BAKTERI GRAM NEGATIF (Pseudomonas aeruginosa)

Bakteri dibedakan atas dua kelompok berdasarkan komposisi dinding sel serta sifat pewarnaannya, yaitu bakteri gram positif dan bakteri gram negatif. Selain perbedaan dalam sifat pewarnaannya, bakteri gram positif dan bakteri gram negatif berbeda dalam sentivitasnya terhadap kerusakan mekanis/fisis, terhadap enzim, desinfektan dan antibiotik. Perbedaan relatif sifat bakteri gram positif dan bakteri gram negatif dapat dilihat sebagai berikut

Penelitian kami mempunyai beberapa keter- batasan. Pertama, penelitian ini hanya dilakukan pada satu unit perawatan, dengan ekologi spesifik di setting ICU. Kedua, dibutuhkan sampel penelitian yang lebih besar, lengkap, serta prospektif untuk dapat meng- evaluasi diagnosis klinis, prognosis penyakit, resistensi bakteri Gram negatif dan besar penggunaan antibiotik, serta korelasi yang terjadi. Kami tidak mengevaluasi penggunaan antibiotik berdasarkan jumlah gram (total defined daily doses) seperti pada penelitian oleh Roder dkk, 17 karena pada usia anak pemberian antibiotik

Sebelum tahun 1920, infeksi yang disebabkan oleh bakteri Gram negatif sangat jarang yaitu kurang dari 1000 kasus. Sebagai contoh antara tahun 1951 dan 1958 di University of Illinois Research and Education Hospital, bakteremia Gram negatif meningkat dari 4,9 menjadi 8,1 kasus per 1000 perawatan. Hal ini juga terjadi di Boston University Hospital terjadi pening- katan dari 7,0 menjadi 13,0 kasus per 1000 perawatan antara tahun 1965 dan 1974. Lebih dari 50% kasus bakteremia yang didapat dari rumah sakit pada anak berasal dari bakteri Gram negatif, terjadi pada usia neonatus (25%) dan usia anak kurang dari 2 tahun (18,5%). Diantaranya 47% merupakan infeksi nosokomial yang merupakan penyebab infeksi tersering di ICU. 3

Nanopartikel perak memiliki banyak manfaat dalam kehidupan manusia, terutama sebagai agen antifungal (jamur) dan antibakteri sehingga sering digunakan pada industri produk pangan. Adapun fakta yang perlu diketahui yaitu ion maupun nanopartikel perak bersifat sangat beracun dan berbahaya bagi mikroorganisme. Hal ini diketahui dari nanopartikel perak yang memiliki aktifitas penghambatan dan efek bakteriasidal serta aplikasinya secara luas digunakan sebagai agen antibakteri. Aktifitas antibakteri dari nanopartikel perak dapat diperkirakan melalui pembentukan zona penghambatan. Beberapa studi menunjukkan bahwa nanopartikel perak memiliki aktifitas antibakteri yang relatif lebih tinggi pada bakteri gram negatif dibandingkan pada bakteri gram positif. Hal ini disebabkan karena adanya lapisan tipis peptidoglikan dan protein beta barel yang disebut porin. Menurut Geoprincy et al. (2012), mekanisme nanopartikel perak sebagai zat antimikroba, yaitu nanopartikel perak dapat melekat pada dinding sel mikroorganisme sehingga dapat mengganggu permeabilitas dinding sel serta respirasi seluler. Selain itu, nanopartikel perak juga dapat menembus jauh kedalam dinding sel sehingga menyebabkan terjadinya kerusakan sel dengan cara berinteraksi dengan fosfor ataupun senyawa yang mengandung sulfur, seperti DNA dan protein yang terdapat didalam sel. Sifat bakteriosidal nanopartikel perak disebabkan karena adanya proses pelepasan ion perak dari partikel yang dapat memberikan aktifitas antimikroba.

Pseudomonas aeruginosa, merupakan bakteri gram negatif yang dapat menyebabkan penyakit pada hewan dan manusia, termasuk dalam kelas Gamma proteobacteria. Pseudomonas aeruginosa tumbuh baik dengan adanya unsur Nitrogen dan Carbon dan dapat tumbuh pada air suling. Biasanya banyak dijumpai melimpah dalam air dan tanah (Anonim, 2010).

