Kuliah Farmasi : Antibiotik (Mekanisme Penghambat Sintesis Dinding Sel Bakteri)

Assalamualaikum

Sedikit pengantar sebelum masuk ke teori, pada postingan sebelumnya saya sudah bilang bahwa saya akan memperbanyak postingan tentang kuliah Farmasi. Just info saja, kini saya berada di semester akhir sehingga saya berniat dan menantang diri saya untuk mereview ulang pelajaran - pelajaran saya sebelumnya. Setelah saya review, saya akan posting ke Blog ini. Untuk itu bahasa yang saya gunakan lebih santai dalam menjelaskan, dengan kata lain seakan - akan teori yang saya jelaskan adalah kesimpulan dari yang telah saya review. Jadwal saya mereview kembali pelajaran farmasi adalah Sabtu dan Minggu, pada hari yang sama jika tidak berhalangan saya akan langsung update hasil review tersebut ke blog ini .

okay langsung saja, mari kita mulai belajar..

Sebelum saya menjelaskan tentang Antibiotik yang mekanisme kerjanya menghambat dinding sel bakteri, terlebih dahulu saya akan memperkenalkan mengenai perbedaan Antimikroba dan Antibiotik.

Antimikroba adalah semua zat yang dapat menghambat atau membunuh mikroorganisme, dimana zat tersebut dapat berasal dari bahan alam, mikroorganisme, atau bahan sintetik. Sedangkan Antibotik adalah zat/senyawa yang dihasilkan oleh berbagai jenis mikroba, baik itu bakteri maupun fungi yang dapat menekan atau menghambat/membunuh mikroba lain. 

Kata kuncinya adalah Antimikroba berasal dari tumbuhan, mikroorganisme, dan bahan sintetik sedangkan Antibiotik hanya berasal dari mikroorganisme.

Antibiotik penggolongannya dibagi menjadi dua, (1) Berdasarkan Mekanisme Kerjanya dan (2) Berdasarkan Struktur Kimianya. Untuk Penggolongan berdasarkan mekanisme kerjanya, antibiotik dibagi menjadi 5 kategori :

1. Penghambat sintesis dinding sel

2. Penghambat sintesis membran sel

3. Penghambat sintesis protein

4. Antagonis Asam Folat

5. Penghambat Sintesis asam nukleat/DNA

Dari Ke-5 kelompok berdasarkan mekanisme kerja tersebut, masih ada lagi pembagiannya. Hari ini yang akan saya bahas adalah golongan antibiotik penghambat sintesis dinding sel. Golongan antibiotik penghambat sintesis dinding sel terdiri dari :

1. Penghambat Enzim Beta Laktamase obat-obatnya terdiri dari : asam klavulanat, sulbaktam, dan tazobaktam.

2. Antibiotik Beta Laktam terdiri dari 4 golongan:

a. Golongan Penisilin :Penisilin G, Penisilin V, metisilin, nafsilin, oksasilin, kloksasilin, dikloksasilin, amoksisilin, ampisilin, karbenisilin, tikarsilin, piperasilin, mezlosilin, azlosilin.

b. Golongan Sefalosforin terdiri dari 5 generasi:

# Generasi pertama adalah : cefazolin, cefadroksil, cefaleksin, cefalotin, cefapirin, cefradin.

# Generasi kedua adalah : cefaklor, cefamandol, cefonisid, cefotaten, cefoksitin, cefuroksin, cefmetazol.

# Generasi ketiga adalah : cefixime, cefoperazon, cefotaksim, ceftaxidim, ceftizoksim, ceftriazon, moksalaktam

# Generasi keempat adalah : cefepime

# Generasi kelima adalah : ceftarolin

c. Golongan Karbapenem terdiri dari : Imipenem/cifastatin, ertapenem, meropenem.

d. Golongan Monobactam terdiri dari : azitreonam.

Baiklah setelah mengenali obatnya mari simak pembahasan mekanisme kerjanya. Yang pertama mekanisme kerja dari Penghambat beta laktam. Sebelum mengetahui mekanisme kerjanya, hal pertama yang harus diketahui adalah proses biosintesis dari dinding sel bakteri, simak penjelasan berikut ini :

Dinding sel bakteri berfungsi untuk melindungi bakteri dari tekanan luar, mempertahankan integritasnya, dan agar tidak mudah lisis ketika terjadi proses osmosis. Dinding sel bakteri tersusun atas 3 komponen yaitu polisakarida, polipetida, dan peptidoglikan. Di dalam polisakarida terdapat N-asetil muramat dan N-asetil glukosamid. Ketika N-asetil muramat dan N-asetil glukosamid berikatan satu sama lain maka barulah akan terbentuk yang namanya peptidoglikan. 

