Social Icons

Minggu, 12 Mei 2013

Dasar - Dasar Bakteriologi


Struktur Bakteri

Jika kamu mendengar kata bakteri, mungkin kamu membayangkan bakteri sebagai sesuatu yang dapat menyebabkan penyakit. Hal tersebut tidak sepenuhnya benar karena di antara sekian banyak jenis bakteri, hanya 1% yang bersifat patogen atau penyebab penyakit, sedangkan sisanya justru merupakan organisme yang bermanfaat.
Bakteri di alam jumlahnya sangat banyak. Sebagai contoh dalam 1 gram tanah di perkirakan terkandung 100 juta sel bakteri, sedangkan pada 1 ml susu segar terkandung lebih dari 3.000 juta sel bakteri. Bakteri bersama dengan fungi atau jamur, memegang peran penting bagi kelangsungan hidup organisme lain. Mereka dapat menguraikan materi organik dari tumbuhan dan hewan yang telah mati sehingga siklus materi dapat terus berlangsung. Dengan berlangsungnya siklus materi, maka materi yang dibutuhkan oleh makhluk hidup akan selalu tersedia.
Selain dapat menimbulkan penyakit bagi manusia, bakteri juga dapat digunakan untuk meningkatkan taraf hidup manusia karena dapat meningkatkan ekonomi. Peran bakteri menguntungkan bagi manusia, akan dibahas pada penjelasan selanjutnya, yaitu pada bioteknologi. 

Ciri-ciri Bakteri
Bakteri memiliki ciri-ciri yang membedakannnya dengan mahluk hidup lain yaitu :
1. Organisme multiselluler
2. Prokariot (tidak memiliki membran inti sel )
3. Umumnya tidak memiliki klorofil
4. Memiliki ukuran tubuh yang bervariasi antara 0,12 s/d ratusan mikron umumnya memiliki ukuran rata-rata 1 s/d 5 mikron.
5. Memiliki bentuk tubuh yang beraneka ragam
6. Hidup bebas atau parasit
7. Yang hidup di lingkungan ekstrim seperti pada mata air panas,kawah atau gambut dinding selnya tidak mengandung peptidoglikan
8. Yang hidupnya kosmopolit diberbagai lingkungan dinding selnya mengandung peptidoglikan
Struktur Bakteri
Struktur bakteri terbagi menjadi dua yaitu:
1. Struktur dasar (dimiliki oleh hampir semua jenis bakteri)
Meliputi: dinding sel, membran plasma, sitoplasma, ribosom, DNA, dan granula penyimpanan
2. Struktur tambahan (dimiliki oleh jenis bakteri tertentu)
Meliputi kapsul, flagelum, pilus, fimbria, klorosom, Vakuola gas dan endospora.

Struktur dasar sel bakteri

Struktur dasar bakteri :
1. Dinding sel tersusun dari peptidoglikan yaitu gabungan protein dan polisakarida (ketebalan peptidoglikan membagi bakteri menjadi bakteri gram positif bila peptidoglikannya tebal dan bakteri gram negatif bila peptidoglikannya tipis).
2. Membran plasma adalah membran yang menyelubungi sitoplasma tersusun atas lapisan fosfolipid dan protein.
3. Sitoplasma adalah cairan sel.
4. Ribosom adalah organel yang tersebar dalam sitoplasma, tersusun atas protein dan RNA.
5. Granula penyimpanan, karena bakteri menyimpan cadangan makanan yang dibutuhkan.

Struktur tambahan bakteri

Struktur tambahan bakteri :
1. Kapsul atau lapisan lendir adalah lapisan di luar dinding sel pada jenis bakteri tertentu, bila
lapisannya tebal disebut kapsul dan bila lapisannya tipis disebut lapisan lendir. Kapsul dan lapisan lendir tersusun atas polisakarida dan air.
2. Flagelum atau bulu cambuk adalah struktur berbentuk batang atau spiral yang menonjol dari dinding sel.
3. Pilus dan fimbria adalah struktur berbentuk seperti rambut halus yang menonjol dari dinding sel, pilus mirip dengan flagelum tetapi lebih pendek, kaku dan berdiameter lebih kecil dan tersusun dari protein dan hanya terdapat pada bakteri gram negatif. Fimbria adalah struktur sejenis pilus tetapi lebih pendek daripada pilus.
4. Klorosom adalah struktur yang berada tepat dibawah membran plasma dan mengandung pigmen klorofil dan pigmen lainnya untuk proses fotosintesis. Klorosom hanya terdapat pada bakteri yang melakukan fotosintesis.
5. Vakuola gas terdapat pada bakteri yang hidup di air dan berfotosintesis.
6. Endospora adalah bentuk istirahat (laten) dari beberapa jenis bakteri gram positif dan terbentuk didalam sel bakteri jika kondisi tidak menguntungkan bagi kehidupan bakteri. Endospora mengandung sedikit sitoplasma, materi genetik, dan ribosom. Dinding endospora yang tebal tersusun atas protein dan menyebabkan endospora tahan terhadap kekeringan, radiasi cahaya, suhu tinggi dan zat kimia. Jika kondisi lingkungan menguntungkan endospora akan tumbuh menjadi sel bakteri baru.



