Bakteri Tanah Penghasil Antibiotik

Penicillin dan Mikroba

            Apakah Penicillin itu? Siapa yang tidak kenal dengan Penicillin? Penulis rasa kalian pasti sudah mengetahuinya. Ya meskipun ada yang belum tahu, tenang saja pasti penulis akan memberi wawasan kepada kalian tentang  Penicillin ini dan apa ada hubungannya dengan mikroba. Mari kita bahas bersama-sama :)

Penicillin itu merupakan kelompok antibiotik. Siapa yang tidak kenal dengan antibiotik? Antibiotik berasal dari kata “anti dan bios” yang berarti hidup atau kehidupan. Antibiotik merupakan suatu zat yang dapat membunuh atau melemahkan suatu mikroorganisme, seperti bakteri, parasit, atau jamur. Jadi, antibiotik merupakan zat yang dibutuhkan saat terserang infeksi mikroorganisme tersebut. 

Penggunaan antibiotik pada masa sekarang sudah menjadi hal yang biasa. Jika kita perhatikan kondisi di masyarakat, ada kecenderungan orangtua memberikan antibiotik kepada anak tanpa menunggu resep dari dokter. Bahkan, setiap pasien dapat membeli antibiotik di apotek dengan berbekal pengalaman “pernah minum obat tersebut saat pergi ke dokter”. Setelah merasakan keampuhannya, kebanyakan pasien akan membeli antibiotik saat mereka atau anggota keluarganya demam meski demam yang terjadi baru berlangsung satu hari, terkadang pemberian antibiotik akan dihentikan segera setelah demam pada anak turun. Fenomena diatas tadi sudah sangat sering terjadi di sekitar kita. Bisa terjadi pada siapa saja, entah orang biasa, tukang sapu, tukang ojek, atau orang berpendidikan tinggi sekalipun. Seseorang dengan intelektual tinggi belum tentu memahami atau mengerti secara mendalam tentang kesehatan, khususnya pemahaman tentang antibiotik ini. Celakanya lagi, terkadang terdapat pelayanan dirumah sakit mendukung praktik pemberian antibiotik secara irasional. Alhasil, tubuh kita menjadi resisten terhadap antibiotik jenis tertentu. Padahal, setiap golongan antibiotik bekerja sangat spesifik terhadap proses penyembuhan suatu penyakit. Satu golongan antibiotik tertentu hanya mampu membunuh jenis bakteri tertentu. Wah HEBAT sekali bukan?

Ingat teman-teman semua!!! Antibiotik ini hanya bisa membunuh bakteri bukan virus yaaa :)

Penicillin merupakan suatu asam organik, berbentuk kristal, berwarna putih yang sedikit larut dalam air tetapi larut baik dalam pelarut organik. Penicillin merupakan salah satu antibiotik yang paling efektif selama dekade  ini. Peningkatan kebutuhan medis akan Penicillin telah membuka peluang bagi  pengembangan industri pembuatan Penicillin secara komersial yang menuntut  peningkatan kualitas dan kuantitas dari Penicillin yang dihasilkan. Perbaikan kualitas  dan kuantitas Penicillin dapat tercapai apabila parameter-parameter metabolik dari  proses fermentasi adalah optimum (Sarah, M. 2002).

Alexander Fleming

Bagaimana penjelasan di atas apa sudah cukup jelas? Eits tunggu dulu, Penicillin juga memiliki asal muasal loh, jadi begini Penicillin itu dulu ditemukan oleh pak Alexander Fleming tahun 1928 dan kemudian dikembangkan oleh Harold Florey pada tahun 1938. Penicillin telah diproduksi dan dipasarkan pada tahun 1944 . Selanjutnya Jarvis  dan Johnson (1950) yang kemudian dilanjutkan oleh Dewey dan Hospotka   (1980)   yang   melakukan   penelitian untuk membuat Penicillin dengan melakukan cara fermentasi dari jamur P. chrysogenum yang digunakannya.

                                                                                                         

Mereka sebenarnya secara kebetulan saja menemukan Penicillin ini, mereka sebenarnya melakukan penelitian terhadap bakteri yang namanya staphylococcus di laboratorium rumah sakit St. Mary’s di London. Nah, Pak Alexander Fleming ini mengamati suatu jamur yang mengkontaminasi kulturnya menyebabkan bakteri yang ditumbuhkan  disekitarnya mengalami lisis atau mati. Kaldu tempat jamur tersebut tumbuh terlihat jelas bersifat menghambat banyak pertumbuhan bakteri. Pak Alexander Fleming menyelidiki itu, sebenarnya jamur apa yang diteliti? Pasti kalian bingung.  Akhirnya ditemukanlah bahwa bakteri itu bernama Penicillium notatum karena itu dinamakanlah senyawa yang bisa membunuh bakteri itu dengan nama Penicillin.

