Mikrobioma Manusia – Keragaman Mikrobiota Dalam Tubuh Manusia


Perkembangan ilmu mikrobiologi dirintis sejak ditemukan mikroskop sederhana oleh Antoni van Leeuwenhoek. Saat itu, Leeuwenhoek dapat mengamati jasad-jasad renik yang berukuran sangat kecil yang disebut animalcules. mikrobioma manusia

Perkembangan pengetahuan tentang mikroba berjalan lambat hingga 150 tahun. Setelah abad ke-19 dan ditemukan mikroskop modern, pengetahuan tentang manfaat dan kerugian dari mikroba terus berkembang. Keberadaan mikroba di alam dapat ditemukan di darat, laut, udara bahkan dalam tubuh manusia. Penelitian tentang mikroba pada manusia dinamakan Human Microbiome Project (HMP) yang telah dilakukan oleh National Institutes of Health tahun 2008.

Mikrobiom Manusia

Mikroba pada manusia diperoleh sejak pertama kali dilahirkan melalui perantara vagina, sedangkan bayi yang dilahirkan melalui proses caesar memperoleh mikroba langsung dari tangan dokter yang melayani proses persalinan. Jumlah mikroba pada bayi terus meningkat seiring dengan perkembangan tubuhnya. Mikroba dan komunitasnya yang menempati suatu tempat tertentu disebut mikrobioma. Keberagaman mikrobioma pada manusia bergantung dari makanan dan lingkungan tempat hidup. Mikrobioma pada tubuh manusia dapat ditemukan di mulut, kulit, saluran gastrointestinal dan vagina (Gambar 1). Berikut adalah uraian mikrobioma dari masing-masing lokasi.

mikrobioma manusia

Mikrobioma Mulut

Ada beberapa tempat hidup mikroba mulut yaitu gigi, gusi, lidah dan tonsil. Mikroba mulut ditemukan setahun setelah kelahiran (sebelum tumbuh gigi) yang didominasi oleh anaerobik aerotoleran (Madigan et al. 2009). Berdasarkan analisis gen16S rRNA, 96 % besar rongga mulut manusia didominasi oleh 6 taxa yaitu Firmicutes, Bacteriodetes, Proteobacteria, Actinobacteria, Spirochaetes, dan Fusobacteria (Gambar 2). Sisanya yaitu kelompok dari filum Euryarchaeota, Chlamydia, Chloroflexi, SR1, Synergistetes, Tenericutes, dan TM7 sebanyak 4 % (Dewhirst et al. 2010).

Mikroba masuk ke rongga mulut bersamaan dengan masuknya udara saat bernafas maupun menguyah makanan. Mikroba berkolonisasi pada sela-sela gigi dan memperoleh nutrisi dari sisa-sisa makanan. Genus mikroba dominan pada mulut sehat terdiri dari kelompok Streptococcus, Veillonella, Granulicatella, Gamella, Actinomyces, Corynebacterium, Rothia, Fusobacterium, Porhyromonas, Prevotella, Capnocytophaga, Nisseria, Haemophilis, Treponema, Lactobacterium, Eikenella, Leptotrichia, Peptostreptococcus, Staphylococcus, Eubactera dan Propionibacterium. Keberadaan mikroba tersebut bermanfaat bagi mulut karena mencegah berkembangnya mikroba patogen dengan berbagai cara, yaitu mencegah patogen melekat pada permukaan gigi, mencegah patogen untuk memperbanyak diri, dan mendegradasi faktor virulen dari patogen (Zarco et al. 2012).

 

Selain itu, keberadaan saliva juga berfungsi untuk mencegah berkembangnya mikroba patogen. Saliva memiliki enzim lisozim yang mampu memutuskan ikatan glikosidik peptidoglikan pada dinding sel mikroba patogen (Madigan et al. 2009).

Bacaan lanjutan  Cara Mencegah Bakteri Patogen Dengan Quorum Quenching

Perubahan lingkungan dapat menyebabkan mikroba baik berubah menjadi patogen, karena salah satu dari mikroba berkembang dengan pesat sehingga kelimpahan antar bakteri tidak seimbang. Patogen menimbulkan gigi berlubang dan periodontal (penyakit gusi). Mikroba patogen juga mampu menstimulasi berkembangnya patogen lain.

Misalnya Streptococcus mutans, menghasilkan asam laktat yang baik untuk pertumbuhan Veillonella (Kanasi et al. 2010). Hasil penelitian menunjukkan bahwa biofilm Veillonella dapat meningkatkan pertumbuhan S. mutans. Hal ini diakibatkan oleh keadaan mulut yang tidak bersih. Banyaknya makanan yang terselip pada sela-sela gigi dan berbagai macam makanan yang dimakan merupakan faktor penyebab perubahan lingkungan. Salah satu cara untuk mengatasi ini yaitu menjaga kondisi mulut dalam keadaan bersih dengan menyikat gigi secara teratur.

