2. Pertumbuhan M.O.- Unimal

PERTUMBUHAN PERTUMBUHAN MIKROORGANISMEMIKROORGANISME

Oleh :

Dr. dr. Hj. Efrida Warganegara, M.Kes., Sp.MK

Pertumbuhan mikroorganismePertumbuhan mikroorganismePertumbuhan m.o. :St. pertambahan semua komponen suatu organisme

(dihubungkan dgn multiplikasi sel populasi sel)

Pertumbuhan bakteri :St. peningkatan secara teratur semua komponen m.o.

(multiplikasi) koloni suatu biakan sel

Metode Pembelahan :

Kebanyakan bakteri membelah secara Binary Fission setiap 20 menit

Di dalam 24 jam akan dihasilkan sekitar 1 x 1021 sel, sehingga massa akan memp. berat mendekati 4000 ton

Pengukuran Pertumbuhan :1. Kuantitas Sel konsentrasi sel

- Total Direct Count : Jumlah sel yg ada apakah mati atau hidup- Viable Count : Jumlah sel yg hidup, yg diekspresikan sebagai coloni (Colony Forming Units = CFU) - Indirect Viable Count : diukur dgn absorbsi cahaya (spektro- fotometer)

2. Densitas Sel berat kering sel- Kekeruhan / turbidity- Penentuan consentrasi N- Pengukuran volume sel sesudah sentrifugasi

Pertumbuhan mikroorganisme

Kurva Pertumbuhan Bakteri1. Lag phase 2. Exponential or logarithmic phase 3. Stationary phase 4. Death or decline phase


1. Lag Fase :- fase adaptasi- sel muda mulai meningkat dalam ukuran - memperlihatkan tanda aktivitas metabolisme- tak ada multiplikasi- durasi fase ini bervariasi bergantung kondisi dan jumlah sel, enzim dan faktor lain, kadang-kadang dibutuhkan material ini utk membangun level optimalnyaAccelerasi fase :- mulai ada pertumbuhan dan multiplikasi dimulai- kecepatan pertumbuhan meningkat


2. Eksponensial / Logarithmic Fase :- Sel tumbuh dgn kecepatan tinggi & konstan -> sel multiplikasi maks. shg sel tampak kecil- Pertumbuhan dlm bentuk DERET UKUR (40,80,160dst.)- Sel sangat sensitif thdp antibakterial- Keadaan ini berlangsung terus sp terjadi 1 atau 2 kejadian ini :

. 1 atau lebih nutrisi dlm media habis; atau . penumpukan hasil metabolik yg toksik- Keadaan ini dapat dipertahankan dengan Khemostat dan TurbidostatRetardasi Fase :- Kecepatan pertumbuhan bakteri mulai menurun- Terjadi kematian bakteri -> pertumbuhan >> dr kematian


3. Stasionary Maksimum Fase :- Kecepatan multiplikasi menurun sp titik nol- Nutrisi habis dan terjadi akumulasi produk toksik- Terjadi keseimbangan antara sel hidup dan sel mati- Total populasi yg hidup konstant

4. Decline Fase :- Sel-sel mati lebih banyak- Sel ini cenderung tidak mampu tumbuh dlm media segar- Pada bbp kasus cenderung mencerna diri sendiri (otolisis)


Komposisi Kimia M.O. :

KOMPONEN PROKARYOTE EUKARYOTE

- NUCLEIC ACID 10 5- PROTEIN 40 45- PLYSACCHARIDE 15 15- PEPTIDOGLYCAN 10 0- LIPID 15 20- LOW MOL. WT COMP. 10 15


FAKTOR PERTUMBUHAN YG DIBUTUHKAN BAKTERI :

1. Gizi / nutrisi yang cukup2. Kondisi Fisik yg dibutuhkan :

a. Pengaruh Oksigen dan Carbon dioksidb. Pengaruh Temperaturc. Pengaruh Kelembaban & Pengeringand. Pengaruh konsentrasi ion Hidrogen e. Pengaruh Sinar dan Radiasi lainnyaf. Pengaruh Tekanan Osmotikg. Pengaruh Stres Mekanik dan Sonik


FAKTOR PERTUMBUHAN YG DIBUTUHKAN BAKTERI : (lanjutan)