Nah, teman-teman semua, dari berbagai sumber yang penulis baca bahwa Penicillin merupakan kelompok antibiotik yang ditandai oleh adanya cincin β-laktam dan diproduksi oleh berbagai jenis jamur (eukariot) yaitu dari jenis Penicillium, Aspergillus, serta oleh beberapa  prokariot  tertentu  (Madigan  el  al.,  2000). Menurut Omura (1984) dalam Demain (1996) menyatakan bahwa kira-kira 10.000 metabolis sekunder telah ditemukan struktur kimianya yang tersusun oleh cincin β-laktam, peptid siklik yang terdiri dari asam amino dan senyawa nonprotein, gula dan nukleosida, ikatan tidak jenuh dari poliasetilen dan polien, serta cincin makrolida besar.

Penicillin  diproduksi  oleh  beberapa  jenis  jamur  antara  lain  jamur  Penicillium notatum, Penicillium chrysogenum, dan lain-lain, serta beberapa jenis Streptomyce (Pyatkin, 1967; Brakhage, 1998). Penicillium chrysogenum adalah salah satu mikroorganisme yang penting dalam bidang industri terutama dalam menghasilkan Penicillin yang merupakan salah satu antibiotik  komersil yang utama (Pyatkin, 1967; Brakhage, 1998).

Penicillium notatum

Penicillium chrysogenum

Menurut Volk & Wheeler, 1984 Penicillin memiliki keunggulan yang sangat menonjol dalam mengeluarkan tindakan mematikan pada organisme yang rentan dengan menghambat sintesis peptidoglikan dinding sel mikroorganisme sehingga dinding sel bakteri yang terbentuk akan melemah yang akhirnya dapat mematikan bakteri tersebut. Luar biasa bukan teman-teman? :)

Nah, teman-teman sekalian, penulis akan menunjukkan bagaimana dan seperti apa struktur Penicillin itu. Penicillin merupakan kelompok antibiotik β-laktam yang memilki rumus molekul R-C9H11N2O4S, dengan R adalah rantai samping yang beragam. Gugus R ini merupakan gugus asam amino bebas yang dapat mengikat berbagai radikal.

                                                                   Struktur Penicillin

Penicillin aktif melawan pertumbuhan banyak spesies bakteri, terutama bakteri yang bersifat gram positif dan bakteri gram negatif.

Apa sih bakteri yang bersifat gram positif dan gram negatif itu? Pasti kalian berpikir bahwa gram itu hanya ada di pelajaran matematika :D. Jangan salah, ternyata bukan hanya pada matematika saja, tetapi bakteri yang tak terlihat oleh kita pun memiliki gram tentunya bakteri gram positif dan gram negatif. Begini teman-teman, ternyata bakteri gram positif itu adalah bakteri yang mempertahankan zat warna metil ungu sewaktu proses pewarnaan Gram. Bakteri jenis ini akan berwarna biru atau ungu di bawah mikroskop, sedangkan bakteri gram-negatif akan berwarna merah atau merah muda. Perbedaan klasifikasi antara kedua jenis bakteri ini terutama didasarkan pada perbedaan struktur dinding sel bakteri.

Menurut Bapak Waluyo 2004, sifat-sifat Penicillin yang harus dimiliki adalah :

1.      Menghambat atau membunuh patogen tanpa merusak inang (host)

2.      Bersifat bakteriosidal dan bukan bakteriostatik

3.      Tidak menyebabkan resistensi pada kuman

4.      Larut di dlam air dan bersifat stabil.

Hal yang dapat kalian ketahui bahwa terdapat produksi terhadap Penicillin. Menurut Crueger dan Crueger 1990 produksi Penicillin menggunakan penicillium chrysogenum berlangsung dari 0-140 jam (sekitar 5-6 hari). Fase pertumbuhan Penicillin mempunyai jangka waktu sekitar 40 jam. Selama waktu tersebut, massa sel dibentuk. Setelah fase pertumbuhan (logaritma) berlangsung, tahap produksi Penicillin sebenarnya dimulai. Pemberian nutrien, seperti glukosa dan nitrogen di dalam berbagai komponen medium kultur dapat memperlama tahap produksi Penicillin, dari 120-180 jam.

Selain pola pertumbuhan Penicillin terdapat faktor-faktor yang mempengaruhi produksi Penicillin loh teman-teman, faktor-faktor tersebut adalah tersedianya nutrien, air, suhu, oksigen, pH, adanya zat-zat penghambat, dan adanya mikrobia lain (Fardiaz, 1992).

Suhu merupakan salah satu faktor penting dalam kehidupan mikrobia.

.           Hal yang perlu kalian ketahui juga adalah bahwa Penicillin mencegah bakteri Gram-positif dari pembentukan peptidoglikan, komponen utama dari dinding sel. Tanpa peptidoglikan, tekanan internal menyebabkan bakteri membengkak dan meledak.

Penicillin tidak satu antibiotik, tapi sebuah keluarga antibiotik. Keluarga termasuk Penicillin F, Penicillin G, dan Penicillin X, serta ampisilin, amoksisilin, nafcillin, dan tikarsilin. Yang pertama Penicillin berasal dari jamur Penicillium hijau, tapi kebanyakan Penicillin sekarang diproduksi dengan cara sintetis. Beberapa digunakan untuk melawan bakteri Gram-negatif.

