BAB II TINJAUAN PUSTAKA
1. Antibiotik Antibiotik adalah suatu substansi kimia yang diperoleh atau dibentuk oleh berbagai spesies mikroorganisme, yang dalam konsentrasi rendah mampu menghambat pertumbuhan mikroorganisme lainnya. 1.1. Mekanisme Kerja Antibiotik Berdasarkan mekanisme kerja antibiotik dibagi menjadi: a. Antibiotika yang mempengaruhi dinding sel Sel kuman dikelilingi oleh suatu struktur kaku yang disebut dinding sel, yang melindungi membran protoplasma dibawahnya terhadap trauma, baik osmotik maupun mekanik. Karena itu, setiap zat yang mampu merusak dinding sel dan mencegah sintesisnya akan menyebabkan terbentuknya sel-sel yang peka terhadap tekanan osmotik. b. Antibiotika yang mengganggu atau merusak membran sel Membran sel memegang peranan vital dalam sel. Ia merupakan pembatas osmotik bagi bebasnya difusi antara lingkungan luar dan dalam sel. Membran sel juga dapat mempengaruhi konsentrasi metabolit dan bahan gizi didalam sel dan merupakan tempat berlangsungnya pernafasan dan aktifitas biosintetik tertentu. Beberapa antibiotik diketahui mampu merusak atau memperlemah
4
5
satu atau lebih dari fungsi-fungsi ini, yang akan menyebabkan gangguan-gangguan terhadap kehidupan sel. c. Antibiotika yang mengganggu fungsi DNA. Sejumlah
obat-obat
antimikroba
berfungsi
terutama
mengganggu atau merusak struktur dan fungsi DNA. Struktur molekul DNA erat kaitannya dengan dua peran utamanya yaitu duplikasi dan transkripsi. Oleh karenanya, setiap zat yang mampu mengganggu struktur double helix DNA tersebut, akan pula mempengaruhi seluruh fase pertumbuhan dan metabolisme kuman. d. Antibiotika yang menghambat sintesis protein Sintesis protein merupakan hasil akhir dari dua proses utama, yaitu : transkripsi dan translasi. Antibiotika yang mampu menghambat salah satu proses ini, akan menghambat sintesis protein. ( Staf Pengajar FKUI, 1993 ) 1.2. Penicilin Penicilin merupakan suatu produk fermentasi jamur dalam genus penicillium. Penicilin disebut juga antibiotik β-Laktam karena mengandung enzim β-Lakamase yang melekat pada cincin Tiazolidin. ( Stephen C. Edberg, 1986 ) Penicilin mengeluarkan efek bakterisidenya dengan mengganggu sintesis peptidoglikan pada dinding sel bakteri. Dinding sel bakteri akan menjadi
lemah
dan
menyebabkan
membran
menghamburkan isi sel. ( Volk & Wheeler, 1988 )
sel
merekah
dan
6
1.3. Tetrasiklin Tetrasiklin merupakan zat antibiotika yang secara alamiah diproduksi Streptomyces aureofaciens pada tahun 1948, merupakan antibiotik spektrum luas pertama yang efektif melawan bakteri gram positif dan gram negatif. (Joyce L Kee, Evelyn R. Hayes, 1996) Cara kerja tetrasiklin terhadap bakteri yaitu tetrasiklin terikat pada sub unit 30S dari ribosom bakteri. Tetrasiklin menghambat sintesis protein dengan menghalangi penambahan asam amino baru pada rantai peptida yang sedang terbentuk, biasanya bersifat menghambat atau membunuh bakteri gram positif dan gram negatif. ( Jawetz, E. 1996 ) 1.4. Kloramfenikol Kloramfenikol
diproduksi
oleh
Achinomycetes
streptomyces
venezuelae. Kloramfenikol disebut juga antibiotik berspektrum luas karena efektif terhadap bakteri Gram positif dan Gram negatif. Antibiotik ini akan melekat pada sub unit 50 S ribosom bakteri. Sehingga menghalangi enzim Peptidiltransferase. Enzim inilah yang melaksanakan 3 langkah dengan membentuk ikatan peptida antara asam amino baru yang masih melekat pada tRNA-nya, dan asam amino terakhir peptida yang sedang berkembang. Hal itu menyebabkan sintesis protein terhenti seketika. ( Volk & Wheeler, 1988 )
7
