Pharmaceutical microbiology – a brief (?) introduction

uts trakhir untuk semester 3, yay😄. ok matkul terakhir itu mikrobiologi farmasi. untuk posting yg ini kita bahasa dasar2nya dulu.

Tahap I: Kenalan dgn Mikrobiologi

What is microbiology?

Seperti yang kita tau kalo di dunia ini ada makhluk2 super imut (bentuknya) yg g bisa diliat telanjang mata. Tp matur sembah nuwun sanget marang mas Robert Hooke (1664) yg nemu mikroskop buat pertama hingga kita sekarang bisa mempelajari makhluk2 ini yg hanya bisa diliat pake mikroskop. Jadi apa itu mikrobiologi?

Mikrobiologi merupakan ilmu yang mempelajari tentang makhluk2 mikroskopik (the science of microscopic organisms)

Keluarga Mikrobiologi

Setelah tau ttg mikrobiologi, mari kenalan lebih lanjut ttg beberapa keluarga2 yg termasuk di dalamnya secara singkat:

  1. Virus : makhluk yg pualing kecil. menunjukkan ciri2 seperti makhluk hidup bila berada di dalam sel inang saja. Penyebab banyak penyakit mulai yg familiar ama kita (flu) smpe yg berat (ebola, HIV). 
  2. Bakteri : cepet banget berkembang biak. Penyebab paling banyak dari penyakit. 
  3. Protozoa : kakaknya bakteri dalam hal ukuran (lebih gede maksudnya), biasanya idup di tanah dan air 
  4. Fungi : Ada jamur dan ada juga ragi. 

Selain pembagian di atas, ada juga pembagian menurut Carl R. Woese usul kalo m.o dibagi 3 domain, yaitu: Archaea, bakteri dan eukariot.

1. Domain bakteri, ciri2nya:

  • tipe sel prokariot
  • dinding sel punya peptidoglikan
  • sensitif thd antibiotik
  • start codon : formilmetionin

2. Domain archaea, ciri2nya:

  • tipe sel prokariot
  • dinding sel komposisinya bervariasi, tidak mengandung peptidoglikan
  • tidak sensitif thd antibiotik
  • start codon : metionin
  • umumnya hidup di lingkungan ekstrem dan mekanisme metabolismenya beda.
  • ada 3 kelompok besar : bakteri metanogenik, bakteri halofilik, bakteri termoasidofilik serta ditambah dengan sulbhur dependent bacteria

3. Domain eukarya, ciri2nya:

  • sesuai namanya tipe selnya eukariot
  • dinding sel komposisinya bervariasi, mengandung karbohidrat
  • start codon : metionin
  • tidak sensitif terhadap antibiotik

Fact of microbiology

Sebelum mikrobiologi bener2 dipelajari dan berkembang, penyakit yg diakibatkan mikrobiologi menempati ranking2 pertama yg diderita oleh masyarakat. Pada tahun 1900 influenza dan pneumonia menempati ranking 1 sbg penyakit infeksi yang menyebabkan kematian terbanyak pada masyarakat! Lalu kedua tuberkulosis, ketiga gastroenteritis, baru rangking keempat penyakit jantung, selanjutnya stroke.

Bagaimana perkembangan 100 tahun kemudian? Pada tahun 2000, trend penyebab kematian terbanyak masyarakat berganti. Kalau sebelumnya mikroorganisme menjadi teror utama masyarakat, lalu bergeser dimana pada tahun tersebut penyebab kematian terbanyak pada masyarakat adalah penyakit jantung di posisi pertama, kanker di posisi kedua sementara penyakit influenza dan pneumonia ada di posisi ke 5.

Kenapa hal tersebut terjadi? karena sebelum ilmu mikrobiologi yang belum terlalu berkembang, infeksi mikroorganisme merupakan ancaman terbesar bagi manusia. Mudah berkembang biak, kecil dan obatnya belum maju. Kalo sekarang ilmu ini bergerak maju, antibiotik sudah ampuh.

