mikrobiologi farmasi- revisi
TRANSCRIPT
Identitas mata kuliah
Mata kuliah : Mikrobiologi farmasi
Bobot SKS : 2 (dua)
Jurusan/prodi : Farmasi
Semester/jenjang : 2 (dua)/S-1
Dosen : Adriani S.Si., M.Kes
Kontrak perkuliahan
Deskripsi singkat
Mata kuliah ini membahas tentang penerapan mikrobiologi pada produk-produk farmasi, kosmetik, makanan/minuman dan alat kesehatan dengan tujuan untuk mengembangkan sediaan farmasi dan pengujian
Tujuan instruksional umum (TIU)
Mahasiswa mampu memahami tentang penerapan mikrobiologi farmasi dalam bidang pangan, kosmetik dan alat kesehatan
Distribusi materi
1. Pendahuluan
2. Organel sel
3. Flora normal dan hospes
4. Prinsip patogenitas dan epidemologi mikroba
5. Pengendalian mikroorganisme
6. Antimikroba dan anti infeksi
7. Ekologi mikroorganisme
8. UTS
9. Pengujian makanan dan minuman
10. Uji potensi antibiotik dan vitamin
11. Pengujian bahan baku dan pembawa obat
12. Pengujian obat-obat non steril
13. Pengujian obat tradisional dan kosmetik
14. UAS
Referensi
Mims et al. 2004. Medical Microbiology. Elsevier Mosby-Year Book Europe Fried George H and Hademenos George. 2006. Biologi Edisi Kedua. Erlangga.
Jakarta Jawetz, Melnick and Aderberg’s. 2005. Mikrobiologi Kedokteran. Salemba
Medica, Jakarta Irianto, Koes. 2006. Mikrobiologi Menguak Dunia Mikroorganisme Jilid 1.
Yrama Widya. Bandung Irianto, Koes. 2006. Mikrobiologi Menguak Dunia Mikroorganisme Jilid 2.
Yrama Widya. Bandung Muliawan, T. Sylvia. 2009. Bakteri Intraseluler Obligat. Erlangga, Jakarta Djide, N., Sartini dan Kadir, S., 2005. Analisis Mikrobiologi Farmasi. Unhas.
Makassar
Defenisi dan ruang lingkup mikrobiologi farmasi
Defenisi
Ilmu yang mempelajari mikroba/makhluk hidup berukuran kecil/ mikroorganisme dan peranannya dalam ilmu farmasi
Ruang lingkup mikrobiologi farmasi : taksonomi
Biologi Immunologi
Bakterio
logi Virologi Mikologi Parasitolo
gi
Ruang lingkup mikrobiologi farmasi : habitat dan masalah
Habitat
air, tanah dan udara Masalah
Malefit ( merugikan) dan benefit (menguntungkan)
Sejarah perkembangan mikrobiologi
Tahap kegelapan Tahap penemuan mikroskop Tahap perkembangan mikrobiologi Tahap biomolekuler
Tahap Kegelapan
◦ Penyakit menular dan tidak menular◦ Disebabkan benda kecil◦ Masih mengenal mistik dan gaib◦ Generatio spontanea (Abiogenesis)
Tahap Perkembangan Mikrobiologi
Louis Pasteur Pendukung Teori Biogenesis Penemu
- vaksin rabies dan antraks,
- fermentasi
- pasteurisasi
Tahap Perkembangan mikrobiologi
- Penemuan basil TB, difteri, demam tifoid dan gonorrhoe
- Awal mula pengujian laboratorium
- Penemuan mikroskop elektron
Robert Koch
Perkembangan mikrobiologi
PROSTULAT KOCH
Mikroorganisme penyebab penyakit dapat diisolasi dari
Makhluk hidup yang terinfeksi penyakit
Tahap Biomolekuler
◦ Penemuan DNA sebagai pembawa sifat sel
◦ Identifikasi yang lebih sensitif dan spesifik
Peranan mikroba
Peran positif
Produsen bahan obat, pangan, medis, bioremediasi
Peran negatif
Penyebab kerusakan dan menyebabkan penyakit (patogen)
Produk pangan hasil fermentasi MO
Aspergillus wentii
Monilia sitophilaRhizopus oryzae
Lactobacillus bulgaricus
Penicillium sp
Dinding sel
Terletak di luar membran sel Fungsi : memberi bentuk pada sel serta
menjaga keutuhan sel Struktur dapat berubah apabila terjadi
penggunaan antibiotik irrasional
