Top Banner
Mikrobiologi Farmasi Nita Rusdiana M.Sc., Apt
46

MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

Jan 02, 2016

Download

Documents

703111
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

Mikrobiologi Farmasi

Nita Rusdiana M.Sc., Apt

Page 2: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

PERTEMUAN 9

Antibiotik

Page 3: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

• Mekanisme aksi antibiotik

• Antifungi, antivirus dan interferon

• Kombinasi antibiotik

• Resistensi mikroorganisme

Page 4: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

• Antibiotik adalah segolongan senyawa, baik alami maupun sintetik, yang mempunyai efek menekan atau menghentikan suatu proses biokimia di dalam organisme, khususnya dalam proses infeksi oleh bakteri

• Literatur lain mendefinisikan antibiotik sebagai substansi yang bahkan di dalam konsentrasi rendah dapat menghambat pertumbuhan dan reproduksi bakteri dan fungi

Page 5: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

Antibiotik

• Antibiotik sebagai agen sitostatik, misalnya mitramisin yang dihasikan oleh streptomyces plicatus.

• Antibiotik sebagai pengawet makanan pada produk pangan bertujuan untuk menghindari kontaminasi mikroorganisme yang daat merusak produk makanan. Misalnya pimarisin yang bersifat fungisida diaplikasikan pada permukaan bahan makanan.

Page 6: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

• Dalam bidang peternakan, antibiotik digunakan dalam konsentrasi subterapi 1-10 mg/kg bahan pangan ternak untuk lebih mengefektifkan proses pencernaanmakanan dalam saluran pencernaan ternak. Misalkan mikamisin yang dihasilkan oleh streptomyces mitakaensis.

• Aplikasi antibiotik dalam bidang patologi tanaman khususnya digunakan untuk mengatasi serangan mikroorganisme patogen seperti pseudomonas sp dan Xanthomonas oryzae.

Page 7: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

Tahap-tahap skrining sumber antibiotik

• Tahap skrining primer meliputi :1) Mencari sumber penghasil2) Menumbuhkan mikroorganisme yang didapat3) Mengisolasi dan mengoleksi ikroorganisme4) Uji kemampuan isolat

• Tahap skrining sekunder meliputi :1) Mendapatkan koloni mikroorganisme terpilih2) Mencari kondisi optimal untuk pertumbuhan

(temperatur, pH, lama inkubasi, media, dll)3) Identifikasi mikroorganisme (secara morfologi,

kimiawi, ataupun genetik)4) Identifikasi substansi/

Page 8: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

Mekanisme aksi antibiotik

• Antibiotik berdasarkan kisaran kerjanya

a) Antibiotik berspektrum sempit (narrow spectrum) hanya mampu menghambat segolongan jenis bakteri saja

b) Antibiotik berspektrum luas (broad spectrum) dapat menghambat atau membunuh bakteri dari golongan gram positif maupun gram negatif.

Page 9: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

• Berdasarkan sifatnya (daya hancurnya) antibiotik dibagi menjadi dua:

a) Antibiotik yang bersifat bakterisidal, yaitu antibiotik yang bersifat destruktif terhadap bakteri.

b) Antibiotik yang bersifat bakteriostatik, yaitu antibiotik yang bekerja menghambat pertumbuhan atau multiplikasi bakteri.

Page 10: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

• Antibiotik berdasarkan mekanisme aksinya

a) Penghambatan sintesis dinding sel.

b) Perusakan membran plasma

c) Penghambatan sintesis protein,

d) Penghambatan sintesis asam nukleat

e) Penghambatan sintesis metabolit esensial.

Page 11: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

Antibiotik yang menghambat sintesis

dinding sel.

• Yang termasuk ke dalam golongan ini adalah Beta-laktam, Penicillin, Polypeptida, Cephalosporin, Ampicillin, Oxasilin.

• Antibiotik yang merusak lapisan peptidoglikan yang menyusun dinding sel bakteri gram positif maupun gram negatif, contohnya penisilin.

Page 12: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

• Mekanisme kerjanya adalah dengan mencegah ikatan silang peptidoglikan pada tahap akhir sintesis dinding sel, yaitu dengan cara menghambat protein pengikat penisilin.