Tahap II   : Alasan belajar mikrobiologi

Banyak banget fungsi dari mempelajari mikrobiologi. contohnya:

1. Mikroorganisme itu terlibat dalam daur ulang elemen2 di alam.

  • Misalnya dalam pengubahan amonia dari nitrogen sehingga bisa digunakan tanaman dan hewan oleh Rhizobium, Bradyrhizobium, Azzolla, Frankia, Azotobacter dll
  • Dalam pelarut fosfat. Fosfat yg g larut di tanah jd larut krn mikroba tsb ngeluarin asam2 organik. misalnya Bacillus, Pseudomonas, Aspergiulls dll

2.Penanganan limbah

Kan kadang ada kapal yg g sengaja numpahin minyak bumi ke laut. Nah mikroba bisa difungsikan untuk bersihin itu. Proses bioremediasi ini dilakukan dengan pake mikroba yang mampu tumbuh pada polutan minyak bumi hingga dapat memetabolisasi polutan itu.

3. Kontrol hama

Di kubis ada hama yg namanya Crocidolomia binotalis yg dibasmi pake Bacillus thuringiensis. caranya? Si Bacillus thuringiensis ngasilin kristal protein yg bersifat toksik bagi sistem pencernaan serangga tersebut

4. Pangan

Lactobacillus bulgaricus pada pembuatan yoghurt. Pemanfaatan Sterptococcus lactis dan Streptococcus cremoris pada pembuatan keju dan mentega. Pembuatan roti dengan bantuan khamir Saccharomyces cerevisiae. Tempe dengan bantuan Rhizopus oryzae dan Rhizopus oligosporus. Kecap dengan bantuan Aspergillus oryzae dan Aspergillus soyae. dan masih banyak lagi

5. Bioteknologi dan rekayasa genetik

  • Untuk terapi gen misalnya dengan menyisipkan gen yang hilang atau ganti gen yg rusak pada sel manusia pake virus non patogen sebagai pembawa. Misalnya dalam terapi ADA (adenosin deaminase) dan pada pasien dengan defisiensi reseptor LDL.
  • Trus bisa juga untuk bikin vaksin yang dapat dimakan (edible vaccine) dengan merekayasa mikroorganisme dan tanaman tertentu shingga dihasilkan tanaman yg sekaligus mengandung vaksin. (Bayangkan kalo kita bisa bikin mangga yg sekaligus ngandung vaksin wkwkwk)

6. Farmasi dan kesehatan

  • Sebagai antibiotik, misalnya Penicillium notatum yg menghasilkan antibiotik penisilin
  • Vaksin. Virus nonpatogen / yg dimatikan disuntikkan untuk menstimulasi imunitas
  • Produksi vitamin. Vitamin B12 (kobalamin) dari Pseudomonas dan Propionibacterium. Vitamin B2 (ribovlafin) dari Ashbya gossypii. Vitamin C pake Acetobacter
  • Penghasil enzim. Amilase untuk industri detergen dari Aspergillus. Enzim selulose untuk industri kertas dari Trichoderma viridae. dan enzim protease untuk ngempukin daging dari Aspergillus oryzae

Tahap III : Jas Merah (jangan sekali2 melupakan sejarah): a history of microbiology

1664 : Robert Hooke menemukan mikroskop. dengan mikroskopnya, ia mampu melihat ruang2 yg disebut sel.

Selanjutnya ada percobaan dari Antonie van Leeuwenhoek yang mengembangkan mikroskop, dia ngliat sisa makanan yang nempel di gigi serta air hujan.

Theory of Spontaneous Generation

Sampe pertengahan abad ke 19 ilmuwan2 percaya kalo makhluk hidup itu muncul secara tiba2 dari benda tak hidup (abiogenesis). Teori ini disebut generatio spontanea yang didapat dari percobaan dimana belatung muncul dari kaldu atau daging busuk. Soalnya mereka percobannya naruh kaldu dan daging di udara terbuka dan tiba2 muncul belatung.  Tahun 1745 John Needham menemukan kalo setelah kaldu dipanasin & trus didinginin, banyak mikroorganisme di kaldu tersebut. Trus mereka jg percaya kalo ular dan tikus lahir dari tanah lembab. Yang ngikut teori ini para ilmuwan2 dan filsuf jaman dahulu kala misalnya Aristoteles, Needham.