    METABOLISME BAKTERI
Dalam kehidupan, mahluk hidup memerlukan energi yang diperoleh dari proses metabolisme. Metabolisme terjadi pada semua mahluk hidup termasuk kehidupan mikroba. Pada hewan atau tumbuhan yang berderajat tinggi enzim yang disediakan untuk keperluan metabolisme reatif stabil, selama terjadi perkembangan individu memang terjadi perubahan susunan enzim, akan tetapi pada pergantian lingkungan perubahan itu sangat kecil. Metabolisme merupakan serentetan reaksi kimia yang terjadi dalam sel hidup (Bibiana W. Lay, 1992 dalam Darkuni, 2001).
Metabolisme adalah reaksi kimia yang berlangsung di dalam organisme hidup dan merupakan reaksi yang sangat terkordinasi, mempunyai tujuan, serta mencakup berbagai kerja sama dari banyak sistem multi enzim.
Metabolisme mempunyai empat fungsi spesifik, yaitu :
1.      Untuk memperoleh energi kimia dari degradasi makanan yang kaya akan energi dari lingkungan atau dari energi solar
2.      Untuk mengubah molekul nutrisi menjadi precursor unit pembangun bagi makromolekul sel
3.      Untuk menggabungkan unit- unit pembangunan asam nukleat, lipid, protein, polisakarida, dan komponen sel lainnya
4.      Untuk membentuk dan mendegradasi biomolekul yang diperlukan dalam fungsi khusus sel.
Dalam metabolisme ada dua fase yaitu katabolisme (merupakan proses penguraian bahan organik kompleks menjadi bahan organik sederhana, atau bahan anorganik, dan menghasilkan energi. Misalnya adenosid trifosfat (ATP) atau guanosin trifosfat (GTP) ) dan anabolisme (yaitu proses sintesis makromolekul kompleks misalnya asam nukleat, lipid, dan polisakarida serta penggunaan energi).
Metabolisme ini selalu terjadi dalam sel hidup karena di dalam sel hidup terdapat enzim yang diperlukan untuk membantu berbagai reaksi kimia yang terjadi. Suatu proses reaksi kimia yang terjadi dapat menghasilkan energi dan dapat pula memerlukan energi untuk membantu terjadinya reaksi tersebut.
Menurut Darkuni (2001) bila dalam suatu reaksi menghasilkan energi maka disebut reaksi eksergonik dan apabila untuk dapat berlangsungnya suatu reaksi diperlukan energi, reaksi ini disebut reaksi endergonik. Kegiatan metabolisme meliputi proses perubahan yang dilakukan untuk sederetan reaksi enzim yang berurutan. Secara singkat kegiatan proses ini disebut tansformasi zat. Hasil kegiatan ini akan dihasilkan nutrien sederhana seperti glukosa, asam lemak berantai panjang atau senyawa-senyawa aromatik yang dapat digunakan sebagai bahan untuk proses neosintetik, bahan sel. Menurut Anonimous (2008) enzim sangat di pengaruhi oleh beberapa hal yaitu :
ü  Konsentrasi enzim
ü  Konsentrasi substrat
ü  pH
ü  Suhu
Setiap enzim berfungsi optimal pada pH dan temperatur tertentu. Suhu yang sangat rendah dapat menghentikan aktivitas enzim tetapi tidak menghancurkannya. Aktivitas enzim diatur melalui 2 cara :


Pengendalian katalis secara langsung pengendalian genetik Proses metabolisme akan menghasilkan hasil metabolisme yang berfungsi menghasilkan sub satuan makromolekul dari hasil metabolisme yang berguna sebagai penyediaan tahap awal bagi komponen-komponen sel menghasilkan dan menyediakan energi yang dihasilkan dari ATP lewat ADP dengan fosfat. Energi ini sangat penting untuk kegiatan proses lain yang dalam prosesnya hanya bisa berlagsung kalau tersedia energi.
Bentuk-bentuk Metabolisme Pada Mikroba Fotosintesis adalah proses penyusunan atau pembentukan dengan menggunakan energi cahaya atau foton. Sumber energi cahaya alami adalah matahari yang memiliki spektrum cahaya infra merah (tidak kelihatan), merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu dan ultra ungu (tidak kelihatan) (Anonim, 2000). Kebanyakan Bakteria tidak mempunyai klorofil, namun ada juga beberapa spesies yang mempunyai pigmen fotosintesis yang dinamakan bakterioklorofil. Fotosintesis bakteri terjadi dengan cara yang sama seperti pada tumbuhan hijau, kecuali bahwa bakteri tidak mempunyai fotosistem II untuk fotolisis air. Sehinggga air tidak pernah merupakan sumber reduktan dan oksigen tidak pernah terbentuk sebagai produk.
Persamaan reaksi fotosintesis pada bakteri adalah sebagai berikut :
nCO2+2nH2A(CH2O)n+nH2O+2nA