 

Mikrobioma Kulit

Kulit manusia adalah tempat keluarnya zat-zat yang tidak dibutuhkan oleh manusia seperti keringat, bersifat asam dan mengalami regenerasi terus-menerus. Kulit merupakan salah satu habitat yang digunakan mikroba sebagai tempat hidup. Faktor eksternal yang mendukung perkembangan bakteri kulit yaitu kelembapan, kondisi cuaca, tipe pakaian yang digunakan, penggunaan lotions, krim, deodorant, dan tingkat kebersihan kulit. Sedangkan faktor internal yaitu usia dan sistem imun. Kulit juga menghasilkan beberapa enzim yang digunakan untuk fungsi pertahanan seperti protease, lisozim dan antimikroba . Walaupun demikian, mikroba tetap dapat tumbuh dan berkembang di kulit.

Berdasarkan hasil analisis sekuensing gen rRNA, kulit didominasi oleh kelompok Actinobacteria, Firmicutes, Proteobacteria dan Bacteriodes (Gambar 3) (Madigan et al. 2009). Pada lingkungan lembab, bakteri kulit didominasi oleh kelompok Corynebacteria dan Staphylococci, saat kering oleh Betaproteobacteria, Corynebacteria, Flavobacteriales dan area sebaseus didominasi oleh Propionibacteria dan Staphylococci (Madigan et al. 2009).

Gambar 3. Mikroba pada kulit (Madigan et al. 2009).

 

Populasi mikroba di kulit dapat dikatagorikan menjadi 3 yaitu transient (kontaminan), temporary resident (tidak menetap, hanya berkoloni sementara), dan resident (menetap dan berkembang di kulit). Populasi mikroba (bakteri) resident adalah flora normal kulit yang terdiri dari Propionibacterium acnes, Staphylococcus epidermidis, S. aureus, Corynebacterium diphtheria, Corynebacterium jeikeium dan Pseudomonas aeruginosa. Keberadaan mikroba resident bermanfaat bagi kulit karena dapat melawan bakteri patogen (Chiller 2001). Staphylococcus epidermidis melindungi kulit dari patogen dengan menghasilkan peptida antimikroba seperti phenol-soluble modulins (PSMs) (Schommer dan Richard 2013). Namun mikroba resident dapat menjadi patogen bagi manusia jika jumlahnya melebihi keadaan normal.

Mikrobioma Usus dan Saluran Gastrointestinal

Saluran pencernaan manusia terdiri dari lambung, usus halus dan usus besar. Lambung mengeluarkan cairan asam (pH 2), asam ini berfungsi sebagai barrier agar mikroorganisme patogen tidak dapat masuk ke dalam saluran gastrointestinal. Walaupun demikian, keberadaan mikroorganisme di saluran gastrointestinal masih dapat ditemukan. Saluran tersebut berfungsi merombak dan menyerap sari-sari makanan, dan beberapa nutrient diproduksi oleh mikroorganisme indigenous. Sepanjang saluran ini dapat ditemukan 104 sel mikroba (Madigan et al. 2009). Kelompok mikroba yang kerap ditemui di dominasi oleh Proteobacteria, Bacteroidetes, Actinobacteria dan Fusobacteria (Gambar 4). Single bakteri dominan yang ditemukan yaitu Helicobacter pylori. Kelompok Bacteroidetes secara umum berfungsi untuk menghasilkan hidrogen. Adanya hidrogen dapat membantu sel membentuk gradient proton sehingga proses pembentukan ATP dapat berjalan melalui fosforilasi oksidatif (Diamanti et al. 2011 ). Dominasi Helicobacter pylori saat usia muda (anak-anak) berperan sebagai agen resistensi tubuh terhadap serangan bakteri lain penyebab penyakit seperti diare dan tuberculosis (Belo et al. 2011).

Bacaan lanjutan  Peningkatan Metabolisme Sulfur oleh Sinyal Volatil Bakteri Pada Tumbuhan

Gambar 4. Mikrobioma pada saluran gastrointestinal (Madigan et al. 2009).

Usus halus terdiri dari duodenum dan ileum yang dihubungkan dengan jejunum. Sepanjang saluran dari duodenum, pH tidak begitu asam, maka perkembangan mikroba mulai meningkat. Sedangkan usus besar yaitu saluran dari ileum menuju caecum. Pada daerah ini banyak ditemui bakteri fermentatif dan aerob fakultatif dalam jumlah yang lebih sedikit (E.coli). Jumlah bakteri anaerob obligat mencapai 1010 sampai 1011 sel/gram di ujung distal saluran pencernaan. Bakteri Methanobrevibacter smithii juga ditemukan dalam jumlah yang cukup tinggi. Perubahan faktor lingkungan dan genetik pada manusia menginduksi terjadinya obesitas dan mempengaruhi komposisi mikrobiota dalam tubuh. Hasil penelitian menunjukkan bahwa obesitas disebabkan karena menurunnya jumlah Bacteriodetes sedangkan jumlah Actinobacterium meningkat lebih tinggi dibandingkan dengan Firmicutes (Clemente et al. 2012).

