MEKANISME PERTAHANAN BAKTERI PATOGEN TERHADAP ANTIBIOTIK Rina Hidayati Pratiwi* Prodi Pendidikan Biologi FTMIPA, Universitas Indraprasta PGRI, Jakarta *
[email protected] Abstract The number of irrational for using antibiotics caused multidrug-resistant bacteria is increasing globally. The resistance of antibiotics are the condition that the influence of antibiotics as antiinfection useless or the pathogenic bacteria become unsensitive. That problem are failure of medicinal therapy for using antibiotics. This article reviews recent analize of the mechanisms by which bacteria survival pathogenic to antibiotics. The mechanism of bacterial resistance to antibiotics has been found to occur frequently by several cellular mechanisms, such as bacterial production of enzyme, mutation or exchange of plasmid or gene with low affinity to antibiotics, or decrease of cell wall permeability to antibiotics, the prevention of access to drug targets, changes in the structure and protection of antibiotic targets and the direct modification or inactivation of antibiotics. Keywords: antibiotics, resistance, mechanism, microorganisms
manusia relatif kecil. Turunan zat-zat yang
PENDAHULUAN Penyakit
infeksi
masih
menjadi
dibuat secara semi sintesis tersebut juga
masalah kesehatan yang utama di beberapa
termasuk kelompok antibiotik, begitu pula
negara, khususnya di negara berkembang
senyawa sintesis dengan khasiat antibakteri
(Kementerian
2011).
(Tjay dan Rahardja, 2007). Antibiotik
Penyebab infeksi disebabkan oleh sejumlah
sebagai obat untuk menanggulangi penyakit
mikroorganisme
yang
infeksi, penggunaannya harus rasional,
bersifat patogen yang biasa dikenal dengan
tepat dan aman. Penggunaan antibiotik
kuman
yang tidak rasional akan menimbulkan
kesehatan
seperti
penyakit.
RI,
bakteri
Sejumlah
bahan
antimikroorganisme yang digunakan untuk
dampak
menghambat kuman penyakit penyebab
kekebalan
infeksi telah lama dikembangkan pada
beberapa antibiotik, meningkatnya efek
tingkat organisme, baik seluler maupun
samping obat dan bahkan berdampak
molekuler.
kematian.
Bahan
antimikroorganisme
tersebut dikenal dengan antibiotik.
negatif,
seperti
mikroorganisme
terjadinya terhadap
Penggunaan antibiotik dikatakan tepat bila
Antibiotik adalah zat-zat kimia yang
efek terapi mencapai maksimal sementara
dihasilkan oleh fungi atau bakteri, yang
efek toksik yang berhubungan dengan obat
memiliki
menjadi minimum, serta perkembangan
khasiat
mematikan
atau
menghambat pertumbuhan mikroorganisme
antibiotik
patogen,
(WHO,
sedangkan
toksisitasnya
bagi
resisten
seminimal
mungkin 2008). 418
ISSN e-journal 2579-7557
Rina Hidayati Pratiwi: Mekanisme Pertahanan Bakteri Patogen Terhadap Antibiotik
Dampak negatif akibat penggunaan
lebih lama, sehingga kemungkinan terjadi
antibiotik yang tidak rasional, penggunaan
komplikasi selama perawatan. Hal lain ialah
antibiotik yang terlalu sering, penggunaan
meningkatnya biaya yang digunakan untuk
antibiotik
mencapai
baru
yang
berlebihan,
dan
kesembuhan,
misalnya
pada
penggunaan antibiotik dalam jangka waktu
pasien dengan infeksi methicillin-resistant
yang
lama
ialah
mikroorganisme
timbulnya
resistensi
Staphylococcus
aureus
terhadap
berbagai
membutuhkan perawatan 2 hari lebih lama
antibiotik (multidrug-resistance). Hal ini
daripada
mengakibatkan pengobatan menjadi tidak
Staphylococcus aureus (MSSA). Sama
efektif, peningkatan morbiditas maupun
halnya dengan pasien yang terinfeksi
mortalitas pasien, dan peningkatan biaya
Klebsiella
pneumoniae
kesehatan
terhadap
antibiotik
(Kementerian
kesehatan
RI,
pasien
(MRSA)
methicillin-sensitive
yang
resisten
ß-laktam
dan
2005). Resistensi juga muncul karena
Pseudomonas aeruginosa resisten terhadap
penggunaan yang berlebihan dari antibiotik
carbapenem yang diketahui disebabkan oleh
berspektrum
pemberian terapi yang tidak adekuat.
luas
atau
penggunaan
antibiotik yang ditujukan pada tanaman dan
Antibiotik lainnya seperti amoksisilin
hewan dalam jangka waktu yang lama
memiliki tingkat resistensi sebesar 67,16%
sehingga
sehingga sering dikombinasikan dengan
berimbas
kepada
manusia
(Mulyani, 2013).
asam klavulanat karena asam klavulanat
Resistensi bakteri terhadap antibiotik,
merupakan inhibitor beta-laktamase yang
khususnya antibiotik golongan β-lactam
dapat melindungi amoksisilin dari hidrolisis
terus meningkat secara memprihatinkan.
beta-laktamase.
