BAKTERI
OLEH
Tutorial D-1
TUTOR :
dr. Irfan
Lubis
Desi Megafini
1010211
136
Masagus Moh. Edsel
Qaswara
1010211
142
M. Denny Arnoviandry
1010211
145
Dondy Juliansyah
1010211
148
Fatia Ayu Ramadhana
1010211
155
Esqy Ghea Askara
1010211
156
Winna Ekaputri
1010211
157
Lidya Aprilia Sari
1010211
159
Afria Beny Safitri
1010211
160
An-nisaa Islam
1010211
162
Gemala
1010211
163
UPN “VETERAN” JAKARTA
2010/2011
Case
Senjata Prokariyote
Robert Stevens merasa sakit dan sakit, hingga ia pergi ke ruang gawat darurat di rumah sakit dekat rumahnya di Boca Raton, Florida. Staff rumah sakit mencatat ia deman, muntah-muntah dan sakit kepala diuji cairan tulang belakang untuk agen menular. Mereka (staff R.S) melihat beberapa spora bakteri Bacillus, mereka mengasingkan bakteri tersebut agar tidak terkontaminasi jika para staff medis tidak mengidentifikasi bakteri di U.S Center for Disease Control and Prevention.
Spora dimasukkan dalam wadah dengan media pertumbuhan, dan koloni bakter muncul. Mereka diidentifikasi sebagai Bacillus anthracis bakteri anthrax. Steven telah antraks pernafasan, suatu bentuk penyakit yang jarang ketika dia menghidup spora dari amplop yang ia kirim di tempat ia bekerja. Dokter memberinya antibiotik untuk menghambat pertumbuhan infeksi, tapi sudah terlambat. Bakteri lebih cepat membelah menghasilkan racun yang menyebabkan pertahanan tubuhnya kewalahan. Tiga hari kemudian, pada tanggal 5 Oktober 2001, Robert Steven meninggal dunia.
Ketika penyusunan genom, bakteri pembunuh ditemukan strain B.anthracis yang telah digunakan dalam senjata biologi pemerintah AS program penelitian sampai dibubarkan oleh perjanjian internasional pada tahun 1969.
Terminologi
1. Spora: unsure reproduktif yang dihasilkan secara aseksual atau seksual pada organisme tingkat rendah.
2. B. bacteria: bakteri yang berbentuk basil 3. B. antharcis
4. Respiratory antharax: penyakit antharax disebabkan melalui pernapasan
5. Genom: informasi genetic lengkap yang dikode oleh rangkaian nukleotida organisme, sel, organel atau virus.
6. Strain of B. antharcis: organisme dalam organisme spesies B. antharcis ditandai dengan sifat-sifat yang khas
Problem
1. Apa yang menyebabkan Stevens deman, muntah dan sakit kepala? 2. Dari mana spora berasal?
3. Apa itu spora bakteri?
4. Bagaimana spora berkembang menjadi bakteri? 5. Apa itu bakteri?
6. Bagaimana struktur, sifat, klasifikasi, morfologi, taksonomi bakteri? 7. Bagaimana bakteri berreproduksi?
8. Bagaimana metabolisme bakteri? 9. Bagaimana pathogenesis bakteri?
10.Bagaimana isolasi, identifikasi dan kultur bakteri? 11.Bagaimana resistensi
12.Bagaimana tes sensitivitas bakteri?
13.Apa saja factor pertumbuhan pada bakteri?
14.Bakteri apa saja yang menguntukan bagi organisme?
Hipotesis
1. Terinfeksi bakteri 2. Dari lingkungan
3. Bentuk tidak aktif dari bakteri
4. Dengan adanya lingkungan yang ekstrim terjadi perubahan struktur dari nonaktif menjadi aktif
5. Bakteri: mikroorganisme dalam golongan prokariotik uniseluler
6. Struktur: membrane, kapsul, dinding sel, plasmid, flagel, ribosom, sitoplasma, pili, asam nukleotida
Sifat: bisa hidup diluar sel inang, memiliki ribosom, dapat
menguntungkan atau merugikan hospesnya,
Klasifikasi: bentuk pewarnaan
Morfologi: bentuk bakteri→ coccus, spiral dan basil Taksonomi: nomenklatur sesuai aturan Linneaus
7. Secara seksual dan aseksual 8. Anabolisme dan katabolisme
9. Pathogenesis: infeksi dengan kontak langsung, dengan alat, dengan udara, dengan vector
10.Isolasi: pemeriksaan dari agent terinfeksi bakteri Kultur: pembiakaan bakteri melalui media
Identifikasi: penepatan bakteri-bakteri 11.a) Mempertahankan konsentrasi obat
b) Memberikan resistensi silang
12. Proses bakteri terhadap antigen yang menimbulkan pathogenesis dalam badan
13. Faktor-faktor nutrient, pH, temperature, aerasi,kekuatan ionic
14. – E. colli dikolon, Phylococcus epidermis di mulut, Streptococcus di duodenum
I don’t know
1. Klasifikasi bakteri 2. Taksonomi bakteri 3. Struktur bakteri 4. Morfologi bakteri 5. Reproduksi bakteri6. Metebolisme bakteri
7. Isolasi, kultur dan identifikasi 8. Resistensi dan tes sensitivitas 9. Bakteri normal
Learning issues
1. Tingkat genom, tingkat sel, sifat biokim 2. Penamaan sesuai Linneaus
3. Struktur dan fungsi 4. Unkuran dan bentuk 5. Aseksual dan seksual
6. Factor yang mempengaruhi kimia dan fisik
7. Tujuan kultur: penilaian hasil kultur dan pewarnaan 8. Mekanisme resistensi, penyebab, tes sensitivitas 9. Bakteri di pencernaan, pernapasan, kulit, urogenital 10.Definisi bakteri normal
Struktur Bakteri
Bakteri merupakan mikroorganisme prokariot multiseluler. Berikut adalah struktur yang dimiliki oleh bakteri.
Nukleoid
Nukleoid prokariot merupakan nukleus pada prokariot. Prokariot dapat memiliki DNA atau tidak, pada yang tidak ada DNA fungsi membawa informasi digantikan oleh protein mirip histon. Ukuran nukleoid 3x10^9 dengan molekul sirkuler tunggal. Terdapat istilah mesosom pada nukleoid bakteri. Istilah tersebut merupakan saat dimana DNA berhubungan dengan invaginasi membran sitoplasmik untuk memisahkan 2 kromosom kembar setelah replikasi kromosom.
Struktur Sitoplasmik
Sel tidak memiliki plastid otonom (mitokondria dan kloroplas), enzim pengangkut eletron terletak dalam membran sitoplasmik, namun enzim bekerja pada lemellae yang berada dibawah membran sel. Pigmen fotosintetik (karotenoid, bakterioklorofil) pada bakteri fotosintetik menyatu dalam sistem membran internal yang terbentuk oleh invaginasi membran sitoplasmik, membran sitoplasmik itu sendiri, atau struktur nonunit khusus yang dilingkup membran dengan sebutan klorosom.
Bakteri menyimpan cadangan makanan dalam bentuk granula sitoplasma. Granula bekerja sebagai sumber karbon, tetapi ketika sumber protein berkurang karbon daam granula dapat dikonversi menjadi sumber nitrogen.
Pada beberapa jenis bakteri granula dipakai untuk menyimpan sulfur, fosfat inorganik, dan granula metakromik pada korinobakteria. Tidak terdapat mikrotubulus pada sitoplasmanya.
Membran sitoplasma
Merupakan membran sel pada bakteri. Komposisinya terdiri dari fosfolipid dan protein. Semua membran sel prokariot, kecuali genus Mycoplasma, tidak mengandung sterol. Yang disebut membran sitoplasma adalah membran yang secara langsung berhubungan dengan sitoplasma. Ditempat tertentu pada membran sitoplasma terdapat cekungan ke dalam (convulated invagination) yang disebut mesosom. Ada 2 jenis mesosom :
1. Septal mesosom : berfungsi dalam pembelahan sel. Kromosom bakteri (DNA) melekat pada septal mesosom
2. Lateral mesosom
1. Tempat transport bahan makanan dan permeabilitas selektif
a. Membran membentuk sawar hidrofobik yang bersifat tidak permeabel terhadap sebagian besar molekul hidrofilik
b. Sistem transport pada membran sel bekerja melawan gradien konsentrasi (transport aktif)
c. 4 macam mekanisme transport :
i. Difusi terfasilitasi, contohnya transport gliserol ii.
Bergantung protein pengikat, pada bakteri gram negatif. Protein terletak pada ruang periplasma (antara membran plasma dan dinding sel), protein pengikat bersifat spesifik. Berkerja dengan cara menghantarkan substrat yang terikat ke kompleks protein transpor-terikat membran yang sesuai.
iii. Diarahkan kemiosmotik, bekerja dengan cara menggerakkan sebuah molekul melewati membran sitoplasma dengan memanfaatkan gradien ion yang sudah ada. Contoh ion : daya penggerak proton, daya penggerak natrium. 3 bentuk dasar transport : uniport (transport substrat yang tidak berbentuk pasangan ion), simport (transport dua substrat secara bersamaan ke arah sama oleh pembawa tunggal), dan antiport (transport dua substrat secara berurutan ke arah berlawanan, menggunakan pembawa umum.
iv. Translokasi kelompok, memindahkan zat terlarut elalui membran tanpa mengalami perubahan struktur. Memanfaatkan proses metabolisme vektorial. Proses ini memungkinkan bakteri memakai sumber energi secara efisien dengan merangkaikan proses transport dengan metabolisme.
