antibiotik

TUGAS BIOTEKNOLOGI

“ANTIBIOTIK”

Disusun oleh :

Mahsunah                  (083204035)

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

JURUSAN BIOLOGI

2011

A.     DEFINISI ANTIBIOTIK

Kata antibiotik berasal dari bahasa yunani yaitu -anti (melawan) dan -biotikos (cocok untuk kehidupan). Istilah ini diciptakan oleh Selman tahun 1942 untuk menggambarkan semua senyawa yang diproduksi oleh mikroorganisme yang dapat  menghambat  pertumbuhan  mikroorganisme  lain.  Namun  istilah  ini kemudian digeser dengan ditemukannya obat antibiotik sinetis.  Penggunaan istilah antimikroba cenderung mengarah ke semua jenis mikroba dan termasuk di  dalamnya adalah antibiotik, anti jamur, anti parasit, anti protozoa, anti virus, dll. Namun  dalam  pembahasan  ini  hanya  membicarakan  proses  penghambatan antibiotik dalam membunuh bakteri Mikroorganisme yang dihambat  oleh antibiotik khusunya adalah bakteri. Maka dari itu antibiotik bersinosim dengan anti-bakteri. Antibiotik berbeda dengan istilah  disinfectant karena desifektant membunuh kuman dengan cara membuat  lingkungan  yang  tidak  wajar  bagi  kuman.  Sedangkan  kerja  dari antibiotik  adalah  cenderung  bersifat  Toksisitas  Selektif  dalam  arti  dapat membunuh kuman tanpa merugikan inang.

 B. SEJARAH DITEMUKANNYA

Figure 1. Alexander Fleming

Penemuan antibiotika terjadi secara 'tidak sengaja' ketika Alexander Fleming, pada tahun 1928, lupa membersihkan sediaan bakteri pada cawan petri dan meninggalkannya di rak cuci sepanjang akhir pekan. Pada hari Senin, ketika cawan petri tersebut akan dibersihkan, ia melihat sebagian kapang telah tumbuh di media dan bagian di sekitar kapang 'bersih' dari bakteri yang sebelumnya memenuhi media. Karena tertarik dengan kenyataan ini, ia melakukan penelitian lebih lanjut terhadap kapang tersebut, yang ternyata adalah Penicillium chrysogenum syn. P. notatum (kapang berwarna biru muda ini mudah ditemukan pada roti yang dibiarkan lembab beberapa hari). Ia lalu mendapat hasil positif dalam pengujian pengaruh ekstrak kapang itu terhadap bakteri koleksinya. Dari ekstrak itu ia diakui menemukan antibiotik alami pertama: penicillin G.

Penemuan efek antibakteri dari Penicillium sebelumnya sudah diketahui oleh peneliti-peneliti dari Institut Pasteur di Perancis pada akhir abad ke-19 namun hasilnya tidak diakui oleh lembaganya sendiri dan tidak dipublikasi.

C. EFEK SAMPING ANTIBIOTIKA

1. SENSITASI / HIPERSENSITIF

Banyak obat setelah di gunakan secara lokal dapat mengakibatkan kepekaan yang berlebihan, kalau obat yang sama kemudian diberikan secara oral atau suntikan maka ada kemungkinan terjadi reaksi hipersensitif atau alergi seperti gatal-gatal kulit kemerah-merahan, bentol-bentol atau lebih hebat lagi dapat terjadi sok contohnya penisilin dan kloramfenikol .

2. RESISTENSI

Jika obat digunakandengan dosis yang terlalu rendah, atau waktu terapi kurang lama,maka hal ini dapat menyebabkan terjadinya resistensi artinya bakteri tidak peka lagi terhadap obat yang bersangkutan.

3. SUPER INFEKSI

Yaitu infeksi sekunder yang timbul selam pengobtan dimana sifat dan penyebab infeksi berbeda dengan penyebab infeksi yang pertama.Super infeksi teutama terjadi pada penggunaan antibiotika broad spectrum yang dapat menggangu keseimbangan antara bakteri didalam usus saluran pernafasan dan urogenital.

