Jagat Renik

Tak kasat mata. Ada di mana-mana. Dan berkuasa.

Oleh Nathan Wolfe
Foto oleh Dept.Mikrobiologi, Biozentrum, Universitat Basel/Photo Researcher, Inc

Cobalah menarik napas. Rasakan udara mengalir masuk ke dalam lubang hidung. Diafragma berkontraksi, menyedot udara ke dalam dada. Oksigen membanjiri rongga-rongga kecil di paru-paru dan mengalir ke pembuluh darah kapiler,
siap memberi tenaga setiap sel dalam tubuh kita. Kita pun hidup.

Demikian pula napas yang baru kita isap. Saat menghirup napas, lubang hidung kita me­nyedot jutaan partikel yang tidak kasat mata: debu, serbuk sari, percikan air laut, abu vulkanis, spora tanaman.

Setiap partikel ini sendiri penuh dengan komunitas bakteri dan virus. Beberapa jenis dapat menyebabkan alergi atau asma. Yang lebih langka, patogen udara yang dapat menyebabkan penyakit, seperti SARS, TBC, dan influenza.

Dalam 15 tahun terakhir, saya meng­habis­kan banyak waktu mencolokkan penyeka kapas ke hidung manusia, moncong babi, paruh burung, hidung primata, mencari tanda mikroba patogen sebelum kuman itu me­nyebabkan pandemi yang mematikan.

Akibatnya, saya jadi menganggap udara sebagai media pandemi berikutnya, bukan zat yang diperlukan untuk hidup. Namun, tenang saja: Sebagian besar mikroba di udara hanya sedikit mengganggu atau tidak berbahaya sama sekali, dan beberapa hampir pasti bermanfaat bagi kita. Harus kita akui, hanya sedikit sekali yang kita ketahui tentang mikroba.

Kita tahu soal bakteri—yang membentuk se­bagian besar biomassa di Bumi—baru sejak Antoni van Leeuwenhoek menggunakan mikros­kopnya untuk mengamati percontoh air kolam dan air liur sekitar 350 tahun silam.

Virus—jauh lebih kecil daripada bakteri, tetapi berjumlah jauh lebih banyak daripada gabungan semua bentuk kehidupan lainnya—ditemukan baru sekitar satu abad yang lalu. Dan baru dalam beberapa dasawarsa terakhir kita mengetahui betapa melimpahnya mikroba yang hidup mulai dari atas awan hingga ber­kilometer-kilometer di bawah tanah. Kita baru mulai memahami betapa penting mikroba bagi kesehatan dan Bumi.

Ketidaktahuan kita pada masa lalu mengenai berlimpahnya mikroba di planet ini terutama akibat ketidakmampuan kita mem­biakkan kebanyakan mikroorganisme di laboratorium. Belakangan ini teknik pengurutan DNA memungkinkan kita mempelajari seluruh populasi di lingkungan tertentu tanpa perlu membiakkannya dalam cawan petri.

Pada 2006, misalnya, para ilmuwan di Lawrence Berkeley National Laboratory mengumumkan bahwa sampel udara yang di­ambil dari San Antonio dan Austin, Texas, mengandung setidaknya 1.800 spesies bakteri udara, membuat keragaman spesies di udara setara dengan yang ada di tanah.

Di antaranya terdapat bakteri dari padang rumput, pengolahan limbah, mata air panas, dan gusi manusia, serta bakteri yang umum ditemukan pada cat lapuk. Kebanyakan mikroba udara tidak berasal dari jauh, tetapi ada juga yang menempuh per­jalanan sangat panjang.

Debu dari gurun di Cina bertiup menyeberangi Samudra Pasifik ke Amerika Utara dan ke timur ke Eropa, akhirnya mengelilingi dunia. Awan debu tersebut penuh bakteri dan virus dari tanah asalnya, serta mikroba lain dari asap pembakaran sampah atau dari kabut di atas lautan yang diseberanginya yang ikut terbawa. Hirup napas, dan rasakan mikroba dari seluruh dunia.

