Catatan Farmakognosi #1

Pada semester 4 ini, saya bersama teman saya Tyas bertugas sebagai PJ kelasnya Farmakognosi II teori. Setiap mahasiswa di angkatan saya tentunya akan mendapatkan kesempatan untuk menjadi PJ kelas. 

Hari ini, 13 Februari 2013, dosen yang pertama mengajar adalah Pak Mun'im. Beliau datang tepat waktu sekali. Alhamdulillah saya dan Tyas sudah beres mempersiapkan keperluan pembelajaran, mulai dari laptop, LCD, spidol, dan lain sebagainya. Di awal perkuliahan beliau memberikan kami pretest, soalnya ada 6, dan diberi waktu selama 5 menit.

Cara pengajaran beliau baik sekali, semua anak menjadi aktif sehingga tidak ada yang mengantuk di kelas. 

Pelajaran pertama yang dibawakan oleh beliau mengenai antibiotik. Awalnya saya sempat bingung kenapa di mata kuliah farmakognosi mempelajari antibiotik, karena yang saya kira, mengingat farmakognosi I teori semester 2 yang lalu, yang dipelajari lebih ke seputar tumbuhan-tumbuhan dan senyawa-senyawa organiknya. Ternyata ada alasannya kenapa kami mempelajari antibiotik pada mata kuliah farmakognosi. 

Di farmakognosi, antibiotik dipelajari karena antibiotik juga asalnya dari bahan alam. 

Di awal pengajaran setelah memberikan pretest, beliau memicu mahasiswa dengan sebuah pertanyaan, "Apa perbedaan antara metabolit primer dengan metabolit sekunder?"

Jujur, saya sendiri lupa dengan materi tersebut. Beberapa mahasiswa ditanya dan jawabannya kurang lengkap. Akhirnya beliau menjelaskan, yang dimaksud dengan metabolit primer adalah hasil metebolisme yang digunakan oleh makhluk hidup untuk keperluan hidupnya seperti karbohidrat, protein, dan lemak. Selain itu, senyawa mikronutrien seperti vitamin, zat besi, dan lainnya juga merupakan metabolit primer. Sedangkan yang dimaksud dengan metabolit sekunder adalah hasil metabolisme yang belum diketahui manfaatnya bagi makhluk hidup tersebut,--ada juga beberapa yang sudah diketahui manfaatnya (misal: sebagai alat pertahanan diri, dll)--intinya tidak digunakan sebagai produk utama untuk keperluan hidup.

Metabolit sekunder inilah yang paling banyak dipelajari oleh farmasis sebagaimana kita tahu bahwa 75% obat-obatan yang ada sekarang ini berasal dari metabolit sekunder. Perkembangan obat-obatan dari metabolit sekunder kata dosen saya dimulai dari senyawa alkaloid.

Tentunya antibiotik yang dipelajari juga bisa dibilang sebagian besar berasal dari metabolit sekunder. Mengenai antibiotik, untuk informasi saja bahwa ternyata senyawa sulfa lebih dulu ditemukan dibandingkan antibiotik.

Obat-obatan yang berasal dari metabolit sekunder dapat dimodifikasi dengan cara tertentu sehingga bisa digunakan untuk penyakit lainnya. Misalnya saja, kinin, obat malaria yang berasal dari metabolit sekunder, mendapatkan modifikasi tertentu hingga akhirnya dapat menjadi obat untuk penyakit jantung.

Beliau juga sempat bertanya mengenai pengertian antibiotik. Teman saya Grace dapat menjawabnya dengan tepat yaitu senyawa organik yang diisolasi dari mikroorganisme tertentu atau dengan cara sintesis yang dengan dosis rendah dapat menghambat pertumbuhan mikroorganisme lain.

Kemudian beliau bertanya lagi, "Ada tidak obat lain yang bukan antibiotik yang dapat menghambat atau membunuh mikroorganisme".

Rata-rata dari teman-teman saya menjawab tidak ada. Saya juga berpikir demikian, karena saya pikir, apabila ada obat-obatan yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri seharusnya digolongkan ke dalam antibiotik.