D.    MACAM-MACAM ANTIBIOTIKA

Pembagian antibiotik dapat dibagi berdasarkan luasnya aktivitas antibiotik, aktivitas dalam membunuh serta berdasarkan mekanisme obat antibiotik tersebut. Berdasarkan luasnya aktivitas, antibiotik dibagi menjadi antibiotik spektrum luas dan spektum sempit. Istilah luas mengandung arti bahwa antibiotik ini dapat membunuh banyak jenis bakteri sedangkan sebaliknya, istilah sempit hanya digunakan untuk membunuh bakteri yang spesifik yang telah diketahui secara pasti. Penggunaan spektrum luas digunakan apabila identifikasi kuman penyebab susah dilakukan namun kerugiaanya dapat menghambat pula bakteri flora normal dalam tubuh.

Berdasarkan  aktivitas  dalam  membunuh,  antibiotik  dibagai  menjadi Bactericidal  dan  Bacteristatic. Antibiotik yang mempunyai sifat bakterisidal membunuh  bakteri  target  dan  cenderung  lebih  efektif  serta  tidak  perlu menggantungkan pada sistem imun manusia. Sangat perlu digunakan pada pasien dengan penurunan sistem imun. Yang termasuk baterisidal adalah β-lactam, aminoglycoside,  dan  quinolone.  Bakteriostatik  justru  bekerja  menghambat pertumbuhan  bakteri  dan  dapat  memanfaatkan  sistem  imun  host  obat bakteriostatik  yang  khas  adalah  tetracycline,  sulfonamide,  tetracycline,  dan clindamycin

Bedasarkan mekanisme kerja, antibiotik dibagi menjadi 5 jenis, yaitu :

1. Penghambatan sintetis dinding bakteri .

2. Penghambat membran sel.

3. Penghambatan sintetis protein di ribosom.

4. Penghambatan sintetis asam nukleat.

5. Penghambatan metabolik (antagonis folat)

Dari masing-masing golongan  terdapat mekanisme kerja, farmakokintetik, farmakodinamik, serta aktivitas antimikroba yang berbeda-beda. Perbedaan ini menyebabkan perbedaan kegunaan di dalam klinik  Karena perbedaan ini juga maka mekanisme  resisistensi dari masing-masing golongan juga mengalami perbedaan.

Gambar 1. Tempat Kerja dari Masing-Masing Golongan Antibiotik

C. RESISTENSI OBAT ANTIBIOTIK 

Resistensi obat antibiotik oleh mikroba dapat dibagai menjadi berikut:

1.Mikroba menghasilkan enzim yang merusak aktivitas obat. Misal : Stapilokokus  yang  resisten terhadap  penicillin menghasilkan  β-lactamase yang merusak obat-obat β-lactam.

2. Mikroba merngubah permeabilitas terhadap obat.

3.Mikroba mengembangkan suatu perubahan terhadap struktur sasaran bagi obat Misal : Berubahnya strukutr protein reseptor pada ribosom 30S menyebabkan mikroba resisten terhadap golongan aminoglikan

4.Mikroba mengembangkan perubahan jalur metabolitk yang dihambat Misal  :    Bakteri  yang  resisten  Sulfonamides  tidak  memerlukan  PAB  ekstraseluler dimana awalnya bakteri ini sangat membutuhkannya

5.Mikroba mengembangkan perubahan enzim yang tetap dapat melakukan fungsi metaboliknya tetapi lebih sedikit dipengaruhi oleh obat.

Asal resistensi-resistensi di atas dapat bersifat genetik maupun non genetik. Yang non genetik dapat berasal dari berubahnya bentuk suatu mikroba menjadi   inaktif sehingga resisten terhadap obat-obat yang kerjanya pada proses replikasi bakteri. Sedangkan genetik dapat diturunkan dari mikroba satu ke keturunannya melalui mutasi kromosom atau dari satu mikroba ke mikroba lain melalui plasmid.