Hasil
2003
resistensi itu tak hanya melalui produksi
menyebutkan tentang kejadian resistensi
enzim β-Lactamase yang dapat merusak
terhadap penicilin dan tetrasiklin oleh
antibiotik golongan β-Lactam, tetapi juga
bakteri
Neisseria
melalui perubahan pada penicilline binding
gonorrhoeae telah hampir mencapai 100%
protein (PBP) dan terjadi pengurangan
di seluruh area di Indonesia (Hadi, 2008).
ataupun peningkatan masuk atau keluarnya
penelitian
patogen
pada
diare
Peningkatan
tahun
dan
mekanisme
terhadap
dengan mekanisme efflux serta enzim
antibiotik di rumah sakit mempengaruhi
autolisin bakteri tidak bekerja sehingga
perawatan pasien selama di rumah sakit.
timbul toleransi bakteri terhadap obat
Hal-hal yang dipengaruhinya antara lain,
(Gunawan et al., 2009).
terjadinya
resistensi
Namun,
peningkatan
mortalitas
dan
Antibiotik yang memiliki resistensi
morbiditas, misalnya pasien harus dirawat
paling tinggi terhadap antibiotik yaitu 419
ISSN e-journal 2579-7557
Jurnal Pro-Life Volume 4 Nomor 3, November 2017
sebesar
96,43%
ialah
metronidazol.
generasi
pertama
dan
aktif
terhadap
Metronidazol merupakan antiprotozoa dan
Enterobacter sp. dan Klebsiella sp. serta
antibakteri yang efektif melawan parasit
yang positif terhadap indol. Sefotaksim dan
protozoa anaerob dan bakteri anaerob Gram
seftriakson
negatif termasuk Bacteroides sp. dan
sering digunakan di rumah sakit. Resistensi
bakteri anaerob Gram positif pembentuk
yang
spora. Metronidazol tidak efektif terhadap
kebanyakan bakteri pada spesimen pus
bakteri aerob karena pada bakteri aerob
telah resisten terhadap kedua antibiotik
tidak memiliki komponen transpor elektron
tersebut.
seperti
Bakteri
merupakan antibiotik pilihan untuk infeksi
transpor
serius yang disebabkan oleh bakteri enterik
elektron yang memiliki potensial redoks
Gram negatif, memiliki sifat sangat resisten
negatif yang cukup untuk mendonorkan
terhadap
elektron ke metronidazol. Metronidazol
mempunyai aktivitas yang baik untuk
merupakan prodrug karena memerlukan
beberapa bakteri (Brooks et al., 2012).
anaerob
pada
bakteri
memiliki
anaerob.
komponen
aktivasi reduktif pada gugus nitro oleh mikroorganisme
yang
rentan.
Transfer
merupakan
terjadi
antibiotik
menandakan
Sefalosporin
enzim
yang
bahwa
generasi
ketiga
beta-laktamase
dan
Berdasarkan penelitian PROTEKT (Prospective Resistant Organism Tracking
elektron tunggal membentuk anion radikal
and
nitro yang sangat reaktif. Anion tersebut
Telithromycin)
membunuh mikroorganisme rentan melalui
tentang Prevalensi resistensi antibiotika dari
mekanisme yang diperantarai oleh radikal.
Streptococcus pneumoniae, terdapat 3362
Resistensi antibiotik tertinggi selanjutnya
pneumococcus
ialah pada antibiotik sefaleksin sebesar
penicillin G yaitu sekitar 22,1 % dengan
95,8%,
tingkat
sefuroksim
sefadroksil
sebesar
sebesar 91,5%,
92,2%, sefotaksim
Epidemiology
for
pada
yang
tertinggi
the
tahun
resisten
ditemukan
Ketolide 1999-2000
terhadap
di
Asia
(53,4%), Perancis (46,2%) dan Spanyol
sebesar 70,7%, dan seftriakson sebesar
(42,1%).
66,2% (Nurmala et al., 2015). Sefaleksin
Erythromycin A sekitar 31,1% dengan
dan sefadroksil merupakan sefalosporin
tingkat
generasi pertama yang memiliki aktivitas
(79,6%),
baik untuk bakteri Gram positif, sedangkan
(55,6%) dan Italia (42,9%). Resistensi
untuk bakteri
Fluoroquinolone biasanya rendah (1%),
aktivitas
yang
Gram
negatif memiliki
sedang.
