Escherichia coli

Escherichia coli atau sering disingkat E. coli adalah spesies bakteri berbentuk batang yang termasuk ke dalam keluarga Enterobacteriaceae. Mikroorganisme ini umum ditemukan di usus bawah mamalia berdarah panas, termasuk manusia. Sebagian besar strain E. coli bersifat tidak berbahaya dan bahkan berperan penting dalam proses pencernaan, namun beberapa strain tertentu dapat menyebabkan penyakit serius seperti diare, infeksi saluran kemih, dan meningitis pada bayi. E. coli telah menjadi salah satu organisme model yang paling banyak dipelajari dalam mikrobiologi dan bioteknologi.

Klasifikasi dan Karakteristik

E. coli termasuk dalam domain Bacteria, filum Proteobacteria, kelas Gammaproteobacteria, ordo Enterobacterales, dan famili Enterobacteriaceae. Bakteri ini berbentuk batang dengan ukuran panjang sekitar 2 mikrometer dan lebar 0,5 mikrometer. E. coli bersifat fakultatif anaerob, yang berarti dapat hidup baik dalam kondisi dengan oksigen maupun tanpa oksigen. Dinding selnya mengandung peptidoglikan dan membran luar yang kaya lipopolisakarida.

Beberapa strain E. coli memiliki flagel peritrik yang memungkinkan mereka bergerak. Bakteri ini juga mampu membentuk biofilm pada permukaan tertentu, yang membantu mereka bertahan hidup di lingkungan yang kurang menguntungkan. Kemampuan adaptasi yang tinggi membuat E. coli dapat ditemukan di berbagai habitat di luar usus, termasuk di tanah dan air.

Peran dalam Ekosistem dan Tubuh Manusia

Sebagian besar strain E. coli hidup sebagai mikroflora normal di usus dan membantu dalam sintesis vitamin K serta memfasilitasi pencernaan makanan. Mereka juga berperan dalam mencegah kolonisasi usus oleh bakteri patogen melalui kompetisi sumber daya dan produksi senyawa antimikroba.

Namun, jika E. coli berpindah dari tempat normalnya di usus ke bagian tubuh lain seperti saluran kemih, bakteri ini dapat menyebabkan infeksi. Infeksi saluran kemih yang disebabkan oleh E. coli merupakan salah satu yang paling umum terjadi pada manusia, terutama pada wanita.

Strain Patogen

Beberapa strain E. coli memiliki faktor virulensi yang dapat menimbulkan penyakit. Strain-strain patogen ini dikelompokkan menjadi beberapa tipe, antara lain:

1. Enterotoxigenic E. coli (ETEC) – penyebab diare wisatawan.
2. Enteropathogenic E. coli (EPEC) – penyebab diare pada bayi.
3. Enterohemorrhagic E. coli (EHEC) – dapat menyebabkan kolitis hemoragik dan sindrom uremik hemolitik.
4. Enteroinvasive E. coli (EIEC) – menyebabkan penyakit mirip disentri.
5. Enteroaggregative E. coli (EAEC) – terkait dengan diare persisten.

Strain E. coli O157:H7, yang termasuk tipe EHEC, terkenal karena kemampuannya menghasilkan toksin Shiga yang dapat merusak lapisan usus dan menyebabkan komplikasi serius.

Mekanisme Penularan

Penularan E. coli patogen umumnya terjadi melalui konsumsi makanan atau air yang terkontaminasi. Produk pangan yang sering dikaitkan dengan wabah E. coli termasuk daging sapi giling yang kurang matang, sayuran mentah, dan produk susu yang tidak dipasteurisasi. Kontaminasi silang di dapur juga dapat menjadi jalur penyebaran.

Selain jalur fekal-oral, penularan juga dapat terjadi melalui kontak langsung dengan hewan atau lingkungan yang terkontaminasi. Oleh karena itu, praktik higiene yang baik seperti mencuci tangan dan memasak makanan hingga matang sangat penting untuk pencegahan.

