Konsep Sterilisasi

Pengawasan terhadap mikroorganisme penyebab penyakit telah menjadi pemikiran para ahli semenjak penyakit-penyakit mulai dikenal. Berbagai macam substansi telah dicoba untuk memilih yang paling tepat guna menghilangkan pencemaran oleh jasad renik terhadap benda-benda baik hidup ataupun mati.
Bahan anti mikroba yang ditemukan memiliki keefektifan yang bermacam-macam, dan penggunaannya pun ditujukan terhadap hal-hal yang berbeda-beda pula.

Istilah-istilah berikut biasa digunakan dalam hubungan dengan zat antimikroba dan manfaatnya.
1. Antisepsis
Mencegah pertumbuhan atau aktivitas mikroorganisme baik dengan cara menghambat atau membunuh, dipakai untuk zat-zat kimia trhadap jaringan hidup.
2. Antiseptik
Zat kimia yang dipakai untuk maksud antisepsis
3. Disinfeksi
Membunuh organisme-organisme pathogen (kecuali spora kuman) dengan cara fisik atau kimia, dilakukan terhadap benda mati.
4. Disinfektan
Zat kimia yang dipakai untuk maksud disinfeksi.
5. Sterilisasi
Setiap proses (kimia atau fisik) yang membunuh semua bentuk hidup terutama mikroorganisme. Sterilisasi dapat dicapai dengan penyaringan (untuk cairan atau udara) atau melalui bantuan zat pembunuh mikroorganisme. Criteria kematian bagi mikroorganisme ialah ketidakmampuan untuk bereproduksi, bahan steril dapat mengandung sel-sel mikroorganisme utuh yang masih bermetabolisme.
Steril berarti bebas dari kehidupan apapun.

6. Bakteriostatik
Memiliki kemampuan menghambat perkembangbiakan bakteri; perkembangbiakan akan berlangsung lagi bila zat telah tiada.
7. Bakterisidal
Memiliki sifat mematikan bakteri. Kerja bakterisidal berbeda dari bakteriostasis dalam hal tidak dapat dipulihkan lagi; yaitu bakteri yang dimatikan tidak dapat lagi berkembang biak, meskipun sudah tidak terkena zat itu lagi. Dalam beberapa kasus zat tersebut menyebabkan lisis sel, dalam kasus lain sel tetap utuh dan bahkan dapat terus aktif secara metabolik.
8. Septik
Ditandai dengan adanya bakteri pathogen dalam jaringan hidup
9. Aseptik
Ditandai dengan tidak adanya bakteri pathogen

Baca Selengkapnya...

ENZIM DAN ENERGI METABOLISME

I. ENZIM
Kegiatan kimiawi yang dilakukan oleh sel amatlah rumit, mengingat demikian beragamnya bahan yang digunakan sebagai nutrient oleh sel dan berbagai ragam substansi yang disintesis menjadi komponen-komponen sel. Kegiatan seluler atau kehidupan di dalam sel seperti pertumbuhan, pembelahan sel, pembaharuan komponen sel dan lain-lain dapat dilakukan dengan bantuan enzim.

Enzim merupakan suatu substansi protein yang ada dalam sel dengan jumlah yang kecil dan mampu mempercepat reaksi kimiawi dimana enzim itu sendiri tidak ikut serta dalam reaksi tersebut dan tidak ikut berubah.
Enzim memiliki sifat-sifat umum, seperti berikut:
1. Enzim merupakan protein atau gabungan dengan koenzim dan apoenzim
2. sebagai biokatalisator, yaitu dapat menggiatkan atau mempercepat reaksi kimiawi.
3. bekerja secara spesifik atau khusus
4. bekerja secara bolak-balik
5. enzim tidak tahan terhadap temperature yang tinggi
6. kerja enzim dipengaruhi oleh pH, konsentrasi enzim, suhu, substrat, hasil akhir, zat penghambat (inhibitor), dan zat penggiat (activator).

Pada umumnya reaksi enzim dapat dinyatakan dengan persamaan reaksi sebagai berikut:

Gambar 1. Kerja enzim dalam mengubah substrat

Berdasarkan tempatnya enzim dikelompokkan menjadi 2 macam, yaitu:
1. Endoenzim, yaitu enzim yang terdapat di dalam sel untuk membantu dalam proses pencernaan dan perombakan zat makanan di dalam sel.
2. Eksoenzim, yaitu enzim yang dikeluarkan oleh sel untuk mengambil zat makanan yang ada di sekeliling sel.
Berdasarkan sifat dan substansi yang diuraikannya makan enzim dapat dikelompokkan menjadi:
1. Hidrolase, yaitu kelompok enzim yang menguraikan suatu zat dengan bantuan air, yang terdiri atas:
a. Karbohidrase, yaitu enzim-enzim yang menguraikan golongan karbohidrat, terdiri atas :
a) Amilase, yaitu enzim yang menguraikan amilum menjadi maltosa
b) Maltase, yaitu enzim yang menguraikan maltosa menjadi glukosa
c) Sukrase, yaitu enzim yang mengubah sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa
d) Laktase, yaitu enzim yang mengubah laktosa menjadi glukosa dan galaktosa
e) Selulase, yaitu enzim yang menguraikan selulosa menjadi selubiosa
f) Pektinase, yaitu enzim yang menguraikan pektin menjadi asam pektin.
b. Esterase, yaitu enzim-enzim yang memecah golongan ester, terdiri atas:
a) Lipase, yaitu enzim yang menguraikan lemak menjadi gliserol dan asam lemak
b) Fosfatase, yaitu enzim yang menguraikan suatu ester hingga terlepas asam fosfat.
c. Proteinase, yaitu enzim-enzim yang menguraikan golongan protein, seperti :
a) Peptidase, yaitu enzim yang menguraikan peptide menjadi asam amino
b) Gelatinase, yaitu enzim yang menguraikan gelatin
c) Rennin, yaitu enzim yang menguraikan kasein dari susu
2. Oksidase dan reduktase, yaitu kelompok enzim yang menolong dalam proses eksidasi dan reduksi, terdiri atas:
a. Dehidrogenase, yaitu enzim yang memegang peranan penting dalam pengubahan zat-zat organic menjadi hasil-hasil oksidasi.
b. Katalase, yaitu enzim yang menguraikan hidrogen peroksida (H2O2) menjadi air dan oksigen.
3. Desmolase, yaitu kelompok enzim yang menolong untuk memutuskan ikatan C – C, C – N, dan beberapa ikatan lainnya, terdiri atas:
a. Karboksilase, yaitu enzim yang mengubah asam piruvat menjadi asetaldehida.
b. Transaminase, yaitu enzim yang memindahkan gugusan amin menjadi asam amino.