2. Bakteri Gram positif dan Gram negatif 2.1. Gambaran umum Berdasarkan pewarnaan Gram, bakteri dapat dibedakan menjadi dua golongan, yaitu bakteri Gram positif dan bakteri Gram negatif. Bakteri Gram negatif zat lipidnya akan larut selama pencucian dengan alkohol, pori-pori pada dinding sel akan membesar, permeabilitas dinding sel menjadi besar, sehingga zat warna yang sudah diserap mudah dilepaskan dan kuman menjadi tidak berwarna. Sedangkan pada bakteri Gram positif akan mengalami denaturasi protein pada dinding selnya oleh pencucian dengan alkohol. Protein menjadi keras dan kaku, poripori mengecil, permeabilitas kurang sehingga kompleks ungu kristal jodium dipertahankan dan sel kuman tetap berwarna ungu. ( Staf Pengajar FKUI, 1993 ) Hal itu disebabkan karena bakteri gram positif dan gram negatif mempunyai dinding sel yang berbeda susunan kimianya. Dinding sel bakteri gram negatif lebih rumit susunanya dari pada bakteri gram positif. Dinding sel bakteri gram positif hanya tersusun dari satu lapisan saja, yaitu lapisan peptidoglikan yang relatif tebal. Sedangkan dinding sel bakteri gram negatif mempunyai dua lapisan dinding sel, yaitu : lapisan luar yang tersusun dari lipopolisakarida dan protein, dan lapisan dalam yang tersusun dari peptidoglikan tetapi lebih tipis dari pada lapisan peptidoglikan pada bakteri gram positif. ( Timotius, KH, 1982 )
8
2.2. Ciri-ciri Bakteri Gram positif dan Gram negatif Berdasarkan ciri-ciri susunan dinding sel pada bakteri Gram positif dan Gram negatif maka akan tampak perbedaan-perbedaan relatif antara kedua bakteri tersebut,yang dapat dilihat pada tabel berikut. Tabel 1. Perbedaan ciri-ciri dinding sel bakteri gram positif dan gram negatif
-
Ciri Struktur dinding sel Komposisi dinding sel
-
-
-
-
-
Kerentanan terhadap penisilin Pertumbuhan dihambat oleh zat-zat warna dasar, misalnya ungu kristal Persyaratan nutrisi Resistensi terhadap gangguan fisik
Gram Positif Tebal (15-80 nm) Berlapis tuggal (mono) Kandungan lipid rendah (14%) Peptidoglikan ada sebagai lapisan tunggal, komponen utama merupakan lebih dari 50% berat kering pada beberapa sel bakteri
-
Gram Negatif Tipis (10-15 nm) Berlapis tiga (multi) Kandungan lipid tinggi (11-22%) Peptidoglikan ada di dalam lapisan kaku sebelah dalam, jumlahnya sedikit, merupakan sekitar 10% berat kering Tidak ada asam tekoat Kurang rentan
Ada asam tekoat Lebih rentan
-
Pertumbuhan dihambat dengan nyata
-
Pertumbuhan tidak begitu dihambat
Relatif rumit pada banyak spesies Lebih resisten
-
Relatif sederhana
-
Kurang resisten
Sumber : Pelczar, JM, 1988
9
2.3. Contoh Bakteri Gram positif dan Gram negatif Contoh bakteri gram positif diantaranya adalah staphyloccocus aureus dan Bacillus subtilis. Sedangkan bakteri gram negatif diantaranya adalah E. Coli dan Pseudomonas. a. Staphylococcus aureus Morfologi : sel berbentuk bulat atau lonjong, tidak bergerak, tidak bersimpai, tidak berspora dan gram positif. Tersusun dalam kelompok
( seperti buah anggur ). Pembentukan dalam kelompok
ini terjadi karena pembelahan sel terjadi dalam tiga bidang dan selsel anaknya cenderung untuk tetap berada didekat sel induknya. Sifat-sifat biakan : Staphylococcus aureus bersifat aerob dan tumbuh baik pada perbenihan sederhana pada temperatur optimum 37 oC dan pH 7,4. Daya tahan : merupakan salah satu kuman yang cukup kebal diantara organisme-organisme tak berspora . Tahan dipanaskan pada 60oC selama 30 menit . Tahan terhadap 1% fenol selama 15 menit. b. Bacillus subtilis Morfologi : kuman ini berbentuk batang lurus gram positif berukuran 1,5 x 4,5µ, sendiri-sendiri atau tersusun dalam bentuk rantai, bergerak dan tidak bersimpai. Sifat biakan : bersifat aerob tumbuh pada agar darah membentuk zona hemolisis beta yang lebih lebar. Dapat juga tumbuh pada kaldu, agar gizi dan lain-lain.
10
c.