Telah dilakukan penelitian uji aktivitas antibakteri ektrak metanol ganggang merah Gracilaria verrucosa terhadap tiga bakteri patogen gram positif dan tiga bakteri patogen gram negatif. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui aktivitas antibakteri dari ekstrak metanol ganggang merah (Gracilaria verrucosa) terhadap bakteri gram positif (Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Streptococcus pneumoniae) dan bakteri gram negatif (Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Proteus mirabillis). Sampel ganggang merah (Gracilaria verrucosa) dimaserasi dengan pelarut metanol kemudian dilakukan uji aktivitas antibakteri dengan metode difusi cakram yang dibandingkan dengan kontrol positif amoksisilin. Hasil dari penelitian ini menunjukan bahwa ekstrak metanol Gracilaria verrucosa tidak memiliki aktivitas antibakteri terhadap bakteri uji pada konsentrasi 100, 1000, 10.000, dan 100.000 µg/ml.

coli dapat disebabkan oleh perbedaan komponen penyusun dinding sel antara bakteri gram positif dan gram negatif. Bacillus cereus dan S. aureus merupakan bakteri gram positif sedangkan dan E. coli dan Pseudomonas aeruginosa merupakan bakteri gram negatif, dimana secara umum dinding bakteri gram negatif berbeda dengan bakteri gram positif dan hal ini dapat menjelaskan bahwa banyak zat antibakteri yang tidak sensitif terhadap bakteri gram negatif. Bakteri gram positif terdapat lapisan peptidoglikan 50-100 lapis dan selebihnya adalah membran dan sitoplasma. Sedangkan bakteri gram negatif hanya tediri dari 1-2 lapisan peptidoglikan tetapi memiliki membran luar (Norajit, 2007; Siswandono dan Soekardjo, 2000). Membran luar ini berfungsi sebagai lapisan pelindung pada bakteri gram negatif dari zat-zat yang bersifat racun termasuk zat antibakteri yang mempunyai target menghambat sintesis peptidoglikan, dengan adanya membran luar tersebut maka penetrasi antibakteri ke daerah sasaran (membran terdalam) untuk melakukan aktivitasnya dapat dicegah (Jawetz et al, 2005). Hal ini yang menyebabkan zat antibakteri kurang efektif terhadap beberapa bakteri gram negatif (Siswandono dan Soekardjo, 2000).

[r]

Dari harga KBM yang diperoleh dalam penelitian ini, dapat dikatakan bahwa minyak atsiri daun kemangi lebih poten terhadap E. coli karena diperlukan konsentrasi yang lebih kecil daripada konsentrasi untuk membunuh S. aureus. Mekanisme antibakteri dari komponen minyak atsiri daun kemangi belum diketahui secara pasti. Minyak atsiri daun kemangi mengandung eu- genol yang tergolong turunan senyawa fenol yang mempunyai efek antiseptik dan bekerja dengan merusak membran sel. Mekanisme antibakteri kemungkinan karena pengikatan senyawa fenol dengan sel bakteri, kemudian akan meng- ganggu permeabilitas membran dan proses transportasi. Hal ini mengakibatkan hilangnya kation dan makromolekul dari sel sehingga pertumbuhan sel akan terganggu atau mati. Pada konsentrasi rendah senyawa fenol akan menyebabkan denaturasi protein dan pada konsentrasi tinggi akan menyebabkan koagulasi protein sehingga sel akan mati (Siswandono, 1995). Minyak atsiri daun kemangi lebih poten terhadap bakteri gram negatif dibanding pada bakteri gram positif. Hal ini berkaitan dengan permeabilitas dinding sel bakteri yang dipengaruhi oleh tebal tipisnya lapisan peptidoglikan dalam dinding sel. Bakteri gram negatif mempunyai lapisan peptidoglikan yang tipis, terdiri dari 1-2 lapisan dan susunan dinding selnya tidak kompak sehingga memiliki permeabilitas yang cukup tinggi. Bakteri gram positif mempunyai susunan dinding sel yang kompak dengan lapisan peptidoglikan sebanyak 30 lapis sehingga permeabilitasnya rendah. Dengan permeabilitas yang rendah, maka zat aktif dari minyak atsiri akan menga- lami kesulitan untuk menembus membran sel bakteri gram positif sehingga efek antibakterinya kurang optimal.