II. ENERGI DAN METABOLISME
Metabolisme merupakan semua reaksi kimiawi yang dilakukan oleh sel yang menghasilkan energi dan menggunakan energi untuk sintesis komponen-komponen sel dan untuk kegiatan-kegiatan seluler seperti pergerakan. Metabolisme dapat dibagi menjadi dua kelompok, yaitu :
1. Desimilasi atau Katabolisme, yaitu reaksi kimiawi yang membebaskan energi melalui perombakan nutrient.
2. Asimilasi atau Anabolisme, yaitu reaksi kimiawi yang menggunakan energi untuk sintesis dan fungsi-fungsi sel lainnya.
Jadi reaksi desimilasi menghasilkan energi, dan reaksi asimilasi menggunakan energi. Energi merupakan kemampuan untuk melakukan kerja.
Mikroorganisme heterotrofik memperoleh energinya dari oksidasi senyawa-senyawa organik. Sedangkan mikroorganisme autotrofik memperoleh energinya dari cahaya. Dan mikroorganisme autotrofik kemosintetik mendapatkan energinya melalui oksidasi bahan organik seperti Fe dan NH3.
Selama berlangsungnya reaksi kimiawi, terjadi pembebasan atau penggunaan energi. Jumlah energi yang dilepaskan atau dipakai selama berlangsungnya suatu reaksi tersebut disebut perubahan energi bebas yang dilambangkan dengan ΔG. Perubahan energi bebas ialah jumlah energi yang tersedia atau berguna yang dilepaskan atau dipakai dalam suatu reaksi.
Satuan ΔG dinyatakan dalam satuan kalori. Bila ΔG bernilai negative (misalnya -8.000 kalori), maka reaksi tersebut membebaskan energi disebut eksergonik. Bila ΔG bernilai positif (misalnya +3.000 kalori), maka reaksi tersebut membutuhkan energi disebut endergonik.

Baca Selengkapnya...

Nutrisi Bakteri

Dalam biologi, makanan diartikan sebagai substrat yang dapat dipakai dalam metabolisme, guna memperoleh bahan-bahan untuk membangun dan atau memperoleh tenaga (energi) bagi sel. Agar makanan tersebut dapat dipakai dalam metabolisme, makanan itu harus masuk ke dalam sel.

Pada umumnya makanan masuk melalui membran sel (juga dinding sel bila ada) dalam bentuk larutan pada sel tumbuhan dan sel hewan dengan cara difusi dan osmosis. Cara pengambilan makanan seperti ini disebut osmotrof. Dengan bantuan enzim permease, larutan makanan dapat melalui membrane sel. Sel tumbuhan, bakteri, dan fungi adalah osmotrof, sebagian disebabkan oleh adanya dinding sel yang kaku atau kenyal di sebelah luar membran sel dan merupakan penghalang mekanis yang kuat terhadap masuknya partikel-partikel padat.
Pertumbuhan diartikan sebagai penambahan dan dapat dihubungkan dengan penambahan ukuran, jumlah bobot, masa, dan banyak parameter lainnya dari suatu bentuk hidup. Penambahan ukuran atau masa suatu sel individual biasanya terjadi pada proses pendewasaan (maturasi) dan perubahan ini pada umumnya bersifat sementara (temporer) untuk kemudian dilanjutkan dengan proses multiplikasi dari sel tersebut. Multiplikasi terjadi dengan cara pembelahan sel.

I. KULTIVASI (NUTRISI)
Semua bentuk kehidupan dari mikroorganisme sampai kepada manusia, mempunyai persamaan dalam hal persyaratan nutrisi tertentu dalam bentuk zat-zat kimiawi yang diperlukan untuk pertumbuhan dan fungsinya yang normal.
Pembiakan adalah proses perbanyakan organisme dengan menyediakan keadaan lingkungan yang tepat. Mikroorganisme yang sedang tumbuh membuat tiruan dirinya sendiri, untuk ini dibutuhkan unsur-unsur yang ada dalam komposisi kimia organisme itu. Zat makanan harus mengandung berbagai unsur ini dalam bentuk yang dapat diolah lewat metabolisme. Selain itu, organisme membutuhkan energi metabolik untuk mensintesis makromolekul dan mempertahankan gradient kimia utama lintas selaputnya. Berbagai faktor yang harus dikendalikan selama pertumbuhan adalah zat makanan, pH, suhu, udara, kadar garam, serta kuat ion dari perbenihan.
Zat makanan dalam perbenihan harus mengandung semua unsur yang diperlukan untuk membuat suatu organisme baru secara biologis. Zat makanan yang dibutuhkan oleh mikroorganisme adalah sebagai berikut :