Redi’s experiment : disapproval of Generatio spontanea on 1864

Fransesco Redi melakukan percobaan yang menunjukkan kalo belatung bukan dari daging busuk atau kaldu. Di percobaannya, Redi pake 2 buah wadah yg isinya sama2 daging. yg satu dibuka yg satu ditutup rapat. hasilnya? yg dibuka ada mikroorganismenya sedangkan yg ditutup g ada.

Trus reaksi penganut generatio spontanea gmn? Mereka tetep kukuh kalo teori mereka itu butuh udara segar (menurut saya lalat yg bawa larva belatung :P) . Trus Redi ngalah dan akhirnya dia bikin percobaan lagi. Kali ini tabung g ditutup rapat tp pake kain tipis yang berlubang halus sehingga udara tetep bisa masuk namun lalat g bisa. Hasilnya? Tetep g ada belatung.

Spallanzani’s experiment

Hampir sama ama redi, cuma dia pake kaldu yang sebelumnya dipanasin. Prinsipnya sama ada yg ditutup dan ada yang dibuka. Yg ditutup (kalo digambar yg dibawah) jelas g ada belatung dan yg dibuka (gambar atas)  jelas banyak belatung.

Rudolf Virchow and Louis Pasteur : good bye Generatio spontanea

What did they do? Pasteur ngelakuin percobaan dengan ngisi botol berleher pendek dengan kaldu lalu dididihkan. Beberapa botol terbuka, beberpa botol dibiarkan terbuka dan kaldunya mendingin sementara beberapa botol lain botolnya langsung ditutup segera setelah kaldu mendidih. Beberapa hari kemudian hasilnya di botol yang tertutup g ada organisme sedangkan yg botolnya terbuka jelas ada mikroorganisme. Trus kalo kaldu yg g ada mikroorganismenya tsb leher botolnya dipecah, beberapa hari kemudian muncul mikroorganisme.

Tahap IV : Belajar Teori Bibit Penyakit

Di sini kita bakal belajar yang namanya Postulat Koch. Penemunya Robert Koch pada tahun 1884. Isinya? Postulat koch menetapkan hubungan sebab-akibat antara mikroorganisme dan penyakit. Di percobannya Koch menemukan kalo Bacillus anthracis dalam darah sapi yg mati karena antraks setelah dikulturkan lalu di sutikkan pada sapi sehat, si sapi sehat itu akan sakit antraks juga lalu mati. Kemudian darah dari sapi yang abis mati karena disuntik itu diisolasi ama Koch trus dibandingin ama kultur ama sapi yg sebelumnya. Hasilnya? kultur tersebut berisi bakteri yg sama!

Isi postulat koch:

  1. Agen penyebab penyakit terdapat pada hewan yang sakit dan tidak terdapat pada hewan yang sehat. (penjelasan: maksudnya kalo bakteri yg nyebabin antraks td ada di sapi yg mati pertama. bukan di sapi lain yg sengaja disuntik bakteri td)
  2. Agen penyebab penyakit dapat diisolasi dan ditumbuhkan dalam suatu kultur murni. (penjelasan: di percobaannya Koch kan ngambil bakteri antraks dari sapi mati lalu ditumbuhkan di kultur dan bakteri tersebut bisa tumbuh di kultur tsb)
  3. Agen penyebab penyakit akan menimbulkan penyakit yang sama saat diinokulasikan pada hewan yang sehat (penjelasan: bakteri antraks dari sapi pertama yg udah ditumbuhkan di kultur lalu disuntikkan ke sapi lain yg sehat. hasilnya? sapi itu sakit yg sama)
  4. Agen penyebab penyakit dapat diisolasi kembali (penjelasan: kan sapi ke 2 yg disuntik ama bakteri antraks sakit lalu mati. trus saat diambil darahnya, si bakteri antraks tsb bisa diisolasi lagi kayak di sapi pertama dulu)