Resistensi silang saja terjadi dari satu jenis antibiotik ke jenis lain. Misal suatu mikroba resisten terhadap suatu jenis antibiotik dapat resisten terhadap jenis yang lain. Reaksi silang ini dapat terjadi pada jenis-jenis yang berhubungan sacara kimia maupun tidak.

D. GOLONGAN INHIBITOR SINTETIS DINDING BAKTERI 

Bakteri mempunyai lapisan luar yang kaku yang disebut dinding sel. Dinding sel terdapat pada baik bakteri yang gram (+) maupun bakteri gram (-). Dinding ini berfungsi mempertahankan bentuk sel dari perbedaan tekanan osmotic internal dan eksternal yang sangat tinggi. Pada kedua bakteri mempunyai suatu lapisan yang bernama Peptidoglycan. Lapisan ini berfungsi mensintetis dinding bakteri melalui reaksi yang disebut TRANSPEPTIDASI. Lapisan ini lebih tebal pada bekteri gram (+) dan pada gram (-) di antara peptidoglycan dan dinding terdapat lapisan membran lemak sehingga terdapat gambaran membran bilayer.Preoses penghambatan sintetis dinding bakteri dapat melalui 2 jalur. Jalur pertama berasal dari penghambatan proses transpeptidasi. Semua obat β-lactam

dapat menghambat proses ini. Yang termasuk dalam antibiotik β-lactam adalah golongan  Penicillin, Cephalosporins, Carbapemems,  dan Monobactam. Jalur berikutnya melalui penghambatan sintetis peptidoglycan. Yang termasuk jalur kedua ini adalah  Vancomycin  dan  Bacitracin. Pembagian kelompok ini dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Gambar 2. Bagan Pembagian Antibiotik Golongan Inhibitor Sintetis Dinding Bakteri

a.      PENICILLIN

Penicillin yang paling terkenal dan pertama ditemukan adlah penicillin-G yang ditemukan oleh Flamming pada 1929. Senyawa ini dihasilkan dari pembenihan spesies Penisillium notatum. Sifat dari penicillin-G adalah kepekaannya terhadap penghacuran cincin  β-lactam  oleh senyawa  β-lactamase dan tidak aktif secara relative terhadap  kebanyakan bakteri gram negatif.  Pengembangan terhadap Penicillin menghasilkan turunan-turunan penicillin yang lebih stabil terhadap asam dan aktif terhadap bakteri gram (-) maupun gram (+).

1.      Struktur kimia

Semua Penicillin mempunyai struktur dasar yang sama. Terdapat cincin Beta lactam  yang  dikelilingi  oleh  cincin  tiazolodin.  Beberapa  turunan  Penicillin didapatkan dengan menambahkan senyawa lain pada gugus R. Struktur penicillin dapat dilihat pada gambar.

Gambar 3. Struktur dasa Penicillin. Terdapat cincin β-lactam (kiri) yang dikelilingi cincin tiazolid (kanan).

Kegunaan Klinik

Obat ini dikenal karena paling luas kegunaannya. Semua penicillin oral harus diberikan minimal 1 jam sebelum/sesudah makan.

a. Penicillin-G .Obat  ini  masih  digunakan  pada  infeksi  pneumococcus, streptococcus,  meningococcus,  staphilococcus  yang  tidak menghasilkan  β-lactamase,  gonococcus,  Treponema  pallidum, Bacillus  anthracic dan  bakreti  gram  (+)   lainnya,  clostridium, actinomyces,  listeria,  dan  bacterioid. Kebanyakan  dosis  yang digunakan adalah dosis sehari (6 gram) dan umumnya diberikan secara bolus intermittent IV. Penicillin-V diindikasikan pada infeksi ringan saluran pernafasan dengan dosis harian 1-4 g. Pemberian oral tidak boleh diberikan terhadap infeksi yang berat.

b. Benzathine Penicillin. Obat ini berbentuk garam yang mempunyai kelarutan dalam air yang sangat rendah dan menghasilkan kadar rendah tetapi bertahan lama. Kegunaannya adalah diberikan secara 1,2 juta unit IM untuk profilaksi reinfeksi streptokokus selama 3-4 minggu.