2. Tempat transport elektron dan fosforilasi oksidatif (pada bakteri aerob) a. Terdapat sitokrom, enzim-enzim, dan komponen yang berperan
dalam siklus respirasi. Untuk membuat ATP 3. Ekskresi eksoenzim hidrolitik dan patogenisitas protein
a. Enzim hidrolitik terdapat di bakteri gram positif maupun negatif b. Bakteri menyekresikan enzim ke ruang periplasma atau medium
eksternal
c. 5 cara sekresi enzim i. Tipe I :
4. Fungsi biosintetik, membran sitoplasma merupakan tempat lipid pembawa (carrier lipid), yang merupakan subunit dinding sel, dikumpulkan. Juga sebagai tempat enzim biosintesis dinding sel.
Membran plasma juga memiliki protein pembentuk kompleks replikasi DNA (pada mesosom septal)
5. Sistem kemotaktik, merupakan tanggapan sel terhadap senyawa kimia. Membran sel memiliki zat penarik dan penolak yang berikatan dengan reseptor spesifik
Pada membran sel, ada beberapa agen antibakteri yang dapat mempengaruhi membran. Agen tersebut antara lain :
1. Deterjen : mengandung gugus lipofilik dan hidrofilik yang merusak membran sitoplasma dan membunuh sel.
2. Antibiotik yang spesifik mempengaruhi fungsi biosintetik membran sitoplasma.
Dinding Sel
Tekanan osmotik dalam bakteri berkisar 5-20 atm karena adanya transport aktif yang menyebabkan tingginya konsentrasi larutan dalam sel. Sel tidak pecah karena dindingnya yang relatif sangat kuat. Dinding sel terdiri dari lapisan peptidoglikan, yang disebut juga sebagai lapisan murein atau mukopeptida.
Bakteri dapat dibagi menjadi bakteri gram positif dan gram negatif tergantung responnya ketika diwarnai pewarna GRAM. Bakteri gram positif memiliki dinding peptidoglikan yang tebal, sedangkan gram negatif tipis. Pewarnaan ini dilakukan dengan cara mewarna sel kuman dengan zat kristal warna ungu dan iodium lalu dicuci dengan alkohol atau aseton. Pada bakteri negatif gram zat ungu akan hilang setelah dicuci dengan alkohol, sedangkan pada positif gram warna ungu tetap bertahan setelah dicuci alkohol.
Berikut adalah perbedaan komponen khusus antara bakteri gram positif dan bakteri gram negatif :
1. Gram positif, memiliki asam teikoat dan teikuronat pada dinding selnya, serta polisakarida
a. Asam teikoat dan asam teikuronat. Asam teikoat membentuk antigen permukaan utama, mudah dicapai oleh antibodi. Fungsi asam teikoat antara lain dapat menyediakan ion magnesium ke dalam sel dengan mengikatnya, berperan dalam fungsi normal selubung sel sehingga sel tahan terhadapt sel autolisis. Asam teikuronat merupakan polimer serupa dengan asam teikoat, namun unit pengulangan pada teikuronat terdiri dari asam gula, sedangkan teikoat memiliki asam fosfat.
b. Polisakarida. Apabila dinding sel bakteri gram positif dihidrolisis, maka akan dihasilkan gula nterla seperti manosa, galaktosa, arabinosa. Gula tersebut kemungkinan adalah subunit polisakarida dalam dinding sel.
2. Gram negatif, mengandung tiga komponen yang letaknya di luar lapisan peptidoglikan, yaitu lipoprotein, membran luar, dan lipopolisakarida.
a. Lipoprotein, mengikat silang membran luar dan lapisan peptidoglikan. Fungsinya untuk menstabilkan membran luar dan merekatkan membran luar ke peptidoglikan.
b. Membran luar. Struktur bilayer, lapisan sebelah dalam memiliki komposisi serupa dengan membran sitoplasma, pada lapisan sebelah luar terdapat lipopolisakarida yang menggantikan fosfolipid. Beda komposisi antar sisi dari membran luar menyebabkan kedua lapisan tidak simetris sehingga sifat membran luar sangat berbeda dengan membran sitoplasma. Membran luar memiliki kemampuan mengeluarkan molekul hidrofobik yang melndungi sel dari garam empedu.
Membran luar memiliki jalur khusus terdiri dari molekul protein yang disebut porin. Jalur ini berfungsi untuk difusi pasif komponen hidrofilik dengan molekul berat rendah seperti gula, asam amino.
c. Lipopolisakarida (LPS). Tersusun atas lipid kompleks yang disebut lipid A. LPS disintesis di membran sitoplasma dan ditransport ke bagian luar dinding sel. LPS melekat pada membran luar melalui ikatan hidrofobik. Fungsi LPS adalah sebagai senyawa yang dibutuhkan banyak protein membran luar agar dapat melakukan fungsinya.
d. Ruang periplasmik. Merupakan ruang antara membran bagian dalam dan luar. Berisi lapisan murein (laruttan protein mirip gel). Protein yang terdapat pada ruang ini antara lain protein pengikat substrat spesifik, enzim hidrolitik, dan enzim detoksifikasi untuk menonaktifkan antibiotik tertentu.
Fungsi lain dinding sel selain menjaga tekanan osmotik antara lain : 1. Berperan penting dalam pembelahan sel
2. Melaksanakan biosintesa mandiri untuk membentuk dinding sel
3. Determinan dari antigen permukaan kuman, terdapat pada beberapa lapisan dinding sel
4. Pada kuman negatif gram, salah satu lapisan dinding sel mempunyai aktivitas endotoksin yang tidak spesifik, yaitu lipopolisakarida (LPS). LPS pada beberapa binatang bersifat toksik
Apabila bakteri diberi enzim lisosim atau obat yang mengganggu biosintesis peptidoglikan, dinding sel akan hilang. Setelah kehilangan dinding sel, apabila cairan disekitar bakteri memproteksi tekanan osmotik dalam sel maka terjadi sel tanpa dinding yang disebut protoplas (pada positif gram) dan sferoplas (pada negatif gram). Apabila kedua jenis bakteri ini masih mampu berkembang biak, maka mereka disebut kuman L form.
Kapsul
Bakteri saat tumbuh dapat mensintesa polimer ekstrasel (umumnya polisakarida) yang berkondensasi dan membentuk lapisan berbentuk selubung padat disekeliling sel yang disebut kapsid.
Pada medium agar, koloni bakteri berkapsul tampak sebagai koloni berlendir. Bakteri dengan kapsul lebih tahan terhadap efek fagositosis dari daya pertahanan badan.
Glikokaliks
Polimer ekstrasel yang disintesis oleh bakteri saat tumbuh, membentuk jaringan longgar berupa fibril yang meluas ke arah luar sel.
Flagel
Merupakan bagian kuman yang berbentuk seperti benang. Terdiri dari protein dengan diameter 12-30 nanometer yang disebut flagellin. Flagel digunakan sebagai alat gerak. Bakteri memiliki beberapa jenis flagel, antara lain :
1. Monotrich : flagel tunggal dan terdapat pada bagian ujung
2. Lopotrich : lebih dari satu flagel di satu bagian polar
3. Amfitrich : flagel terdapat satu atau lebih di kedua polar
4. Peritrich : flagel tersebar merata di sekeliling badan kuman
Bagian protein dari flagel disebut
flagellin. Pada bakteri, flagel dapat rontok, tetapi akan tumbuh lagi dengan sempurna dalam 3-6 menit.
Pili/Fimbriae
Pada beberapa kuman negatif gram, terdapat rambut pendek dan keras yang disebut pili. Pili terdiri dari subunit-subunit protein yang disebut pilin. Pada ujung pili terdapat protein minor yang berfungsi untuk melekat pada sel lain. Terdapat 2 jenis pili : 1. Pili yang memegang peranan dalam adhesi kuman dengan sel tubuh
hospes
2. Seks pili yang berfungsi dalam konjugasi dua kuman antara sel donor ke resipien
Pili juga berpengaruh terhadap virulensi bakteri patogen selain toksin, contohnya pada colonization antigen yang merupakan pili biasa.
Endospora
Beberapa genus bakteri dapat membentuk endospora. Yang paling sering membentuk spora adalah kuman batang postif gram Bacillus genus dan
Clostridum. Kuman tersebut akan mengadakan diferensiasi membentuk spora
apabila keadaan lingkungan tidak baik, misalnya medium sekitar kekurangan nutrisi. Masing-masing sel akan membentuk spora, sedangkan sel induk mengalami otolisis.
Spora adalah bakteri dalam bentuk istirahat. Sifat dari spora adalah sangat resisten terhadap panas, kekeringan, dan zat kimiawi. Apabila kondisi lingkungan telah membaik spora dapat melakukan germinasi dan memproduksi sel vegetatif. Secara morfologis, proses sporulasi terjadi dengan cara isolasi badan inti yang diikuti dengan invaginasi membran sel ke arah dalam.