Resistensi
tertinggi Perancis
juga
terjadi
ditemukan (57,6%),
di
pada
Asia
Hungaria
Sefuroksim
walaupun 14,3% dari 70 yang diisolasi dari
merupakan sefalosporin generasi kedua
Hongkong resisten terhadap levofloxacin
yang memiliki spektrum lebih luas dari
dan moxifloxacin (Felmingham, 2002). 420
ISSN e-journal 2579-7557
Rina Hidayati Pratiwi: Mekanisme Pertahanan Bakteri Patogen Terhadap Antibiotik
Faktor yang mempengaruhi penggunaan
dan timbulnya kerusakan pada sel-sel dan
antibiotika tidak efektif adalah pekerjaan,
jaringan,
dimana
akan
kemampuan membangkitkan sistem imun
terlindungi dari penggunaan antibiotika
inang. Hal ini dipengaruhi oleh struktur
tidak efektif sebesar 0,25 kali atau 75 %
serta produk-produk yang dihasilkan oleh
lebih rendah (Refdanita et al., 2004).
bakteri dan sifat bakteri itu sendiri (Howard
pasien
yang
bekerja
Tujuan dari studi ini ialah untuk menganalisis
bagaimana
serta
toksigenisitas
dan
dan Rees, 1994).
mekanisme
Secara umum patogenesis bakteri
pertahanan bakteri patogen khususnya pada
diawali dengan masuknya bakteri ke dalam
bakteri
terhadap
tubuh inang melalui bermacam-macam
antibiotik dan terutama pada antibiotik
cara, antara lain saluran pernafasan, saluran
golongan beta laktam. Diharapkan dengan
pencernaan, rongga mulut, kuku, dan lain-
pemaparan dari studi ini, dapat mencegah
lain. Setelah itu terjadi proses adhesi-
dan mencari solusi dari penyebaran bakteri
kolonisasi.
yang resisten antibiotik.
menempel pada permukaan sel inang,
METODE PENELITIAN
perlekatan bakteri terjadi pada sel epitel.
resisten
antibiotik
Pada
proses
ini
bakteri
Tulisan ini didasarkan pada kajian
Pada proses ini, perlekatan bakteri ke sel
literatur baik secara online maupun offline.
permukaan sel inang memerlukan protein
Media offline diperoleh dari berbagai text
adhesin. Adhesin dibagi menjadi dua, yaitu
book dan buku lainnya, sedangkan media
fimbrial dan afimbrial. Adhesi fimbrial
online bersumber dari berbagai Scientific
bertindak sebagai ligan dan berikatan
journals yang ada pada Web, Scopus,
dengan
PubMed dan media online lainnya.
permukaan sel inang. Fili sering dikenal
HASIL DAN PEMBAHASAN
sebagai
Bakteri Patogen dan mekanisme sifat
peranannya sebagai alat penempelan pada
patogenisitas bakteri
sel lain (Pelczar dan Chan, 1986).
Patogenesis dari suatu infeksi bakteri
reseptor
yang
antigen
terdapat
kolonisasi
pada
karena
Eksotoksin dan endotoksin bakteri
meliputi proses infeksi dan mekanisme-
sangat
mekanisme yang menyebabkan timbulnya
penyakit tertentu. Eksotoksin merupakan
gejala penyakit. Bakteri dikatakan bersifat
faktor
patogen
kemampuan
toksigenik dan imunitas terhadap toksin ini
mengadakan transmisi, melekat pada sel-sel
dapat mencegah terjadinya penyakit. Toksin
inang
multiplikasi,
yang dikeluarkan dari bakteri menyebabkan
menggunakan nutrien dari sel inang, invasi
pengaruh negatif terhadap sel inang dengan
bila
dan
mempunyai
mengadakan
penting
virulen
di
dalam
pada
patogenesis
infeksi
bakteri
421 ISSN e-journal 2579-7557
Jurnal Pro-Life Volume 4 Nomor 3, November 2017
cara mengubah metabolisme normal inang
tetrasiklin. Tipe kedua ialah antibiotik yang
tersebut. Toksin yang dihasilkan dibedakan
bersifat bakterisidal yang dapat membunuh
menjadi
bakteri
3
jenis
yaitu
endotoksin,
dengan
cara
menghambat
eksotoksin, dan enterotoksin. Setelah proses
pembentukan dinding sel dan bersifat toksik
adhesi-kolonisasi,
pada
bakteri
mengalami
proses invasi. Invasi merupakan proses bakteri masuk ke dalam sel inang dan
sel
bakteri,
contohnya
penisilin
(Laurence dan Bennet, 1987). Berdasarkan
mekanisme
kerjanya
menyebar ke seluruh tubuh. Proses ini
terhadap bakteri, antibiotik dikelompokkan
adalah akses yang lebih dalam dari bakteri.