3. Substansi yang umum diperlukan :1. Air : Bagian terbesar protoplasma; pengantar bahan gizi dan pembuangan sisa; melancarkan reaksi metabolik; Untuk pertumbuhan dan perkembangbiakan2. Garam-garam anorganik : untuk mempertahankan keadaan koloidal dan tekanan osmotik di dalam sel; memelihara keseimbangan asam basa; berfungsi sbg bagian dr enzim atau sbg aktivator reaksi enzim


Nutrisi Utama yang dibutuhkan :1. Nutrien Utama :

a. Carbon dan Nitrogen dibutuhkan paling utamab. Oksigenc. Hidrogen

2. Mineral-mineral lain :- Sulfur & fosfor -> jumlah agak sedikit- Sodium, potasium, magnesium, iron, mangan -> dlm jumlah sedikit


Sumber Carbon dan EnergieBerdasarkan sumber carbon & energi, m.o. dibagi 2 gol :

a. Autotroph / Litotroph : M.o. yg memerlukan air, garam anorg. dan CO2 sbg sumber carbon- Autotroph Fotosintetik / Fotolitotroph- Autotroph Khemosintetik / Khemolitotrophb. Heterotroph / Organotroph : M.o. yang memerlukan senyawa org., KH, dan glukosa sbg sumber C - Heterotroph Fotosintetik / Fotoorganotroph- Heterotroph Khemosintetik / Khemoorganotroph

Sumber Nitrogen :

Isi sel (terutama protein) t.d. nitrogen, mencapai 10% dr berat kering sel. Menggunakan NH3 sbg sumber nitrogen, yg diambil dlm bentuk NO3, NO2, NH3, N2, R-NH2


Kebutuhan Oksigen : Ini diperlukan utk menyediakan atmosfer yg cocok bagi pertumbuhan m.o. aerob dan anaerob

Berdasarkan kebutuhan oksigen, m.o. dibagi atas 5 gol. :

1. Anaerob Obligat : tanpa O2 (O2 toksis); kehilangan superoksid dismutase, catalase dan cytochrom C oxidase (enzim yg merusak produk yang toksik dari metabolisme oksigen); Clostridium

2. Anaerob Aerotolerans : Mirip fakultatif bakteri tapi memp. metabolisme fermentatif kedua-duanya dengan atau tanpa lingkungan oksigen, Dgn O2 tidak mati; Bacteroides


Berdasarkan kebutuhan oksigen, m.o. dibagi atas 5 gol. : (lanjutan)

3. Anaerob Fakultatif : Tumbuh ada / tidak ada O2; Salmonella

4. Aerob Obligat : Sukar tumbuh bila tak ada O2 dlm jumlah besar (membutuhkan oksigen); mengandung enzim superoksid dismutase yg melindungi mereka dari O2 toksik; Bakteri aerob

5. Mikroaerofilik : Hanya tumbuh baik dalam tek.O2 yg rendah; Neisseria, Haemophylus


Kebutuhan Temperatur :Temperatur Optimum : yi batas temperatur dimana m.o. tumbuh sebaik-baiknya (sangat cepat).Tiap-tiap spesies memp. batasan temperatur masing-masing : temp. minimum dan maks.

Atas dasar batas temp. pertumbuhan, m.o. dibagi 3 golongan :1. Psikhrofilik : Optm. < 20o C; biasanya sangat baik pd 0o C dan bbp kasus temp. rendah sp – 7o C 2. Mesofoilik : Optm. 25-40o : P.aeruginosa -> 5–45o C; N.go. -> 30-39o C (Bakt. PATOGEN)3. Termofilik : Optm. 55-80o C


Viabilitas (kemampuan hidup)• Panas adalah agen penting dalam destruksi m.o. secara artifisial

• Diantara bakteri yg adalah parasit pd mamalia bentuk non spora didalam kondisi lembab umumnya tidak tahan temp. diatas 45o C utk waktu lama

• Thermal Death Point (TDP) : temp. terendah yg dapat membunuhnya dibawah kondisi ttt dan dalam waktu ttt. -> misal 10 mt

• Dibawah kondisi lembab antara 50 – 65 C bagi kebanyakan bakteri mesofilik non-spora dan antara 100 – 120o C bagi spora dari kebanyakan bakteri pembentuk spora.