Spora terdiri dari : 1. Core
a. Merupakan sitplasma dari spora
b. Mengandung semua unsur untuk kehidupan bakteri, seperti kromosom komplit, komponen untuk sintesis protein
2. Dinding spora
a. Lapisan paling dalam dari spora
b. Terdiri dari dinding peptidoglikan dan akan menjadi dinding sel saat spora kembali ke bentuk vegetatif
3. Korteks
a. Lapisan tebal dari spora envelope
b. Terdiri dari lapisan peptidoglikan dalam bentuk istimewa 4. Coat
a. Terdiri dari zat semacam keratin. Keratin menyebabkan spora relatif tahan terhadap pengaruh luar
5. Eksosporium
a. Lipoprotein membran yang terdapat pada bagian paling luar Pada saat terjadi germinasi (spora menjadi sel vegetatif), terjadi beberapa peristiwa :
1. Aktivasi : germinasi hanya terjadi apabila dilakukan aktivasi yang diawali oleh adanya zat yang merusak coat dari spora seperti panas, asam komponen sulfhidril, dll. Inisiasi : setelah teraktivasi, spora akan melakukan germinasi dengan menggunakan sumber makanan dari media / lingkungannya.
2. Outgrowth : terjadi degradasi korteks dan sel vegetatif keluar,
melakukan hidup seperti semula.
Morfologi bakteri
Bakteri dapat dibagi menjadi 3 bentuk, antara lain : 1. Coccus : kuman berbentuk
bulat, variasi susunannya: a. Micrococcus : tersendiri (single) b. Diplococcus : berpasangan dua-dua c. Pneumococcus : diplokokus yang berbentuk lanset. Gonokokus adalah diplokokus yang berbentuk biji kopi d. Tetrade : tersusun
rapi dalam kelompok empat sel
e. Sarcina : kelompok delapan sel yang tersusun rapi dalam bentuk kubus
g. Staphylococcus : bergerombol tak teratur seperti untai buah anggur
2. Bacillus : berbentuk batang dengan panjang bervariasi dari 2-10 kali diameter kuman tersebut
a. Cocobacillus : batang sangat pendek menyerupai kokus b. Fusiformis : kedua ujung batang meruncing
c. Streptobacillus : sel bergandengan membentuk suatu filamen 3. Spiral : berbentuk spiral
a. Vibrio : berbentuk batang bengkok
b. Spirillum : bentuk spiral kasar dan kaku, tidak fleksibel dan dapat bergerak dengan flagel
c. Spirochaeta : bentuk spiral halus, elastik, dan fleksibel. Dapat bergeak dengan aksial filamen. Contoh bakteri :
i. Borrelia : bentuk gelombang
ii. Treponema : bentuk spiral halus dan teratur
iii. Leptospira : berbentuk spiral dengan kaitan pada satu atau kedua ujungnya
Reproduksi Bakteri
Bakteri tidak mengalami mitosis dan meiosis. Hal ini merupakan perbedaan penting antara bakteri (prokariot) dengan sel eukariot. Bakteri mengadakan pembiakan dengan dua cara, yaitu secara aseksual dan seksual. Namun, proses pembiakan cara seksual berbeda dengan eukariota lainnya. Sebab, dalam proses pembiakan tersebut tidak ada penyatuan inti sel sebagaimana biasanya pada eukarion, yang terjadi hanya berupa pertukaran materi genetika (rekombinasi genetik). Berikut ini beberapa cara pembiakan bakteri dengan cara seksual (rekombinasi genetic dan ditinjau dari jumlahnya) dan aseksual (pembelahan biner, pembentukan tunas/cabang, dan pembentukan filament), yaitu:
Seksual
Ditinjau dari jumlahnya
Bila bakteri ditanam pada perbenihan yang sesuai dan pada waktu-waktu tertentu ditinjau jumlah bakteri yang hidup, maka dapat dilihat suatu grafik yang dapat dibagi dalam 4 fase, yaitu:
1. Fase penyesuaian diri (lag phase)
Waktu penyesuaian ini umumnya berlangsung selama 2 jam. Bakteri belum berkembang biak dalam fase ini, tetapi aktivitas metabolismenya sangat tinggi. Fase ini merupakan persiapan untuk fase berikutnya.
Bakteri berkembang biak dengen berlipat 2, jumlah bakteri meningkat secara eksponensial. Untuk kebanyakan bakteri fase ini berlangsung 18-24 jam. Pada pertengahan fase ini pertumbuhan kuman sangta ideal, pembelahan terjadi secara teratur, semua bahan dalam sel berada dalam keadaan seimbang (balanced growth).
3. Fase stationer (stationary phase)
Dengen meningkatnya jumlah bakteri, meningkat juga jumlah hasil metabolism yang toksik. Bakteri mulai ada yang mati, pembelahan terhambat. Pada suatu saat terjadi jumlah bakteri yang hidup tetap sama.
4. Fase kemunduran/penurunan (period of decline)
Jumlah bakteri hidup berkurang dan menurun. Keadaan lingkungan menjadi sangat buruk. Pada beberapa jenis bakteri timbul bentuk-bentuk abnormal (bentuk involusi).
Reproduksi seksual ini memiliki kurva dan hanya ada di laboratorium hanya pada medium yang tidak diremajakan.
Aseksual
a. Pembelahan Biner
Pada pembelahan ini, sifat sel anak yang dihasilkan sama dengan sifat sel induknya.
Pembelahan biner mirip mitosis pada sel eukariot. Bedanya, pembelahan biner pada sel bakteri tidak melibatkan serabut spindle dan kromosom. Pembelahan Biner dapat dibagi atas tiga fase, yaitu sebagai berikut:
1. Fase pertama, sitoplasma terbelah oleh sekat yang tumbuh tegak lurus.
3. Fase ketiga, terpisahnya kedua sel anak yang identik. Ada bakteri yang segera berpisah dan terlepas sama sekali. Sebaliknya, ada pula bakteri yang tetap bergandengan setelah pembelahan, bakteri demikian merupakan bentuk koloni.
Pada keadaan normal bakteri dapat mengadakan pembelahan setiap 20 menit sekali. Jika pembelahan berlangsung satu jam, maka akan dihasilkan delapan anakan sel. Tetapi pembelahan bakteri mempunyai faktor pembatas misalnya kekurangan makanan, suhu tidak sesuai, hasil eksresi yang meracuni bakteri, dan adanya organisme pemangsa bakteri. Jika hal ini tidak terjadi, maka bumi akan dipenuhi bakteri.
b. Pembentukan tunas / cabang
Bakteri membentuk tunas, tunas akan melepaskan diri dan mebentuk bakteri baru. Reproduksi pembentukan cabang didahului dengan pembentukan tunas yang tumbuh menjadi cabang dan akhirnya melepaskan diri. Dapat dijumpai pada kuman dari family Streptomycetaceae.
c. Pembentukan filamen
Pada pembentukan filament, sel mengeluarkan serabut panjang, filament yang tidak bercabang. Bahan kromosom kemudian masuk ke dalam filament. Filament terputus-putus menjadi beberapa bagian. Tiap bagian membentuk bakteri baru, dijumpai terutama dalam keadaan abnormal, misalkan bila bakteri Heamophilus influenza dibiakkan dalam perbenihan yang basah.
Sebenarnya bakteri secara alami berkembang biak secara aseksual, tapi bakteri juga dapat berkembang biak secara seksual, namun hanaya bakteri yang mempunyai pili saja dan pada saat pupulasi bakterinya itu terancam.
METABOLISME BAKTERI
Sel bakteri mengadakan kegiatan di dalam sel untuk pertumbuhan,pembelahan sel,pembaharuan komponen sel.Seluruh proses pengolahan setelah bahan makanan masuk ke dalam sel disebut metabolisme.
1.Metabolisme karbohidrat : Karbohidrat dipecah menjadi triosa dalam
bentuk fosfat dan piruvat (CH3COCOOH).Enzim yang berperan dari golongan glikosidasa dan fosforilasa.Metabolisme glukosa menjadi piruvat menurut Embden-Meyerhof :
Glukosa ---- glukosa 6 fosfat ---- fosfogliseratdehide ---- fosfogliserat ----fosfoenolpiruvat ---- piruvat
Melalui pentosa fosfat : cara ini dipakai untuk bakteri yang tidak mempunyai enzim aldolosa dan triosa PO4 isomerase yang diperlukan pada Embden meyerhof
Glukosa ---- glukosa 6 fosfat ---- 6 fosfoglukonat ---- pentosafosfat Melalui Entner Doudorrof :
Glukosa ---- 6 fosfoglukonat ---- ketodeoksiglukonat ---- piruvat + gliseraldehid
2.Metabolisme lemak : Permulaan reaksi diperlukan pengaktifan asam lemak
dengan CoA dan sebagai hasil akhir adalah gliserol dan asetil CoA.
3.Metabolisme protein : Sintesa protein memerlukan nitrosa yang biasanya
diambil dari medium dalam bentuk NH3 atau NO3.Sintesa protein mengikuti pola yang ditentukan oleh DNA.DNA gen menberikan pola yang menentukan pada sintesa DNA sendiri dn RNA.RNA sebagai pembawa berita dari DNA yang menentukan sintesa protein.Dalam RNA terdapat semua informasi yang diperlukan dalam penyusunan DNA,RNA,protein.
