SEJARAH MIKROBIOLOGI�

Penemu :

Mikroskop �

Antony van Leeuwenhoek

• Antony van Leeuwenhoek (1632 – 1723) bukan peneliti atau ilmuwan yang profesional. Profesi sebenarnya adalah sebagai ‘wine terster’ di kota Delf, Belanda.

​

• Ia biasa menggunakan kaca pembesar untuk mengamati serat-serat pada kain.

​

• Sebenarnya ia bukan orang pertama dalam penggunaan mikroskop, tetapi rasa ingin tahunya yang besar terhadap alam semesta menjadikannya salah seorang penemu mikrobiologi

• Leewenhoek mamakai mikroskopnya yg sangat sederhana untuk mengamati air sungai, air hujan, ludah, feses dan benda-benda kecil yang dapat bergerak yang tidak terlihat dengan mata biasa yg disebutnya ‘animalcule’ yang menurutnya merupakan hewan-hewan yang sangat kecil.

​

• Penemuan ini membuatnya lebih antusias dalam mengamati benda2 tsb dgn lebih meningkatkan mikroskopnya. Akhirnya Leewenhoek membuat 250 mikroskop yang mampu memperbesar 200-300 kali.

​

• Tahun 1663-1723 ia menulis lebih dr 300 surat kepada British Royal Society yg melaporkan berbagai hasil pengamatannya. Salah satu diantaranya adalah mikroba bentuk batang, coccus maupun spiral yang sekarang dikenal dengan bakteri.

• Penemuan Leewenhoek tentang animalcules menjadi perdebatan dari mana asal animalcules tersebut. Ada dua pendapat yang muncul:

​

a) animalcules ada karena proses pembusukan tanaman atau hewan, melalui fermentasi misalnya. Pendapat ini mendukung teori yang mengatakan bahwa makhluk hidup berasal dari benda mati melalui proses abiogenesis. Konsep ini dikenal dengan ganaratio spotanea.

​

b) Pendapat ini mengatakan bahwa animalcules tadi berasal dari animalcules sebelumnya seperti halnya organismea tingkat tinggi. Pendapat atau teori ini disebut dengan biogenesis.

• Generasi spontan

Kehidupan berasal dari bahan yang telah mati

• Makhluk hidup berasal dari makhluk hidup sebelumnya

ABIOGENESIS VS BIOGENESIS

Percobaan Redi menunjukkan bahwa ulat yang ada dalam daging busuk adalah larva yang berasal dari telur lalat, bukan hasil dari generatio spontanea

(1626-1697)

FRANCESCO REDI

seorang dokter, ahli bedah, dan ilmuwan yang terkenal dengan eksperimennya yang menentang teori generasi spontan

• Pada tahun 1745 memasak sepotong daging untuk menghilangkan organisma yang ada dan menempatkannya dalam toples yang terbuka.

​

• Akhirnya ia mengamati adanya koloni pada permukaan daging tersebut. Ia menyimpulkan bahwa mikroorganisma terjadi spontan dari daging.

John Needham

​

Pendukung teori abiogenesis

(1713-1781

Lazzaro Spallanzani

​

• Ilmuwan Italia yg mendukung teori biogenesisi
• memodifikasi percobaan cara John Needham

2 Tabung isi kaldu dipanaskan, 1 tabung terbuka dan 1 tabung tertutup, lalu didiamkan beberapa hari, terlihat bahwa di wadah yang terbuka, kondisi air kaldu menjadi keruh dan aromanya busuk. Di sisi lain, kondisi air kaldu pada wadah yang tertutup tetap jernih.

1729–1799

• Hampir 100 thn setelah percobaan Needham ada 2 peneliti yang mencoba memecahkan kontroversi tentang peran udara. 1836, Franz Schulze melewatkan larutan asam kuat ke dalam tabung tertutup yg berisi daging yg telah dimasak.

​

• 1837, Theodor Schwann mengalirkan udara melalui pipa yang dipanasi ke dalam tabung tertutup yang bersisi kaldu. Keduanya tidak menemukan adanya mikroba sebab mikroba telah mati oleh adanya asam kuat maupun oleh panas.

​

• Tetapi para pendukung teori generatio spontanea berpendapat bahwa adanya asam dan panas akan mengubah udara sehingga tidak mendukung pertumbuhan mikroba.

Akhir dari masa perdebatan teori abiogenesis dan biogenesis adalah setelah kemunculan Louis Pasteur (1822-1895), seorang ahli kimia yang sangat tertarik pada perubahan-perubahan kimiawi yang terjadi selama proses fermentasi anggur.

