BAB II

STUDI PUSTAKA

A. DEFINISI

Kata antibiotik berasal dari bahasa yunani yaitu -anti (melawan) dan -biotikos (cocok

untuk kehidupan). Istilah ini diciptakan oleh Selman tahun 1942 untuk menggambarkan

semua senyawa yang diproduksi oleh mikroorganisme yang dapat menghambat pertumbuhan

mikroorganisme lain. Namun istilah ini kemudian digeser dengan ditemukannya obat

antibiotik sinetis. Penggunaan istilah antimikroba cenderung mengarah ke semua jenis

mikroba dan termasuk di dalamnya adalah antibiotik, anti jamur, anti parasit, anti protozoa,

anti virus, dll. Namun dalam pembahasan ini hanya membicarakan proses penghambatan

antibiotik dalam membunuh bakter (Elander, 2003).

Mikroorganisme yang dihambat oleh antibiotik khusunya adalah bakteri. Maka dari itu

antibiotik bersinosim dengan anti-bakteri. Antibiotik berbeda dengan istilah disinfectant

karena desifektant membunuh kuman dengan cara membuat lingkungan yang tidak wajar

bagi kuman. Sedangkan kerja dari antibiotik adalah cenderung bersifat Toksisitas Selektif

dalam arti dapat membunuh kuman tanpa merugikan inang.

B. KLASIFIKASI ANTIBIOTIK

Pembagian antibiotik dapat dibagi berdasarkan luasnya aktivitas antibiotik, aktivitas

dalam membunuh serta berdasarkan mekanisme obat antibiotik tersebut.

Berdasarkan luasnya aktivitas, antibiotik dibagi menjadi antibiotik spektrum luas dan

spektum sempit. Istilah luas mengandung arti bahwa antibiotik ini dapat membunuh banyak

jenis bakteri sedangkan sebaliknya, istilah sempit hanya digunakan untuk membunuh bakteri

yang spesifik yang telah diketahui secara pasti. Penggunaan spektrum luas digunakan apabila

identifikasi kuman penyebab susah dilakukan namun kerugiaanya dapat menghambat pula

bakteri flora normal dalam tubuh.

Berdasarkan aktivitas dalam membunuh, antibiotik dibagai menjadi Bactericidal dan

Bacteristatic. Antibiotik yang mempunyai sifat bakterisidal membunuh bakteri target dan

cenderung lebih efektif serta tidak perlu menggantungkan pada sistem imun manusia. Sangat

perlu digunakan pada pasien dengan penurunan sistem imun. Yang termasuk baterisidal

adalah β-lactam, aminoglycoside, dan quinolone. Bakteriostatik justru bekerja menghambat

pertumbuhan bakteri dan dapat memanfaatkan sistem imun host obat bakteriostatik yang

khas adalah tetracycline, sulfonamide, tetracycline, dan clindamycin (Pichichero, 2006).

Bedasarkan mekanisme kerja, antibiotik dibagi menjadi 5 jenis, yaitu :

A. Penghambatan sintetis dinding bakteri

B. Penghambat membran sel

C. Penghambatan sintetis protein di ribosom

D. Penghambatan sintetis asam nukleat

E. Penghambatan metabolik (antagonis folat)

Dari masing-masing golongan terdapat mekanisme kerja, farmakokintetik,

farmakodinamik, serta aktivitas antimikroba yang berbeda-beda. Perbedaan ini menyebabkan

perbedaan kegunaan di dalam klinik Karena perbedaan ini juga maka mekanisme resisistensi

dari masing-masing golongan juga mengalami perbedaan.

Gambar 1. Tempat Kerja dari Masing-Masing Golongan Antibiotik

Makalah refrat ini akan membahas mengenai antibiotik golongan sefalosforin dan quinolon.

C. ANTIBIOTIK GOLONGAN SEFALOSFORIN

Sefalosporin merupakan salah satu antibiotik yang memiliki cincin β-laktam dalam

strukturnya sehingga tergolong antibiotik β-laktam bersama-sama dengan penisilin,

monobaktam, dan karbapenem. Sefalosporin tergabung dalam cephem, subgrup antibiotik β-

laktam bersama dengan sefasimin. Seperti halnya semua senyawa metabolit sekunder,

antibiotik sefalosporin dihasilkan dalam industri bioproses yang melibatkan mikroorganisme

(Andes, 2006).