Kemudian beliau menjelaskan. Jawaban yang sebenarnya adalah bahwa ada zat atau obat-obatan lain yang mampu menghambat pertumbuhan mikroorganisme. "Coba saja lihat ikan asin, ikan asin bisa awet berminggu-minggu kan? Ikan asin bisa awet karena digarami. Itu artinya NaCl dapat pula menghambat pertumbuhan mikroorganisme." kata Pak Mun'im. Kemudian beliau menambahkan, "Kalian yang suka KPOP, pasti taulah makanan-makanan orang Korea, coba liat kimci, kimci itu pake asam cuka supaya awet. Artinya asam juga dapat menghambat pertumbuhan mikroorganisme. Lalu kenapa garam dan asam tidak digolongkan ke dalam antibiotik?"

Saya kurang jelas menangkap penjelasannya. Tetapi kalau tidak salah (semoga saja benar), garam dan asam tidak digolongkan ke dalam antibiotik karena di awal dijelaskan bahwa yang dimaksud dengan antibiotik adalah "Senyawa organik yang diisolasi dari mikroorganisme tertentu atau dengan cara sintesis yang dengan dosis rendah dapat menghambat pertumbuhan mikroorganisme lain." 

Dengan dosis yang rendah. Jadi untuk garam dan asam tidak dapat digolongkan ke dalam antibiotik karena dapat menghambat pertumbuhan mikroorganisme dengan dosis tingginya.

Selain itu alasan kenapa antibiotik itu harus dalam dosis rendah, dari penjelasan yang diberikan oleh dosen saya yang saya pahami begini, dalam dosis rendah saja sudah mampu menghambat pertumbuhan mikroorganisme, apabila diberikan dalam dosis tinggi yang terjadi nantinya malah manusianya yang mengkonsumsinya yang terhambat pertumbuhannya. (Saya tidak mengerti apa benar itu alasannya, atau sekedar lelucon, tapi saya pikir iya juga).

Kemudian beliau menjelaskan mengenai pengembangan obat antibiotik. Jadi pengembangannya itu dimulai dari skrining, melakukan optimasi kondisi fermentasi, induksi senyawa metabolit, dan pengembangan sintesis.

Yang dimaksud dengan skrining yaitu suatu tahapan di mana merupakan proses pencarian bibit unggul, mikroorganisme yang dapat menghasilkan metabolit sekunder terbaik. Sebenarnya tidak hanya itu, setelah mendapatkan bibit unggulnya diupayakan dapat menjadi lebih unggul lagi atau lebih baik lagi, dibuat dengan cara dimutasi atau hal lainnya.

Optimasi kondisi proses fermentasi juga sangat penting, berhubungan dengan pengembangbiakan mikroorganismenya.

Meskipun sudah mampu mendapatkan senyawa organik dari mikroorganisme secara langsung sebagai antibiotik, namun akan lebih murah produksinya apabila bisa dibuat secara sintesis. Contohnya kloramfenikol. Saat ini kloramfenikol diproduksi dengan cara sintesis, selain karena struktur senyawanya sederhana, dengan sintesis ini, produksi menjadi lebih murah.

Antibiotik ditemukan dari mikroorganisme. Umumnya mikroorganisme yang digunakan berasal dari tanah yang kering tapi lembab. Dulu, kata dosen saya, di Indonesia pernah terjadi proyek besar-besaran yang mana menyebabkan adanya perintah untuk menemukan antibiotik baru. Dan kebanyakan berasal dari mikroorganisme tanah. Daerah yang ditelusuri dan paling banyak ditemukan mikroorganismenya antara lain Madura, Sulawesi Selatan, Nusa Tenggara, dan Jawa Timur.

Cara untuk mengetahui apakah metabolit yang dihasilkan berpotensi sebagai antibiotik adalah dengan pemeriksaan menggunakan teknik KLT (Kromatografi Lapis Tipis). Pada beberapa lempeng tersebut, kata dosen saya, yang terdapat daerah di dalam lingkaran merah seperti gambar di bawah ini, artinya memiliki potensi antibiotik.

Gambar tersebut saya ambil dari slide dosennya. 

