Mikrobiologi Farmasi

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

Penilaian

- Absensi

- Pemahaman

- Soft Skill

PENDAHULUANMATERI 1

Defenisi dan ruang lingkup mikrobiologi farmasi

Defenisi

Ilmu yang mempelajari mikroba/makhluk hidup berukuran kecil/ mikroorganisme dan peranannya dalam ilmu farmasi

Mikroorganisme

Bakteri Virus

Jamur/fungiAlga

Ruang lingkup mikrobiologi farmasi

Orientasi taksonomi Orientasi habitat Orientasi masalah

Ruang lingkup mikrobiologi farmasi : taksonomi

Biologi Immunologi

Bakterio

logi Virologi Mikolo

gi Parasito

logi

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 Penemuan Mikroskop

Antoni Van Leeuwenhoek

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

Kerugian akibat mikroba

SEL DAN ORGANEL SELMateri 2

Defenisi sel

Unit dasar kehidupan Penyusun terkecil makhluk hidup

Sel berdasarkan ada tidaknya membran inti

Struktur Sel Bakteri

Dinding sel

Terletak di luar membran sel Fungsi : memberi bentuk pada sel serta

menjaga keutuhan sel Struktur dapat berubah apabila terjadi

penggunaan antibiotik irrasional

29

Dinding sel

Struktur membran sel

Fungsi Membran sel

Lalu lintas zat dari dan ke dalam sel Reseptor Tempat berlangsungnya reaksi kimia

Ribosom

Organel sintesis protein Terdiri atas ribosom

unit kecil dan ribosom unit besar

Kromosom

Pembawa informasi genetik ke generasi berikutnya

Replikasi sel Sintesis protein

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

Pili

Membantu pelekatan pada hospes Sebagai jembatan sitoplasma

pada saat reproduksi sel

37

Bentuk-bentuk bakteri

FLORA NORMAL SERTA HUBUNGAN HOSPES DENGAN LINGKUNGAN

MATERI 3

Pendahuluan

Hubungan antara manusia dengan mikroorganisme :

- Menguntungkan

- Merugikan

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

Keberadaan Flora normal

Kulit

Mata

Alat

kelaminSal. pernafasan

Jumlah Normal flora

Human body 1013 cells 1014 bacteria

Relationship between normal flora and host

Table 14.2 Some Resident Microbiota

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. Pernafasan (hidung)

Corynebacteria Staphylococcus Streptococcus

Flora normal pada hidung

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

PATOGENITAS DAN EPIDEMOLOGI MIKROORGANISME

Materi 4

Pendahuluan

Patogenitas : kemampuan suatu mikroorganisme untuk menyebabkan penyakit

Bakteri menyebabkan penyakit dengan cara

Melakukan invasi

B

a

k

teri

m

a

m

p

u

m

er

u

sa

k

jari

n

g

a

n

,

m

e

n

g

g

u

n

a

k

a

n

e

n

zi

m

p

e

n

cer

n

aa

n

Produksi toksin

Menghasilkan toksin yang larut dalam tubuh

Perantara (host)

•Pertahanan host, spt inflamasi

Tahapan Infeksi bakteri

attachment colonization invasion

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

Figure 14.5 The adhesion of pathogens to host cells-overview

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

Mekanisme pembentukan biofilm/lapisan koloniPada Staphylococcus epidermidis

Invasion

sel bakteri mulai meninggalkan host untuk mencari host yang baru

Biofilm yang terbentuk pada kulit mengakibatkan infeksi

Figure 14.6 Dental plaque

Transmisi mikroba

Kontak

Prasarana

Vektor

Port of entry mikroba

Membran mukosa

Kulit

Saluran respirasi, saluran cerna, saluran

urogenitaliaPlasenta

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

Portal of exit microba

Mulut Sal. ekskresi

Alat kelamin darah

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)

Defenisi

Infeksi yang muncul selama pasien di rawat di RS

Terjadi setelah 72 jam dirawat

Sejarah

Pertama kali ditemukan oleh Ignaz semmelweis (1847)

Sumber infeksi nosokomial

- Dokter / Perawat Sakit / Carrier - Penderita lain Sakit / Carrier - Penderita sendiri Flora normal tubuh - Lingkungan Alat / Bahan tercemar, Ruangan.