dimana : H2A = hydrogen donor (dapat berupa H2S atau asam-asam organik).
Satu sifat penting fotosintesis bakteri yang tidak dapat di jumpai pada fotosintesis tumbuhan hijau adalah bahwa fotosintesis bakteri hanya dapat berlangsung dalam keadaan sama sekali tanpa oksigen.
Metabolit adalah hasil dari metabolisme. Metabolisme dibedakan menjadi 2 macam, yaitu :
1.      Metabolit Primer
Adalah  suatu metabolit atau molekul yang merupakan produk akhir atau produk antara proses metabolisme makhluk hidup yang fungsinya sangat esensial bagi kelangsungan hidup organisme tersebut. Contohnya : protein, lemak, karbohidrat dan DNA. Pada umumnya metabolit primer tidak diproduksi berlebihan. Pada sebagian mikroorganisme, produksi metabolit yang berlebihan dapat menghambat pertumbuhan, dan kadang- kadang dapat mematikan mikroorganisme tersebut, proses metabolisme untuk membentuk metabolit primer disebut metabolisme primer.
Ciri- ciri metabolit primer :
1.     Terbentuk melalui metabolisme primer
2.     Memiliki fungsi yang esensial dan jelas bagi kelangsungan hidup organisme penghasilnya (merupakan komponen esensial tubuh , misalnya asam amino, vitamin, nukleutida, asam nukleat, dan lemak.
3.     Sering berhubungan dengan pertumbuhan organisme penghasilnya
4.     Bersifat tidak spesifik (ada pada hampir semua makhluk hidup )
5.     Dibuat dan disimpan secara intraseluler
6.     Dibuat dalam kuantitas yang cukup banyak
7.     Hasil akhir dari metabolisme, energi dan etanol
Strategi untuk meningkatkan produksi metabolit mikroorganisme dilakukan dengan cara sebagai berikut :
1.     Mengisolasi mikroorganisme muatan yang tidak menghasilkan hasil akhir yang bersifat inhibitor atau repressor umpan balik. Contohnya adalah produk silisin oleh muatan auksotrof Coryenebacterium glutamicum.
2.     Memanipulasi enzim- enzim pengatur sehingga tidak lagi dapat mengenali metabolit yang bersifat inhibitor (muatan resisten terhadap pengaturan umpan balik)
3.     Memodifikasi permiabilitas dinding sel mikroorganisme, sehingga hasil akhir yang bersifat inhibitor atau resepsor dapat di ekskresikan keluar sel.
2.      Metabolit Sekunder.
Adalah suatu molekul atau produk metabolit yang dihasilkan oleh proses metabolisme sekunder mikroorganisme dimana produk metabolit tersebut bukan merupakan kebutuhan pokok mikroorganisme untuk hidup dan tumbuh. Meskipun tidak dibutuhkan untuk  pertumbuhan, namun metabolit  sekunder dapat  juga berfungsi sebagai nutrisi darurat untuk bertahan hidup.
Fungsi metabolit sekunder bagi mikroorganisme penghasil itu sendiri sebagian besar belum jelas.metabolisme dibuat dan disimpan secara ekstraseluler. Metabolit sekunder banyak bermanfaat bagi menusia dan makhluk hidup lain karna banyak diantaranya bersifat sebagai obat, pigmen, vitamin, ataupun hormon. Contohnya adalah Chlorafenicol dari Streptomyces venezuellae, Penisillin dari Penicillium notatum, serta papaverin yang dihasilakan oleh Papaver sp.
Ciri- ciri metabolit sekunder adalah :
1.     Dibuat melalui proses metabolisme sekunder
2.     Diproduksi selama fase stasioner
3.     Fungsi bagi organisme penghasil belum jelas, diduga tidak berhubungan dengan sintesis komponen sel atau pertumbuhan
4.     Dibuat dan disimpan secara ekstraseluller
5.     Umumnya diproduksi oleh fungi filamentus dan bakteri pembentuk spora
6.     Merupakan kekhasan bagi spesies tertentu
7.     Biasanya berhubungan dengan aktivitas anti mikroba enzim spesifik penghambatan, pendorongan pertumbuhan, dan sifat- sifat farmakologis
Beberapa komponen yang dapat memberikan efek induksi enzim pada biosintesis metabolit sekunder adalah sebagai berikut :
1.     Triptofan
Senyawa ini diduga berkaitan dengan induksi sintesis enzim yang dibutuhkan untuk produksi alkaloid pada claviceps.

