1. Pengertian Antimikroba dan Antibiotik
  • Antimikroba adalah obat pembasmi mikroba terutama yang merugikan manusia.
  • Antibiotik adalah senyawa yang dihasilkan oleh berbagai jenis mikroorganisme (bakteri, fungi, aktinomisetes) untuk menekan pertumbuhan mikrooganisme lain.
  1. Klasiikasi Antimikroba

    Secara historiis klasifikasi yang paling umum didasarkan sebagai berikut : Brdasarkan struktur kimia, Aksi utamanya, Spektrum aktifitasnya, tempat kerjanya, dan mekanisme kerja.

    1. Berdasarkan struktur kimia
      1. Antibiotik beta laktam
      2. Turunan amfenikol
      3. Aminoglikosida
      4. Turunan tetrasiklin
      5. Antibiotik marolida
      6. Antibiotik polipeptida
      7. Linkosamida
      8. Antibiotik polien
      9. Turunan ansamisin
      10. Turunan antrasiklin
    2. Berdasarkan aksi utamanya
      1. Bakteriostatik    : menghambat pertumbuhan mikroba
      2. Bakteriosida        : membunuh/memusnahkan mikroba
    3. Berdasarkan spektrum aktivitasnya
      1. Spektrum luas , yaitu antibiotik yang efektif baik terhadap gram positif maupun gram negatif.
      2. Spektrum sedang, yaitu antibiotik yang efektif setengah terhadap gram positif dan gram negatif.
      3. Spektrum sempit, yaitu antibiotik yang efektif terhadap gram positif atau gram negatif. Meliputi :
  • Antibiotik yang aktivitasnya lebih dominan terhadap gram positif.
  • Antibiotik yang aktivitasnya lebih dominan terhadap gram negatif.
  • Antibiotik yang aktivitasnya lebih dominan terhadap mikrobakteria.
  • Antibiotik yang aktivitasnya lebih dominan terhadap jamur (antijamur).
  • Antibiotik yang aktivitasnya lebih dominan terhadap neoplasma (antikanker).
  1. Berdasarkan tempat kerjanya
    1. Dinding sel, menghambat biosintesis peptidoglikon
    2. Membran sel, fungsi dan integritas dinding sel
    3. Asam nukleat, menghambat biosintesis DNA, mRNA.
    4. Ribosom, menghambat biosintesis protein.
  2. Berdasarkan mekanisme kerjanya
    1. Menghambat dinding sel
    2. Menghambat membran sel
    3. Menghambat sintesis protein
    4. Menghambat asam folat
    5. Menghambat asam nukleat

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Penggolongan Obat-Obat Antimikroba

Gambar 1 Penghambat Dinding sel

 

 

 

 

 

  1. PENGHAMBAT DINDING SEL

    Menurut Mycek : 302


 

 


    – Vankomisin    – Asam Klavulanat

    – Basitrasin    – Sulbaktam

    – Trazobaktam

 


-Penisilin G    – Imipenem    -Aztreonam

-Penisilin V

-Metisilin

-Nafsilin

-Oksasilin

-Kloksasilin

-Dikloksasilin

-Ampisilin    -Cefazolin    -Cefaklor    -Cefiksim    -Cefixin

-Amoksisilin    -Cefadroksil    -Cefamadol    -Cefoperazon    -Cefpuron

-Karbenisilin    -Cefaleksin    -Cefonisid    -Cefotasim

-Tikarsilin    -Cefalotin    -Cefmetazol    -Ceftazidin

-Piperasilin    -Cefapirin    -Cefotetan    -Ceftizoksim

-Meziosilin    -Cefradin    -Cefoksitin    -Ceftriakson

-Aziosilin    -Cefuroksim    -Mosalaktam

 

 

 

 

 

 

 

  1. Mekanisme Kerja
    1. Antibiotik β-Laktam

          Struktur penisilin (kiri atas) dan sefalosporin (kanan atas) mempunyai gambaran cincin beta laktam yang sama (B), yang integritasnya penting untuk aktifitas antimikroba. Modifikasi gugus R1 dan R2 telah menhasilkqan banyak antibiotik semisintetik, beberapa diantaranya tahan asam (dan aktif secara oral), mempunyai spektrum antimikroba yang luas, atau resisten terhadap beta laktamase bakteri. Bete laktam lainnya sedang berkembang dan resisten terhadap beta laktamase (kiri bawah). Penisilin (kiri) adalah antibiotik yang paling penting ; sefalosporin (kanan ) mempunyai beberapa indikasi spesifik. Antibiotik beta laktam merupakan bakterisidal. Antibiotik menghasilkan aksi antimikrobanya dengan mencegah ikatan silang diantara rantai-rantai polimer peptidoglikan linear yang membentuk dinding sel, misalnya dengan jembatan pentaglisin. Aksi ini karena bagian dari strukturnya mempunyai D-alanin D-alanin rantai peptida dari dinding sel bakteri (Neal : 82)

