1. mikrobiologi kedokteran dasar

Mikrobiologi Kedokteran Dasar

Prof. Dr. Mochammad Hatta, PhD, SpMK (K)Bagian Mikrobiologi, Fakultas Kedokteran,

Universitas Hasanuddin, Makassar

Konsep dasar mikrobiologi untuk memecahkan masalah :

Problem awal mula kehidupan (the origin of life)

Pembusukan material organik yang mati (putrefaction of dead materials)

Perubahan-perubahan yang dapat menular pada tubuh manusia dan hewan yang hidup (communicable change in the bodies of live men and animals).

SEJARAH MIKROBIOLOGI

Invisible Creatures (makhluk tak terlihat) di rekam oleh Varro pada abad II B.C. (Sebelum Masehi) -- dikenali oleh penulis-penulis bangsa Yunani, bangsa Romawi dan bangsa Arab. Roger Bacon, di abad XIII – seribu tahun kemudian mempostulasikan Invisible Creatures sebagai penyebab penyakit

Fracastorius (venesia), di tahun 1546, menulis berdasarkan pengetahuan tentang syphilis bahwa Communicable Disease (penyakit menular) ditransmisikan oleh Living germs (benih atau bibit hidup) seminaria morbid melalui kontak langsung – dikenal sebagai The germ theory of disease

Prinsip atau dasar penjangkitan

Teleskop diciptakan oleh Galileo di tahun 1608, disusul oleh mikroskop di abad yang sama

Anton van Leeuwenhoek (1632 – 1723) Delf, Holland.– Penemu mikroskop -- melukiskan/ menguraikan banyak “animalcules” (microscopic animals) termasuk tiga bentuk utama dari bakteri (bacillus, coccus, spiral), berbagai kehidupan bebas dan protozoa parasitik dari feses manusia dan hewan, jamur, dan menemukan protozoa

Observasi Pertama terhadap Bakteri

Galileo Galilei was a Italian physicist, mathematician, astronomer, and philosopher who played a major role in the Scientific Revolution. His achievements include improvements to the telescope and consequent astronomical observations.

Microscopic section through one-year-old ash tree (Fraxinus) wood, drawing made by Van Leeuwenhoek

The Father of Microbiologist

http://en.wikipedia.org/wiki/Ash_tree

Robert Hooke, 1678 , UK, yang membuat mikroskop berlensa majemuk, mengkonfirmasikan penemuan Leeuwenhoek tersebut. kemudian, mikroba kadang- kadang dipelajari oleh orang-orang yang terutama tertarik dalam pengklasifikasian berbagai bentuk kehidupan yang dapat diobservasi dengan mikroskop.

Mikroskop-mikroskop yang baik, pada umumnya baru tersedia di tahun 1800-an sebagai konsekuensi revolusi industrial yang memungkinkan kemajuan- kemajuan teknologi yang cepat

Observasi Pertama terhadap Bakteri

Cell structure of cork by Hook

Robert Hooke microscope

Kontroversi (perdebatan) mengenai kemampuan manusia untuk menciptakan kehidupan bersumber dari mitologi (mythology, ilmu cerita purbakala) bangsa Yunani.

Aristotle (384 – 322 BC) berpendapat bahwa hewan dapat berasal dari tanah

Samson, dan kemudian Virgil, kira-kira di tahun 40 BC, menguraikan resep untuk membuat lebah dari madu.

Selama berabad-abad terdapat kepercayaan bahwa ulat-ulat dapat dibuat dengan jalan memaparkan daging ke suasana hanya di dalam udara. Hal ini tidak mendapat sanggahan untuk sekian lamanya

Generation Spontanea (Abiogenesis)

Aristoteles (bahasa Yunani: ‘Aριστοτέλης Aristotélēs), (384 SM – 322 SM) adalah seorang filsuf Yunani, murid dari Plato dan guru dari Alexander yang Agung.Ia menulis tentang berbagai subyek yang berbeda, termasuk fisika, metafisika, puisi, logika, retorika, politik, pemerintahan, etnis, biologi dan zoologi. Bersama dengan Socrates dan Plato, ia dianggap menjadi seorang di antara tiga orang filsuf yang paling berpengaruh di pemikiran BaratMahluk hidup bersal dari tanah

Samson dan Virgil (40 SM), mendukung teorinya dengan memaparkan temuannya membuat lebah dari madu

Timbul doktrin generasi spontan yang menyatakan bahwa ulat merupakan penjelmaan daging