1. Struktur Kimia dan Sifat-sifat Sefalosporin

Senyawa sefalosporin memiliki gugus inti 7-aminocephalosporanic acid (7-ACA),

yang mengandung gugus β-laktam (sebuah cincin dengan 2 atom C, 1 gugus karbonil, dan 1

atom N) dan cincin dihidrothiazin. Secara keseluruhan nama ilmiah sefalosporin adalah asam

3-asetoksimetil-7-asilamino-3-cephem-4-karboksilat.

Berbagai senyawa lainnya dapat diperoleh dengan mengganti R1 dan R2 pada

struktur gugus inti sefalosporin tersebut, sehingga dapat menghasilkan sifat-sifat senyawa

yang berbeda-beda. Beberapa contoh senyawa turunan sefalosporin yaitu

No. Senyawa turunan R1 R2

1. Cefacetril CH3COOCH2- -CH2-CN

2. Cefalexin CH3-

3. Cefatrizin

Struktur gugus inti sefalosporin

Secara umum, sefalosporin dikelompokkan dalam 5 generasi, berdasarkan sifat

antibakterial, spektrum antibiotik, stabilitas terhadap laktamase, dan aktivitas intrinsik (Duan,

2009)

1. Generasi 1, bersifat lebih efektif dalam menghadapi infeksi staphylococcal dan

streptococcal (bakteri gram positif), stabil terhadap asam, sedikit aktif dalam melawan

bakteri gram negatif. Beberapa obat yang tergolong dalam sefalosporin generasi pertama

yaitu cefadroxil, cefazolin, cephalexin, cephaloridine, cephalothin, cephapirin, dan

cephradine.

2. Generasi 2, memiliki spektrum bakteri gram negatif yang lebih luas, akan tetapi lebih

lemah dalam melawan bakteri gram positif dibanding generasi pertama. Kelompok ini

juga lebih resistan terhadap β-laktamase. Sefalosporin yang termasuk generasi kedua

adalah cefaclor, cefoxitin, cefprozil, dan cefuroxime.

3. Generasi 3, memiliki aktivitas terhadap bakteri gram negatif yang jauh lebih besar, yang

disertai dengan berkurangnya aktivitas terhadap bakteri gram negatif. Kelompok ini

meliputi cefdinir, cefixime, cefotamine, ceftriaxone, ceftazidime, dan cefoperazone.

4. Generasi 4, memiliki spektrum yang lebih seimbang, sehingga aktif dalam melawan

bakteri gram positif dan gram negatif. Generasi 4 sefalosporin merupakan antibiotik yang

paling potensial di antara obat-obat dalam mengobati beberapa infeksi serius pada

manusia. Cefepime, cefluprenam, cefozopran, cefpirome, dan cefquinome merupakan

obat-obat yang tergolong dalam generasi 4 ini.

5. Generasi 5, merupakan kelompok terbaru yang diidentifikasi meliputi ceftobiprole dan

ceftaroline, meskipun pengelompokannya masih belum diterima secara universal.

Ceftaroline memiliki aktivitas yang sangat baik dalam melawan bakteri gram positif.

2. Mekanisme kerja

Mekanisme kerja antimikrobanya dengan menghambat sintesis dinding sel

mikroba (sintesis peptidoglikan yang diperlukan kuman untuk ketangguhan dindingnya).

Daya kerja sefalosporin ialah bakterisida. Jadi yang dihambat ialah reaksi transpeptidase

tahap ketiga dalam rangkaian reaksi pembentukan dinding sel. Aktivitas antimikroba

sefalosforin ialah dengan menghambat sisitesa dinding sel mikroba. Yang dihambat ialah

reaksi transpeptidase tahap ketiga dalam rangkaian reaksi pembentukan dinding sel.

Sefalosporin aktif terhadap kuman gram positif maupun gram negative tetapi spektrum

antimikroba berbeda untuk masing-masing derivatnya (Nigam, 2007).

Golongan sefalosporin generasi ketiga umumnya kurang aktif dibandingkan

dengan generasi pertama terhadap kokus gram positif tetapi jauh lebih aktif terhadap

enterobacteriaceae, termasuk strain penghasil penisilinase.

