PENGARUH KO- INFEKSI BAKTERI
Streptococcus agalactiae DENGAN Aeromonas hydrophila
TERHADAP GAMBARAN HEMATOLOGI DAN
HISTOPATOLOGI IKAN TILAPIA (Oreochromis niloticus)
D esy Sugiani* ), Suk enda* * ), Enang H ar r is* * ), dan Angela M ar iana Lusiast ut i* )
* ) Balai Penelit ian dan Pengem bangan Budidaya Air Tawar Jl. Sem pur No. 1, Bogor 16154
E- m ail: desysugiani@yahoo.co.id
* * ) Fakult as Perikanan dan Ilm u Kelaut an, Inst it ut Pert anian Bogor Jl. Rasam ala, Kam pus IPB Darm aga, Bogor 16680
(Naskah diterima: 28 Desember 2011; Disetujui publikasi: 8 Maret 2012)
ABST RAK
Karakt erist ik hasil ko- inf eksi buat an dari penyakit Streptococcosis dan MAS (Motile Aeromonas Septicemia) dapat dilihat dengan m enggunak an par am et er gam bar an hem atologi dan histopatologi. Ikan tilapia (Oreochromis niloticus) ukuran 15 g diinfeksi secar a int r a p er it oneal d engan b ak t er i Streptococcus agalactiae d an Aeromonas hydrophila m enggunakan dosis LD50. Perubahan pertahanan non spesifik ikan terhadap infeksi patogen dilihat dengan m engam ati level hem atokrit, neutrofil, lim fosit, m onosit, dan indeks fagositik darah ikan tilapia yang diam bil dari art eri caudalis pada hari ke- 3, 6, 9, 12, dan 15 set elah infeksi. Hasil analisis perubahan level hem atokrit dan lim fosit lebih t inggi dibandingkan dengan kont rol, level neutrofil lebih rendah dibandingkan dengan kontrol, dan level m onosit dan indeks fagositik fluktuatif selam a m asa perlakuan m em perlihatkan adanya hom eostasi gam baran darah ikan terhadap serangan infeksi antigen. Hasil histopatologi organ ginjal, otak, hati, dan lim fa m em perlihatkan dua pola karakt er luka. Pola pert am a, luka yang focal sam pai t erlihat adanya inf lam asi dan perdarahan. Pola kedua, luka yang multifocal, luka parah (acute), nekrot ik, dan luka inflam asi yang m engakibatkan deform asi sel- sel organ.
KATA KUNCI: S. agalactiae, A. hydrophila, ko- infeksi, hematologi, histopatologi
ABST RACT : Haem ato responses and histopathology of tilapia (Oreochromis niloticus) to co- infection Streptococcus agalactiae and Aeromonas hydrophila. By: Desy Sugiani, Sukenda, Enang Harris, and Angela M ar i an a Lu si ast u t i
examined and necropsied for histopathology, samples were taken from kidney, brain, liver, and spleen. Histopathological lesions were grouped into two characteristic patterns. The first pattern consisted focal lesion and inflammation. The second pattern consisted of multifocal lesion, necrotic, and inflammatory lesions resulting organ deformation.
KEYWORD S: S. agalactiae, A. hydrophila, co- infection, haematology, histopathology
PENDAHULUAN
Kasus kematian ikan akibat infeksi bakteri Aeromonas hydrophila dan Streptococcus sp. m enjadi pengham bat keberhasilan produksi budidaya ikan t ilapia (Oreochromis niloticus) d i In d o n esi a. Ti m b u l n ya p en yak i t ak i b at inf eksi Motile Aeromonas Septicemia (MAS) dan Streptococcosis t ersebut dapat t erj adi k ar en a r en d ah n ya k et ah an an t u b u h i k an , lingkungan pem eliharaan yang buruk, sert a m anajem en pem berian pakan yang tidak baik (Ibrahem et al., 2008; Harikrishnan et al., 2010). Ked u a j en i s p en yak i t i n i m en yeb ab k an m asal ah p ad a b u d i d aya i k an d an m en g -akibat kan kerugian ekonom i karena t erjadi kem at ian ikan yang t inggi dan m enurunnya kualitas produk perikanan.