Pewarnaan Gram dilakukan untuk mengelompokkan bakteri menjadi 2 yaitu bakteri Gram positif dan bakteri Gram negatif. Pada pewarnaan Gram, hasil yang didapat akan ditentukan dari komposisi dinding sel pada bakteri. Pada pewarnaan Gram ini, reagen yang digunakan ada 4 jenis, yaitu kristal violet, iodin, alkohol dan safranin. Bakteri Gram positif akan mempertahankan warna ungu dari kristal violet sehingga ketika diamati dengan mikroskop akan menunjukkan warna ungu sedangkan bakteri Gram negatif tidak dapat mempertahankan warna ungu dari Kristal violet tetapi zat warna safranin dapat terserap pada dinding sel sehingga pada saat dilihat menggunakan mikroskop akan memperlihatkan warna merah.Hasil pewarnaan Gram dapat digunakan untuk mengetahui bentuk morfologi dari keempat jenis isolat yaitu warna dan bentuk sel bakteri tersebut. Berdasarkan referensi second edition of Bergeys Manual, uji biokimia untuk Gram negatif adalah uji oksidasi sedangkan untuk Gram positif dapat dilakukan pewarnaan endospora.

Bakteri E.coli termasuk kelompok bakteri Gram negatif berbentuk batang. Bakteri ini dapat menyebabkan infeksi primer pada usus misalnya diare. Penyakit- penyakit lain yang disebabkan oleh E. coli adalah menginfeksi saluran kemih mulai dari sistitis sampai pielonefritis, pneumonia, meningitis pada bayi dan menginfeksi luka terutama di dalam abdomen. Staphylococcus aureus (S. aureus) merupakan bakteri Gram positif. Staphylococcus aureus bersifat koagulasi positif, yang membedakannya dari spesies lain. Staphylococcus aureus dapat menyebabkan timbulnya penyakit dengan tanda-tanda yang khas, yaitu peradangan, nekrosis, dan pembentukan abses (Jawetz et al., 2005).

Dari harga KBM yang diperoleh dalam penelitian ini, dapat dikatakan bahwa minyak atsiri daun kemangi lebih poten terhadap E. coli karena diperlukan konsentrasi yang lebih kecil daripada konsentrasi untuk membunuh S. aureus. Mekanisme antibakteri dari komponen minyak atsiri daun kemangi belum diketahui secara pasti. Minyak atsiri daun kemangi mengandung eu- genol yang tergolong turunan senyawa fenol yang mempunyai efek antiseptik dan bekerja dengan merusak membran sel. Mekanisme antibakteri kemungkinan karena pengikatan senyawa fenol dengan sel bakteri, kemudian akan meng- ganggu permeabilitas membran dan proses transportasi. Hal ini mengakibatkan hilangnya kation dan makromolekul dari sel sehingga pertumbuhan sel akan terganggu atau mati. Pada konsentrasi rendah senyawa fenol akan menyebabkan denaturasi protein dan pada konsentrasi tinggi akan menyebabkan koagulasi protein sehingga sel akan mati (Siswandono, 1995). Minyak atsiri daun kemangi lebih poten terhadap bakteri gram negatif dibanding pada bakteri gram positif. Hal ini berkaitan dengan permeabilitas dinding sel bakteri yang dipengaruhi oleh tebal tipisnya lapisan peptidoglikan dalam dinding sel. Bakteri gram negatif mempunyai lapisan peptidoglikan yang tipis, terdiri dari 1-2 lapisan dan susunan dinding selnya tidak kompak sehingga memiliki permeabilitas yang cukup tinggi. Bakteri gram positif mempunyai susunan dinding sel yang kompak dengan lapisan peptidoglikan sebanyak 30 lapis sehingga permeabilitasnya rendah. Dengan permeabilitas yang rendah, maka zat aktif dari minyak atsiri akan menga- lami kesulitan untuk menembus membran sel bakteri gram positif sehingga efek antibakterinya kurang optimal.