2.     Metionin
Disamping sebagai donor sulfur , metionin juga menginduksi pembentukan enzim yang dibutuhkan untuk sintesis sefalosporin
3.     Dietilbalbiturat
Dietilbarbiturat berperan pada sintesis rifamisin oleh Nocardia mediteranei.

B.    PERTUMBUHAN BAKTERI
Pertumbuhan adalah pertambahan teratur semua komponen suatu organisme. Dengan demikian, pertambahan ukuran yang diakibatkan oleh bertambahnya air atu karena deposit lipid bukan merupakan pertumbuhan sejati.
Zat makanan yang diserap bakteri sebagian akan digunakan untuk membangun protoplasmanya, sehingga tumbuh mencapai besar tertentu, kemudian membelah diri (berkembang biak).
Pertumbuhan mikroorganisme lebih ditunjukkan oleh adanya peningkatan jumlah mikroorganisme dan bukan peningkatan sel individu. Pada dasarnya ada dua macam tipe pertumbuhan yaitu : pembelahan inti tanpa diikuti pembelahan sel sehingga dihasilkan peningkatan ukuran sel (misalnya pada mikroorganisme Koenositik) dan pembelahan inti yang diikuti pembelahan sel sehingga dihasilkan peningkatan jumlah sel serta pembesaran ukuran sel diikuti pembelahan membentuk dua progeni yang kurang lebih berukuran sama.
Bakteri berkembang biak dengan cara membelah diri, 1 (satu) menjadi dua, dua menjadi empat, dan seterusnya. Interval waktu yang dibutuhkan bakteri untuk membelah diri, berbeda antara satu dengan yang lainnya, misalnya:
a.      Escherchia coli membelah diri setiap 15- 29 menit
b.      Salmonella typhy  membelah diri setiap 23- 24 menit
c.      Staphylococcus aureus membelah diri setiap 27- 30 menit
d.      Mycobacterium tuberculosis membelah diri setiap 792- 932 menit
e.      Treponema pallid membelah diri setiap 1980 menit
Bila suatu jenis bakteri dalam keadaan yang baik dan makanan yang cukup dan membelah diri setiap 30 menit, maka dari satu bakteri yang membelah mulai jam 09.00, maka pada jam 12.00 akan menjadi 64. Pada jam 24.00 menjadi 17.000.000 dan pada jam 09.00 besok harinya menjadi 280 triliun.
Ciri khas reproduksi bakteri adalah pembelahan biner (Binary fussion), dimana dari satu sel bakteri dapat dihasilkan dua sel anakan yang sama besar. Bila sel tunggal bakteri berproduksi dengan pembelahan biner, maka populasi bakteri bertambah secara geometrik.
Pengukuran pertumbuhan mikroorganisme dapat diukur dengan dua cara, yaitu :
1.      Secara Langsung
Pengukuran ini dapat dilakukan dengan cara :
a.     Pengukuran dengan menggunakan bilik hitung (counting chamber).
Pada pengukuran ini, untuk bakteri digunakan petroff Hausser,  sedangkan untuk mikroorganisme eukariotik digunakan hemosetometer.
b.     Pengukuran menggunakan electronic counter.
Pada pengukuran ini suspense mikroorganisme dialirkan melalui lubang kecil dengan bantuan aliran listrik.
c.      Pengukuran dengan plating technique.
Metode ini merupakan  metode perhitungan jumlah sel tampak dan didasarkan pada asumsi bahwa bakteri hidup akan tumbuh, membelah , dan memproduksi satu koloni tunggal.
d.     Pengukuran dengan menggunakan teknik filtrasi membran
Pada metode ini sampel dialirkan pada suatu sistem filter membran dengan bantuan vacuum.
2.      Secara tidak langsung
Dapat dilakukan dengan cara :
a.     Pengukuran kekeruhan turbidity
Bakteri yang bermultiplikasi pada media cair akan menyebabkan media menjadi keruh.
b.     Pengukuran aktivitas metabolit
Metode ini didasarkan pada asumsi bahwa jumlah produk metabolit tertentu, misalnya asam atau CO2  menunjukkan jumlah organisme yang terdapat di dalam media .
c.      Pengukuran berat sel kering (BSK)
Metode ini umum digunakan untuk mengukur pertumbuhan fungi berfilamen.
Fase pertumbuhan bakteri:
a.      Fase initial
Pada fase ini jumlah bakteri tidak bertambah bahkan berkurang. Hal ini disebabkan oleh bakteri harus menyesuaikan diri dengan lingkungan yang baru yang terlalu tua atau terlalu muda akan mati. Tingal bakteri bakteri yang kuat dan sehat, tetapi bermultiplikasi karena semua kegiatannya untuk mempertahankan hidupnya, sehinga secara keseluruhan  jumlah bakterinya tetap, bahkan berkurang.
b.      Fase logaritmis (fase Log)
Pada fase ini jumlah bakteri bertambah dengan sangat cepat. Hal ini disebabkan bakteri bermultiplikasi 1menjadi 2, 2 menjadi 4, dan seterusnya. Sedangkan yang berkembang biak itu adalah bakteri pilihan, jumlah makanan dan lingkungannya masih bersih. Akan tetapi,suatu saat fase ini akan mencapai puncaknya, karena:
ü  Zat-zat makanan semakin berkurang sedangkan jumlah bakteri yang memakannya  semakin banyak.
ü  Sisa- sisa metabolit yang beracun semakin lama semakin bertambah banyak
c.      Fase Stationer
Pada fase ini jumlah bakteri tidak bertambah ataupun berkurang karena jumlah bakteri yang baru lahir sama dengan yang mati. Pada fase ini terjadi perjuangan bakteri untuk mempertahankan jumlahnya. Perjuangan untuk memperebutkan makanan, perjuangan untuk menghadapi sisa sisa metabolit yang beracun.
d.      Fase Deklinasi
