FISIOLOGI METABOLISME DAN REPRODUKSI ppt

FISIOLOGI KUMAN
IKE IRMAWATI P.A, MSi Med
MIKROBIOLOGI FK UNIV. YARSI

Pertumbuhan: pertambahan jumlah sel bakteri
(bertambah jumlah atau massa sel)
 adanya :
- pertambahan ukuran
- pembelahan sel

Pertumbuhan kuman  tjd sintesa khas dan
berimbang komponen protoplasma dari
nutrien dalam lingkungannya
Nutrien → sumber energi, bhn pembangun
sel dan berperan dalam reaksi
bioenergetik
Nutrien untuk untuk pertumbuhan bakteri:
1. Air
2. Sumber karbon
3. Nitrogen
4. Sumber mineral

5. Faktor-faktor pertumbuhan

Air
• Merupakan unsur utama sel (70%)
• Transpor, pertumbuhan, bagian
sitoplasma

Nutrisi esensial
1. Karbon (C)
Fungsi  untuk metabolisme sel  energi
Berdasarkan sumbernya :
a. Kuman autotrof (litotrof)
Sumber karbon anorganik (CO2). Dapat
merubah CO2 menjadi senyawa organik
b. Kuman heterotrof (organotrof)
Sumber karbon organik. Hidup tergantung
organisme lain kuman patogen.

2. Nitrogen
Merupakan unsur penyusun asam amino atau

protein
NO3- ==> NO2 ==> NH3 to Amino Acids ==>
Proteins

 10% berat kering sel
 sumber NO3, NO2, NH3, N2, R-NH2
3. Hidrogen
Merupakan elemen makro di semua unsur
anorganik  air (H2O), beberapa gas (H2S, CH4,
H)

4. Oksigen (O2)
Merupakan komponen utama unsur anorganik
Berdasarkan kebutuhannya :
a. Anaerob obligat  tdk butuh O2, O2 toksis
karena tdk mempunyai enzim :
superoxide dismutase
catalase
peroxidase
cth: Clostridium, Bacterioides

b. Anaerob aerotoleran  tdk mati dgn O2
cth: Streptococcus

c. Anaerob fakultatif  tumbuh dgn atau tanpa

d. Aerob obligat  butuh O2 jumlah besar
cth : Pseudomonas aeruginosa (Gram negatif),
Mycobacterium tuberculosis (Acid Fast), &
Bacillus (Gram positif).
e. Mikroaerofilik  tmbh pd tekanan O2 rendah
cth :Campylobacter
f. Kapnofil  tmbh pd tekanan CO2 tinggi

Garam Anorganik & Mineral
→ pertahankan keadaan koloidal dan tek.Osmotik sel
→ keseimbangan asam-basa
→ bagian enzim atau aktivator reaksi enzim

Mineral & garam anorganik

1. Sulfur
Merupakan komponen substansi sel (cth vitamin
dan asam amino)
Sumbernya  SO4
2. Fosfat (PO4)
Merupakan komponen asam nukleat
3. Mg, Fe, Na, K, Zn & Ca

Faktor lain yang untuk pertumbuhan
kuman :
1. Faktor tumbuh
Cth : ekstrak ragi, darah, vitamin B kompleks,
asam amino
2. Potensial oksidasi – reduksi (Eh)
Eh perbenihan  + 0.2 – 0.4 V pd pH 7
Eh utk anaerob  - 0.2 V
Pertumbuhan aerob & anaerob  Eh turun

3. Suhu
Pertumbuhan kuman  suhu optimum

Berdasarkan suhu pertumbuhan :
a. Psikrofil  -15 – 15o C, opt 0 -15o C
b. Mesofil  10 – 50o C, opt 20 – 40o C
c. Termofil  45 – 80o C, opt 50 - 60o C

4. pH
pH optimum mikroba  6 – 8
pH kuman patogen  7.2 – 7.6
Acidofil  hidup pada pH rendah (8)

5. Tekanan osmotik
Osmofil  hdp pd tekanan osmotik tinggi
Cth :
- Halofil  pd kadar garam tinggi
S. aureus  0 – 20% NaCl
Halobacterium  25% NaCl

METABOLISME
KUMAN

Definisi  Kegiatan kuman di dlm sel utk
pertumbuhan, reproduksi, pembaruan
komponen sel, dll.  dgn mengolah bahan
nutrisi yg msk ke dlm sel
Metabolisme dibagi dalam 2 (dua)
jenis :
1.anabolisme/asimilasi  proses-proses
sintesis
2.katabolisme/desimilasi  proses
degradasi

• proses metabolisme perlu diaktifkan

subunit yg
akan dipakai dan energi tinggi (ATP)
• energi utk metabolisme diambil dari
proses :
fermentasi, respirasi dan fotosintesis
• Senyawa dgn tingkat energi tinggi
adalah CoA

• Energi untuk proses fermentasi dan
respirasi,

• Metabolisme karbohidrat
 metabolisme glukosa mjd asam piruvat
dipecah
melalui proses fermentasi menjadi :
alkohol, asam laktat, asam butirat, asam
propionat,
asetat, CO2 dan H2 dsb.
• Metabolisme zat lemak
 asam lemak+ CoA  gliserol + asetil CoA
• Metabolisme protein
 mengikuti pola oleh DNA dan RNA
Dlm DNA tdp semua informasi yg
diperlukan utk penyusunan DNA, RNA dan
protein

• Perbedaan kemampuan kuman  memecah
suatu bahan kimia serta hasil metabolisme

(metabolit) berupa enzim, toksin, asam dan gas
dapat dipakai utk membantu identifikasi kuman 
reaksi-reaksi biokimia (langkah ke-tiga)

Metabolit kuman yg penting :
1.Toksin  dibedakan atas 2 (dua) macam yaitu
endotoksin dan eksotoksin
Endotoksin
1.

