Membran Plasma Bakteri Bakteri merupakan salah satu anggota kelompok prokariota, selain mikoplasma. Organisasi seluler bakteri lebih sederhana dibandingkan dengan organisme yang tergolong eukariota, seperti fungi, tumbuhan dan hewan. Prokariota merupakan organisme yang memiliki organisasi seluler sebagian uniseluler, ukuran sel 1-10 mikrometer dan tidak memiliki organela. Oleh karena itu, membran plasma pada prokariota juga merupakan membran sel yang terdapat di bagian terluar, artinya sel prokariota hanya memiliki satu kompartemen yang diselubungi oleh membran plasma. Membran plasma pada prokariota berfungsi membatasi isi sel dari lingkungannya atau sebagai pembatas lingkungan luar dari lingkungan dalam sel, dan melakukan semua tugas membran plasma, termasuk pemompaan ion, sintesis ATP, maupun sintesis lipida, pengatur permeabilitas secara selektif, pembatas sel secara mekanik, transpor nutrien dan hasil ekskresi, tempat berlangsungnya proses metabolik (respirasi, fotosintesis) dan deteksi isyarat dari lingkungan bagi proses kemotaksis. Sel prokariota diselubungi oleh komplek kimia dinding sel. Di sebelah dalam dinding dinding sel terdapat suatu ruangan yang disebut ruang periplasmik, yang memisahkan dinding sel prokariota dengan membran plasma. Membran plasma ini dapat mengalami invaginasi membentuk struktur membran dalam yang sederhana. Oleh karena sel prokariota tidak memiliki organela berselaput, maka secara morfologi bagian dalam dari sel ini tampak sederhana. Membran plasma prokariota terdiri protein dan lipida dengan proporsi yang sangat bervariasi (Issoegianti, 1993 ; Prescott et al , 1999). Membran plasma bakteri terdiri dari lipida lapis rangkap. Ujungujung hidrofobik dari fosfolipida dan trigliserida mengarah ke dalam dan kepalanya mengarah keluar. Oleh antaraksi antara residu asam lemak lipida dan antaraksi elektrostatik antara kepala hidrofil membran ini, maka membran distabilkan. Di dalam lapisan rangkap ini tersisipkan protein yaitu protein integral membran. Protein membran plasma bakteri dapat terbenam sebagian atau mempenetrasi membran seluruhnya. Protein lain tersemat
pada membran
dan dinamakan protein perifer membran. Seperti halnya halnya pada prokariota lain atau pada eukariota, membran plasma bakteri mempunyai fungsi metabolisme tertentu. Membran plasma merupakan lokasi sistem transpor aktif dan sistem
permease (kemampuan untuk ditembus) oleh substrat spesifik. Sistem mozaik zalir (lapisan-lapisan tipis lipida dari selaput elementar yang tertutup ditaburi oleh jembatan-jembatan protein) dan protein yang merupakan pori- pori yang menjalankan pengaturan transpor zat, merupakan struktur dasar membran plasma bakteri yang sangat penting (Schlegel dan Schmidt, 1994). Membran plasma bakteri berbeda dari membran plasma eukariota karena pada membran plasma bakteri tidak mengandung sterol, seperti kolesterol. Namun demikian, membran plasma bakteri memiliki molekul serupa sterol pentasiklik yang disebut hopanoid. Hopanoid disintesis dari prekursor yang sama seperti
steroid. Seperti steroid pada eukariotik, steroid pada membran
plasma bakteri berfungsi menstabilkan membran plasma bakteri (Prescott et al , 1999).
(a)
HO
(b)
OH
OH
OH
OH
Gbr. 3. (a). Cholesterol (steroid) ; (b). Bacteriohopanetetrol (hopanoid) pada membran plasma bakteri
Antibiotik yang Mengganggu Keutuhan Membran Sel Bakteri
Salah satu target antibiotik yaitu mengganggu keutuhan membran sel Bakteri. Mekanismenya yaitu molekul lipoprotein dari membran plasma (di dalam dinding sel) dikacaukan sintesanya, sehingga menjadi lebih permeabel dan zat-zat penting dari isi sel dapat merembes keluar (Tjay dan Rahardja, 2007). Obat yang termasuk dalam kelompok ini ialah polimiksin, golongan polien serta berbagai antimikroba kemoterapeutik. Polimiksin sebagai senyawa amonium-kuartener dapat merusak membran sel setelah bereaksi dengan fosfat pada fosfolipid membran mikroba. Polimiksin tidak efektif terhadap kuman Gram-positif karena jumlah fosfor bakteri ini rendah. Gram-negatif yang menjadi resisten terhadap polimiksin, ternyata jumlah forfornya menurun (Tjay dan Rahardja, 2007).