Fungsi Membran sel
Lalu lintas zat dari dan ke dalam sel Reseptor Tempat berlangsungnya reaksi kimia
Kapsul dan sitoplasma
Kapsul
- Terdiri atas polipeptida/polisakarida
- Berperan pada saat perlekatan bakteri dan mencegah fagositosis
Sitoplasma
Berisi air, protein dan ribosom
Flagel dan endospora
Flagel : Membantu pergerakan
Endospora : melindungi sel dari kondisi yang tidak menguntungkan
Pendahuluan
Mikroba memiliki sifat kosmopolit Ekologi mikroba meliputi bahan pangan,
lingkungan, makhluk hidup Hubungan mikroba dengan inangnya dapat
bersifat menguntungkan atau merugikan
Bakteri
- Mikroskopik (Panjang 1,0 - 5,0 µ dan tebal 0,2 – 1,5 µ
Kosmopolit Heterotrof/autotrof Bersimbiosis dengan organisme lain Reproduksi dengan membelah diri dan
paraseksual (transformasi, transduksi dan konyugasi)
Dasar Klasifikasi bakteri
Pewarnaan
Bakteri gram positif dan bakteri gram negatif
Aktivitas metabolik
Bakteri aerob, bakteri anaerob dan fakultatif anaerob
Berdasarkan morfologi
Bakteri coccus, basil dan spiral
Klasifikasi pada bakteri
Kingdom: Prokariotik Divisi : Monera Class: Bakteri Order : Actinomycetales Family : Mycobacteriaceae Genus : Mycobacterium Species : Mycobacterium tuberculosis
Dinding sel
Terdiri atas peptidoglikan Berdasarkan peptidoglikan --- bakteri gram
(+) dan bakteri gram (-) Fungsi : poteksi, pembelahan sel, biosintesis,
determinan permukaan antigen bakteri, aktivitas endotoksin non spesifik
Ciri-ciri jamur
Bentuk bervariasi Saprofit Non klorofil Reproduksi secara seksual/aseksual Tubuh tersusun atas hifa Habitat di tempat lembab
Tipe jamur berdasarkan selnya
Jamur uniseluler (cth : Saccharomyces sp)
Jamur multiseluler (Lepiota sp)
Peranan jamur
Menguntungkan
sebagai bahan pembantu dalam bidang pangan dan industri
Merugikan
- patogen
Fungi/jamur
Tanpa klorofil Dinding sel tersusun atas selulosa/kitin Habitat di tempat lembab Kemoorganoheterotrof Tubuh tersusun atas hifa Soliter/bersimbiosis Reproduksi dengan spora, budding dan konyugasi.
Pembelahan sel Saprofit
Ciri umum virus
Ultramikroskopik Organisme paralihan Aseluler Parasit obligat intraseluler Berupa partikel (virion) Memiliki asam nukleat (DNA/RNA) Komponen kimiawi berupa protein, lipid dan karbohidrat Reproduksi dalam sel inang (Fase litik dan lisogenik)
Struktur kapsid
Nucleic Acid
Spike Projections
ProteinCapsid
Lipid Envelope
VirionAssociatedPolymerase
Dasar klasifikasi virus
Jenis asam nukleat : RNA atau DNA Beruntai tunggal atau ganda Envelop ada atau tidak Berdasarkan inangnya Ukuran dan morfologi Tipe simetri kapsid yaitu tipe ikosahedral,
helikal ataukah komplek
Jenis virus berdasarkan bentuk
Bulat (virus influenza dan HIV)
Oval (virus rabies) Batang (mozaic
tobacco virus) Polihidris (penyebab
demam) Kompleks
(bakterofage)
Peranan virusMenguntungkan - Rekombinasi gen
- Pembuatan vaksin
Merugikan Menyebabkan penyakit pada hewan, tumbuhan dan manusia
Pertumbuhan mikroba
Defenisi : Pertambahan jumlah/massa sel
Pengukuran jumlah sel (langsung dan tidak langsung)
Langsung : mengukur perubahan massa sel
Tidak langsung : kekeruhan pada medium
Mikroba berdasarkan suhu
Psikrofil
(suhu 0°– 30 °C, suhu optimum 15 °C), cth : bakteri Yang hidup di laut
Mesofil
(suhu 15° – 55 °C, suhu optimum 25° – 40 °C), cth : Escherichia coli dan Clostridium sp
Termofil