Doktrin ini bertahan hingga abad ke 17

http://id.wikipedia.org/wiki/Bahasa_Yunani



http://id.wikipedia.org/wiki/384_SM

http://id.wikipedia.org/wiki/322_SM

http://id.wikipedia.org/wiki/Filsafat

http://id.wikipedia.org/wiki/Yunani_Kuno

http://id.wikipedia.org/wiki/Plato

http://id.wikipedia.org/wiki/Alexander_yang_Agung

http://id.wikipedia.org/wiki/Alexander_yang_Agung

http://id.wikipedia.org/wiki/Fisika

http://id.wikipedia.org/wiki/Metafisika

http://id.wikipedia.org/wiki/Puisi

http://id.wikipedia.org/wiki/Logika

http://id.wikipedia.org/wiki/Retorika

http://id.wikipedia.org/wiki/Politik

http://id.wikipedia.org/wiki/Pemerintahan

http://id.wikipedia.org/wiki/Etnis

http://id.wikipedia.org/wiki/Biologi

http://id.wikipedia.org/wiki/Zoologi

http://id.wikipedia.org/wiki/Socrates

http://id.wikipedia.org/wiki/Plato

Tahun 1813 dibuktikan jamur tertentu dapat menyebabkan penyakit pada gandum

Berkeley (1845) penyakit kentang di Irlandia membawa malapetaka

1836, Agustino Bassi de Lodi, jamur mempengaruhi penyakit khusus serangga. Penyakit ulat sutera disebabkan oleh jamur Beauveria bassiana

Sconlein memaparkan penyakit kulit manusia akibat infeksi jamur

Penemuan Peran Mikrobia sebagai Penyebab Penyakit

Frencesca Redi (1626– 1697) membuktikan bahwa gauze (rem kawat) yang diletakkan di atas sebuah stoples (jar), yang mengandung daging, mencegah pembentukan ulat- ulat (maggots) dari daging tersebut

Redi juga mengamati bahwa lalat, yang tertarik oleh bau daging melalui rem kawat tersebut, bukan dari daging

Dengan percobaan Redi ini, maka kepercayaan terhadap teori/konsep generatio spontances/ abiogenesis tersebut sudah memudar

Namun hal ini bangkit kembali ketika mikroba ditemukan dalam keterkaitannya dengan pembusukan (putrefaction) dan fermentasi

Sanggahan teori generatio spontaneous/abiogenesis

Francesco Redi (1626 – 1697) was an Italian physician, naturalist, and poet.

He was the first scientists to challenge the theory of spontaneous generation by demonstrating that maggots come from eggs of flies.

He was also the first to recognise and correctly describe details of many important parasites, and for this reason, as many historians and scientists claim, he may rightly be called the father of modern parasitology, and also regarded as the founder of experimental biology

http://en.wikipedia.org/wiki/Italy

http://en.wikipedia.org/wiki/Physician

http://en.wikipedia.org/wiki/Naturalist

http://en.wikipedia.org/wiki/Poet

http://en.wikipedia.org/wiki/Spontaneous_generation

http://en.wikipedia.org/wiki/Maggot

http://en.wikipedia.org/wiki/Fly

http://en.wikipedia.org/wiki/Parasites

John Needham (salah seorang propenent atau penganut teori generatio spontanea) di tahun 1749, mengamati timbulnya mikroorganisme pada daging yang membusuk dan menginterpretasikannya sebagai generatio spontanea atau abiogenesis

Spallanzani (salah seorang penantang teori generatio spontanea) memasak kaldu daging selama 1 jam, menutup mulut kontainer kaldu daging tersebut, dan mengamati tidak adanya pembentukan mikroba pada kaldu daging tersebut

John Needham, dan 100 tahun kemudian, Pouchet (1859) menyangga hasil percobaan Spallanzani tersebut dengan alasan udara berlebihan adalah dibutuhkan untuk generatio spontanea dari makhluk hidup mikroskopik


John Needham English microscopist who performed experiments on spontaneous generation in mutton broth and hay infusions.

To see if organisms came from outside or were generated in the fluid, he heated flasks of broth and corked them tightly. After a short time, he again found microorganisms.

This result was, however, an indication that he had not boiled his solutions for long enough, rather than a proof of spontaneous generation.

Spallanzani refuted Needham's results in more careful experiments.

http://scienceworld.wolfram.com/biography/Spallanzani.html

Lazzaro Spallanzani, also an Italian scientist, reviewed both Redi's and Needham's data and experimental design and concluded that perhaps Needham's heating of the bottle did not kill everything inside

Spallanzani membuka jalan untuk penelitian oleh Louis Pasteur, yang mengalahkan teori generasi spontan hampir satu abad kemudian.

Franz Schulze (1815 – 1873) dan Theodor Schwan (1810 – 1882): dengan menggunakan satu set alat percobaan, Franz melewatkan udara melalui larutan asam kuat dan kemudian di dalam air kaldu daging steril (sesudah dimasak selama 1 jam), sedang Theodor melewatkan udara melalui tube panas dan melihat tak ada pertumbuhan.

Kalau udara tidak diperlakukan seperti tersebut di atas, maka terjadi nampak adanya pertumbuhan dalam kaldu daging tersebut.