1. Sumber karbon
Bakteri heterotrof membutuhkan karbon organik untuk pertumbuhan, dan harus dalam bentuk yang dapat diasimilasi. Beberapa organisme menggunakan karbon dioksida sebagai sumber karbon. Karbon dioksida dibutuhkan untuk beberapa reaksi biosintesis. Banyak organisme pernapasan menghasilkan karbon dioksida lebih dari cukup untuk memenuhi kebutuhannya, tetapi organisme lain membutuhkan sumber karbon dioksida dalam perbenihan tempat tumbuhnya.
2. Sumber Nitrogen
Nitrogen adalah komponen utama dari protein dan asam nukleat, umumnya sekitar 10% dari bobot kering sel bakteri. Nitrogen dapat dipasok dalam beberapa bentuk yang berbeda dari udara seperti nitrat (NO3), nitrit (NO2), N2, NH4+, NH3, R-NH2, dan kemampuan mikroorganisme dalam mengasimilasi nitrogen berbeda-beda pula.
Banyak mikroorganisme memiliki kemampuan mengasimilasi NO3 dan NO2 lewat reduksi dengan mengubah ion ini menjadi ammonia (NH3). Kemampuan mengasimilasi N2 dengan reduksi lewat NH3, yang disebut penambatan (fiksasi) nitrogen, merupakan sifat unik bagi prokariotik yang hanya sedikit bakteri yang memiliki kemampuan metabolisme ini.
Sebagian besar mikroorganisme dapat menggunakan NH4+ sebagai sumber nitrogen satu-satunya dan banyak organisme memiliki kemampuan menghasilkan NH4+ dari amina (R-NH2).
3. Sumber Belerang
Belerang merupakan bagian struktur beberapa koenzim dan ditemukan pada rantai samping sistein dan metionin pada protein. Sebagian besar mikroorganisme dapat menggunakan sulfat (SO42-) sebagai sumber belerang dan mereduksi sulfat itu sampai tingkat hidrogen sulfida (H2S). beberapa mikroorganisme dapat mengasimilasi H2S langsung dari perbenihan, tetapi senyawa ini bersifat toksik bagi banyak organisme.
4. Sumber Fosfor
Fosfat (PO4 3-) dibutuhkan untuk komponen ATP, asam nukleat, dan berbagai koenzim seperti NAD, NADP, dan flavin. Selain itu, banyak metabolit dan beberapa protein mengandung fosfor. Fosfor selalu diasimilasi sebagai fosfat anorganik bebas (Pi).
5. Sumber Mineral
Banyak mineral dibutuhkan untuk fungsi enzim. Ion magnesium (Mg2+) dan ion ferro (Fe2+) ditemukan pada turunan porfirin, magnesium dalam molekul klorofil, dan besi sebagai bagian dari koenzim sitokrom dan peroksidase. Mg2+ dan K+ merupakan mineral esensial untuk fungsi dan integritas ribosom. Ca2+ dibutuhkan sebagai unsur dalam dinding sel Gram positif, tetapi mineral ini kadang-kadang tidak dibutuhkan oleh bakteri Gram negative. Bila membuat formula perbenihan untuk membiakkan sebagian besar mikroorganisme, perlu disediakan sumber kalium, magnesium, kalsium, dan besi dalam bentuk ion (K+, Mg2+, Ca2+, dan Fe2+). Berbagai mineral lain seperti Mn2+, Mo2+, Co2+, Cu2+, dan Zn2+ juga dibutuhkan yang sering terdapat dalam air sebagai pencemar bahan-bahan perbenihan yang lain.
6. Faktor pertumbuhan
Faktor pertumbuhan adalah suatu senyawa organik yang harus ada dalam sel agar sel dapat tumbuh, tetapi sel tersebut tidak dapat mensintesisnya. Mikroorganisme heterotrof tidak dapat tumbuh kecuali diberikan substansi faktor pertumbuhan dalam media, sehingga dapat mensintesis pembangun makromolekul: asam amino (purin, pirimidin, dan pentoat), karbohidrat tambahan, asam lemak, dan vitamin B kompleks.

Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Bakteri
1. Zat makanan
Pada umumnya harus disediakan hal-hal berikut :
a. Donor hidrogen dan penerima hidrogen: kira-kira 2 g/L
b. Sumber karbon: kira-kira 1 g/L
c. Sumber nitrogen: kira-kira 1 g/L
d. Mineral: belerang dan fosfor masing-masing kira-kira 50 mg/L
e. Faktor pertumbuhan: asam amino, purin, pirimidin, masing-masing kira-kira 50 mg/L, vitamin-vitamin 0,1 – 1 mg/L.

2. Tingkat Keasaman (pH)
Sebagian besar organisme (neutrofil) tumbuh baik pada pH 6,0 – 8,0 meskipun ada pula (asidofil) yang memiliki pH optimal 3,0 dan yang lain (alkalofil) memiliki pH optimal 10,5. Mikroorganisme mengatur pH internalnya terhadap rentang nilai pH eksternal yang cukup luas:
a. Organisme asidofil mempertahankan pH internal ± 6,5 dengan pH eksternal antara 1,0 – 5,0.
b. Organisme neutrofil mempertahankan pH internal 7,5 dengan pH eksternal antara 5,5 – 8,5.
c. Organisme alkalofil mempertahankan pH internal 9,5 dengan pH eksternal 9,0 – 11,0.

3. Suhu optimal
Setiap mikroba membutuhkan suhu optimal yang amat beragam untuk pertumbuhannya:
a. Bentuk psikrofilik; tumbuh paling baik pada suhu rendah (15 – 20OC)
b. Bentuk mesofilik; tumbuh baik pada suhu 30 – 37OC)
c. Bentuk termofilik; tumbuh baik pada suhu 50 – 60OC)

4. Oksigen (O2)
Berdasarkan keperluan oksigen sebagai penerima hidrogennya, mikroorganisme dapat digolongkan menjadi :
a. Aerob obligat; secara khusus memerlukan oksigen sebagai penerima hidrogen
b. Mikroaerofilik; hanya tumbuh baik dalam oksigen yang rendah
c. Fakultatif; sanggup hidup secara aerob maupun anaerob
d. Anaerob obligat; memerlukan zat lain selain oksigen sebagai penerima hidrogen. Oksigen merupakan toksis bagi golongan mikroba ini.
e. Anaerob aerotoleran; tidak mati dengan adanya oksigen.


