Clostridium botulinum adalah bakteri yang signifikan secara klinis, yang menyebabkan penyakit yang sangat langka tetapi parah yang disebut “Botulisme”. Ini menghasilkan jenis eksotoksin tertentu yang mempengaruhi sistem saraf dengan menghambat aktivitas sambungan neuromuskuler.

Jadi toksin Clostridium botulinum berperilaku sebagai neurotoksin yang menghambat pelepasan neurotransmitter yang disebut sebagai “Asetilkolin”. Asetilkolin adalah senyawa kimia yang dibuat oleh kombinasi kolin dan asetil Ko-A, yang memberikan sinyal kimia untuk melakukan aktivitas fisik seperti kontraksi otot.

Karena ACH atau asetilkolin tidak akan menghasilkan, tidak akan ada kontraksi atau gerakan otot, yang berarti tubuh menjadi lumpuh. Clostridium botulinum menyebabkan kelumpuhan lembek, yang dimulai dari ekstremitas atas ke ekstremitas bawah tubuh.

Bakteri Clostridium botulinum adalah gram-positif, berbentuk batang dan anaerob obligat (Oksigen bertindak sebagai racun). Ini paling sering menyebabkan tiga jenis botulisme, yaitu bawaan makanan, luka dan botulisme bayi. Di antara ketiga jenis ini, botulisme bawaan makanan sangat umum.

Pengertian

Clostridium botulinum termasuk dalam kelompok bakteri patogen, yang menghasilkan eksotoksin yang sangat kuat yang menyebabkan penyakit botulisme. Ini adalah bakteri anaerob, gram positif, berbentuk batang dan pembentuk spora.

Clostridium botulinum didistribusikan secara luas di dunia. Spora C.botulinum ada di mana-mana tetapi paling sering ditemukan di sedimen tanah dan laut. Spora C.botulinum dapat masuk ke dalam tubuh, dengan dua cara:

Dengan menelan spora melalui makanan yang terkontaminasi dengan kehadiran C.botulinum.

Bakteri juga dapat masuk melalui luka atau permukaan mukosa kulit.

Sekali, bakteri Clostridium botulinum masuk ke dalam tubuh; pertama kali menyebabkan gejala gastrointestinal setelah 24-36 jam konsumsi. Kemudian bakteri tumbuh dan menghasilkan eksotoksin yang menyebabkan disfungsi saraf kranial dalam waktu 3-7 hari.

Patogenesis

Lebih lanjut, C. botulinum menghambat kontraksi otot dengan menghambat sintesis asetilkolin dan mengakibatkan kelumpuhan otot-otot tak sadar. Eksotoksin menyebabkan “kelumpuhan Flaccid” dengan menghalangi terminal saraf motorik untuk mensintesis asetilkolin di persimpangan neuromuskuler. Perkembangan penyakit ini menurun, efek mata pertama, wajah, tenggorokan, dada dan ekstremitas bawah lainnya.

Distribusi

Spora C. botulinum tersebar di seluruh dunia dan merupakan saprofit. Strain C. botulinum memiliki berbagai macam habitat dan umumnya ada di tanah, kulit buah-buahan dan sayuran, jerami, silase, kotoran hewan, lumpur laut dll.

Sejarah

Asal usul C. botulinum telah berevolusi setelah wabah besar terjadi pada tahun 1735, setelah makan sosis Jerman. Setelah kemunculannya, banyak ilmuwan mempelajari fenotip, serotipe, patogenisitas, aplikasi, dll.

Morfologi

Karakteristik morfologi C. botulinum meliputi:

  • Bentuk: C. botulinum memiliki bentuk batang.
  • Ukuran: Bakteri berukuran panjang 1,6-22,0 mcm dan lebar 0,5-2,0 mcm.
  • Warna: Pada pewarnaan Gram, bakteri tampak berwarna ungu karena C. botulinum memberikan reaksi gram positif.
  • Adanya kapsul: Ini tidak memiliki kapsul ekstraseluler dan “Non-kapsul”.
  • Ukuran genom: Ukuran genom C. botulinum adalah sekitar 3,89 Mb.
  • Motilitas: Ini umumnya motil dengan flagela peritrichous.
  • Spora: C. botulinum menghasilkan eksospora selama reproduksi dan dengan demikian disebut sebagai “pembentuk spora”. Spora C. botulinum bersifat panas dan tahan cahaya, dapat bertahan selama beberapa jam pada 100 derajat Celcius dan 10 menit pada 120 derajat Celcius. Spora berbentuk oval, menonjol, dalam posisi subterminal dan dapat tetap tidak aktif selama 30 tahun atau lebih.

Klasifikasi

Berdasarkan spesifisitas serologis, C. botulinum menghasilkan serotipe berikut:

Serotipe A, B, C1, C2, D, E, F, dan G.

Kecuali untuk C2, semua serotipe menghasilkan eksotoksin, bekerja sebagai “Neurotoksin” yang mempengaruhi sistem saraf. Tipe C2 bertindak sebagai “Enterotoksin” yang memengaruhi sistem pencernaan.

Berdasarkan sifat fisiologis dan biokimia, ada empat kelompok fenotipik C. botulinum (Grup I, II, III dan IV).