Pengaruh Kelembaban & Pengeringan* T. pallidum dan N. go cepat mati, S.aureus, M. tbc

dapat hidup utk berminggu-minggu atau berbulan-bulan

* Spora B.anthracis hidup utk waktu lebih dari 60 tahun

* M.O. non-spora dapat hidup dlm kekeringan utk periode bertahun-tahun jika mereka dikeringkan secara cepat dan lengkap -> ini dasar LIOFILISASI atau Proses pengeringan dgn freezer dari persiapan kultur bakteri dalam lab.


Pengaruh Konsentrasi Ion Hidrogen* pH Lingkungan yg menyenangkan adalah faktor

penting dalam metabolisme dan pertumbuhan* Kebanyakan bakteri komensal dan patogen tumbuh

baik pada pH netral atau sedikit alkali (pH 7,2 – 7,6)* Bakteri asidofilik subur dalam adanya derajad

keasaman yg sesuai* Bakteri lain sangat sensitif thdp asam, tapi toleran

thdp alkali (misal Vibrio cholerae)


Pengaruh Sinar dan Radiasi lain

* Kegelapan menyediakan kondisi yg menuburkan bagi pertumbuhan dan kelangsungan hidup m.o.

* Sinar U.V. bersifat bakterisidal yg cepat -> misal sinar matahari atau radiasi dari lampu mercuri

* Bakteri juga dibunuh oleh radiasi ionisasi


Pengaruh Tekanan Osmotik* Bakteri spt sel-sel lain adalah menjadi subjek fenomena

osmotik (Osmofilik – tek. osmotik tinggi)* Bagi kebanyakan spesies konsentrasi maksimum dari

NaCl yg diperbolehkan terletak diantara 5-12 % -> HALOFILIK

* Ekspose tiba-tiba dr bakteri pd larutan garam konsentrasi tinggi (25 %) akan menyebabkan PLASMOLYSIS

* Pemindahan tiba-tiba dari cairan yg konsentrat ke cairan lemah (air destilasi) dapat menyebabkan PLASMOPTYSIS


Pengaruh Stress Mekanik dan Sonik

Walaupun dinding sel mereka mempunyai kekuatan dan sifat elastisitas, ini mungkin untuk ruptur dan membunuh bakteri melalui stress mekanik :

* Mengocok kuat-kuat dgn batang glass

* Atau diberi Vibrasi Ultrasonik


Yg dibutuhkan pd media perbenihan m.o. :1. Sumber Energi, Carbon, Nitrogen2. Garam-garam (sulfat,fosfat, NaCl, K, Mg, Fe, karbonat, Ca,

tembaga)3. pH yg cocok4. Potensial oksidasi-reduksi yg tepat5. Faktor pertumbuhan (triptopan, faktor X, Vi)Khas perbenihan yg ideal :1. Harus memberi pertumbuhan seluas mungkin jika ditanami

m.o.2. Pertumbuhan m.o. harus cepat3. Harus mudah dibuat dan murah4. Mampu memperlihatkan semua sifat-sifat khas dr m.o. yg

diinginkan5. Harus mengandung nutrisi yg dibutuhkan secara umum


Kebanyakan Media laboratorium yg umum :

1. Mengandung Hidrolisat protein (yi pepton) dan mengandung semua asam amino esensial

2. Mengandung Sumber dari faktor-faktor pertumbuhan dan garam anorganik, biasanya diperoleh dari ekstrak daging atau yeast

3. Biasanya ditambahkan NaCl utk petumbuhan m.o. parasit yg menyebabkan tekanan osmotik meningkat, shg sampai dapat membedakan jaringan host


MEDIA ada 2 macam :

1. MEDIA SINTETIK * Suatu media dimana semua nutrien adalah khas dan ditambahkan secara terpisah sehingga memberikan produk tertentu secara kimia * Media sintetik yg sederhana mengandung Carbon yg sesuai dan merupakan sumber energi, misal glukose atau laktat * Mengandung Sumber nitrogen anorganik (garam amonium) dan bermacam-macam garam-garam anorganik didalam larutan cairan bufer.