sebagai berikut (Stringer, 2006):
Setelah invasi, mikroba mampu bertahan
a. Inhibitor sintesis dinding sel bakteri
hidup dan berkembang biak dalam sel
yang memiliki efek bakterisidal dengan
inang. Dalam mempertahankan hidupnya,
cara memecah enzim dinding sel dan
bakteri
menghambat
harus
dapat
bersaing
untuk
enzim
dalam
sintesis
mendapatkan nutrisi, setelah itu dapat
dinding sel. Contohnya antara lain
mengakibatkan
golongan β-laktam seperti penisilin,
rusaknya
jaringan
dan
organ-organ tubuh.
sefalosporin, karbapenem, monobaktam,
Bakteri yang memiliki kapsul akan
serta
inhibitor
sintesis
dinding sel
melindung dirinya dari fagositosis melalui
lainnya seperti vancomysin, basitrasin,
polisakarida yang mengelilinginya. Baik
fosfomysin, dan daptomysin.
bakteri Gram positif maupun Gram negatif yang
berkapsul
serta
vaksin
yang
b. Inhibitor
sintesis
memiliki
efek
protein
bakteri
bakterisidal
atau
mengandung antigen kapsul murni akan
bakteriostatik dengan cara menganggu
merangsang
bersifat
sintesis protein tanpa mengganggu sel-
protektif. Bakteri yang bersifat intraseluler
sel normal dan menghambat tahap-tahap
dapat menghalangi respon imun inang
sintesis
karena tumbuh di dalam sel, terutama
aktivitasnya
fagosit (Ryan, 1997).
protein
Mekanisme kerja antibiotik
aminoglikosida, makrolida, tetrasiklin,
imunitas
yang
Antibiotik dikenal ada dua tipe, yaitu antibiotik dengan
yang
bersifat
aktivitas
bakteriostatik
protein.
Obat-
obat
menginhibitor bakteri
streptogamin,
yang sintesis
diantaranya
klindamisin,
oksazolidinon, dan kloramfenikol.
menghambat
c. Mengubah permeabilitas membran sel
perkembangan bakteri dan memungkinkan
dan memiliki efek bakteriostatik dengan
sistem kekebalan inangnya mengambil alih
cara
sel bakteri yang dihambat, contohnya
membran
menghilangkan oleh
karena
permeabilitas hilangnya 422
ISSN e-journal 2579-7557
Rina Hidayati Pratiwi: Mekanisme Pertahanan Bakteri Patogen Terhadap Antibiotik
substansi seluler sehingga menyebabkan
atau
sel
(Hamilton-Miller,
menjadi
memiliki
lisis.
aktivitas
Obat-obat ini
antara
yang
dosis
normal
yang
seharusnya
2002),
sedangkan
lain
multiple drugs resistance diartikan sebagai
polimiksin, amfoterisin B, gramisidin,
resistensi terhadap dua atau lebih obat
nistatin, dan kolistin.
maupun klasifikasi obat (Walsh, 2003).
d. Menghambat sintesa folat. Mekanisme
Jadi,
resistensi
antibiotik
adalah
mikroorganisme
untuk
kerja ini terdapat pada obat-obatan
kemampuan
seperti sulfonamida dan trimetoprim.
bertahan
Bakteri tidak dapat mengabsorbsi asam
diantaranya
folat, tetapi harus membuat asam folat
resisten melalui mutasi atau perubahan/
dari PABA (asam para amino benzoat)
pertukaran plasmid (transfer gen) antar
dan glutamat. Asam folat merupakan
spesies bakteri yang sama, contohnya
vitamin namun pada manusia tidak dapat
methiciline-resistant Staphylococcus aureus
mensintesis asam folat. Hal ini menjadi
(MRSA)
suatu target yang baik dan selektif untuk
Staphylococcus aureus (VRSA) (Tripathi,
senyawa-senyawa antimikroba.
2003).
e. Mengganggu sintesis DNA. Mekanisme
terhadap dengan
atau
Ada
efek
antibiotik,
memperoleh
gen
vancomycin-resistant
beberapa
faktor
penyebab
kerja tersebut terdapat pada obat-obatan
terjadinya resistensi bakteri, yaitu faktor
seperti
dan
primer adalah penggunaan agen antibiotik,
dapat
munculnya strain bakteri yang resisten
deoksiribonukleat
terhadap antibiotik, dan penyebaran strain
metronidasol,
novobiosin. menghambat
kinolon,
Obat-obatan asam
(DNA) girase sehingga
ini
menghambat
tersebut ke bakteri lain. Selain itu, adanya
sintesis DNA. DNA girase adalah enzim
faktor penjamu seperti lokasi infeksi,
yang terdapat pada bakteri dengan cara
kemampuan antibiotik mencapai organ
menyebabkan terbuka dan terbentuknya
target infeksi sesuai dengan konsentrasi
superheliks
terapi, flora normal pasien, dan ekologi
pada
DNA
sehingga
menghambat replikasi DNA.