Kondisi Pertumbuhan

Spora C. botulinum dapat tahan terhadap kondisi ekstrem, dan pertumbuhannya membutuhkan kondisi lingkungan berikut:

  • C. botulinum tidak membutuhkan kehadiran oksigen.
  • C. botulinum tumbuh dalam kisaran suhu mesofilik.
  • Umumnya tumbuh dalam substrat rendah asam, rendah gula dan garam rendah seperti daging, ikan, telur, kacang-kacangan, aprikot dll.

Dengan demikian, efek dari botulinum eksotoksin dapat didetoksifikasi dengan menjadikannya panas tinggi (100 derajat Celcius selama 10 menit), keasaman tinggi, gula tinggi dan lingkungan oksigen tinggi.

Faktor Virulensi

Clostridium botulinum diklasifikasikan di antara kelompok bakteri patogen karena menghasilkan eksotoksin yang menyebabkan botulisme. Eksotoksin bertindak sebagai faktor virulensi yang dapat menyebabkan penyakit pada mamalia seperti manusia, hewan, dll. Dengan tidak adanya eksotoksin, Clostridium botulinum menganggapnya sebagai non-invasif atau tidak menular.

Racun botulinum

Awalnya ketika eksotoksin disintesis oleh berbagai kelompok Clostridium botulinum, bertindak sebagai protoksin atau toksin progenitor non-toksik. Eksotoksin diaktifkan oleh enzim trypsin dan enzim proteolitik lainnya.

Dalam keadaan kristal murni, botulinum eksotoksin adalah substansi yang paling kuat atau fatal yang dikenal manusia. Eksotoksin memiliki berat molekul 150 kDa. Umumnya, botulinum eksotoksin adalah neurotoksin yang mengganggu fungsi normal sistem saraf dan mengakibatkan kelumpuhan otot-otot tak sadar. Dosis mematikan untuk tikus adalah 0,000,000,033 mg, dan 1-2 μg untuk manusia.

Ciri ciri

  • Stabilitas: Toksin yang diproduksi oleh Clostridium botulinum adalah senyawa yang relatif stabil. Eksotoksin stabil dalam kondisi asam (> 4,6) dan berdisosiasi dalam kondisi alkali.
  • Kimia eksotoksin: Awalnya diproduksi sebagai rantai polipeptida tunggal tidak aktif dengan berat molekul 150 kDa, di mana ia tidak memiliki urutan. Enzim protease berfungsi untuk memecah neurotoksin menjadi neurotoksin rantai-aktif. Eksotoksin terdiri dari satu rantai berat dan satu ringan dengan berat molekul 100 kDa dan 50 kDa. Rantai berat dan ringan melekat oleh ikatan di-sulfida dan juga mengandung satu atom seng. Ikatan di-sulfida yang hadir antara rantai berat dan ringan, menengahi neurotoksin untuk menembus ke dalam sel.
  • Penyerapan: Eksotoksin terutama menyerap di usus kecil (dalam bentuk aktif).
  • Keunikan: Ini unik dari eksotoksin lainnya, karena diproduksi setelah lisis sel.
  • Isolasi: Eksotoksin dapat mengisolasi dengan metode kromatografi penukar ion.
  • Efek: Botulinum neurotoksin menghambat sintesis ACH di sinapsis dan gap neuromuskuler dan hasilnya menyebabkan kelumpuhan. Pada penyakit parah, eksotoksin menyebabkan kelumpuhan pernapasan, yang akhirnya menyebabkan kematian. Neurotoksin adalah seng endopeptidase yang membelah protein membran vesikula sinaptik disebut sebagai “Synaptobrevin”.
  • Inaktivasi Toksin: Inaktivasi Toksin dapat dicapai dengan menundukkannya pada suhu 80 derajat Celcius selama 30-40 menit dan pada 100 derajat Celcius selama setidaknya 10 menit.

Peranan

Beberapa peranan Clostridium botulinum yang menarik adalah:

  • Clostridium botulinum menghasilkan protein dengan neurotoksisitas spesifik yang disebut sebagai “Neurotoksin”.
  • C. botulinum menyebabkan penyakit parah “Botulisme” oleh penyebab makanan yang terkontaminasi bakteri.
  • Ini adalah agen penyebab penyakit botulisme, yang merupakan jenis keracunan makanan.
  • C. botulinum menyebabkan botulisme, yang jarang terjadi, tetapi tingkat kematiannya sangat tinggi.
  • Di antara semua serotipe neurotoksin botulinum, tipe-A lebih beracun.
  • Antigenisitas C. botulinum telah dipelajari oleh netralisasi racun lengkap oleh antitoksin homolog.
  • Serotipe C dan D menghasilkan lebih dari satu toksin dan dapat saling bereaksi dengan antitoksin.
  • Eksotoksin berproduksi pada saat sporulasi saja, yaitu jika organisme tidak tumbuh, dan tidak ada racun yang akan diproduksi.
  • C. botulinum membutuhkan suhu optimal 35 derajat Celcius untuk menghasilkan eksotoksin proteolitik dan membutuhkan 26-28 derajat Celcius untuk menghasilkan jenis non-proteolitik.