3. Penggolongan Sefalosforin

No. Nama Generasi Cara Pemberian Aktivitas Antimikroba

1. Cefadroxil 1 Oral Aktif terhadap kuman gram positif

dengan keunggulan dari Penisilin

aktivitas nya terhadap bakteri penghasil

Penisilinase

2. Cefalexin 1 Oral

3. Cefazolin 1 IV dan IM

4. Cephalotin 1 IV dan IM

5. Cephradin 1 Oral IV dan IM

6. Cefaclor 2 Oral Kurang aktif terhadap bakteri gram postif

dibandingkan dengan generasi pertama,

tetapi lebih aktif terhadap kuman gram

negatif; misalnyaH.influenza, Pr.

Mirabilis, E.coli, dan Klebsiella

7. Cefamandol 2 IV dan IM

8. Cefmetazol 2 IV dan IM

9. Cefoperazon 2 IV dan IM

10. Cefprozil 2 Oral

11. Cefuroxim 2 IV dan IM

12. Cefditoren 3 Oral Golongan ini umumnya kurang efektif

dibandingkan dengan generasi pertama

terhadap kuman gram positif, tetapi jauh

lebih efektif terhadap Enterobacteriaceae,

termasuk strain penghasil Penisilinase.

13. Cefixim 3 Oral

14. Cefotaxim 3 IV dan IM

15. Cefotiam 2 IV dan IM

16. Cefpodoxim 3 Oral

17. Ceftazidim 3 IV dan IM

18. Ceftizoxim 3 IV dan IM

19. Ceftriaxon 3 IV dan IM

20. Cefepim 4 Oral IV dan IM Hampir sama dengan generasi ketiga

Dewasa ini sefalosforin yang lazim digunakan dalam pengobatan ialah

sefalosporin generasi ketiga Salah satu sediaan yang sering digunakan untuk diare

persisten adalah seftriakson (Muniz, 2007)

4. Kegunaan obat golongan sefalosforin

Seperti halnya antibiotik β-laktam lainnya, sefalosporin dapat digunakan dalam

melawan infeksi oleh bakteri dengan mengikat dan menjadi inhibitor enzim pembentuk

dinding peptidoglikan bakteri. Dibandingkan dengan penisilin yang juga merupakan

antibiotik β-laktam, sefalosporin memiliki sifat resistan terhadap enzim β-laktamase yang

dihasilkan oleh bakteri untuk memutus ikatan pada cincin β-laktam (Kim, 2001)

Sefalosporin digunakan untuk mengobati berbagai jenis infeksi oleh bakteri,

seperti infeksi saluran pernapasan (pneumonia, bronkitis, tonsillitis), infeksi kulit, dan

infeksi saluran urin. Pemberian sefalosporin kadang-kadang bersamaan dengan antibiotik

lain. Sefalosporin juga umum digunakan dalam pembedahan atau surgery, untuk

mencegah infeksi selama pembedahan.

Berbagai jenis sefalosporin yang dihasilkan juga memberikan berbagai fungsi

berbeda dari masing-masing sefalosporin. Sefalosporin generasi pertama seperti sefalotin

dan sefalexin merupakan yang paling aktif dalam melawan staphylococci dan

nonenterococcal streptococci, dan merupakan antibiotik alternatif dari penisilin untuk

pasien dengan endocarditis, osteomyelitis, septic arthritis, dan cellulitis. Dikatakan

sebagai antibiotik alternatif karena adanya pasien yang kemungkinan alergi terhadap

penisilin ataupun karena adanya infeksi campuran oleh bakteri gram positif dan gram

negatif. Meskipun obat-obat ini sudah terbukti dapat mengatasi infeksi seperti

bacteriemias, infeksi saluran kencing, dan pneumonia, yang disebabkan bakteri gram

negatif, penggunaan sefalosporin ini sebagai agen tunggal tidak disarankan, karena

aktivitas melawan bakteri gram negatif masih lemah dan tidak dapat diprediksi.