lingkungan merupakan faktor-faktor yang
Mekanisme pertahanan bakteri terhadap
perlu diperhatikan. Penggunaan antibiotik
antibiotik
secara berlebihan, memiliki andil besar
Resistensi dapat diartikan sebagai tidak
terhambatnya
dalam menyebabkan peningkatan resistensi
pertumbuhan
terhadap antibiotik, terutama di rumah
mikroorganisme, dalam hal ini bakteri
sakit. Faktor-faktor lain yang berpengaruh
dengan
diantaranya penggunaan antibiotik yang
pemberian
antibiotik
secara
sistemik pada kadar hambat minimalnya
meluas
dan
irasional,
penyalahgunaan 423
ISSN e-journal 2579-7557
Jurnal Pro-Life Volume 4 Nomor 3, November 2017
antibiotik oleh praktisi kesehatan yang tidak
baru yang spesifik dapat menghambat
ahli karena kurangnya perhatian pada efek
mekanisme
merusak dari penggunaan antibiotik yang
antibiotik yang didapat dapat bersifat relatif
tidak tepat, lebih dari separuh pasien dalam
atau mutlak. Contoh dari resistensi yang
perawatan rumah sakit menerima antibiotik
didapat ialah Pseudomonas aeruginosa
sebagai pengobatan ataupun profilaksis,
resisten terhadap ceftazidin, Haemophillus
sekitar 80% konsumsi antibiotik dipakai
influenzae resisten terhadap imipenem dan
untuk kepentingan manusia dan sedikitnya
ampisilin,
40% berdasar pada indikasi yang kurang
resisten terhadap ciprofloxacin.
tepat,
misalnya
penggunaan
antibiotik
untuk infeksi virus (Utami, 2012). Resistensi
antibiotik
kerja
antibiotik.
Pseudomonas
Resistensi
aeruginosa
Resistensi didapat yang relatif yaitu minimal inhibitory concentration (MIC)
dapat
antibiotik
tertentu
meningkat
secara
diklasifikasikan menjadi dua kelompok
bertahap, contohnya resistensi yang didapat
yaitu resistensi alami dan resistensi yang
pada
didapat. Resistensi alami merupakan sifat
Resistensi antibiotik didapat yang mutlak
dari antibiotik yang memang kurang atau
(absolut) terjadi apabila terdapat suatu
tidak aktif terhadap suatu bakteri dan
mutasi genetik selama atau setelah terapi
bersifat
antibiotik.
Akibatnya
sebelumnya
sensitif
diturunkan.
Pseudomonas
Contohnya
aeruginosa
yang
tidak
gonococci
dan
pneumococci.
bakteri berubah
yang menjadi
pernah sensitif terhadap kloramfenikol serta
resisten dengan peningkatan MIC yang
25% dari Streptococcus pneumoniae secara
sangat tinggi dan tidak dapat dicapai
alami resisten terhadap antibiotik golongan
dengan pemberian antibiotik pada dosis
makrolid (erythromycin, clarithromycin,
terapi. Pseudo-resistance ialah jika pada uji
dan azithromycin). Masalah resistensi ini
kepekaan didapatkan hasil resisten tetapi di
dapat diprediksi, sehingga dalam pemberian
dalam tubuh (in vivo) masih efektif,
antibiotik dapat dipilih antibiotik dengan
contohnya bakteri Escherichia coli dan
cara kerja yang berbeda.
Klebsiella pneumoniae resisten terhadap
Resistensi
didapat
apabila
sulbaktam atau ampisilin, Pseudomonas
sebelumnya
sensitif
aeruginosa resisten terhadap aztreonam.
terhadap suatu antibiotik kemudian berubah
Resistensi silang (cross-resistance) ialah
menjadi resisten. Ada 2 kemungkinan
resistensi suatu obat yang diikuti oleh obat
mekanisme terjadinya kejadian ini, yaitu
lain
karena adanya mutasi pada kromosom
(Tripathi, 2003). Contoh resistensi silang
DNA bakteri atau terdapat materi genetik
ialah Extended-spectrum ß-lactamase yang
bakteri
tersebut
yang
yang
belum
pernah
dipaparkan
424 ISSN e-journal 2579-7557
Rina Hidayati Pratiwi: Mekanisme Pertahanan Bakteri Patogen Terhadap Antibiotik
diproduksi oleh bakteri yang resisten
genetik antara bakteri yang berbeda. Jenis
terhadap
menyebabkan
transfer
cephalosporin
konjugasi (Pelczar dan Chan, 1986).
resistensi
ceftazidime untuk
seluruh
generasi III. C.1.
genetik
tersebut
dinamakan
Metode lain dari transfer genetika
Mekanisme
Molekuler
Resistensi
terhadap Antibiotik
adalah
transduksi,
yaitu
perpindahan
informasi genetik oleh virus penginfeksi
Resistensi dapat terjadi karena adanya
bakteri yang disebut bakteriofag. Fage
gen resisten. Gen resisten pada bakteri
berikatan pada membran sel bakteri lalu
berfungsi melindungi terhadap inhibitory
melakukan
effect dari antibiotik. Gen resisten dapat
dilakukan oleh fage, yaitu DNA dapat
melakukan
transpor
menjadi non infektif dan menggabungkan
antibiotik
gen yang membawanya ke dalam DNA
membran
coding untuk
protein
mencegah
injeksi.