Pada produksi antibiotik juga terdapat beberapa hal tertentu yang menarik untuk diperhatikan. Misalnya saja pada produksi penisilin, apabila senyawa antibiotik yang dihasilkan sudah optimum, maka akan bewarna jingga kemerahan.

Sebenarnya untuk antibiotik penisilin ini, asalnya dari metabolit primer yaitu dari asam amino sistein dan valin membentuk 6-APA (6-Amino Penicilloic Acid).

Penicilin ini mudah sekali terhidrolisis dengan enzim beta laktamase atau penicillinase. Enzim tersebut bekerja pada inti beta laktam dengan cara mengubah penisilin menjadi bentuk inaktifnya yaitu asam penisiloat.

Oleh karena itulah, bisa terjadi resistensi pada antibiotik, karena sifat dari antibiotik itu sendiri yaitu mudahnya terhidrolisis. Jadi ketika kita meminum antibiotik--ketika tidak taat minum obat ternyata beberapa mikroorganisme telah resisten, telah dapat menghasilkan enzim yang dapat menangkal antibiotik tersebut--maka mikroorganisme tersebut akan mengeluarkan enzim penicillinasenya agar dapat mengubah penisilin menjadi bentuk inaktif sehingga tidak dapat memberikan efek farmakologinya.

Penisilin, antibiotik yang bisa ditemukan merupakan salah satu antibiotik paling awal ditemukan, ternyata memiliki beberapa efek samping yang tidak mengenakkan. Misalnya saja bau urin yang dihasilkan sehingga tidak lagi digunakan. Oleh karena itu, penisilin untuk berikutnya mengalami perbaikan dengan cara modifikasi struktur dan dengan cara kombinasi.

Dengan cara kombinasi mengakibatkan penisilin dapat memberikan efek farmakologinya sebagai akibat efek sinergi yang diberikan oleh senyawa lainnya, senyawa yang merupakan kombinannya. Misalnya seperti asam klafulanat, sulbactam, dan tazobactam. Ketiganya memiliki inti beta laktam sehingga enzim beta laktamase mengira ketiga senyawa tersebut seperti penisilin juga karena strukturnya yang mirip tersebut sehingga penisilin yang sebenarnya dapat memiliki peluang lebih besar dalam memberikan efek farmakologinya, tidak perlu khawatir dicegah oleh enzim beta laktamase tersebut.

Antibiotik lainnya yang juga sempat dijelaskan oleh beliau adalah sefalosporin, tetrasiklin, kloramfenikol, dan makrolida.

Sefalosporin juga mudah terhidrolisis dengan beta laktamase, namun dengan jenis yang lebih spesifik, yaitu cephalosporinase.  Contoh generasi dari cephalosporin yaitu cephadroxyl (memiliki struktur senyawa mirip amoksisilin) dan cephachlor (memiliki struktur senyawa mirip dengan ampicilin). 

Tetrasiklin, salah satu contoh antibiotik, dulu sering digunakan. Namun karena efek sampingnya yaitu dapat memberikan warna coklat hingga hitam pada gigi, maka agak ditinggalkan. Tetrasiklin dapat memberikan efek samping demikian karena kita tahu bahwa salah satu komponen dari tulang gigi yaitu Calcium, bersifat elektropositif, sementara tetrasiklin bersifat elektronegatif. Sehingga keduanya dapat bereaksi membentuk kompleks berwarna coklat hingga hitam. 

Kloramfenikol, sebagaimana telah saya sebutkan sebelumnya merupakan salah satu antibiotik yang cukup mudah disintesis karena struktur senyawanya yang sederhana. 

Makrolida, bisa dibilang merupakan antibiotik yang relatif berukuran paling besar dibandingkan dengan yang lain. Ada beberapa tipe makrolida, yaitu A, B, dan C. Yang paling populer adalah yang A. 

Kelas farmakognosi II hari itu, diakhiri sampai struktur makrolida sehingga saya kira cukup sampai di sini dulu catatan farmakognosi II-nya. Mohon maaf apabila terdapat kesalahan. Semoga bermanfaat. Terima kasih sudah berkunjung ^^