2. MEDIA KHUSUS * Terdiri dari Media Selektif, Media Indikator dan Media Enrichment


Klasifikasi Perbenihan :1. Berdasarkan Konsistensi : Padat, Cair,

Setengah padat2. Berdasarkan jenis Media : Sederhana,

Buatan/terarah, Kompleks, Setengah terarah, Khusus

3. Berdasarkan Kebutuhan Oksigen : Aerob, Anaerob


Perbenihan PADAT :

- Utk mempelajari koloni m.o.- Mendapatkan biakan murni- Mengandung :- agar.agar (cair 80-100oC keras 35-42oC; utk pemadat)- gelatin (gel, cair 37o, transfaran pd 25oC)


Perbenihan CAIR :- Untuk perbenihan diperkaya sebelum di-tebarkan pd perbenihan padat- Tak dapat utk memperoleh biakan murni dan tak dapat mempel. koloni m.o.- Jenis-jenisnya : kaldu, pepton & ekstrak ragi- Contohnya : Perbenihan gula-gula, kaldu glukosa, kaldu empedu, serum Hiss dll.


Perbenihan SEDERHANA :- Perbenihan dasar mis. air pepton

Perbenihan KOMPLEKS :- Mengandung zat/gizi utk tujuan/ m.o.ttt, dipakai utk menunjukkan sifat khusus m.o.

Perbenihan BUATAN / TERARAH :- Utk penelitian


Perbenihan KHUSUS :1. Perbenihan diperkaya -> Perbenihan dasar

+ darah /serum/telur: misal LAD, LofflerMenyuburkan multiplikasi dr spesies tertentu melalui penambahan zat-zat yg secara selektif menyuburkannya atau menghambat zat-zat yg menekan kompetitornya

2. Perbenihan persemaian -> penambahaan zat ttt pd media cair shg m.o. yg diinginkan tumbuh lebih banyak dp yg tdk diinginkan : Kaldu selenit, kaldu tetrationat


Perbenihan KHUSUS :3. Perbenihan Selektif -> seperti perbenihan per-

semaian, tapi disini ditambah zat penghambat utk m.o. ttt pada media padat (bila terdapat campuran m.o.) : Media deoksikholat citrat

4. Perbenihan Indikator -> mengandung indikator yg akan berubah warna bila ditumbuhi m.o. sebagai hasil aktivitas metabolisme dari m.o. tertentu : Media Wilson Blair, koloni hitam bila S.typhi tumbuh.


Perbenihan KHUSUS : (lanjutan)5. Perbenihan Differnsial -> mengandung zat yg mampu

memunculkan per-bedaan sifat khas m.o. shg dpt dikenali m.o. dlm suatu campuran : m.o. peragi laktose warna pink pd Mac Conckey, menghemolise darah pada LAD

6. Perbenihan Gula-gula -> mengandung 1 % gula ttt dalam air pepton bersama indikator yg cocok, di-dalamnya ada tab. Durham utk melihat produksi gas

7. Perbenihan Transport -> mencegah m.o. mati selama perjalanan ke Lab. Atau mencegah pertumbuhan m.o. nonpatogen secara cepat


Perbenihan pada HEWAN PERCOBAANGunanya :1. Pembuktian Postulat Koch2. Idenstifikasi kuman3. Penetuan derajad virulensi4. Mendapatkan kultur murni5. Pembiakan bagi m.o. yg sulit tumbuh pada media

lab.6. Membuat imun serum

Macam Hewan Percobaan :Kelinci MarmutTikus putih kecil Tikus putih besarMonyet Kuda


Perbenihan pada HEWAN PERCOBAAN : (lanjutan)

Cara Penanaman :Intra Dermal SubcutanIntramuscular IntravenousIntraperitoneal IntraocularIntracerebral Intrapleural

Spesimen :* Darah* Jaringan / luka yg spesifik


Perbenihan ANAEROB :

- Untuk m.o. anaerob : misal perbenihan daging rebus Robertson

- Memperoleh keadaan anaerob :mengeluarkan Oksigen, suasana vakum, ganti oksigen dgn gas lain, absorbsi oksigen secara kimiawi, mereduksi oksigen dgn zat pereduksi