Kedua mereka ini berkesimpulan bahwa mikroorganisme berada di udara dan bukan berasal dari kaldu daging tersebut.

Akan tetapi, proponen (extremist) teori generatio spontanea masih belum puas, dan mereka yakin bahwa asam kuat dan flaming tersebut telah merubah udara sehingga menghambat tumbuhnya mikroorganisme.


Percobaan dari Franz Schulze (1815 – 1873) dan Theodor Schwan (1810 – 1882)

von Dusch & Schroeder (1850) melakukan percobaan untuk membuktikan bahwa mikroorganisme terdapat di udara dengan jalan melewatkan udara melalui saringan kapas dan kemudian masuk ke dalam kaldu daging yang steril (telah dimasak sebelumnya).

Hasil percobaan menunjukkan tidak ada pertumbuhan dalam kaldu daging tersebut. mereka berkesimpulan bahwa mikroorganisme berada di udara dan kapas itu menahannya masuk ke dalam kaldu daging itu.


Percobaan von Dusch & Schroeder (1850)

Louis Pasteur sanggup menyaring mikroorganismedari udara dan berkesimpulan bahwa inilah sumber konstaminasi. Dia menggambarkan suatu teknik aseptik, dengan menggunakan panas (heat), agar dapat mentransfer dan mengerjakan mikrobanya, dan pada akhirnya,

Tahun 1859, di dalam perdebatan umum dengan Peuchet, dia memasak kaldu daging di dalam beberapa flask dengan tube panjang dan sempit yang berbentuk leher angsa, yang terbuka terhadap udara. Udara dapat liwat secara bebas tanpa dihalang-halangi, tetapi mikroorganisme mengendap pada bagian tube yang berbentuk leher angsa, dan tidak ada pertumbuhan terjadi di dalam flask-flask tersebut.

Dengan percobaan Pasteur ini berakhirlah sudah teori generatio spontanea atau abiogenesis.


1. Kontaminant tertinggal

2. Steril broth

Percobaan Louis Pasteur(1822 – 1895) was a French chemist and microbiologist who was one of the most important founders of medical microbiology.

http://en.wikipedia.org/wiki/Chemist

http://en.wikipedia.org/wiki/Microbiologist

http://en.wikipedia.org/wiki/Medical_microbiology

John Tyndall (1820 – 1893) seorang ahli fisika bangsa Inggris membuktikan bahwa partikel-partikel debulah yang membawa bibit/ benih (germs) tersebut.

Tyndall juga menemukan bahwa spora bakteri dapat dibunuh dengan cara pemanasan berturut-turut dengan interval waktu tertentu, suatu proses yang sekarang dikenal sebagai tyndallization.

Akhir dari teori generatio spontaneous/abiogenesis

1. Tabung pengenalan debu2. Tabung melingkar terbuka ke udara3. Cahaya untuk mengamati debu 4. Broth steril

Percobaan John Tyndall(1820 – 1893) was a prominent 19th century

physicist and chemistrist.

a. Observasi empiris Dasar yang kuat bagi sifat kausal daripada

penyakit infeksius baru bisa ditentukan pada akhir pertengahan abad XIX. Salah satu dari bukti-bukti pertama datang dari Agostino Bassi, yang di awal tahun 1800-an, membuktikan bahwa suatu fungus atau jamur (yang kemudian dinamai Batrytis bassiana) menyebabkan penyakit ulat sutra (silkworm) yang disebut “muserdine” di Prancis dan “mal segno” di Italia

Teori Bibit Penyakit (The Germ Theory of Disease)

Agostino Bassi, sometimes called de Lodi (1773 -1856, in Lodi), was an Italian entomologist.

He preceded Louis Pasteur in the discovery that microorganisms can be the cause of disease (the germ theory of disease) “Father of Insect Pathology”,

founder silk worm disease

http://en.wikipedia.org/wiki/Italy

http://en.wikipedia.org/wiki/Entomologist

http://en.wikipedia.org/wiki/Louis_Pasteur

http://en.wikipedia.org/wiki/Germ_theory_of_disease

Di tahun 1840-an, Oliver Wendell Holmes (dokter penyakit bangsa Amerika) menulis tentang “The Contagiousness of Puerpural Fever”, dimana dia menyarankan bahwa penyakit itu disebabkan oleh benih atau bibit (germs) yang di bawah dari suatu ibu yang baru ke ibu yang lain

Di tahun 1861, Ignaz Senmelweis, yang secara drastis menurunkan jumlah kematian persalinan dengan teknik-teknik dan praktek antiseptik, mempublikasikan tulisan yang sangat penting, yaitu “The Cause, Concept and Prophylaxis of Childbed Fever”. Akan tetapi, pentingnya antiseptika dalam mengurangi penyakit menular belum disadari benar hingga akhir tahun 1870-an, ketikan Joseph Lister mendemonstrasikan nilai penyemprotan kamar-kamar operasi dengan larutan fenol

b. Pelajaran Yang Didapat dari Fermentasi Pengungkapan lebih lanjut terhadap aktivitas mikroba adalah melalui

pekerjaan/kegiatan Louis Pasteur dari tahun 1850-an sampai 1880-an. Di dalam studi mengenai penyakit anggur, Pasteur mendemonstrasikan bahwa fermentasi alkoholik daripada anggur, buah-buahan dan biji-bijian adalah disebabkan oleh mikroba, yang kemudian disebut “ferment”.