Download tulisan ini, klik di sini.

Baca Selengkapnya...

INFEKSI

Infeksi adalah proses masuknya parasit dan mengadakan hubungan dengan inang. Infeksi terjadi bila parasit itu sanggup mengadakan penetrasi atau melalui tanggul pertahanan inang dan hidup di dalamnya.
Faktor-faktor utama yang dapat menyebabkan terjadinya infeksi adalah sebagai berikut:
1. Tempat Masuk Parasit ke dalam Inang
Biasanya disebut fortal of entry, adalah saluran pernapasan (mulut dan hidung), saluran gastrointestinal dan pecahan pada selaput lender superficial dan kulit. Beberapa jenis parasit dapat menembus selaput lender atau kulit yang utuh, ada juga yang dimasukkan oleh Arthropoda melalui lapisan-lapisan yang utuh langsung ke dalam saluran getah bening atau aliran darah.
Beberapa jalan masuknya mikroba yang dapat menimbulkan infeksi adalah sebagai berikut:
a. Saluran pernafasan
Masuknya mikroorganisme ke dalam hidung atau mulut terjadi dengan terhidupnya tetes-tetes (droplet) yang tercemar. Tetes demikian tersebar di udara melalui mulut saat bicara, batuk, atau bersin seseorang dengan secret mulut, hidung, atau faringnya mengandung banyak organisme tersebut.

b. Saluran pencernaan
Mikroorganisme ikut masuk bersama makanan, minuman, susu atau jari-jari tangan. Penyebab paling umum adalah protozoa, cacing, bakteri, dan kadang-kadang virus. Di antara protozoa terpenting adalah Entameuba histolytica (penyebab disentri). Penyakit bakteri terpenting adalah yang disebabkan genus Salmonella (tifus abdominalis), genus Shigella, dan kolera.

c. Kulit dan mukosa
Penyakit infeksi setempat pada kulit atau mukosa (selaput lender) dapat disebabkan oleh ragi atau jamur (fungi), bakteri, dan virus, atau oleh bentuk larva dari cacing (cacing tambang). Termasuk di sini adalah penyakit pada konjungtiva (mata) dan penyakit kelamin.

d. Parenteral
Mikroba masuk ke dalam jaringan yang lebih dalam atau ke dalam sirkulasi darah akibat tertusuknya kulit atau cedera yang dalam. Contohnya gigitan nyamuk (malaria), masuknya larva (cacing tambang, tertusuk jarum yang terkontaminasi. Bias juga terjadi saat berlangsung operasi, oleh gigitanbinatang (rabies), tertusuk paku (tetanus) atau penyakit yang ditularkan melalui hubungan kelamin.

2. Penempatan dan Multiplikasi Parasit dalam Tubuh Inang
Dari portal of entry parasit itu dapat segera menyebar melalui jaringan atau melalui saluran getah bening (lymph) masuk ke dalam aliran darah, yang selanjutnya disebarkan secara luas, sehingga parasit itu dapat mencapai tempat khusus untuk bermultiplikasi. Susunan biokimia dari lingkungan dalam jaringan itu menentukan kesensitifan atau resistensi dari inang terhadap parasit itu. Tetapi meskipun terjadi infeksi, ada dua syarat lain untuk kelangsungan hidup bagi parasit itu, yaitu tempat keluar (fortal of exit) dari inang yang cocok dan suatu mekanisme untuk transmisi ke inang yang baru.

Patogenitas dan virulensi terkadang tidak ada perbedaan pengertian yang jelas. Patogenitas berarti kesanggupan untuk menimbulkan penyakit atau menghasilkan luka yang progresif. Virulensi menggambarkan suatu derajat kepatogenan, yaitu suatu organisme yang disebut virulen bila dalam jumlah sedikit dimasukkan ke dalam inang memperlihatkan patogenitas yang jelas. Banyak ahli-ahli yang menggunakan istilah pathogen dalam arti kulaitatif dan virulen dalam arti kuantitatif.
Virulensi dapat juga dipandang sebagai hasil efek kerja tiga komponen yaitu sebagai berikut:
a. Kesanggupan dapat memulai infeksi dan memelihara infeksi itu dalam tubuh inang (infectiousness).
b. Mempunyai daya untuk masuk terus dalam tubuh inang setelah infeksi pertama (invasiveness).
c. Kesanggupan melukai inang sekali infeksi telah terjadi (patogenitas).
Infeksi dan invasi sering terjadi tanpa timbul atau menampakkan suatu penyakit yang jelas misalnya kebanyakan orang dewasa bila terhadapnya tes tuberculin akan memberikan reaksi positif, tetapi sedikit di antaranya yang jelas menderita TBC. Kesanggupan dapat mengadakan infeksi tergantung pada banyak sifat-sifat yang kompleks yang beberapa di atnaranya masih belum diketahui, tetapi yang jelas ialah bahwa parasit itu harus sanggup mengatasi alat pertahanan inang seperti antibody dan fagosit yang dapat menahan bahkan menghancurkan banyak macam mikroorganisme pathogen.
Daya invasi (invasiveness) tergantung pada kesanggupan parasit itu meninggalkan tempat infeksi pertama dan tumbuh dalam jaringan lain. Invasi ke dalam darah dan jaringan dapat saja tidak menimbulkan penyakit yang nyata tergantung pada sifat organisme itu dan resistensi inang.
Patogenitas terutama disebabkan oleh pembentukan toksin, maupun eksoenzim. Toksin-toksin mikroba itu dapat dikeluarkan ke dalam cairan sekitarnya, dan dinamakan eksotoksin, bila toksin itu tetap berada dalam sel dan keluar setelah sel mengalami lisis, maka dinamakan endotoksin.
Berikut table beberapa perbedaan antara endotoksin dan eksotoksin adalah sebagai berikut:

	Eksotoksin	Endotoksin
Sumber	Terutama (tidak eksklusif) diekskresi bakteri Gram positif tertentu	Terutama dilepas dari dinding sel Gram negatif
Sifat/ Struktur kimia	Protein	Lipopolisakarida
Sensitivitas terhadap panas	Mudah dinonaktifkan pada 60° - 80°C	Resisten, dapat menahan pengotoklafan
Ciri imunologi	Toksin mudah diubah menjadi toksoid; segera dinetralkan oleh antitoksin	Toksoid tidak dapat dibentuk; netralisasi absent atau lebih sukar menerima antitoksin
Dosis letal	Kecil, kebanyakan toksin yang diketahui sangat kuat	Biasanya lebih besar dari eksotoksin
Aksi farmakologi	Pada umumnya spesifik untuk tipe sel dan ujung saraf yang khusus	efeknya bermacam-macam kebanyakan dengan gejala syok

Baca Selengkapnya...