Gejala klinis dari ikan t ilapia yang t er-inf eksi Motile Aeromonas Septicemia (MAS) dit andai dengan adanya sept icem ia, ascit es, u l cer , cacat t u l an g , exophthalmia, d an n ek r o si s o t o t . Pad a k o n d i si p o sm o r t em d i t em u k an ad an y a l u k a focal p ad a parenchym at us organ hat i, lim f a, dan ginjal, sert a t erdapat cairan yang m engisi rongga abdominal. Hasil isolasi dan identifikasi didapat jenis bakt eri A. hydrophila dari bagian organ int est inal ikan yang sakit m aupun ikan yang sudah sehat, hal ini dapat terjadi pada kondisi invasi penyakit maupun kondisi MAS yang akut dengan adanya lokalisasi koloni bakt eri A. hydrophila yang t erident if ikasi dari jaringan hem atopoetic (Ibrahem et al., 2008).
Streptococcosis p ad a i k an m er u p ak an inf eksi dari beberapa jenis bakt eri dengan gejala penyakit yang hampir sama pada setiap spesies bakt eri dapat m engakibat kan keru-sakan sistem saraf pusat yang terkarakterisasi d ar i g ej al a k l i n i s yan g n am p ak ad an ya exophthalmia (pop-eye) dan meningoencepha-litis. Menurut Toranzo (2009), pada kondisi perairan yang hangat (warm water) Strepto-coccosis (m enyebabkan kem at ian pada suhu di at as 15oC) jenis bakt eri yang m enyerang adalah Lactococcus garvieae, Streptococcus
iniae, S. agalactiae, dan S. parauberis. Agen penyebab penyakit Streptococcosis pada ikan di daerah perairan hangat seperti di Indonesia m erupakan bakt eri yang pot ensial bersif at zoonotik pada manusia.
Ik an yan g t er i n f ek si Streptococcosis m en u n j u k k an g er ak an r en an g yan g t ak m en en t u (erratic), b er p u t ar (whirling), pendarahan pada mata, katarak, exophthalmia (pop-eye), atau terdapat pendarahan di sekitar anus, dan pangkal sirip. Bagian internal badan m engalam i perubahan, bagian ot ak m enjadi lembek dan berair, serta hati membengkak dan berwarna pucat. Gejala lain yang teramati pada ikan seabream (Sparus auratus L.) dan ikan mullet (Liza klunzingeri) terinfeksi Streptococ-cosis b er u p a b ad an y an g m el en g k u n g m em bent uk C-shaped, m at a berwarna put ih (ocular opacity), pendarahan di periorbital dan i n t r ao cu l ar , b er n an ah (purulence), d an exophthalmia (Musa et al., 2009).
sedangkan infeksi MAS bersifat akut dan kronis (Sugiani & Lusiastuti, 2011).
BAHAN DAN METODE
Ikan uji yang digunakan adalah ikan tilapia (Oreochromis niloticus) berukuran 15 g. Bakteri A. hydrophila dan S. agalactiae menggunakan isolat koleksi Balai Penelitian dan Pengembangan Bud id aya Air Tawar , Bogor , A. hydrophila AHL0905- 2 diinokulasi dalam media Tryptic Soy Agar (TSA) dan S. agalactiae N14G di- inokulasi dalam media Brain Heart Infussion Agar (BHIA).
Ga m b a r a n si st e m i m u n d i l ak u k an dengan mengamati sampel darah yang diambil dari ikan perlakuan kem udian diukur kadar h em at ok r i t m en u r u t m et od e An d er son & Siwicki (1995), differensial leukosit m enurut m et ode Blax hall & Daisley (1973), dan indeks fagositik menurut metode Zhang et al. (2008).
Pengam atan gam baran histopatologi unt uk m enget ahui ef ek dari penyak it MAS (inf eksi A. hydrophila) dan Streptococcosis (inf eksi S. agalactiae) pada organ hat i, lim f a,
ginj al, dan ot ak dilak uk an dengan m eng-gunakan mikroskop.