Pewarnaan gram atau metode gram adalah suatu metode untuk membedakan spesies bakteri menjadi dua kelompok besar, yakni gram-positif dan gram-negatif berdasarkan sifat kimia dan fisik dinding sel mereka. Pewarnaan ini didasarkan pada tebal atau tipisnya lapisan peptidoglikan di dinding sel dan banyak sedikitnya lapisan lemak pada membran sel bakteri. Bakteri gram positif memiliki dinding sel yang tebal dan membran sel selapis sedangkan bakteri gram negatif mempunyai dinding sel tipis yang berada di antara dua lapis membran sel.

Pewarna asam dapat tejadi karena bila senyawa pewarna bermuatan negatif. Dalam kondisi pH mendekati netral dinding sel bakteri cenderung bermuatan negatif, sehingga pewarna asam yang bermuatan negatif akan ditolak oleh dinding sel, maka sel tidak berwarna. Pewarna asam ini disebut pewrna negatif. Contoh pewarna asam misalnya : tinta cina, larutan Nigrosin, asam pikrat, eosin dan lain-lain. Pewarnaan basa bisa terjadi biasenyawa pewarna bersifat positif, sehingga akan diikat oleh dinding sel bakteri dan sel bakteri jadi terwarna dan terlihat. Contoh dari pewarna basa misalnya metilin biru, kristal violet, safranin dan lain-lain. Teknik pewarnaan asam basa ini hanya menggunakan satu jenis senyawa pewarna, teknik ini disebut pewarna sederhana. Pewarnaan sederhana ini diperlukan untuk mengamati morfologi, baik bentukmaupun susunan sel. Teknik pewarnaan yang lain adalah pewarnaan diferensial, yang menggunakan senyawa pewarna yang lebih dari satu jenis. Diperlukan untuk mengelompokkan bakteri misalnya, bakteri gram positif dan bakteri gram negatif atau bakteri tahan asam dan tidak tahan asam. Juga diperlukan untuk mengamati struktur bakteri seperti flagela, kapsula, spora

antibakteri terhadap Bacillus cereus, Escherichia coli, Staphylococcus aureus dan Salmonella enteritidis (Saputri 2015). Selain itu, Bacillus amyloliquefaciens CCMI 1051 juga memiliki aktivitas antifungi terhadap Rhizopus sp., Cladosporium resinae CCMI 667 dan Botrytis cinerea CCMI 899 (Caldeira et al. 2007). Menurut Chen et al. (2016) Bacillus amyloliquefaciens PG12 dapat diisolasi dari buah apel yang memiliki aktivitas antifungi yang berspektrum luas dan agen biokontrol. Biosurfaktan dapat diisolasi dari Bacillus amyloliquefaciens AG1 yang memiliki aktivitas insektisida terhadap larva Tuta absoluta (Khedher et al. 2015), selain itu biosurfaktan juga bersifat antifungi terhadap Sclerotium rolfsii dan Macrophomina phaseolina yang diisolasi dari bakteri B. amyloliquefaciens RHNK22 (Kumar et al. 2015). Wang et al. (2014) membuat mikrokapsul yang berisi lipopeptida antimikroba yang berasal dari bakteri Bacillus amyloliquefaciens ES-2. Chen et al. (2010) melaporkan bahwa B. amyloliquefaciens SH-B10 yang diisolasi dari sedimen laut dalam mampu menghasilkan dua lipopeptida yang bermanfaat sebagai antifungi yaitu C16 fengycin A dan aminobutyric acid. Senyawa kitin yang dihidrolisis oleh enzim kasar dari Bacillus amyloliquefaciens V656 memiliki aktivitas antitumor (Liang et al. 2007). Hasil karakterisasi morfologi dan biokimia mendukung hasil karakterisasi molekuler. Bakteri Burkholderia cenocepacia J2315 dan Burkholderia gladioli BSR3 strain BSR3 merupakan bakteri Gram negatif, mampu memfermentasi karbohidrat dan bersifat aerob. Sedangkan Bacillus amyloliquefaciens DSM7 adalah bakteri Gram positif, mampu memfermentasi karbohidrat dan bersifat aerob.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui aktivitas antibakteri dari produk susu fermentasi komersial terhadap bakteri patogen. Uji antibakteri dilakukan menggunakan metode difusi sumuran. Aktivitas antibakteri susu fermentasi komersial diamati dengan terbentuknya zona jernih di sekeliling sumuran. Hasil penelitian menunjukkan bahwa yakult dan yoghurt probiotik mampu menghambat pertumbuhan bakteri patogen. Salmonella thypii merupakan bakteri patogen yang paling sensitif terhadap susu fermentasi. Daya hambat yakult dan yoghurt probiotik terhadap bakteri gram negatif lebih besar daripada bakteri gram positif. Yakult dengan kandungan Lactobacillus casei strain shirota mampu menghambat semua bakteri patogen, yaitu Salmonella thypii, Escherichia coli, Bacillus cereus, dan Staphylococcus aureus.