c. Ampicillin,  Amoxicillin,  carbenicillin,  Ticarcillin,  Piperacillin, mezlocillin, Azlocillin Obat ini berbeda dengan penicillin-G karena punya akitivitas lebih besar terhadp bakteri gram (-). Ampicillin dan amoxicillin mempunyai aktivitas sama. Namun amoxicillin lebih mudah diserap dalam usus. Diberikan secara oral untuk  ISK  oleh  bakteri  koliformis  gram  (-)  dan  infeksi  bakteri campuran saluran nafas (sinusitis, otitis, bronchitis).  Dosis yang diberikan adalah 250-500 mg 3x sehari. Obat ini kurang efektif terhadap enterobacter, pseudomonas dan gastroenteritis salmonella noninvasive.

Carbenicillin lebih efektif terhadap pseudomonas dan proteus namun lebih cepat menjadi resisten. Pemberian dengan dosis 12-30g/hari  IV  biasanya  diberikan  berkombinasi  dengan  antibiotik golongan lain untuk pengobatan sepsis pseudomonas pada luka baker.Ticarcillin menyerupai  carbenicillin  tetapi  dosisnya  lebih rendah (200-300mg/kg/hari). Obat yang lain mempunyai aktivitas yang kebanyakan sama.

b.      Efek Samping

a.       Hipersensitivitas

b.      Neurotoksis pada dosis tinggi (>20.000 unit intratekal atau >20juta parenteral)

c.       Dyspepsia

d.      Nefrotoksis (Methycillin)

e.       Gangguan pendarahan (Cabenicillin).

CEPHALOSPORIN

Cephalosporin dihasilkan oleh jamur Cephalosporium. Senyawa ini mirip dengan Penicillin namun lebih resisten terhadap β-Lactamase dan cenderung lebih aktif terhadap bakteri gram (+) maupun gram (-).

1. STRUKTUR KIMIA 

Strutur ini mirip dengan penicillin yaitu adanya cincin β-Lactam tetapi dilekati  cincin  dihydrithiazide  dan  terdapat  gugusan  R1 dan  R2  yang memungkinkan untuk dibuat turunan-turunan cephalosporin dengan aktivitas yang lebih tinggi dan toksisitas yang lebih rendah.

2. AKTIVITAS ANTIMIKROBA DAN RESISTENSI 

Aktivitas dan cara kerja antimikroba beserta mekanisme resistensi cephalosporin analog dengan penicillin.

EFEK SAMPING 

Efek samping  terhadap cephalosporin yang dapat muncul pada umumnya antara lain adalah :

a. Alergi.

b. Hipoprotrombinemia dan kelainan perdarahan : diberikan vitamin K 10 mg 2 x seminggu untuk pencegahan.

c.Disulfiram-like effect (penghambatan metabolisme alkohol) sehingga jangan dberikan untuk orang alkoholisme.

OBAT β-LACTAM LAINNYA

Yang  termasuk  kelas  β-Lactam  yang  lain  adalah  monobactam  dan carbapenem.

MONOBACTAM

            Obat ini mempunyai cincin β-Lactam monosiklik dan ternyata juga resisten terhadap β-Lactamase serta aktif terhadap beberpa gram (-) seperti pseudomonas dan Serratia. Kelemahan obat ini adalah tidak ada aktivitas terhadap bakteri gram (+) dan bekteri anaerob. Contoh golongan ini adalah Aztreonam (azactam). Kadar dalam serum adalah 100 μg/mL setelah pemberian 1-2 gram setiap 8 jam. Waktu paruh 1-2 jam dan pada gagal ginjal dapat memanjang

CARBAPENEM

            Obat  ini  adalah  obat  baru  dengan  cincin  β-Lactam.  Contohnya  adalah Imipenem. Obat ini mempunyai spektrum luas terhadap bakteri gram (+), gram (-), dan anaerob. Obat ini juga punya kelebihan resisten terhadap β-Lactamase. Namun obat ini diinaktifkan di tubulus sehingga konsentrasi dalam urin menjadi rendah. Penetrasi baik di jaringan tubuh dan cairan serebrospinal. Dosis biasanya 0,5-1 gram IV setiap 6 jam (waktu paruh 1 jam). Kegunaan secara pasti belum ditentukan namun mungkin digunakan atas pengobatan  terhadap  infeksi  yang telah  resisten.  Sejak  Pseudomonas  cepat menjadi  resisten terhadap imipenem, pemberian  kombinasi obat ini dengan aminoglican perlu dilakukan. Efek samping masih terbatas pada mual, muntah, diare, dan kulit kemerahan serta pada gagal ginjal gejala ini semakin terlihat.