Louis Pasteur

• Pasteur melakukan percobaan dgn merancang alat berupa labu yg dilengkapi tabung panjang berbentuk leher angsa. Ia mempersiapkan larutan nutrisi berupa cairan kaldu kemudian memasukannya ke dalam labu, yg dipanaskan terlebih dahulu.

• Setelah itu dibiarkan beberapa lama & udara tanpa perlakuaan apapun, tanpa disaring dibiarkannya keluar masuk labu tersebut. Setelah diinkubasikan beberapa lama ternyata tak ditemukan kehidupan mikroorganisme dlm labu tsb.

• Partikel-partikel debu yg mengandung mikroorganisme tdk mencapai larutan nutrisi, mereka mengendap di tabung leher angsa yg berbentuk hurup U &aliran udara berkurang, shg partikel-partikel tadi tidak terbawa ke dalam labu.

​

• Apabila labu yg berisi nutrisi penyimpanannya diletakan secara miring, shg memungkinkan partikel debu memasuki labu lewat aliran udara, maka setelah beberapa lama disimpan ditemukan kehidupan mikroorganisme pada labu tersebut.

​

• Hasil percobaan ini memberikan bukti kuat kepada para ahli akan ketidakbenaran teori abiogenesis & selanjutnya para ahli pada masa itu menerima teori baru mengenai asal mula kehidupan dengan yaitu teori biogenesis, yang berarti kehidupan berasal dari kehidupan sebelumnya

Rangkaian Percobaan

Louis Pasteur

• Hasil analisis menunjukkan bahwa mikroorganisme beserta debu akan mengendap pada bagian tabung yang berbentuk U sehingga tidak dapat mencapai kaldu.

​

• Pasteur melalui eksperimen yang sama, membawa tabung tersebut ke pegunungan Pyrenes dan Alpen.

​

Hasil pengamatan menemukan

bahwa mikroorganisme terbawa debu oleh udara,

sehingga Pasteur menyimpulkan

bahwa semakin bersih/murni udara yang masuk ke dalam bejana, semakin sedikit kontaminasi yang terjadi.

​

Salah satu argumen klasik untuk menentang teori Biogenesis adalah panas yang digunakan untuk mensterilkan udara atau bahan dianggap dapat merusak energi vital, karena tanpa adanya vital force tersebut mikroorganisme tidak dapat muncul serta spontan

​

Omne vivum ex ovo, �Omne ovum ex vivo,�omne vivum ex vivo

Yang artinya :

• Semua kehidupan berasal dari telur
• semua telur berasal dari kehidupan
• Tiap mahluk hidup berasal dari mahluk hidup sebelumnya

Keterangan :

• Ovo / ovum = telur
• Vivo/vivum = mahluk hidup

Setelah Louis Pasteur menumbangkan teori abiogenesis maka tercetus 3 semboyan

John Tyndall

​

mengatakan bahwa udara dapat mudah dibebaskan dari mikroorganisme melalui serangkaian percobaan yaitu meletakkan tabung reaksi berisi kaldu steril ke dlm kotak tertutup.

​

• Udara dari luar masuk ke dalam kotak melalui pipa yang sudah dibengkokkan membentuk dasar U seperti spiral .

​

• Terbukti bahwa meskipun udara luar dapat masuk ke dalam kotak yang berisi tabung dengan kaldu di dalamnya, namun tetap tidak ditemukan adanya mikroorganisme. Hasil percobaan Pasteur dan Tyndall memacu diterimanya konsep biogenesi

1820-1893

PERCOBAAN JOHN TYNDALL

Air Kaldu tetap Steril dlm Ruang Inkubasi Tyndall yg Bebas debu.

​

Pada kedua kasus tersebut kaldu dihadapkan ke Udara, tetapi Bebas Debu

• John Tyndall (1820-1893), juga mendukung pendapat Pasteur, melalui eksperimennya dengan menggunakan cairan bahan organik yang sudah dipanaskan dalam air garam mendidih selama 5 menit dan diletakkan di dalam ruangan bebas debu, ternyata cairan bahan organik tidak membusuk walaupun disimpan dlm waktu berbulan-bulan.

• Jika dilakukan tanpa pemanasan akan terjadi pembusukan.

​

• Tyndall dalam percobaannya menemukan adanya fase termolabil (bakteri saat melakukan pertumbuhan tidak tahan pemanasan) dan termoresisten pada bakteri (tahan terhadap pemanasan).

