A.   Sejarah bakteri Shigella dysenteriae

Shigella dysenteriae ditemukan oleh Shiga (1889 & 1901), Kruse (1900), dan Schmitzii (1927) merupakan salah satu dari 4 spesies Shigella (S. dysenteriae, S. flexneri, S. boydii, S. sonnei). Shigella spp. merupakan bakteri penyebab disentri atau shigellosis pada manusia dan beberapa primata yang telah dikenali sejak tahun 1890an. Shigella spp. endemik di daerah Afrika, Asia, dan Amerika Latin. Shigellosis merupakan penyakit diare yang disebabkan terjadinya inflamasi akut pada tractus intestinum.

B.            Defenisi bakteri Shigella dysenteriae

Genus Shigella ditemukan sebagai penyebab bacillary disentri oleh ahli mikrobiologi Jepang, Kiyoshi Shiga pada 1898. Shigella adalah penyakit yang ditularkan melalui makanan atau air. Organisme Shigella menyebabkan disentri basiler dan menghasilkan respons inflamasi pada kolon melalui enterotoksin dan invasi bakteri.

 Bakteri Shigella dysenteriae dapat menyebabkan penyakit disentri basilar. Disentri basilar adalah infeksi usus besar oleh bakteri patogen genus Shigella. Shigella dysenteriae merupakan penyebab penyakit yang paling ganas dan menimbulkan epidemi hebat di daerah tropis dan subtropis (Soedarto,1996). Pengobatan infeksi dapat digunakan dengan antibiotik yang telah diresepkan secara luas seperti pada saat sekarang ini (Gould and Brooker, 2003).

Shigellosis adalah infeksi enterik invasif akut yang disebabkan oleh bakteri yang masuk kedalam genus Shigella, secara klinis ditunjukkan dengan diare yang sering berdarah. Shigellosis banyak menjadi endemik di banyak negara berkembang dan juga menjadi epidemi yang menyebabkan cukup morbiditas dan kematian.

Di antara empat jenis shigella, Shigella dysenteriae tipe 1 ( sd1 ) merupakan yang penting karena dapat menyebabkan penyakit yang paling parah dan dapat menjadi epidemi di daerah besar. Kendala utama untuk mengontrol Shigellosis adalah cepat menyebarnya Shigella dari orang ke orang dan perlawanan antimikrobial yang berkembang cepat.

Makanan yang sering terkontaminasi Shigella adalah salad, sayuran segar (mentah), susu dan produk susu, serta air yang terkontaminasi. Sayuran segar yang tumbuh pada tanah terpolusi dapat menjadi faktor penyebab penyakit, seperti disentri basiler atau Shigellosis yang disebabkan oleh Shigella. Menurut USFDA (1999), diperkirakan 300.000 kasus Shigellosis terjadi di Amerika Serikat setiap tahun.

Dengan perlakuan secara biokimia shigella relative menjadi tidak aktif bila dibandingkan dengan spesies Escherichia. Studi-studi yang berkaitan tentang DNA telah menunjukkan bahwa mereka masuk dalam genus yang sama, nmaun pengelompokan keduanya tetap dipertahankan karena tidak seperti Escherichia, kebanyakan Shigella adalah patogen dan berpotensi menyebabkan penyakit yang parah.

C.        Organisme dan karakteristik

Bentuk           : Cocobasil

Susunan        : tunggal

Warna            : merah

Sifat              : gram negative

1.   Sistematika dan klasifikasi Shigella dysenteriae

Sistematika dari Shigella dysenteriae adalah sebagai berikut:

Kingdom : Bacteria

Phylum            : Proteobacteria

Ordo                : Enterobacteriales

Famili              : Enterobacteriaceae

Genus              : Shigella

Spesies            : Shigella dysenteriae

Spesies shigella diklasifikasi menjadi empat serogroup: 
 

·         Serogroup A: S. dysenteriae (12 serotypes) 

·         Serogroup B: S. flexneri (6 serotypes)

·         Serogroup C: S. boydii (23 serotypes) 

 

·         Serogroup D: S. sonnei (1 serotype).