Hubungan Parasit Dengan Inang

Suatu organisme untuk menjalankan parasitisme secara baik harus sanggup hidup di dalam atau pada inang tanpa menimbulkan reaksi pada inang untuk mempertahankan diri, reaksi ini tidak dapat diatasi oleh parasit itu. Jika dalam hubungan ini tidak tampak kerusakan yang berarti pada inang, maka hubungan ini dapat dipandang sebagai komensalisme dan bentuk hubungan semacam ini yang paling biasa ditemukan pada hubungan anatara manusia dan mikroorganisme.Jika inang memberikan reaksi yang keras karena masuknya parasit tersebut, maka dapat terjadi tiga kemungkinan sebagai jalan ke luar dari hubungan itu, yaitu:
a. parasit dapat terbunuh atau dikeluarkan
b. inangnya terbunuh
c. sifat invasi dan patogenitas dari parasit dengan mekanisme pertahanan inang mencapai keseimbangan.
Dalam hal yang disebut terakhir, parasit dan inang hidup dalam koeksistensi damai atau dalam keadaan gencatan senjata. Jika keseimbangan ini terganggu masing-masing merupakan aggressor yang potensial bagi yang lain. Infeksi terjadi bila parasit sanggup menyusup atau melalui batas pertahanan inang dan hidup di dalamnya. Infeksi tidak selalu harus menghasilkan penyakit. Jika pada inang itu jelas tampak dan dirasakan adanya kerusakan oleh parasit itu, terjadilah penyakit dan parasit ini disebut pathogen primer.
Suatu parasit dapat langsung menyusup atau menembus mekanisme pertahanan normal suatu badan yang sensitive dan sehat serta menimbulkan suatu infeksi, tanpa bantuan apa-apa. Ada pula yang hanya dapat melalui mekanisme pertahanan normal itu karena alat pertahanan itu telah lebih dahulu dirusak oleh sebab lain, sehingga parasit menggunakan kesempatan ini (oportunis) menginfeksi inang 9tua usia, luka, lama menderita sakit keracunan). Dalam hal ini parasit itu disebut pathogen sekunder, misalnya stafilokokus yang normoal ditemukan dalam hidung dan kulit orang sehat. Jika organisme ini dapat kesempatan masuk ke dalam aliran darah atau jaringan dalam, dapat menghasilkan infeksi yang serius.
Dalam hubungan inang-parasit, tidak berarti bahwa ini harus selalu merusak inang. Sebaliknya banyak interaksi antara inang-parasit tidak menghasilkan penyakit, jadi infeksi itu tetap laten atau biasa disebut infeksi subklinis.
Hubungan antara parasit dan inang ditentukan oleh kedua pihak, dari parasit menginginkan tempat hidup dan merusak inang sedangkan inangnya sendiri berusaha dengan segala mekanisme pertahanannya untuk melawan proses tersebut.
Di antara sifat-sifat yang dibawa parasit itu ialah infektivitas, daya invasi, patogenitas, dan toksigenitas. Jika kerusakan yang ditimbulkan oleh parasit itu sudah cukup besar maka menimbulkan gangguan pada inang sehingga timbul apa yang dinamakan penyakit.

Baca Selengkapnya...

Flora Normal Tubuh

Normalnya permukaan tubuh (termasuk usus, paru-paru, dan kulit) selalu behubungan dengan dunia mikroorganisme. Karena hanya terdapat di permukaan, tidak banyak pengaruhnya. Tetapi jika masuk ke dalam jaringan, maka akan berhadapan dengan mekanisme pertahanan tubuh.

Organisme komensal yang hidup di kulit dan permukaan mukosa bersama-sama disebut sebagai flora residen atau flora normal. Bila ada kesempatan, sifat komensalnya dapat berubah menjadi parasit dan patogenik, yang cenderung kurang baik bagi tubuh, karena berpotensi menjadi penyakit, terutama kalau kebetulan masuk peredaran darah atau jaringan. Kuman yang baru menempel pada kulit, umumnya tidak bertahan lama karena hilang terbilas air atau mati karena kalah bersaing dengan organisme residen. Inilah sebabnya disebut flora transient.

1. Kulit
Pada kulit ada flora residen dan flora transient. Dokter bedah yang mencuci tangan sebelum operasi, menghilangkan sebagian besar komensal transient dan sedikit konesal residen yang superficial. Komensal residen yang lebih dalam tetap ada dan cepat berkembang lagi, sehingga setelah operasi yang cukup lama, flora tangan sudah hampir sama dengan sebelumnya. Oleh sebab itu sarung tangan sangat penting untuk dipakai.
Bakteri yang sering ditemukan di kulit adalah Staphylococcus epidermidis, Micrococcus, Streptococcus alpa dan nenhemolyticus, difteroid aerob dan anaerob dan Sarcinae.

2. Mulut
Mulut amat kaya akan mikroorganisme Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus aureus, beberapa mikokokus berpigmen, dan Staphylacoccus yang bersifat anaerob ditemukan dipermukaan gigi dan saliva, Streptococcus viridans (gup mitis dan salivarius), Streptococcus pneumoniae, Streptococcus pyogenes, Enterococcus, Neisseria berpigmen, Veillonella sp., Corynebacterium, Escherichia coli, Haemophilus, Bacteroides, Fusobacterium, Vibrio sputorum, Treponema denticum, Borrelia refringens.