Pada fase ini jumlah bakteri makin lama makin berkurang karena jumlah bakteri yang mati jauh lebih banyak dari pada yang baru lahir. Hal ini diseabkan jumlah makanan sedikit sedangkan sisa metabolit yang beracun semakin banyak. Pada akhirnya seluruh bakteri perbenihan akan mati juga. Fase deklinasi  ini berlangsung berhari- hari, berbulan- bulan bahkan bertahun- tahun, bergantung pada jenis bakterinya, pengaruh lingkungan pada pertumbuhan, dan perkembangan bakteri.
Faktor yang mempengaruhi pertumbuhan :
a.      Pengaruh Suhu
Tiap jenis bakteri mempunyai suhu optimum dimana pertumbuhannya paling baik. Bakteri- bakteri pathogen pada manusia termasuk bakteri mesophil. Suhu optimumnya sama dengan suhu tubuh manusia 37oC.
b.      Cahaya
Sebagian besar bakteri ada chemotrophe, karena itu pertumbuhannya tidak bergantung pada cahaya matahari. Pada beberapa spesies, cahaya matahari dapat membunuhnya karna pengaruh sinar ultra violet.
c.      Kelembaban
Air sangat penting bagi perkembangan bakteri karena bakteri hanya dapat mengambil makanan dari luar dalam bentuk larutan (holophytis). Semua bakteri tumbuh baik pada media yang basah dan udara yang lembab dan dasar pengawetan makanan dengan pengeringan. Pada suasana kering ini, bakteri tidak dapat merombak bahan mkanan yang ditempatinya.
Dilaboratorium bakteri atau virus dapat dipertahankan hidup dalam keadaan kering, bila perbenihan dibekukan secara cepat kemudian dikeringkan secara cepat pula dalam ruangan vacuum (hampa udara). Cara ini penting dalam pembuatan stock (cadangan) bakteri, virus, enzim, toxin, dan plasmadarah yang biasanya dibuat dalam bentuk serbuk. Serbuk ini sangat lyophil (suka air) karna itu pembuatannya disebut proses lyophil.
d.      Keasaman
Umumnya asam mempunyai pengaruh buruk terhadap pertumbuhan bakteri. Kebanyakan bakteri lebih baik hidup dalam suasana netral (pH 7,0) atau sedikit basah (pH 7,2- 7,4) tetapi pada umumnya dapat hidup pada pH 6,5- 7,5. Bakteri– bakteri pada manusia tumbuh baik pada pH 6,8- 7,4 yaitu sama dengan pH darah. Beberapa bakteri dapat hidup pada suasana asam, misalnya bakteri yang hidup pada gusi manusia yaitu Streptococcus mutans.
e.      Pengaruh O2 dan udara
Untuk melangsungkan hidupnya, manusia dan binatang membutuhkan O2 (oksigen) yang diambil dari  udara melalui penapasan. Fungsi O2  ini sudah jelas, yaitu untuk pembakaran zat-zat makanan dalam jaringan sehingga dihasilkan panas dan tenaga. Pada tumbuhan mulai dari tumbuhan tingkat tinggi sampai tumbuhan yang bersel satu, termasuk bakteri juga membutuhkan oksien untuk melangsungkan hidupnya. Kehidupan semacam itu, yaitu hidup dalam lingkungan yang mengandung oksigen dalam jumah yang normal disebut hidup secara aerob. Organisme yang tidak dapat hidup dalam lingkungan yang mengandung oksigen bebas disebut organisme anaerob.
Berdasarkan responnya terhadap O2 bebas ini, bakteri dapat dibagi menjadi 3 gololngan, yaitu:
1.     Bakteri aerob (obligate aerob)
Yaitu bakteri bebas yang hanya hidup di dalam lingkungan yang mengandung O2 bebas. Contohnya: Vibrio cholera, Corynebacterium diphtheria, dan Bacillus anthracis.
2.     Bakteri anaerob (obligate anaerob)
Yaitu bakteri yang hanya dapat hidup di dalam lingkungan yang tidak mengandung O2 bebas. Contohnya: Clostridium tetani dan Treponema pallid.
3.     Fakultatif aerob
Yaitu bakteri yang hidup di dalam lingkungan baik yang mengandung O2 bebas ataupun tidak. Contohnya: Salmonella typhi, Neisseria meningitides, dan Streptococcus pyogenes. Bakteri- bakteri fakultatif aerob pada umumnya akan lebih baik tumbuh pada lingkungan yang mengandung sedikit O2 bebas karena itu tepat bila dinamakan bakteri microaerophil.
f.       Pengaruh tekanan osmotik
Untuk kelangsungan hidupnya, bakteri tidak mudah dipengaruhi  oleh tekanan osmotik cairan disekitarnya, karena mempunyai membran cytoplasma yang secara aktif mengatur keluar masuknya zat kedalam sel bakteri termasuk air. Akan tetapi, larutan hypertonis disekitar bakteri akan menyebabkan bakteri sukar atau sama sekali tidak dapat tumbuh bahkan dapat membunuhnya. Kenyataan ini dalam kehidupan sehari- hari digunakan dalam pengawetan ikan asin dan dendeng.
g.      Pengaruh mikroorganisme di sekitarnya
Kehidupan mikroorganisme di alam tidak dapat dipisahkan dari adanya mikroorganisme lain, seperti halnya manusia tidak dapat hidup bila tidak  ada tumbuhan maupun hewan. Organisme-organisme ini di alam berada dalam suatu keseimbangan yang disebut keseimbangan biologis. Demikian pula dengan bakteri di alam selalu bercampur dengan bakteri yang lainnya.
h.     Pengaruh zat kimia (desinfektan) terhadap mikroba, antara lain :
ü  Mengubah permeabilitas membran sitoplasma sehingga lalu lintas zaz- zat yang keluar masuk sel mikroba menjadi kacau.
ü  .Memblokir beberapa reaksi kimia misalnya preparat sulfa memblokir sintesa folic acid di dalam sel mikroba.
ü  Hydrolysa asam atau basa kuat  dapat menghydrolysasikan struktur sel sehingga hancur.
ü  Mengubah sifat colloidal protoplasma sehingga menggumpal dan selnya mati.
i.       Nutrisi
Merupakan substansi yang diperlukan untuk biosintesis dan pertumbuhan energi.