berkembang biak dan merusak sel inang
sesegera mungkin saat masuk ke dalam sel,
(Kenneth, 1995).
dengan
targetnya (Badan paM, 2001).
virus
yang
pemompaan untuk mengeluarkan antibiotik
kontak
atau
hal
bakteri
mencegah
sendiri
2
memasuki sel bakteri, atau melakukan
sehingga
itu
Ada
dapat
Transfer informasi genetik juga dapat terjadi melalui transposon antara DNA
Bakteri memperoleh gen resisten
virus dan DNA bakteri. Transposisi berarti
dengan beberapa cara, antara lain lewat
transfer
mutasi DNA bakteri. Mutasi ini diwariskan
transposon, yaitu bahan yang lebih kecil
ke seluruh keturunan yang dihasilkan dari
dari DNA untuk membawa gen resisten
sel inti yang dikenal sebagai proses evolusi
antibiotik. Transposon dapat keluar dari
vertikal. Bakteri juga dapat melakukan
plasmid dan bergabung dengan DNA inang
evolusi horisontal, yaitu dengan pertukaran
yang baru atau ke dalam plasmid setelah
gen antara sel-sel bakteri yang berdekatan.
konjugasi. Informasi genetik yang dibawa
Sebuah mutasi DNA spontan dapat terjadi
transposon masih dapat hidup meskipun
pada sebuah plasmid dalam suatu sel
plasmid yang mentransfer informasinya
bakteri.
sudah mati.
Plasmid
ialah
DNA
genetik
Mekanisme
yang
menggunakan
ekstrakromosomal yang hanya terdapat
C.2.
Resistensi
pada sel bakteri. Mutasi ini dapat terjadi
terhadap antibiotik betalaktam
Bakteri
dari gen yang resisten antibiotik. Mula-
Antibiotik golongan beta laktam
mula plasmid bereplikasi dalam sel inang
banyak digunakan untuk first line therapy
dan ditransfer ke sel bakteri lain. Plasmid
infeksi bakteri tertentu. Antibiotik tersebut
tersebut dapat memindahkan informasi
banyak dipilih karena pada umumnya 425
ISSN e-journal 2579-7557
Jurnal Pro-Life Volume 4 Nomor 3, November 2017
infeksi itu bersifat campur baik bakteri
destruksi atau penghancuran antibiotik oleh
Gram positif maupun bakteri Gram negatif
enzim β-Lactamase, kegagalan antibiotik
serta bakteri aerob dan bakteri anaerob.
dalam menembus membran luar bakteri
Mekanisme resistensi bergantung pada
Gram negatif untuk mencapai PBPs3,
perubahan dalam target antibiotik yaitu PEP
efflux obat melintasi membran bagian luar
(Penicilline-binding
yang
dari bakteri Gram negatif, dan afinitas yang
bertanggung jawab pada sintesa dinding sel
rendah antara antibiotika dan PBPs sasaran.
dan
Destruksi antibiotik golongan β-Lactam
dapat
protein)
mengikat
penisilin
serta
antibiotik lain. Reaksi peptidoglikan dengan
oleh
beta laktam mengakibatkan penghambatan
mekanisme resistensi yang paling umum
PEP yang irreversibel dan lisisnya sel
dijumpai, dan pada bakteri Gram negatif,
bakteri (Lechevallier et al., 1988). Ada
khususnya Pseudomonas aeruginosa sering
sekitar 56 macam antibiotik beta laktam
bersama
yang dikelompokkan ke dalam 4 golongan,
(Mandell et al.).
diantaranya
penisilin,
sefalosporin,
carbapenem, dan monobactam.
berbagai
dengan
merupakan
mekanisme
efflux
Untuk resistensi tetrasiklin contohnya
senyawa tersebut dapat dieliminasi oleh
dan
bakteri dengan mekanisme efflux pump
menjadikannya inefektif ketika berada di
yang aktif. Bakteri mengembangkan efflux
dalam membran sel luar. Salah satu
pump yang aktif untuk mengeluarkan
mekanisme timbulnya resistensi terhadap
antibiotik dari sitoplasma lebih cepat
antibiotik golongan ß-laktam khususnya
daripada
kecepatan
pada bakteri Gram negatif ialah dengan
berdifusi
masuk.