Sefalosporin generasi pertama telah digunakan secara luas dalam pencegahan

cardiovascular, orthopedic, biliary, pelvis, dan intra-abdominal surgery. Sefazolin, yang

memiliki waktu paruh lebih lama dibanding sefalosporin generais pertama lainnya,

merupakan pilihan utama untuk pencegahan dakam pembedahan.

Sefuroxime efektif dalam melawan Haemophilus influenzae penyebab penyakit

sejenis pneumonia yang kebal terhadap ampisilin. Sefoxitin digunakan untuk mengobati

infeksi campuran aerobik-anaerobik termasuk infeksi pelvis, intra-abdominal, dan

nosocomial aspiration pneumonia. Sefonicid, karena waktu paruhnya yang panjang juga

banyak digunakan dalam berbagai jenis infeksi seperti saluran kencinga dan jaringan

kulit.

Sementara itu, sefalosporin generasi ketiga dapat digunakan untuk melawan

bakteri gram positif. Biasanya pengobatan infeksi tidak menggunakan sefalosporin

generasi ketiga, melainkan obat lainnya. Pengecualian berlaku bagi pengobatan

meningitis. Sefotaxime, seftriaxone, dan seftazidime terbukti efektif dalam mengobati

meningitis, terutama bagi anak-anak di mana Haemophilus influenzae, Streptococcus

pneumoniae, dan Neisseria meningitidis merupakan penyebab utamanya. Seftriaxone

sekarang merupakan agen pilihan untuk mengobati berbagai infeksi yang disebabkan

strain kebal penisilin.

Berikut generasi sefalosforin dan kegunaannya dalam klinis (Muniz, 2007) :

1. Generasi I : digunakan per oral pada infeksi saluran kemih ringan dan sebagai obat

pilihan kedua pada infeksi saluran napas dan kulit yang tidak begitu parah dan bila

terdapat alergi untuk penisilin. Jangkauan terapi generasi ini meliputi bakteri yang

memproduksi penisilin, streptokokus dan stafilokokus.Generasi ini memiliki

kemampuan melawan kuman Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae dan Proteus

mirabilis, namun tidak dapat bekerja melawan Bacteroides fragilis, enterococci,

methicillin-resistant staphylococci, Pseudomonas, Acinetobacter, Enterobacter,

indole-positif Proteus, atau Serratia.

Generasi ini umumnya digunakan untuk terapi infeksi kulit, jaringan lunak, dan

saluran kemih. Mampu untuk terapi infeksi saluran pernapasan yang disebabkan

olehStreptococcus pneumoniae pencillin-sensitif namun tidak untuk Hemophilus

influenzae dan Moraxella catarrhalis

Contoh : cefadroxil, cefalexin

2. Generasi II atau III : digunakan parenteral pada infeksi serius yang resisten terhadap

amoksisilin dan sefalosporin generasi I, juga terkombinasi dengan aminoglikosida

(gentamisin, tobramisin) untuk memperluas dan memperkuat aktivitasnya. Begitu

pula profilaksis pada antara lain bedah jantung, usus dan ginekologi. Sefoksitin dan

sefuroksim (generasi ke II) digunakan pada gonore (kencing nanah) akibat gonokok

yang membentuk laktamase. Terbagi atas 2 grup yaitu 'true' generasi kedua

sefalosporin (cefuroxime) dan sefamisin (cefocetan). "True" sefalosporin lebih baik

dibandingkan generasi pertama untuk terapi kuman Hemophilus influenzae,

Moraxella catarrhalis, Neisseria meningitidis, dan beberapa Enterobacteriaceae.

Generasi kedua dapat digunakan untuk terapi infeksi saluran pernapasan yang

disebabkan oleh kuman Hemophilus influenzae, Moraxella catarrhalis, Streptococcus

pneumoniae; dan infeksi saluran kemih tanpa komplikasi yang disebabkan oleh

kuman Escherichia coli. Sefamisin dapat digunakan untuk terapi infeksi

aerob/anaerob kulit, jaringan lunak, intrabdomen, dan infeksi kebidanan

Contoh : cefuroxim, cefaclor

3. Generasi III : Seftriaxon dan sefotaksim kini sering dianggap sebagai obat pilihan

pertama untuk gonore, terutama bila telah timbul resistensi terhadap senyawa

fluorkuinon (siprofloksasin). Sefoksitin digunakan pada infeksi bacteroides fragilis.