(suhu 40° – 75 °C, suhu optimum 50 - 65 °C). Cth : Bacillus sp
Mikroba berdasarkan pH
Mikroba Asidofil
hidup pada pH 2,0 – 5,0, Contoh : Kapang, khamir
Mikroba Mesofil (neurofil)
hidup pada pH 5,5-8,0. Contoh : bakteri Mikroba Alkalifil
hidup pada pH 8,4 – 9,5, contoh : Kapang
Mikroba berdasarkan kebutuhan karbon
Bakteri autotrof (fotosintetik dan kemosintetik)
Bakteri heterotrof
Nitrosomonas sp
Escherichia coli
Flora normal
Organisme yang ditemukan hidup secara alamiah dalam tubuh manusia
Meliputi bakteri, jamur dan protista
Tipe flora normal
Mikroorganisme normal/resident flora/indigenous
MO jenis tertentu yang biasanya ditemukan pada
bagian tubuh tertentu dan pada usia tertentu
Mikroorganisme sementara/transient floraMO nonpatogen/potensial patogen yang berada di kulit dan selaput lendir/mukosa selama kurun waktu beberapa jam, hari, atau minggu.
Peranan flora normal
Sumber infeksi opportunistik Immunostimulation Proteksi terhadap MO lain Nutrisi
Flora normal pada kulit
Micrococci, Diphtheroids, Propionibacterium
Staphylococcus
Staphylococcus aureus
Flora normal pada mata
Dipengaruhi oleh lizosim
Coynebacterium xerosis, Staphylococcus epidermidis dan Streptococcus non hemolitik.
Flora normal pada sal. pencernaan
108 bacteria/mL of saliva; potentially >700 species
Pada kolon banyak ditemukan Bacterioides, Lactobacillus, Fusobacteria dan Clostridia
Flora normal pada alat kelamin
Flora norma berupa Lactobacillus dan Candida albicans
Flora normal pada Vagina
Normal flora - Risks and Opportunistic
Clinical conditions that may be caused by members of the normal flora
Inhibitor flora normal
Pembersihan Pemanasan Penyinaran Penggunaan germisida Penggunaan pelarut lemak
Bakteri menyebabkan penyakit dengan cara
Melakukan invasi
Produksi toksin
Perantara (host)
• Bakteri mampu merusak jaringan, menggunakan enzim pencernaan
• Menghasilkan toksin yang larut dalam tubuh
• Pertahanan host, spt inflamasi
Prokaryotic and Host Interactions
Bacteria
Prokaryotic Cell
Control of virulence factors:(Pilin, capsule, invasins, toxins etc)
COLONIZATION INVASION
Pili or adhesins
Intracellular
Host
ReceptorAdherence blockers
Attachment
Terjadi interaksi antar molekul (reseptor) pada permukaan sel
Fimbrae dan kapsul serta adhesin berperan dalam hal ini
Colonization
Terbentuk lapisan tipis (monolayer) pada pemukaan host
Bakteri mensekresikan Polysaccharide Intercelluler Adhesin (PIA), Accumulation Assosiated Protein (AAP)
Terjadi detachment/pelepasan senyawa toksin dan degradasi makromolekul ekstraseluler kerusakan jaringan
Port of entry mikroba
Membran mukosa
Kulit
Saluran respirasi, saluran cerna, saluran urogenitalia
Plasenta
Port of entry
microba
Figure 14.3 Routes of entry for invading pathogens
Brokenskin
Insectbite
Anus
Ear
Conjunctivaof eye
Nose
Mouth
Placenta
Vagina
In males:Penis
Urethra
Sensor
Figure 14.11 Portals of exit
Ear (earwax)
Broken skin(blood)
Skin(flakes)
Anus(feces)
Urethra(urine)
Seminal vesicles(semen and lubricating secretions)
Eyes(tears)
Nose (secretions)
Mouth(saliva, sputum)
In females:Mammary glands(milk, secretions)
Vagina(secretions, blood)
Sumber infeksi nosokomial
- Dokter / Perawat Sakit / Carrier - Penderita lain Sakit / Carrier - Penderita sendiri Flora normal tubuh - Lingkungan Alat / Bahan tercemar, Ruangan.