Eschericia coli Morfologi : kuman ini berbentuk batang pendek gemuk berukuran
2,4µ x 0,4 sampai 0,7µ, gram negatif tak bersimpai
bergerak aktif. Dan tidak berspora. Sifat-sifat biakan : bersifat aerob atau fakultatif anaerob dan tumbuh pada perbenihan biasa. Suhu optimum pertumbuhan adalah 37o C. Daya tahan : kuman ini dapat tahan berbulan-bulan pada tanah dan dalam air. Kuman ini juga peka terhadap tetrasiklin. ( Satish, G, 1990 ) d. Pseudomonas Morfologi : batang Gram negatif, ukuran 0,5-1,0 x 3,0-4,0µ. Umunya mempunyai flagel polar tetapi kadang-kadang kurang atau sama dengan 2 – 3 flagel. Bila tumbuh pada perbenihan tanpa sukrosa terdapat lapisan lendir polisakarida ekstraseluler. Sifat-sifat biakan : merupakan organisme aerob, tetapi bakteri ini dapat mempergunakan nitrat dan arginin sebagai aseptor elektron dan tumbuh secara anaerob. Menghasilkan pigmen piosianin dan fluoresen. Daya tahan : Pseudomonas lebih resisten terhadap desinfektan dari pada bakteri lain. Bakteri ini senang berada dalam suasana lembab. Kebanyakan antibiotika atau antimikroba tidak efektif terhadap bakteri ini. ( Staf Pengajar FKUI, 1993 )
11
3. Uji Sensitifitas Uji sensitivitas atau tes kepekaan adalah tes laboratorium untuk kepekaan antibiotika yang diperlukan pada keadaan berikut : ( 1 ) Bila mikroorganisme yang diisolasikan adalah golongan yang biasa resisten terhadap obat antimikroba. ( 2 ) Bila proses infeksi dapat menjadi fatal kecuali kalau diobati secara khusus. ( 3 ) Pada infeksi tertentu yang memerlukan obat pembasmi bakteri yang kerja bakterisidalnya cepat, jadi bukan saja bersifat bakteriostatik. ( Jawetz, E, 1996 )
3.1. Metode Pemeriksaan Uji kepekaan terhadap antibiotika digunakan untuk menentukan kepekaan suatu kuman patogen terhadap antibiotika yang digunakan untuk pengobatan. Ada dua jenis cara pemeriksaan yang dilakukan : 1. Uji difusi / Kirby Bouwer Dasar percobaan ini ialah dengan membiarkan obat berdifusi kedalam perbenihan padat. Kadar obat tertinggi tercapai pada daerah didekat tempat pemberian obat dan makin jauh makin berkurang. Disini digunakan cakram kertas saring atau tablet yang mengandung suatu obat dengan kekuatan tertentu yang diletakkan pada lempeng agar yang telah ditanami kuman yang akan diperiksa. Hambatan akan terlihat sebagai daerah yang tidak memperlihatkan adanya pertumbuhan kuman disekitar cakram. Lebar daerah
12
hambatan ini tergantung pada daya resap obat kedalam agar dan kepekaan terhadap obat tersebut. 2. Uji pengenceran Prinsip dari cara ini adalah penghambatan pertumbuhan kuman dalam pembenihan cair oleh suatu obat yang dicampurkan kedalam perbenihan. Perbenihan yang dipakai harus merupakan perbenihan yang dapat menumbuhkan kuman secara optimum dan tidak menetralkan obat yang dipergunakan. ( Satish, G, 1990 ) 3.2. Faktor-faktor yang mempengaruhi uji sensitivitas antibiotik Media
merupakan
suatu
substrat
yang
digunakan
untuk
pertumbuhan dan perkembangbiakan bakteri, terdiri dari susunan bahan baik berbentuk alami atau bahan buatan. Syarat-syarat media untuk pertumbuhan bakteri, adalah : ( a ) media
harus
mengandung
unsur
hara
yang
diperlukan
pertumbuhan dan perkembangbiakan mikroba. ( b )
untuk
media harus
mempunyai tekanan osmosa, tegangan permukaan dan pH yang sesuai dengan kebutuhan mikroba. ( c ) media harus dalam keadaan steril, artinya sebelum ditanami mikroba yang dimaksud, tidak ditumbuhi oleh mikroba lain yang tidak diharapkan. ( Surawiria, U. 1985 ) Media khusus yang digunakan untuk uji sensitivitas yaitu media MHA ( Mueller Hinton Agar ). ( Bonang, G ,1988 ). Komposisi MHA terdiri dari 5,0 gr meat infusion , 17,5 gr Casein hidrolisate, 1,5 gr Starch, 12,5 gr Agar-agar.( Merck, E , 1985 )
13
Untuk uji sensitivitas biasanya didalam sebuah laboratorium mikrobiologi
telah
memelihara
koleksi
besar
biakan-biakan
mikroorganisme yang sering dinamakan sebagai koleksi biakan sediaan. Salah satunya ialah The American Type Culture Collection ( ATCC ) yang ada di Wasington D.C. memelihara ribuan spesies mikroorganisme. ( Pelczar, JM. 1990 ) ATCC ( American Type Culture Collection ) yang digunakan sebagai strain kontrol standar pada uji sensitivitas antibiotik antara lain : Staphylococcus aureus ( ATCC 25923, NCTC 6571 ), E. Coli ( ATCC 25922, NCTC 10418 ), dan Pseudomonas aeruginosa ( ATCC 7853,NCTC 27853 ). ( Depkes RI, 1999 )