Gejala Infeksi

Gejala infeksi E. coli bervariasi tergantung pada strain yang menginfeksi. Pada kasus ringan, gejala dapat berupa diare, kram perut, dan demam ringan. Pada infeksi yang lebih berat, terutama oleh EHEC, dapat terjadi diare berdarah dan komplikasi seperti sindrom uremik hemolitik yang ditandai dengan anemia hemolitik, trombositopenia, dan gagal ginjal.

Masa inkubasi penyakit ini berkisar antara 1 hingga 10 hari, dan gejala biasanya berlangsung selama 5 hingga 10 hari. Anak-anak dan orang tua lebih rentan terhadap komplikasi serius.

Diagnosis

Diagnosis infeksi E. coli dilakukan melalui pemeriksaan laboratorium dari sampel tinja, urin, atau darah, tergantung pada lokasi infeksi. Kultur bakteri pada media selektif dapat digunakan untuk mengidentifikasi strain tertentu, sementara metode PCR dapat mendeteksi gen virulensi spesifik.

Pemeriksaan serologis juga dapat digunakan untuk menentukan serotipe, seperti O157:H7, yang memiliki implikasi penting dalam penanganan dan pelaporan kasus wabah.

Penanganan dan Pengobatan

Sebagian besar infeksi E. coli yang ringan dapat sembuh dengan sendirinya melalui istirahat dan asupan cairan yang cukup untuk mencegah dehidrasi. Pada kasus tertentu, terutama infeksi parah atau yang menyebar, penggunaan antibiotik dapat dipertimbangkan, namun pemberian antibiotik pada EHEC tidak dianjurkan karena dapat meningkatkan pelepasan toksin.

Terapi suportif seperti pemberian elektrolit dan perawatan di rumah sakit mungkin diperlukan pada pasien dengan komplikasi serius. Pencegahan dehidrasi adalah kunci utama dalam perawatan.

Pencegahan

Pencegahan infeksi E. coli dapat dilakukan dengan:

1. Memasak daging hingga suhu internal yang aman.
2. Mencuci sayuran dan buah sebelum dikonsumsi.
3. Menghindari konsumsi susu yang tidak dipasteurisasi.
4. Mencuci tangan dengan sabun setelah kontak dengan hewan atau sebelum makan.
5. Menggunakan air bersih untuk minum dan memasak.

Upaya pencegahan juga melibatkan pengawasan mutu makanan di tingkat industri dan distribusi.

Peran dalam Penelitian

E. coli merupakan salah satu organisme model yang sangat penting dalam biologi molekuler dan genetika. Strain laboratorium seperti E. coli K-12 dan B telah digunakan secara luas untuk mempelajari ekspresi gen, replikasi DNA, dan produksi protein rekombinan.

Bakteri ini juga menjadi tulang punggung dalam teknologi rekayasa genetika, termasuk dalam produksi insulin sintetis dan berbagai enzim industri. Kecepatan pertumbuhan yang tinggi dan kemudahan manipulasi genetika menjadikan E. coli pilihan utama bagi para peneliti.

Resistensi Antibiotik

Penggunaan antibiotik yang berlebihan telah menyebabkan munculnya strain E. coli yang resisten terhadap berbagai kelas antibiotik, termasuk beta-laktam dan fluorokuinolon. Resistensi ini menjadi tantangan besar dalam penanganan infeksi, terutama di rumah sakit.

Mekanisme resistensi meliputi produksi enzim pemecah antibiotik, perubahan target antibiotik, dan peningkatan ekspresi pompa efluks. Pemantauan resistensi dan penggunaan antibiotik secara bijak sangat penting untuk mengendalikan masalah ini.

Wabah dan Dampaknya

Wabah infeksi E. coli dapat berdampak luas pada kesehatan masyarakat dan ekonomi. Contoh terkenal adalah wabah E. coli O104:H4 di Jerman tahun 2011 yang menyebabkan ratusan kasus sindrom uremik hemolitik dan puluhan kematian. Wabah ini dikaitkan dengan kecambah fenugreek yang terkontaminasi.

Dampak ekonominya meliputi kerugian pada sektor pertanian, distribusi pangan, dan biaya perawatan kesehatan. Penelusuran sumber wabah memerlukan kolaborasi lintas sektor, termasuk kesehatan masyarakat, industri pangan, dan lembaga penelitian.