Tahap V : Ngamatin mikroorganisme

Mikroskop

Kan mikroorganisme makhluknya kecil2, bisanya diamatin cuma pake mikroskop. Mikroskop sendiri ada macem2, yg biasa dipake itu mikroskop cahaya : mikroskop yang pake cahaya tampak sebagai sumber cahaya untuk pengamatan spesimen. Jenis lainnya:

  1. Mikroskop medan terang : mikroskop cahaya yg umum digunakan untuk pengamatan mikroorganisme. Latar belakang pengamatan terang
  2. Mikroskop medan gelap   : mikroskop yg digunakan untuk ngamatin mikroorganisme yg tidak bisa diamati pake medan terang. Di mikroskop ini ada kondensor khusus jadi mikroorganismenya akan berwarna putih sementara latar belakangnya gelap
  3. Mikroskop pendar (fluoresen) : menggunakan sinar UV sebagai sumber cahaya. Mikroorganisme diwarnai dengan pewarna khusus dan akan nampak berpendar di bawah mikroskop dengan latar belakang gelap
  4. Mikroskop fase kontras    : untuk mengamati struktur internal mikroba pake sinar X dan berguna untuk nambah kontras saat mengamati spesimen yg transparan
  5. Mikroskop elektron           : untuk mikroba yang ukurannya kurang dari 0,2 mm (ex : virus, struktur internal sel). Sumber cahaya pake berkas elektron dengan panjang gelombang pendek. ada 2 macem TEM (transmission electron microscope) dan SEM (scanning electron microscope). Bedanya TEM akan menghasilkan bayangan 2 dimensi sementara SEM menghasilkan bayangan 3 dimensi. 

Pengecatan

Pengecatan merupakan prosedur mewarnai mikroorganime dengan pewarna tertentu yang dapat menonjolkan struktur terntentu dari mikroorganisme yang ingin diamati

Pewarna (stain) merupakan garam2 yang tersusun atas ion positif dan ion negatif yang salah satunya berwarna, disebut kromofor.

Pewarna basa (Basic dye)

Disebut pewarna basa bila kromofor berada di ion positif. Pewarna ini akan terikat pada bakteri karena pada pH 7 bakteri akan bermuatan negatif. Contohnya: crystal violet, methylene blue, malachite green, dan safranin

Pewarna asam

Disebut pewarna asam bila kromofor berada di ion negatif. Pewarna ini tidak terikat di sel bakteri karena muatannya bertolak belakang.  contohnya: eosin dan fuchsin acid

Macam2 pewarnaan

  1. Pewarnaan sederhana (simple stain) : hanya digunakan 1 macam pewarna dan bertujuan mewarnai seluruh sel mikroorganisme shingga bentuk seluler dan struktur dasarnya terlihat. contoh pewarnanya carbol fuchsin dan safranin
  2. Pewarnaan differensial (differential stain) : menggunakan lebih dari satu macam pewarna dan memiliki reaksi yg berbeda untuk setiap bakteri, untuk membedakan bakteri. Yg sering dipake yaitu pewarna Gram untuk membedakan bakteri gram positif dan gram negatif.
  3. Pewarnaan khusus : digunakan untuk mewarnai dan mengisolasi bagian spesifik dari mikroorganisme. Misalnya untuk mewarnai endospora bakteri pake pewarnaan Schaeffer-Fulton dengan malachite green sebagai zat warna utama

Kalo ada yg salah bilang ya. soalnya ini ngetiknya malem2 udah ngantuk juga jd probabilitas terjadinya kesalahan lebih besar hhe ^^v

 

About denikrisna

An ordinary boy. a future pharmacist

Posted on Oktober 31, 2010, in Mikrobiologi Farmasi and tagged . Bookmark the permalink. 1 Komentar.

  1. hmm, sedikit koreksi saja, penemu mikroskop bukan Robert Hooke, melainkan AntonyPhilips van Leeuwenhoek. semoga bermanfaat yah, artikelnya bagus (y)

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: