Antibiotic: How do it works against bacteria

hha seperti biasa ini juga dari catetan kuliah. Tp juga saya berusaha melengkapi dari ISO farmakoterapi, Color Atlas Of Pharmacology, dan Modern Pharmacology with Clinical Application (Bahan bacaan lainnya lupa😛 )


Antibiotic for bacteria

Pasti hampir semua orang pernah pake atau minimal pernah dengar tentang antibiotik. Lalu apa sih antibiotik itu? Sesuai dengan judul posting kali ini (terutama yg pake upper case😛 ) antibiotik merupakan obat untuk penyakit yg disebabkan oleh bakteri BUKAN virus.

Fact in Indonesia

Pemakaian antibiotik di Indonesia udah seakan bebas. Misalnya banyak dokter yg memberikan antibiotik kepada pasien padahal penyakitnya g memerlukan antibiotik, trus juga antibiotik yg bisa dibeli bebas di apotek2 (saya pernah denger kalo antibiotik bisa dibeli di toko obat jg) membuat masyarakat menggunakannya seenaknya kapanpun mereka mrasa kurang enak badan.

Kenapa saya bisa bicara seperti itu? Karena mengalami sendiri hha. Walau bukan hal yg patut untuk dibanggakan malah jangan ditiru. Ehm critanya sebelum saya masuk farmasi kalo infeksi tenggorokan biasanya selain dikasih antiinflamasi oleh dokter, juga dikasih antibiotik (amoxicillin). Nah sayangnya yg bersangkutan tidak menyebutkan ttg “diminum sampai habis” atau apapun tentang itu. Dan sampai di apotek? Nyerahin resep, duduk, bayar, duduk lagi, ambil obat tanpa diberi tau apa2. Dan karenanya setiap ngrasain tanda2 radang tenggorokan, beli amoxicillin di apotek (g dibritau apa2 jg lg) trus minum 1 dan sembuh. Begitu seterusnya sampai di koran ada artikel tentang resistensi, Gleg.

Beberapa negara maju udah make panduan yg namanya Appropriate antibiotic therapy (AAT) sehingga pemberian antibotik g seenaknya dan tepat sasaran.

Selain itu kadang kala ada orang flu dikasih antibiotik, sebagai pasien kita juga bisa bertanya kepada dokter perihal pemberian antibiotik.  Ada video ilustrasinya nih :

Effect of Antibacterial Drugs

Setelah tau kalo antibiotik itu untuk bakteri, sekarang saatnya kita tau bagaimana efeknya. Efek dari obat2 antibakteri sendiri dapat dibagi menjadi 2:

  1. Bakteriostatik : Menghambat pertumbuhan bakteri. Jadi bakterinya g mati, tp dia g bisa bereplikasi (memperbanyak diri)
  2. Bakterisidal     : Membunuh bakteri

Nah setelah tau secara umum efeknya, bagaimana cara kerjanya? Kalo cara kerja dari antibiotik sendiri dapat dibagi jadi 4:

1. Inhibitors of Cell Wall Synthesis


Seperti yg ada di gambar di atas, di dinding bakteri ada yg namanya peptidoglikan. Pembentukan struktur peptidoglikan itu dibantu oleh enzim transpeptidase yg berfungsi untuk nyambung antara 1 unit peptidoglikan dengan yg lainnya. Dengan adanya peptidoglikan tersebut, dinding sel lebih kokoh dan bakteri bisa hidup di kondisi yg tekanan osmosisnya tidak sesuai dengan kondisi di dalam sel.

Selain transpeptidase, ada juga yg namanya Penicillin Binding Proteins (PBPs) yang juga terlibat dalam sintesis peptidoglikan. Nah mereka berdualah yang menjadi target dari obat2 antibakteri yang menghambat sintesis dinding sel.

Mekanisme Penghambatan

Untuk menghambat sintesis dinding sel, dipake yg namanya antibiotik β-lactam. Cirinya sih punya struktur cincin β-lactam:

Nah struktur antibiotik β-lactam ini menyerupai terminal D-alanyl-D-alanine (D-Ala-D-Ala) pada transpeptidase peptidoglikan. Sehingga si transpeptidase nantinya akan berikatan dengan antibiotik tsb dan akibatnya memodifikasi active serine site dan mengakibatkan enzim non aktif.  Hal yang sama juga berlaku pada PBPs dimana residu serine juga akan terikat dengan antibiotik dan mekanisme ini bersifat irreversible.

Akibatnya dinding sel tidak akan terbentuk dan sel akan mati. Sehingga efek dari mekanisme ini adalah bakterisidal.