Uji patogenisitas bakteri A. hydrophila, S. ag alact iae d an g ab u n g an k ed u an ya pada ikan tilapia (O. niloticus). Penelit ian pat ogenisit as dilakukan dengan cara injeksi intra-peritoneal (IP) bakt eri S. agalactiae LD50 103 cfu (Taukhid & Purwaningsih, 2010) dan A. hydrophila LD50 107 cfu (Sugiani et al., 2010), 0,1 m L/ ekor unt uk m elihat dam pak inf eksi bakteri pada ikan tilapia. Ikan dipelihara selama 1 - 1 4 h ar i u n t u k m el i h at p er u b ah an p ol a berenang, t ingkah laku m akan, perubahan p at o l o g i an at o m i o r g an d al am d an l u ar , g am b ar an d ar ah , p at o l o g i k l i n i k d ar ah , histopatologi, dan kematian ikan.
Perlakuan infeksi LD50 menggunakan isolat b ak t er i d ar i m ed i a t u m b u h d en g an l am a wakt u inkubasi yang m enim bulkan kem at ian t erbanyak sert a wakt u t ersingkat pada hasil perlakuan LD100 (Sugiani & Lusiast ut i, 2011) dengan rincian untuk masing- masing inokulan bakteri sebagaim ana tertera pada Tabel 1.
Tabel 1. Perlakuan infeksi LD50 yang diamati selama 14 hari setelah diinjeksi Table 1. LD50 infections, observed for 14 days
Ket erangan (Descriptions):
A1 : A. hydrophila dalam TSB dengan m asa inkubasi 24 jam
A1 : A. hydrophila in TSB, incubated for 24 hours
E3 : S. agalactiae dalam BHIA dengan m asa inkubasi 72 jam
E3 : S. agalactiae in BHIA, incubated for 72 hours
D1 : A. hydrophila dalam TSA dengan m asa inkubasi 24 jam
D1 : A. hydrophila in TSA, incubated for 24 hours
B1 : S. agalactiae dalam BHIA dengan m asa inkubasi 24 jam
B1 : S. agalactiae in BHIA, incubated for 24 hours Perlakuan
T r ea t m en t
T ip e b akt eri T ype of b a ct er ia
Perb and ing an vo lume b akt eri Dose of volum e
Ko d e Cod e
1 A1 + E3 50:50 A
2 A1 + E3 75:25 B
3 A1 + E3 25:75 C
4 A1 + E3 0:100 D1
5 A1 + E3 100:0 D2
6 D1 + B1 50:50 E
7 D1 + B1 75:25 F
8 D1 + B1 25:75 G
9 D1 + B1 0:100 H1
10 D1 + B1 100:0 H2
11 Tryptic Soy Broth - Kontrol (Control)
HASIL DAN BAHASAN
Sebagai dat a pendukung, t elah dilakukan survai kerentanan ikan tilapia terhadap infeksi MAS dan Streptococcosis pada budidaya ikan Karam ba Jaring Apung (KJA) di Waduk Cirat a yait u pada Blok Jangari- Mande dan Blok Pasir Pogor - Bob oj ong, d ip er oleh d at a insid ensi Aeromonas hydrophila seb esar 1 0 0 % d an insidensi Streptococcus sp. sebesar 20% yang m erupakan hasil isolasi bakt eri pada organ ginjal dan ot ak, sert a luka dari 10 ekor ikan sakit dan 5 ekor ikan sehat dari populasi di setiap KJA. Maka, ikan tilapia secara alami dapat terindikasi terjadi ko- infeksi dari penyakit MAS dan Streptococcosis sebesar 20% dari ik an yang menunjukkan gejala sakit, dengan gejala k l i n i s ek s o p t h al m i , o p aq u e, as c i t es , haem orhage, sirip gripis dan pangkal sirip b er war na p ucat , ginj al d an hat i b er war na pucat , sert a saluran int est in kosong.
Apabila t erjadi suat u serangan pat ogen atau benda asing pada ikan m aka akan terjadi respons im un alam i yang m elibatkan sirkulasi dan perbaikan jaringan melalui respons fagosit granulosit (neut rof il, eosinof il sel granular) m onosit , dan sel m akrofag. Ikan dapat m em -bent uk pert ahanan diri t erhadap serangan infeksi bakteri. Akan tetapi, respons imun alami i n i h an ya d ap at b er t ah an d an b er f u n g si dengan baik pada beberapa hari at au m inggu setelah adanya invasi bakteri ke dalam tubuh, dan berf ungsi sebagai respons im un ant i-inf eksi f ase awal.