diproduksinya enzim ß-laktamase. Enzim
konsentrasi senyawa antibiotik di dalam
ini
bakteri menjadi terlalu rendah, sehingga
dapat
merubah
enzim
telah berhasil melewati membran sel,
yang
berfungsi
macam
β-Lactamase
ialah pada saat suatu senyawa antibakteri
Senyawa antibakteri dapat bertemu dengan
enzim
struktur
memecah
cincin
obat
ß-laktam
tidak
senyawa Oleh
efektif.
tersebut
karena
Efflux
itu,
sehingga antibiotik tersebut menjadi tidak
menjadi
pump
aktif. Enzim beta-laktamase disekresi ke
merupakan variasi dari pump yang biasa
rongga periplasma oleh bakteri Gram-
digunakan untuk memindahkan nutrisi dan
negatif dan ke cairan ekstraselular oleh
zat sisa keluar masuk sel. Pump ini juga
bakteri Gram-positif.
dipakai oleh bakteri dalam memproduksi
Ada empat mekanisme resistensi
antibiotik untuk memindahkan antibiotik
bakteri terhadap Penicillin dan juga obat
keluar sel dan ke lingkungan sekitarnya.
antibiotik golongan β-Lactam, diantaranya
Mekanisme alami ini melindungi bakteri 426
ISSN e-journal 2579-7557
Rina Hidayati Pratiwi: Mekanisme Pertahanan Bakteri Patogen Terhadap Antibiotik
tersebut dari kemungkinan mati oleh akibat
sehingga kemampuan pembentukan biofilm
antibiotik yang dihasilkannya sendiri. Di
pada suatu bakteri dapat dikatakan sebagai
sisi lain mekanisme ini juga membunuh
salah satu sifat dari patogenitasnya (Pratiwi,
bakteri lain di lingkungan sekitarnya yang
2010).
dapat mengganggu pertumbuhan bakteri
Resistensi antibiotik dalam bakteri
tersebut.
biofilm diduga terjadi karena lambat atau
C.3. Mekanisme Resistensi Antibiotik pada
tidak sempurnanya penetrasi antibiotik ke
Bakteri Pembentuk Biofilm
biofilm oleh adanya perubahan lingkungan
Setiap
bakteri
mempunyai
kimiawi mikro pada biofilm sehingga dapat
susceptibilitas yang berbeda. Spora bakteri
melawan
dianggap paling resisten, diikuti oleh
perubahan
osmotika
mikobakteria,
proporsi
antibiotik
dan
adanya
biofilm
negatif
perubahan
Ketahanan
bakteri
sehingga mengurangi permeabilitas cell
tersebut dihubungkan dengan adanya enzim
envelope terhadap antibiotik, serta diduga
degradatif dan impermeabilitas selular.
karena subpopulasi mikroorganisme dalam
Lapisan dan korteks pada spora bakteri,
biofilm akan membentuk struktur khas yang
arabinogalaktan dan komponen dinding sel
memberikan
lain serta membran luar bakteri Gram
mikroorganisme
negatif membatasi konsentrasi biosida aktif
Brotosoetarno, 2004).
yang mencapai daerah target sel-sel bakteri
KESIMPULAN
kokus.
relatif
melalui
Gram
berbentuk
kemudian
aksi
dari
perlindungan
porin
pada
(Corvianindya
dan
tersebut. Kondisi khas ini ditemukan pada
Resistensi bakteri patogen terhadap
bakteri biofilm, sebagai hasil mekanisme
suatu antibiotik dapat terjadi berdasarkan
resistensi intrinsik dari adaptasi fisiologi
salah
sel. Kolonisasi biofilm ditemukan dalam
diantaranya mikroba mensintesis suatu
matriks glycocalyx. Bakteri akan terlindung
enzim
dari pengaruh surfaktan, antibodi, dan
antibiotika,
antibiotik dengan membangun “guard celf”
permeabilitasnya terhadap obat, mikroba
pada bagian atas biofilm yang dapat
mengembangkan suatu perubahan struktur
menetralkan antibiotik secara enzimatik
sasaran
atau mengeluarkan antibiotik berdasarkan
mengembangkan perubahan jalur metabolik
perubahan
permukaannya
yang langsung dihambat oleh obat, dan
(Corvianindya dan Brotosoetarno, 2004).
mikroba mengembangkan perubahan enzim
Polianionik dari matriks glycocalyx diduga
yang
berperan pada resistensi dalam biofilm
metabolismenya
struktur
satu
atau
inaktivator
mekanisme,
atau
penghancur
mikroba
bagi
tetap
lebih
mengubah
obat,
dapat
melakukan
tetapi
lebih
mikroba
fungsi sedikit 427
ISSN e-journal 2579-7557
Jurnal Pro-Life Volume 4 Nomor 3, November 2017
dipengaruhi oleh obat dari pada enzim pada
Oleh karena itu, sebaiknya
mikroorganisme yang rentan.
diberikan dalam dosis yang tepat dan
SARAN
penetrasi yang tepat dimana lokasi bakteri
Penggunaan
obat
antibiotik
antibiotik
berada. Bila dosisnya tepat, maka resistensi
hendaknya bukan tujuan untuk pengobatan,
tidak berkembang dengan cepat dan efek
namun untuk mengontrol populasi bakteri.
samping juga akan minimal.