Faktor yang mempengaruhi penyebaran infeksi nosokomial
Faktor endogen Faktor eksogen
Umur. Sex, penyakit penyerta, sistem imun
Lingk. RS. Perawat, alat medis, lama perawatan
MO yg dapat menyebabkan IN
Virus•Replikasi dalam sel inang•Stimulasi sistem imun•Mengubah pengaturan siklus sel
Fungi, protista dan
cacing
•Produksi enzim•Replikasi dalam sel host•Menyebabkan reaksi alergi/inflamasi
MO yang dapat menyebabkan IN
- Pseudomonas aeruginosa - Acinetobacter baumanni - Klebsiella pneumoniae - Escherichia coli - Enterobacter spp. - Proteus spp. - Serratia spp. - Legionella pneumophila
BAKTERI
Cara penularan sering terjadi melalui :
- Pembedahan
- Catheter intravenous
- Catheter kandung kemih
- Cairan intravenous
- Endotracheal tube
- Respirator/Ventilator
Infeksi Nosokomial dapat terjadi dengan cara
- Infeksi silang (Cross infection) - Infeksi endogen (Autoinfection)- Infeksi lingkungan (Environment infection)
Faktor penentu IN
- Susceptibility penderita terhadap infeksi
- Besarnya paparan mikroba
- Cara pemaparan mikroba
Kegiatan Petugas kesehatan yang rentan terhadap infeksi
Suntikan
Pengambilan darah
Tindakan kedokteran gigi
The Nature of Infectious Disease
Virulence Factors of Infectious Agents Extracellular enzymes
Secreted by the pathogenDissolve structural chemicals in the bodyHelp pathogen maintain infection, invade, and
avoid body defenses
© 2012 Pearson Education Inc.
Figure 14.9a Some virulence factors: Extracellular enzymes
Bacterium
Epithelialcells
Collagen layer
Invasive bacteriareach epithelialsurface.
Hyaluronidase and collagenase Coagulase and kinase
Extracellular enzymes
Hyaluronidase
Collagenase
Bacteria producehyaluronidase andcollagenase.
Bacteria invade deeper tissues.
BacteriumCoagulase
Clottingprotein
Clot
Kinase
Bacteria producecoagulase.
Clot forms. Bacteria later producekinase, dissolving clotand releasing bacteria.
The Nature of Infectious Disease
Virulence Factors of Infectious Agents Toxins
Chemicals that harm tissues or trigger host immune responses that cause damage
Toxemia refers to toxins in the bloodstream that are carried beyond the site of infection
Two types Exotoxins Endotoxins
© 2012 Pearson Education Inc.
Pengendalian MO
Defenisi : Segala kegiatan yang dapat menghambat dan menghilangkan MO
Tujuan
- Mencegah penyebaran
penyakit dan infeksi. - Membasmi MO pada
inang yang terinfeksi - Mencegah pembusukan
dan perusakan bahan
oleh MO
Pengendalian secara fisik
Panas lembab ---- koagulasi protein
- Uap bertekanan
- Sterilisasi bertingkat
- Air mendidih
- Pasteurisasi
Panas kering
- Udara panas (oven)
- Pembakaran
- Suhu rendah
(pendinginan & di bawah
titik 0)
- Pengeringan
- Radiasi (sinar UV, X dan
Gamma)
Pengendalian secara fisik
Filter bakteriologik Untuk bahan
termolabil seperti enzim, serum, vitamin dan antibiotik)
Ukuran pori : 0,01-1,0 um
Filter udara Menyaring udara Laminary air flow dan
masker
Filter bakteriologik
Menghilangkan mikroba maupun spora yang berasal dari udara dan air
Menggunakan membran berpori (0,01-1,0 µm )
Digunakan untuk bahan termolabil seperti vaksin, serum dan media
Pengendalian secara kimia
Desinfektan Antimikrobial Polar, non korosif Kemampuan seperti detergen Contoh : fenol, alkohol, antibiotik surfaktan,
aldehide, mercuri
Kondisi yang mempengaruhi kerja antimikroba
Beberapa faktor yang berperan penting terhadap efektivitas kerja antimikroba yaitu :