Faktor yang mempengaruhi bakteri : 1.Fisik
Temperatur (suhu),Tiap-tiap kuman mempunyai temperatur optimum
yaitu di mana bakteri tersebut tumbuh baik,dan batas-batas temperatur di mana pertumbuhan dapat terjadi.Pembelahan sel terutama sangat peka terhadap pengaruh merusak dari temperatur tinggi.Jika temperatur terlalu tinggi maka bakteri akan mengalami kematian,begitu juga juga jika temperatur terlalu rendah bakteri akan mengalami kematian (cold shock).Bentuk-bentuk besar dan ganjil (bizzare=aneh) sering dijumpai pada biakan-biakan pada suhu yang lebih tinggi daripada suhu optimum. Berdasarkan batas-batas suhu pertumbuhan,bakteri dibagi atas golongan-golongan:
Psikhrofilik : 15-20 0C
Mesofilik : 30-37 0C (temperatur optimal untuk bakteri yang patogen bagi manusia)
Thermofilik : 50-60 0 C
pH,pH juga mempengaruhi pertumbuhan bakteri,bakteri mempunyai
kisaran pH yang sempit.Kebanyakan kuman yang patogen mempunyai Ph optimum 7,2-7,6.
Tekanan Osmotik,Pada tingkatan yang lebih kecil,faktor-faktor seperti
tekanan osmotik dan konsentrasi garam harus dapat dikontrol.Untuk kebanyakan bakteri,sifat media yang umum sudah cukup memuaskan,tetapi untuk bakteri yang ada pada lingkungan ekstrim (laut),faktor-faktor ini harus diperhitungkan.Baktero yang membutuhkan konsentrasi garam tinggi disebut halofilik dan yang membutuhkan tekanan osmotik tinggi disebut osmofilik.Osmolaritas diatur oleh transpor aktif ion K+.
2.Kimia
Air, bakteri memerlukan air dalam konsentrasi tinggi (cukup) disekitarnya karena diperlukan bagi petumbuhan dan oerkembangbiakan. Air merupakan pengantar semua bahan gizi yang diperlukan sel untuk membunag semua zat-zat yang tidak diperlukan sel. Selain untuk melancarkan reaksi-reaksi metabolic, air juga merupakn bagian terbesar dari protoplasma.
Sumber karbon,C diperlukan dalam proses-proses sintesa pada
bakteri.Berdasarkan jenis sumber C yang diperlukan,kuman dibagi dalam 2 golongan:
Kuman Autotrof :adalah kuman yang hanya memerlukan air,garam inorganik dan CO2 sebagai sumber C bagi pertumbuhannya,mensintesa
sebagian besar metabolik organiknya dari CO2.Energi yang diperlukan
diperoleh dari cahaya atau oksidasi bahan-bahan kimia.Kuman autotrof fotosintetik(fotolitotrof),memperoleh energi dari cahaya.Kuman autotrof kemosintetik (kemolitotrof),memperoleh energi dari oksidasi substrat inorganik,seperti Fe,S,NH3,NO2.
Kuman Heterotrof :memerlukan karbon organik untuk pertumbuhannya,karbohidrat,untuk pertumbuhannya.Dalam golongan initermasuk semua jenis kuman yang patogen bagi manusia.Dalam laboratorium biasanya dipakai glukosa sebagai sumber C.Energi yang diperoleh dari cahaya atau oksidasi senyawa organik.Kuman heterotrof fotosintetik(fotoorganototrof) memperoleh energi dari cahaya.Kuman heterotrof kemosintetik(kemoorganototrof) memperoleh energi dari oksidasi senyawa organik.
Nirogen,merupakan komponen utama protein dan asam nukleat,yaitu
sebesar 10% berat kering sel kuman.Nitrogen yang dipakai oleh kuman,diambil dalam bentuk NO3,NO2,NH3,N2 dan R- radikal
organik.Kebanyakan mikroorganisme dapat menggunakan NH3 sebagai satu satunya sumber nitrogen.
Mineral :Selain karbon dan nitrogen,sel-sel hidup memerlukan sejumlah
mineral-mineral lainnya untuk pertumbuhan,yaitu
Belerang (sulfur) : seperti halnya dengan nitorgen,sulfur merupakan komponen substansi sel.Sebagian besar sulfur sebagai H2S,tetapi
kebanyakn mengambilnya dalam bentuk SO4 (sulfat).
Fosfor fosfat (PO4) : diperlukan sebagai komponen asam-asam nukleat dan berupa koenzim.
Aktivtor enzim : sejumlah mineral diperlukan sebagai aktivator enzim seperti Mg,Fe,juga K dan Ca.
Oksigen : berdasarkan keperluannya akan oksigen,kuman dibagi dalam 5
golongan yaitu
Kuman anaerobobligat,hidup tanpa O2,O2 toksis terhadap golongan kuman ini
Kuman anaerob aerotoleran,tidak mati dengan adanya O2,O2 bukan substansi primer.
Kuman anaerob fakultatif,mampu tumbuh baik dalam suasana dengan atau tanpa O2.
Kuman aerob obligat,harus hidup dengan adanya O2.tumbuh subur bila ada oksigen dalam jumlah besar.
Kuman mikroaerofilik,hanya tumbuh baik dalam tekanan O2 yang rendah.
Faktor pertumbuhan,adalah senyawa anorganik dimana setiap sel harus
memilikinya yaitu purin,pirimidin,asam amino,pentosa,vitamin.Masing – masing senyawa disintesis melalui urutan terpisah reaksi enzimatik,masing-masing enzim diproduksi dibawah pengawasan gen khusus.Ketika suatu organisme mengalami mutasi gen yang mengakibatkan kegagalan satu dari fungsi enzim- enzim ini,rantai terputus danproduk akhir tidakdihasilkan lagi.
Isolasi , kultur dan identifikasi
Isolasi bakteri itu sendiri adalah salah satu tujuan dari kultur bakteri. cara yang
dilakukan untuk memepelajari sifat – sifat suatu jasad renik ( kuman/ bakteri ) tertentu , haruslah diperoleh biakan murni jasad renik tertentu. Cara kerja untuk mendapatkan biakan murni tersebut itulah yang dinamakan isolasi jasad renik ( kuman / bakteri ). Cara isolasi sendiri umumnya menurut Robert Koch ada dua tahap yaitu :
a. Penipisan bahan pemeriksa pada penanaman perbenihan padat untuk pendapatkan biakan murni yang terpisah. Kriteria minimum untuk tahap pemurnian adalah tampaknya dalam mikrosof elektron mikograf homogen.
b. Pemindahan biakan murni secara steril pada perbenihan baru. Cara melakukan penipisan itu ada beberapa cara diantaranya:
1. Cara penipisan dengan lempeng agar tuangan
Telah terjadi penipisan secara bertingkat dari bahan pemeriksa. 2. Cara penipisan pada lempeng agar
Dilakukan dengan hanya satu lempeng agar untuk satu bahan pemeriksa.
Identifikasi, setelah mendapat biakan murni malah dilakukan lah identifikasi .
dengan menyelidiki sifat – sifat kuman . sifat – sifat tersebut antara lain : a. Sifat morfoligi nya dan hasil perwarnaan
Dalam bagian ini ditentukalah bentuk sel dari kuman tersebut ( basil, kokous. Dan spiral ), susunan khasnya, ukurannya, ada atau tidaknya spora, simpai, flagel, dsb. Juga ditentukan apakah kuman tersebut dapat bergerak atau tidak. Dan hasil pewarnaan gram tahan asam banyak memebantu dalam mengidentifikasi kuman. Sifat morfologi dan hasil pewarnaan tidak cukup untuk menentukan dengan pasti identifikasi kuman.
b. Sifat – sifat biakan
Dari pertumbuhan kuman pada perbenihan cair dan padat dapat diperoleh keterangan2 tambahan untuk identifikasi kuman tersebut.
Pertumbuhan pada permukaan. Ada tidaknya selaput pada permukaan dsb.
Kekeruhannya
Endapan
Bau
Pada perbenihan lempeng agar dapat dilihat berbagai bentuk koloni kuman. Koloni2 ini dapat dibedakan satu dengan yang lainnya berdasarkan sifatnya, permukaan, pinggirannya, warnanya, dsb.
Pada perbenihan agar miring dapat dilihat berbagai macam pertumbuhan kuman. Ada yang hanya tumbuh pada tempat penanaman , ada yang tumbuhnya menebar dan sebagainya.
Pada perbenihan tabung agar tegak, dapat dilihat sifat sifat pertumbuhan terbaik, apakah di permukaan perbenihan atau jauh didalam perbenihan. c. Sifat fisiologi dsn biokimia
Pada penentuan sifat ini dilakukan pemeriksaan terhadap :
Suhu yg terbaik pada pertumbuhan kuman
Kebutuhan akan makanan tersebut
Hubungan oksigen dan CO2
Hubunga kuman dengan pH perbenihan
Dll
Dengan mengumpulkan sifat – sifat morfoligik, jasil pewarnaan, sifat biakan, sifat fisiologi dan biokim, dapatlah sekurang2nya ditentukan golongan kuman yang diperiksa, kadang2 sudah dapat dipastika spesies kuman tersebut.
UJI KULTUR
Uji kultur adalah perkembangbiakan mikroorganisme atau sel jaringan hidup dalam media khusus yang kondusif bagi pertumbuhan.