E. GOLONGAN INHIBITOR SINTETIS PROTEIN 

            Telah  dibuktikan  secara  klinik  bahwa  Tetracyclin,  amonoglycoside, Chloramphenicol, Macrolides, dan Lyncomicin dapat menghambat sintetis protein melalui kerja di ribosom. Sel bakteri secara umumnya mempunyai beberapa tipe ribosom antara lain ribosom 30S, ribosom 50S, dan ribosom 70S. Ribosom 80S yang terdapat manusia, tidak terdapat pada bakteri sehingga golongan obat ini cenderung tidak berpengaruh terhadap sintetis protein dalam jaringan manusia.

Gambar 5. Bagan pembagian golongan obat penghambat sintetis protein

            Kerja penghambatan di masing-masing ribosom mempunyai mekanisme yang berbeda. Golongan yang beraksi di ribosom 30S dan 70S adalah golongan tetracycline dan amiglycoside. Sedangkan golongan lain beraksi di ribosom 50S. Penghambat sintetis  protein  terbagi dalam  5 kelompok yaitu : Tetracyclin, Amoniglycoside, Macrolide, Chloramphenicol, dan Lyncomycin.

EFEK SAMPING

Efek samping yag bisa timbul antara lain :

a. Efek samping pencernakan seperti mual, muntah dan diare karena engubah flora normal. Hal ini merupakan alasan penghentian dan pengurangan pemberian tetracycline.

b. Penumpukan di tulang dan gigi tetracycline sering terjadi. Kontra indikasi pemberian pada ibu hamil karena dapat menumpuk di gigi janin  yang  menyeabkan  kekuning-kuningan  pada  gigi  serta penumpukan di tulang yang menyebabkan gangguan pertumbuhan pada janin dan anak umur dibawah 8 tahun.

c. Hepatotoksis juga dapat diberikan jika diberikan pada dosis besar atau telah terjadi insuficiensi hepar sebelumnya.

d. Trombosis vena dapat terjadi pada pemberian IV

e. Hiperfotosensitif terutama demeclocycline

f. Reaksi vestibular seperti pusing, vertigo, mual, muntah (minocycline).

F. GOLONGAN INHIBITOR FUNGSI DAN SINTETIS ASAM NUKLEID 

            Obat-obat penghambat sintetis DNA terdiri dari 3 golongan mekanisme, yaitu penghambat  replikai  DNA,  penghambat  polymerase  rNA,  dan  penghambat metabolisme nukleotid. Obat golongan inhibitor replikasi DNA bekerja dengan mem-blok aksi gyrase dan DNA topoisomerase. Sedangkan golongan inhibitor polymerase menghambat dengan cara berikatan kuat dengan rNA polymerase. Golongan inhibotor metabolik nukleid seperti Acyclovir menghambat sintetis DNA dengan cara konversi senyawa ini menjadi tiphosphate dan menghambat thymidine kinase dan polymerase DNA sehingga ada penambahan DATP ke dalam DNA dan kekurangan tymine untuk replikasi DNA Golongan  rifamycin  menghambat  dengan  cara  melekat  pada  enzim polymerase rNA sehingga DNA yang telah bertrankripsi tidak bisa diubah menjadi mRNA. Golongan terakhir menghambat DNA girase sehinga tidak terjadi proses trankripsi pembelahan DNA.