PATOGENESIS BAKTERI

Tropisme jaringan: bakteri tertentu memiliki preferensi terhadap jaringan tertentu
Spesifisitas spesies: bakteri patogen tertentu menginfeksi hanya spesies tertentu
Spesifisitas genetik dalam spesies: strains tertentu dalam suatu spesies secara genetik imun terhadap patogen

Postulat Koch
  • Mikroorganisme yang diduga patogen harus ada di semua kasus penyakit dan tidak ada di hewan yang sehat 
  • Mikroorganisme tersebut harus dapat diisolasi dari hewan yang sakit dan ditumbuhkan sebagai biakan murni 
  • Sel-sel dari biakan murni mikroorganisme tersebut harus dapat menyebabkan penyakit di hewan yang sehat 
  • Mikroorganisme tersebut harus dapat diisolasi kembali dan sama dengan mikroorganisme awal 

Beberapa spesifikasi perlekatan:
  • contoh: Streptococcus mutants banyak ditemukan dalam plak gigi tetapi tidak di permukaan epitel lidah. Sebaliknya S. salivarius banyak melekat di sel epitel lidah tetapi tidak di plak gigi 
  • contoh: Neisseria gonorrhoea menginfeksi manusia; E. coli K-88 menginfeksi babi 
  • contoh: babi (varietas) tertentu tidak mudah terinfeksi E. coli K-88 

Proses Infeksi:
Sering dimulai dari bagian membran mukosa yang tersusun atas satu atau beberapa lapisan sel-sel epitel dan berhubungan dengan lingkungan luar.  Membran ini ada di berbagai bagian tubuh seperti saluran urogenital, respirasi dan gastrointestinal. Membran mukosa sering diselubungi lapisan pelindung yang merupakan glikoprotein, disebut mucus. 