Dalam kelompok atau partai anggur yang baik maka jenis-jenis “ferment” yang jelek dari perahan air buah segar dengan jalan memanaskan pada suhu 63°C 1 ½ jam, kemudian didinginkan dan diinokluasi kembali dengan biakan dari yang baik.

Kesuksesan Pasteur dalam mengatasi problem industri anggur menyebabkan pemerintah Prancis. Pasteur menggeluti problem ini selama beberapa tahun sebelum dua dapat mengisolasi organisme kausatif dan menunjukkan bahwa para petani dapat mengeliminasi/mengatasi problem ini dengan jalan menggunakan breeding stock yang sehat dan tidak terinfeksi.


c. Observasi dan Eksperimen Dengan Hewan Percobaan Di tahun 1850, Rayer dan Davaine mengamati mikroorganisme

yang berbentuk batang (bacillus) pada daerah hewan-hewan yang mati karena penyakit anthrax. Rayer mengulangi kembali eksperimen-eksperimen di tahun 1825 oleh Barthelemy yang telah menunjukkan bahwa anthrax dapat ditransmisikan dengan inokulasi berseri pada domba-domba,

Pada tahun 1863 Davaine mentransmisikan hasil-hasil anthrax tetapi penyakit anthrax tidak terjadi dengan darah normal.

Di tahun 1872, Obermeir menemukan hubungan spirillum dengan relapsing fever dan mendemonstrasikan untuk pertama kalinya adanya mikroorganisme patogenik di dalam darah manusia.


d. Teknik Biakan Murni Teknik kultur yang pertama dikembangkan oleh Joseph Lister di tahun 1878. Lister

menggunakan semprit untuk membuat pengenceran-pengenceran serial di dalam medium cair guna memperoleh kultur-kultur murni daripada tipe organisme yang simpel yang dia namakan Bacterium (Lactobacillus) Lactis. Sementara itu,

Koch, seorang mahasiswa dari Henle yang berpegang teguh pada pembuktian bahwa organisme menyebabkan penyakit, juga mengembangkan dan menyempurnakan teknik- teknik untuk pengasingan kultur murni. Dari hasil pekerjaan orang-orang lain, teristimewa Ehrlich, Koch menggunakan substansi cair yang steril dari mata hewan-hewan sebagai medium pertumbuhan. Karena medium ini banyak kendalanya, maka Koch beralih di pengembangan medium ini banyak kendalanya, maka Koch beralih ke pengembangan medium pertumbuhan yang padat yang transparan, dengan jalan mencampurkan gelatin dengan larutan Pepton Loffler. Campuran gelatin tersebut mencair pada pemanasan, dapat disterilisasi panas dan tuang ke dalam plate (misalnya lempeng petri), dan terhadap pendinginan, medium memadat (menjadi padat).

Mikroorganisme yang ditanam pada permukaannya bertumbuh menjadi koloni- koloni makroskopik dimana mereka itu dideposit sebagai hasil pertumbuhan dari sel tunggal yang tak terlihat (single invisible cell) karena medium gelatin ini mencair relatif pada suhu rendah (26°C), maka Koch kemudian beralih ke agar yang memadat pada suhu di bawah 43°C


1. Organisme harus selalu ditemukan di tubuh hewan yang sakit tetapi tidak di dalam tubuh hewan yang sehat.

2. Organisme tersebut harus dapat diisolasi dari hewan yang sakit itu dan ditumbuhkan dalam biakan murni.

3. Organisme yang diasingkan dalam biakan murni itu harus bisa menimbulkan penyakit bila diinokulasi kan kembali ke dalam hewan- hewan yang susceptible.

4. Organisme tersebut hendaknya bisa diisolasi lagi dari hewan-hewan yang dinfeksi secara eksperimental.

Koch’s postulate (Pustulat Koch) yang terdiri dari empat kriteria

Postulat Koch itu memberikan dorongan dan jalan untuk pembuktian The germ theory

of disease.