Hasil perlakuan ko- infeksi (Kode A, B, C, E, F, dan G) dengan perbandingan kom posisi cfu bakteri yang berbeda antara A. hydrophila d an S. agalactiae m en u n j u k k an ad an ya peningkat an jum lah hem osit darah berupa p lasm a d ar ah p ad a set iap p er lak uan, j ik a dibandingkan dengan kont rol t erdapat per-bedaan yang sangat nyat a (P< 0,05), nam un tidak berbeda nyata jika dibandingkan dengan perlakuan infeksi tunggal A. hydrophila (Kode D2 dan H2) dan inf eksi t unggal S. agalactiae (Kode D1 dan H2). Jum lah m onosit , neut rofil, dan lim fosit m engalam i fluktuasi m em bentuk suat u hom eost asi t ot al leukosit dengan rat a-rata terlihat adanya peningkatan jumlah limfosit dan m onosit sert a adanya penurunan jum lah neut rof il jika dibandingkan dengan kont rol (Gam b ar 1 ). Hal i ni m enunj uk k an ad anya akt ivit as pert ahanan non spesif ik dari ikan b er u p a p en i n g k at an m on osi t d ar ah yan g berfungsi sebagai sel fagosit (m akrofag) yang akan m em f agosit osis ant igen bakt eri dalam
t ubuh ikan, sedangkan adanya peningkat an j u m l ah l i m f osi t m en u n j u k k an b ah wa ad a ak t ivit as p er t ahanan selular sp esif ik yang memungkinkan adanya pembentukan antibodi at au m em ori pada ikan yang dapat bert ahan dari serangan ko- infeksi S. agalactiae dan A. hydrophila. Nilai indeks f agosit ik yang lebih t inggi dibandingk an dengan k ont r ol pada set i ap p er l ak u an m en u n j u k k an ad an ya peningkat an kem am puan akt ivit as f agosit ik dari ikan t erhadap adanya serangan inf eksi bakteri.
Mak r o f ag at au ak t i f asi sel m ast o l eh adanya invasi bakt eri dapat m em pengaruhi pembentukan mediasi imflamasi, dan merang-sang t r ansf er ser t a ak um ulasi leuk osit k e daerah yang t erinf eksi. Peningkat an jum lah l euk osi t sel am a r esp ons p er t ahanan i k an terhadap infeksi bakteri berlangsung, banyak leukosit yang ditransfer sehingga akan nampak adanya peningkat an jum lah leukosit dalam darah yang berf ungsi unt uk m engelim inasi serangan bakteri yang ada di dalam tubuh ikan (Caruso et al., 2002). Beberapa t ipe leukosit , t erut am a m onosit dan neut rophil m em iliki f u n g si u n t u k m en cer n a d an m em f ag o si t partikel (phagocytosis), sehingga akan terjadi peningk at an yang signif ik an dari ak t ivit as f agosit osis oleh neut rof il darah selam a m asa infeksi (Pan, 1999).
Mian et al. (2009) menemukan bahwa pada su h u p er ai r an h an g at l eb i h d ar i 2 7oC S. agalactiae lebih bersif at virulen. Set elah uji tantang dengan LD50 (strain SA 20- 06 LD50 pada 6,14x 107 cf u) m enyebabkan kem at ian 90%-1 0 0 %. Gej ala k linis m uncul 2 4 j am p asca inf eksi, dengan gerakan renang t ak m enent u m erupakan gejala yang um um t erjadi apabila t erjadi inf eksi pada bagian ot ak. Kem at ian t erj adi pada 72 j am pasca inf ek si, nam un beberapa ikan akan mati setelah 14 hari pasca infeksi.
Pengaruh injeksi A. hydrophila 5,2x 106 cf u/ m L t erhadap bullfrog m enunjukkan t ren penur unan secar a gradual dar i pr esent asi t ingkat f agosit osis darah, t ot al leukosit dan erit rosit lebih t inggi dibandingk an dengan kontrol, serta aktivitas antibakterial meningkat. Inf eksi A. hydrophila dapat m em pengaruhi reaksi imun non- spesifik pada bullfrog (Zhang et al., 2008).