Tyndallisasi

• Hasil penyelidikan seorang ahli botani Jerman bernama Ferdinand Cohn, dapat diketahui secara mikroskopis bahwa pada fase termoresisten, bakteri dapat membentuk endospora.

• Berdasarkan penemuan tersebut, maka dicarilah cara untuk sterilisasi bahan yang mengandung bakteri pembentuk spora.

​

• Cara yang dimaksud adalah dengan pemanasan yang terputus dan diulang beberapa kali, proses tersebut dikenal sebagai Tyndallisasi.

​

• Proses pemanasannya sebagai berikut, pada awalnya pemanasan dilakukan pada suhu 100^oC selama 30 menit, kemudian dibiarkan pada suhu kamar selama 24 jam, cara ini diulang sebanyak 3 kali. Saat dibiarkan pada suhu kamar, bakteri berspora yang masih hidup akan berkecambah membentuk fase pertumbuhan yang bersifat termolabil, sehingga dapat dimatikan pada pemanasan berikutnya

• Louis Pasteur lebih memfokuskan pengembangan penelitiannya kepada fermentasi anggur.

​

• Pasteur mempelajari proses fermentasi pada jus anggur yang dibiarkan, dan terjadi serangkaian perubahan biokimia, alkohol, & senyawa lain yg pada akhirnya dihasilkan anggur (wine). Alasan Pasteur, menentang pendapat Generatio Spontanea karena keyakinannya bahwa produk fermentasi anggur merupakan hasil dari mikroorganisme, bukan fermentasi menghasilkan mikroorganisme.

​

• Pada tahun 1850-an Pasteur memfermentasi anggur yg baik & anggur kurang bagus maka ditemukan mikroorganisme yg berbeda. Mikroorganisme tertentu mendominasi anggur bagus, sementara mikroorganisme tipe lain mendominasi anggur kurang bagus.

PASTEURISASI

​

• Pasteur menyimpulkan bahwa pemilihan mikroorganisme yg sesuai akan menghasilkan produk anggur bagus. Berdasarkan analisis tersebut Pasteur memusnahkan mikroorganisme yang terdapat dalam sari buah anggur dengan cara memanaskannya.

​

• Setelah dingin ke dalam sari buah tersebut diinokulasikan anggur yang berkualitas baik dengan kandungan mikroorganisme sesuai yang diinginkan.

​

• Hasilnya menunjukkan bahwa anggur yang diperoleh memiliki kualitas baik dan tidak mengalami perubahan aroma selama disimpan karena sebelumnya telah dipanasi selama beberapa menit pada suhu 50-60ºC. Proses ini dikenal dengan pasteurisasi yang saat ini sudah digunakan secara luas di bidang industri makanan.

Saat meneliti fermentasi asam butirat, Pasteur menemukan adanya proses kehidupan yang tidak membutuhkan udara.

​

Ketika udara dihembuskan ke dalam bejana fermentasi butirat, proses fermentasi terhambat, bahkan terhenti sama sekali. Atas dasar pengamatan tersebut muncullah 2 istilah kehidupan mikroorganisme, yaitu

​

kehidupan anaerob,

utk mikroorganisme yg tidak memerlukan O2

​

kehidupan aerob,

utk mikroorganisme yg memerlukan oksigen.

​

AEROB DAN ANEROB

• Secara fisiologis adanya fermentasi dapat digunakan untuk mengetahui beberapa hal. Oksigen umumnya diperlukan mikroorganisme sebagai agensia untuk mengoksidasi senyawa organik menjadi CO2. Reaksi oksidasi tersebut dikenal sebagai “respirasi aerob”, yang menghasilkan tenaga untuk kehidupan jasad dan pertumbuhannya.

​

• Mikroorganisme lain dapat memperoleh tenaga dengan jalan memecahkan senyawa organik secara fermentasi anaerob, tanpa memerlukan oksigen.

​

• Beberapa jenis mikroorganisme bersifat obligat anaerob atau anaerob sempurna. Jenis lain bersifat fakultatif anaerob, yaitu mempunyai dua mekanisme untuk mendapatkan energi. Apabila ada oksigen, energi diperoleh secara respirasi aerob, apabila tidak ada oksigen energi diperoleh secara fermentasi anaerob. Pasteur mendapatkan bahwa respirasi aerob adalah proses yang efisien untuk menghasilkan energi.

• Fleming, dalam laboratoriumnya di Rumah Sakit Santa Maria (kini merupakan salah satu rumah sakit pendidikan di London), mencatat adanya lingkaran hambatan (zona bening) pada pertumbuhan bakteri di piringan kultur Staphylococcus.