Periode 20 tahun sesudah upaya Koch (Germany) tersebut adalah merupakan tahun Golden Age of Bacteriology (masa/periode emas) dari bakteriologi. Sampai pada tahun 1900 hampir semua organisme- organisme dari penyakit bacterial yang penting telah diuraikan, termasuk anthrax (Bacillus anthracis), diphtheria (Corynebacterium diphtheriae), typhoid fever (Salmonella typhi), gonorrhea (Neisseria gonorrhoeae), gasgangrene (Clostridium perfringens), tetanus atau lockjaw (Clostridium tetani), dysentery (Shigella dysenteriae), syphilis (Treponema pallidum), dan lain-lain

STRUKTUR DAN MORFOLOGI

BAKTERI

Mochammad Hatta@2013

Struktur Bakteri

FLAGELLA

FIMBRIAE

CAPSULE

CELL WALL

PLASMA MEMBRANE

CYTOPLASMA

NUCLEAR BODYCONTAINING DNA


NUCLEAR BODIES • STAINING AND UNSTAINING - SAME BY USUAL METHODS• REACT POSITIVE TO “FEULGEN TEST” FOR DNA• GENETIC FUNCTIONS -- GENE EXPRESSIONS

CYTOPLASMA• NUMEROUS SMALL GRANULES CALLED “RIBOSOMES’• DIAMETER OF RIBOSOMES IS 10 - 30 uM• SOME BACTERIA CONTAINING INCLUSION GRANULES• CELL METABOLISM FUNCTIONS ---- NUTRIENT RESERVE ---- UNDER CONDITIONS OF ENERGY-SOURCE STARVATION• VOLUTIN GRANULES (SYN. METACHROMATIC OR BABES ERNEST GRANULES) -- CORYNEBACTERIUM DIPHTERIAE• SPECIAL METHODS FOR STAINING -- “NEISSER” STAINING


CYTOPLASMIC MEMBRANE• CONSIST MAINLY LIPO-PROTEIN --- 5- 10 uM THICK• EXAMINED BY ELECTRON MICROSCOPE -ULTRATHIN SECTION• CONTAIN RESPIRATORY ENZYMES & PIGMENTS (CYTOCHROME SYSTEM) • ENZYME OF TRICARBOCYLIC CYCLE & POLYMERASE ENZYME

CELL WALL• 10 - 25 uM THICK --- 1 um DIAMETER --- < 10.000 MOLECULAR WEIGHT• LYSIS BACTERIA --- LETHAL DISINTEGRATION & DISSOLUTION• PLAYS AN IMPORTANT PART IN BACTERIAL DIVISION• BASAL COMPONENTS ; MUCOPEPTIDE, TEICHOIC ACID, LPS (ENDOTOXIN)


CAPSULES• SOLID MATERIAL : POLYSACCHARIDE, POLYPEPTIDE, PROTEIN• DEMONTRATION BY “NEGATIVE STAINING” --- INDIA INK• ENTEROBACTERIACEAE : CAPSULAR ANTIGEN (K ANTIGEN)• FUNCTION : PROTECTIVE AGAINST BACTERIOPHAGES, COLICINES, LYSOZYME, LYTIC ENZYMES

FLAGELLA • ACT AS ORGAN LOCOMOTION (MOTILITY)• 0.02 uM THICK --- 1- 20 FLAGELLA/ BACTERIA -- PERITRICHOUS, LATERAL, POLAR• FLAGELLINE ANTIGEN (SALMONELLA TYPHI) -- Vi ANTIGEN

FIMBRIAE• CERTAIN GRAM NEGATIIVE BACILLI --- ENTEROBCTERIACEAE• FUNCTION AS ORGANS OF ADHESION

Schematic Representation of Bacterial Cell Walls



LOG OF COUNT

TIME

TOTAL BACTERIA

VIABLE BACTERIA

GROWTH OF BACTERIA

LAG PHASE

LOG PHASE

STATIONER PHASE

DECLINE PHASE


BIOLOGICAL CLASSIFICATION • CLASS SCHIZOMYCETES :

1. ORDER PSEUDOMONADALES : FAMILY PSEUDOMONADACEAE --- GENERA PSEUDOMONAS -- SPECIES P.AERUGINOSA

2. ORDER EUBACTERIALES : FAMILY ENTEROBACTERIACEAE --- GENERA SALMONELLA -- SPECIES S. TYPHII

3. ORDER ACTINOMYCETALES : FAMILY MYCOBACTERIACEAE --- GENERA MYCOBACTERIUM -- SPECIES M. TUBERCULOSIS 4. ORDER SPIROCHAETALES : FAMILY SPIROCHAETES --- GENERA LEPTOSPIRA --- SPECIES L. ICTEROHAEMORRHAGIAE