Selain di udara permukaan yang kita hirup, mikroba juga terdapat di atmosfer-atas, hingga ketinggian 36 kilometer di atas permukaan bumi. Saya percaya mikroba bisa melayang lebih tinggi, meskipun sulit membayangkannya bisa hidup lama jauh dari air dan zat hara.

Di bawah ketinggian itu, mikroba bertahan hidup dan bahkan berkembang. Terdapat bukti bah­wa sekalipun tingkat radiasi ultraviolet yang tinggi dapat membunuh bakteri, beberapa ber­metabolisme dan bahkan mungkin bereproduksi di dalam awan.

Mikroba tidak hanya menghuni udara—mi­kroba menciptakannya, atau setidaknya ba­gian yang paling kita perlukan. Pada awal ke­hidupan di Bumi, atmosfer tidak memiliki kadar oksigen yang tinggi. Oksigen merupakan produk sampingan fotosintesis, dan proses ini ditemukan sekitar dua setengah miliar tahun yang lalu oleh sianobakteri.

Bakteri ini berperan langsung dalam setengah produksi oksigen di Bumi setiap tahun, dan secara tidak langsung atas sebagian besar sisanya. Ratusan juta tahun yang lalu bentuk purba sianobakteri masuk ke dalam sel yang kemudian berevolusi menjadi tanaman.

Di dalam cikal-bakal tanaman tersebut, sianobakteri berevolusi menjadi kloroplas, mesin penghasil oksigen foto­sintesis dalam sel tumbuhan. Bersama-sama, sianobakteri yang hidup bebas dan saudara kloroplasnya yang telah lama terpisah melakukan sebagian besar fotosintesis di Bumi.

Kita kembali lagi ke hidung. Bagaimana nasib mikroba udara yang kita hirup tanpa sadar itu? Makhluk itu cuma numpang lewat. Hidung kita juga dihuni penduduk tetap yang padat dan beragam. Tiga genera—Corynebacterium, Propionibacterium, dan Staphylococcus—merupakan bakteri mayoritas dalam lubang hidung kita.

Mikroba hidung merupakan salah satu komunitas yang membentuk mikrobiom manusia: semua pelengkap genetis berupa bakteri dan organisme lain yang tinggal di kulit, gusi, gigi, saluran genital, dan terutama di usus.

Secara total, jumlah mikroba dalam tubuh manusia melebihi jumlah sel tubuh itu sendiri dengan perbandingan sepuluh banding satu, dan beratnya sama atau melebihi otak kita—sekitar 1.350 gram pada rata-rata orang dewasa.

Jadi setiap manusia merupakan organisme sekaligus ekosistem padat penduduk, dengan berbagai habitat yang dihuni spesies berlainan yang perbedaannya laksana hewan yang ada di hutan dengan di gurun.

Sebagian besar mikroba yang mendiami tubuh kita bermanfaat atau tidak berbahaya. Mikroba ini membantu kita mencerna makanan dan menyerap zat gizi. Mikroba memproduksi protein anti-inflamasi dan vitamin penting yang tidak dapat dibentuk oleh gen kita, serta melatih sistem kekebalan tubuh kita untuk memerangi penyusup yang menularkan penyakit.

Bakteri yang tinggal di kulit mengeluarkan semacam pelembap alami, mencegah pecah-pecah yang dapat menyebabkan kulit dimasuki patogen. Manusia mendapatkan rekan mikroba pertam­nya dalam proses kelahiran, saat melewati saluran vagina yang populasi bakterinya berubah secara drastis selama kehamilan.

Misalnya, Lactobacillus johnsonii, yang biasanya hidup dalam usus dan membantu kita mencerna susu, menjadi lebih banyak di vagina, sehingga sang bayi mendapat bakteri ini, mungkin untuk membantunya mencerna ASI.
Tubuh manusia juga dihuni beberapa kuman culas. Setiap waktu, satu dari tiga manusia memiliki Staphylococcus aureus—bakteri jinak yang bisa berubah ganas—di lubang hidungnya.