Genus Shigella meliputi empat spesies: S. dysenteriae, S. flexneri, S. boydii dan S. sonnei, masing – masing juga disebut sebagai Grup A, B, C dan D. Tiga spesies pertama meliputi beberapa serotipe. S. sonnei dan S. boydii biasanya menyebabkan penyakit yang relatif ringan dalam diare yang mungkin berair atau berdarah. S. flexneri adalah penyebab utama dari shigellosis yang endemik di negara berkembang. Imunitas adalah serotypespesifik.

Shigella dysenteriae tipe 1, juga dikenal sebagai bacillus Shiga, berbeda dari Shigella lain dalam 4 hal yaitu :

• menghasilkan cytotoxin ampuh (Shiga racun)
• menyebabkan penyakit yang lebih parah, lebih berkepanjangan , dan lebih sering fatal daripada penyakit yang disebabkan oleh Shigella lain. 
• Perlawanan terhadap antimicrobials terjadi lebih sering daripada antara lain Shigella
• menyebabkan epidemi besar yang sering terjadi didaerah, sering dengan angka serangan yang  tinggi dan kasus kematian yang lebih tinggi.

2.   Morfologi

Shigella dysenteriae merupakan bakteri Gram negatif yang tipis atau ramping, tidak berkapsul, tidak membentuk spora, bentuk Coccobacilli terjadi pada perbenihan muda. Bakteri ini merupakan salah satu bakteri fakultatif anaerob, tetapi dapat tumbuh dengan baik secara aerob. Koloni Shigella cembung, bundar, transparan dengan diameter sampai kira-kira 2 mm dalam 24 jam. Semua Shigella memfermentasi glukosa. Shigella membentuk asam dari karbohidrat tetapi jarang memproduksi gas.   

  Bakteri ini tidak meragi laktosa, kecuali Shigella sonnei. Ketidakmampuannya untuk meragikan laktosa membedakan bakteri Shigella pada perbenihan diferensial. Shigella juga dapat dibedakan menjadi 2 bagian yaitu bagian yang dapat memfermentasi manitol dan yang tidak dapat memfermentasi manitol (Jawetz et al., 2005).

Shigella sp mempunyai susunan antigen yang kompleks. Terdapat banyak tumpang tindih dalam sifat serologi berbagai spesies dan sebagian besar bekteri ini mempunyai antigen O yang juga dimiliki oleh bakteri enteric lainnya. Antigen somatic O dari Shigella sp. adalah lipopolisakarida. Kekhususan serologiknya tergantung pada polisakarida dan terdapat lebih dari 40 serotipe. Klasifikasi Shigella sp didasarkan pada sifat-sifat biokimia dan antigeniknya ( Jawetz et al.,2005).

Semua spesies Shigella menyebabkan diare berdarah yang akut dengan menyerang dan menyebabkan kehancuran dari colonic epitelium. Hal ini menyebabkan pembentukan micro-ulcers  dan peradangan exudates, dan menyebabkan peradangan sel (polymorphonuclear leucocytes, PMNS ) dan darah muncul pada feses. Feses diarrhoeal yang berisi 106- 108 Shigellae per gram. Sekali diekskresikan, organisme yang sangat peka terhadap kondisi lingkungan akan hidup dan mati dengan cepat , terutama ketika kondisi lingkungan kering atau terkena sinar matahari langsung.