G. GOLONGAN PENGHAMBAT MEMBRAN SEL 

Gambar 9. Bagan pembagian obat penghambat fungsi membran sel

            Yang termasuk golongan obat ini adalah polymyxin, polyenes, imidazole, dll.Kerja golongan ini adalah mengganggu intregitas fungisonal membran sitoplasma sehingga terjadi kematian pada bakteri. Polymyxin bekerja pada membran bakteri gram (-) yang kaya fosfatidil dan bekerja seperti detergen. Polyenes juga bekerja hampir sama namun melekat pada jamur karena jamur mengandung ergosterol sehingga akan terbentuk sebuah pori. Mekanisme lain ditunjukkan oleh imidazole dengan cara penghambatan sintetis ergosterol.

H.   GOLONGAN INHIBITOR METABOLISME 

            Golongan ni mempunyai efek kerja seperti pada golongan penghambat sintetis DNA, yaitu penghambatan dalam proses pembentukan purin. Yang termasuk golongan  ini  adalah  sulfonamide  dan  trimetropim.  Suatu  kombinasi  antara golongan sulfonamide – thrimethropim dapat mengoptimalkan kerja golongan ini dengan contoh co-tromoxazole.

E.     PENGGUNAAN ANTIBIOTIKA

Karena biasanya antibiotika bekerja sangat spesifik pada suatu proses, mutasi yang mungkin terjadi pada bakteri memungkinkan munculnya strain bakteri yang 'kebal' terhadap antibiotika. Itulah sebabnya, pemberian antibiotika biasanya diberikan dalam dosis yang menyebabkan bakteri segera mati dan dalam jangka waktu yang agak panjang agar mutasi tidak terjadi. Penggunaan antibiotika yang 'tanggung' hanya membuka peluang munculnya tipe bakteri yang 'kebal'.

Pemakaian antibiotika di bidang pertanian sebagai antibakteri umumnya terbatas karena dianggap mahal, namun dalam bioteknologi pemakaiannya cukup luas untuk menyeleksi sel-sel yang mengandung gen baru. Praktik penggunaan antibiotika ini dikritik tajam oleh para aktivis lingkungan karena kekhawatiran akan munculnya hama yang tahan antibiotika.

F.      APLIKASI

Penggunaan antibiotika khususnya berkaitan dengan pengobatan penyakit infeksi, meskipun dalam bioteknologi dan rekayasa genetika juga digunakan sebagai alat seleksi terhadap mutan atau transforman. Antibiotika bekerja seperti pestisida dengan menekan atau memutus satu mata rantai metabolisme, hanya saja targetnya adalah bakteri. Antibiotika berbeda dengan desinfektan karena cara kerjanya. Desifektan membunuh kuman dengan menciptakan lingkungan yang tidak wajar bagi kuman untuk hidup.

Tidak seperti perawatan infeksi sebelumnya, yang menggunakan racun seperti strychnine, antibiotika dijuluki "peluru ajaib": obat yang membidik penyakit tanpa melukai tuannya. Antibiotik tidak efektif menangani infeksi akibat virus, jamur, atau nonbakteri lainnya, dan Setiap antibiotik sangat beragam keefektifannya dalam melawan berbagai jenis bakteri. Ada antibiotika yang membidik bakteri gram negatif atau gram positif, ada pula yang spektrumnya lebih luas. Keefektifannya juga bergantung pada lokasi infeksi dan kemampuan antibiotik mencapai lokasi tersebut.

Antibiotika oral (yang dimakan) mudah digunakan bila efektif, dan antibiotika intravena (melalui infus) digunakan untuk kasus yang lebih serius. Antibiotika kadangkala dapat digunakan setempat, seperti tetes mata dan salep.

DAFTAR PUSTAKA

Ibrahim, Muslimin. 2007. Mikrobiologi dasar dan penerapannya. Surabaya : Unesa-university press.

Wikipedia. 2011. Antibiotika. Diakses tanggal 4 april 2011.

http://www.scribd.com/doc/33859573/Antibiotik. diakses tanggal 10 April 2011.

http://www.scribd.com/doc/25264203/ANTIBIOTIKA-Www-hoirulblog-co-Cc-Antibiotika-Adalah-Zat-Yang-Dihasilkan. diakses tanggal 10 April 2011.