Mikroba Pada Sistem Pernafasan
Chairul Huda Al Husna
SISTEM PERNAFASAN
Structure of the upper respiratory system
3
Structure of the lower respiratory system
4
MIKROBA
• Mikroorganisme • Virus, bakteri, protozoa, helminths/cacing, fungi/jamur
Flora Normal pada Saluran Nafas
• Di saluran pernapasan bagian atas (nasofaring, rongga mulut, dan tenggorokan) mikroorganisme tinggal di daerah dimandikan dengan sekresi dari selaput lendir. • Saluran pernapasan bagian bawah (trakea, bronkus, dan paruparu) normalnya tidak terdapat mikroflora, meskipun sejumlah besar organisme mampu berpotensi mencapai daerah ini saat bernafas. • Kehadiran populasi mikroorganisme normal nonpatogenik pada saluran pernapasan sangat penting untuk fungsi organ normal dan sering mencegah kolonisasi patogen.
Hidung - Bakteri yang paling sering Staphylococcus aureus dan epidermidis, - Paling ujung pangkal hidung dijumpai Branhamella catarrhalis (Coccus Gram negatif) dan haemophilus ifluenzae (Batang Gram negatif). - Kuman yang menetap dihidung dan mungkin perineum adalah Staphylococcus aureus.
Pengaturan Keseimbangan
• • • •
• • •
Sistem imun : spesifik dan non spesifik Sekresi khusus pada lendir hidung menahan dan menyapu sekitar 80-90% mikroorganisme Cilia, bulu halus pada saluran nafas mengeluarkan mikroba patogen/racun keluar tubuh Cairan mukus yg lengket pada saluran nafas dan pencernaan, mengandung enzim lisosim yg membunuh bakteri gram positif Mikroba yang berhasil mengatasi rintangan ini dan sampai di alveoli akan dimakan oleh fagosit. Bakteri tsb (flora normal) memproduksi bacteriocidin, defensin, protein kation, dan laktoferin membunuh bakteri lain untuk berkompetisi hidup dlm tubuh Bila terjadi ketidak seimbangan jumlah bakteri dalam tubuh, maka bakteri tertentu normal manjadi patogen, misalnya pengaruh obat, penyakit dsbnya (oportunis).
Figure 21.1
Ice Breaking
Faktor penyebab infeksi mikroba
• Kualitas/kuantitas mikroorganisme – MO dan Flora Normal • Kekebalan host/manusia – patogen oportunistik • Ada portal de entry – jalan masuk kuman (luka, lubang)
The Power Of Microbial
• Mikroorganisme yang menyebabkan kerusakan disebut patogen, dan kemampuan patogen untuk menyebabkan penyakit disebut patogenisitas. Sebuah patogen oportunistik menyebabkan penyakit hanya dengan tidak adanya resistensi host normal. • Virulensi ditentukan oleh invasif, toksisitas, dan faktor-faktor lainnya yang dihasilkan oleh patogen. Berbagai patogen memproduksi protein yang merusak membran sitoplasma sel, menyebabkan sel lisis dan mati. • Toxins : – Exotoxins (cytotoxins, neurotoxins, enterotoxins) – Endotoxins
Kekebalan Host
• Sistem imun • Autoimunitas, hipersensitivitas, defisiensi imun, immunocompromised (obat, vaksin, virus, dll) • Faktor-faktor : usia, nutrisi, istirahat/tidur, lingkungan, genetik, dll
Portal de Entry • • • •
• • •
Ingestion (fecal-oral) Inhalation (respiratory) Trauma (burn/wound) Arthropod bite (zoonoses: mosquito, flea, tick, Tsetse fly) Sexual transmission Needle stick (blood transfusion) Maternal-neonatal
Airborne Transmission The upper and lower respiratory tracts offer different environments, favoring different microorganisms
Normal microbiota of the respiratory system • Upper respiratory tract Nasooropharynx
Gram+ Gram- anaerobes
Neisseria spec. a-hemolytic streptococci Haemophilus spec.