3.   Sifat biakan

Shigella bersifat fakultatif anaerob tetapi tumbuh paling baik secara aerob. Koloni berbentuk konveks, bulat, transparan dengan tepi yang utuh dan mencapai diameter sekitar 2 mm dalam 24 jam. Bakteri Shigella dysentriae berkembang biak dengan pembelahan biner, artinya Pada pembelahan ini, sifat sel anak yang dihasilkan sama dengan sifat sel induknya. Pembelahan biner mirip mitosis pada sel eukariot. Badanya, pembelahan biner pada sel bakteri tidak melibatkan serabut spindle dan kromosom. Pembelahan Biner dapat dibagi atas tiga fase, yaitu sebagai berikut: (1) Fase pertama, sitoplasma terbelah oleh sekat yang tumbuh tegak lurus (2) Fase kedua, tumbuhnya sekat akan diikuti oleh dinding melintang (3) Fase ketiga, terpisahnya kedua sel anak yang identik. Ada bakteri yang segera berpisah dan terlepas sama sekali. Sebaliknya, ada pula bakteri yang tetap bergandengan setelah pembelahan, bakteri demikian merupakan bentuk koloni.

Pada keadaan normal bakteri dapat mengadakan pembelahan setiap 20 menit sekali. Jika pembelahan berlangsung satu jam, maka akan dihasilkan delapan anakan sel. Tetapi pembelahan bakteri mempunyai faktor pembatas misalnya kekurangan makanan, suhu tidak sesuai, hasil eksresi yang meracuni bakteri, dan adanya organisme pemangsa bakteri. Jika hal ini tidak terjadi, maka bumi akan dipenuhi bakteri.

4.   Sifat pertumbuhan

Semua Shigella memfermentasikan glukosa. Kecuali Shigella sonnei, shigella tidak memfermentasikan laktosa. Ketidakmampuannya memfermentasikan laktosa membedakan shigella pada medium diferensial. Shigella membentuk asam dari karbohidrat tetapi jarang menghasilkan gas. Organisme ini dapat dibagi menjadi organisme yang memfermentasikan manitol dan tidak memfermentasikan manitol.

5.   Fisiologi

Sifat pertumbuhan adalah aerob dan fakultatif anaerob, pH pertumbuhan 6,4 – 7,8 suhu pertumbuhan optimum 370C kecuali S. sonnei dapat tumbuh pada suhu 450 C. Sifat biokimia yang khas adalah negative pada reaksi adonitol tidak membentuk gas pada fermentasi glukosa, tidak membentuk H₂S kecuali S.flexneri, negative terhadap sitrat, DNase, lisin, fenilalanin, sukrosa, urease, VP, manitol, laktosa secara lambat, manitol, xylosa dan negative pada test motilitas. Sifat koloni kuman adalah sebagai berikut : kecil, halus, tidak berwarna, bila ditanam pada media agar SS, EMB, Endo, Mac Conkey.

6.   Variasi

Mutan-mutan dengan sifat-sifat biokimia, antigen dan pathogen yang berbeda sering timbul dari strain induk. Variasi dari bentuk koloni halus (H) menjadi kasar (K) dihubungkan dengan hilangnya daya invasi.

7.   Habitat

Habitat alami Shigella dysenteriae terbatas pada usus besar manusia dan binatang menyusui, dimana Shigella dysenteriae memproduksi eksitoksin yang tidak tahan panas yang mempengaruhi usus dan susunan saraf pusat. Penyebaran Shigella dysenteriae selalu terbatas pada saluran pencernaan, penyebaran ke dalam alirandarah sangat jarang. Bakteri Shigella dysenteriae dapat menimbulkan penyakit yangsangat menular (Jawetz et al., 2005).

8.   Daya tahan

Shigella sp yang kurang tahan terhadap agen fisik dan kimia dibandingkan Salmonella. Tahan dalam ½ % fenol selama 5 jam dan dalam 1% fenol dalam ½ jam. Tahan dalam es selama 2 bulan. Dalam laut selama 2-5 bulan. Toleran terhadap suhu rendah dengan kelembaban yang cukup. Garam empedu konsentrasi yang tinggi mengambat pertumbuhan strain tertentu. Kuman akan mati pada suhu 55⁰C.