​

• Fleming menyimpulkan bahwa hambatan itu dikarenakan sebuah subtansi penghambat pertumbuhan dan menghancurkan bakteri. Ia kemudian menumbuhkan sebuah kultur murni dan menemukan Penicillium yang kemudian dikenal sebagai Penicillium chrysogenum. Fleming memberikan istilah "penisilin" untuk menggambarkan hasil filtrasi dari kultur mikrobiologis Penicillium.^[2]

​

Sir Alexander Fleming

(1881 -1955)

• Walaupun di tahapan awal ini, penisilin ditemukan efektif melawan bakteri Gram positif dan tidak efektif pada Gram negatif dan jamur. Fleming optimis bahwa penisilin akan menjadi disinfektan yang sangat berguna, berpotensi tinggi dengan tingkat keracunan yang rendah dibandingkan antiseptik masa itu.

​

• Pada percobaan berikutnya, Fleming menyadari bahwa penisilin tidak akan bertahan lama di tubuh manusia untuk membunuh bakteri patogen. Ia menghentikan penelitiannya mengenai penisilin setelah 1931, namun mencoba memulainya lagi pada 1934.

​

• Penisilin (Inggris:Penicillin atau PCN) adalah sebuah kelompok antibiotika yang digunakan dalam penyembuhan penyakit infeksi karena bakteri, biasanya berjenis Gram positif.^[1] Penisilin bekerja dengan menghambat pembentukan dinding sel bakteri, dengan menghambat digabungkannya asam N-asetilmuramat non esensial ke dalam struktur mukopeptida yang biasanya membuat sel menjadi kaku dan kuat

• Sejak zaman dahulu orang kuno telah mempraktekkan fitoterapi dengan jalan mencoba−coba. Orang Yunani dan Aztec (Mexico) menggunakan masing masing pakis pria (filix mas) dan minyak chenopodi untuk membasmi cacing dalam usus.

​

• Orang Hindu sudah beribu−ribu tahun lalu mengobati lepra dengan minyak chaulmogra dan di China serta di Pulau Mentawai (Sumatera Barat) sejak dahulu borok diobati dengan menggunakan jamur−jamur tertentu sebagai pelopor antibiotika.

​

• China dan Vietnam sejak dua ribu tahun lalu menggunakan tanaman qinghaosu (mengandung artemisin) untuk mengobati malaria, sedangkan suku−suku Indian di Amerika Selatan memanfaatkan kulit pohon kina. Pada abad ke-16 air raksa (merkuri) mulai digunakan sebagai kemoterapetikum pertama terhadap sifilis (Tjay & Rahardja, 2010).

• Merupakan Ilmuwan Jerman profesional di bidang kesehatan (dokter) mendapat hadiah mikroskop dari istrinya untuk hadiah ulang tahunnya yang ke-28.

​

• Selanjutnya ia mulai meneliti dunia mikroorganisma yang sudah dilihat Pasteur.

​

• Baik Pasteur maupun Koch menjadi rival bersama yang sama-sama ingin mengetahui penyebab penyakit anthrax yang sangat merugikan peternak sapi dan domba di Eropa.

Robert Koch

(1843 – 1910)

• Robert Koch menetapkan konsep bahwa mikroba menyebabkan penyakit spesifik.

​

• Dalam publikasinya dalam jurnal pada tahun 1877, disajikan temuannya tentang hubungan antara mikroorganisme bakteri Bacillus anthracis dan penyakit antraks yang membunuh sapi dan domba.

​

• Bakteri antraks selalu dijumpai dalam cairan darah hewan yang terinfeksi, namun tidak ada dalam hewan yang sehat. Kehadiran bakteri pada hewan selalu merupakan konsekuensi dari penyakit yang dideritanya (Ingraham, 2000 dan Nester, 2000).

• Untuk mendukung pernyataan tersebut, Koch melakukan penelitian lanjut dgn mengambil darah hewan yg terinfeksi antraks & menyuntikkannya pada hewan yang sehat.

​

• Hewan yang disuntik darah dari hewan yang sakit menunjukkan gejala penyakit yang sama dengan hewan yang terkena penyakit dan mati beberapa hari kemudian. Hal yang sama diulanginya beberapa kali dan hasilnya tetap sama.

• Untuk menguatkan temuannya, Koch lalu melakukan kultur bakteri antraks dalam media di luar tubuh hewan. Bakteri dari hasil kultur ternyata mampu menyebabkan penyakit antraks, walaupun telah dilakukan beberapa kali pemindahan/transfer kultur bakteri.

