tersedia untuk mendeteksi ST dalam spesimen dan kultur klinis; Tes PCR digunakan dengan spesimen klinis.
• EPEC: Karakteristik kepatuhan pada sel HEp-2 atau HeLa; probe dan tes amplifikasi dikembangkan untuk pili pembentuk bundel yang dikodekan plasmid dan target gen di pulau patogenisitas “locus of enterocyte effacement”.
• EAEC: Karakteristik kepatuhan pada sel HEp-2; Probe DNA dan tes amplifikasi dikembangkan untuk plasmid yang dilestarikan.
• STEC: Screen untuk O157: H7 dengan sorbitol MacConkey agar; konfirmasi dengan serotipe; immunoassay (ELISA, aglutinasi lateks) untuk mendeteksi toksin Stx dalam spesimen tinja dan bakteri yang dibiakkan; Tes amplifikasi DNA dikembangkan untuk gen Stx.
• EIEC: Tes Sereny (guinea pig keratoconjunctivitis); uji plak dalam sel HeLa; probe dan tes amplifikasi untuk gen yang mengatur invasi (tidak dapat membedakan antara EIEC dan Shigella ).

Pengobatan dari Infeksi E. Coli

cara mengobati jika kamu terkena e coli adalah sebagai berikut :

1. Sulfonamid, ampisilin, sefalosporin, fluoroquinolon, dan aminoglikosida memiliki efek antibakteri yang nyata terhadap enterik, tetapi variasi dalam kerentanan sangat bagus, dan uji laboratorium untuk kerentanan antibiotik sangat penting.
2. Meningitis E. coli membutuhkan antibiotik, seperti sefalosporin generasi ketiga (misalnya seftriakson).
3. E. coli pneumonia membutuhkan bantuan pernapasan, oksigenasi yang memadai, dan antibiotik, seperti sefalosporin generasi ketiga atau fluoroquinolon.
4. Dalam kebanyakan kasus penyakit diare, antibiotik tidak diresepkan. Cara terbaik untuk mengobati  infeksi E coli adalah dengan minum banyak cairan untuk menghindari dehidrasi dan istirahat sebanyak mungkin. Namun, pasien harus menghindari produk susu karena produk tersebut dapat menyebabkan intoleransi laktosa sementara, dan karenanya memperburuk diare.

Pencegahan dan Kontrol dari infeksi E. coli

• Sangat disarankan agar berhati-hati dalam hal makanan dan minuman di daerah-daerah di mana sanitasi lingkungan buruk dan pengobatan dini dan singkat (misalnya, dengan ciprofloxacin atau trimethoprim-sulfamethoxazole) diganti untuk profilaksis.
• Pengendaliannya tergantung pada cuci tangan, asepsis yang ketat, sterilisasi peralatan, desinfeksi, pengekangan dalam terapi intravena, dan tindakan pencegahan yang ketat dalam menjaga saluran kemih tetap steril (misal, Drainase tertutup).