5. ORDER MYCOPLASMATALES : FAMILY MYCOPLASMATALES --- GENERA MYCOPLASMA --- SPECIES M. MYCOIDES


• CLASS MICROTATOBIOTES

1. ORDER RICKETTSIALES : FAMILY RICKETTSIALES --- GENERA RICKETTSIA -- SPECIES R. PROWAZEKII

2. ORDER VIRALES


BACTERIAL NUTRITIONn THE CARBON SOURCE FOR GROWTH -- CHEMO-SYNTHETIC AUTOTROPS OR PHOTOSYNTHETIC AUTOTROPSn THE NITROGEN SOURCE OF GROWTH -- AMINO ACIDS AND NUCLEOTIDES

n THE REQUIREMENTS FOR GROWTH FACTORS -- THIAMINE, RIBOFLAVIN, NICOTINIC ACID, PYRIDOXINE, FOLIC ACID, BIOTIN, ETC

) INORGANIC SALTS FOR GROWTH -- POTASSIUM, MAGNESIUM, SODIUM, IRON AND CALCIUM


NUTRITIONAL EVOLUTION

• ESCHERICHIA COLI CAN GROW ON A ‘ SIMPLE SYNTHETIC

MEDIUM’ WHICH CONTAINS ONLY GLUCOSE ( CARBON AND

ENERGY SOURCE ), AMMONIUM SULPHATE ( NITROGEN AND

SULPHUR SOURCE ) PHOSPHATE BUFFER, POTASSIUM CHLORIDE,

MAGNESIUM CHLORIDE AND TRACES OF OTHER INORGANIC

SALTS.

THE PHYSICAL CONDITIONS REQUIRED FOR GROWTH • THE INFLUENCE OF OXYGEN AND REDOX POTENTIAL

THE MAJORITY OF BACTERIA ARE DESCRIBED AS

FACULTATIVE ANAEROBS.


• THE INFLUENCE OF CARBON DIOXIDE

SOME BACTERIA, HOWEVER, REQUIRED A MUCH HIGGER CONCENTRATION OF CARBON DIOXIDE ( 5 - 10 % ).

• THE INFLUENCE OF TEMPERATURE 1. ON GROWTH --- THESE, AND MANY SAPROPHYTES OF SOIL AND WATER , WHICH GROW BEST AT BETWEEN 25 o AND 40 o CELCIUS. 2. ON VIABILITY --- THE THERMAL DEATH POINT OF A PARTICULAR ORGANISM MAY BE DEFINED AS THE LOWEST TEMPERATURE THAT KILL IT UNDER STANDARD CONDITIONS, WITHIN A GIVEN TIME, e.g. TEN MINUTES. ( e.g. ABOUT 105 o C . FOR CL. TETANI AND 115 o C. FOR CL. BOTULINUM )


Effect Neurotoxin of clostrodium tetani


THE INFLUENCE OF MOISTURE AND OF DESICCATION FOUR-FIFTHS BY WEIGHT OF THE BACTERIAL CELL CONSISTS OF WATER AND AS, IN THE CASE OF OTHER ORGANISM, MOSITURE IS ABSOLUTELY NECESSARY FOR GROWTH

THE INFLUENCE OF HIDROGEN -ION CONCENTRATION THE MAJORITY OF COMMENSAL AND PATHOGENIC BACTERIA GROW BEST AT A NEUTRAL OR VERY SLIGHTLY ALKALINE REACTION ( PH 7.2 TO 7.6 ) THE INFLUENCE OF LIGHT AND OTHER RADIATIONS ULTRA VIOLET RAYS RAPIDLY BACTERICIDAL, e.g. DIRECT SUNLIGHT OR RADIATION FROM A MERCURY VAPOUR LAMP THE INFLUENCE OF OSMOTIC PRESSURE FOR MOST SPECIES THE UPPER LIMIT OF SODIUM CHLORIDE CONCENTRATION PERMITTING GROWTH LIES BETWEEN 5 - 15 %, HALOPHILIC (OSMOPHILIC)


METABOLIC FUNCTIONS OF THE VITAMIN B GROUP

B VITAMIN ORGANISM REQUIRING

• THIAMINE STAPH. AUREUS• NICOTINIC ACID L. ARABINOSUS• RIBOFLAVIN L. CASEI• PYRIDOXAL CL. WELCHII• PANTHOTHENIC ACID BRUCELLA ABORTUS• P AMINOBENZOIC ACID CL. ACETOBULYTICUM• FOLIC ACID CL. TETANI• BIOTIN CL. TETANI• VITAMIN B 12 L. LACTIS


1. Fermentasi asam homolaktat (beberapa streptococcus dan lactobacillus

NADH NAD asam piruvat asam laktat2. Fermentasi beralkohol (khamir) NADH NAD Asam piruvat asetildehide etil

alkohol CO2

3. Fermentasi asam campuran (E.coli dan beberapa bakteri saluran pencernaan yang lain

NADH NAD Asam piruvat Asam laktat CO2

Asetil oksalat Asetil-CoA + Asam format NADH NADH NAD NAD Asam suksinat Etil alkohol Asam asetat

H2 + CO2


4. Fermentasi glikol-butelin (Enterobacter, Bacillus, Pseudomonas) Fermentasi ini menghasilkan sejumlah kecil produk akhir yang sama dengan fermentasi campuran asam, tetapi sebagai tambahan, sebagian besar asam piruvat diubah menjadi 2,3-glikol butilen seperti terlihat di bawah.

