Probiotics : Role of bacterial adherence

Pendahuluan Untuk mencapai efek-efek probiotik, strain probiotik harus dapat mengkolonisir usus. Oleh sebab itu, untuk menginduksi pathogen exclusion, baik strain probiotik maupun strain pathogen harus terdapat pada niche ekologis yang sama. Dan untuk memberikan efek melindungi bagi mukosa, maka strain probiotik harus dapat berasosiasi erat dengan sel-sel epitel usus. Dalam kenyataan, amatlah sulit memperoleh strain probiotik yg menjadi established dalam tubuh inang. Beberapa prosedur screening telah diusulkan untuk mengidentifikasi strain kandidat dgn potensi untuk mengkolonisir, termasuk kapasitas untuk menempel pd cell line tertentu yg berasal dari usus. Luaran dari strategi ini tgt pd kekuatan yg mendasari hipotesis – eksistensi dari korelasi kuat antara adherence in vitro dan kapasistas untuk mengkolonisir usus.

Usus halus Usus halus yg sehat hanya menyajikan sejumlah kecil populasi bakteri (103 sampai 105/g mukosa usus, biasanya didominir oleh bakteri aerob atau fakultatif anaerob dan toleran terhadap asam (seperti lactobacillli dan streptococci) yang dapat survive dari keasaman lambung. Biasanya enterobacteria tidak terdapat, meskipun masyarakat di negara berkembang dapat membawa sejumlahbesar populasi bakteri ini di dalam usus halus, termasuk enterobacteria. Hal ini mungkin disebabkan oleh terkonsumsinya makanan yg telah terkontaminasi oleh sejumlah besar enterobacteria.

Usus halus Gerakan peristaltik usus halus yg kuat akan menyapu bersih semua bakteri yg tidak menempel. Adherence pd sel epitel dengan demikian merupakan prasyarat bagi Escherichia coli enterotoksigenik untuk mengkolonisir usus halus dan menyebabkan diare.

Struktur usus halus

Struktur usus halus

Usus tebal Di dalam colon, gerakan peristaltik adalah lebih lemah drpd di dlm usus halus. Populasi bakteri mencapai jumlah yg besar sekali (kira-kira 1011/g kandungan feses). Karena hanya sejumlah kecil fraksi dari massa bakteri ini (1 kg seluruhnya) yg mengalami kontak erat dgn epitelium, maka peran adherence pd kolonisasi di dalam usus tebal terlihat minor.

Usus tebal Adherence tidak hanya dapat menjadi ukuran dalam melawan pembersihan mekanis. Kandungan lumen colon mrp substrat pertumbuhan yg sangat buruk bagi bakteri. Substrat bagi bagi bakteri yg sedang membelah diri disuplai oleh produksi konstan mucin segar oleh sel berbentuk piala mukosa. KH mucin dapat difermentasi oleh bakteri anaeob seperti Bacteroides, Bifidocacterium, dan Ruminococcus dan mono- dan oligosakarida yg dilepaskan dapat dimanfaatkan oleh sejumlah bakteri. Molekul mucin terhidrasi membentuk gel setebal 400 µm yg menutupi epitelium. Pd epitelium disekresikan glikoprotein dan sel-sel epitel akan dikelupaskan. Campuran kompeks yg dihasilkan disebut mucus yg mrp substrat yg excellent bagi pertumbuhan bakteri.

Usus tebal Lebih lanjut, tekanan oksigen adalah relatif tinggi dekat mukosa. Hal ini menguntungkan bakteri fakultatif anaerob seperti E.coli . Terdapat kebocoran nutrisi dari sel epitel yg dapat mendukung pertumbuhan bakteri yg menempel. Keuntungan lain bagi bakteri yg menempel pd lapisan mucus ini adalah bahwa bakteri ini dilindungi dari antibiotika yang diberikan secara oral. Dgn dmk maka lapisan mucus kebanyakan mgd bakteri yg melakukan replikasi.

Usus tebal Telah dihitung waktu generasi bakteri E. coli pd lapisan mucus yaitu antara 40-80 menit, sementara populasi lumen adalah statis. Faktor bakteri yg mendukung kolonisasi pada lapisan mucus dgn demikian akan memperkuat multiplikasi dan persistence.

Usus tebal Sebagian bakteri kolon dapat mengikat sel epitel usus secara in vitro meskipun belum terbukti pada usus halus manusia. Reseptor sel epitel dapat ditemukan pd protein membran yaitu glikoprotein, glikolipid atau glikocalyx, berupa struktur setebal 0,2 µm yg tersusun dari glikoprotein dgn identitas yg tidak diketahui dan menempel pada membran sel apical dari sel epitel usus. Mucus mengandung sejumlah besar sel epitel dgn berbagai taraf dekomposisi: 50-200 g sel epitel diproduksi setiap hari di dalam usus. Berbagai glikoprotein juga ditemukan dalam mucus, termasuk 2,5 g sIgA. Adherence pd berbagai sediaan mucus adalah tidak sinonim dgn adherence pd molekul mucin.

Bacterial adhesins Bakteri menempel pd sel target dgn menggunakan adhesin yg mrp protein yg mengenali deretan karbohidrat ttt yg terdapat pd glikoprotein sel inang, glikolipid atau struktur protein tertentu. Pada bakteri Gram-negatif, adhesin seringkali terletak pd berbagai tipe tonjolan pd permukaan sel bakteri: fimbriae, fibrillae atau curlli. Pada bakteri Gram-positif, adhesin biasanya terletak dalam dinding sel atau selubung permukaan, meskipun struktur fimbrial telah ditunjukkan tdp pd lactobacilli asal vagina. Bakteri dapat membawa satu atau bbrp adhesin. Sintesis fimbriae dan adhesin diatur pd bakteri sesuai kebutuhan. Adanya adhesin bakteri dapat ditunjukkan dgn pengikatan bakteri pd sel target, contohnya pada sel epitel yg baru diisolasi atau pd cell lines dari usus.