• Lower respiratory tract – Mucociliary escalator – Scarcely populated
22
Upper respiratory tract infections • • • •
Laryngitis: S. pneumoniae, S. pyogenes, viruses Tonsillitis: S. pyogenes, S. pneumoniae, viruses Sinusitis: Bacteria, fungi Epiglottitis: H. influenzae
Sinusitis in right maxillary sinus in a CT scan (Ilana Seligman)
23
Penyakit Saluran Nafas Atas yang Disebabkan oleh Mikroorganisme
• Rhinitis, atau “Common Cold” – Gejala: bersin, gatal tenggorokan, pilek (rhinorrhea) – Gejala mulai 2-3 hari setelah infeksi – Umumnya tidak disertai demam
Sinusitis • • • • •
Infeksi pada sinus Paling sering disebabkan oleh alergi Bisa juga disebabkan oleh infeksi atau masalah struktur/bentuk Umumnya seperti “common cold” Gejala: hidung tersumbat, tekanan di atas hidung atau di dahi, perasaan sakit kepala atau sakit gigi • Pembengkakan wajah dan nyeri umum • Sekret muncul buram dengan warna hijau atau kuning dalam kasus infeksi bakteri • Sekret yang disebabkan oleh alergi jelas dan bisa disertai dengan gatal, mata berair
Pharyngitis
• Radang tenggorokan • Nyeri dan pembengkakan, mukosa merah, tonsil/amandel bengkak, kadang-kadang disertai ‘paket putih’ sbg produk inflamasi • Membran mukosa bengkak, mempengaruhi berbicara dan menelan • Sering disertai napas bau busuk • Masa inkubasi: 2-5 hari
Figure 21.3
Figure 21.4
Figure 21.5
Diphtheria
• Gejala awalnya : saluran pernapasan bagian atas • Sakit tenggorokan, kurang nafsu makan, demam ringan • Bentuk pseudomembran pada tonsil/amandel, faring, uvula, palatum
Diphtheria
• Corynebacterium diphtheriae • Gram-positif
• Diphtheria (Greek: kulit) – pseudomembran • fibrin, dead tissue, and bacteria
• Toksin difteri diproduksi oleh lysogenised C. diphtheriae • Menghentikan sistesis protein dalam sel – mati
• Infeksi lokal tetapi toksin dapat menyebar secara sistemik • Gagal ginjal, gagal jantung
• Dicegah dengan DTaP dan vaksin Td (Diphtheria toxoid)
Figure 21.8
Figure 21.9
Penyakit Disebabkan oleh Mikroorganisme yg Mempengaruhi atas dan bawah Saluran Pernapasan
• Sejumlah agen infeksi menginvasi saluran pernapasan bagian atas dan bawah • Paling dikenal : batuk rejan/pertusis, Respiratory Syncytial Virus (RSV), dan influenza
Batuk Rejan
• Juga dikenal sebagai Pertusis • Dua fase gejala yang berbeda – Catarrhal stage
• Setelah inkubasi 3-21 hari • Bakteri dalam saluran pernapasan yang tampak seperti gejala flu (pilek) • Berlangsung 1 sampai 2 minggu
– Paroxysmal stage • Parah dan batuk tak terkendali • Batuk keras dan kaku dapat menyebabkan pembuluh darah pecah di mata atau bahkan muntah
• Diikuti oleh fase pemulihan yang lama (convalescent) – Pemulihan lengkap membutuhkan minggu atau bahkan berbulanbulan – Mikroorganisme lainnya dapat lebih mudah menyebabkan infeksi sekunder
Patogenesis Batuk Rejan • Bordetella pertussis • Gram-negative coccobacillus
• Capsule • Jenis racun dan faktor patogen : • Tracheal cytotoxin • Kerusakan selektif sel silia pernapasan • Aksi lokal
• Pertussis toxin • Stimulasi sel berlebih yang mengarah ke disfungsi • Lokal + sistemik
Bordetella pertussis
Komplikasi
• Komplikasi utama : pada bayi dan anak-anak • Disertai hipoksia, apnea, pneumonia, kejang, ensefalopati, dan malnutrisi • Pada anak-anak : bisa mati • Sebagian besar kematian terjadi pada anak-anak yang tidak divaksinasi atau vaksinasi terlalu muda
Respiratory Syncytial Virus Infection
• Menghasilkan sel berinti raksasa (synctia) pada saluran pernapasan • Penyebab umum dari infeksi pernapasan pada kelompok usia baru lahir • Gejala awal: demam yang berlangsung sekitar 3 hari, rhinitis, faringitis, dan otitis • Infeksi yang lebih serius menimbulkan gejala inflamasi: batuk, mengi, dyspnea, rales
Respiratory Syncytial Virus Infection : Masa inkubasi : • 1 – 4 hari Agen penyebab : • RSV – paramyxovirus yang memproduksi syncytia
Respiratory Syncytial Virus Infection :
Patogenesis : • Epitel respiratori dan respons inflamasi menutup bronchioles, menyebabkan bronchiolitis • Pneumonia akibat inflamasi bronchiolar dan alveolar, atau infeksi sekunder