• Protein ini merupakan enzim dalam membran plasma sel bakteri yang secara normal terlibat dalam penambahan asam amino yang berikatan silang dengan peptidoglikan dinding sel bakteri, dan mengeblok aktivitas enzim transpeptidase yang membungkus ikatan silang polimer-polimer gula panjang yang membentuk dinding sel bakteri sehingga dinding sel menjadi rapuh dan mudah lisis.

Page 13: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

a) Beta-laktam menghambat pertumbuhan bakteri dengan cara berikatan pada enzim DD-transpeptidase yang memperantarai dinding peptidoglikan bakteri, sehingga dengan demikian akan melemahkan dinding sel bakteri.

Hal ini mengakibatkan sitolisis karena ketidakseimbangan tekanan osmotis, serta pengaktifan hidrolase dan autolysins yang mencerna dinding peptidoglikan yang sudah terbentuk sebelumnya.

Namun Beta-laktam (dan Penicillin) hanya efektif terhadap bakteri gram positif, sebab keberadaan membran terluar (outer membran) yang terdapat pada bakteri gram negatif membuatnya tak mampu menembus dinding peptidoglikan

Page 14: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

b) Penicillin meliputi natural Penicillin, Penicillin G dan Penicillin V, merupakan antibiotik bakterisidal yang menghambat sintesis dinding sel dan digunakan untuk penyakit-penyakit seperti sifilis, listeria, atau alergi bakteri gram positif/Staphilococcus/ Streptococcus.

Namun karena Penicillin merupakan jenis antibiotik pertama sehingga paling lama digunakan telah membawa dampak resistansi bakteri terhadap antibiotik ini. Namun demikian Penicillin tetap digunakan selain karena harganya yang murah juga produksinya yang mudah.

Semua penicilin dianggap aman bagi wanita hamil dan menyusui, walaupun dalam jumlah kecil terdapat dalam darah janin dan air susu ibu.

Page 15: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

c) Polypeptida meliputi Bacitracin, Polymixin B dan Vancomycin. Ketiganya bersifat bakterisidal.

Bacitracin dan Vancomycin sama-sama menghambat sintesis dinding sel. Bacitracin digunakan untuk bakteri gram positif, sedangkan Vancomycin digunakan untuk bakteri Staphilococcus dan Streptococcus.

Adapun Polymixin B digunakan untuk bakteri gram negatif.

Page 16: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

d) Cephalosporin (masih segolongan dengan Beta-laktam) memiliki mekanisme kerja yang hampir sama yaitu dengan menghambat sintesis peptidoglikan dinding sel bakteri.

Normalnya sintesis dinding sel ini diperantarai oleh PBP (Penicillin Binding Protein) yang akan berikatan dengan D-alanin-D-alanin, terutama untuk membentuk jembatan peptidoglikan.

Namun keberadaan antibiotik akan membuat PBP berikatan dengannya sehingga sintesis dinding peptidoglikan menjadi terhambat.

Page 17: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

e) Ampicillin memiliki mekanisme yang sama dalam penghancuran dinding peptidoglikan, hanya saja Ampicillin mampu berpenetrasi kepada bakteri gram positif dan gram negatif.

Hal ini disebabkan keberadaan gugus amino pada Ampicillin, sehingga membuatnya mampu menembus membran terluar (outer membran) pada bakteri gram negatif.

Page 18: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

f) Penicillin jenis lain, seperti Methicillin dan Oxacillin, merupakan antibiotik bakterisidal yang digunakan untuk menghambat sintesis dinding sel bakteri.

Penggunaan Methicillin dan Oxacillin biasanya untuk bakteri gram positif yang telah membentuk kekebalan (resistansi) terhadap antibiotik dari golongan Beta-laktam.

g) Antibiotik jenis inhibitor sintesis dinding sel lain memiliki spektrum sasaran yang lebih luas, yaitu Carbapenems, Imipenem, Meropenem. Ketiganya bersifat bakterisidal.