3. Saluran Pernafasan
Organisme yang dominant di saluran nafas, terutama faring adalah Streptococcus nonhemolitik dan alfahemolitik, Neisseria, Staphylococcus epidermidis, Haemophilus, Pneumococcus, Mycoplasma.

4. Saluran Pencernaan
Daerah saluran pencernaan yang mengandung mikroorganisme adalah usus besar. Kurang lebih 20% massa feses berisi bakteri. Mikroorganisme yang terdapat di kolon adalah Bacteroides, Bifidobacteria, Eubacteria, Lactobacillus, Streptococcus, Clostridium, Candida albicans (jenis yeast). Flora saluran pencernaan berperan dalam sintesis vitamin K, konversi pigmen empedu dan asam empedu, absorbsi zat makanan serta antagonis mikroba pathogen.

5. Salaruan Genital
Genitalia eksterna penuh dengan mikroorganisme residen juga ujung uretra, baik pada pria maupun wanita, adalah tempat berkumpulnya kuman. Di dalam vagina terdapat Lactobacillus yang dengan produknya memelihara suasana asam vagina. Suasana asam ini gunanya untuk mencegah masuknya bakteri, ragi, protozoa dari luar. Bila ekologi normal vagina terganggu, misalnya sedang minum antibiotic untuk mengobati infeksi di bagian lain tubuh, maka dapat menghambat Lactobacillus vagina, sehingga organisme lain dapat berkembang, seperti Trichomonas yang dapat berakibat vaginitis (leucorrhoea = keputihan).

Baca Selengkapnya...

EKOLOGI MIKROORGANISME

Sel-sel prokariotik mengadakan interaksi dengan sesamanya (dengan prokariotik lain), dengan fungi, ganggang, tumbuhan, dan hewan. Reaksi interaksi antara bakteri atau lawannya menghasilkan keadaan seperti berikut, yaitu: tidak ada efek, efek menguntungkan, atau efek merugikan.
Dari ketiga macam keadaan tersebut dapat tercipta bermacam-macam hubungan hidup, tetapi hubungan ini tidak selalu dapat ditentukan secara tetap.Khususnya tidak dapat ditentukan interaksi semacam apa yang terjadi antara populasi mikroba dalam ekosistem alam. Sebagian dari kesulitan untuk menentukan interaksi mikroba itu terletak pada tidak adanya informasi mengenai distribusi sel-sel tersebut secara individual dalam ekosistem dan secara kelompok seringkali habitat mikroba tidak diketahui, sehingga hampir tidak mungkin dapat menentukan sejauh mana dua spesies mikroba dapat berinteraksi, misalnya dalam tanah.
Untuk menentukannya, dilakukan eksperimen pembiakan secara teliti dengan menumbuhkan dua populasi dalam biakan campuran, tetapi hasilnya masih diragukan karena situasi eksperimen mungkin sangat berbeda dengan keadaan alam sebenarnya yang tidak pernah diketahui.


I. POLA DAN ASPEK EKOLOGI
Ciri kehidupan yang menonjol adalah adanya saling ketergantungan antar organisme. Jadi dapat dikatakan bahwa tidak ada organisme dapat bertahan hidup tanpa bantuan dari bentuk kehidupan lain. Di alam bebas kita dapati banyak bakteri dari berbagai genus maupun dari berbagai spesies hidup berkumpul di dalam suatu medium yang sama, misalnya di dalam tanah, di dalam kotoran hewan, di dalam sampah-sampah, di dalam kubangan dan lain sebagainya.
Lokasi atau tempat tinggal yang spesifik dari suatu organisme disebut habitat, sedangkan suatu peranan atau fungsi yang spesifik dalam komunitas disebut niche. Adapun beberapa habitat alam dari mikroorganisme tersebut adalah sebagai berikut:
1. Tanah
Tanah merupakan sumber yang kaya akan mirkoorganisme. Kebanyakan mikroorganisme di sini bersifat apatogfen bagi manusia. Bakteri pathogen yang terdapat di tanah adalah: Clostridium tetani, Clostridium perfringens, Clostridium botulinum, Bacillus anthracis.

2. Air
Kebanyakan air tawar dan laut mengandung mikroorganisme. Mikroorganisme pathogen di air adalah: Salmonella dan Shigella sp., Vibrio cholrae, Legionella, Entamoeba histolytica, Escherichia coli.

3. Udara
Walaupun mikroorganisme sering ditemukan di udara, namun tidak berkembang biak di udara. Udara dalam ruangan mungkin mengandung bakteri dan virus pathogen yang berasal dari kulit, tangan, pakaian dan terutama dari saluran napas atas manusia.

4. Makanan
Susu dari sapi normal yang diperah secara asepsis masih mengandung 100 – 1000 mikroorganisme non pathogen per milliliter, dan kadang terdapat mikroorganisme pathogen yang mungkin berasal dari sapi yang sakit atau dari proses pemerahan, seperti: Mycobacterium tuberculosis, Salmonella, Streptococcus, Corynebacterium diptheriae, Shigella, Brucella dan Staphylococcus penyebab keracunan makanan.