A. Tujuan Uji Kultur
1. Isolasi bakteri
2. Memperbanyak bakteri 3. Menghitung jumlah bakteri 4. Menyimpan bakteri
5. Melihat gerak bakteri
B. Metode Uji Kultur
1. Dengan medium
a) Membiakan sel dari spesies tertentu b) Pemerikasaan bahan mikro bahan kimia c) Isolasi mikroorganisme tertentu
2. Isolasi mikroorganisme pada pembiakan murni a) Penanaman pada lempeng buatan
Pada uji kultur digunakan beberapa media yang disebur media kultur. Media kultur adalah suatu substansi yang menunjang pertumbuha mikroorganisme.
C. Media kultur dibedakan berdasarkan :
1. Bahan Bakunya
a) Medium alam : Sari buah, nasi dan jagung
b) Medium alamiah dan kimia : PDA (Potato Dextrase Agar) c) Medium buatan : CDA (Czapeks Dox Agar)
2. Kosistensinya
a) Medium padat : Media yang mengandung agar 15 % sehingga setelah dingin media tersebut akan memadat.
b) Medium semi padat : Media yang mengandung agar 0,3 – 0,4 % sehingga bentuknya kenyal, tidak padat dan tidak begitu cair.
c) Medium cair : Tidak mengandung agar. Misalnya, NB (Nutrient Broth)
3. Komposisinya
a) Medium sintesis : Zat kimianya diketahui jenis dan takaranya. Misanlya; glukosa agar, MCA (Mac Conkey Agar)
b) Medium semi sintesis : Komposisinya diketahui secara pasti. Misalnya; PDA (Potato Dextrase Agar) mengandung agar dekstrase dan ekstrak kentang.
c) Medium non sintesis : Komposisinya tidak diketahui secara pasti dan biasanya diekstrak dari bahan dasarnya. Misalnya; Tomato Juice Agar, Brain Heart Infusion Agar.
4. Fungsi
a) Medium umum : Media universal. Misalnya; NA (Nutrien Agar), MHA (Mueller Hinton Agar).
b) Media selektif : Hanya media tertentu yang dapat hidup untuk menyeleksi. Misalnya; SSA (salmonella Shigala Agar)
c) Medium Differensial : Untuk membedakan jenis mikroorganisme satu dengan yang lain. Misalnya; Blood Agar, MCA (Mac Conkey Agar). d) Medium diperkaya : Untuk mengaktifkan mikroorganisme yang
terhambat pertumbuhan. Misalnya; Thioglikalat Broth pertumbuhan Salmonella dan Shigella, Agar Coklat pertumbuhan Corynebacterium Diphteriae.
e) Meduim Penguji : Untuk melihat kemampuan mikroorganisme dala reaksi biokimia. Misalnya; pada reaksi fermantasinya (dengan glukosa, laktosa, maltosa, sukrosa, mannitol) untuk menguji fermentasi bakteri, MIO (Motility Indol Ornithin) untuk mengetahui kemampuan mikroorganisme memecah asam amino triptofan menjadi idol.
D. Macam-macam Uji Kultur
1. Plate Culture : Biakan pada medium,biasanya agar atau gelatin pada cawan peti.
2. Pure Culture : Biakan dari sel tunggal, tanpa kehadiran kontaminan apapun.
3. Primary Culture : Biakan sel atau jaringan yang dimulai dari bahan yang diambil dari organisme.
4. Hanging-drop Culture : Biakan dimana materi yang akan dikembangkan diinokulasi ke dalam setetes cairan yang yang menempel pada kaca penutup yang kemudian dibalikan kaca mikroskop yang berongga.
5. Continousflow Culture : Biakan bakteri dalam suatu aliran medium segar yang terus-menerus untuk mempertahankan pertumbuhan bakteri dalam fase logaritma.
6. Cell Culture : Pertmbuhan sel In Vitro
7. Stab Culture : Biakan diman medium diinokulasi dengan suatu jarum yang ditusukan dalam-dalam pada substansinya.
8. Slant Culture : Biakan yang dilakukan pada permukaan medium padat yang miring dalma suatu tabung untuk memperoleh permukaan yang lebih luas untuk pertumbuhan.
9. Type Culture : Biakan spesies mikroorganisme yang biasanya dipertahankan dalam koleksi pusat biakan jenisnya.
10. Streak Culture : Biakan diman medium diinokulasi dengan menggoreskan kawat nyang terinfeksi pada medium tersebut
11. Suspension Culture : Biakan diman sel-sel memperbanyak diri bila disuspensikan dalma medium yang sesuai.
PEWARNAAN
1. Bertujuan mempelajari morfologi, struktur dan sifat-sifat kuman
identifikasi kuman
2. Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil pewarnaan : a) Gelas alas bersih dan bebas lemak
b) Umur biakan 18 – 24 jam [Mycobacterium tuberculosa , 1 bulan] c) Kualitas zat warna
d) Tebal tipisnya sediaan, suspensi kuman disebar setipis mungkin sehingga membentuk lingkaran, dengan ditambahkan garam faal
e) Fiksasi, bertujuan untuk mematikan mikroba dan memudahkan pengikatan zat warna. Fiksasi dilakukan dengan melewatkan di atas api minimal 3 kali
Jenis-jenis pewarnaan bakteri yang dikenal adalah a. Pewarnaan negative
b. Pewarnaa sederhana c. Pewarnaan diferensial d. Pewarnaan khusus
Pewarnaan negative
Suspense kuman dibuat dalam zat warna negrosin/tinta bak dan disebar-ratakan dengan gelas alas lain (sediaan hapus). Disini bakteri tidak diwarnai dan tampak sebagai benda-benda terang dengn latar belakang hitam. Pewarnaan ini dipakai untuk jenis bakteri yang sukar diwarnai, misalkan
Pewarnaan sederhana
Pewarnaan ini hanya menggunakan satu macam zat warna. Misalkan biru metilen, air fukhsin atau ungu Kristal selama 1-2 menit. Zat warna aniline mudah diserap oleh bakteri.
Pewarnaan diferensial
Pewarnaan diferensial menggunakan lebih dari satu macam zat warna
a. Pewarnaan Gram adalah pewarnaan diferensial yang sangant penting.
Ditemukan oleh Christian Gram pada tahun 1884.
b. Pewarnaan tahan asam, misalken pewarnaan Ziehl Neelsen dan Kinyoung
Gabbett, untuk membedakan kuman yang tahan asam dan tidak tahan asam.
Proses Pewarnaan Gram
1. Fiksasi : untuk mematikan mikroba dan memudahkan pengikatan zat warna
2. Menambahkan Cristal Violet, diamkan 5 menit setelah itu lakukan penyucian.
Untuk gram positive (Staphylococcus aureus) bewarna Ungu,
Untuk gram negative (Escherichia coli) berwarna Ungu.
3. Menambahkan Lugol atau Yodium + Yodida, diamkan selama 5 menit setelah itu lakukan penyucian
Untuk gram positive (Staphylococcus aureus) bewarna Ungu dan ikatannya lebih kencang
Untuk gram negative (Escherichia coli) berwarna Ungu.
4. Lakukan penyucian kembali dengan Alkohol 96%
Untuk gram positif (Staphylococcus aureus), denaturasi protein saat pencucian alkohol protein keras, pori-pori mengeras terbentuk kompleks ungu kristal-yodium.
Untuk gram negatif (Escherichia coli), lipid larut pada saat pencucian alkohol pori-pori membesar zat warna larut kuman tidak berwarna.
5. Menambahkan Safarin Red
Untuk gram positive (Staphylococcus aureus) bewarna Ungu.
Untuk gram negative (Escherichia coli) berwarna Merah. 6. Proses akhir perhatikan posisi agar
Untuk gram positif (Staphylococcus aureus) Terdapat sampai pada dasar media agar.
Untuk gram negative (Escherichia coli) Terdapat pada setengah media agar.
Kesimpulan
Bakteri Staphylococcus aureus dapat menebus sampai ke dasar media agar,itu berarti tanpa udara pun dia dapattumbuh,sedangkan
bakteriS.Aureus memiliki tingkat hidup yang lebih tinggi dibandingkan dengan bakteri E.Coli.