          Penisilin mempengaruhi langkah akhir sintesis dinding sel bakteri (transpeptidase atau ikatan silang) ; sehingga membran kurang stabil secara osmotik. Lisis sel dapat terjadi, sehingga penisilin disebut bakterisidal. Keberhasilan penisilin menyebabkan kematian sel berkaitan dengan ukurannya ; hanya efektif terhadap organisme yang tumbuh secara cepat dan mensintesis peptidoglikan dinding sel. Konsekuensinya, obat ini tidak aktif terhadap organisme yang tidak mempunyai struktur ini seperti mikrobakteria, protozoa, jamur, dan antivirus (Mycek : 301).

      Kesimpulan :

          mekanisme kerja dari obat-obat golongan beta laktam adalah menghambat proses transpeptidase (ikatan silang). Dimana ikatan silang ini akan terjadi apabila jembatan pentaglisin yang berasal dari asam N-asetilmuramat bertemu atau berikatan dengan D-alanin D-alanin yang berasal dari N-asetilglukosamin sehingga membentuk dinding sel yang kuat. Obat golongan beta-laktam bekerja dengan menggantikan D-alanin D-alanin dan berikatan dengan jembatan pentaglisin dan membentuk dinding sel yang rapuh.

    2. Penghambat β-Laktamase

          Hidrolisis cincin β-Laktam, baik oleh pembelahan enzimetik melalui suatu β-laktamase atau asam, menghancurkan akitivitas penghambat β-laktamase seperti asam klavulanat, sulbactam, dan tazobactam, mengandung cincin β-laktam, tetapi obat-obat tersebut tidak mempunyai aktivitas antibakterial yang bermakna. Malahan, obat0obat ini berikatan dan menginaktifkan beta-laktamase, sehingga melindungi antibiotika yang secara normal merupakan substrat untuk enzim-enzim ini. Penghambat beta-laktamase dikombinasikan dengan derivat pepnisilin untuk melindungi inaktivasi enzimetik selanjutnya (Mycek : 311).

      Kesimpulan :

          Mekanisme dari obat-obat penghambat enzim β-laktamase adalah menghambat enzim β-laktamase. Enzim ini adalah enzim yang dihasilkan oleh mikroba yang digunakan untuk mengurai β-laktam.

    3. Antibiotik Lain

          Mekanisme kerja vankomisin menghambat sintesis fosfolipid dinding sel bakteri serta poimerisasi peptidoglikan pada tempat yang lebih dulu dibandingkan tempat yang dihambat oleh antibiotik beta-laktam (Mycek : 311).

      Kesimpulan :

          Mekanisme kerja vinkomisin adalah menghambat sintesis fosfolipid dinding sel bakteri.

  2. ANTIMIKROBA YANG MENGGANGGU MEMBRAN SEL MIKROBA

    Obat yang termasuk dalam kelompok ini ialah polimiksin, golongan polien serta berbagai antimikroba kemoterapeutik, umpamanya antiseptic surface active agents. Polimiksin sebagai senyawa ammonium-kuartener dapat merusak membrane sel setelah bereaksi dengan fosfat pada fosfolipid membrane sel mikroba. Polimiksin tidak efektif terhadap kuman Gram –positif karena jumlah fosfor bakteri ini rendah. Kuman Gram-negatif yang menjadi resisten terhadap polimiksin, ternyata jumlah fosfornya menurun. Antibiotik polien bereaksi

    Dengan struktur sterol yang terdapat pada membrane sel fungus sehingga mempengaruhi permeabilitas selektif membrane tersebut.

    Bakteri tidak sensitive terhadap antibiotic polien, karena tidak memiliki struktur sterol pada membrane selnya. Antiseptic yang mengubah tegangan permukaan (surface active agents) ,dapat merusak permeabilitas selektif dari membrane sel mikroba. Kerusakan memmbran sel menyebabkan keluarnya berbagai komponen penting dari dalam sel mikroba yaitu protein, asam nukleat, nukleotida dan lain-lain.