Page 19: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

Antibiotik yang merusak membran

plasma

Mekanisme kerja: membran plasma bersifat semipermeabel dan mengendalikan transpor berbagai metabolit kedalam dan keluar sel. Adanya gangguan/kerusakan struktur pada membran plasma dapat menghambat atau merusak kemampuan membran plasma sebagai penghalang osmosis dan mengganggu sejumlah proses biosintesis yang diperlukan dalam membran.

Antibiotik yang bersifat merusak membran plasma umum terdapat pada antibiotik golongan polipeptida yang bekerja dengan mengubah permeabilitas membran plasma sel bakteri, seperti polimiksin, nistatin dan amfoterisin B.

Page 20: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

a) Polimiksin, merupakan suatu peptida yang didalamnya terdapat satu ujung molekul larut lipid dan ujung molekul yang lain larut air.

Masuknya polimiksin kedalam membran plasma fungi akan menyebabkan gangguan antara lapisan-lapisan membran plasma.

Ujung larut air polimiksin akan tertinggal diluar membran, sedangkan ujung larut lemak akan berada didalam membran yang memungkinkan lalu-lintas substansi keluar-masuk sel.

Page 21: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

b) Nistatin dan amfoterisin B, memiliki struktur lingkar yang besar disebabkan adanya sejumlah ikatan ganda dan sering disebut sebagai antibiotik pollien.

Antibiotik ini bergabung dengan etgosterol yang terdapat pada membran sel fungi dengan menimbulkan gangguan dan kebocoran sitolasma.

Page 22: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

Antibiotik yang menghambat sintesis

protein• Yang termasuk ke dalam golongan ini adalah :

▫ Macrolide,

▫ Aminoglycoside,

▫ Tetracycline,

▫ Chloramphenicol,

▫ Kanamycin,

▫ Oxytetracycline.

Page 23: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

a) Macrolide, meliputi Erythromycin dan Azithromycin, menghambat pertumbuhan bakteri dengan cara berikatan pada subunit 50S ribosom, sehingga dengan demikian akan menghambat translokasi peptidil tRNA yang diperlukan untuk sintesis protein.

Peristiwa ini bersifat bakteriostatis, namun dalam konsentrasi tinggi hal ini dapat bersifat bakteriosidal. Macrolide biasanya menumpuk pada leukosit dan akan dihantarkan ke tempat terjadinya infeksi.

Macrolide biasanya digunakan untuk Diphteria, Legionella mycoplasma, dan Haemophilus.

Page 24: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

b) Aminoglycoside meliputi Streptomycin, Neomycin, dan Gentamycin, merupakan antibiotik bakterisidal yang berikatan dengan subunit 30S/50S sehingga menghambat sintesis protein.

Namun antibiotik jenis ini hanya berpengaruh terhadap bakteri gram negatif.

Page 25: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

c) Tetracycline merupakan antibiotik bakteriostatis yang berikatan dengan subunit ribosomal 16S-30S dan mencegah pengikatan aminoasil-tRNA dari situs A pada ribosom, sehingga dengan demikian akan menghambat translasi protein.

Namun antibiotik jenis ini memiliki efek samping yaitu menyebabkan gigi menjadi berwarna dan dampaknya terhadap ginjal dan hati.

Page 26: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

d) Chloramphenicol merupakan antibiotik bakteriostatis yang menghambat sintesis protein dan biasanya digunakan pada penyakit akibat kuman Salmonella.

Page 27: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

Antibiotik yang menghambat sintesis

asam nukleat

• Penghambatan pada sintesis asam nukleat berupa penghambatan terhadap transkripsi dan replikasi mikroorganisme.

• Yang termasuk ke dalam golongan ini adalah :

Quinolone,

Rifampicin,

Actinomycin D,

Nalidixic acid,

Lincosamides,

Metronidazole.

Page 28: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

a) Quinolone merupakan antibiotik bakterisidal yang menghambat pertumbuhan bakteri dengan cara masuk melalui porins dan menyerang DNA girase dan topoisomerase sehingga dengan demikian akan menghambat replikasi dan transkripsi DNA.

Quinolone lazim digunakan untuk infeksi traktus urinarius.

Page 29: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

b) Rifampicin (Rifampin) merupakan antibiotik bakterisidal yang bekerja dengan cara berikatan dengan β-subunit dari RNA polymerase sehingga menghambat transkripsi RNA dan pada akhirnya sintesis protein.