Penilaian Hasil Kultur
1. Gram Positive dan Gram negative
Prinsip : Kuman Gram positip akan mengikat zat warna primer [gentian violet] yang tidak akan dilepas pada saat pencucian alkohol, sehingga kuman akan berwarna UNGU, sedangkan kuman Gram negatif akan melepaskan zat warna gentian violet pada saat pencucian alkohol, dan akan mengikat zat warna sekunder [fuksin] sehingga kuman akan berwarna MERAH
Perbedaan sifat antara kuman Gram Positif dan Negatif
Karakteristik
Karakteristik Gram PositifGram Positif Gram NegatipGram Negatip
Dinding sel
Dinding sel LapLap PeptidoglikanPeptidoglikan Tebal
Tebal TipisTipis
Kadar lipid
Kadar lipid 1-4 %1-4 % 11 – 22%11 – 22%
Resistensi t
Resistensi thdhd alkali [1% alkali [1% KOH
KOH tdk laruttdk larut larutlarut
Kepekaan t
Kepekaan thhd Jodiumd Jodium lebih pekalebih peka Kurang pekaKurang peka
Toksin yang dibentuk
Toksin yang dibentuk EksotoksinEksotoksin EndotoksinEndotoksin
Resistensi terhadap tellurit
Resistensi terhadap tellurit Lebih tahanLebih tahan Lebih pekaLebih peka
Sifat tahan asam
Sifat tahan asam ada yang tahan asamada yang tahan asam tdk ada yg tahantdk ada yg tahan
asam
asam
Kepekaan td
Kepekaan tddd penisilim penisilim Lebih pekaLebih peka Kurang pekaKurang peka
Kepekaan th
Kepekaan thdd streptomisin streptomisin Tidak pekaTidak peka PekaPeka
Patogen
Patogen SemuaSemua bentuk kokus bentuk kokus,, kecuali
kecuali FFaamm Neisseriaceae
Neisseriaceae
Semua
Semua bentuk basil bentuk basil,,
kecuali kecuali Mycobacterium, Mycobacterium, Corynebacterium, Corynebacterium, Listeria,Bacillus, Listeria,Bacillus, Clostridium Clostridium
Dasar perbedaan :
TEORI SALTON : Kadar lipid yang tinggi (20%) di dalam dinding sel kuman
Gram negatif [lipid larut pada saat pencucian alkohol] pori-pori membesar zat warna larut kuman tidak berwarna
Kuman Gram positif, denaturasi protein saat pencucian alkohol protein keras, pori-pori mengeras terbentuk kompleks ungu kristal-yodium
TEORI PERMEABILITAS DINDING SEL : Berdasarkan tebal tipisnya
lapisan peptidoglikan. Kuman Gram positip : dinding peptidoglikan tebal
permeabilitas kurang komplek ungu kristal yodium tidak dapat keluar
Kuman Gram Negatif: dinding peptidoglikan tipis permeabilitias sel lebih besar memungkinkan untuk terlepasnya komplek ungu kristal yod
Pewarnaan tahan asam
Pewarnaa Ziehl Neelsen
Cara pewarnaan:
1. Sediaan kuman diwarnai dengan larutan fukhsin karbol dan dipanasakan dengan api kecil sehingga keluar asap, biarkan selama 5 menit.
2. Sediaan dicuci dengan air dan dimasukkan dalam larutan H2SO4 5%
selama 2 detik. Untuk kuman M. leprae digunakan larutan H2SO4 1%
3. Kemudian dicuci dengen alcohol 60% sehingga tidak ada warna merah mengalir.
4. Sediaan dicuci dengan air dan diwarnai dengan larutan biru metilen selama 1-2 menit, dicuci dengan air dan dikeringkan.
Hasil dapat dibaca sebagai berikut:
Kuman tahan asam berwarna merah
Bukan kuman tahan asam berwarna biru
Sesudah pencucian dengan asam-alkohol bakteri tahan asam mempertahankan warna merahnya, sedangkan bakteri tidak tahan asam melepaskan warna ini dan menjadi tidak berwarna.
Sifat asam ini disebabkan karena adanya asam mikolat yang terkait dalam dinding sel. Dinding sel bakteri tahan asam terdiri dari dinding peptidoglikan, arabinogalaktan, dan lipid, sedangkan 50% dari lipid ini adalah asam mikolat.
Pewarnaan Kinyoun-Gabbett atau Tan Thiam Hok
Cara pewarnaan:
1. Sediaan kuman diwarnai dengan larutan Kinyoun selama 3 menit dan dicuci dengan air.
2. Sediaan diwarnai dengan larutan Gabbett selama 1 menit, dicuci dengan air dan dikeringkan.
Ditemukan bakteri taha asam dalam sputum penderita sering sekali dihubungkan dengna penyakit tuberkolosis. Sebenarnya hasil ini hanya menunjukan adanya bakteri tahan asam dan bakteri yang ditemukan ini mungkin juga bukan bakteri tuberkolosis.
Pewarnaan Khusus (Special Staining)
Pewarnaan ini dipakai untuk mewarnai bagian-bagian sel bakteri atau bakteri tertentu yang sukar diwarnai dengan pewarnaan biasa.
Misalkan:
Flagel dengan,
Pewarnaan Gray. Disini diperlukan pemantek (mordant) yang
meningkatkan afinitas flagel terhadap zat warna dan memperbesar diameter flagel. Suspense koloidal garam asam tanat menyebabkan terjadinya presipitat pada dinding sel dan flagel. Badan bakteri dan flagel membesar sehingga mudah terlihat dengan mikroskop biasa setelah diwarnai dengan karbol fukhsin.
Pewarnaan Novel Pewarnaa Zettnow
Pewarnaa Fontana-Tribondeau
Ketiga pewarnaan diatas menggunakan impregnasi dengan Ag.
Simpai,
Pewarnaan Muir; simpai berwarna biru dan bakteri berwarna merah Pewarnaan Hiss; simpai berwarna ungu muda dan bakteri berwarna
ungu tua
Pewarnaan Gins Burri; suatu kombinasi pewarnaan negative dan
pewarnaan sederhana, misalkan karbol fukhsin. Simpai tidak diwarnai dan terlihat sebagai bulatan-bulatan terang dengan latar belakang gelap, sedangkan badan bakteri berwarna merah. Simpai bakteri mudah ditembus warna, tetapi sukar mengikat warna.
Spora,
Pewarnaan Klien; spora kuman berwarna merah dan badan bakteri
berwarna biru. Dinding spora yang tebal memerlukan pemanasan, agar pori-pori membesar dan zat warna dapat masuk.
Inti dengan pewarnaa Fuelgen
Difteri dengan pewarnaan Neisser untuk melihat granula Babes-Ernst Spirokhaeta dengan pewarnaan Becker-Krantz dan pewarnaan
Fontana Tribondeau.
Resistensi
kuman
terhadap
obat
Mekanisme yang menyebabkan suatu populasi kuman menjadi resisten
terhadap antibiotika yaitu:
1. Mikroorganisme memproduksi enzim yang merusak daya kerja obat.
Contohnya pada staphylococcus yang memproduksi enzim beta laktamase yang memecah cincin beta laktam dari penisilin, sehingga penisilin tidak aktif.
2. Mikroorganisme mengubah permeabilitasnya terhadap obat.
Contohnya pada streptococcus yang memiliki pertahanan alami terhadap obat golongan aminoglikosida.
3. Mikroorganisme menyebabkan perubahan target struktural untuk obat. Contohnya pada obat golongan aminoglikosida yang membunuh kuman karena merusak sistem ribosom subunit 30S. Bila target kerja obat ini pada ribosom 30S berubah, maka kuman tidak akan sensitif terhadap obat ini.
4. Mikroorganisme menyebabkan perubahan jalur metabolik yang menjadi target obat.
Contohnya pada bakteri yang resisten terhadap sulfonamid tidak memerlukan PABA ekstraseluler, tetapi dapat menggunakan asam folat, sehingga sulfonamid yang berkompetisi dengan PABA tidak akan mempengaruhi metabolisme sel bakteri.
5. Mikroorganisme menyebabkan perubahan enzimatik sehingga kuman meskipun masih dapat hidup dengan baik tapi kurang sensitif terhadap antibiotik.
Contohnya pada bakteri yang resisten terhadap trimetoprim, asam dihidrofolat reduktase dihambat kurang efisien daripada pada bakteri yang rentan terhadap trimetoprim.
Asal resistensi obat
1. Asal nongenetik resistensi obat
Hampir semua obat antibiotik bekerja optimal pada masa aktif pembelahan kuman, sehingga populasi kuman yang tidak berada dalam fase pembelahan umumnya relatif resisten terhadap obat. Contohnya kuman TBC yang tinggal dalam jaringan dan tidak membelah aktif karena adanya mekanisme pertahanan badan, yang berarti akan resisten terhadap obat.
Mikroorganisme dapat kehilangan struktur target spesifik suatu obat sehingga menjadi resisten terhadap obat tersebut. Contohnya suatu organisme yang sifat aslinya rentan terhadap penisilin dapat berubah menjadi bentuk L yang tidak memiliki dinding sel, sehingga tidak rentan terhadap penisilin, karena penisilin hanya akan bekerja merusak dinding sel bakteri.
Mikroorganisme dapat menginfeksi tubuh di tempat kerja obat tidak aktif atau ditiadakan. Contohnya gentasimin tidak efektif untuk
mengobati demam enterik salmonella karena salmonella terdapat di intraseluler, dimana gentasimin tidak dapat masuk ke dalam sel.
2. Asal genetik resistensi obat a) Resistensi kromosom
Resistensi ini terjadi sebagai akibat mutasi spontan pada gen yang mengontrol kerentanan terhadap obat tertentu. Mutasi ini paling sering melalui perubahan reseptor struktural untuk suatu obat. Contohnya pada protein P12 pada subunit 30S ribosom bakteri, yang merupakan reseptor dari antibiotik streptomisin. Mutasi pada gen yang mengontrol struktur protein P12 tersebut akan menyebabkan bakteri menjadi resisten terhadap streptomisin.
b) Resistensi ekstrakromosom
Bakteri sering mengandung unsur genetik ekstrakromosom yang disebut plasmid. Beberapa plasmid membawa gen untuk resistensi terhadap obat-obatan antimikroba. Gen plasmid untuk resistensi antimikroba sering mengontrol enzim yang mampu merusak daya kerja obat.