Influenza virus Segmented RNA virus 8 separate segments
Enveloped Hemagglutinin (H) spikes used for attachment to host cells Neuraminidase (N) spikes used to release virus from cell
Influenza
• Dimulai pada saluran pernapasan atas; kasus-kasus serius juga dapat mempengaruhi saluran pernapasan bagian bawah • Masa inkubasi : 1 hingga 4 hari • Gejala dimulai sangat cepat: sakit kepala, menggigil, batuk kering, nyeri tubuh, demam, hidung tersumbat, dan sakit tenggorokan • Kelelahan yg ekstrim dapat berlangsung beberapa hari atau beberapa minggu
Epidemiologi : • Antigenic drift & antigenic shift Patogenesis : • Infeksi epitel respiratori • Sel dirusak dan virus dilepaskan untuk menginfeksi sel lain • Infeksi bakterial sekunder akibat kerusakn mucociliary escalator
Ice Breaking
Penyakit Saluran Pernapasan Bawah yg Disebabkan oleh Mikroorganisme
• Diseases that affect the bronchi, bronchioles, and lungs • Tuberculosis and pneumonia
Penyebab tuberculosis Mycobacteria Acid-fast rods Lipid rich cell wall
M. tuberculosis
Primary cause Transmitted from human to human 20 h generation time: slow growth
M. bovis <1% U.S. cases not transmitted from human to human Attenuated strain used in BCG vaccine
M. avium-intracellulare complex infects people with late stage HIV infection Faster growing
59
Tuberculosis • Manusia mudah terinfeksi Mycobacterium tuberculosis namun tahan terhadap penyakit • Hanya sekitar 5% dari orang yang terinfeksi benar-benar menjadi kasus klinis TB • TB yang tidak diobati berlangsung perlahanlahan • TB klinis dibagi menjadi tuberkulosis primer, tuberkulosis sekunder, dan tuberkulosis yg meluas
Primary Tuberculosis • Periode infeksi tersembunyi : asimtomatik atau disertai dengan demam ringan • Setelah 3 sampai 4 minggu, sistem imun masuk secara besar-besaran : mononuklear ke dalam paru-paru • Bentuk tuberkel • Pusat tuberkel sering terurai menjadi lesi nekrotik kaseosa yang secara bertahap sembuh menjadi bentuk kalsifikasi • Reaksi tuberkulin
Figure 21.14
Secondary (Reactivation) Tuberculosis
• Bakteri hidup dapat mjd dorman dan diaktifkan kembali dalam minggu, bulan, atau tahun kemudian • TBC kronis: tuberkel diisi dengan bakteri berkembang dan mengalir ke tabung bronkial dan saluran pernapasan bagian atas ; gejala berat seperti batuk berat, kehijauan atau berdarah+dahak, demam ringan, anoreksia, penurunan berat badan, kelelahan yg hebat, keringat malam, nyeri dada
64
Extrapulmonary Tuberculosis
• Keluar dari paru-paru • Lebih umum pada pasien imunosupresi dan anak-anak • Kelenjar getah bening regional, ginjal, tulang panjang, saluran genitalia, otak, dan meninges • Komplikasi bisa menyebabkan kematian
Pneumonia
• Diagnosis scr anatomis • Kondisi peradangan pada paru-paru dan cairan mengisi alveoli • Dapat disebabkan oleh berbagai macam mikroorganisme yang berbeda • Pneumonia virus biasanya lebih ringan dibandingkan bakteri • Diperoleh dari masyarakat (CAP) vs pneumonia nosokomial (RS) • Dimulai dengan gejala saluran pernapasan atas, termasuk pilek dan tersumbat • Sakit kepala dan demam • Gejala selanjutnya : nyeri dada, demam, batuk, sputum berubah warna
Pneumomoccal Pneumonia • Streptococcus pneumoniae – Gram-positive encapsulated diplococci – Over 90 serotypes • Symptoms – High fever – Difficulty breathing – Chest pain
• Diagnosis by culturing bacteria 68
Mycoplasma pneumonia • Mycoplasma pneumoniae – – – –
Pleomorphic Bacteria without a cell wall Require cholesterol for growth “Fried egg” appearance on agar media
• Also called primary atypical pneumonia and walking pneumonia • Common in children and young adults • Diagnosis by PCR or by IgM antibodies 69
Viral pneumonia • Viral pneumonia as a complication of influenza, measles, chickenpox • Viral etiology suspected if no other cause determined • Respiratory Syncytial Virus (RSV) – – – –
Common in infants; 4500 deaths annually Causes cell fusion (syncytium) in cell culture Symptoms: coughing Diagnosis by serologic test for viruses and antibodies
70
Figure 21.20
Figure 21.21
Figure 21.22
Figure 21.26