    Kesimpulan :

        Polimiksin membentuk ikatan polien, kemudian bereaksi dengan struktur steprol membentuk fosfolipid menyebabkan terganggunya permabilitas membran sehingga membentuk membran yang rapuh.

  1. ANTAGONIS ASAM FOLAT

    Penggolongan obat antagonis asam folat dibagi menjadi 3, yaitu : (Mycek : 293)

    1. Penyekat sintesis folat
    2. Penyekat reduksi folat
    3. Penyekat sintesis dan reduksi folat
    1. Mekanisme Kerja Obat
    1. Sulfonamida

    Menjadi permeabel terhadap asam folat, banyak bakteri harus tergantung pada kemempuannya untuk mensintesis folat dari PABA, pteridin, dan glutamat. Sebaliknya manusia tidak dapat mensintesis asam folat dan folat didapat dari vitaminmakanannya.

    1. Trimetoprim

    Bentuk folat adalah derivat tetrahidro yang dibentuk melalui reduksi oleh dihidro folat reduktase. Reaksi enzimetik ini dihambat oleh trimetoprim, yang menimbulkan turunnya koenzim folat purin, piirimidin dan sintesis asam amino.

    1. Kotrimoksazol

    Aktivitas kotrimoksazol sinergistik disebabkan oleh inhibisi dua langkah berurutan pada sintesis tetrahidrofolat, sulfametiksazol menghambat penggabungan PABA kedalam asam folat, dan trimetoprim mecegah reduksi dehidrofolat menjadi tetrahidrofolat.

 

 

 

Kesimpulan :

    Biosintesis asam folat

Pteridin dan PABA bertemu dengan enzim dihidropteroat sintetase menjadi asam folat (belum aktif), kemudian diaktifkan oleh enzim dihidrofolat reduktase menjadi asam tetrahidrofolat sebagai perkusor purin dan pirimidin.

Mekanisme kerjanya:

  • Sulfonamid
  1. Berkompetisi dengan PABA
  2. Menghambat enzim dihidropteroat reduktase
  • Trimetroprim, menghambat enzim dihidrofolat reduktase.

     

     

     

     

     

     

     

     

  1. PENGHAMBAT SINTESIS PROTEIN

    Gambar 2 Penghambat Sintesis Protein


Menurut Mycek hal.315 :

Sejumlah antibiotika menunjukkan efek antimikrobanya dengan target bakteri yang mempunyai komponen berbeda dengan ribosom sitoplasmik mamalia secara struktural. Ribosom bakteri lebih kecil (70S) dibandingkan ribosom mamalia (80S) dan terdiri dari subunit 50S dan 30S dan dibandingkan dengan subunit 60S dan 40S. Namun demikian, ribosom mitokondria mamalia lebih menyerupai ribosom bakteri. Sehingga, meskipun obat yang berinteraksi dengan bakteri biasanya menghindari sel pejamu, kadar obat yang tinggi seperti kloramfenikol atau tetrasiklin dapat menyebabkan efek toksik sebagai hasil interaksinya dengan ribosom mitokondria.

  • TETRASIKLIN

Tetrasiklin adalah suatu grup senyawa yang terdiri dari 4 cincin yang berfusi dengan suatu system ikatan ganda konjugasi. Perbedaannya yang kecil yaitu dalam efektivitas klinik menunjukkan variasi farmakokinetik secara individual akibat subsitusi pada cincin-cincin tersebut.

Mekanisme kerja

Masuknya obat ini dalam organisme yang rentan diperantarai oleh transpor protein ke dalam membran dalam sitoplasmik bakteri. Pengikatan obat ke subunit 30S ribosom bakteri dipercaya dapat menghambat akses perubahan amino asil-tRNA menjadi kompleks ribosom mHNA di akseptor, sehingga menghambat sintesis protein bakteri.

  • AMINOGLIKOSIDA

Aminoglikosida merupakan antibiotika utama untuk pengobatan infeksi serius yang disebabkan basil aerob garam negatif. Namun demikian, karena obat ini dapat menimbulkan efek toksik yang serius, penggunaannya terbatas dan telah digantikan dengan obat yang lebih aman seperti generasi ketiga sefalosprorin (lihat hal. 308), fluorokuinolon (lihat hal. 327) dan imipenem/silastatin (lihat hal. 310). Aminoglikosida yang berasal dari Streptomises mendapatkan tambahan “misin,” sedangkan semua yang berasal dari Mikromonospora berakhiran “misin.” Terminologi “aminoglikosida” dan “aminosiklitol” didapat dari strukturnya – 2 amino gula bergabung dalam sambungan glikosidik ke nukleus heksosa sentral.