2CH2COCOOH CH2COHCOOH + CO2

Asam piruvat C O CH3

Asam asetolaktat NAD NADH CO2

CH3CHOHCHOHCH3 CH3CHOHCOCH3 2,3-Glikol butilen Asetoin


5. Fermentasi asam propionat (Propionibacterium dan Veillonella

3-Asam piruvat Asam asetat +CO2

2-Asam oksaloasetat

2CO2 (terikat enzim) 2- Asam suksinat

2-Propionil-CoA CoA

2-Asam propionat 2-Suksinil-CoA 2- Metil malonil-CoA


6. Asam butirat, butanol, fermentasi aseton (Clostridium) 4CO2

4-Asam piruvat 4-Asetil-CoA Asam asetat NADH CO2 NAD Aseton 2-Asetoasetil-CoA Etil alkohol NADH NAD Isopropil alkohol 2-Krotonil-CoA NADH NAD 2-Butiril-CoA NADH NAD Asam butirat Butanol


Klasifikasi berdasarkan energi dan sumber karbon

KELOMPOK SUMBER ENERGI SUMBER KARBON

Kemoheterotrof Oksidasi senyawa organik Organik

Kemoautotrof

Oksidasi senyawa anorganik : seperti Amoniak, sulfida dan seyawa besi

CO2

Fotoheterotrof Cahaya Organik

Fotoautotrof Cahaya CO2


Transport elektron dan fosforilasi oksidatif berdasarkan model kemiosmosis Mitchell.

Membran bakteri NADH + H+

NADH dehidrogenase H

H + H+

CoQ e H + CoQ-H CoQ-H H+

H + CoQ-H2 H+

FeS sit c O2 + H+

e sit a a3 H2O ADP ATPase 2H+ + Pi ATP

Flavoprotein

FeS

Saluran protein

Sit.b


Fotosintesis tumbuhan hijau

NADP Freedoksin NADPH

Sitokrom bADP

ATP Sitokrom f e- Sitokrom e- Quinom

ADP H2O 2e- + H+ +1/2O2 ATP Cahaya Klorofil Cahaya Klorofil Fotosistem I Fotosistem II

e-

e


Pembentukan ATP dan NADH ole Nitrosomonas yang autotrof

2NH4+ + 3O2 2NO2 - + 2H2O + 4H+ + 4e-

ATP ADP ATP ADP 2e + Cyt a1 Cit C Cit b Flavoprotein ATP Cyt a3 NADP + H+ ADP ADP ATP H2O NADPH Menghasilkan Memerlukan energi energi


Jalur Embden-Meyerhof untuk disimilasi glukosa Glukosa (enam karbon) ATP ADP

Glukosa 6-fosfat

Fruktosa 6-fosfat ATP ADP

Fruktosa 1,6-difosfat Dihidroksiaseton Gliserildehide 3-fosfat (tiga karbon) fosfat 2NAD penerima H terkahir 2NADH (2) 1,3-Asam difosfogliserin

2 ADP 2 ATP

(2) 3-Asam fosfogliserin

(2) 2-Asam fosfogliserin H2O

(2) Asam fosfoenolpiruvat 2 ADP 2 ATP

(2) Asam piruvat

Produk akhir


Ikatan Peptida mengkaitkan asam amino menjadi satu untuk membentuk protein besar

CH3CHCOOH + CH2 CH COOH

NH2 OH NH2 Alanin serin

CH3CHCOOH + H2O

NH ikatan peptida

C O

CH NH2

CH2OH Dipeptida

alanin dan serin


CH2 OOC4H7

CH OOC4H7 + 3H2O

CH2 OOC4H7

CH2OH

CHOH + 3CH3(CH2) 2COOH

CH2OH asam butirat

Gliserol yang dibebeskan kemudian dapat dimetabolisme melalui jalur Embden- Meyerhof, dan asam lemaknya dapat diuraiakan memlaui asetat pada daur asam citrat.

lipase

tributrin


Thiobacillus (oksidasi belerang) 2S + 3O2 + 2H2O 2H2SO4

Nitrosomonas (oksidasi amoniak) 2NH4Cl + 3O2 2HNO2 + 2HCl + 2H2O

Nitrobacter (oksidasi nitrit) 2NaNO3 + O2 2NaNO3

Berbagai marga (oksidasi hidrogen) 2H2 + O2 2H2O

Siderocapsa (oksidasi senyawa-senyawa besi) 4FeCO3 + O2 + 6H2O 4Fe(OH) 3 + 4CO2


Daur asam sitrat

CH3 CoA CH3Metabolisme karbohisrat C O C O + CO2 CH3 S CoA

Asam piruvat Asetil CoA

COOH COOHCOOH CH2 CH2C O HO C COOH C COOHCH2 CH2 CHCOOH COOH COOHAsam oksaloasetat Asam sitrat Asam cis-akonitat