Obat

Antibiotik yang bekerja dalam penghambatan sintesis dinding sel bakteri terutama adalah antibiotik β-lactam yaitu golongan Penisilin dan Sefalosporin

1. Golongan Penisilin

Contohnya:

  1. Penicilline G = biasanya diberikan Intra Muskular atau Intra Vena karena dirusak oleh asam lambung.
  2. Penicilline V = diberikan per Oral karena tahan terhadap asam lambung.
  3. Ampiciline    = bisa diberikan per Oral, Intra Muskular maupun Intra Vena. Untuk pemakaian per oral, sebaiknya diberikan saat perut kosong karena jika diberikan bersamaan dengan makanan maka bioavailabilitasnya menurun. Bisa untuk terapi meningitis yg disebabkan oleh Listeria monocytogenes.
  4. Amoxicilline = Pemakaian per oral, bisa diberikan bersamaan dengan makanan karena biovailabilitasnya tidak terpengaruh. Bisa digunakan untuk pengobatan gastric ulcer yang disebabkan oleh bakteri Helicobacter pylori .

2. Golongan Sefalosporin

Golongan sefalosporin memiliki keuntungan yaitu tahan terhadap asam lambung, namun sayangnya absorbsinya kurang begitu baik sehingga kebanyakan obat jenis ini diberikan secara intra muskular. Antibiotik ini bekerja dengan menghambat sintesis dinding sel mikroba baik gram negatif maupun gram positif. Golongan sefalosporin dibagi menjadi 3 generasi:

  • Generasi I : Terutama aktif thd gram positif.

Contohnya : Cefadroxil, Cefazolin, Cephalexin , Cephapirine, Cephadrine

  • Generasi II: Kurang aktif terhadap bakteri gram positif, lebih aktif thd bakteri gram negatif.

Contohnya: Cefaclor, Cefamandole, Cefmatazole, Cefoxitin, Cefonicid

  • Generasi III: Lebih aktif thd Enterobacteriaceae termasuk strain penghasil penisilinase (enzim yg mendeaktifasi β-lactam)

Contohnya : Cefotaxime, Cefdinir, Cefepime,  Cefoperazone, Cefixime

Resistensi

Bakteri dapat menjadi resisten terhadap pemberian antibiotik. Dalam hal antibiotik yang menghambat dinding sel, resistensi bakteri thd obat golongan penisilin dan sefalosporin dapat terjadi karena beberapa hal:

1. Hidrolisis cincin β-lactam oleh β-lactamases (ada penicillinases dan cephalosporinases).

Seperti yang udah dibahas sebelumnya kalo cincin β-lactam memiliki peranan penting dalam penghambatan sintesis dinding sel. Cincin ini dapat dihidrolisis oleh β-lactamase sehingga menjadi tidak aktif. Beberapa bakteri memiliki gen kromosom untuk β-lactamase, lainnya memperolehnya lewat plasmid atau transposon.

Nah karena adanya enzim β-lactamase yang mengganggu tersebut, makanya ada namanya β-lactamases inhibitor untuk menghambat aksi dari β-lactamase yang ngerusak antibiotik β-lactam. Contohnya adalah clavulanic acid, sulbactam, and tazobactam.

Trus β-lactamases itu ada yg dikombinasiin ama antibiotik β-lactamase misalnya: ampicillin-sulbactam (Unasyn), amoxicillin-clavulanic acid (Augmentin), piperacillin-tazobactam (Zosyn), ticarcillin-clavunalic acid (Timentin). Namun hanya kombinasi amoxicillin-clavulanic acid yg dipake per oral, lainnya parenteral.

2. Perubahan pada Penicillin Binding Proteins

Kalo yg satu ini biasanya pada bakteri gram positif dimana PBPsnya diubah punya afinitas kecil pada antibiotik β-lactam. Misalnya pada Streptococcus pneumoniae,Enterococcus faecium, danmethicillin-resistant S. aureus (MRSA).

3. Mutasi pada porin

Pada  bakteri gram negatif, peptidoglikan yang tipis dilapisi lagi oleh lapisan Lipopolisakarida. Dan ada juga yg namanya porin seperti semacam terowongan sempit. Pada bakteri yang tidak resisten, antibiotik β-lactam dapat melewati porin dan berinteraksi dengan PBPs yg ada di daerah periplasma. Namun pada bakteri resisten, β-lactam tidak “diijinkan” melewati membran plasma oleh porin.

4. Drug efflux

Misalnya pada P.aeruginosa yang memiliki mekanisme ini untuk meng-eject antibiotik.

2. Inhibitors of Tetrahydrofolate Synthesis

Tetrahidrofolat (THF) merupakan ko-enzim untuk mensintesis basa purin dan pirimidin. Seperti yg kita tau Purin dan Pirimidin ini diperlukan pada DNA dan RNA, dan berperan pada pertumbuhan dan replikasi sel. Jika jumlah THF tidak mencukupi / tidak ada maka proliferasi (pembelahan) sel akan terganggu.