Resistensi Silang
Mikroorganisme yang resisten terhadap suatu obat tertentu dapat pula resisten terhadap obat lain yang memiliki mekanisme kerja yang sama. Hubungan tersebut terdapat di agen-agen yang secara kimia terkait (misalnya pada obat-obat yang termasuk golongan aminoglikosida) atau yang memiliki cara kerja yang sama (misalnya makrolid dan linkomisin). Pada golongan obat tertentu, inti aktif senyawa kimia memiliki kesamaan di antara banyak congener (misalnya tetrasiklin) sehingga memungkinkan terjadi resistensi silang yang luas.
Pembatasan resistensi obat
Timbulnya resistensi obat dapat diminimalisasi dengan cara-cara berikut:
Dengan mempertahankan kadar obat yang cukup tinggi dalam jaringan untuk menghambat populasi asli maupun mutan yang pertama.
Dengan memberikan sekaligus dua obat yang tidak memberikan resistensi silang, dan masing-masing saling menghambat timbulnya mutan yang resistan terhadap obat lain.
Dengan mencegah pajanan mikroorganisme ke obat tertentu yang sangat berguna dengan membatasi penggunaannya, terutama di rumah sakit.
Resistensi kuman terhadap obat antimikroba/antibiotika
Mekanisme yang menyebabkan suatu populasi kuman menjadi resisten terhadap antibiotika yaitu:
6. Mikroorganisme memproduksi enzim yang merusak daya kerja obat.
Contohnya pada staphylococcus yang memproduksi enzim beta laktamase yang memecah cincin beta laktam dari penisilin, sehingga penisilin tidak aktif.
7. Mikroorganisme mengubah permeabilitasnya terhadap obat.
Contohnya pada streptococcus yang memiliki pertahanan alami terhadap obat golongan aminoglikosida.
8. Mikroorganisme menyebabkan perubahan target struktural untuk obat. Contohnya pada obat golongan aminoglikosida yang membunuh kuman karena merusak sistem ribosom subunit 30S. Bila target kerja obat ini pada ribosom 30S berubah, maka kuman tidak akan sensitif terhadap obat ini.
9. Mikroorganisme menyebabkan perubahan jalur metabolik yang menjadi target obat.
Contohnya pada bakteri yang resisten terhadap sulfonamid tidak memerlukan PABA ekstraseluler, tetapi dapat menggunakan asam folat, sehingga sulfonamid yang berkompetisi dengan PABA tidak akan mempengaruhi metabolisme sel bakteri.
10.Mikroorganisme menyebabkan perubahan enzimatik sehingga kuman meskipun masih dapat hidup dengan baik tapi kurang sensitif terhadap antibiotik.
Contohnya pada bakteri yang resisten terhadap trimetoprim, asam dihidrofolat reduktase dihambat kurang efisien daripada pada bakteri yang rentan terhadap trimetoprim.
Asal resistensi obat
3. Asal nongenetik resistensi obat
Hampir semua obat antibiotik bekerja optimal pada masa aktif pembelahan kuman, sehingga populasi kuman yang tidak berada dalam fase pembelahan umumnya relatif resisten terhadap obat. Contohnya kuman TBC yang tinggal dalam jaringan dan tidak membelah aktif karena adanya mekanisme pertahanan badan, yang berarti akan resisten terhadap obat.
Mikroorganisme dapat kehilangan struktur target spesifik suatu obat sehingga menjadi resisten terhadap obat tersebut. Contohnya suatu organisme yang sifat aslinya rentan terhadap penisilin dapat berubah menjadi bentuk L yang tidak memiliki dinding sel, sehingga tidak rentan terhadap penisilin, karena penisilin hanya akan bekerja merusak dinding sel bakteri.
Mikroorganisme dapat menginfeksi tubuh di tempat kerja obat tidak aktif atau ditiadakan. Contohnya gentasimin tidak efektif untuk mengobati demam enterik salmonella karena salmonella terdapat di intraseluler, dimana gentasimin tidak dapat masuk ke dalam sel.
4. Asal genetik resistensi obat c) Resistensi kromosom
Resistensi ini terjadi sebagai akibat mutasi spontan pada gen yang mengontrol kerentanan terhadap obat tertentu. Mutasi ini paling sering
melalui perubahan reseptor struktural untuk suatu obat. Contohnya pada protein P12 pada subunit 30S ribosom bakteri, yang merupakan reseptor dari antibiotik streptomisin. Mutasi pada gen yang mengontrol struktur protein P12 tersebut akan menyebabkan bakteri menjadi resisten terhadap streptomisin.
d) Resistensi ekstrakromosom
Bakteri sering mengandung unsur genetik ekstrakromosom yang disebut plasmid. Beberapa plasmid membawa gen untuk resistensi terhadap obat-obatan antimikroba. Gen plasmid untuk resistensi antimikroba sering mengontrol enzim yang mampu merusak daya kerja obat.
Resistensi Silang
Mikroorganisme yang resisten terhadap suatu obat tertentu dapat pula resisten terhadap obat lain yang memiliki mekanisme kerja yang sama. Hubungan tersebut terdapat di agen-agen yang secara kimia terkait (misalnya pada obat-obat yang termasuk golongan aminoglikosida) atau yang memiliki cara kerja yang sama (misalnya makrolid dan linkomisin). Pada golongan obat tertentu, inti aktif senyawa kimia memiliki kesamaan di antara banyak congener (misalnya tetrasiklin) sehingga memungkinkan terjadi resistensi silang yang luas.
Pembatasan resistensi obat
Timbulnya resistensi obat dapat diminimalisasi dengan cara-cara berikut:
Dengan mempertahankan kadar obat yang cukup tinggi dalam jaringan untuk menghambat populasi asli maupun mutan yang pertama.
Dengan memberikan sekaligus dua obat yang tidak memberikan resistensi silang, dan masing-masing saling menghambat timbulnya mutan yang resistan terhadap obat lain.Dengan mencegah pajanan mikroorganisme ke obat tertentu yang sangat berguna dengan membatasi penggunaannya, terutama di rumah sakit.
RESISTENSI dan TES SENSITIVITAS
Bakteri merupakan organisme hidup bersel satu. Bakteri dapat
ditemukan di mana saja & sebagian besar tidak menimbulkan bahaya atau malah menguntungkan seperti misalnya Lactobacillus, yaitu bakteri yang hidup di usus halus & membantu untuk mencerna makanan. Tetapi ada juga bakteri yang berbahaya & menimbulkan penyakit karena menyerang tubuh, berkembang biak & mengganggu fungsi normal tubuh. Antibiotika efektif untuk melawan bakteri karena dapat membunuh organisme tersebut serta menghambat pertumbuhan ataupun reproduksi bakteri.
Resistensi muncul jika organisme yang sebelumnya rentan tidak lagi terhambat oleh antibiotic pada kadar yang dapat dicapai dengan aman secara klinis. Hal ini terjadi karena pool gen bakteri mengalami perubahan, difasilitasi oleh pembelahan selnya yang cepat dan genom haploid. Penggunaan antibiotic memungkinkan kelangsungan hidup dan replikasi organisme yang secara tidak sengaja telah mengembangkan mekanisme untuk menghindari destruksi.
Resistensi antibiotika sendiri adalah kemampuan dari bakteri atau mikroorganisme lain untuk menahan efek antibiotika. Resistensi antibiotika terjadi ketika bakteri dapat merubah diri sedemikian rupa hingga dapat mengurangi efektifitas dari suatu obat, bahan kimia ataupun zat lain yang sebelumnya dimaksudkan untuk menyembuhkan atau mencegah penyakit infeksi. Akibatnya bakeri tersebut tetap dapat bertahan hidup & bereproduksi sehingga makin membahayakan.
Bakteri tersebut dapat membentuk ketahanan khusus terhadap suatu jenis antibiotika tertentu, sehingga membahayakan orang yang terkena penyakit tersebut. Kesalahpahaman yang sering terjadi di masyarakat adanya anggapan bahwa yang resisten terhadap obat tertentu adalah tubuh orang, padahal sebenarnya bakteri yang ada di dalam tubuh tersebutlah yang menjadi resisten terhadap pengobatan, bukan tubuhnya. Bahaya resistensi antibiotika merupakan salah satu masalah yang dapat mengancam kesehatan masyarakat. Hampir semua jenis bakteri saat ini menjadi lebih kuat & kurang responsif terhadap pengobatan antibiotika. Bakteri yang telah mengalami resistensi terhadap antibiotika ini dapat menyebar ke anggota keluarga, teman ataupun tetangga lain sehingga mengancam masyarakat akan hadirnya jenis penyakit infeksi baru yang lebih sulit untuk diobati & lebih mahal juga biaya pengobatannya.
Penggunaan antibiotika mendorong perkembangan bakteri yang resistensi. Setiap seseorang menggunakan antibiotika, maka bakteri yang sensitif akan terbunuh tetapi bakteri yang resisten akan tetap ada, tumbuh & bereproduksi. Penyebab utama meningkatnya bakteri yang resisten
adalah penggunaan antibiotika secara berulang & tidak sesuai range terapi. Kunci untuk mengontrol penyebaran bakteri yang resisten ini adalah
penggunaan antibiotika secara tepat & sesuai range terapi (takaran, frekuensi dan lama penggunaan obat).