DAFTAR PUSTAKA Badan paM. 2001. Informasi penggunaan antibiotik. Majalah Farmacia 2001: 1617. Brooks GF., Butel JS., Morse SA. 2012. Mikrobiologi Kedokteran. Jawetz, Melnitz dan Adelberg. Ed 25. Jakarta: EGC. Corvianindya Y., Brotosoetarno S. 2004. Resistensi bakteri oral biofilm terhadap antibiotika golongan betalaktam. IJD. 11(2): 83-87. Felmingham D., Reinert RR., Hirakata Y., Rodloff A. 2002. Increasing prevalence of antimicrobial resistance among isolates of Streptococcus pneumoniae from the PROTEKT surveillance study, and compatative in vitro activity of the ketolide, telithromycin. J. Antimicrob. Chemother 50, Suppl S1: 25-37. Gunawan S., Setiabudy R dan Nafrialdi. 2009. Farmakologi dan Terapi. Edisi 5. Jakarta. Departemen Farmakologi dan Terapeutik FK-UI. Hadi U. 2008. Antibiotic Usage and Antimicrobial Resistance in Indonesia. Surabaya. Airlangga University Press. Hamilton-Miller JM. 2002. Vancomycinresistant Staphylococcus aureus : a real and present danger?. Infection, 30: 118124. Howard BJ dan Rees JC. 1994. Host parasite interactions : Mechanisms of pathogenicity. Dalam : Howard BJ et al. Clinical and Pathogenic Microbiology, 2 nd edition, Mosby, 9-36. Kementerian Kesehatan RI. 2011. Pedoman penggunaan antibiotik. Jakarta. Departemen Kesehatan RI.
Kenneth T. 1995. CALS Pathogen! Pest Resistance Discussion. Bacterial resistance to antibiotic. Oct 25, 1995. Laurence DR dan Bennet PN. 1987. Clinical Pharmacology. Sixth edition. Churchill livingstone. Edinburgh. Lechevallier MW., Cawthon CD. Lee RG. 1988. Inactivation of biofilm bacteria. Appl. Environ. Microbiol, 54: 2492-9. Mandell., Douglas dan Bennet. Principles and Practice of Infectious Diseases 7th Ed. Mulyani S. 2013. Kimia dan Bioteknologi dalam Resistensi Antibiotik. Seminar Nasional Kimia dan Pendidikan Kimia V. Surakarta, 6 April 2013. Nurmala., Virgiandhy IGN., Andriani., Liana DF. 2015. Resistensi dan Sensitivitas Bakteri terhadap Antibiotik di RSU dr. Soedarso Pontianak Tahun 2011-2013. eJKI, 3(1): 21-28. Pelczar MJ dan Chan ECS. 1986. DasarDasar Mikrobiologi I. Jakarta: Universitas Indonesia. Pratiwi RH. 2010. Kemampuan Pembentukan Biofilm pada Bakteri Escherichia coli Enteropatogen (EPEC) sebagai Salah Satu Sifat Patogenitasnya. Jurnal Factor, 3: 9-13. Refdanita., Maksum R., Nurgani A., Endang P. 2004. Pola kepekaan kuman terhadap antibiotika di ruang rawat intensif RS Fatmawati Jakarta tahun 2001-2002. Makara Kesehatan, 8(2): 41-48. Ryan JL. 1997. Bacterial diseases. Dalam Stites, DP., Terr AI dan Parslow TG. (Eds). Medical Immunology, 9th edition, 428
ISSN e-journal 2579-7557
Rina Hidayati Pratiwi: Mekanisme Pertahanan Bakteri Patogen Terhadap Antibiotik
Prentice-hall International Inc., 684693. Stringer JL. 2006. Basic Concepts in Pharmacology: a Student’s Survival Guide. Edisi 3. (diterjemahkan oleh: dr. Huriawati Hartanto). Jakarta. Buku Kedokteran EGC. 186–199. Tjay TH dan Rahardja K. 2007. Obat-Obat Penting Khasiat, Penggunaan, dan EfekEfek Sampingnya. Edisi VI. Jakarta. PT. Elex Media Komputindo. 193. Tripathi KD. 2003. Antimicrobial drugs: general consideration. Essential of
medical pharmacology. Fifth edition. Jaypee brothers medical publishers. Utami ER. 2012. Antibiotika, Resistensi, dan Rasionalitas Terapi. Saintis, 1(1): 124-138. Walsh C. 2003. Antibiotics: action, origins, resistance. Washington, D.C. ASM Press. WHO. 2008. The International Pharmacopoeia. Fourth Edition. Electronic Version Geneva. World Health Organization.
429 ISSN e-journal 2579-7557