ANTIBIOTIK GOLONGAN POLIPEPTIDA
Kelompok ini terdiri dari polimiksin B, polimiksin E (=kolistin), basitrasin dan gramisidin, yang bercirikan struktur polipeptida siklis dengan gugusan amino bebas. Berlainan dengan antibiotika lainnya yang diperoleh dari jamur, obat-obat ini dihasilkan oleh sejenis bakteri. Polimiksin hanya aktif terhadap kuman Gram-negatif termasuk Pseduomonas, sedangkan basitrasin dan gramisidin terutama aktif terhadap kuman Gram-positif (Tjay dan Rahardja, 2007). Khasiat
bakterisidnya
berdasarkan
aktivitas
permukaan
dan
kemampuannya untuk melekatkan diri pada membrane sel bakteri, sehingga permeabilitas sel meningkat dan akhirnya sel meletus. Kerjanya tidak tergantung dari keadaan membelah tidaknya kuman, maka dapat dikombinasi dengan antibiotika bakteriostatis, seperti kloramfenikol dan tetrasiklin. Penggunaan. Antibiotika ini sangat toksis bagi ginjal, polimiksin juga bagi organ pendengaran. Oleh karena ini penggunaan parenteralnya pada infeksi Pseudomonas kini sudah ditinggalkan dengan adanya antibotika lain yang lebih aman, seperti gentamisin dan sefalospporin. Resorpsinya dari usus praktis nihil, maka kini terutama digunakan secara
topikal pada infeksi kulit, mata dan telinga, sering kali bersama antibiotika lain atau kortikoid. Polimiksin B Polimiksin merupakan suatu peptide yang di dalamnya terdapat satu ujung
molekul larut lipid dan ujung molekul yang lain larut air. Masuknya polimiksin dalam membrane plasma fungi akan menyebabkan gangguan antara lapisanlapisan membrane plasma. Ujung larut air polimiksin akan tertinggal di luar membrane, sedangkan ujung larut lemak akan berada di dalam membrane dan menyebabkan gangguan antara lapisan-lapisan membrane yang memungkinkan lalu-lintas substansi bebas keluar-masuk sel. Antibiotik golongan polimiksin terdiri dari polimiksin B dan kolistin. Struktur kimia golongan ini tidak ada kaitannya dengan antibiotika lain. Pemberian per oral tidak diabsorbsi. Penggunaannya hanya untuk pemakaian lokal. Diberikan per oral atau topikal, dan jarang digunakan parenteral karena efek nefrotoksiknya yang kuat. Antibiotik ini juga mempunyai efek penting terhadap bakteri Gram negatif. Kolistin hampir tidak pernah digunakan lagi.
Aktivitas Antibakteri dan Mekanisme Kerja
Polimiksin B dan kolistin aktif terhadap berbagai kuman Gram negatif, seperti Pseudomonas
aeruginosa
(paling
sensitif), E.coli,
Haemophilus,
Klebsiella, Enterobacter, Salmonella, Shigella, Pasteurella, Bordetella, dan Vibrio. Kedua obat ini bersifat bakterisid yang bekerja dengan mengganggu fungsi pengeturan osmosis oleh membran sitoplasma bakteri. Resistensi jarang terjadi.
Nistatin dan amfoterisin B memiliki struktur lingkar yang besar
disebabkan adanya sejumlah ikatan ganda dan sering disebut sebagai antibiotik polien. Antibiotik ini bergabung dengan ergosterol yang terdapat pada membrane sel fungi dengan menimbulkan gangguan dan kebocoran sitoplasma.
MEKANISME
Obat anti jamur memiliki beberapa titik tangkap pada sel jamur, salah satunya yaitu sterol membran plasma : ergosterol dan sintesis ergosterol. Ergosterol adalah komponen penting yang menjaga integritas membran sel jamur dengan cara mengatur fluiditas dan keseimbangan dinding membran sel jamur. Ergosterol tidak terdapat pada sel hewan atau tumbuhan. 1. Mekanisme Secara Langsung
Obat Ergosterol dan Chanel Ion
Permeabilitas terganggu
Kebocoran Kalium
Kematian Sel
Departemen Farmakologi dan Terapeutik FKUI. Farmakologi dan Terapi. 2007. UI Press : Jakarta. Enzo, Life Sciences. 2013. Structure of Nystatin. http://www.doctorfungus.org/thedrugs/images/fig_nystatin.gif Enzo, Life Sciences. 2013. Structure of Polymyxin B. http://static.enzolifesciences.com/fileadmin/files/formula/380-040.gif Issoegianti R. 1993. Biologi Sel . Yogyakarta : Fakultas Biologi, Universitas Gadjah Mada. Lehninger, A.L. 1982. Principles of Biochemistry. New York : Worth Publishers, Inc. Pratiwi, S, T. Mikrobiologi Farmasi. 2008. Erlangga : Jakarta Prescott, L.M., J.P. Harley and D.A. Klein. 1999. Microbiology. Boston : The McGraw Hill Companies Inc. Schlegel,
H.G.,
and
K.
Schmidt.
1994.
Mikrobiologi
(Terjemahan). Yogyakarta : Gadjah Mada University Press.
Umum
Tjay, H, T dan Rahardja, K. Obat-Obat Penting. 2007. PT. Elex Media Komputindo : Jakarta Wolfe, S.L. 1993. Molecular and Cellular Biology. Belmont, California Wadsworth Publishing Company. A Division of Wadsworth Inc.
Tegar Jolandraw 260110090054 Dikky Heryanto 260110100124 Desi