Gambar 1. Tot al hem at okrit , m onosit , neut rofil, lim fosit , dan indeks fagosit ik ikan t ilapia hasil ko- infeksi S. agalactiae dan A. hydrophila. (A) tipe bakteri A1+ E3 50:50 (B) tipe bakteri A1:E3 75:25 (C) tipe bakteri A1:E3 25:75 (D1) tipe bakteri A1:E3 0:100 (D2) tipe bakteri A1:E3 100:0 (E) tipe bakteri D1:B1 50:50 (F) tipe bakteri D1:B1 75:25 (G) tipe bakteri D1:B1 25:75 (H1) tipe bakteri D1:B1 0:100 (H2) tipe bakteri D1:B1 100:0, dan kontrol Figure 1. Hematocrit, monocytes, neutrophils, lymphocyte, and phagocytic index of tilapia
with co-infections S. agalactiae and A. hydrophila. (A) bacteria A1+E3 50:50 (B) bacteria A1:E3 75:25 (C) bacteria A1:E3 25:75 (D1) bacteria A1:E3 0:100 (D2) bacte-ria A1:E3 100:0 (E) bactebacte-ria D1:B1 50:50 (F) bactebacte-ria D1:B1 75:25 (G) bactebacte-ria D1:B1 25:75 (H1) bacteria D1:B1 0:100 (H2) bacteria D1:B1 100:0, and control
Perlak uan (treatment)
48 jam (plasma darah) 48 jam (sel darah) 96 jam (plasma darah) 96 jam (sel darah)
144 jam (plasma darah) 144 jam (sel darah) 192 jam (plasma darah) 192 jam (sel darah)
240 jam (plasma darah) 240 jam (sel darah)
(haemorhage). Terjadi suatu infiltrasi lim fosit d i an t ar a t u b u l i g i n j al d an ad a sel yan g n ek r o s i s s eh i n g g a m em b en t u k s u at u d ef or m asi sel . Pad a or g an l i m f a t er d ap at melano macrofag centre (MMC) yang bersifat multifocal. Hasil pengam at an hist opat ologi d ib and ingk an d engan k ont r ol or gan yang sehat dari Atlas Fish Histology (Takashim a & Hibiya, 1995) (Gambar 2).
Hasil hist opat ologi t erhadap luka t erbagi ke dalam dua pola karakter luka. Pola pertama, luka yang focal sam pai multifocal, luka yang mild sam pai t erlihat adanya inflam asi granu-loma. Granuloma berisi kumpulan sel- sel yang rusak, yang diselubungi oleh kapsul tebal dari k um p ulan m ak r of ag. Pusat m ak r of ag d an m el an o m ak r o f ag j u g a t er am at i b an yak m enyelubungi granulom a. Pola kedua, luka yang multifocal, luka parah (acute), nekrot ik, luka inf lam asi yang m elibat kan leucocyt es, makrofag, fibrin, dan sel granular eosinophilik. Kedua pola luka biasanya t eram at i ada pada bagian otak dan mata (Hernandez et al., 2009).
KESIMPULAN
Hasil dari uji patogenesis ko- infeksi bakteri S. agalactiae dan A. hydrophila dapat di-si m p u l k an b ah w a set el ah i n j ek di-si secar a i n t r ap er i t o n eal d ar i k ed u a j en i s b ak t er i
t ersebut pada ikan t ilapia dapat m erangsang h o m eo st asi r esp o n s i m u n n o n - sp esi f i k (m onosit , neut rofil, lim fosit , dan hem at okrit ) dan m eningkat kan kem am puan f agosit osis darah. Sedangkan, hasil hist opat ologi organ ginjal, otak, dan limfa memperlihatkan dua pola karakt er luka. Pola pert am a, luka yang focal s am p ai t er l i h at ad an y a i n f l am as i d an perdarahan. Pola kedua, luka yang multifocal, luka parah (acute), nekrotik, dan luka inflamasi yang mengakibatkan deformasi sel- sel organ.
DAFTAR ACUAN
Anderson, D.P. & Siwicki, A.K. 1995. Basic hem at ology and serology for fish healt h programs. In Disease in Asian Aquaculture II. Shariff, M., Arthur, J.R., and Subasinghe R.P. (Ed s.), Fi sh Heal t h Sect i o n , Asi a Fisheries Societ y, Manila, Philippines, p. 185- 202.