THF sendiri dibentuk dari DHF (dihidrofolat) oleh enzim dihydrofolate reductase. Enzim ini sendiri dibentuk dari asam folat. Kebanyakan bakteri mampu membentuk asam folat sendiri maupun DHF.

Obat

Obat2an yang memilik mekanisme penghambatan sintesis tetrahidrofolat ada 2 golongan : Sulfonamide dan Trimetropim

1. Sulfonamide

Struktur dari Sulfonamide mirip dengan p-aminobenzoic acid (PABA) yang merupakan prekursor DHF. Mekanisme kerja dari sulfonamide adalah sebagai substrat palsu dimana sulfonamide berkompetisi dengan PABA pada sintesis DHF. Karenanya efeknya berupa bakteriostatik yang menghambat pertumbuhan dan replikasi bakteri.

Misalnya : Sulfametoxazole, Sulfacetamide

2.Trimethoprim

Menghambat enzim dihidrofolate reduktase, efeknya berupa bakteriostatik.

Resistensi terhadap trimethoprim dapat terjadi karena perubahan pada enzim dihidrofolate reduktase, impermeabilitas bakteri terhadap obat, dan overproduksi dari dihidrofolate reduktase.

3. Co-Trimoxazole

merupakan kombinasi dari sulfametoxazole dan trimethoprime. Karena trimethoprime dan sulfametoxazole memiliki efek sinergis terhadap penghambatan sintesis tetrahidrofolat, maka aktifitas antibakterinya lebih baik dan resistensi pada bakteri lebih kecil daripada kedua obat tersebut diberikan sendiri-sendiri.

3. Inhibitors of DNA function

DNA merupakan materi genetic yang penting yang ada di makhluk hidup. Termasuk pada bakteri, DNA mengandung gen-gen untuk diekspresikan yang merupakan salah satu faktor untuk pertumbuhan sel.

Salah satu mekanisme dari obat-obat antibakteri adalah dengan menghambat fungsi dari DNA tersebut. Obat-obat yang memiliki mekanisme kerja ini ada beberapa golongan:

1. Quinolone

Obat2 yang termasuk golongan quinolone memiliki aktifitas sebagai inhibitor dna gyrase. Gyrase sendiri termasuk dalam kelas enzim topoisomerase, gyrase atau topoisomerase II diperlukan untuk membentuk struktur supercoiling DNA sehingga DNA yg panjang itu bisa dipak di dalam sel.

Nah golongan ini sendiri dibagi menjadi 4 generasi:

1. Generasi pertama            : Obat quinolone tertua, penggunaan untuk beberapa bakteri gram negatif

Contoh : nalidixic acid dan cinoxacin

2. Generasi kedua                 : Digunakan untuk penggunaan bakteri gram negatif yang lebih luas, termasuk untuk pengobatan Sexual Transmitted Disease (STD) misalnya oleh Neisseria                 gonorrhoeae, Chlamydia trachomatis, Ureaplasma urealyticum

Contoh  : norfloxacin, ciprofloxacin, ofloxacin, enoxacin, lomefloxacin

3.  Generasi ketiga : Untuk bakteri gram positif misalnya S. pneumonia

Contoh  : levofloxacin, sparfloxacin, gatifloxacin

4. Generasi keempat            : Memiliki aktifitas terhadap anaerob juga

Contoh  : trovafloxacin, moxifloxacin

Quinolone digunakan untuk pengobatan infeksi saluran kemih, infeksi saluran nafas, infeksi GI dan abdominal, STD. Bioavailabilitas quinolone sendiri tidak terpengaruh oleh adanya makanan. Namun menurut beberapa penelitian Ciprofloxacin dan Ofloxacin terdeteksi dalam air susu. Makanya tidak boleh diberikan kepada ibu hamil dan menyusui.

2. Derivat Azomycin (nitroimidazole)

Untuk golongan yang satu ini, mekanisme ‘pembunuhan’ bakterinya yaitu dengan merusak kompleks DNA atau merusak untai DNA sehingga efeknya bakterisidal. Bisa juga dipake untuk membunuh protozoa seperti Trichomonas vaginalis, Entamoeba histolytica.

Salah satu contohnya adalah metronidazole. Nah pemakaian obat yang satu ini sebaiknya g boleh lama2 atau max 10 hari. Kenapa? Karena efeknya mutagenic, karsinogenik dan teratogenik pada manusia. Dan sebaiknya dihindari untuk pemakaian ibu hamil, menyusui.

3. Rifampin

Rifampin bekerja dengan mengikat erat subunit β pada RNA polymerase sehingga menghambat terjadinya transkripsi (pembentukan mRNA dari DNA template)

Obat yang satu ini dipake untuk pengobatan tuberkulosis dan dikontraindikasikan untuk ibu hamil pada trimester pertama dan selama menyusui.