Biasanya persaingan antara anggota komunitas lubang hidung dapat mengontrol bakteri ini. Namun, S. aureus bisa jadi berbahaya, terutama jika masuk ke lingkungan yang lain. Di kulit, bakteri ini dapat menyebabkan berbagai hal mulai dari jerawat hingga infeksi yang membawa maut.

Dalam kondisi tertentu, bakteri individu dapat menyatu menjadi lapisan lendir yang bertingkah seperti pasukan, menyerang jaringan baru dan bahkan mengontaminasi kateter intravena dan peralatan rumah sakit lainnya. Galur kuman super S. aureus dapat menyebabkan infeksi mematikan seperti sindrom syok keracunan atau fasiitis nekrotik—penyakit pemakan daging.

Yang membuat galur ini sangat berbahaya adalah kekebalannya terhadap antibiotik, mukjizat kedokteran modern yang telah menyelamatkan jutaan nyawa sejak pertengahan abad lalu. Semakin kita memahami mikrobiota manusia, kita kian menyadari betapa mudah­nya mikroba-bermanfaat terembet menjadi korban sampingan antibiotik.

Sekitar 10-40 persen anak-anak yang diberi antibiotik spektrum luas mengalami diare terkait-antibiotik, karena mikrobiota ususnya terganggu. Meluasnya penggunaan antibiotik sejak usia dini mungkin menimbulkan efek yang lebih besar seiring waktu.

Mikroba lambung Helicobacter pylori telah lama diketahui menyebabkan tukak pada beberapa orang, tetapi pada kebanyakan orang bakteri ini berfungsi mengatur sel kekebalan dalam lambung. Ahli mikrobiologi Martin Blaser yang telah meneliti H. pylori selama beberapa dasawarsa, mencatat bahwa makin sedikit orang dewasa yang memiliki mikroba itu, sebagian karena seringnya mendapat antibiotik dosis tinggi selama masa kanak-kanak.

Blaser berpendapat, semakin berkurangnya bakteri dalam tubuh mungkin berkaitan dengan meningkatnya pengidap asma pada generasi muda Amerika. Jadi apakah kita harus mengobati anak-anak pengidap bengek dengan bakteri H. pylori? Tidak sesederhana itu.

Semakin kita mengenal hubungan antara manusia dan mikroba—serta hubungan kompleks antara satu mikroba dengan yang lain—ilmuwan mulai memandang mikrobiom seperti ahli ekologi memandang ekosistem. Ini bukan sebagai kumpulan spe­sies tetapi sebagai lingkungan dinamis yang terbentuk oleh berbagai interaksi antara anggota­nya.

Artinya, kita harus lebih hati-hati menggunakan antibiotik dan pengobatan probiotik yang sedang naik daun yang tidak hanya menggenjot sementara jumlah mikroba tertentu, tetapi juga merangsang seluruh populasi. “Kita tahu cara mengacau komunitas mikroba,” kata Katherine Lemon, peneliti mikrobiom. “Yang belum kita ketahui adalah cara mengembalikannya ke keadaan yang sehat.”

Pandangan tentang hubungan kita dengan mikroba ini sangat bertentangan dengan pandangan saya sebagai ahli mikrobiologi yang menganggapnya sebagai calon pembunuh yang harus diburu dan dibasmi sebelum menyebar. Tentu saja kedua pandangan ini benar. Kita tidak boleh lalai menjaga diri dari ancaman patogen.

Namun, semakin dalam menjelajahi dunia mikroba, ketakutan kita terhadap makhluk tidak kasat mata yang ada di sekitar dan dalam tubuh ini harus dibarengi dengan penghargaan kita atas manfaat yang baru diketahui—dan debar-debar hati menunggu penemuan selanjutnya.