Mekanisme kerjanya:

Semua anggota aminoglikosida diketahui menghambat sintesis protein bakteri dengan mekanisme yang ditentukan untuk streptomisin. Organisme yang rentan mempunyai system oksigen dependen yang membawa antibiotika melintasi membran sel. Kemudian antibiotika terikat pada subunit ribosom 30S ribosom yang terpisah, bercampur dengan aparatus ribosomal fungsional atau menyebabkan subunit 30S ribosom yang lengkap salah membaca kode genetik. Polisom menjadi menurun karena aminoglikosida mengganggu proses penggabungan dan pemecahan polisom [Catatan: Aminoglikosida bekerja sinergis dengan antibiotika β-laktam karena kerja β-laktam pada sintesis dinding sel meningkatkan difusi aminoglikosida ke dalam bakteri (lihat hal.305)].

 

  • MAKROLID

Makrolid adalah suatu golongan antibiotika dengan suatu struktur makrosikiik lakton. Eritromisin merupakan obat pertama yang digunakan di klinik baik sebagai obat pilihan dan sebagai alternatif terhadap penisilin pada individu yang alergi terhadap antibiotika β-laktam. Anggota baru dari kelompok ini, klaritromisin ( suatu bentuk eritromisin metilasi) dan azitromisin (mempunyai cincin lakton yang lebih besar ) mempunyai beberapa gambaran yang sama dengan eritromisin. Akhir-akhir ini, diritromisin, suatu makrolid yang mempunyai spektrum antibakteri mirip eritromisin, tetapi keuntungannya cukup dengan dosis sekali sehari baru diedarkan di pasaran.

Mekanisme kerja

Makrolid mengikat secara ireversibel pada tempat subunit 50S ribosom bakteri, sehingga menghambat langkah translokasi sintesis protein. Obat ini secara umum bersifat bakteriostatik dan dapat bersifat bakterisidal pada dosis tinggi. Tempat pengikatan mungkin mirip atau menyerupai dengan tempat linkomisin, klindamisin dan kloramfenikol.

  • KLORAMFENIKOL

Kloramfenikol aktif terhadap sejumlah organisme gram positif dan gram negatif, tetapi karena toksisitasnya penggunaan obat ini dibatasi hanya untuk mengobati infeksi yang mengancam kehidupan dan tidak ada altrenatif lain.

Mekanisme kerjanya:

Obat ini mengikat subunit 50S ribosom bakteri dan menghambat sintesis protein pada reaksi peptidil transferase. Karena kemiripan ribosom mitokondria dan bakteri, sintesis protein pada organela ini dapat dihambat dengan kadar kloramlenikol tinggi yang dapat menimbulkan toksisitas sumsum tulang.

Menurut M.J.NEAL hal.84 :

Kelompok antibiotik ini bekerja dengan menghambat sintesis protein bakteri. Obat-obat ini bersifat toksik selektif karena ribosom bakteri (tempat ribosom protein) terdiri dari subunit 50S dan 30S, sementara ribosom mamalia memiliki subunit 60S dan 40S.

Protein dibentuk dari asam amino pada ribosom, yang bergerak sepanjang (1-2-3) untaian asam ribonukleat pembawa pesan (mRNA, ) sehingga kodon yang berurutan ( ) lewat melalui akseptor (aminoasil, lokasi A, ) untuk molekul RNA transfer (tRNA) spesifik. tRNA membawa asam amino berikutnya (kanan atas) yang dibutuhkan untuk memperpanjang rantai peptida. Tetrasiklin (kiri atas) dan aminoglikosida (kiri bawah) terikat pada subunit 30S dan menghambat ikatan aminoasil-tRNA. Selain itu, aminoglikosida menyebabkan kesalahan baca mRNA, sehingga protein nonfungsional disintesis. Langkah selanjutnya pada sintesis peptide adalah transpeptidasi (2), di mana rantai peptida ( ) yang sedang berkembang dan melekat pada lokasi P (peptidil, ) ditransfer ke asam amino yang melekat pada aminoasil-tRNA pada lokasi A. Kloramfenikol
(kanan tengah) menghambat aktivitas peptidil transferase dari subunit ribosom 50S. Setelah transpeptidasi, rantai peptida ditranslokasi dari lokasi A ke P (3) sehingga lokasi A siap untuk menerima aminoasil-tRNA berikutnya. Makrolida dan streptogramin (kanan bawah) terikat pada submit 50S dan menghambat translokasi. Streptogramin, seperti quinupristin dan dalfopristin merupakan obat baru yang secara aktif melawan bakteri gram positif. Obat ini hanya digunakan untuk infeksi serius yang resisten terhadap obat lain, misalnya terhadap Staphylococcus aureus yang resisten metisilin (MRSA).