Rifampicin umumnya menyerang bakteri spesies Mycobacterum.

Page 30: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

c) Nalidixic acid merupakan antibiotik bakterisidal yang memiliki mekanisme kerja yang sama dengan Quinolone, namun Nalidixic acid banyak digunakan untuk penyakit demam tipus.

d) Lincosamides merupakan antibiotik yang berikatan pada subunit 50S dan banyak digunakan untuk bakteri gram positif, anaeroba Pseudomemranous colitis. Contoh dari golongan Lincosamides adalah Clindamycin.

e) Metronidazole merupakan antibiotik bakterisidal diaktifkan oleh anaeroba dan berefek menghambat sintesis DNA.

Page 31: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

Antibiotik yang menghambat sintesis

metabolit esensial• Penghambatan terhadap sintesis metabolit esensial

antara lain dengan adanya kompetitor berupa antimetabolit, yaitu substansi yang secara kompetitif menghambat metabolit mikroorganisme, karena memiliki struktur yang mirip dengan substrat normal bagi enzim metabolisme.

• Yang termasuk ke dalam golongan ini adalah :

Sulfa atau Sulfonamide,

PABA (para amino benzoid acid)

Page 32: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

a) Pada bakteri, Sulfonamide bekerja dengan bertindak sebagai inhibitor kompetitif terhadap enzim dihidropteroate sintetase (DHPS).

Dengan dihambatnya enzim DHPS ini menyebabkan tidak terbentuknya asam tetrahidrofolat bagi bakteri. Tetrahidrofolat merupakan bentuk aktif asam folat, di mana fungsinya adalah untuk berbagai peran biologis di antaranya dalam produksi dan pemeliharaan sel serta sintesis DNA dan protein.

Biasanya Sulfonamide digunakan untuk penyakit Neiserria meningitis.

Page 33: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

b) PABA merupakan substrat untuk reaksi enzimatik sintesis asam folat. Asam folat merupakan vitamin bagi mikroorganisme, yaitu sebagai koenzim untuk sintesis purin dan pirimidin.

Struktur sulfa drug serupa dengan PABA sehingga sulfa drug merupakan inhibitor kompetitif PABA dalam hal berikatan dengan enzim.

Dengan demikian, bila sulfa drug berikatan dengan enzim, maka tidak akan terbentuk komleks enzim substrat dan tidak akan terbentuk produk berupa asam folat.

Hal ini menjelaskan sifat toksisitas selektif sulfa drug bagi bakteri.

Page 34: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

c) Antibiotik yang saat ini sering digunaan adalah kombinasi antara trimetorim dengan sulfametoksazol (TMP-SMZ) yang berspektrum luas kecuali pada pseudomonas. Kombinasi ini bertujuan untuk mengurangi efek resistensi bakteri.

TMP-SMZ bekerja sinergis dengan cara menghambat sintesis prekursor DNA, RNA dan protein yaitu asam folat pada tahap yang berbeda. Sulfametoksazol yang merupakan sulfonamid yang memiliki struktur analog PABA secara kompetitif menghambat sintesis asam dihidrofolat dari PABA. Selanjutnya trimetoprim yang secara struktural analog dengan asam dihidrofolat secara kometitif menghambat sintesis asam tetrahidrofolat.

Page 35: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

• Yang perlu diperhatikan dalam pemberian antibiotik adalah dosis serta jenis antibiotik yang diberikan haruslah tepat.

• Jika antibiotik diberikan dalam jenis yang kurang efektif atau dosis yang tanggung maka yang terjadi adalah bakteri tidak akan mati melainkan mengalami mutasi atau membentuk kekebalan terhadap antibiotik tersebut.

Page 36: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

Antifungi, antivirus, dan interferon

• Antifungi

Obat antifungi antara lain:

1. Golongan polyene

2. Golongan azol

3. Griseofulvin

4. Tolnaftat

Page 37: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

1. Golongan polyene, contohnya amfoterisin B yang diproduksi oleh streptomyces. Antibiotik ini bekerja dengan mengikat sterol pada membran plasma fungi sehingga membran plasma sel menjadi sangat permeabel dan sel menjadi mati.