​

• Untuk lebih menguatkan temuannya, Koch lalu melakukan kultur bakteri antraks dalam media di luar tubuh hewan.

​

• Bakteri dari hasil kultur ternyata mampu menyebabkan penyakit antraks, walaupun telah dilakukan beberapa kali pemindahan/transfer kultur bakteri.

​

• Pada 1876, setelah meneliti selama 6 tahun Koch mengumumkan bahwa dia telah menemukan bakteri penyebab anthrax.

​

• Ia juga menyarankan bahwa ternak sakit supaya dibunuh dan dibakar atau dikubur yang dalam, setelah ia mengetahui bahwa spora yang dihasilkan oleh bakteri dapat bertahan hidup selama berbulan-bulan di daerah peternakan

​

• Tercetuslah => Postulat koch

Koch’s Postulates berisi 4 hal utama sebagai berikut:

1. Jenis pathogen yang sama harus selalu hadir dalam setiap kasus munculnya penyakit (isolate the organism from every case).
2. Pathogen harus dapat diisolasi dari hewan yang terserang penyakit dan harus dapat dikultur pada media (Propagate in pure culture in vitro).
3. Hewan sehat yang diinokulasi dengan pathogen dari kultur pada media, harus tertular jenis penyakit yang sama (reproduce disease when injected to recipient animal).
4. Patogen harus dapat diisolasi dari hewan yang diinokulasikan dengan pathogen dari kultur dan harus identik dengan yang pertama diidentifikasi hari hewan penderita awal (able to re-isolate the organism).

Dengan penemuan anthraxnya Koch merupakan orang pertama yang

membuktikan mikroba tertentu merupakan agen penyakit tertentu.

• Koch dan rekannya mengembangkan metodologi di laboratorium antara lain :
• prosedur mewarnai bakteri agar mudah diamati
• teknik menumbuhkan mikroorganisme di lab.

​

• Teknik menumbuhkan mikroba yang dikembangkan adalah penggunaan media dgn suatu substrat yg padat & tembus pandang pada suhu inkubasi (suhu yg cocok untuk pertumbuhan) untuk menumbuhkan bakteri.

​

• Dalam upaya untuk tumbuh bakteri, Koch mulai menggunakan nutrisi padat seperti irisan kentang.

​

• Melalui percobaan awal, Koch mengamati koloni individu identik, sel murni. Datang ke kesimpulan bahwa irisan kentang tidak cocok untuk media semua organisme, Koch kemudian mulai menggunakan solusi nutrisi dengan gelatin.

• Namun, ia segera menyadari bahwa gelatin, seperti irisan kentang, itu bukan media yang optimal untuk pertumbuhan bakteri, karena itu tidak tetap solid pada 37˚C, pada suhu tubuh menjadi cair.

​

• Suhu 37˚C tersebut mrpk suhu yang ideal untuk pertumbuhan sebagian besar patogen manusia.

​

• Kemudian, digunakan media lain seperti irisan kentang atau wortel hasilnyapun kurang baik, karena kekurangan nutrien untuk mikroorganisme terutama yang berkaitan dengan tubuh manusia.

​

• Pada akhirnya masalah tersebut dpt teratasi dgn menggunakan ekstrak ganggang laut tertentu. Ekstrak ganggang tersebut dinamakan agar-agar (acapkali disebut agar), dpt dilarutkan dlm larutan nutrien & bilamana menjadi gel akan tetap padat dlm kisaran temperatur yang luas.

​

• Selain itu agar merupakan polisakarida yang tetap solid pada 37˚C, tidak terdegradasi oleh sebagian besar bakteri, dan hasil dalam media transparan.

​

​

• Media agar mrpk substrat yg sangat baik untuk pertumbuhan mikroorganisme, dengan media agar campuran mikroorganisme akan tumbuh terpisah sehingga mudah untuk diamati.

• Teknik yang digunakan utk menumbuhkan mikroorganisme pada media agar menyebabkan mikroorganisme tumbuh secara agak berjauhan antarsesamanya, atau mungkin juga setiap selnya tumbuh berhimpun membentuk koloni. yaitu sekelompok massa sel yang dapat dilihat dengan mata biasa tanpa alat bantu

​

• Semua sel dalam koloni itu sama artinya semuanya dianggap merupakan satu keturunan (progeni) atau satu mikroorganisme oleh karena itu mewakili yang disebut sebagai biakan murni.

​

• Penggunaan agar pada media mikrobiologi yang diusulkan oleh Koch pada awal 1880-an sampai sekarang masih tetap digunakan.

​