Interaksi mikroorganisme adalah hubungan timbal balik antara mikroba dengan mikroba lainnya maupun dengan organisme yang lebih tinggi. Tidaklah mudah untuk menyelidiki pengaruh atau hubungan hidup antar spesie itu, namun pengaruh timbale balik itu pastilah ada, karena suatu spesies yang mencerna suatu zat makanan akan menimbulkan perubahan kimia dalam komposisi substrat, seperti mengurangi persediaan oksigen, mengubah pH, dan lain-lain yang mempengaruhi kehidupan spesies yang lain. Pengaruh itu mungkin bersifat baik, mungkin bersifat buruk, mungkin juga tidak mempunyai efek sama sekali.
Hubungan timbal balik antar makhluk hidup (mikroorganisme) tersebut dapat dibedakan sebagai berikut:
1. Netralisme (tidak saling mengganggu)
Sangat boleh jadi di dalam tanah atau di dalam kotoran hewan terdapat banyak makhluk hidup yang dapat hidup bersama dengan tidak saling merugikan, tetapi juga tidak saling menguntungkan. Meskipun di dalam satu medium yang sama, namun masing-masing spesies memerlukan zat-zat yang berbeda sehingga tidak perlu ada perebutan zat makanan. Baik terpisah maupun terkumpul, mereka dapat hidup sendiri-sebndiri. Hubungan yang demikian itu disebut netralisme.

2. Kompetisi (Persaingan)
Kebutuhan akan zat makanan yang sama dapat menyebabkan terjadinya persaingan antar spesies. Sebagai contoh, bila persediaan oksigen dalam suatu medium berkurang, maka bakteri aerob akan dikalahkan oleh bakteri fakultatif anaerob. Jika persediaan oksigen habis sama sekali, maka pertumbuhan bakteri fakultatif anaerob tadi akan berhenti, sedangkan bakteri anaerob akan tumbuh dengan subur. Pada umumnya bahwa dua spesies yang hidup bersaing akan saling merugikan, jika ditumbuhkan di dalam suatu tempat yang sama, dan akhirnya yang menanglah yang dapat bertahan sedangkan yang kalah akan punah.

3. Antagonisme (hidup berlawanan)
Antagonisme menyatakan suatu hubungan yang asosial. Spesies yang satu menghasilkan sesuatu yang meracuni spesies yang lain, sehingga pertumbuhan spesies yang terakhir sangat terganggu karenanya. Beberapa bentuk antagonisme diantaranya adalah antara Streptococcus lactis dan Bacillus subtilis atau Proteus vulgaris. Jika ketiga spesies tersebut ditumbuhkan bersama-sama di dalam suatu medium, maka pertumbuhan Bacillus dan Proteus akan segera tercekik karena adanya asam susu yang dihasilkan oleh Streptococcus lactis.
Pseudomonas aeruginosa menghasuilkan suatu pigmen biru piosianin yang merupakan racun bagi beberapa spesies bakteri dan juga beberapa hewan. Selanjutnya semua pengobatan penyakit infeksi dengan menggunakan antibiotic didasarkan atas antagonisme.

4. Mutualisme
Mutualisme adalah suatu bentuk simbiosis antara dua spesies dimana masing-masing yang bersekutu mendapatkan keuntungan. Misalnya bakteri yang hidup di dalam usus memperoleh nutrient dari makanan yang terdapat di usus. Sebaliknya bakteri dapat menghasilkan zat yang berguna bagi tubuh manusia, seperti vitamin K.

5. Komensalisme
Jika dua spesies hidup bersama kemudian spesies yang satu mendapatkan keuntungan, sedangkan spesies yang lain tidak diragukan olehnya, maka hubungan hidup antara kedua spesies itu disebut komensalisme. Spesies yang beruntung disebut komensal, sedangkan spesies yang memberikan keuntungan disebut inang (hospes).
Hubungan hidup yang terdapat antara Saccharomyces dan Acetobacter merupakan suatu contoh komensalisme. Saccharomyces menghasilkan alcohol yang tidak diperlukan lagi, sedangkan alcohol ini merupakan zat makanan yang mutlak bagi Acetobacter. Dan di dalam usus tebal hewan maupun manusia banyak terdapat bakteri yang hidup sebagai komensal.

6. Parasitisme
Jika satu pihak dirugikan sementara ia sendiri mendapatkan untung disebut parasitisme. Bila parasit hidup di dalam jaringan atau sel hospes, maka disebut endoparasit (=infeksi). Bila hidupnya pada permukaan kulit maka disebut ektoparasit (=infestasi).
Hubungan yang ada antara virus (Bakteriofage) dengan bakteri itu suatu hubungan yang hanya menguntungan virus saja. Virus tidak dapat hidup di luar bakteri atau sel hidup lainnya. Sebaliknya, bakteri atau sel lainnya yang menjadi hospes akan mati karenanya. Kehidupan parasit berarti kematian hospes.

Suatu aspek ekologi bakteri yang penting adalah kesanggupan sel-sel itu melekat pada benda-benda padat. Karena suatu cirri ekosistem alam menunjukkan bahwa bakteri jarang ditemukan mengambang bebas dalam air. Bakteri biasanya ditemukan melekat pada partikel-partikel tanah dan sisa-sisa bahan organik dalam tanah, bahan-bahan organik yang tersuspensi dalam air laut, air danau, batu-batuan dalam sungai, kulit, gigi, membrane epithelium hewan dan manusia serta pada kutikula tumbuhan.
Dalam banyak hal tidak diketahui apa yang menentukan derajat kespesifikan yang menentukan bakteri apa yang akan melekat pada substrat tertentu. Juga tidak diketahui mekanisme adhesi semacam apa yang tersangkut pada kejadian ini. Kadang-kadang dapat dianggap karena adanya enzim hidrolisis yang memungkinkan bakteri itu melekat pada polimer organic yang spesifik, misalnya bakteri yang menghasilkan selulosa melekat pada serat-serat selulosa dan sebagainya.
Salah satu contoh dari adhesi spesifik yang tidak ada sangkut pautnya dengan enzim adalah bakteri yang membentuk bercak (plaque) pada gigi. Streptococcus mutans menghasilkan dekstran (suatu polimer glukosa) yang mengikat sel itu bersatu dan memungkinnya melekat sangat kuat pada hidrosi apatit dari email gigi.
Inokulasi Streptococcus mutans pada hewan bebas kuman ini mendapat karies dentis. Dalam keadaan normal, bakteri ini biasa ditemukan pada gigi berkaries. Streptococcus mutans dapat membentuk dekstran bila terdapat sukrosa dalam makanannya, akibatnya gigi akan rusak membusuk. Menghindarkan gula dalam diet atau perawatan dengan dekstranase dapat mencegah kolonisasi Streptococcus mutans, tetapi tidak seluruhnya menghindarkan karies, karena ada bakteri lain yang juga menyebabkan karies.