9.   Siklus hidup

Siklus hidup Bila kita menginovulasikan (penanaman bakteri) sejumlah tertentu sel bakteri pada suatu media di inkubasikan pada kondisi optimum dalam waktu 18-24 jam, maka akan didapat kurva pertumbuhan jumlah sel bakteri yang hidup. Karena jumlah bakteri sangat besar dan waktu generasi sangat pendek. Tahapannya yaitu fase penyesuaian (fase lack/adaptasi), fase logaritmik (fase eksponensial/sangat cepat), fase pengurangan pertumbuhan (pertumbuhan lambat), fase pertumbuhan tetap (statis), fase menuju kematian (mati)

D.       Patogenesis dan patologi

Shigellosis disebut juga Disentri basiler, disentri sendiri artinya salah satu dari berbagai gangguan yang ditandai dengan peradangan usus, terutama kolon dan disertai nyeri perut, tenesmus dan buang air besar yang sering mengandung darah dan mucus. Habitat alamiah bakteri disentri adalah usus besar manusia, tempat bakteri tersebut dapat menyebabkan disentri basiler. Infeksi S.dysenteriae praktis selalu terbatas pada saluran pencernaan, dan invasi bakteri ke dalam darah sangat jarang. S.dysenteriae menimbulkan penyakit yang sangat menular dengan dosis infektif dari bakteri S.dysenteriae adalah kurang dari 10³ organisme dan merupakan golongan Shigella sp yang cenderung resisten terhadap antibiotic (Jewetz et al., 2005).

Proses patologik yang penting adalah invasi epitel selaput lender, mikroabses pada dinding usus besar dan ileum terminal yang cenderung mengakibatkan nekrosis selaput lender, ulserasi superficial, pendarahan, pembentukan “pseudomembran” pada daerah ulkus. Ini terdiri dari fibrin, leukosit, sisa sel, selaput lender yang nekrotik dan bakteri. Waktu proses patologik berkurang, jaringan granulasi akan mengisis ulkus sehingga terbentuk jaringan parut (Jewetz et al., 2005). S. dysenteriae dapat menyebabkan 3 bentuk diare :

·         Disentri klasik dengan tinja yang konsisten lembek disertai darah, mucus dan pus

·         Watery diarrhea

·         Kombinasi antara disentri klasik dengan tinja yang konsisten lembek disertai darah, mucus, pus dengan watery diarrhea.

Secara klasik, Shigellosis timbul dengan gejala adanya nyeri abdomen, demam, BAB berdarah, dan feses berlendir. Gejala awal terdiri dari demam, nyeri abdomen, dan diare cair tanpa darah, kemudian feses berdarah setelah 3 – 5 hari kemudian. Lamanya gejala rata-rata pada orang dewasa adalah 7 hari, pada kasus yang lebih parah menetap selama 3 – 4 minggu. Shigellosis kronis dapat menyerupai kolitis ulseratif, dan status karier kronis dapat terjadi.

Manifestasi ekstraintestinal Shigellosis dapat terjadi, termasuk gejala pernapasan, gejala neurologis seperti meningismus, dan Hemolytic Uremic Syndrome. Artritis oligoartikular asimetris dapat terjadi hingga 3 minggu sejak terjadinya disentri. Pulasan cairan feses menunjukkan polimorfonuklear dan sel darah merah. Kultur feses dapat digunakan untuk isolasi dan identifikasi dan sensitivitas antibiotik.

Penata laksanaan Shigellosis dengan pemberian antibakteri seperti kotrimoksazol, ciprofloksasin, ampisilin, asam nalidixic atau ceftriaxone dapat membantu memperpendek masa sakit dan sekresi patogen serta meringankan penyakit. Obat-obat antibakteri tersebut harus digunakan pada situasi tertentu dengan indikasi yang jelas, indikasi tersebut antara lain untuk mengurangi beratnya penyakit, untuk melindungi kontak dan indikasi epidemiologis. Resistensi bakteri Shigella sp terhadap antibiotic dengan segala aspeknya bukanlah merupakan suatu hal yang baru, dimana selama 5 dekade terakhir bakteri Shigellasp telah resisten terhadap berbagai antibakteri baru yang pada awalnya sangat efektif terhadap infeksi Shigella sp yang resisten terhadap multiantibiotik, seperti S. dysenteriae tipe 1, ditemukan di seluruh dunia dan timbul sebagai akibat pemakaian antibiotika yang tidak rasional. Akibat sering terjadinya resistensi terhadap suatu antibakteri maka pemilihan antibakteri yang tepat perlu dilakukan, dimana pemilihan antibakteri tergantung kepada gambaran resistensi bakteri setempat sesuai prevalensi infeksi yang terjadi pada daerah tersebut (James, 2001).

