Clostridium Perfringens Enterotoksin dan Keracunan Makanan

Read Also

• Clostridium perfringens adalah bakteri gram positif berbentuk batang yang sering menyebabkan penyakit diare bawaan makanan yang dilaporkan setiap tahun.

• Ini adalah salah satu penyakit bawaan makanan yang paling umum terjadi terutama di negara-negara industri.

• Clostridium perfringens ada di mana-mana di lingkungan dan bersifat patogen bagi manusia maupun hewan.

• Human enteritis necroticans (pigbel) adalah penyakit mematikan yang mengancam jiwa yang menyebabkan ulserasi usus kecil.

• Menjadi bakteri anaerob pembentuk spora, mereka membentuk C. perfringens enterotoxin (CPE) selama sporulasi Tipe A hingga E yang terkait dengan penyakit yang berbeda.

• Sifat biologis strain penghasil CPE menginduksi sitotoksisitas CPE.

• Perbanyakan yang cepat dalam waktu yang singkat, kemampuan sel vegetatif untuk tumbuh pada kisaran suhu yang relatif tinggi, spora dari kondisi lingkungan yang keras, kemampuan aerotoleran meskipun menjadi anaerob adalah beberapa kemampuan biologis organisme.

• Spesies patogen lainnya adalah Clostridium tetani, Clostridium botulinum, Clostridium baratii, Clostridium argentinese, dan Clostridium difficile.

Sumber kontaminasi Clostridium perfringens

• Habitat umum C. perfringens adalah tanah, air, lumpur, limbah, makanan terutama daging mentah dan beku, peralatan yang terkontaminasi.

• Daging terutama daging babi, daging sapi dan produk unggas yang dimasak dengan saus memiliki risiko kontaminasi yang tinggi.

• Biasanya kantin sekolah, rumah sakit, restoran, penjara, dan tempat berkumpul berisiko tinggi terkena wabah Clostridium.

• C. perfringens juga ditemukan di saluran usus manusia dan hewan, terutama pada tinja orang tua.

• C. perfringens membutuhkan berbagai asam amino dan vitamin dan tumbuh dengan baik pada 43-45°C, makanan kaya protein seperti daging merupakan reservoir yang sangat baik untuk pertumbuhannya.

• Di tengah pemanasan dan pendinginan, jika makanan dibiarkan pada suhu kamar tanpa suhu pendinginan yang memadai, makanan itu berkembang biak dan menghasilkan racun.

Clostridium perfringens enterotoksin

• C. perfringens menghasilkan enterotoksin selama sporulasi dalam kondisi lingkungan yang tertekan.

• Empat belas racun berbeda dan 5 enterotoksin diproduksi yaitu Tipe A hingga E.

• Clostridium perfringens juga menghasilkan empat jenis racun ekstraseluler: alfa (α), beta (β), epsilon (ε), dan iota (Ϊ).

• CPE tipe A menyebabkan gangren gas dan diare infeksi terkait antibiotik pada manusia dan enterotoksemia, enteritis nekrotik, dan pelebaran lambung akut pada hewan.

• Penyakit yang terkait dengan Tipe B, D dan E belum teridentifikasi pada manusia tetapi pada hewan menyebabkan enteritis dan enterotoksemia.

• Tipe C CPE menyebabkan enteritis nekrotikans (jejunitis) pada manusia dan enterotoksemia dan enteritis nekrotik pada anak babi, domba, anak sapi, dan burung.

• C. perfringens juga membentuk perfringolysin O (toksin theta) dan kolagenase (toksin kappa).

Epidemiologi keracunan makanan Clostridium perfringens

• Wabah C. perfringens sebagian besar terjadi di Amerika Serikat, Eropa, dan Jepang dengan ukuran wabah rata-rata ~50 hingga 100.

• Faktor-faktor yang terkait dengan wabah ini adalah menyiapkan makanan dalam jumlah besar, memasak tanpa suhu yang cukup (wilayah inti makanan tidak dimasak dengan benar), kontaminasi di antara makanan yang disiapkan dan waktu penyajian.

• Wabah sering terjadi di tempat-tempat di mana sejumlah besar makanan disiapkan sebelumnya seperti rumah sakit dan kantin sekolah, penjara, pesta dan seminar, pertemuan.

• Wabah diare bawaan makanan terjadi di rumah sakit jiwa yang mempengaruhi 170 pasien dan kematian 3 pasien.

• Dari penyelidikan, ditemukan bahwa sumbernya adalah hidangan daging domba yang dimasak dan disimpan pada suhu kamar selama 20 jam dan disajikan tanpa memanaskan kembali daging.

• C. perfringens diisolasi dari daging domba, sampel feses terinfeksi, dan sampel post mortem.

• Wabah lain yang terjadi di kantin sekolah adalah akibat konsumsi milkshake yang terkontaminasi C. perfringens.

• Milkshake dibiarkan pada suhu kamar setelah persiapan yang menyebabkan 77 kasus diare.

Patogenesis Clostridium perfringens

• C. perfringens menyebabkan infeksi hanya jika sel hidup dikonsumsi dengan porsi makanan yang mengandung sekitar 107 sampai 109 sel vegetatif per gram.