PERLEKATAN (ADHERENCE)
Tahap-tahap perlekatan
  •  Perlekatan nonspesifik/reversible
  •  Perlekatan spesifik/permanen
  • Biasanya perlekatan reversible mendahului perlekatan permanen tetapi pada beberapa kasus terjadi sebaliknya atau perlekatan spesifik tak akan pernah terjadi.
Perlekatan terjadi oleh 2 faktor: ligand & reseptor
  • Ligand bakteri (adhesin): makromolekul yang merupakan komponen dari permukaan sel bakteri yang berinteraksi dengan reseptor di sel inang. Adhesin dapat berupa: komponen dari kapsula, dinding sel, pili atau fimbriae 
  • Kapsula: lapisan yang berada di permukaan sel bakteri,berupa polisakarida (jarang berupa protein) dan merupakan matriks yang tersusun rapat
  • Pili dan fimbriae: struktur berfilamen tersusun atas protein, berada di permukaan sel bakteri. 
    Perbedaan pili dan fimbriae belum ada konsensus. Beberapa pendapat:
  • Fimbriae dikode gen-gen yang terletak di kromosom, pili dikode oleh gen-gen di plasmid. Fimbriae lebih pendek, jumlahnya banyak di tiap sel, fungsi untuk perlekatan
  • Pili lebih panjang, jumlah 1 atau beberapa di tiap sel, ada yang berfungsi untuk perlekatan, ada yang berfungsi untuk transfer gen (konjugasi)
Reseptor: makromolekul di permukaan sel eukaryotik sebagai tempat mengikat  ligand/adhesin spesifik (komplemen ligand). Reseptor biasanya berupa residu karbohidrat atau peptida.

ADESHIN
Adhesin yang umum pada E. coli: fimbriae. Galur (strain) tunggal E. coli dapat mengekspresikan lebih dari satu tipe fimbriae yang dikode oleh bagian-bagian yang berbeda dari kromosom  Keragaman genetik ini memungkinkan organisme beradaptasi terhadap perubahan lingkungan dan memperluas kesempatan untuk tumbuh di permukaan yang berbeda-beda dari inangnya. Banyak tipe fimbriae adhesif E. coli kemungkinan merupakan perkembangan dari fimbriae asal yang mirip dengan fimbriae tipe 1 dan tipe 4. Fimbriae tipe 1 pada E. coli memungkinkannya dapat mengikat D-manosa di permukaan sel eukaryotik. Sisi pengikatan pada fimbriae terletak di protein minor (28-31 kDa)  di ujung atau menyisip sepanjang fimbriae.

Dengan keanekaragaman genetik protein adhesin ini, bakteri dapat melekat ke berbagai reseptor. Pseudomonas, Vibrio dan Neisseria memiliki pili tipe IV yang mengandung subunit protein dengan asam amino (sering fenilalanin) termetilasi, di atau dekat ujung amino. Pili N-metilfenilalanin merupakan penentu virulensi dalam patogenesis infeksi paru oleh Pseudomonas aeruginosa pada penderita cystic fibrosis.

Beberapa spesifikasi perlekatan:
  • Tropisme jaringan: bakteri tertentu memiliki preferensi terhadap jaringan tertentu. contoh: Streptococcus mutants banyak ditemukan dalam plak gigi tetapi tidak di permukaan epitel lidah. Sebaliknya S. salivarius banyak melekat di sel epitel lidah tetapi tidak di plak gigi
  • Spesifisitas spesies: bakteri patogen tertentu menginfeksi hanya spesies tertentu. contoh: Neisseria gonorrhoea menginfeksi manusia; E. coli K-88 menginfeksi babi
  • Spesifisitas genetik dalam spesies: strains tertentu dalam suatu spesies secara genetik imun terhadap patogen. contoh: babi (varietas) tertentu tidak mudah terinfeksi E. coli K-88
INVASI
  •  beberapa bakteri patogen bertempat tinggal di permukaan epitel
  •  beberapa spesies dapat menembus barrier sel epitel tetapi tetap di tempat kedatangannya
  •  beberapa yang lain mengikuti aliran darah dan masuk sistem lain 
Contoh:
Shigella melakukan penetrasi dengan cara mengaktifkan sel-sel epitel usus menjadi bersifat endositik. Shigella biasanya tidak menyebar melalui aliran darah
Salmonella typhi menembus sel epitel masuk aliran darah
Jika pertumbuhan bakteri menyebar luas, sebagian akan masuk ke aliran darah dalam jumlah besar, kondisi ini disebut bakteremia

VIRULENSI: INVASIVENESS DAN TOKSISITAS
  • Virulensi: kemampuan relatif patogen menyebabkan  penyakit/kerusakan pada inang, ditentukan oleh adanya invasiveness dan toksisitas
  • Invasiveness: kemampuan patogen tumbuh dalam jaringan inang dalam jumlah banyak dan menghambat fungsi inang  (memiliki kemampuan melawan pertahanan tubuh inang)
  • Toksisitas: kemampuan patogen menyebabkan penyakit dengan menghasilkan toksin yang menghambat fungsi  inang atau membunuh inang
Invasiveness
  • Invasi patogen ke inang didukung oleh adanya produksi substansi ekstraseluler yang disebut invasin
  • Invasin pada umumnya berupa protein (enzim) yang bersifat menyerang sel inang secara lokal dan atau memacu pertumbuhan dan penyebaran patogen
  • Invasin mirip eksotoksin tetapi eksotoksin lebih mematikan dan spesifik
Invasin
Spreading factor
Merupakan enzim bakteri yang mempengaruhi secara fisik matriks jaringan dan ruang antar sel, membantu penyebaran patogen