Aminoglikosida, seperti gentamisin, harus diberikan secara injeksi. Aminoglikosida merupakan obat yang berguna dalam terapi infeksi berat, tetapi dapat menimbulkan efek nefrotoksik dan ototoksik. Tetrasiklin aktif secara oral, merupakan antibiotik spektrum luas, tetapi resistensi bakteri yang meningkat telah mengurangi penggunaanya. Makrolida (misalnya eritromisin) mempunyai spektrum antibakteri yang sama dengan benzilpenisilin. Bakteri Gram positif lebih sensitif terhadap eritromisin daripada bakteri Gram negatif karena terakumulasi sekitar 100 kali lebih banyak. Kloramfenikol efektif melawan banyak organisme, tetapi efek samping seriusnya (seperti anemia aplastik) membatasi penggunaannya.

Kesimpulan :

Mekanisme sintesis protein :

  1. tRNA yang membawa asam amino masuk kedalam ribosom di lokasi A
  2. tRNA mengalami pembacaan oleh lokasi A
  3. terjadi proses traspeptidase (ikatan silang) oleh bantuan enzim peptidil mensferase (yang memutuskan ikatan pada lokasi P)
  4. terjadi translokasi yaitu perpindahan dari lokasi A kelokasi P.

    Mekanisme kerja obat-obat penghambat sintesis protein

  5. Tetrasiklin, menghambat masuknya tRNA kedalam lokasi A
  6. Aminoglikosida, menyebabkan kesalahan membaca kode genetik
  7. Kloramfenikol, menghambat enzim peptidil transferase
  8. Mekrolid dan klindamisin, menghambat translokasi.

 

 

 

  1. PENGHAMBAT SINTESIS ASAM NUKLEAT

Gambar 3 Penghambat Asam Nukleat

Golongan obat penghambat sintesis asam nukleat, dibagi atas 3 golongan,yaitu :

  • Fkuorokuinolon
  • Kuinolon, dan
  • rifampisin

Mekanisme secara umum :

Pteridin berikatan dengan PABA, dan dengan adanya enzim dihidropteroatsintetase akan membentuk asam dihidropteroat atau asam folat yang belum aktif dengan adanya enzim dihidrofolat reduktase maka asam folat yang tadinya belum aktif akan berubah menjadi asam tetrahidrofolat yang akan membentuk prekursor dari purin dan pirimidin.kemudian berelaksasi dan menghambat terbentuknya DNA girase agar tidak terbentuk DNA superkoil.

Mekanisme kerja fluorokuinolon

Antibiotik flourokuinolon memasuki sel dengan difusi pasif pada membran luar bakteri melalui kanal protein terisi air. Bekerja dengan cara menghambat replikasi DNA bakteri dengan cara mengganggu kerja DNA girase selama pertumbuhan dan reproduksi bakteri

 

Mekanisme kerja obat gol.kuinolon

Setelah terbentuk prekursor purin dan pirimidin maka purin dan pirimidin berelaksasi dan menghambat DNA girase, suatu enzim yang menekan DNA bakteri menjadi superkoil .

Mekanisme obat Rifampisin

Mekanisme obat dari rifampisin sama dengan gol kuinolon yaitu menghambat terbentuknya DNA superkoil. Rifampisin menghalangi transkripsi RNA pada banyak bakteri dengan menghambat polimerase RNA yang terantung pada DNA.

Kesimpulan :

Mekanisme kerja kuinolon dan florokuinolon adalah menghambat DNA girase. Mekanisme kerja rifampisin adalah menghalangi transkrimsi RNA superkoin.

 

 

 

 

 

 

 

DAFTAR PUSTAKA

Myck, Marry J, 1999. FARMAKOLOGI ULASAN BERGAMBAR. Widya Medica Jakarta.

Neal.MJ. At a glance farmakologi medis. Edisi kelima. Erlangga Medical Series. Jakarta, 2005

Ganiswarna, Sulistia. 2009. FARMAKOLOGI DAN TERAPI, edisi 5. Jakarta; Fakultas Kedokteran –UI.