NADH + H2O NAD COOH COOHHCOH CH2 CH2 HC COOH COOH HOCH

COOHAsam malat Asam isositrat


Asam Malat Asam isositratNAD

CO2NADH

ADP ATP COOH

COOH COOH COOHFADH2 FAD GTP GDP CoA CH2CH CH2 CH2 CH2CH CH2 CH2 CO2 CoA NADH NAD C 0

COOH COOH CO SCoA COOHAsam fumarat Asam suksinat Suksinil-CoA Asam -keto-

glutamat


MICROBIAL VIRULENCE• LOSS OF VIRULENCE : WHEN KEPT IN ARTIFICIAL MEDIUM

--- MEASUREMENT OF VIRULENCE CONSISTS OF TESTING FOR

ABILITY TO INFECT, WITH OBSERVABLE CONSEQUENCES,

“NORMAL” ANIMALS SUCH AS A STANDARD STRAIN MICE

• THE ED50 : THE POINT ON DOSE SCALE AT WHICH THIS LINE

INTERSECT THE 50 PERCENT POINT IN THE CUMULATIVE EFFECT

IN HALF THE ANIMALS INOCULATED WITH BACTERIA.

• TEST VIRULENCE : TO KNOW TOXIN EFFECT FROM INFECTION

OF CORYBACTERIUM DIPTHERIAE


Tes virulensi Untuk mengetahui strain toxigenik

(menghasilkan toksin) dan non-toxigenik (tidak menghasilkan toksin).

Tes ELEK (invitro) : - Kertas saring direndam antitoksin dalam agar --- Diatas ditanam basil difteri – inkubasi 24 jam. - Hasil : (+) hasilkan toksin : tampak garis

presipitasi. (-) tidak hasilkan toksin : tidak

ada garis presipitasi.


•Tes in-vivo

250 ug antitoksin (s.c.)

2 jam

Marmot

Basil difteri pasien (s.c.)

4 hari

4 hari

Tetap hidup

Mati

Kesimpulan :

Basil difteri penderita mengandung toksin


• Tissue culture (Biakan jaringan)

Jaringan dalam medium

RPMI 1640 + HBSS + PBS

( Complete medium)

Biakan

18 jamLihat dibawah mikroskop

* jaringan mati :

basil menghasilkan

toksin

* jaringan hidup :

Basil tidak menghasil

kan toksinMasukkan basil difteri pasien


Gram positive (blue) and Gram negative (red) cocci


Staphylococcus epidermidis (novobiocin susceptible, upper)

Staphylococcus saprophyticus (novobiocin resistant, lower)


Staphylococcus aureus culture on blood agar


Streptococcus pyogenes (group A) shows β-hemolysis on blood agar (upper left)

Streptococcus pneumoniae shows α-hemolysis (right)

Enterococcus not produce hemolysin (lower left)


Enteric bacteria on MacConkey agar

Lactose-positive bacteria show pink colonies (upper left)

Lactose-negative bacteria have colorless colonies (lower right)


Biochemical reactions for identification of a fresh enteric bacterial isolate by the API 20E procedure


Black colonies of Salmonella after growth on bismuth sulfite agar


Clostridium perfringens

Shows double zones of hemolysis surrounding colonies after incubation anaerobically on blood agar


Respiratory syncytial infection of cells in nasopharyngeal aspirate is revealed by immunoflourescence


Powassan virus antigen surrounding infected cells of mouse brain is revealed by immunoperoxidase staining


Contagious Pustular Dermatitis (ORF)

a. ORF lesion on forefinger

b. Electron micrograph of ORF virion


Microsporum canis colony on Sabouraud’s agar


Microsporum canis macroconidia (spore)


Dermatophyte hyphae in KOH preparation of skin scraping


Microsporium gypseum macroconidia (spore)


Histoplasma capsulatum

macroconidia


Trichopyton rubrum colony on Sabouraud’s agar


Coccidioides immitis. Arthrospores after culture


Coccidioidomycosis. Lung section shows sporangiospore


Aspergillus fumigatus colony on Sabouraud’s agar


Cryptococcus neoformans. Budding yeast surrounded by the large mucoid capsule is demonstrated by negative staining with nigrosin


Aspergillus fumigatus conidiosphores


Ziehl Neelsen staining from sputa before decontamination


Ziehl Neelsen staining from sputa after decontamination

1. mikrobiologi kedokteran dasar

Documents