Lalu bagaimana proses sintesis dari peptidoglikan? Sintesisnya terdiri dari beberapa tahap

simak videonya dan baca penjelasan di bawah :

1. Di dalam sitoplasma, terdapat N-asetil muramat dan N-asetil glukosamid yang masih belum berikatan satu sama lain. Tahapan awal sintesis peptidoglikan terjadi ketika 5 buah asam amino berikatan dengan N-asetil muramat, kelima asam amino tersebut membentuk rantai asam amino. Asam amino tersebut terdiri dari D-alanin D-alanil, urutannya adalah (asam amino 1 : D-alanin, asam amino 2 : D-alanil, asam amino 3 : D-alanin, asam amino 4 : D-alanil, asam amino 5 : D-alanin)

Kata kunci : ingatlah bahwa urutan rantai asam amino yang ke 5 adalah D-alanin

2. Tahapan selanjutnya adalah ketika N-asetil muramat telah menyatu dengan rantai asam amino barulah N-asetil glukosamid bersatu dengan N-asetil muramat untuk membentuk prekusor peptidoglikan.

3.  prekursor peptidoglikan yang terbentuk akan ditransport melewati membran sitoplasma menuju periplasma. Periplasma terletak di antara membran sitoplasma dan membran luar sel. prekursor peptidoglikan di sini bukan cuma satu tapi ada banyak, dan semuanya ditansport ke periplasma tapi transportnya satu - satu gak langsung semua.

4. Setelah prekursor - prekursor peptidoglikan telah berada di dalam periplasma, selanjutnya N-asetil muramat yang satu akan berikatan dengan N-asetil muramat yang lain membentuk ikatan silang agar mempertebal dinding sel dengan cara menyambungkan D-alanil D-alanin masing-masing, tapi ikatan ujung rantai D-alanin (asam amino ke-5) harus diputuskan supaya bisa membentuk ikatan silang.  Ada suatu enzim yang membantu ikatan ini, enzim ini disebut dengan enzim transpeptidase atau PBP (penisilin binding protein). Nah.. si PBP inilah yang ketika berikatan dengan D-alanil D-alanin akan membantu memutuskan ujung rantai D-alanin (asam amino ke-5) sehingga ikatannya menjadi lebih kuat dan tidak mudah menjadi rapuh atau lisis.

ikatan inilah yang akan menentukan bakteri gram positif dan gram negatif, bakteri gram positif dinding selnya lebih tebal karena lebih banyak mengandung lapisan peptidoglikan  dibanding gram negatif.

setelah memahami biosintesis normal dari dinding sel bakteri lalu bagaimanakah mekanisme kerja dari antibiotik  beta laktam dalam menghambat biosintesis dinding sel bakteri?

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya bahwa kelompok antibiotik penghambat beta laktam terdiri dari golongan Penisilin, Sefalosporin, Carbapenem, dan Monobactam. Hal yang harus diketahui bahwa semua obat golongan ini mempunyai struktur kimia yang hampir sama yaitu semuanya memiliki cincin beta laktam. Obat - obat golongan ini strukturnya analog dengan D-alanil D-alanin, karena D-alanil D-alanin juga strukturnya terdiri dari cincin beta laktam. Untuk itu Obat - obat golongan ini akan berkompetisi dengan D-alanil D-alanin untuk berikatan dengan PBP. Ketika antibiotik beta laktam berikatan dengan PBP maka otomatis akan mencegah D-alanil D-alanin  berikatan dengan PBP, sehingga hal ini akan menyebabkan dinding sel bakteri menjadi tidak kuat/tebal hingga akhirnya terjadilah lisis sel.

Lalu bagaimana dengan mekanisme kerja antibiotik penghambat enzim beta laktamase?

antibiotik penghambat beta laktamase adalah obat yang penggunaannya dikombinasikan dengan antibiotik beta laktam, karena obat ini hanya menghambat enzim beta laktamase saja. lalu siapakah enzim beta laktamase itu? enzim ini mampu mengubah bentuk struktur dari PBP. Ketika bentuk struktur PBP berubah maka antibiotik betalaktam tidak dapat berikatan dengan PBP. Sehingga ketika enzim dihambat oleh antibiotik penghambat beta laktamase, antibotik beta laktam mampu melaksanakan tugasnya (the powerof combination)

Sekian kuliah farmasi hari ini, semoga saja dimengerti. Sampai jumpa di kulah farmasi selanjutnya, kurang dan lebihnya mohon dimaafkan.

picture source : https://www.google.co.id/search?q=bacteria+cartoon&safe=strict&tbm=isch&source=iu&ictx=1&fir=jorNOLT2XvaosM%253A%252CzE_1yryhpf0h2M%252C_&usg=AFrqEzc5_fJ4sd_5Eb4Fp6VhE540A1eeuQ&sa=X&ved=2ahUKEwiSqbX-v_TcAhWDTn0KHSIyBVMQ9QEwCXoECAMQFg#imgdii=hJDa3gTp8cyqaM:&imgrc=jorNOLT2XvaosM:

video source : https://www.youtube.com/watch?v=qBdYnRhdWcQ