Beberapa jenis antibiotik generasi ini memiliki kemampuan kurang untuk penanganan

kuman gram positif. Generasi ini mampu mengatasi infeksi nosokomial (diperoleh di

RS), mampu menembus sistim saraf pusat sehingga dapat menangani meningitis

(infeksi selaput otak) akibat kuman pneumokokus, meningokokus, H.Influenza,

E.coli,Klebsiella, dan penicillin-resistant N. gonorrhoeae.

Dapat digunakan untuk menangani infeksi yang disebabkan oleh kuman gram negatif

terutama infeksi nosokomial, infeksi saluran pernapasan, infeksi darah, intraabdomen,

kulit, jaringan lunak, saluran kemih. Dapat digunakan pada pasien dengan gangguan

fungsi ginjal.

Contoh : ceftriakson, cefoperazone, ceftazidim, cefotaxim, ceftizoxim

4. Generasi IV : Generasi keempat ini memiliki spektrum luas dengan kemampuan

melawan bakteri gram positif sama seperti generasi pertama, mampu melawan kuman

gram negatif, dapat melewati barier otak, dan efektif dalam menangani meningitis.

Contoh : cefepime, cefpirome

Sefalosporin generasi V : Ceftobiprole sudah dideskripsikan sebagai sefalosporin

generasi ke-5 meskipun  terminologinya masih belum dapat diterima secara universal.

5. Efek Samping

Obat oral dapat menimbulkan terutama gangguan lambung-usus (diare, nausea, dan

sebagainya), jarang terjadi reaksi alergi (rash, urticaria). Alergi silang dengan derivat penislin

dapat terjadi. Nefrotoksisitas terutama terdapat pada beberapa senyawa generasi ke 1, khususnya

sefaloridin dan sefalotin (dosis tinggi). Senyawa dari generasi berikutnya jauh kurang toksis bagi

ginjal daripada aminoglikosida dan polimiksin. Beberapa obat memperlihatkan reaksi disulfiram

bila digunakan bersama alkohol, yakni sefamandol dan sefoperazon (Duan, 2009).

DAFTAR PUSTAKA

Andes, D. and Craig, W.A. (2006). Pharmacodynamics of a New Cephalosporin, PPI-0903 (TAK-559), Active Against Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus in Murine Thigh and Lung Infection Models: Identification of an In Vivo Pharmacokinetic-Pharmacodynamic Target. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. Vol 40 No: 4, April 2006, 1376-1383.

Duan, Haixia (2009). Study on the Treatment Process of Wastewater from Cephalosporin Production. Journal of Sustainable Development. Vol 2 No: 2, Juli 2009. 133-136

Elander, R.P. (2003). Industrial Production of Β-lactam Antobiotics. Journal of Application Microbiology Biotechnology, 61, 3 April 2003, 385-392.

Kim, Youngsoo and Hol, Wim G.J. (2001). Structure of Cephalosporin Acylase in Complex with Glutaryl-7-aminocephalosporanic acid and Glutarate: Insight into the Basis of Its Substrate Specificity. Chemistry & Biology. Vol 8 No: 12, November 2001, 1253-1264.

Muniz, Carolina Campos, et al (2007). Penicllin and Cephalosporin Production: A Historical Perspective. Journal of Microbiology. Vol 49 No: 3-4, December 2007, 88-98.

Nigam, Vinod Kumar, et al (2007). Influence of Medium Constituents on the Biosynthesis of Cephalosporin-C. Journal of Biotechnology. Vol 10 No: 2, 15 Aptil 2007.

Pichichero, Michael E. (2006). Cephalosporins Can Be Prescribed Safely For Penicllin-Allergic Patients. Applied Evidence.Vol 55 No: 2, 23 Januari 2006, 106-112.

Saravanne, R. and Lavanya, M . (2006). Anaerobic Stabilization and Recalcitrant Antibiotic Transformation Under Acclimed Inoculum-Substrate Matrix. Water Environment. 1739-1746.

Srivastava, Pradeep, et al (2006). Process Strategies for Cephalosporin C Fermentation. Journal of Scientific & Industrial Research. Vol 65, July 2006, 599-602.