 

Mikrobioma Vagina

Pada vagina dewasa memiliki pH <5 dan mengandung sejumlah glikogen. Pada vagina terdapat Lactobacillus acidophilus yang memfermentasi polisakarida menjadi glikogen dan menghasilkan asam laktat (Gambar 5). Oleh karena itu keasaman vagina dapat terjaga. Selain itu dapat ditemukan juga Torulopsis, Candida, Streptococci dan E.coli. Sebelum pubertas, L. acidophilus tidak ditemukan, vagina dalam keadaan netral, tidak menghasilkan glikogen, mikroba didominasi oleh Staphylococci, Streptococci, Diptheroid dan E.coli. Setelah menopause, produksi glikogen berkurang, pH meningkat, dan mikroba akan kembali didominasi oleh mikorba sebelum pubertas (Madigan et al. 2009).

Gambar 5. Pewarnaan Gram Lactobacillus acidophilus (Madigan et al. 2009).

Keberadaan mikroba pada vagina juga berpengaruh pada keragaman mikroba pada bayi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa 30 % kelahiran bayi di Amerika Serikat yang dilakukan secara caesar memiliki komunitas mikroba yang berbeda dengan bayi yang terlahir normal. Ini juga berdampak pada keragaman mikroba pada gastrointestinal sehingga bayi lebih sensitif terhadap patogen. Sebanyak 64-82% bayi caesar mengalami infeksi kulit oleh Staphylococccus aureus (Belo et al. 2011). Berdasarkan uraian di atas diketahui bahwa keberadaan mikroba di dalam tubuh manusia tidak selamanya berdampak negatif bagi tubuh bergantung dari kelimpahan dan jenis mikroba yang ada. Kebiasaan dalam mencuci tangan dengan sabun juga dapat mengganggu jumlah mikroba baik pada tubuh, oleh karena itu penggunaan sabun saat mencuci tangan tidak selamanya baik bagi tubuh.

Bacaan lanjutan  Transduksi Sinyal Pada Mikroorganisme

Daftar Pustaka dan Bacaan Lanjutan

Belo MGD, Martin JB, Ruth EL dan Rob K. 2011. Development of the human gastrointestinal microbiota and insights from high-throughput sequencing. Gastroenterology. 140(6): 1713-1719. doi: 10.1083/j.gastro.2011.02.011.

Chiller K. 2001. Skin microflora and bacterial infections of the skin. J. Investig. Dermatol. Sym. Proc. 6: 170-174.

Clemente JC, Luke KU, Laura WP dan Rob K. 2012. The impact of the gut microbiota on the human health: an integrative view. Cell. 148. doi: 10.1016/j.cell.2012.01.035.

Dewhrist FE, Tust C, Jacques I, Bruce JP, Anne CRT, Yu WH, Abirami L, dan William GW. 2010. The human oral microbiome. Journal of Bacteriology. 192(19): 5002-5017. doi: 10.1128/JB.00542-10.

Diamanti M, Blaak EE, dan Vos WM. 2011. Do nutrient-gut-microbiota interactions play a role in human obesity, insulin resistance and type 2 diabetes?. Obesity. 12:272-281. doi: 10.11111/j.1487-789X.2010.00797.x.

Kanasi E, Dewhirst FE, Chalmers NI. 2010. Clonal analysis of the microbiota of severe early childhood caries. Caries Res. 44: 485-497.

Madigan MT, Jhon MM, Kelly SB, Daniel HB, dan David AS. 2009. Brock Biology of Microorganism. Edisi ke-4. United States (US): Pearson Education Inc.

Schommer NN dan Richard LG. 2013. Structure and function of the human skin microbiome. Trend in Microbiology. 21(12). doi: 10.1016/j.tim.2013.10.001.

Shafquar A, Regina J, Sheri LS, dan Curtis H. 2014. Functional and phylogenetic assembly of microbial communities in the human microbiome. Trend in Microbiology. 1(6). doi.10.1016/j.tim.2014.01.011.

Zarco MF, Vess TJ, dan Ginsburg GS. 2012. The oral microbiome in health and disease and the potential impact on personalized dental medicine. Oral Diseases. 18: 109-120. Doi: 10.1111/j.1601-0825.2011.01851.x.

 

Incoming search terms:

  • faktor virulensi mikron patogen sebagai pertahanan terhadap mikrobiota normal di kulit
  • Faktor yang menyebabkan mikrobiota normal pada tubuh
  • floranormal pada manusia mo
  • free ebook mikrobiologidasar tahun 2008
  • mikrobioma usus
  • mikrobiota normal yang dapat hidup pada kulit
  • The Human cutaneous mikroflora dan faktor controlling
author
Author: 
Laila Karomah yang lebih sering berpetualang di dunia maya sebagai evilgenius, merupakan mahasiswi Mikrobiologi Institut Pertanian Bogor. Bidang yang digemari oleh pegiat IT otodidak ini adalah mikrobiologi kesehatan, mikrobiologi lingkungan, bioteknologi mikrob, dan enzimologi.

Leave a reply "Mikrobioma Manusia – Keragaman Mikrobiota Dalam Tubuh Manusia"