2. Golongan azol, contohnya imidazol dan triazol.

3. Griseofulvin merupakan antifungi yang diproduksi oleh penicillium. Griseofulvin mengikat keratin pada kulit, folikel rambut, dan kuku dengan cara mengeblok penggabungan mikrotubul pada mitosis sehingga menghambat reproduksi fungi.

4. Tolnaftat merupakan alternatif mikonazol, yang merupakan antimetabolit basa sitosin pada sintesis DNA dan RNA.

Page 38: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

• Antivirus obat antivirus memiliki aksi berupa analog

nukleosida dan nukleotida. Mekanisme aksinya adalah dengan menciptakan

kesalahan pada sintesis nukleotida virus. Contoh obat antivirus adalah asiklovir,

famsiklovir, gansiklovir, trifluridin, ribavirin, zidofudin.

Asiklovir merupakan analog guanosin yang akan menyebabkan kesalahan nukleotida yang berakibat terhentinya sintesis DNA.

Asiklovir akan difosforilasi oleh enzim virus yang memiliki afinitas lebih tinggi terhadap asiklovir dibandingkan sel inang.

Page 39: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

• Interferon

Secara alami disintesis oleh sel inang.

Fungsinya adalah melindungi sel-sel disekitarnya dari infeksi mikroorganisme, sehingga dapat membatasi infeksi.

Page 40: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

Kombinasi antibiotik

• Penisilin + tetrasiklin antagonis

• Penisilin + Streptomisin sinergis

• Sulfametoksazol + trimetoprim potensiasi

• INH + rifampisin

Page 41: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

Resistensi mikroorganisme

• Resistensi primer

• Resistensi sekunder

• Resistensi episomal

Page 42: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

• Resistensi primer

Merupakan resistensi yang menjadi sifat alami mikroorganisme.

Dapat disebabkan oleh adanya enzim pengurai antibiotik pada mikroorganisme sehingga secara alami mikroorganisme dapat menguraikan antibiotik, contohnya staphylococcus yang memiliki enzim penisilinase yang dapat menguraikan penisilin.

Page 43: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

• Resistensi sekunder

Diperoleh akibat kontak dengan agen antimikroba dalam waktu yang cukup lama dengan frekuensi yang cukup tinggi, sehingga memungkinkan terjadinya mutasi pada mikroorganisme.

Terbentuknya mutan yang resisten terhadap obat antimikroba dapat terjadi secara cepat dan dapat pula terjadi dalam kurun waktu yang lama.

Contoh pada INH, penisilin

Terbentuknya mutan mikroorganisme yang resisten terhadap antimikroba dapat menimbulkan adanya ketergantungan mikroorganisme mutan terhadap agen antimikroba.

Page 44: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

• Resistensi episomal

Disebabkan oleh faktor genetik di luar kromosom (episom = plasmid di luar kromosom).

Gen yang bertanggungjawab atas resistensi terhadap antibiotik disebut plasmid faktor R dengan daerah resistance transfer factor (RTF) yang disambung dengan gen r yang mengkode enzim-enzim yang dapat menginaktivasi obat-obat yang spesifik.

Contoh : Salmonella

Page 45: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

ketergantungan

• Merupakan kejadian dimana pertumbuhan mikroorganisme tergantung pada adanya antibiotik tertentu.

• Contohnya penisilin, streptomisin, INH

• Resistensi silang pada mikroorganisme, yaitu mikroorganisme yang resisten terhadap suatu antibiotik juga diketahui memiliki resistensi terhadap semua derivat antibiotik tersebut.

• Contoh: penisilin dan ampisilin, tetrasiklin.

Page 46: MIKROBIOLOGI FARMASI Antibiotik

Tugas menjelaskan mekanisme kerja

dan contoh dari:1. Resistensi terhadap penisilin dan sefalosporin2. Resistensi terhadap vankomisin3. Resisten terhadap tetrasiklin4. Resisten terhadap aminoglikosida5. Resistensi terhadap kloramfenikol6. Resistensi terhadap mikrolida7. Resistensi terhadap fluorokuinolon8. Resistensi terhadap rifampisin9. Resistensi terhadap sulfonamid dan

trimetoprim