MEKANISME RESISTENSI
1. Modifikasi antibiotic
a. Inaktivasi Enzim: salah satu resistensi yang paling umum terjadi pada saat organisme secara spontan memproduksi enzim yang mendegradasi antibiotic.
b. Penambahan Enzim: bakteri dapat mengekspresikan enzim yang dapat menambahkan suatu gugus kimia ke dalam antibiotic, sehingga menghambat aktivitas antibiotic tersebut.
Beberapa bakteri secara alami resisten terhadap antibiotic karena envelope selnya impermeable terhadap antibiotic tertentu. Contohnya, organisme gram negative terutama Pseudomonas spp., bersifat impermeable terhadap beberapa antibiotic β -laktam.
3. Mekanisme efluks
Bakteri contohnya E. colli, dapat menjadi resisten terhadap tetrasiklin dengan adanya protein membrane dalam yang secara aktif memompa antibiotic keluar dari sel.
4. Jalur alternative
Mekanisme lainnya yang sering ditemukan adalah bakteri membuat suatu jalur alternative untuk menghindari blockade metabolisme akibat antibiotic.
5. Perubahan lokasi target
Rifampisin bekerja dengan menghambat subunit
β
dari RNA polymerase. Resistensi terjadi saat gen RNA polymerase mengalami perubahan akibat mutasi titik, insersi, atau delesi. RNA polymerase yang baru tidak dihambat oleh rifampisin sehingga muncul resisten.TES SENSITIVITAS
Test Sensitivitas bertujuan untuk mengetahui obat-obat yang paling cocok (paling poten) untuk kuman penyebab penyakit terutama pada kasus-kasus penyakit yang kronis. Dan mengetahui adanya resistensi terhadap berbagai macam antibiotik.
Pada pemeriksaan Sensitivitas dapat dikerjakan antara lain :
A. Dilusi cair / Dilusi Padat
Prinsipnya : antibiotik diencerkan hingga diperoleh beberapa konsentrasi
Pada dilusi cair masing-masing konsentrasi obat ditambah suspensi kuman dalam media.
Pada Dilusi padat pada tiap konsentrasi obat dicampur dengan media agar lalu ditanami kuman.
B. Difusi
Media : Agar Mueller Hinton. Pada metode ini ada beberapa cara :
1. Cara Kirby Bauer
Diambil beberapa koloni kuman dari pertumbuhan 24 jam pada agar. Disuspensikan dalam 0,5 ml BHI cair kemudian diinkubasi selama 5-8 jam pada 37 C.
Suspensi diatas ditambah aquades steril hingga kekeruhan tertentu sesuai dengan standar konsentrasi kuman 108 CFU per ml.
Kapas lidi steril dicelupkan kedalam suspensi kuman, lalu ditekan-tekan pada dinding tabung hingga kapas tidak terlalu basah. Kemudian dioleskan pada permukaan media hingga merata.
Diletakkan Disk (cakram kertas saring) yang mengandung antibiotik diatasnya inkubasi 37 C selama 19-24 jam.
Pembacaan Hasil :
1. Zone Radikal : suatu daerah disekitar disk dimana sama sekali tidak diketemukan adanya pertumbuhan bakteri. Potensi antibiotik diukur dengan mengukur diameter dari zone radikal.
2. Zone Irradikal : suatu daerah disekitar disk menunjukkan pertumbuhan bakteri dihambat oleh antibiotik tersebut, tetapi tidak dimatikan. Disini terlihat adanya pertumbuhan yang kurang subur dibandingkan dengan daerah luar pengaruh antibiotik tersebut.
2. Cara Sumuran
Diambil beberapa koloni kuman dari pertumbuhan 24 jam pada agar. Disuspensikan dalam 0,5 ml BHI cair kemudian diinkubasi selama 5-8 jam pada 37 C.
Suspensi diatas ditambah aquades steril hingga kekeruhan tertentu sesuai dengan standar konsentrasi kuman 108 CFU per ml.
Kapas lidi steril dicelupkan kedalam suspensi kuman, lalu ditekan-tekan pada dinding tabung hingga kapas tidak terlalu basah. Kemudian dioleskan pada permukaan media hingga merata.
Pada agar tersebut dibuat sumuran dengan garis tengah tertentu sesuai dengan kebutuhan. Kedalam sumuran diteteskan larutan antibiotik yang digunakan, inkubasi 37O C selama 18-24 jam. Pembacaan sama seperti diatas.
3. Cara Pour Plate
Diambil beberapa koloni kuman dari pertumbuhan 24 jam pada agar. Disuspensikan dalam 0,5 ml BHI cair kemudian diinkubasi selama 5-8 jam pada 37 C.
Suspensi diatas ditambah aquades steril hingga kekeruhan tertentu sesuai dengan standar konsentrasi kuman 108 CFU per ml.
Dengan menggunakan ose khusus, ambillah satu mata ose dan masukkan dalam 4 ml agar Base 1,5 % yang mempunyai temperatur 50 C.
Setelah suspensi kuman dibuat homogen, tuang pada media Mueller Hinton agar.
Tunggulah sementara sampai agar membeku, letakkan disk antibiotik.
Dibaca sesuai standart masing-masing antibiotik.
Catatan :
1. Perbenihan Agar Mueller Hinton tanpa suplemen atau Agar DST Oxoid. 2. Untuk Streptococcus / kuman lain yang memerlukan darah dapat
ditambahkan 5 % darah kambing, kuda, sapi, atau kelinci tanpa fibrin. 3. Ketebalan agar ± 4 mm dipergunakan dalam 4 hari.
4. Biakan kuman yang akan diperiksa dibuat dengan menanamkan 5 koloni kuman dalam 4 ml perbenihan cair (mis : TSB).
Faktor-faktor yang mempengaruhi ukuran diameter zone hambatan :
1. Kekeruhan suspensi bakteri : kurang keruh : diameter zone lebih lebar dan jika lebih keruh : Diameter zone makin sempit sehingga R dilaporkan S atau sebaliknya.
2. Waktu pengeringan / peresapan suspensi bakteri ke dalam MH agar. Tidak boleh melebihi batas waktu karena dapat mempersempit diameter zone hambatan sehingga S jadi R.
3. Temperatur inkubasi -> Pertumbuhan optimal : 35 C bila <> 35O C ada bakteri yang kurang subur pertumbuhannya dan ada obat yang difusinya kurang baik. yaitu :
4. Waktu inkubasi, Waktu : 16 – 18 jam, Bila <>. Lebih 18 jam maka pertumbuhan lebih sempurna sehingga zone makin sempit.
5. Ketebalan agar : Ketebalan 4 mm, bila kurang maka difusi obat lebih cepat dan bila lebih maka difusi obat lambat.
6. Jarak antar disk obat : Jarak cakram : 3 cm dan 2 cm dari pinggir petridish dengan diameter 9-10 cm paling banyak 7 disk obat. Petridish dengan diameter 15 cm untuk 9 disk.
7. Potensi disk obat : Tiap jenis obat mempunyai diameter disk yang sama tetapi potensinya berbeda. Yang harus diperhatikan : Cara penyimpanan : obat yang labil seperti penisillin dll disimpan pada suhu 4O C. ED nya dan setiap disk obat baru diterima harus dicek dengan kontrol strain.
8. Komposisi media : Sangat besar pengaruhnya terhadap pertumbuhan bakteri, difusi obat, kativitas obat tersebut.
Yang dimaksud : Upaya-upaya yang dilakukan untuk menetralisir faktor-faktor yang berpengaruh terhadap diameter zone hambatan. Mengecek mutu media, disk obat dengan menggunakan bakteri standard :
* Staphylococcus aureus ATCC 25923 * E. Coli ATCC 25922
* Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853
Flora mikroba normal tubuh manusia
Istilah “flora mikroba normal” menunjukan populasi mikroorganisme yang hidup dikulit dan membrane mukosa orang normal yang sehat. Kulit dan membrane mukosa orang selalu mengandung mikroorganisme yang dapat tersusun menjadi dua kelompok:
1. Flora residen yaitu jenis mikroorganisme yang relative tetap dan secara teratur ditemukan di daerah tertentu pada usia tertentu, jika terganggu, flora tersebut secara akan hidup kembali dengan sendirinya.
2. Flora transien yaitu jenis mikroorganisme yang non pathogen atau secara potensial bersifat pathogen yang menempati kulit atau membrane mukosa selama beberapa jam, hari, atau minggu berasal dari lingkungan, tidak menyebabkan penyakit dan tidak menghidupkan dirinya sendiri secara permanen dipermukaan.
Anggota flora transien secara umum memiliki makna yang kecil selama flora residen normal tetap utuh. Namun, apabila flora residen terganggu, mikroorganisme transien dapat berkoloni, berproliferasi, dan menyebabkan penyakit.
Mikroorganisme yang secara konstan ada dipermukaan tubuh bersifat komensal. Pertumbuhannya didaerah tertentu tergantung pada faktor-faktor fisiologi yaitu
Temperature
Kelembaban
Adanya zat gizi
Inhibitor tertentu
Tetapi sebenarnya mikroorganisme yang terdapat pada tubuh manusia tak dapat digolongkan dengan tegas apakah dia komensal atau pathogen bagi manusia tersebut. Flora dalam tubuh manusia dapat menetap atau transient. Mikroba normal yang menetap tersebut dapat dikatakan tidak menyebabkan penyakit dan mungkin menguntungkan bila ia berada dilokasi yang semestinya dan tanpa adanya keadaan abnormal. Mereka dapat menyebabkan penyakit karena