Sesudah masa inkubasi yang pendek (1-2 hari), ada serangan tiba-tiba berupa sakit perut, demam, dan diare cair. Diare terjadi akibat pengaruh eksotoksin dalam usus kecil. Eksotoksin merupakan sebuah protein antigenik (merangsang produksi antitoksin) dan mematikan pada binatang percobaan. Pada manusia, eksotoksin dapat menghambat penyerapan gula dan asam amino pada usus kecil (Jawetz et al., 2005).

·                Toksin

Shigella sp menghasilkan toksin yang disebut Shigatoksin dan mengadakan multiplikasi tanpa invasi di dalam jejunum kemudian memproduksi toksin. Toksin ini kemudian berikatan dengan reseptor dan menyebabkan aktivasi proses sekresi sehingga terjadi diare cair yang tampak pada awal penyakit, hal ini merupakan tanda dari sifat enterotoksik shigatoksin. Selanjutnya, perjalanan penyakit melibatkan usus besar dan invasi jaringan dimana aksi shigatoksin akan memperberat gejalanya. Efek enterotoksin shigatotoksin lebih pada penghambatan absorpsi elektrolit, glukosa, dan asam amino dari lumen intestinal (Dzen dkk, 2003).

Toksin shigella dysenteriae dapat dibedakan menjadi dua, yaitu :

1.    Endotoksin

Pada waktu terjadi autolisis, semua Shigella mengeluarkan lipopolisakaridanya yang toksik. Endotoksin ini mungkin menambah iritasi pada dinding usus.

2. Eksotoksin (Shigella dysentriae)

S. Dysentriae tipe 1 (basil Shiga) memproduksi eksotoksin tidak tahan panas yang dapat mempengaruhi saluran pencernaan dan sistem saraf pusat. Eksotoksin merupakan protein yang bersifat antigenik (merangsang produksi antitoksin) dan mematikan hewan percobaan. Sebagai enterotoksin, zat ini dpat menimbulkan diare, sebagaimana halnya enterotoksin.

Terapi dengan rehidrasi yang adekuat secara oral atau intravena, tergantung dari keparahan penyakit. Derivat opiat harus dihindari. Terapi antimikroba diberikan untuk mempersingkat berlangsungnya penyakit danpenyebaranbakteri.Trimetoprim-sulfametoksazole atau fluoroquinolon dua kali sehari selama 3 hari merupakan antibiotik yang dianjurkan.

Antibiotik terpilih untuk infeksi Shigella adalah ampisilin, kloramfenikol, sulfametoxazol-trimetoprim. Beberapa sumber lain menyebutkan bahwa kanamisin, streptomisin dan neomisin merupakan antibiotik yang dianjurkan untuk kasus-kasus infeksi Shigella. Masalah resistensi kuman Shigella terhadap antibiotik dengan segala aspeknya bukanlah merupakan suatu hal yang baru. Shigella yang resisten terhadap multiantibiotik (seperti S. dysentriae 1) ditemukan di seluruh dunia dan sebagai akibat pemakaian antibiotika yang tidak rasional.

·                Gambaran Klinik

Setelah masa inkubasi yan g pendek (1-3 hari) secara mendadak timbul nyari perut, deman dan tinja encer. Tinja encer tersebut berhubungan dengan kerja eksotoksin dalam usus halus. Sehari atau beberapa hari kemudian, karena infeksi meliputi ileum dan kolon, maka jumlah tinja meningkat; tinja kurang encer tetapi sering mengandung lendir dan darah.