Blax hall, P.C. & Daisley, K.W. 1973. Rout ine haem at ological m et hods for use wit h fish blood. Journal Fish Biology, 5: 577- 581. Caruso, D., Schlum berge, O., Dahm , C., &
Proteau, J.P. 2002. Plasma lysozyme levels in sheat fish Silurus glanis L. subject ed t o st ress and ex perim ent al inf ect ion wit h Edwardsiella tarda. Aquacult. Res., 33: 999-1,008.
Gambar 2. Histologi organ dari ikan hasil ko- infeksi A. hydrophila + S. agalactiae Figure 2. Histopathology of tilapia with co-infection A. hydrophila + S. agalactiae Otak (perbesaran 200x ) Lim fa (perbesaran 200x ) Ginjal (perbesaran 400x )
Harikrishnan, R., Balasundaram, C., & Heo, M.S. 2010. Lactobacillus sakei BK19 enriched diet enhances t he im m unit y st at us and disease resist ance t o St rept ococcosis in-f ect i o n i n k el p g r o u p er , Epinephelus bruneus. Fish & Shellfish Immunology, 29: 1,037- 1,043.
Hernandez, E., Figueroa, J., & Iregui, C. 2009. St r ep t o co cco si s o n a r ed t i l ap i a, Oreochromis sp., farm : a case study. Jour-nal of Fish Diseases, 32: 247- 252. Ibrahem, M., Mostafa, M., Arab, R.M.H., & Rezk,
M.A. 2 0 0 8 . Pr eval en ce o f Aeromonas hydrophila infect ion in wild cult ured t ila-p ia nilot ica (O. niloticus) in Egyila-p t . 8th International Symposium on Tilapia in Aquaculture, p. 1,257- 1,271.
Mian, G.F., Godoy, D.T., Leal, C.A.G., Yuhara, T.Y., Cost a, G.M., & Figueiredo, H.C.P. 2009. Aspects of the natural history and virulence of S. agalactiae infect ion in Nile Tilapia. Short com m unicat ion. Veterinary Micro-biology, 136: 180- 183.
Musa, N., Wei, L.S., Hamdan, R., Leong, L.K., Wee, W., Amal, M.N., Kutty, B.M., & Abdullah, S.Z. 2009. St rept ococcosis in red hybrid t ila-pia (Oreochromis niloticus) com m ercial farm s in Malaysia. Short Com m unicat ion. Aquaculture Research, 40: 630- 632. Pan, H.C. 1999. Ult rast ruct ure of peripheral
blood cells of Rana rugulosa. Chinesse J. Anat., 18: 71- 74.
Su g i an i , D., Kom ar u d i n , O., Wad j d i , E.F., Mi k ad ar u l l ah , & Wi b aw a, B.M. 2 0 1 0 .
Efektivitas aplikasi rendaman ulang sediaan p r o d u k v ak si n Hy d r o v ac. Seminar Nasional Ikan VI & Kongres Masyarakat Ikhtiologi Indonesia III. Lem b ag a Il m u Pengetahuan Indonesia (LIPI) Cibinong, 08-09 Juni 2010, 11 hlm.
Sugiani, D. & Lusiastuti, A.M. 2011. Kerentanan ikan tilapia (Oreochromis niloticus) terhadap serangan ko- infeksi St rept ococcosis dan MAS. SEMNASKAN VIII Universit as Gajah Mada, Yogyakarta, 16 Juli 2011, 9 hlm. Takashima, F. & Hibiya, T. 1995. An atlas of fish
hist ology: norm al and pat hological fea-tures. Kodansha Ltd. Tokyo, 195 pp. Taukhid & Purwaningsih, U. 2010. Penapisan
isolat bakt eri Streptococcus spp. sebagai kandidat antigen dalam pembuatan vaksin, ser t a ef i k asi n y a u n t u k p en ceg ah an penyakit Streptococcosis pada ikan Tilapia, Oreochromis niloticus. J. Ris. Akuakultur, 6(1): 103- 117.
Toranzo, A.E., Rom alde, J.L., Magariños, B., & Barj a, J.L. 2009. Present and f ut ure of aquacult ure vaccines against fish bact e-rial diseases. The use of vet erinary drugs and vaccines in Medit erranean aquacul-ture. Options Méditerranéennes, A, 86: 155– 176.