II. KEUNTUNGAN EKOLOGIS
Keuntungan ekologis untuk bakteri dapat tetap berada dalam bentuk kelompok (bersatu) tidak selalu jelas; populasi campuran bersatu membentuk flokulasi yang stabil di bawah suatu pengendalian keadaan yang tidak banyak diketahui. Sifat ini digunakan untuk pengendalian keadaan yang tidak banyak diketahui. Sifat ini digunakan untuk menjernihkan air dalam pengerjaan air gorong (riol). Dalam system pengaktifan lumpur, sisa-sisa buangan dalam riol itu diudarakan secara aktif, kemudian dimasukkan ke dalam tangki pengendapan. Bakteri-bakteri di dalamnya membentuk flokulasi dan mengendap ke dalam lumpur tersebut. Salah satu dari bakteri yang turut dalam flokulasi ini adalah Zoogloea ramigera. Bakteri ini menghasilkan lender yang berlebih untuk melekatkan sel-selnya dengan sel-sel bakteri lain supaya bersatu. Kapasitas membentuk flokulasi yang stabil ini dihubungkan dengan adanya polibetahidroksibutirat dalam sel-selnya. Kejadian ini digunakan dalam usaha penyaringan air riol tingkat pertama. Dalam peristiwa ini, flokulasi itu melekat pada batu-batuan dan air flokulasi sehingga yang melalui ini seolah-olah melalui saringan, karena akan melekat bahan-bahan buangan yang tersuspensi di dalamnya.
Pada ekosistem lain, yang ditemukan pada permukaan lumpur, terjadi hubungan yang sama seperti tersebut di atas. Pada hubungan hidup ini timbul keadaan anaerob yang sangat bedekatan dengan keadaan aerob. Potongan-potongan kecil bahan organic dikolonisasi oleh bakteri yang menyerbunya, bakteri ini pada gilirannya dilingkungi oleh bakteri lain dan dipusat keseluruhan kelompok ini akan cepat timbul kehabisan oksigen yang memungkinkan bakteri anaerob dapat tumbuh di dalamnya. Gambaran kejadian ini menjadi petunjuk terhadap perubahan-perubahan yang timbul dalam jumlah dan tipe bakteri selang suatu periode waktu.
Dalam tiap system alam dimana terdapat bakteri, kemungkinan terjadinya adhesi, flokulasi, dan produksi keadaan mikroanaerob adalah suatu urutan kejadian yang normal. Flokulasi itu pecah bila bakteri yang berada di pusatnya mulai mengalami kehabisan makanan dan otolisis. Otolisis adalah perombakan (penguraian) jasad mati oleh enzim yang terdapat dalam jasad itu sendiri tanpa intervensi bakteri atau organisme lainnya.
Banyak hubungan antara bakteri dan lain-lain bentuk kehidupan didasarkan pada makanan. Pada banyak ekosistem terjadi peredaran kembali (recycling) bahan-bahan makanan tersebut, misalnya fosfat dalam danau. Siklus yang sama juga terjadi dalam skala lebih luas di seluruh dunia dan dikenal sebagai siklus biogeologi. Siklus utamanya adalah yang mengenai C, O, N, dan S. aktivitas bakteri yang meliputi seluruh dunia itu dalam efeknya akan menentukan biosfer (semua kehidupan), litosfer (daratan), hidrosfer (laut dan air segar), dan atmosfer (udara).
Hubungan ekologi dengan nutrisi bakteri membawa pada penggolongan mikroorganisme itu dalam saprofit dan parasit. Mikroorganisme yang termasuk golongan saprofit ialah yang memperoleh karbonnya dari persenyawaan organic yang kebetulan berada dalam cairan di lingkungannya, atau dari hasil buangan dan sisa makanan organisme lain. Banyak di antaranya mengambil peranan penting sebagai “penyapu bersih” kotoran di permukaan dunia ini, karena dapat menguraikan, menghancurkan zat-zat organic yang sudah mati, maka itu dinamakan saprofit (sapros: membusuk, menghancurkan).


III. KERUGIAN EKOLOGIS
Kerugian ekologis disebabkan oleh organisme golongan parasit yang pada mulanya merupakan golongan saprofit, tetapi karena evolusi progresif, regresif, atau kedua-duanya berubah menjadi golongan parasit. Organisme ini tidak hanya dapat hidup dari benda mati atau sisa buangan bahan organic, tetapi juga memasuki dan merusak zat-zat yang terdapat dalam sel atau jaringan hidup lain. Dengan demikian mengakibatkan gangguan keseimbangan fisik atau kimia dari organisme yang diracuni atau yang didiaminya. Bila organisme yang menjadi korban ini multiseluler, maka yang terkena adalah jaringannya. Inilah yang dinamakan penyakit dan sering mengakibatkan kematian organisme yang diserang. Organisme yang mengakibatkan penyakit disebut bersifat parasit dan pathogen. Dalam evolusi selanjutnya, beberapa organisme parasit sudah sepenuhnya diadaptasikan untuk hidup sebagai parasit, sehingga sebagian atau sepenuhnya tergantung pada cara hidup seperti ini dan pada organisme yang ditumpanginya. Organisme ini rupanya sudah kehilangan kesanggupan untuk hidup secara saprofit dan tidak dapat bermultiplikasi di dunia luar. Karena terpaksa untuk hidup seluruhnya atau sebagian sebagai parasit maka organisme ini disebut parasit obligat, misalnya semua virus, rickettsiae, spirochaeta, Mycobacterium leprae.

Baca Selengkapnya...