INDIKASI PEMBIAKAN

1. Mendapatkan biakan murni2. Melihat sifat khas m.o.3. Mendapatkan biakan utk pembuatan Ag

dan percobaan lain4. Menentukan jenis m.o.5. Menetukan kepekaan m.o. thdp

antibiotik6. Menghitung jumlah m.o. yg hidup7. Mempertahankan biakan baku


CARA PEMBIAKAN

1. Dengan Penggoresan2. Pembiakan lapangan3. Biakan Agar Tabung4. Biakan Tusukan5. Biakan Agar tuang6. Biakan Cair


Pertumbuhan pada media padat ; KOLONI gambarannya:1. Bentuk (bulat, tak teratur, berambut)2. Permukaan (licin, kasar, kilap, bintil)3. Ukuran (0,5 – 2-3 mm)4. Penonjolan (rata, agak cembung, cembung, menonjol ditengah)5. Tepi koloni (rata, berkerut, berbulu, spt rambut, berlobus)


Pertumbuhan pada media padat ; KOLONI gambarannya : (lanjutan)

6. Warna (ada pigmen / tidak)7. Kekeruhan (tembus cahaya, keruh)8. Konsistensi (keras/padat, kering spt selaput, lembut spt mentega)9. Perubahan pd perbenihan (hemolise darah, pigmen larut dlm media)


Pertumbuhan pada media cair :

1. Terlihat kekeruhan

2. Terlihat endapat didasar tabung

3. Pertumbuhan di permukaan (m.o. aerob)

4. Perubahan warna


Reproduksi MikroorganismeReproduksi MikroorganismeREPRODUKSI MIKROORGANISME :

I. AseksualII. Seksual

I. ASEKSUAL : 1. Pembelahan -> kembangbiak secara

amitosis (1 jadi 2 = binary division); eg. Koliform 3-20 mt, M.tbc 20 jam, M.leprae 20 hr

2. Pembentukan Tunas -> mula2 bentuk cabang lalu melepaskan diri (Streptomyces, Actinomyces, Nocardia)

I. ASEKSUAL : (lanjutan)

3.Pembentukan Filamen -> mula2 bentuk serabut panjang, filamen tak bercabang, terputus-putus menjadi m.o. baru (misal H.influenzae)

II. SEKSUAL : Peleburan 2 inti dari 2 m.o. menjadi 2 m.o. baru (Enterobacteriaceae, E.coli & Salmanella, E.coli & Shigella)

Reproduksi MikroorganismeReproduksi Mikroorganisme

METABOLISME M.O.METABOLISME M.O.Untuk memahami dan mempertahankan kehidupan, m.o. perlu

melakukan hal..hal sbb :

1. Penggantian bahan yg menyusunnya,2. Mengambil energi dr sekitar dan 3. Melakukan metabolisme m.o. ,Metabolisme

* Terjadi reaksi yg terjadi bbp tahap dan saling overlapping* Terjadi karena ada sistem enzim yg kompleks* Butuh energi utk biosintesis, pertumbuhan dan pergerakan* Terjadi proses : - Sintesis / asimilasi / anabolisme - Pemecahan / disimilasi / katabolisme* Enzim bekerja secara spesifik (hanya pada 1 reaksi saja)

ENZIM : yi suatu protein yg mengkatalis / mempengaruhi reaksi kimia pada makhluk hidup

Penamaan : Menambah –ASE dibelakangnyaBagian enzim :

1. Protein -> Apoenzim2. Non protein -> Co factor : - ion metal (Fe, Cu, Mg, Zn, Ca, Co) - Co-enzim (NaD+, NADP+, FAD, CoA)

Suhu dan pH Optimum Enzim : sama dengan suhu dan pH optimum utk m.o. tsb

ENZIM : (lanjutan)Produksi Enzim :

Diprodukai oleh m.o. hidup dlm jumlah tidak banyak, oleh karena enzim tsb dapat dipakai berulang-ulang

Cara Kerja Enzim :- Spesifik, hanya pada 1 macam reaksi saja- Pada reaksi Anabolisme atau Katabolisme -> terjadi dalam 1 rantai reaksi, masing-masing reaksi dikatalis oleh enzim yg spesifik- Bila enzim tak ada, reaksi stop, produk bertumpuk, sifat toksik -> m.o. mati

2. Pertumbuhan M.O.- Unimal

Documents

Transcript of 2. Pertumbuhan M.O.- Unimal