• Sel-sel vegetatif ini menahan asam lambung, tumbuh, berkembang biak dan bersporulasi di usus kecil.

• Kemudian sejumlah besar toksin CPE diproduksi yang mengikat protein claudin sel inang yang terletak di persimpangan ketat sel enterosit.

• Kemudian berikatan dengan protein membran inang dan membentuk kompleks CPE setelah beberapa perubahan konformasi.

• Hal ini menyebabkan sel-sel hancur dan berdisosiasi yang merusak ujung vili usus, pengelupasan sel epitel, dan pemendekan vili.

• Pori-pori terbentuk pada membran dan kebocoran elektrolit yang berlebihan terjadi dari sel inang yang menyebabkan lisis sel, penurunan kapasitas absorpsi usus dan kolaps sitoskeletal.

• Konsentrasi CPE yang tinggi (>10µg/ml) menyebabkan nekrosis (onkosis).

• Toksin beta menyebabkan enteritis nekrotik sitotoksik yang mempengaruhi sistem saraf otonom yang menyebabkan nekrosis hemoragik pada mukosa usus yang membentuk pori-pori pada membran eukariotik.

Gambar: Patogenesis enterotoksemia C. perfringens tipe D pada ruminansia kecil. Sumber Gambar: Rajveer Singh Pawaiya et al. 2020.

Penyakit dan gejala keracunan makanan Clostridium perfringens

• Gejala klinis primer berkembang setelah 8 sampai 24 jam konsumsi makanan yang terkontaminasi berat.

• Gejala umum termasuk kram perut, diare berair, muntah, mual, dan demam, yang biasanya sembuh dalam 12 hingga 24 jam dalam banyak kasus.

• Tingkat kematian kurang dari 0,05% tetapi orang yang sangat muda dan tua, orang dengan penyakit kronis berisiko tinggi.

• Organisme dapat menyerang dan menyebabkan ulserasi parah dan akhirnya kematian orang tersebut karena dehidrasi akut.

• Sudden infant death syndrome (SIDS) juga disebabkan oleh C. perfringens yang berhubungan dengan cacat pada otak saat tidur.

Diagnosis Lab Clostridium perfringens

Keracunan makanan C. perfringens dideteksi oleh enterotoksinnya dan jumlah sel vegetatif dan spora dalam sampel feses.

Tes enterotoksin

• Kultur C. perfringens disiapkan dalam media daging matang dan diinokulasi dalam media tioglikolat cair 10ml dan sekali lagi dipindahkan ke media Duncan-strong sporulation di mana spora diamati dan CPE dideteksi dengan proses sentrifugasi.

• Metode biologis seperti kematian tikus dan sitotoksisitas sel Vero juga telah digunakan.

Tes imunologi

• Difusi gel tunggal dan difusi gel ganda (uji Ouchterlony) dilakukan berdasarkan imunopresipitasi CPE.

• Gel agarosa yang dikenai antibodi spesifik digunakan untuk menentukan antigen.

Counterimmunoelectrophoresis

• Dengan menggunakan medan listrik, antibodi anti-CPE digunakan untuk mengamati keberadaan CPE sebagai presipitasi.

ELISA

• Kit ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) diusulkan untuk titrasi CPE.

• Protokol, sebagaimana disebutkan, harus diikuti untuk mendapatkan hasil yang efektif.

• Jika sampel menunjukkan aktivitas protease maka sensitivitas IgG yang digunakan untuk melapisi permukaan polistiren menurun yang dapat dicegah dengan menggunakan albumin serum 1%.

• Metode berbasis DNA lainnya seperti PCR, real-time PCR, loop-mediated isothermal amplification (LAMP), multipleks PCR, duplex PCR, dan metode hibridisasi DNA-DNA digunakan untuk mengidentifikasi strain enterotoksigenik C. perfringens.

Pengobatan keracunan makanan Clostridium perfringens

• Perjalanan klinis keracunan makanan C. perfringens adalah membatasi diri dan tidak memerlukan perawatan khusus.

• Untuk pengobatan diare terkait antibiotik dan infeksi, metronidazol dianjurkan tetapi antibiotik lain tidak boleh dikonsumsi karena menghambat mikroflora residen dan menghasilkan lebih banyak CPE di usus besar.

• Untuk enteritis nekrotikans, transfusi darah cepat, suplemen vitamin, dan perawatan antibiotik disarankan.

• Minuman rehidrasi dengan penggantian cairan oral atau parenteral cocok jika terjadi dehidrasi.

Tindakan pencegahan dan pengendalian keracunan makanan Clostridium perfringens

• Cara terbaik untuk mencegah keracunan makanan C. perfringens adalah dengan mengkonsumsi makanan yang disajikan segera setelah dimasak.

• Jika tidak memungkinkan, kendalikan waktu dan suhu makanan selama proses pemasakan, pendinginan, penyimpanan, dan pemanasan ulang.

• Makanan harus dimasak dalam jumlah terbatas untuk meminimalkan kontaminasi.

• Pendinginan harus dilakukan sesegera mungkin dalam waktu 90 menit dan makanan yang sudah dimasak harus dipanaskan kembali pada suhu 70 hingga 100 ° C untuk membunuh sel-sel vegetatif.