Population size Types of organisms Concentration of the antimicrobial agent Duration of exposure Temperature pH Organic matter Biofilm formation
Pengendalian secara kimia
Antiseptik Senyawa kimia yang melawan infeksi dan
menghambat pertumbuhan mikroorganisme pada jaringan
Defenisi Antimikroba
Segolongan senyawa (alami maupun sintetik) yang mampu menekan/menghentikan suatu proses biokimia di dalam tubuh MO
Substansi yang dalam konsentrasi rendah dapat menghambat pertumbuhan dan reproduksi bakteri dan fungi
Mekanisme kerja antibiotik
Menghambat sintesis dinding sel bakteri•Beta-laktam, penicilin, polypeptida, cephalosporin, ampicilin, oxacilin
Menghambat proses transkripsi dan translasiQuinolon, Rifamficin, Actinomycin D, Metronidazole, Lincosamides
Menghambat sintesis protein•Macrolide, Aminoglicoside, Tetracyclin, Kloramfenikol, Kanamycin, Oxytetracyclin
Menghambat fungsi membran sel•Ionymycin dan Vancomycin
Bersifat antimetabolit•Sulfonamide, Trimetoprim, Azaserine
Antimikroba berdasarkan strukturnya
Betalaktam (penicilin dan sefalosforin) Aminoglikosida (neomisin, vankomicin,
kanamicin) Tetrasiklin Makrolida (eritromycin) Sulfonamide (sulfametoxasol) Quinolon (fluoroquinolon, ciproflosasin) Antijamur (amfoterisin, ketokenazol)
Penyebab resistensi
Sintesis inaktivator o/MO Sintesis enzim inaktivator baru o/MO Peningkatan sintesis metabolit antagonis-
kompetitif terhadap antibiotik Pembentukan jalur metabolisme baru oleh
MO Perubahan komposisi ribosom sel MO
Dampak resistensi antimikroba
Lebih sulit disembuhkan Sakit lebih lama Butuh antibiotik lebih kuat Butuh biaya pengobatan lebih mahal
Penyebab kegagalan terapi antibiotik
Dosis yang kurang Waktu terapi kurang Fakor mekanik (abses, antigen dll) Salah menetapkan etiologi Faktor farmakokinetik Salah menentukan antibiotik Faktor pasien
Tugas persentase
1. Organel sel mikroba yang berhub. Dengan bidang farmasi
- Defenisi sel
- dinding sel, membran sitoplasma, kromosom, ribosom
2. Flora normal dan hospes
- Hub. Antara manusia dan mikroorganisme
- flora normal pada kulit, mata, sal pernafasan dan sal pencernaan
3. Patogenitas dan epidemologi mikroba
- Cara mikroba menyebabkan penyakit
- Cara virus menyebabkan penyakit
- Cara patogen memasuki dan meninggalkan tubuh
- Infeksi nosokomial
4. Pengendalian mikroorganisme
Tujuan pengendalian MO, pengendalian secara mekanik, fisika dan
bahan kimia
5. Agen anti mikroba dan anti infeksi
- interaksi antara antimikroba, mikroorganisme dan hospes
- prinsip kerja antimikroba dan resistensi antimikroba
- antibiotik, antiseptik dan desinfektan
6. Pengaruh ekologi mikroorganisme terhadap industri farmasi
- pengaruh atmosfer dan air terhadap industri farmasi
- perpindahan mikroorganisme
7. Pengujian mikroorganisme perbekalan farmasi makanan dan minuman
- Pendahuluan, defenisi, protokol pengujian, MO pada sediaan
makanan/minuman dan prosedur pengujian
8. Uji potensi antibiotik dan vitamin secara mikrobiologi
- pendahuluan, metode difusi, metode lempeng, penyiapan inokulum,
uji potensi antibiotik
9. Metode pengujian bahan baku dan pembawa obat
- pendahuluan, kontaminasi bahan baku, pengujian bahan baku dan
pembawa obat
10. Pengujian obat-obat non steril
- pendahuluan, pencemaran MO sediaan non steril, Prosedur pengujian
11. Pengujian obat tradisional dan kosmetik
- pendahuluan, sediaan kosmetik, obat tradisional ,uji MO obat
tradisional dan uji MO sediaan kosmetik