2.

berada dalam sel kuman
(ddg sel),keluar bila sel
lisis
tda kompleks
lipopolisakarida

3.

kuman Gram negatif

4.

termostabil (relatif)
tdk antigenic  tdk dpt
dibuat toksoid
toksisitas lemah  > 100
µg
sbk demam pd hospes

5.
6.
7.

Eksotoksin
1.

diekskresi keluar sel
kuman

2.

tda polipeptida
p.u. kuman Gram positif

3.
4.
5.
6.
7.

Termolabil
antigenik  dpt dibuat
toksoid
sangat toksis  1 µg
pirogenik (kdg)

EKSOTOKSIN
• MENGHANCURKAN BAGIAN TERTENTU DR SEL HOSPES

• MENGHAMBAT FUNGSI METABOLIK TERTENTU
• LARUT DALAM CAIRAN TUBUH  MUDAH BERDIFUSI DALAM DARAH &
MENYEBAR KE SELURUH TUBUH
• DIHASILKAN MAYORITAS OLEH BAKTERI POSITIF GRAM :
- Corynebacterium diphteriae
- Clostridium tetani
- Clostridium botulinum dll  food intoksikasi
• BBRP NEGATIF GRAM :
- Shigella dysentriae
- Vibrio cholerae
• DIKELOMPOKAN MENJADI 3 TIPE :
1. sitotoksin  toksin difteri
2. neurotoksin  toksin tetanus & botulinum
3. enterotoksin  toksin kolera

ENDOTOKSIN
• Dihasilkan oleh bakteri Gram negatif patogen
maupun nonpatogen selama masa pertumbuhannya
maupun pd saat sel lisis.
• Mrpk bagian dari membran luar bakteri Gram
negatif yg tersusun atas lapisan LPS
(lipopolisakarida) lipid A
 sebabkan demam, peradangan, pembekuan darah,
hipotensi
• Bakteri yg menghasilkan endotoksin a.l:
-Salmonella
- Pseudomonas aureginosa
-Shigella
- E. coli
-Brucella
-Nesseria
-E. coli

2. Enzim  enzim dihasilkan kuman dan dapat
merugikan hospes, misalnya :
a. hialuronidase  merusak asam
hialuronat
jar. ikat shg membantu penyebaran
kuman
di dlm hospes  dis. Factor
penyebaran
kuman (spreading factor)
b. koagulase  menggumpalkan plasma
hospes shg kuman terlindung dari
fagositosis
c. kolagenase  merusak jar. kolagen

3. Asam, mis. as. sulfat, as. butirat, as.
nitrat, as. propionat, as. laktat, dsb. Asam
yg dibtk kuman dpt merubah media dan
merubah pH darah/lokasi tempat tinggal
kuman tsb (dlm hospes)
cth: asam campuran oleh bakteri
Enterobacteriaceae
asam butirat oleh Clostridium
4. Gas, mis. CO2, CH4, N2, H2S, NH3 dll.
dapat mengganggu fungsi tubuh hospes

REPRODUKSI BAKTERI

Reproduksi bakteri :
ASEKSUAL

A. Pembelahan biner

1.Sel siap membelah
2.Sel memanjang,
terjadi replikasi
DNA
3.Dinding sel melipat
ke dalam dan
terbentuk septum
4.Sel terbelah dua

Generation / doubling time :
- interval waktu antara pembelahan
atau waktu yang dibutuhkan bakteri
untuk membelah menjadi dua sel

Doubling time tiap bakteri berbeda-beda
Cth : E .coli  15 – 20 menit
M. tuberculosis  15 jam

B. Pembentukan tunas / budding
cth : fam. Streptomycetaceae
C. Pembentukan filamen/ fragmentasi
cth: Haemophilus influenzae pd perbenihan basah

Reproduksi Seksual
• Pembelahan bakteri diawali peleburan
bahan kromosom dari 2 bakteri  terjadi
sel-sel bakteri dg sifat dari ke dua sel
induknya
• Terjadi antara bakteri–bakteri sejenis dari
1 famili
• Cth : pada Enterobacteriaceae
- E. coli dg Salmonella typhosa
- E.coli dg Shigella dysentriae

Kurva tumbuh bakteri

1. Fase lag / adaptasi
- Populasi bakteri tidak berubah
- Bakteri mengalami :
• pertambahan volume atau massa
• Sintesa enzim, protein, RNA, dll.
• Aktivitas metabolisme meningkat

2. Fase log / exponential
- Semua sel dalam populasi
melakukan pembelahan
- Kecepatan pertumbuhan 
Generation time atau doubling time
- Bakteri rentan terhadap antibiotik

3. Fase stasioner
- Jumlah sel yang mati dan sel baru
dari hasil pembelahan sama
- Faktor penyebab:
• Jumlah nutrisi
• Metabolit penghambat
•“biological space” berkurang

4. Fase kematian / death phase
- Jumlah sel mati lebih besar dari
jumlah sel baru
- Di dalam medium telah terakumulasi
bahan toksis (hasil metabolisme) dan
nutrisi telah sangat berkurang

THANK YOU