Tiap gerakan usus disertai dengan ‘mengejan’ dan tenesmus (spasmus rektum), yang menyebabkan nyeri perut bagian bawah. Demam dan diare sembuh secara spontan dalam 2-5 hari pada lebih dari setengah kasus dewasa. Namun, pada anak-anak dan orang tua, kehilangan air dan elektrolit dapat menyebabkan dehidrasi, asidosis, dan bahkan kematian. Penyakit yang disebabkan oleh S.dysenteriae dapat sangat berat.

Kebanyakan orang pada tahap penyembuhan,mengeluarkan kuman disentri dalam waktu yang singkat, tetapi beberapa diantaranya tetap menjadi pembawa kuman usus hingga menahun dan dapat mengalami serangan penyakit berulang-ulang. Pada penyembuhan infeksi, kebanyakan orang membentuk antibody terhadap Shigella dalam darahnya, tetapi antibody ini tidak melindungi terhadap reinfeksi.

·                Cara penularan

Shigella tersebar oleh kontak langsung dengan orang yang terinfeksi, atau makan makanan terkontaminasi atau minum air yang terkontaminasi. Lalat mungkin juga menjadi penyebab tumbuhnya organisme. Dosis infektif yang rendah, sedikitnya 200 organisme yang dapat memfasilitasi penyebaran dari orang yang satu dengan orang yang lain. Manusia dan beberapa primata hanya menjadi reservoir Shigella.

E.        Isolasi dan identifikasi

Kurangnya perhatian shigella sebagai pathogen keracunan makanan menyebabkan proses isolasi dan identifikasi dari makanan menjadi relative tidak berkembang.

Teknik identifikasi yang cepat didasarkan pada:

·         Metode immunoassays yang mendeteksi virulensi penanda antigen.

·         Metode reaksi rantai polymerase untuk mendeteksi plasmid virulensi oleh DNA hibridasi.

F.        Hubungan shigella dengan makanan

Kasus-kasus keracunan makanan  yang menyebabkan shigellosis dianggap  jarang dan beberapa orang menganggap suatu permasalahan yang tidak bermakna. Kasus-kasus keracunan lebih dikaitkan dengan salmonella. Pada kasus keracunan makanan yang menyebabkan shigellosis biasanya disebabkan oleh adanya kontaminasi shigella pada tahap persiapan makan. Adanya kontaminasi dihubungkan dengan sistem pembuangan tinja yang tidak sempurna dan organism (vector) yang mendukung terjadinya kontaminasi adalah lalat (tinja dari orang karier).

Makanan yang tidak dimasak dengan benar seperti cocktail udang dan salad tuna diidentifikasi telah terlibat dalam sejumlah wabah.  Di Cambridgeshire, Inggris, pada tahun 1992  diadakan pesta dengan hidangan makanan prasmanan,  didapati 107 dari 200 tamu terinfeksi diare dan sh. sonnei diisolasikan 81 dari 93  sampel tinja yang ambil . Organisme ini juga terisolasi dari  penyedia catering. Penyelidikan mengungkapkan hubungan yang kuat antara penyakit dan konsumsi dua piring udang dimana kontaminasi terjadi pada tahap persiapan yang terjadi di tempat penyedia catering tadi.

G.       Pencegahan penyakit disentri yang deisebabkan oleh Shigella dysentriae

Pencegahan penyakit disentri yang disebabkan oleh Shigella dapat dilakukan dengan langkah-langkah yang meliputi :

·         Cuci tangan dengan sabun

·         Menjamin ketersediaan air minum yang aman

·         Pembuangan limbah kotoran manusia yang aman

·         Pemberian ASI eksklusif pada bayi

·         Penanganan dan pengolahan makanan yang aman

·         Pengendalian alat