Infeksi nosokomial

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

• Replikasi dalam sel inang• Stimulasi sistem imun• Mengubah pengaturan

siklus sel

Virus

• Produksi enzim• Replikasi dalam sel host• Menyebabkan reaksi

alergi/inflamasi

Fungi, protista

dan cacing

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

Figure 14.12 Droplet transmission

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

Orang-orang yg beresiko

Kegiatan Petugas kesehatan yang rentan terhadap infeksi

Suntikan

Pengambilan darah

Tindakan kedokteran gigi

Persalinan Pembersihan cairan

Tindakan bedah

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.

Pencegahan infeksi nosokomial

Dekontaminasi tangan Sterilisasi

Pencegahan infeksi nosokomial

Penggunaan sarung tangan dan masker

Pengelolaan limbah

PENGENDALIAN MIKROORGANISME

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

Cara pengendalian mikroorganisme

Secara kimia Secara fisika Secara mekanik ----- filter

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)

Autoclave

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

Antimikroba Antiviral Antifungi Antibiotik Antiinfeksi

AGEN ANTIMIKROBA DAN ANTI INFEKSI

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

Antimikroba berdasarkan sifat kerja

Bakterisidal

Bakteristatik

Mekanisme kerja antibiotikMenghambat 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

Bakteri gram

Figure 20.2

Antimikroba berdasarkan strukturnya

Betalaktam (penicilin dan sefalosforin) Aminoglikosida (neomisin, vankomicin,

kanamicin) Tetrasiklin Makrolida (eritromycin) Sulfonamide (sulfametoxasol) Quinolon (fluoroquinolon, ciproflosasin) Antijamur (amfoterisin, ketokenazol)

Antimikroba berdasarkan daya basminya

Spektrum luas

Spektrum sempit

Efektivitas antibiotik

Resistensi antimikroba

Suatu keadaan tidak terganggunya kehidupan MO akibat antibiotik

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

Metode pengujian antibiotik

Metode lempeng

menggunakan kertas cakram atau selinder baja, efek difusi antibiotik pada medium agar.

Metode tabung

turbidimetri, efek larutan antibiotik terhadap turbiditas mikroba

Hasil pengujian antibiotik

Pengujian antibiotik resisten

PENGARUH EKOLOGI MIKROORGANISME TERHADAP INDUSTRI FARMASI

Pendahuluan

Kualitas produk farmasi dipengaruhi oleh lingkungan

MO pada produk akhir farmasi menunjukkan asal pencemaran

Kontaminan berupa patogen

Tumbuh bersama pengawet

Kerusakan produk farmasi

MO di atmosfer

Untuk tumbuh MO memerlukan air Jumlah MO di atmosfer dipengaruhi

o/aktivitas di sekitar dan debu Dapat menempati debu dan fisik manusia

Figure 14.12 Droplet transmission

Peningkatan Jumlah MO di atmosfer

Pengolahan (pembagian, pencampuran dan penambahan bahan)

Pengemasan

Penurunan jumlah MO di atmosfer

Filtrasi Desinfeksi kimia Penyinaran UV

Penurunan jumlah MO di atmosfer

Desinfektan Terbatas Menyebabkan iritasi

Radiasi sinar UV Aktif pada beberapa

sumber kontaminan Resistensi bakteri dan

fungi

Terima kasih

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

Penilaian persentase

Kehadiran anggota kelompok Kesesuaian materi Isi Tampilan slide Kemampuan untuk menyampaikan materi Waktu persentase (30 menit)