Hialuronidase: dihasilkan oleh streptococci, staphylocci dan clostridia. Enzim ini menyerang interstitial cement dari jaringan konektif dengan depolimerisasi asam hialuronat.
Kolagenase: dihasilkan oleh Clostridium histolyticum dan Clostridium perfringens. Merusak kolagen penyusun otot

Neurominidase: dihasilkan oleh patogen usus seperti Vibrio cholerae dan Shigella dysentriae. Enzim ini mendegradasi asam neuraminik (= asam sialik) yang merupakan intercellular cement dari sel epitel mukosa intestinal

Streptokinase yang dihasilkan oleh streptococci dan staphylokinase yang dihasilkan oleh staphylococci. Kinase mengubah plasminogen yang bersifat inaktif menjadi plasmin yang merusak fibrin di darah dan mencegah pembekuan darah sehingga bakteri lebih mudah berdifusi



Antiobiotik Dan Resistensi Obat

Peningkatan kasus penyakit yang kebal terhadap obat-obatan menimbulkan kekhawatiran para pakar. Mereka bahkan menilai hal itu akan memicu skenario kehancuran yang setara dengan serangan teroris.

Dame Sally Davies, pejabat kesehatan Inggris, mengatakan adalah hal yang perlu ditakutkan jika dalam 20 tahun terakhir ini makin banyak pasien operasi ringan meninggal karena infeksi akibat tidak ada antibiotik yang mempan.

Infeksi akibat resistensi antibiotik sangat serius. Karenanya pemerintah seharusnya menanggapnya sebagai ancaman publik.

Pemerintah Inggris sendiri mengatakan sudah menyiapkan strategi untuk mengampanyekan pentingnya penggunaan antibiotik yang rasional di kalangan dokter.

Bakteri super di rumah sakit seperti MRSA adalah infeksi yang diketahui paling resisten terhadap antibiotik. Meski begitu beberapa jenis infeksi yang juga banyak ditemui di masyarakat seperti infeksi TB atau gonorea juga makin kebal obat.

Antibiotik yang mulai kehilangan kekuatannya dalam melawan infeksi antara lain penisilin. Obat yang pernah dianggap sebagai obat sakti ini sekarang tidak lagi efektif untuk infeksi luka stahylocoocal.

Sementara ampisilin  (jenis penislin) tidak lagi bisa mengobati infeksi saluran kemih dan ciprofloxacin (antibiotik sintetis) kini tak mempan mengobati gonorea.

Penelitian untuk menemukan antibiotik generasi baru juga tidak mudah. sejak tahun 1940-1990 perkembangan terhadap riset antibiotik berjalan sangat lambat.

Perusahaan farmasi juga menganggap membuat antibiotik tidak menguntungkan dibanding obat penyakit kronik. Obat antibiotik membutuhkan riset besar dan membutuhkan dana tak sedikit. Farmasi kini lebih berkonsentrasi pada obat-obatan penyakit kronis.

"Antibiotik kehilangan efektivitasnya dan jumlah kasus ini sangat mengkhawatirkan dan sulit diperbaiki, sama seperti pemanasan global," kata Dame Sally.

Ia juga menyarankan agar pasien dan pemberi resep memikirkan dengan cermat obat-obatan yang mereka minta.

"Bakteri mudah beradaptasi dan menemukan cara untuk bertahan melawan antibiotik. Mereka menjadi kebal terhadap obat. Makin banyak kita memakai antibiotik, makin resisten bakteri terhadapnya," katanya.

Perubahan pengobatan modern juga disebut-sebut menjadi pemicu mengapa pasien kini makin gampang terinfeksi. Misalnya saja terapi kanker yang melemahkan sistem imun dan penggunaan kateter yang meningkatkan risiko bakteri memasuki peredaran darah.

"Resistensi mikroba adalah masalah global dan memerlukan solusi internasional untuk menghadapinya," kata David Heymann dari Health Protection Agency.
 

2 komentar:

  1. Terima kasih, sungguh sangat membantu saya dalam menambah wawasan tentang bakteri.

    BalasHapus
  2. Las Vegas - DRMCD
    The 양주 출장샵 Wynn 통영 출장마사지 Las Vegas 수원 출장마사지 is 전라북도 출장안마 known by its iconic pyramid shape, but its Las Vegas counterpart, the Wynn, has no shortage of slot machines and table  Rating: 3 · 용인 출장샵 ‎1 vote

    BalasHapus