Pada penelitian yang dilakukan oleh Wardoyo (2011) diketahui bahwa ekstrak etanol kenikir efektif menghambat pertumbuhan bakteri Staphylococcus aureusyang termasuk dalam golonganbakteri Gram positif dengan cara menembus selaput pori bakteri. Hal tersebut dikarenakan struktur dinding sel bakteri Gram positif lebih sederhana, sehingga memudahkan bahan bioaktif masuk ke dalam sel dibanding pada bakteri Gram negatif

Pada bakteri Gram negatif mekanisme proses induksi enzim betalaktamase pada E. coli terjadi bila senyawa betalaktam sebagai penginduksi berinteraksi dengan protein pengikat penisilin (PBP) hingga mengakibatkan gangguan tahap akhir sintesis peptidoglikan. Induksi menstimulasi AmpG (protein penghantar sinyal) sehingga terjadi peningkatan konsentrasi prazat dinding sel dalam ruang periplasma. Akumulasi pra zat tersebut merupakan sinyal bagi terjadinya proses transkripsi dari ampC (gen sruktur) . Keadaan ini menimbulkan interaksi AmpG dengan AmpR (protein regulator), sehingga AmpR berfungsi sebagai yang menstimulasi ekspresi gen ampC yang mengkode betalaktamase. Dalam keadaan tidak terjadi induksi, maka AmpD (protein regulator) berikatan dengan AmpE (protein regulator) dan mempertahankan AmpR sebagai protein yang menghambat ekspresi AmpC, sehingga tidak menghasilkan betalaktamase. Bila fungsi AmpD terganggu karena mutasi pada gennya, maka akan mengganggu keseimbangan AmpG dan AmpD yang mengakibatkan AmpR tetap berfungsi sebagai preservative yang sifatnya permanen sehingga terjadi ekpresi kontitutif yang tinggi dari ampC .

Salmonella yang merupakan bakteri gram negatif, dapat menyebabkan penyakit demam tifoid, yaitu penyakit infeksi yang disebabkan oleh salmonella typhi atau salmonella paratyphi. Yang mempunyai tanda – tanda khas berupa perjalanan yang cepat yang berlangsung lebih kurang 3 minggu disertai demam, toksemia, gejala – gejala perut, pembesaran limpa dan erupsi kulit. Dan penyakit tifus (Typhus Abdominalis) adalah infeksi penyakit akut yang biasanya terdapat pada saluran cerna dengan gejala demam lebih dari satu minggu dan terdapat gangguan kesadaran. Selain itu Salmonella mungkin paling dikenal sebagai penyebab keracunan makanan bakteri.

Bakteri dapat dilakukan pewarnaan Gram untuk membedakan sifat bakteri Gram positif dan bakteri Gram negatif. Pewarnaan Gram juga dapat melihat morfologi bakteri seperti kokus, diplokokus, rantai dan berkelompok. Reagen pewarnaan gram yang digunakan yaitu kristal violet, iodine, etil alkohol dan safranin. Kristal violet berfungsi sebagai pewarnaan pertama untuk seluruh bakteri selanjutnya yaitu menggunakan iodine yang berfungsi sebagai mordant yaitu meningkatkan reaksi antara dinding sel dengan pewarnaan pertama. Fungsi dari etil alkohol yaitu pada bakteri Gram positif akan menahan pewarnaan tahap pertama karena peptidoglikan dan asam teichoic terjadi cross-links sedangkan pada bakteri Gram negatif pewarnaan pertama akan hilang karena jumlah lipopolisakarida yang besar dalam dinding sel. Pewarnaan safranin pada bakteri Gram negatif akan memberikan warna merah sedangkan pada bakteri Gram positif tidak akan memberikan efek. 22 Proses tahapan pewarnaan Gram dapat dilihat pada gambar 2.3.