            Orang alergi terhadap Penicillin dapat menderita reaksi alergi lokal atau reaksi seluruh tubuh yang dikenal sebagai anafilaksis. Penggunaan jangka panjang dari Penicillin mendorong munculnya bakteri resisten Penicillin karena bakteri ini menghasilkan Penicillinase, enzim yang mengubah asam Penicillin untuk penicilloic.

            Penicillin mempunyai peran aktif dalam zat antibiotik khususnya dalam bidang kesehatan, tetapi penggunaan antibiotik yang berlebihan dapat menimbulkan banyak masalah. Efek yang ditimbulkan dapat bersifat jangka panjang untuk beberapa jenis antibiotik. Apabila antibiotik seperti Penicillin, digunakan tidak sesuai dengan aturan pemakaian yang benar, atau digunakan kurang dari lama waktu yang seharusnya, maka bakteri akan membentuk sistem pertahanan terhadap antibiotik tersebut. Rantai pertahanan tersebut akan dengan mudahnya menetralkan efek Penicillin ketika kuman kontak kembali dengan penicillin. Dengan demikian obat tersebut menjadi tidak efektif. Ketika suatu bakteri menjadi resisten atau kebal terhadap suatu obat, maka obat tersebut menjadi tidak berguna. Akibatnya, dibutuhkan obat antibiotik yang lebih kuat untuk membasmi bakteri tersebut. Sayangnya, proses terjadinya resistensi terhadap antibiotik lebih cepat terjadi dibandingkan dengan proses pembuatan suatu produk antibiotik yang baru oleh perusahaan farmasi.

Perlu kalian ketahui, jika reaksi alergi terhadap antibiotik meningkat itu dikarenakan penggunaan antibiotik yang berlebihan. Biasanya hanya 5 % - 10 % orang yang akan memberikan reaksi alergi terhadap antibiotik dan umumnya pada penicillin. Reaksi alergi yang timbul bentuknya bervariasi, mulai dari kemerahan pada kulit (rash), hingga muncul reaksi anafilaksis yang menyebabkan pembengkakan pada saluran pernapasan. Reaksi yang tadi tidak hanya muncul akibat penggunaan Penicillin saja tetapi berlaku juga untuk golongan antibiotik yang lain. Jadi kita harus berhati-hati dalam penggunaan antibiotik ini. Penggunaan antibiotik seharusnya menjadi solusi terakhir, dan bukan yang pertama.

Dengan cara ini maka antibiotik sesuai kebutuhan dan indikasi, bukan untuk setiap masalah kesehatan sehingga masalah resistensi antibiotik dapat ditanggulangi. Ingat! pemberian antibiotik secara efektif harus tepat jenis, tepat dosis, tepat frekuensi, dan tepat waktu pemberiannya. Dan untuk cara menghindari resistensi antibiotik dapat dilakukan dengan memberikan semua dosis antibiotik secara tepat waktu. Tujuannya agar semua bakteri dapat dibunuh dengan cepat dan efisien.

            Bagaimana teman-teman apakah kalian sudah paham dengan penjelasan di atas? Semoga artikel ini bermanfaat bagi pembaca. Penulis mohon maaf bila ada kesalahan dalam penulisan kata.

Referensi :

Brakhage, A.A., 1998, Molecular regulation of β-lactam Biosynthesis in Filametous Fungi, Microbiology and Molecular Biology Reviews,  Vol.62.No.3. USA, p. 547-585.

Crueger dan Crueger. 1990. Biotechnology A Text Book of Industrial Mikrobiology. 2 edition. Sinaver Associates Inc. Sunderland.

Fardiaz, Srikandi. 1992. Mikrobiologi Pangan. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan. PAU Pangan dan Gizi. Institut Pertanian Bogor.

Madigan,M.T., Martinko,J.M and Parker,J. 2000. Biology of Microorganisms. Ninth Edition. Upper.

Omura, S., & Tanaka, 1984, Biochemistry, Regulation and Genetics of Macrolide

Production, dalam Omura S. (Ed.) Macrolide Antibiotics Chemistry, Biology and Practise. Academic Press., Orlando.

Pyatkin, K., 1967. Mikrobiology. MIR Publisher, Moscow

Sarah, M. 2002. Parameter Metabolik  Dalam Pembuatan Penisilin. Medan: USU digital library. Hal 1-2.

Volk dan Wheeler. 1984. Mikrobiologi Dasar Edisi Kelima Jilid I. Erlangga. Jakarta.

Waluyo, L., 2004. Mikrobiologi Umum. UMM Press. Malang

Anonim. Penggunaan Antibiotika dan  Bahayanya. http://milissehat.web.id/?p=1652 . 2011. Diakses pada tanggal 23 April 2015 pukul 20.02 WIB.

Bagus, Surya. Bioteknologi. http://bagus_surya-fisip12.web.unair.ac.id/artikel_detail-69086-Ilmu%20Alamiah%20Dasar-Bioteknologi.html . 2012. Diakses pada tanggal 23 April 2015 pukul 20.05 WIB.