4. Inhibitors of Protein Synthesis

Sintesis protein merupakan proses ekspresi gen dimana kodon2 yg dibawa oleh mRNA di translasikan di dalam ribosom menjadi rantai asam amino.

Antibiotik dapat menghambat proses sintesis protein pada tahap-tahap yang berbeda.

1. Tetracycline

Golongan antibiotik yang satu ini memiliki aktifitas broad spectrum jadi bisa dipake buat bakteri gram positif maupun gram negatif.

Mekanisme kerja dari tetracycline dalam menghambat sintesis protein yaitu si antibiotik ini berikatan dengan 30s Ribosome sehingga mencegah ikatan antara tRNA pada A site pada 50s Ribosome.

Yang perlu diperhatikan adalah tetracycline dapat berikatan dengan kation2 bermuatan positif 2 atau 3 (Ca2+, Mg2+, Al3+, Fe2+/3+) yang bikin dia jadi g aktif. Selain itu tetrasiklin yg g aktif tersebut jadinya sulit diabsorbsi dan karena dia luntang-lantung g jelas di usus, dia dapat mengganggu flora normal di usus.

Nah makanya kalo misalnya mengonsumsi obat satu ini jangan diminum ama makanan2 yg mengandung kation2 misalnya susu. Atau juga jangan mengonsumsi antasida bersamaan dengan si antibiotik ini.

Selain itu tetracycline sebaiknya tidak dipakai oleh ibu hamil, dan anak dibawah usia 8 tahun.

Contoh obat yg termasuk golongan ini:

Tetracycline hydrochloride, chlortetracycline hydrochloride, oxytetracycline hydrochloride, doxycycline, minocycline hydrochloride.

2. Aminoglycosides

Kalo yg satu ini dia jadi semacam substrat palsu pada pengikatan tRNA-AA sehingga menghasilkan protein yang emang sengaja keliru. Trus ada juga yang nyebutin kalo antibiotik ini juga bisa ngrusak membran pada bakteri. Aminoglikosid yang bermuatan positif nempel di bagian negatif pada membran bakteri dan akibatnya mengganggu integritas membran sel itu. Selain itu antibiotik ini juga punya ciri postantibiotic effect dimana pertumbuhan bakteri terganggu selama beberapa saat walau g dikasih antibiotik. Mekanisme yg ini kemungkinan terjadi karena rusaknya ribosom akibat ikatan aminoglikosid pada ribosom sebelumnya dan butuh waktu untuk bentuk ribosom baru.

Sifatnya bakterisidal dan terutama digunakan untuk bakteri gram negatif. Misalnya Kanamycin, Streptomycin, Neomycin, Gentamicin, Netilmicin, Amikacin.

(Note: akhiran –mycin berarti didapat dari spesies Streptomyces sedangkan akhiran –micin berarti berasal dari spesies micromonospora)

Aminoglikosida tidak bisa diserap melalui saluran cerna, makanya diberikan secara parenteral. Selain itu aminoglikosida dapat menembus sawar plasenta sehingga penggunaan pada wanita hamil sebaiknya dihindari.

3. Chloramphenicol

Chloramphenicol merupakan antibiotik spectrum luas yang dapat digunakan baik untuk bakteri garam positif maupun gram negatif. Mekanisme anti bakteri dari obat golongan ini yaitu dengan mencegah ikatan peptida atau sebagai inhibitor peptide synthetase.

Selain itu dia diabsorbsi sangat baik, tidak terpengaruh adanya makanan atau ion metal.

Yang perlu dicatat adalah chloramphenicol bukan lagi merupakan drug of choice sebagai antibiotik. Mengapa? Karena penggunaan dari obat satu ini dapat menyebabkan kerusakan pada bone marrow (sumsum tulang).

4. Macrolides

Cara kerja si macrolides ini cukup selektif dan aman bagi manusia. Kenapa? Dia hanya berikatan pada ribosom 50S punyanya bakteri pada ribosom 80S punya manusia dia g berikatan.

Untuk pemberian per oral, biasanya dia dibuat dalam bentuk tablet salut. Karenanya untuk pemakaian tablet salut satu ini (juga seluruh tablet salut) jangan pernah diubah bentuknya! Jangan dikunyah, jangan digerus dsb. Karena macrolides ini dia ditujukan untuk diserap di usus. Kalo digerus maka saat di lambung ia udah rusak dan waktu sampe usus g ada yg berefek.

Contohnya: Eryhtromycin, clarythromycin

About denikrisna

An ordinary boy. a future pharmacist

Posted on November 14, 2010, in Farmakologi, Pharmaceutical Stuffs. Bookmark the permalink. Tinggalkan komentar.

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: