BAKTERI UNIVERSITARIA

Kehidupan manusia tidak pernah terlepas dari berbagai penyakit, salah satunya disebabkan oleh bakteri. Bakteri terdapat dimana-mana, ada yang bermanfaat bagi kehidupan manusia dan ada juga yang merugikan, seperti menimbulkan berbagai macam penyakit. Ilmu yang mempelajari bakteri disebut bakteriologi. Ilmu ini telah berkembang dengan pesatnya dari tahun ke tahun, sehingga melalui ilmu tersebut manusia bisa mempelajari lebih jauh mengenai bakteri yang ada di sekitarnya. Bakteriologi merupakan ilmu yang mempelajari kehidupan dan klasifikasi bakteri. Bakteriologi dapat juga dikatakan sebagai biologi bakteri. Di dalamya dipelajari struktur anatomi sel bakteri, klasifikasi, cara kerja sel bakteri, interaksi antar sel bakteri, dan juga tanggapan bakteri terhadap perubahan pada lingkungan hidupnya. Bakteri merupakan satu bagian penting dalam mikrobiologi.
Bakteri berasal dari kata Latin, yaitu bacterium (jamak: bacteria), adalah kelompok raksasa dari organisme hidup. Mereka sangat kecil (mikroskopik) dan kebanyakan uniselular, dengan struktur sel yang relatif sederhana tanpa nukleus atau inti sel, sitosekeleton, serta organ lainnya seperti mitokondria dan kloroplas.
2.2 KLASIFIKASI BAKTERI
Klasifikasi bakteri meiputi taksonomi dan nomenklatur, terutama kuman-kuman patogen terhadap manusia.

1. 
   
   1. 
      
      1. Taksonomi

Taksonomi adalah ilmu yang mempelajari tentang klasifikasi atau penataan sistematik organisme ke dalam kelompok atau kategori yang disebut taksa (tunggal: takson). Dalam taksonomi, unit-unit organisme ditata secara teratur ke dalam satuan kelompok yang lebih besar.

1. Menurut sistem Linnaeus

Sebelum tahun 1700, organisme yang dapat dilihat dengan mata telanjang diklasifikasikan sebagai tumbuhan (Plantae) dan hewan (Animalia). Pada tahun 1750-an, dunia tumbuhan dan hewan dibagi lagi oleh Carolus Linnaeus, naturalis berkebangsaan Swedia, menjadi kelompok yang dapat diidentifikasi berdasarkan kekerabatan organisme. Pengelompokan tersebut dikenal dengan istilah nomenklatur system biner karena sistem penamaan ini terdiri dari dua bagian. Berdasarkan sistem klasifikasi tersebut, alga dan fungi dimasukkan ke dalam dunia tumbuhan, sedangkan protozoa ke dalam dunia hewan.
Gambar 1. Carolus Linnaeus
Kategori taksonomi (taksa) adalah sebagai berikut :

• Spesies : Sekelompok organisme yang memiliki kekerabatan dekat sehingga ciri-ciri individu-individu di dalamnya secara garis besar serupa

• Genus : Sekelompok spesies yang serupa

• Famili : Sekelompok genus yang serupa
• Ordo : Sekelompok famili yang serupa
• Kelas : Sekelompok ordo yang serupa
• Filum atau divisi : Sekelompok kelas yang berkerabat
  
  • Kingdom : Seluruh organisme di dalam hierarki

1. Klasifikasi didasarkan kepada Bergey’s Manual of determinative Bacteriology

Berdasarkan buku Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology (ed.8,1974), bakteri dan bakteri hijau (Cyanobacteria) diklasifikasikan sebagai tanaman primitif karena :

1. Memiliki dinding sel seperti tumbuhan
2. Beberapa jenis bakteri dan semua bakteri hijau bersifat fotosintetik

Bakteri dan bakteri hijau dimasukkan dalam kelompok prokariot. Prokariot mempunyai inti primitif yang berkembang biak secara amitosis menjadi 2 bagian. Inti tersusun dari DNA yang tidak terbungkus dalam suatu selaput atau membran.
Bakteri terdiri atas Eubacteria (bakteri sejati) dan Archaebacteria (bakteri purba). Keduanya merupakan golongan prokariot. Bakteri yang bersifat patogen terhadap manusia termasuk dalam Eubacteria.
Prokariot diklasifikasikan sebagai berikut :

• Kingdom : Procaryotae
• Divisio : Cyanobacteria
• Divisio II : Bacteria

Perbedaan	Cyanobacteria	Bacteria
1) Jumlah sel	Tidak semua Cyanobacteria bersel tunggal, misalnya Anabaena yang berbentuk seperti benang.	Bacteria adalah uniseluler.
2) Alat gerak	Cyanobacteria tidak memiliki alat gerak.	Bacteria memiliki alat gerak berupa flagelum.
3) Ada tidaknya klorofil	Cyanobacteria memiliki klorofil sehingga dapat berfotosintesis.	Hanya jenis bakteri fotoautotrof yang mempunyai klorofil.

Tabel 1. Perbedaan antara cyanobacteria dan bacteria
Bakteri dibagi dalam 3 kelas yang diklasifikasikan selanjutnya sebagai berikut :

• Ordo yang berakhiran -ales
• Familia yang berakhiran -aceae
• Genus
• Species

Contoh :

1. Kingdom : Procaryotae

Divisio : Cyanobacteria
Kelas : Eubacteria
Ordo : Nostocales
Famili : Nostocaceae
Genus : Anabaena
Spesies : Anabaena sphaerica (Cyanobacteria yang dapat memfiksasi gas nitrogen dari udara)

Gambar 2. Anabaena sphaerica

1. Kingdom : Procaryotae

Divisio : Bacteria
Kelas : Eubacteria
Ordo : Eubacteriales
Famili : Micrococcaceae
Genus : Staphylococcus
Spesies : Staphylococcus aureus
Staphylococcus aureus menyebabkan :

• Infeksi kulit seperti bisul dan Impetigo
• Infeksi di bawah kulit (cellulitis)

• Infeksi yang lebih parah pada tulang, darah, paru-paru, dan bagian tubuh lainnya

Gambar 3. Staphylococcus aureus (kiri) dan infeksi yang ditimbulkannya (kanan).
Lain halnya dengan nomenklatur, bakteri tidak memiliki sistem klasifikasi yang resmi. Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology edisi VIII tidak lagi menggunakan taksa yang lebih tinggi karena ketidakjelasan hubungan genetika. Bergey’s Manual edisi terakhir membagi prokariot dalam 4 divisio utama :

1. Gracilicutes : bakteri Gram negatif
2. Firmicutes : bakteri Gram positif
3. Tenericutes : bakteri tanpa dinding sel
4. Archaebacteria

1,2, dan 3 termasuk dalam Eubacteria.

1. Galur (strain)

Galur adalah biakan murni kuman yang tersusun dari kelompok kuman yang merupakan keturunan kuman dari satu isolat. Contohnya : Staphylococcus aureus strain Oxford, yaitu kuman standar untuk macam-macam keperluan di laboratorium.
Spesies bakteri mengandung galur-galur mikroorganisme yang sifat-sifatnya secara garis besar sama, tetapi sesungguhnya memiliki perbedaan. Biovar (biotip) dipilih sebagai galur terbaik untuk mewakili suatu spesies. Sungguhpun demikian, galur-galur biovar (biotip) tidak dapat memperlihatkan seluruh sifat galur dalam suatu spesies sehingga untuk menunjukkan bentuk-bentuk tertentu pada variasi galur dibutuhkan penentuan subspesies, seperti serotip (serovar), pathotip (pathovar), morphotip ( morphovar), dan fagatip (phagovar).

1. Taksonomi Numeris (Taksonomi Komputer)

Taksonomi numeris membutuhkan informasi mengenai ciri-ciri yang tidak berkaitan. Setiap ciri diberi bobot yang sama dalam membentuk taksa. Kesamaan menyeluruh didasarkan pada proporsi ciri-ciri yang dimiliki bersama. Taksonomi numeris memiliki dua keuntungan. Pertama, tingkat objektivitas lebih tinggi. Kedua, hasil penemuannya dapat diulang-ulang sehingga taksonomiwan lain dapat memperoleh hasil yang sama bila mengikuti prosedur dan data yang sama.
Taksonomi numeris mendeskripsikan persamaan, kemiripan, dan perbedaan karakteristik bakteri. Jaccard similarity coefficient (S_J) menyatakan sifat-sifat yang positif saja, sementara Simple matching coefficient (S_SM) menyatakan sifat-sifat yang positif dan negatif. Kedua koefisien tersebut menggambarkan persentase sifat-sifat yang sama antarorganisme.
Keterangan:
a = jumlah sifat-sifat yang ada pada kedua strain
b = jumlah sifat-sifat yang ada pada strain pertama
c = jumlah sifat-sifat yang ada pada strain kedua
d = jumlah sifat-sifat yang tidak ada pada kedua strain

1. Taksonomi Genetik

Perkembangan dalam biologi molekuler memungkinkan diperolehnya informasi mengenai kekerabatan organisme pada tingkat genetik berdasarkan :

• Komposisi basa DNA
• Homologi sekuens DNA dan rRNA (RNA ribosomal)
• Pola-pola metabolisme stabil yang dikontrol oleh gen
• Polimer-polimer pada sel
• Struktur organel dan pola regulasinya

Kekerabatan berdasarkan homologi asam nukleat (homologi sekuens DNA) :
Keterangan:
G = guanin
C = sitosin
A = adenin
T = timin

1. 
   
   1. 
      
      1. Nomenklatur

Nomenklatur merupakan metode penamaan yang diperlukan dalam klasifikasi. Nomenklatur digunakan untuk memberi nama suatu kelompok organisme tertentu. Nomenklatur bertujuan untuk memudahkan komunikasi antar ilmuwan biologi mengenai jenis makhluk hidup. Sistem nama ini diciptakan oleh Carolus Linnaeus pada tahun 1753. Nomenklatur merupakan bahasa Latin nomen, yang artinya nama.

1. Pemberian nama kelas, bangsa, dan family

1. Nama Kelas biasanya berakhiran –acea
2. Nama Ordo biasanya berakhiran –ales
3. Nama Familia biasa berakhiran –aceae

1. Pemberian nama genus dan spesies

Di dalam penamaan tidak ada penggolongan prokariotik, tetapi nama yang diberikan pada prokariotik diatur dalam Kode Internasional tata nama Bakteri (International Code of Nomenclature of Bacteria). Bakteri juga menggunakan sistem pemberian nama binomial (binomial name) yang diajukan Carolus Linnaeus, ilmuwan Swedia kelahiran 23 Mei 1707, sedangkan untuk tanaman pada tahun 1753. Sistem penamaan nama ini dikenal dengan sebutan “Binomial nomenclatur” yaitu merupakan sistem tata nama terdiri dari 2 bagian, yaitu bagian pertama sebagai nama genus dan bagian kedua sebagai penunjuk spesies (epitheton specificum). Nama genus dimulai dengan huruf besar dan penunjuk spesies ditulis dengan huruf kecil. Misalnya Streptococcus pneumoniae. Nama genus dapat memberi keterangan mengenai genus tersebut.
Nama bakteri dapat berasal dari kata baru yang disesuaikan dengan bahasa Latin atau nama seseorang (penyelidik) yang dilatinkan.
Contoh :
Bentuk—————– Bacillus : batang
Clostridium : spindle, pintalan yang halus
Micrococcus : butir kecil
Nama Penyelidik—– Erwinia : dari nama Erwin
Pasteurella : dari nama Pasteur
Salmonella : dari nama Salmon
Brucella : dari nama Bruce
Clostridium Welchii : ditemukan oleh Welch
Nama ilmiah (scientific name) pada kehidupan sehari-hari yang lebih banyak dipakai adalah :
Sifilis : Treponema pallidum
Lepra : Mycobacterium leprae
Koch, TBC : Mycobacterium tuberculosis
Spesies adalah suatu suatu mikroorganisme yang sudah tertentu. Spesies bakteri ditentukan oleh :

1. Sifat-sifat struktural yang terdiri dari bentuk, besar, cara pergerakan, reaksi terhadap pewarnaan gram serta pertumbuhan makroskopik (sifat-sifat koloni).
2. Sifat-sifat biokimia dan kebutuhan akan nutrisi, produk-produk akhir metaboisme, susunan biokimiawi komponen sel dan metabolit-metabolitnya
3. Sifat-sifat fisiologisnya terhadap oksigen, temperatur, PH, dan repon terhadap zat-zat anti bakteri.

1. Sifat ekologi

1. Komposisi basa DNA, homologi dan sifat-sifat genetik.

Contoh :
Kingdom : Procaryotae
Subkingdom : Eubacteria
Divisio : Cyanobacteria
Subdivisio : Bacteria
Kelas : Actinomycetacea
Ordo : Actinomycetales
Familia : Mycobacteriaceae
Genus : Mycobacterium
Spesies : Mycobacterium tuberculosis
Mycobacterium lepre
Mycobacterium bovis
Mycobacterium phlei
2.3 IDENTIFIKASI
Identifikasi bakteri meliputi isolasi, koloni, mikroskopik, ciri biokimia dan kepekaan bakteri terhadap antibiotika.
2.3.1 Isolasi
1. Sumber contoh
Istilah sumber contoh sebenarnya lebih umum disebut sebagai bahan pemeriksaan yakni suatu sampel tempat hidup bakteri yang akan diisolasi. Bahan pemeriksaan berbeda-beda untuk setiap jenis bakteri. Misalnya, bahan untuk pemeriksaan bakteri Staphillococcus aureus dapat diperoleh dengan cara swabbing atau langsung dari darah, pus, sputum atau likuor serebrospinalis, sedangkan bahan pemeriksaan Streptococcus pyogenes dengan cara swabbing dari hidung atau tenggorokan, atau langsung dari darah, pus, sputum, likuor serebrospinalis, eksudat, dan urin.
2. Cara pertumbuhan bakteri
Istilah pertumbuhan umum digunakan untuk bakteri serta mikroorganisme lain dan biasanya mengacu pada perubahan di dalam hasil panen sel (pertambahan total massa sel) dan bukan perubahan individu organisme. Inokulum hampir selalu mengandung ribuan organisme, yaitu pertumbuhan menyatakan pertambahan jumlah atau massa melebihi yang ada di dalam inokulum asalnya. Selama fase pertumbuhan seimbang (balanced growth) yang akan diuraikan kemudian, pertambahan massa bakteri berbanding lurus (proporsional) dengan pertambahan komponen selular yang lain seperti DNA, RNA, dan protein, sehingga muncullah berbagai cara untuk mengembangkan pengukuran bagi pertumbuhan bakteri.
Ciri khas reproduksi bakteri adalah pembelahan biner melintang; satu sel membelah diri menghasilkan dua sel. Jadi bila kita mulai dengan satu bakteri tunggal, maka populasi bertambah secara geometrik:
1-> 2-> 2²-> 2³->…-> 2ⁿ atau dengan hitungan sederhana: 1-> 2-> 4-> 8-> …
Dalam hal ini, 2ⁿ merupakan jumlah maksimum sel yang pada akhirnya dicapai di dalam populasi. Selang waktu yang diperlukan bagi sel untuk membelah diri atau untuk populasi menjadi dua kali lipat dikenal sebagai waktu generasi. Tidak semua spesies bakteri mempunyai waktu generasi yang sama. Waktu generasi untuk suatu spesies bakteri tertentu juga tidak sama pada segala kondisi. Waktu generasi sangat bergantung pada cukup tidaknya nutrien di dalam medium serta pada sesuai tidaknya kondisi fisik.
Waktu generasi bakteri dapat ditentukan dengan pemeriksaan mikroskopik langsung. Tetapi metode yang lebih praktis dan umum ialah menginokulasi suatu medium dengan bakteri dalam jumlah yang diketahui, membiarkan mereka tumbuh pada kondisi optimum, dan menentukan poulasi pada interval waktu tertentu secara berkala. Data percobaan yang dibutuhkan untuk menghitung waktu generasi ialah:

1. Jumlah bakteri yang ada pada mulanya, yaitu di dalam inokulum
2. Jumlah bakteri yang ada pada waktu tertentu
3. Interval waktu

Pertumbuhan bakteri pada umumnya ditandai dengan empat fase yang khas, yakni periode awal yang tampaknya tanpa pertumbuhan (fase lamban atau lag phase) diikuti leh suatu periode pertumbuhan yang cepat (fase log), kemudian mendatar (fase statis atau stationary phase), dan akhirnya diikuti oleh suau penurunan polpulasi sel-sel hidup (fase kematian atau penurunan). Di antara setiap fase ini ada suatu periode peralihan yang menunjukkan lamanya waktu sebelum semua sel memasuki fase yang baru. Ciri-ciri tambahan ang berkaitan dengan keempat fase pertumbuhan tersebut dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Fase Pertumbuhan	Ciri
Lamban (lag)	Tidak ada pertambahan populasi Sel mengalami perubahan dalam komposisi kimiawi dan bertambah ukurannya; substansi intraseluluer bertambah
Logaritma (eksponensial)	Sel membelah dengan laju yang konstan Massa menjadi dua kali lipat dengan laju sama Aktifitas metabolic konstan Keadaan pertumbuhan seimbang
Statis	Penumpukan produk beracun dan kehabisan nutrient Beberapa sel mati sedangkan yang lain tumbuh dan membelah Jumlah sel hidup menjadi tetap
Penurunan atau kematian	Sel menjadi mati lebih cepat daripada terbentuknya sel-sel baru Laju kematian mengalami percepatan menjadi eksponensial Bergantung pada spesiesnya, semua sel mati dalam waktu beberapa hari atau beberapa bulan

Tabel 2. Fase Pertumbuhan Bakteri
Adapun waktu generasi suatu bakteri dapat dihitung dengan rumus berikut:
G =
Dengan,
G : waktu generasi
t : selang waktu antara pengukuran jumlah sel di dalam populasi pada suatu saat dalam fase log (B) dan kemudian lagi pada suatu titik waktu kemudian (b)
B : populasi awal
b : populasi setelah waktu t
log : log 10
3,3 : faktor log 2 menjadi log 10
Pertumbuhan suatu biakan dapat dimanipulasi dengan beberapa cara, contohnya secara eksperimental semua sel dapat dipertahankan tepat pada stadium pertumbuhan yang sama (pertumbuhan sinkron) selama jangka waktu yang lama, juga untuk memperpanjang pertumbuhan fase log dengan terus menerus menyediakan nutrien dengan cara penyingkiran serentak medium yang lama (yang telah digunakan). Hal ini dinamakan biakan sinambung.
Dengan demikian dapat diliat bahwa istilah pertumbuhan yang digunakan pada bakteri mengacu pada perubahan dalam populasi total dan bukannya perubahan dalam suatu individu organism saja. Pada kondisi pertumbuhan seimbang, ada suatu pertambahan semua komponen selular secara teratur. Akibatnya, pertumbuhan dapat ditentukan tidak hanya dengan cara mengukur jumlah sel,tetapi juga dengan mengukur jumlah berbagai komponen selular (DNA,RNA, protein) dan juga untuk produk-produk metabolism tertentu.

1. Zat yang diperlukan

Semua bentuk kehidupan tak terkecuali bakteri mempunyai persamaan dalam hal persyaratan nutrisi tertentu dalam bentuk zat-zat kimiawi yang diperlukan untuk pertumbuhan dan fungsinya yang normal. Nutrisi merupakan bahan-bahan kimia untuk proses biosintesis dan pembentukan energi. Nutrisi tersebut di dapat dari lingkungan hidupnya, antara lain sebagai berikut:

1. Air

Air merupakan komponen terbesar dalam tubuh sel mikroba. Air diperlukan untuk melarutkan nutrisi yang diperlukan oleh bakteri sebagai jasad holofilik. Jasad holofilik hanya dapat menyerap nutrisi dalam bentk kelarutan atau nutrisi padat yang sudah dicerna oleh enzim ekstraseluler.

1. Sumber karbon

Sumber karbon yang biasa digunakan berupa senyawa karbon organik bagi bakteri heterotrof dan CO₂ bagi bakteri autotrof. Sumber karbon diperlukan untuk proses pembentukan karbohidrat yang kemudian dapat digunakan untuk menghasilkan energi.

1. Sumber nitrogen

Beberapa bakeri mampu menyerap nitrogen secara langsung dari atmosfer melalui proses fiksasi nitrogen, misalnya bakteri Rhizobium. Bakteri lainnya menggunakan nitrogen dalam bentuk alumunium NH₃, NO₃, dan senyawa organik.

1. Sumber fosfor

Semua makhluk hidup membutuhkan belerang dan fosfor. Fosfor biasanya diberikan sebagai fosfat, yaitu garam-garam fosfat.

1. Faktor-faktor pertumbuhan

Faktor pertumbuhan merupakan molekul organik yang diperlukan untuk pertumbuhan bakteri. Meskipun diperlukan dalam jumlah sedikit, bakteri belum dapat mensintesis zat-zat ini sendiri. Oleh sebab itu, bakteri harus menyerap dari lingkungan hidupnya. faktor-faktor pertumbuhan meliputi:

• Vitamin

Semua oranisme hidup membutuhkan vitamin (senyawa organik khusus yang penting untuk pertumbuhan). Vitamin merupakan komponen non protein dari banyak enzim. Kebanyakan vitamin berfungsi membentuk substansi yang mengaktifkan enzim dan menyebabkan perubahan kimiawi. Bakteri dalam hidupnya memerlukan substansi-substansi ini di dalam makanannya. Dalam aspek nutrisi ini bakteri memperlihatkan pola yang beragam. Meskipun semua bakteri membutuhkan vitamin dalam proses metaboliknya yang normal, beberapa mampu mensintesis seluruh kebutuhan vitaminnya dari senyawa-senyawa lain di dalam medium. Sedangkan bakteri lainnya tidak akan tumbuh kecuali bila ditambahkan satu atau lebih vitamin ke dalam mediumnya.

• Asam amino

Asam amino diperlukan untuk sintesis protein. Konsentrasi yang terlalu tinggi dapat menghambat pertumbuhan bakteri.

• Asam nukleat

Asam nukleat untuk sintesis DNA dan RNA

1. Unsur-unsur mineral

Bakteri memerlukan unsur-unsur mineral seperti C, H, O, N dalam jumlah besar (makronutrien) dan juga Mg, K, Ca, Zn, Fe, Co dan Cu dalam jumlah sedikit (mikronutrien) untuk pertumbuhan yang normal.

1. Akseptor elektron

Elektron bebas pada proses oksidasi harus ditangkap oleh suatu akseptor eleetron, yaitu: O₂ , ion NO₃^-, NO₂^-, SO₄^2-, N₂O.

1. Sumber energi

Sumber energi dapat diperoleh dari cahaya (bagi bakteri fototrof) maupun senyawa organik hasil penguraian (bagi bakteri kemotrof). Bakteri fototrof mengandung klorofil sehingga mereka mendapat energi melalui proses fotosintesis. Fototrof dibedakan menjadi dua, yaitu fotoautotrof (fototrof yang mendapat karbon dari CO₂) dan fotoheterotrof (fototrof yang mendapat karbon dari senyawa organik). Sedangkan bakteri kemotrof yang bergantung pada oksidasi senyawa-senyawa kimia untuk memperoleh energinya dibagi menjadi dua, yaitu kemoorganotrof dan kemolitotrof. Bakteri kemoorganotrof mendapatkan energi dari metabolisme senyawa-senyawa organik, sedangkan kemolitotrof mendapat energi dari oksidasi elemen atau senyawa anorganik, seperti ammonia, nitrit, sulfit, hidtrogen, dan lain-lain. Kemolitotrof dibagi menjadi dua, yaitu autotrofik kemolitotrof (kemolitotrof yang menggunakan karbon dioksida sebagai sumber utama karbon) dan heterotrofik kemolitotrof (kemolititrof yang mendapat sumber karbon dari senyawa organik).
Berikut adalah tabel nutrisi yang diperlukan oleh bakteri, sumbernya, serta fungsinya:

Elemen	% berat kering*	Sumber	Fungsi
Makronutrien
Karbon	50	senyawa organik atau CO2	Konstituen utama dari bahan material sel
Oksigen	20	H2O, senyawa organik, CO2 dan O2	Konstituen dalam bahan material sel dan cairan sel; O2 adalah akseptot electron dalam respirasi aerobik
Nitogen	14	NH3, NO3, Senyawa organik, N2	Konstituen daam asam amino, asam nukleat, dan koenzim
Hidrogen	8	H2O, senyawa organik, H2	Konstituen dari senyawa organik dan cairan sel. Juga penting bagi pembentukan energi sebagai proton
Fosforus	3	Fosfat organik (PO4)	Konstituen asam nukleat, nukleotida, fosfolipid

Tabel 3. Nutrisi makronutrien yang dibutuhkan bakteri

Elemen	% berat kering*	Sumber	Fungsi
Mikronutrien
Sulfur	1	SO2, H2S, S, senyawa sulfur organik	Konstituen dari senyawa ionik dan beberapa koenzim
Kalium	1	Garam kalium	Kation selular utama dan kofaktor untuk enzim-enzim tertentu
Magnesium	0,5	Garam magnesium	Kation sel dan kofaktor untuk beberapa reaksi enzim tertentu
Kalsium	0,5	Garam kalsium	Kation sel, kofaktor untuk enzim tertentu, dansalah satu komponen endospora
Besi	0,2	Garam besi	Komponen sitokrom dan protein lain serta salah satu kofaktor untuk beberapa reaksi enzim

Tabel 4. Nutrisi Mikronutrien yang dibutuhkan bakteri
*% berat kering tersebut untuk sel sejenis E. coli dalam fase pertumbuhan eksponensial.
Kebutuhan akan nutrisi mencerminkan kemampuan sintesis mikroba dan kondisi lingkungan hidupnya. jika nutrisi yang diperlukan selalu tersedia di lingkungan tempat tinggalnya, kemampuan mikroba tersebut untuk sintesis senyawa tersebut akan hilang. Misalnya, pada bakteri Streptococcus yang hidup di membrane mukosa dan usus dimana selalu tersedia nutrisi, kemampuannya untuk sintesis senyawa-senyawa yang diperlukan sebagai nutrisi menjadi hilang.

1. Kondisi fisika dan kimia pada pertumbuhan

Selain menyediakan nutrien yang sesuai untuk kultivasi bakteri, juga perlu disediakan kondisi fisik yang memungkinkan pertumbuhan optimum. Bakteri tidak hanya amat bervariasi dalam persyaratan nutrisinya, tetapi juga menunjukkan respon yang berbeda-beda terhadap kondisi fisik di dalam lingkungannya. Untuk berhasilnya kultivasi berbagai tipe bakteri, dibutuhkan suatu kombinasi nutrien serta lingkungan fisik yang sesuai.

1. Suhu

Karena semua proses pertumbuhan bergantung pada reaksi kimiawi dan laju reaksi-reaksi ini dipengaruhi oleh suhu, pola pertumbuhan bakteri dapat sangat dipengaruhi oleh suhu. Suhu juga mempengaruhi laju pertumbuhan dan jmlah total pertumbuhan organisme. Keragaman suhu juga dapat proses-proses metabolik tertentu serta morfologi sel. Setiap spesies bakteri tumbuh pada suatu kisaran suhu tertentu. Atas dasar ini, maka bakteri dapat diklasifikasikan sebagai psikrofil, yang tumbuh pada 0⁰ sampai 30⁰ ; mesofil yang tumbuh pada 25⁰ sampai 40⁰ celcius; termofil tumbuh pada 50⁰ atau lebih. Suhu inkubasi yang memungkinkan pertumbuhan tercepat selama periode waktu yang singkat (12 sampai 24 jam), dikenal sebagai suhu pertumbuhan optimum.

1. Atmosfer gas

Gas-gas utama yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri adalah oksigen dan karbon diosida. Bakteri memperlihatkan keragaman yang luas dalam hal respon terhadap oksigen bebas dan atas dasar ini maka mudah sekali untuk membagi mereka menjadi lima kelompok, yaitu aerobik (organisme yang membutuhkan oksigen), anaerobik fakultatif (tumbuh pada keadaan aerobic dan anaerobik), dan mikroaerofilik (tumbuh baik bila ada sedikit oksigen atmosfirik), aerob aerotoleran(tid ak mati dengan adanya oksigen), aerob obligat (tumbuh subur apabila ada oksigen dalam jumlah besar). Beberapa bakteri tidak hanya anaerobik, tetapi juga sangat sensitif terhadap oksigen, yakni apabila terkena oksigen akan terbunuh.

1. Kemasaman atau kebasaan (pH)

PH optimum pertumbuhan bagi kebanyakan bakteri terletak antara 6,5 dan 7,5. Namun, beberapa spesies dapat tumbuh dalam keadaan masam, atau sangat alkaline. Bagi kebanyakan spesies, nilai pH minimum dan maksimum antara 4 dan 9. Bila bakteri dikultivasi di dalam suatu medium yang mula-mula disesuaikan pH-nya misalnya 7, maka mungikn sekali pH ini akan berubah sebagai akibat adanya senyawa asam atau basa yang dihasilkan selama pertumbuhannya. Pergeseran pH ini dapat sedemikian besar sehingga dapat menghambat pertumbuhan selanjutnya organisme tersebut. Pergeseran pH dapat dicegah dengan menggunakan larutan penyangga dalam medium. Larutan penyangga adalah senyawa atau pasangan senyawa yang dapat menahan perubahan pH. Suatu kombinasi garam phospat, seperti KH₂PO₄ dan K₂HPO₄ digunakan secara luas dalam media bakteriologi untuk tujuan ini. Beberapa bahan nutrisi medium, seperti pepton juga mempunyai kapasitas penyangga. Perlu atau tidaknya suatu medium diberi larutan penyangga tergantung dari maksud penggunaanya dan dibatasi oleh kapasitas penyangga yang dimiliki senyawa-senyawa yang digunakan.

1. Cahaya

Beberapa kelompok bakteri mempunyai persyaratan tambahan. Sebagai contoh, organisme fotoautotrofik (fotosintetik) harus diberi sumber pencahayaan, karena cahaya adalah sumber energinya.

1. Tekanan Osmotik

Pertumbuhan bakteri dapat dipengaruhi oleh keadaan tekanan osmotic, yaitu tenaga atau tegangan yang terhimpun ketika air berdifusi melalui suatu membran) atau tekanan hidrostatik (tegangan zat alir). Bakteri tertentu tumbuh dalam lingkungan berkonsentrasi garam tinggi atau rendah. Ini menunjukan adanya tanggapan terhadap tekanan osmotik.
2.2.2 Koloni
Bakteri yang sejenis akan berkembang menjadi seperti bulatan-bulatan kecil (koloni) pada media agar mengandung makanan (garam-garam, serum, vitamin, darah, dan lain-lain).
Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam mempelajari koloni bakteri adalah:

• Ada atau tidaknya pigmen
• Besarnya (diameter) koloni
• Ada penonjolan atau tidak (merata)
• Terjadi kekeruhan atau bening, suram atau mengkilat
• Permukaan rata (smooth) atau tidak rata (rough)
• Pinggiran rata atau tidak
• Menjalar atau tidak
• Konsistensinya: berlendir atau tidak

Adapun jenis-jenis koloni bakteri ialah berbentuk smooth, rough, menjalar, dan beranyaman. Berikut ini contoh dari bakteri dari masin-masing koloni:

• Koloni smooth : Eschericia coli
• Koloni rough : B. subtilis
• Koloni menjalar : Proteus mirabilis
• Koloni beanyaman : B. mycoides

Gambar 4. Bakteri Eschericia coli

1. Bentuk

Bentuk tubuh atau morfologi bakteri dipengaruhi oleh keadaan lingkungan, medium dan usia. Oleh karena itu untuk membandingkan bentuk serta ukuran bakteri, kondisinya harus sama. Pada umumnya bakteri yang usianya lebih muda ukurannya relatif lebih besar daripada yang sudah tua. Berdasarkan bentuknya, bakteri dibagi menjadi tiga bagian besar,yaitu berbentuk kokus, basilus, dan spirilum.

1. Kokus

Sel bakteri yang berbentuk seperti bola atau elips dinamakan kokus. Kokus muncul dalam beberapa penataan yang khas bergantung pada spesiesya dan mempunyai beberapa variasi sebagai berikut:

• Mikrococcus, jika kecil dan tunggal (single)
• Diplococcus, jka bergandanya dua-dua
• Pneumococcus, diplococcuss yang berbentuk lanset, gonococcus adalah diplokokus yang berbentuk biji kopi.
• Tetracoccus, jika bergandengan empat dan membentuk bujur sangkar
• Sarcina, jika bergerombol delapan sel yang tersusun rapi dalam bentuk kubus
• Staphylococcus, jika bergerombol tak teratur seperti ntaian buah anggur
• Streptococcus, jika bergandengan membentuk rantai

2) Basilus

• 
  
  • Sel bakteri berbentuk silindris atau seperti batang dengan panjang bervariasi dari 2-10 kali diameter kuman tersebut dinamakan basilus. Bakteri ini mempunyai variasi sebagai berikut:

• 
  
  • Cocobacillus, batang yang sangat pendek menyerupai kokus
  • Fusiformis, dengan kedua ujung batang meruncing
  • Streptobacillus, sel-sel bergandengan membentuk suatu filamen

Ada banyak perbedaan dalam ukuran panjang dan lebar di antara berbagai spesies basilus. Perbedaan-perbedaan tersebut tampak pada bakteri-bakteri berikut ini:

• Clostridium sporogenes, 0,6-0,3 µm x 3,0-7,0 µm
• Pseudomonas sp., 0,5-1,0 µm x 2,0-3,0 µm
• Bacillus megaterium, 0,2-1.5 µm x 2,0-4,0 µm
• Salmonella typhi, 0,6-0,7 µm x 2,0-3,0 µm

Ujung beberapa basilus tampak persegi, yang lain bundar, dan yang lain lagi meruncing atau lancip seperti ujung cerutu. Kadang-kadang basilus tetap saling melekat satu dengan yang lainnya, ujung dengan ujung, sehingga memberikan penampilan rantai.

• 3) Spiral

Bakteri berbentuk spiral, atau spirilum, terutama dijumpai sebagai individu-individu sel yang tidak saling melekat. Spiril adalah bakteri yang berbentuk lengkung dan mempunyai variasi sebagai berikut:

• Vibrio, berbentuk batang bengkok
• Spirilum, berbentuk spiral kasar dan kaku, tidak fleksibel dan dapat bergerak dengan flagel
• Spirochaeta, berbentuk spiral halus, elastik, dan fleksibel, dapat bergerak dengan aksial filament

Contoh:

• Borrelia, berbentuk gelombang
• Treponema, berbentuk spiral halus dan teratur
• Leptospira, berbentuk spiral dengan kaitan pada satu atau kedua ujungnya.

Gambar 5. Bentuk-bentuk bakteri

1. Ukuran

Satuan ukuran bakteri ialah mikrometer (µm), yang setara dengan 1/1000 mm atau 10^-3 mm. bakteri yang paling umum di pelajari di dalam praktikum mikrobiologi dasar berukuran kira-kira 0,5-1,0 x 2,0-5,0 µm. Sebagai contoh bakteri stafilokokus dan streptokokus yang berbentuk bola mempunyai diaeter yang berkisar dari 0,75 sampai 1 µm dan panjang 2 sampai 3 µm. sel beberapa spesies bakteri amat panjang; panjangnya dapat melebihi 100 µm dan diameternya berkisar dari 0,1 sampai 0,2 µm. sekelompok bakteri yang dikenal sebagai mikoplasma, ukurannya khas amat kecil, sedemikian kecilnya sehingga hamper-hampir tak tampak di bawah mikroskop cahaya. Mereka juga pleomorfik; yaitu morfologinya amat beragam. Ukurannya berkisar dari 0,1 sampai 0,3 µm.
Walaupun bakteri amat kecil ukurannya, namun dapat diukur dengan relatif mudah secara tepat. Untuk tujuan ini, mikroskop dilengkapi dengan micrometer ocular, suatu piringan yang diukir garis-garis berjarak sama. Jarak antara garis-garis tersebut ditentukan sebelumnya dengan berpedomakan mikrometer pentas, suatu alat yang berfungsi sebagai mistar pada kerja mikroskopis. Pemeriksaan bakteri melalui mikroskop yang dilengkapi dengan mikrometer ocular akan menampakkan garis-garis yag sudah diketahui ukurannya di atas mkroorganisme yang diperiksa sedemikian rupa sehingga panjang dan lebar sel dapat ditentukan dengan mudah.
Memang sukar untuk memahami bakteri yang ukurannya sangat kecil itu dari segi kuantitatif seerti disebutkan di atas. Contoh-contoh berikut mungkin dapat membantu. Suatu volume sebanyak 1 cm³ mengandung sekitar setengah riliyun bakteri berbentuk batang berukuran rata-rata.kalulasi menunjukkan bahwaa kira-kira satu triliun bakteri mempunya berat hanya 1 g. Paling banyak bakteri diperiksa pada perbesaran 1.000 kali; lalat rumah yang umum bila diperbesar dengan taraf yang sama akan tampak lebih dari 9 m panjangnya.
Ciri khusus sel bakteri akan terungkap bila perbandingan antara luas permukaan terhadap volumena dihitung. Bagi bakteri, nilai ini sangat tinggi dibandingkan dengan mikroorganisme yang lebih besar. Dari segi praktis hal ini berarti bahwa isi suatu selbakteri menjadi terbuka terhadap batas permukaan antara dinding sel dannutrien di sekitarnya. Sifat inilah yang merupakan salah satu penyebab tingginya laju metabolism dan pertumbuhan bakteri.
Adapun pengukuran sel bakteri dapat ditempuh dengan langkah-langkah berikut ini:

1. Mikrometer pentas diletakkan di atas pentas mikroskop dan diamati di bawah objektif berkekuatan rendah.
2. Mikrometer ocular selanjutnya disisipkan di dalam lensa mata mikroskop. Bila dilihat di bawah objektif celup minyak (berkekuatan tinggi), maka skala mikrometer okular berimpit (atas) dengan skala mikrometer pentas (bawah). Pembagian skala pada mikrometer okular dikalibrasi dengan cara membandingkannya dengan mikrometer pentas.
3. Mikrometer okular yang sudah dikalibrasi digunakan untuk mengukur sel bakteri.

1. Warna

Untuk mempelajari morfologi, struktur, sifat-sifat bakteri dalam membantu mengidentifikasinya, kuman perlu diwarnai.
Pewarnaan Gram atau metode Gram adalah suatu metode empiris untuk membedakan spesies bakteri menjadi dua kelompok besar, yakni gram-positif dan gram-negatif, berdasarkan sifat kimia dan fisik dinding sel mereka. Metode ini diberi nama berdasarkan penemunya, ilmuwan Denmark Hans Christian Gram (1853–1938) yang mengembangkan teknik ini pada tahun 1884 untuk membedakan antara pneumokokus dan bakteri Klebsiella pneumoniae.
Bakteri Gram-negatif adalah bakteri yang tidak mempertahankan zat warna metil ungu pada metode pewarnaan Gram. Bakteri gram-positif akan mempertahankan zat warna metil ungu gelap setelah dicuci dengan alkohol, sementara bakteri gram-negatif tidak. Pada uji pewarnaan Gram, suatu pewarna penimbal (counterstain) ditambahkan setelah metil ungu, yang membuat semua bakteri gram-negatif menjadi berwarna merah atau merah muda. Pengujian ini berguna untuk mengklasifikasikan kedua tipe bakteri ini berdasarkan perbedaan struktur dinding sel mereka.
Sifat bakteri terhadap pewarnaan Gram merupakan sifat penting untuk membantu determinasi suatu bakteri. Beberapa perbedaan sifat yang dapat dijumpai antara bakteri Gram positif dan bakteri Gram negatif dapat dilihat pada table berikut ini:

	Bakteri Gram Positif	Bakteri Gram Negatif
Dinding Sel:
Lapisan petidoglikan	Lebih tebal	Lebih tipis
Kadar lipid	1-4%	11-22%
Resistensi terhadap alkali (1% KOH)	Tidak larut	Larut
Kepekaan terhadap Yodium	Lebih peka	Kurang peka
Toksin yang dibentuk	Eksotoksin	Endotoksin
Resistensi terhadap tellurit	Lebih tahan	Lebih peka
Sifat tahan asam	Ada yang tahan asam	Tidak ada yang tahan asam
Kepekaan terhadap penisilin	Lebih peka	Kurang peka
Kepekaan terhadap streptomisin	Tidak peka	Peka

Tabel 5. Perbedaan bakteri Gram-positif dan bakteri Gram-negatif
Bakteri Gram-positif yang berbentuk kokus, kecuali kokus dari famili Neisseriaceae bersifat patogen terhadap manusia, yang berarti mereka berbahaya bagi organisme inang. Demikian juga halnya dengan spesies bakteri Gram-negatif yang berbentuk batang dan spiral, kecuali batang yang berasal dari genus: Mycobacterium, Corynebacterium, Listeria, Bacillus, dan Clostridium. Sifat patogen ini umumnya berkaitan dengan komponen tertentu pada dinding sel gram-negatif, terutama lapisan lipopolisakarida (dikenal juga dengan LPS atau endotoksin).

1. Bau

Setiap bakteri memiliki bau yang khas, misalnya bau busuk yang berasal dari tubuh mayat. Pembusukan dimulai dengan pemutusan ikatan protein-protein besar pada jaringan tubuh oleh bakteri fermentasi menggunakan enzim protease. Kumpulan hasil pemutusan ikatan protein yang disebut asam amino ini dicerna berbagai jenis bakteri, misalnya bakteri acetogen. Bakteri ini mereaksikan asam amino dengan oksigen dalam tubuhnya untuk menghasilkan asam asetat, hidrogen, nitrogen, serta gas karbon dioksida. Produk asam asetat ini menimbulkan bau.
Asam asetat yang dihasilkan ini diproses kembali oleh bakteri jenis methanogen, misalnya Methanothermobacter thermoautotrophicum yang biasa hidup di lingkungan kotor seperti selokan dan pembuangan limbah (septic tank). Asam asetat direaksikan dalam sel methanogen dengan gas hidrogen dan karbon dioksida untuk menghasilkan metana, air, dan karbon dioksida. Metana dalam bentuk gas juga menghasilkan bau busuk.
Selain asam asetat dan gas metana, beberapa bakteri menghasilkan gas hidrogen sulfida yang baunya seperti telur busuk. Lebih dari itu, bau busuk mayat di lautan yang bercampur dengan uap garam dapat bersifat racun, karena mampu mereduksi konsentrasi elektrolit dalam tubuh.
Produk berbahaya selain gas yang dihasilkan adalah cairan asam dan cairan lain yang mengandung protein toksik. Jika cairan-cairan ini sempat menginfeksi kulit yang luka atau terkena makanan, bukan hanya produk beracun yang dapat masuk ke dalam tubuh tetapi juga bakteri heterotrof patogen seperti Clostridium sp.
Bakteri serta produk beracun ini dapat menginfeksi manusia lewat kontaminasi makanan, minuman, atau luka di kulit. Karena adanya saluran masuk ini, maka berbagai penyakit seperti malaria, diare, degradasi sel darah merah, lemahnya sistem pertahanan tubuh, infeksi pada luka (tetanus), bengkak, atau infeksi pada alat kelamin menjadi ancaman yang serius.
Cara mengatasi serangan mikroorganisme ini adalah dengan menjaga makanan dan minuman tetap steril, yaitu dengan dipanaskan. Mencuci tangan dan kaki dengan sabun antiseptik cair sebelum makan. Menjaga lingkungan agar steril dengan cara menyemprotkan obat pensteril. Bakteri-bakteri tersebut juga dapat dicegah pertumbuhannya dengan cara meminum obat antibiotik atau suntik imunitas

1. Bentuk “Smooth” dan “Rough”

Bakteri memiliki permukaan yang berbeda-beda dan bergantung pada elevasi dari bakteri tersebut.Untuk bakteri yang memiliki flat elevation ( datar), maka bentuk permukaan dari bakteri tersebut adalah smooth dan glistening, sedangkan untuk bakteri yang memiliki raised elevation, bentuk permukaannya adalah rough (kasar). Contoh dari koloni bakteri yang memiliki bentuk permukaan smooth adalah Eschericia coli dan contoh koloni bakteri yang memiliki bentuk permukan rough adalah B.subtilis.
2.2.3 Mikroskopi
Mikroskopi adalah ilmu yang mempelajari benda kecil dengan menggunakan mikroskop. Mikroskop berasal dari bahasa Yunani yang terdiri dari kata “micron” yang artinya kecil dan “scopos” yang artinya tujuan. Mikroskop adalah sebuah alat yang digunakan untuk melihat objek yang terlalu kecil apabila dilihat dengan menggunakan mata telanjang. Dengan menggunakan mikroskop, memungkinkan prbesaran objek hingga ratusan ribu kali. Instrumen ini paling banyak digunakan di Laboratorium mikroskopi.

1. Jenis Mikroskop

Mikroskop terdiri dari dua jenis, yaitu:

1. 
   
   1. 
      
      1. Mikroskop Cahaya

Mikroskop cahaya dikenal juga dengan nama “Compound light microscope” adalah sebuah mikroskop yang menggunakan cahaya lampu sebagai pengganti cahaya matahari, sebagaimana yang digunakan pada mikroskop konvensional. Pada mikroskop konvensional, sumber cahya masih berasal dari sinar matahari yang dipantulkan dengan suatu cermin datar atau cermin cekung yang terdapat dibawah kondensor. Cermin ini akan mengarahkan cahaya dari luar ke dalam kondensor.
Mikroskop cahaya menggunakan tiga jenis lensa, yaitu lensa objektif, lensa okuler, dan kondensor. Lensa objektif dan lensa okuler terletak pada kedua ujung tabung mikroskop, sedangkan penggunaan lensa okuler terletak pada mikroskop bisa berbentuk lensa tunggal (monokuler) atau ganda (binokuler). Pada ujung bawah mikroskop terdapat tempat dudukan lensa objektif yang bisa dipasangi tiga lensa atau lebih. Di bawah tabung mikroskop terdapat meja mikroskop yang merupakan tempat preparat.
Lensa mikroskop cahaya mempunyai fungsi masing-masing. Lensa objektif berfungsi untuk membentuk bayangan pertama, menentukan struktur yang akan terlihat pada bayangan akhir, serta memperbesar bayangan objek. Lensa okuler adalah lensa mikroskop yang terdapat dibagian ujung atas tabung berdekatan dengan mata pengamat, berfungsi untuk memperbesar bayangan yang dihasilkan oleh lensa objektif berkisar antara 4 hingga 25 kali. Sistem lensa ketiga adalah lensa kondensor yang berfungsi untuk mendukung terciptanya pencahayaan pda objek yang akan dilihat.
Gambar 6. Mikroskop Cahaya
Mikroskop cahaya terbagi menjadi:

1. 
   
   1. 
      
      1. Mikroskop Medan Terang

Medan mikroskop dalam mikroskop medan-terang, diterangi dengan benderang, sehingga objek yang sedang diamati tampak lebih gelap daripada latar belakangnya. Mikroskop medan-terang menghasilkan perbesaran maksimum sekitar 1000 diameter, akan tetapi perbesaran ini dapat ditingkatkan dengan sedikit modifikasi.

1. 
   
   1. 
      
      1. Mikroskop Medan Gelap

Pada mikroskop medan-gelap, diperlengkapi dengan kondensor medan-gelap dan suatu objektif ber-NA rendah. Kondensor ini mengarahkan berkas cahaya ke dalam medan spesimen pada sudut yang sedemikian hingga hanya berkas-berkas yang mengenai objek pada medan spesimen itu dibiaskan dan memasuki objektif. Akibatnya, objek itu menjadi terang-benderang dan sangat nyata terhadap medan-gelap. Mikroskop medan-gelap berguna untuk pemeriksaan mikroorganisme hidup. Teknik ini sangat berguna bagi identifikasi bakteri yang menyebabkan sifilis.
c. Mikroskop Fluoresensi
Mikroskop fluoresensi banyak ditemukan di Laboratorium Rumah Sakit dan Klinik. Mikroskop ini digunakan untuk memeriksa specimen yang telah diwarnai dengan zat-zat pewarna fluorokrom, sehingga memungkinkan identifikasi mikroorganisme denagn cepat. Zat-zat pewarna ini menyerap energi gelombang cahaya pendek tak kasat mata sambil memancarkan gelombang panjang gelombang kasat mata yang lebih besar. Bahan seperti itu disebut fluoresen, sehingga fenomena ini disebut fluoresensi (pendar fluor).

1. 
   
   1. 
      
      1. Mikroskop Kontras Fase

Mikroskop kontras fase merupakan mikroskop cahaya yang memungkinkan kontras yang lebih besar antara substansi dengan berbagai ketebalan atau indeks bias. Hal ini dapat di peroleh dengan menggunakan kondensor dan objektif yang khusus yang mengendalikan iluminasi objeknya dengan jalan mengaksentuasikan perbedaan-perbadaan yang kecil dalam ketebalan atau indeks bias struktur-struktur selular. Perbedaan tersebut dapat dilihat dari terang atau gelap yang berlainan. Dengan teknik ini dapat ditemukan letak struktur di dalam sel yang tidak diwarnai dan tak teramati dengan mikroskop medan-terang.

1. 
   
   1. 
      
      1. Mikroskop Elektron

Mikroskop elektron adalah sebuah mikroskop yang mampu melakukan pembesaran objek sampai dua juta kali yang menggunakan elektro statik dan elektro magnetik untuk mengontrol pencahayaan dan tampilan gambar, serta memiliki kemampuan pembesaran objek serta resolusi yang jauh lebih bagus daripada mikroskop cahaya. Mikroskop elektron ini menggunakan lebih banyak energi dan radiasi elekromagnetik yang lebih pendek dibandingkan dibandingkan mikroskop cahaya.
Gambar 7. Mikroskop Elektron
Mikroskop elektron terbagi menjadi beberapa jenis, yaitu:

1. Mikroskop Transmisi Elektron (TEM)

Mikroskop transmisi electron (Transmission Electron Microscope- TEM) adalah sebuah mikroskop elektron yang cara kerjanya mirip dengan cara kerja proyektor slide, dimana elektron ditembuskan ke dalam objek pengamatan dan pengamat mengamati hasil tembusannya pada layer. Mikroskop ini telah mengalami peningkatan kinerja hingga mampu menghasilkan resolusi hingga 0,1 nm.
Gambar 8. Mikroskop Transmisi Elektron (TEM)

1. Mikroskop Pemindai Transmisi Elektron (STEM)

Mikroskop pemindai transmisi elektron (STEM) merupakan salah satu tipe yang merupakan hasil pengembangan dari mikroskop transmisi elektron (TEM). Pada sistem STEM ini, elektron menembus spesimen, namun sebagaimana halnya dengan cara kerja SEM.

1. Mikroskop Pemindai Lingkungan Elektron (ESEM)

Mikroskop ini merupak pengembangan dari SEM yang dalam bahasa Inggrisnya disebut Environtmental SEM (ESEM) yang dikembangkan guna mengatasi objek pengamatan yang tidak memenuhi syarat sebagai objek TEM maupun SEM.
Gambar 9. Mikroskop SEM

1. Jenis Sediaan

NAMA MEDIA	KOMPOSISI MEDIA (% BERAT AIR)
Larutan Pepton	Pepton (produk terlarut dari hidrolisis protein)1%, sodium klorida 0,5%
Blood Agar	Nutrisi agar yang mengandung 5-10% darah yang berbentuk fibrin.
Coklat Agar	Blood Agar dipanasi hingga 70-800 C sampai berubah warna kecoklatan
Serum Agar	Nutrisi agar mengandung 5% (v/v) serum
Deoxycholate citrate agar (DCA)	Ekstrak daging dan pepton 1%, laktosa 1%, sodium sitrat 1%, ferric citrate 0,1%, sodium deoxycholate 0,5%, neutral red 0,002%, agar 1,5%

Tabel 6. Media Sediaan
2.4 CIRI BIOKIMIA
Selama awal abad 20 ahli mikrobiologi telah meneliti bahwa mikroorganime mampu menyebabkan berbagai macam perubahan kimia baik melalui penguraian maupun sintesis senyawa organik yang baru. Hal inilah yang disebut dengan ‘biochemical diversity’ atau keanekaragaman biokimia yang menjadi ciri khas mikroorganisme. Disamping itu, yang penting lainnya adalah bahwa mekanisme perubahan kimia oleh mikroorganisme sangat mirip dengan yang terjadi pada organisme tingkat tinggi. Konsep ini dikenal dengan ‘unity in biochemistry’ yang artinya bahwa proses biokimia pada mikroorganisme adalah sama dengan proses biokimia pada semua makhluk hidup termasuk manusia. Bukti yang lebih baru menunjukan bahwa informasi genetik pada semua organisme dari mikroba hingga manusia adalah DNA.
2.4.1 Reksi Biokimia
Berdasarkan sifat mikroorganisme tersebut maka identifikasi bakteri dapat dilakukan dengan uji biokimia. Pengujian biokimia umumnya didasarkan pada reaksi oksidasi terhadap tiga jenis gula disakarida (maltosa, laktosa, selobiosa), dan tiga jenis gula alkohol (manitol, sorbitol, dulcitol). Sebagai contoh, bakteri dimasukkan ke dalam tabung yang berisi larutan tertentu, misalnya glukosa. Keberasaan suatu jenis bakteri menimbulkan rekasi tertentu pada larutan yang diberikan indicator blutimol biru untuk menunjukan adanya perubahan pH. Setelah masa inkubasi selama 18-24 jam dengan suhu 37^oC. Misalnya keberadaan bakteri Escherisia coli dalam larutan glukosa akan merubah larutan menjadi warna kuning yang menunjukan pH menjadi asam, disertai adanya gas. Begitu pula untuk jenis bakteri lain dapat menimbulkan reaksi biokimia tertentu pada beberapa jenis larutan penguji.
Tabel 6. Hasil Reaksi Biokimia Kuman
Keterangan
A = ASAM
B = GAS
Slo = Reaksi berlangsung lambat
2.5 KEPEKAAN BAKTERI TERHADAP ANTIBIOTIKA
Ada berbagai mekanisme yang menyebabkan suatu populasi bakteri menjadi resisten terhadap antibiotika. Mekanisme tersebut antara lain adalah:

1. 
   
   1. Mikroorganisme memproduksi enzim yang merusak daya kerja obat, contoh: Staphilococcus resisten terhadap penisilin disebabkan Staphilococcus memproduksi enzim beta laktamase yang memecahkan cincin beta laktam dari penisilin, sehingga penisilin tidak lagi aktif bekerja. Enzim lain yang juga dapat memecah obat adalah adenilase fosforilase dan asetilase.
   2. Terjadi perubahan permeabilitas bakteri terhadap obat-obat tertentu, contoh: beberapa bakteri tertentu memiliki barier khusus terhadap segolongan obat, misalnya Streptococcus memiliki barier alami terhadap obat golongan aminoglikosida
   3. Terjadinya perubahan pada tempat atau lokus tertentu di dalam sel mikroorganisme tertentu yang menjadi target dari obat. Contoh: obat golongan aminoglokosida memecah atau membunuh bakteri karena obat ini merusak system ribosom sub unit 30S. Bila pada suatu hal, lokus kerja obat pada ribosom 30S berubah, maka bakteri tidak lagi sensitive terhadap golongan obat ini.
   4. Terjadinya perubahan pada metabolic pathway yang menjadi target obat, contoh: bakteri yang resistenterhadap obat golongan sulfonamide, tidak memerlukan PABA dari luar sel, tapi dapat mengunakan asam folat; sehingga sulfonamide yang berkompetisi dengan PABA tidak berpengaruh apa-apa pada metabolism sel
   5. Terjadi perubahan enzimatik, sehingga bakteri meskipun masih dapat hidup dengan baik, tetapi kurang sensitif terhadap antibiotic. Contoh: kuman yang sensitive terhadap sulfonamide, mempunyai afinitas yang lebih besar terhadap sulfonamide dibandingkan dengan PABA sehingga kuman akan mati.

SISTEM REPRODUKSI SMA

Sistem reproduksi wanita meliputi organ reproduksi, oogenesis, hormon pada wanita, fertilisasi, kehamilan, persalinan dan laktasi.

female_reproductive_system_lateral

1.Organ Reproduksi
Organ reproduksi wanita terdiri dari organ reproduksi dalam dan organ reproduksi luar.
Organ reproduksi dalam
Organ reproduksi dalam wanita terdiri dari ovarium dan saluran reproduksi (saluran kelamin).
Ovarium
Ovarium (indung telur) berjumlah sepasang, berbentuk oval dengan panjang 3 - 4 cm. Ovarium berada di dalam rongga badan, di daerah pinggang. Umumnya setiap ovarium menghasilkan ovum setiap 28 hari. Ovum yang dihasilkan ovarium akan bergerak ke saluran reproduksi.
Fungsi ovarium yakni menghasilkan ovum (sel telur) serta hormon estrogen dan progesteron.
Saluran reproduksi
Saluran reproduksi (saluran kelamin) terdiri dari oviduk, uterus dan vagina.
Oviduk
Oviduk (tuba falopii) atau saluran telur berjumlah sepasang (di kanan dan kiri ovarium) dengan panjang sekitar 10 cm. Bagian pangkal oviduk berbentuk corong yang disebut infundibulum. Pada infundibulum terdapat jumbai-jumbai (fimbrae). Fimbrae berfungsi menangkap ovum yang dilepaskan oleh ovarium. Ovum yang ditangkap oleh infundibulum akan masuk ke oviduk. Oviduk berfungsi untuk menyalurkan ovum dari ovarium menuju uterus.
Uterus
Uterus (kantung peranakan) atau rahim merupakan rongga pertemuan oviduk kanan dan kiri yang berbentuk seperti buah pir dan bagian bawahnya mengecil yang disebut serviks (leher rahim). Uterus manusia berfungsi sebagai tempat perkembangan zigot apabila terjadi fertilisasi. Uterus terdiri dari dinding berupa lapisan jaringan yang tersusun dari beberapa lapis otot polos dan lapisan endometrium. Lapisan endometrium (dinding rahim) tersusun dari sel-sel epitel dan membatasi uterus. Lapisan endometrium menghasilkan banyak lendir dan pembuluh darah. Lapisan endometrium akan menebal pada saat ovulasi (pelepasan ovum dari ovarium) dan akan meluruh pada saat menstruasi.
Vagina
Vagina merupakan saluran akhir dari saluran reproduksi bagian dalam pada wanita. Vagina bermuara pada vulva. Vagina memiliki dinding yang berlipat-lipat dengan bagian terluar berupa selaput berlendir, bagian tengah berupa lapisan otot dan bagian terdalam berupa jaringan ikat berserat. Selaput berlendir (membran mukosa) menghasilkan lendir pada saat terjadi rangsangan seksual. Lendir tersebut dihasilkan oleh kelenjar Bartholin. Jaringan otot dan jaringan ikat berserat bersifat elastis yang berperan untuk melebarkan uterus saat janin akan dilahirkan dan akan kembali ke kondisi semula setelah janin dikeluarkan.
Organ reproduksi luar
Organ reproduksi luar pada wanita berupa vulva. Vulva merupakan celah paling luar dari organ kelamin wanita. Vulva terdiri dari mons pubis. Mons pubis (mons veneris) merupakan daerah atas dan terluar dari vulva yang banyak menandung jaringan lemak. Pada masa pubertas daerah ini mulai ditumbuhi oleh rambut. Di bawah mons pubis terdapat lipatan labium mayor (bibir besar) yang berjumlah sepasang. Di dalam labium mayor terdapat lipatan labium minor (bibir kecil) yang juga berjumlah sepasang. Labium mayor dan labium minor berfungsi untuk melindungi vagina. Gabungan labium mayor dan labium minor pada bagian atas labium membentuk tonjolan kecil yang disebut klitoris.
Klitoris merupakan organ erektil yang dapat disamakan dengan penis pada pria. Meskipun klitoris secara struktural tidak sama persis dengan penis, namun klitoris juga mengandung korpus kavernosa. Pada klitoris terdapat banyak pembuluh darah dan ujung-ujung saraf perasa.
Pada vulva bermuara dua saluran, yaitu saluran uretra (saluran kencing) dan saluran kelamin (vagina). Pada daerah dekat saluran ujung vagina terdapat himen atau selaput dara. Himen merupakan selaput mukosa yang banyak mengandung pembuluh darah.
2.Oogenesis
Oogenesis merupakan proses pembentukan ovum di dalam ovarium. Di dalam ovarium terdapat oogonium (oogonia = jamak) atau sel indung telur. Oogonium bersifat diploid dengan 46 kromosom atau 23 pasang kromosom. Oogonium akan memperbanyak diri dengan cara mitosis membentuk oosit primer.
Oogenesis telah dimulai saat bayi perempuan masih di dalam kandungan, yaitu pada saat bayi berusia sekitar 5 bulan dalam kandungan. Pada saat bayi perempuan berumur 6 bulan, oosit primer akan membelah secara meiosis. Namun, meiosis tahap pertama pada oosit primer ini tidak dilanjutkan sampai bayi perempuan tumbuh menjadi anak perempuan yang mengalami pubertas. Oosit primer tersebut berada dalam keadaan istirahat (dorman).
Pada saat bayi perempuan lahir, di dalam setiap ovariumnya mengandung sekitar 1 juta oosit primer. Ketika mencapai pubertas, anak perempuan hanya memiliki sekitar 200 ribu oosit primer saja. Sedangkan oosit lainnya mengalami degenerasi selama pertumbuhannya.
Saat memasuki masa pubertas, anak perempuan akan mengalami perubahan hormon yang menyebabkan oosit primer melanjutkan meiosis tahap pertamanya. Oosit yang mengalami meiosis I akan menghasilkan dua sel yang tidak sama ukurannya. Sel oosit pertama merupaakn oosit yang berukuran normal (besar) yang disebut oosit sekunder, sedangkan sel yang berukuran lebih kecil disebut badan polar pertama (polosit primer).
Selanjutnya , oosit sekunder meneruskan tahap meiosis II (meiosis kedua). Namun pada meiosis II, oosit sekunder tidak langsung diselesaikan sampai tahap akhir, melainkan berhenti sampai terjadi ovulasi. Jika tidak terjadi fertilisasi, oosit sekunder akan mengalami degenerasi. Namun jika ada sperma masuk ke oviduk, meiosis II pada oosit sekunder akan dilanjutkan kembali. Akhirnya, meiosis II pada oosit sekunder akan menghasilkan satu sel besar yang disebut ootid dan satu sel kecil yang disebut badan polar kedua (polosit sekunder). Badan polar pertama juga membelah menjadi dua badan polar kedua. Akhirnya, ada tiga badan polar dan satu ootid yang akan tumbuh menjadi ovum dari oogenesis setiap satu oogonium.
Oosit dalam oogonium berada di dalam suatu folikel telur. Folikel telur (folikel) merupakan sel pembungkus penuh cairan yang menglilingi ovum. Folikel berfungsi untuk menyediakan sumber makanan bagi oosit. Folikel juga mengalami perubahan seiring dengan perubahan oosit primer menjadi oosit sekunder hingga terjadi ovulasi. Folikel primer muncul pertama kali untuk menyelubungi oosit primer. Selama tahap meiosis I pada oosit primer, folikel primer berkembang menjadi folikel sekunder. Pada saat terbentuk oosit sekunder, folikel sekunder berkembang menjadi folikel tersier. Pada masa ovulasi, folikel tersier berkembang menjadi folikel de Graaf (folikel matang). Setelah oosit sekunder lepas dari folikel, folikel akan berubah menjadi korpus luteum. Jika tidak terjaid fertilisasi, korpus luteum akan mengkerut menjadi korpus albikan.
3.Hormon pada Wanita
Pada wanita, peran hormon dalam perkembangan oogenesis dan perkembangan reproduksi jauh lebih kompleks dibandingkan pada pria. Salah satu peran hormon pada wanita dalam proses reproduksi adalah dalam siklus menstruasi.
Siklus menstruasi
Menstruasi (haid) adalah pendarahan secara periodik dan siklik dari uterus yang disertai pelepasan endometrium. Menstruasi terjadi jika ovum tidak dibuahi oleh sperma. Siklus menstruasi sekitar 28 hari. Pelepasan ovum yang berupa oosit sekunder dari ovarium disebut ovulasi, yang berkaitan dengan adanya kerjasama antara hipotalamus dan ovarium. Hasil kerjasama tersebut akan memacu pengeluaran hormon-hormon yang mempengaruhi mekanisme siklus menstruasi.
Untuk mempermudah penjelasan mengenai siklus menstruasi, patokannya adalah adanya peristiwa yang sangat penting, yaitu ovulasi. Ovulasi terjadi pada pertengahan siklus (½ n) menstruasi. Untuk periode atau siklus hari pertama menstruasi, ovulasi terjadi pada hari ke-14 terhitung sejak hari pertama menstruasi. Siklus menstruasi dikelompokkan menjadi empat fase, yaitu fase menstruasi, fase pra-ovulasi, fase ovulasi, fase pasca-ovulasi.
Fase menstruasi
Fase menstruasi terjadi bila ovum tidak dibuahi oleh sperma, sehingga korpus luteum akan menghentikan produksi hormon estrogen dan progesteron. Turunnya kadar estrogen dan progesteron menyebabkan lepasnya ovum dari dinding uterus yang menebal (endometrium). Lepasnya ovum tersebut menyebabkan endometrium sobek atau meluruh, sehingga dindingnya menjadi tipis. Peluruhan pada endometrium yang mengandung pembuluh darah menyebabkan terjadinya pendarahan pada fase menstruasi. Pendarahan ini biasanya berlangsung selama lima hari. Volume darah yang dikeluarkan rata-rata sekitar 50mL.
Fase pra-ovulasi
Pada fase pra-ovulasi atau akhir siklus menstruasi, hipotalamus mengeluarkan hormon gonadotropin. Gonadotropin merangsang hipofisis untuk mengeluarkan FSH. Adanya FSH merangsang pembentukan folikel primer di dalam ovarium yang mengelilingi satu oosit primer. Folikel primer dan oosit primer akan tumbuh sampai hari ke-14 hingga folikel menjadi matang atau disebut folikel de Graaf dengan ovum di dalamnya. Selama pertumbuhannya, folikel juga melepaskan hormon estrogen. Adanya estrogen menyebabkan pembentukan kembali (proliferasi) sel-sel penyusun dinding dalam uterus dan endometrium. Peningkatan konsentrasi estrogen selama pertumbuhan folikel juga mempengaruhi serviks untuk mengeluarkan lendir yang bersifta basa. Lendir yang bersifat basa berguna untuk menetralkan sifat asam pada serviks agar lebih mendukung lingkungan hidup sperma.
Fase ovulasi
Pada saat mendekati fase ovulasi atau mendekati hari ke-14 terjadi perubahan produksi hormon. Peningkatan kadar estrogen selama fase pra-ovulasi menyebabkan reaksi umpan balik negatif atau penghambatan terhadap pelepasan FSH lebih lanjut dari hipofisis. Penurunan konsentrasi FSH menyebabkan hipofisis melepaskan LH. LH merangsang pelepasan oosit sekunder dari folikel de Graaf. Pada saat inilah disebut ovulasi, yaitu saat terjadi pelepasan oosit sekunder dari folikel de Graaf dan siap dibuahi oleh sperma. Umunya ovulasi terjadi pada hari ke-14.
Fase pasca-ovulasi
Pada fase pasca-ovulasi, folikel de Graaf yang ditinggalkan oleh oosit sekunder karena pengaruh LH dan FSH akan berkerut dan berubah menjadi korpus luteum. Korpus luteum tetap memproduksi estrogen (namun tidak sebanyak folikel de Graaf memproduksi estrogen) dan hormon lainnya, yaitu progesteron. Progesteron mendukung kerja estrogen dengan menebalkan dinding dalam uterus atau endometrium dan menumbuhkan pembuluh-pembuluh darah pada endometrium. Progesteron juga merangsang sekresi lendir pada vagina dan pertumbuhan kelenjar susu pada payudara. Keseluruhan fungsi progesteron (juga estrogen) tersebut berguna untuk menyiapkan penanaman (implantasi) zigot pada uterus bila terjadi pembuahan atau kehamilan.
Proses pasca-ovulasi ini berlangsung dari hari ke-15 sampai hari ke-28. Namun, bila sekitar hari ke-26 tidak terjadi pembuahan, korpus luteum akan berubah menjadi korpus albikan. Korpus albikan memiliki kemampuan produksi estrogen dan progesteron yang rendah, sehingga konsentrasi estrogen dan progesteron akan menurun. Pada kondisi ini, hipofisis menjadi aktif untuk melepaskan FSH dan selanjutnya LH, sehingga fase pasca-ovulasi akan tersambung kembali dengan fase menstruasi berikutnya.
4.Fertilisasi
Fertilisasi atau pembuahan terjadi saat oosit sekunder yang mengandung ovum dibuahi oleh sperma. Fertilisasi umumnya terjadi segera setelah oosit sekunder memasuki oviduk. Namun, sebelum sperma dapat memasuki oosit sekunder, pertama-tama sperma harus menembus berlapis-lapis sel granulosa yang melekat di sisi luar oosit sekunder yang disebut korona radiata. Kemudian, sperma juga harus menembus lapisan sesudah korona radiata, yaitu zona pelusida. Zona pelusida merupakan lapisan di sebelah dalam korona radiata, berupa glikoprotein yang membungkus oosit sekunder.
Sperma dapat menembus oosit sekunder karena baik sperma maupun oosit sekunder saling mengeluarkan enzim dan atau senyawa tertentu, sehingga terjadi aktivitas yang saling mendukung.
Pada sperma, bagian kromosom mengeluarkan:
hialuronidase
Enzim yang dapat melarutkan senyawa hialuronid pada korona radiata.
akrosin
Protease yang dapat menghancurkan glikoprotein pada zona pelusida.
antifertilizin
Antigen terhadap oosit sekunder sehingga sperma dapat melekat pada oosit sekunder.
Oosit sekunder juga mengeluarkan senyawa tertentu, yaitu fertilizin yang tersusun dari glikoprotein dengan fungsi :

• Mengaktifkan sperma agar bergerak lebih cepat.
• Menarik sperma secara kemotaksis positif.
• Mengumpulkan sperma di sekeliling oosit sekunder.

Pada saat satu sperma menembus oosit sekunder, sel-sel granulosit di bagian korteks oosit sekunder mengeluarkan senyawa tertentu yang menyebabkan zona pelusida tidak dapat ditembus oleh sperma lainnya. Adanya penetrasi sperma juga merangsang penyelesaian meiosis II pada inti oosit sekunder , sehingga dari seluruh proses meiosis I sampai penyelesaian meiosis II dihasilkan tiga badan polar dan satu ovum yang disebut inti oosit sekunder.
Segera setelah sperma memasuki oosit sekunder, inti (nukleus) pada kepala sperma akan membesar. Sebaliknya, ekor sperma akan berdegenerasi. Kemudian, inti sperma yang mengandung 23 kromosom (haploid) dengan ovum yang mengandung 23 kromosom (haploid) akan bersatu menghasilkan zigot dengan 23 pasang kromosom (2n) atau 46 kromosom.
5.Gestasi (Kehamilan)
Zigot akan ditanam (diimplantasikan) pada endometrium uterus. Dalam perjalannya ke uterus, zigot membelah secara mitosis berkali-kali. Hasil pembelahan tersebut berupa sekelompok sel yang sama besarnya, dengan bentuk seperti buah arbei yang disebut tahap morula.
Morula akan terus membelah sampai terbentuk blastosit. Tahap ini disebut blastula, dengan rongga di dalamnya yang disebut blastocoel (blastosol). Blastosit terdiri dari sel-sel bagian luar dan sel-sel bagian dalam.
Sel-sel bagian luar blastosit
Sel-sel bagian luar blastosit merupakan sel-sel trofoblas yang akan membantu implantasi blastosit pada uterus. Sel-sel trofoblas membentuk tonjolan-tonjolan ke arah endometrium yang berfungsi sebagai kait. Sel-sel trofoblas juga mensekresikan enzim proteolitik yang berfungsi untuk mencerna serta mencairkan sel-sel endometrium. Cairan dan nutrien tersebut kemudian dilepaskan dan ditranspor secara aktif oleh sel-sel trofoblas agar zigot berkembang lebih lanjut. Kemudian, trofoblas beserta sel-sel lain di bawahnya akan membelah (berproliferasi) dengan cepat membentuk plasenta dan berbagai membran kehamilan.
Berbagai macam membran kehamilan berfungsi untuk membantu proses transportasi, respirasi, ekskresi dan fungsi-fungsi penting lainnya selama embrio hidup dalam uterus. Selain itu, adanya lapisan-lapisan membran melindungi embrio terhadap tekanan mekanis dari luar, termasuk kekeringan.
Sakus vitelinus
Sakus vitelinus (kantung telur) adalah membran berbentuk kantung yang pertama kali dibentuk dari perluasan lapisan endoderm (lapisan terdalam pada blastosit). Sakus vitelinus merupakan tempat pembentukan sel-sel darah dan pembuluh-pembuluh darah pertama embrio. Sakus vitelinus berinteraksi dengan trofoblas membentuk korion.
Korion
Korion merupakan membran terluar yang tumbuh melingkupi embrio. Korion membentuk vili korion (jonjot-jonjot) di dalam endometrium. Vili korion berisi pembuluh darah emrbrio yang berhubungan dengan pembuluh darah ibu yang banyak terdapat di dalam endometrium uterus. Korion dengan jaringan endometrium uterus membentuk plasenta, yang merupakan organ pemberi nutrisi bagi embrio.
Amnion
Amnion merupakan membran yang langsung melingkupi embrio dalam satu ruang yang berisi cairan amnion (ketuban). Cairan amnion dihasilkan oleh membran amnion. Cairan amnion berfungsi untuk menjaga embrio agar dapat bergerak dengan bebas, juga melindungi embrio dari perubahan suhu yang drastis serta guncangan dari luar.
Alantois
Alantois merupakan membran pembentuk tali pusar (ari-ari). Tali pusar menghubungkan embrio dengan plasenta pada endometrium uterus ibu. Di dalam alantois terdapat pembuluh darah yang menyalurkan zat-zat makanan dan oksigen dari ibu dan mengeluarkan sisa metabolisme, seperti karbon dioksida dan urea untuk dibuang oleh ibu.
Sel-sel bagian dalam blastosit
Sel-sel bagian dalam blastosit akan berkembang menjadi bakal embrio (embrioblas). Pada embrioblas terdapat lapisan jaringan dasar yang terdiri dari lapisan luar (ektoderm) dan lapisan dalam (endoderm). Permukaan ektoderm melekuk ke dalam sehingga membentuk lapisan tengah (mesoderm). Selanjutnya, ketiga lapisan tersebut akan berkembang menjadi berbagai organ (organogenesis) pada minggu ke-4 sampai minggu ke-8.
Ektoderm akan membentuk saraf, mata, kulit dan hidung. Mesoderm akan membentuk tulang, otot, jantung, pembuluh darah, ginjal, limpa dan kelenjar kelamin. Endoderm akan membentuk organ-organ yang berhubungan langsung dengan sistem pencernaan dan pernapasan.
Selanjutnya, mulai minggu ke-9 sampai beberapa saat sebelum kelahiran, terjadi penyempurnaan berbagai organ dan pertumbuhan tubuh yang pesat. Masa ini disebut masa janin atau masa fetus.
6.Persalinan
Persalinan merupakan proses kelahiran bayi. Pada persalinan, uterus secara perlahan menjadi lebih peka sampai akhirnya berkontraksi secara berkala hingga bayi dilahirkan. Penyebab peningkatan kepekaan dan aktifitas uterus sehingga terjadi kontraksi yang dipengaruhi faktor-faktor hormonal dan faktor-faktor mekanis.
Hormon-hormon yang berpengaruh terhadap kontraksi uterus, yaitu estrogen, oksitosin, prostaglandin dan relaksin.
Estrogen
Estrogen dihasilkan oleh plasenta yang konsentrasinya meningkat pada saat persalinan. Estrogen berfungsi untuk kontraksi uterus.
Oksitosin
Oksitosin dihasilkan oleh hipofisis ibu dan janin. Oksitosin berfungsi untuk kontraksi uterus.
Prostaglandin
Prostaglandin dihasilkan oleh membran pada janin. Prostaglandin berfungsi untuk meningkatkan intensitas kontraksi uterus.
Relaksin
Relaksin dihasilkan oleh korpus luteum pada ovarium dan plasenta. Relaksin berfungsi untuk relaksasi atau melunakkan serviks dan melonggarkan tulang panggul sehingga mempermudah persalinan.
7.Laktasi
Kelangsungan bayi yang baru lahir bergantung pada persediaan susu dari ibu. Produksi air susu (laktasi) berasal dari sepasang kelenjar susu (payudara) ibu. Sebelum kehamilan, payudara hanya terdiri dari jaringan adiposa (jaringan lemak) serta suatu sistem berupa kelenjar susu dan saluran-saluran kelenjar (duktus kelenjar) yang belum berkembang.
Pada masa kehamilan, pertumbuhan awal kelenjar susu dirancang oleh mammotropin. Mammotropin merupakan hormon yang dihasilkan dari hipofisis ibu dan plasenta janin. Selain mammotropin, ada juga sejumlah besar estrogen dan progesteron yang dikeluarkan oleh plasenta, sehingga sistem saluran-saluran kelenjar payudara tumbuh dan bercabang. Secara bersamaan kelenjar payudara dan jaringan lemak disekitarnya juga bertambah besar. Walaupun estrogen dan progesteron penting untuk perkembangan fisik kelenjar payudara selama kehamilan, pengaruh khusus dari kedua hormon ini adalah untuk mencegah sekresi dari air susu. Sebaliknya, hormon prolaktin memiliki efek yang berlawanan, yaitu meningkatkan sekresi air susu. Hormon ini disekresikan oleh kelenjar hipofisis ibu dan konsentrasinya dalam darah ibu meningkat dari minggu ke-5 kehamilan sampai kelahiran bayi. Selain itu, plasenta mensekresi sejumlah besar somatomamotropin korion manusia, yang juga memiliki sifat laktogenik ringan, sehingga menyokong prolaktin dari hipofisis ibu.
Gangguan pada Sistem Reproduksi Wanita
Gangguan menstruasi
Gangguan menstruasi pada wanita dibedakan menjadi dua jenis, yaitu amenore primer dan amenore sekunder. Amenore primer adalah tidak terjadinya menstruasi sampai usia 17 tahun dengan atau tanpa perkembangan seksual. Amenore sekunder adalah tidak terjadinya menstruasi selama 3 – 6 bulan atau lebih pada orang yang tengah mengalami siklus menstruasi.
Kanker genitalia
Kanker genitalia pada wanita dapat terjadi pada vagina, serviks dan ovarium.
Kanker vagina
Kanker vagina tidak diketahui penyebabnya tetapi kemungkinan terjadi karena iritasi yang diantaranya disebabkan oleh virus. Pengobatannya antara lain dengan kemoterapi dan bedah laser.
Kanker serviks
Kanker serviks adalah keadaan dimana sel-sel abnormal tumbuh di seluruh lapisan epitel serviks. Penanganannya dilakukan dengan mengangkat uterus, oviduk, ovarium, sepertiga bagian atas vagina dan kelenjar limfe panggul.
Kanker ovarium
Kanker ovarium memiliki gejala yang tidak jelas. Dapat berupa rasa berat pada panggul, perubahan fungsi saluran pencernaan atau mengalami pendarahan vagina abnormal. Penanganan dapat dilakukan dengan pembedahan dan kemoterapi.
Endometriosis
Endometriosis adalah keadaan dimana jaringan endometrium terdapat di luar uterus, yaitu dapat tumbuh di sekitar ovarium, oviduk atau jauh di luar uterus, misalnya di paru-paru.
Gejala endometriosis berupa nyeri perut, pinggang terasa sakit dan nyeri pada masa menstruasi. Jika tidak ditangani, endometriosis dapat menyebabkan sulit terjadi kehamilan. Penanganannya dapat dilakukan dengan pemberian obat-obatan, laparoskopi atau bedah laser.
Infeksi vagina
Gejala awal infeksi vagina berupa keputihan dan timbul gatal-gatal. Infeksi vagina menyerang wanita usia produktif. Penyebabnya antara lain akibat hubungan kelamin, terutama bila suami terkena infeksi, jamur atau bakteri.

Sistem Reproduksi Pada Manusia - Pria

Sistem reproduksi pria meliputi organ-organ reproduksi, spermatogenesis dan hormon pada pria.
Organ Reproduksi
Organ reproduksi pria terdiri atas organ reproduksi dalam dan organ reproduksi luar.
Organ Reproduksi Dalam
Organ reproduksi dalam pria terdiri atas testis, saluran pengeluaran dan kelenjar asesoris.
Testis
Testis (gonad jantan) berbentuk oval dan terletak didalam kantung pelir (skrotum). Testis berjumlah sepasang (testes = jamak). Testis terdapat di bagian tubuh sebelah kiri dan kanan. Testis kiri dan kanan dibatasi oleh suatu sekat yang terdiri dari serat jaringan ikat dan otot polos.
Fungsi testis secara umum merupakan alat untuk memproduksi sperma dan hormon kelamin jantan yang disebut testoteron.
Saluran Pengeluaran
Saluran pengeluaran pada organ reproduksi dalam pria terdiri dari epididimis, vas deferens, saluran ejakulasi dan uretra.
Epididimis
Epididimis merupakan saluran berkelok-kelok di dalam skrotum yang keluar dari testis. Epididimis berjumlah sepasang di sebelah kanan dan kiri. Epididimis berfungsi sebagai tempat penyimpanan sementara sperma sampai sperma menjadi matang dan bergerak menuju vas deferens.
Vas deferens
Vas deferens atau saluran sperma (duktus deferens) merupakan saluran lurus yang mengarah ke atas dan merupakan lanjutan dari epididimis. Vas deferens tidak menempel pada testis dan ujung salurannya terdapat di dalam kelenjar prostat. Vas deferens berfungsi sebagai saluran tempat jalannya sperma dari epididimis menuju kantung semen atau kantung mani (vesikula seminalis).
Saluran ejakulasi
Saluran ejakulasi merupakan saluran pendek yang menghubungkan kantung semen dengan uretra. Saluran ini berfungsi untuk mengeluarkan sperma agar masuk ke dalam uretra.
Uretra
Uretra merupakan saluran akhir reproduksi yang terdapat di dalam penis. Uretra berfungsi sebagai saluran kelamin yang berasal dari kantung semen dan saluran untuk membuang urin dari kantung kemih.
Kelenjar Asesoris
Selama sperma melalui saluran pengeluaran, terjadi penambahan berbagai getah kelamin yang dihasilkan oleh kelenjar asesoris. Getah-getah ini berfungsi untuk mempertahankan kelangsungan hidup dan pergerakakan sperma. Kelenjar asesoris merupakan kelenjar kelamin yang terdiri dari vesikula seminalis, kelenjar prostat dan kelenjar Cowper.
Vesikula seminalis
Vesikula seminalis atau kantung semen (kantung mani) merupakan kelenjar berlekuk-lekuk yang terletak di belakang kantung kemih. Dinding vesikula seminalis menghasilkan zat makanan yang merupakan sumber makanan bagi sperma.
Kelenjar prostat
Kelenjar prostat melingkari bagian atas uretra dan terletak di bagian bawah kantung kemih. Kelenjar prostat menghasilkan getah yang mengandung kolesterol, garam dan fosfolipid yang berperan untuk kelangsungan hidup sperma.
Kelenjar Cowper
Kelenjar Cowper (kelenjar bulbouretra) merupakan kelenjar yang salurannya langsung menuju uretra. Kelenjar Cowper menghasilkan getah yang bersifat alkali (basa).
Organ Reproduksi Luar
Organ reproduksi luar pria terdiri dari penis dan skrotum.
Penis
Penis terdiri dari tiga rongga yang berisi jaringan spons. Dua rongga yang terletak di bagian atas berupa jaringan spons korpus kavernosa. Satu rongga lagi berada di bagian bawah yang berupa jaringan spons korpus spongiosum yang membungkus uretra. Uretra pada penis dikelilingi oleh jaringan erektil yang rongga-rongganya banyak mengandung pembuluh darah dan ujung-ujung saraf perasa. Bila ada suatu rangsangan, rongga tersebut akan terisi penuh oleh darah sehingga penis menjadi tegang dan mengembang (ereksi).
Skrotum
Skrotum (kantung pelir) merupakan kantung yang di dalamnya berisi testis. Skrotum berjumlah sepasang, yaitu skrotum kanan dan skrotum kiri. Di antara skrotum kanan dan skrotum kiri dibatasi oleh sekat yang berupa jaringan ikat dan otot polos (otot dartos). Otot dartos berfungsi untuk menggerakan skrotum sehingga dapat mengerut dan mengendur. Di dalam skrotum juga tedapat serat-serat otot yang berasal dari penerusan otot lurik dinding perut yang disebut otot kremaster. Otot ini bertindak sebagai pengatur suhu lingkungan testis agar kondisinya stabil. Proses pembentukan sperma (spermatogenesis) membutuhkan suhu yang stabil, yaitu beberapa derajat lebih rendah daripada suhu tubuh.
Spermatogenesis
Spermatogenesis terjadi di dalam di dalam testis, tepatnya pada tubulus seminiferus. Spermatogenesis mencakup pematangan sel epitel germinal dengan melalui proses pembelahan dan diferensiasi sel, yang mana bertujuan untuk membentu sperma fungsional. Pematangan sel terjadi di tubulus seminiferus yang kemudian disimpan di epididimis.
Dinding tubulus seminiferus tersusun dari jaringan ikat dan jaringan epitelium germinal (jaringan epitelium benih) yang berfungsi pada saat spermatogenesis. Pintalan-pintalan tubulus seminiferus terdapat di dalam ruang-ruang testis (lobulus testis). Satu testis umumnya mengandung sekitar 250 lobulus testis. Tubulus seminiferus terdiri dari sejumlah besar sel epitel germinal (sel epitel benih) yang disebut spermatogonia (spermatogonium = tunggal). Spermatogonia terletak di dua sampai tiga lapisan luar sel-sel epitel tubulus seminiferus. Spermatogonia terus-menerus membelah untuk memperbanyak diri, sebagian dari spermatogonia berdiferensiasi melalui tahap-tahap perkembangan tertentu untuk membentuk sperma.
Pada tahap pertama spermatogenesis, spermatogonia yang bersifat diploid (2n atau mengandung 23 kromosom berpasangan), berkumpul di tepi membran epitel germinal yang disebut spermatogonia tipe A. Spermatogenia tipe A membelah secara mitosis menjadi spermatogonia tipe B. Kemudian, setelah beberapa kali membelah, sel-sel ini akhirnya menjadi spermatosit primer yang masih bersifat diploid. Setelah melewati beberapa minggu, setiap spermatosit primer membelah secara meiosis membentuk dua buah spermatosit sekunder yang bersifat haploid. Spermatosit sekunder kemudian membelah lagi secara meiosis membentuk empat buah spermatid. Spermatid merupakan calon sperma yang belum memiliki ekor dan bersifat haploid (n atau mengandung 23 kromosom yang tidak berpasangan). Setiap spermatid akan berdiferensiasi menjadi spermatozoa (sperma). Proses perubahan spermatid menjadi sperma disebut spermiasi.
Ketika spermatid dibentuk pertama kali, spermatid memiliki bentuk seperti sel-sel epitel. Namun, setelah spermatid mulai memanjang menjadi sperma, akan terlihat bentuk yang terdiri dari kepala dan ekor.
Kepala sperma terdiri dari sel berinti tebal dengan hanya sedikit sitoplasma. Pada bagian membran permukaan di ujung kepala sperma terdapat selubung tebal yang disebut akrosom. Akrosom mengandung enzim hialuronidase dan proteinase yang berfungsi untuk menembus lapisan pelindung ovum.
Pada ekor sperma terdapat badan sperma yang terletak di bagian tengah sperma. Badan sperma banyak mengandung mitokondria yang berfungsi sebagai penghasil energi untuk pergerakan sperma.
Semua tahap spermatogenesis terjadi karena adanya pengaruh sel-sel sertoli yang memiliki fungsi khusus untuk menyediakan makanan dan mengatur proses spermatogenesis.
Hormon pada Pria
Proses spermatogenesis distimulasi oleh sejumlah hormon, yaitu testoteron, LH (Luteinizing Hormone), FSH (Follicle Stimulating Hormone), estrogen dan hormon pertumbuhan.
Testoteron
Testoteron disekresi oleh sel-sel Leydig yang terdapat di antara tubulus seminiferus. Hormon ini penting bagi tahap pembelahan sel-sel germinal untuk membentuk sperma, terutama pembelahan meiosis untuk membentuk spermatosit sekunder.
LH (Luteinizing Hormone)
LH disekresi oleh kelenjar hipofisis anterior. LH berfungsi menstimulasi sel-sel Leydig untuk mensekresi testoteron
FSH (Follicle Stimulating Hormone)
FSH juga disekresi oleh sel-sel kelenjar hipofisis anterior dan berfungsi menstimulasi sel-sel sertoli. Tanpa stimulasi ini, pengubahan spermatid menjadi sperma (spermiasi) tidak akan terjadi.
Estrogen
Estrogen dibentuk oleh sel-sel sertoli ketika distimulasi oleh FSH. Sel-sel sertoli juga mensekresi suatu protein pengikat androgen yang mengikat testoteron dan estrogen serta membawa keduanya ke dalam cairan pada tubulus seminiferus. Kedua hormon ini tersedia untuk pematangan sperma.
Hormon Pertumbuhan
Hormon pertumbuhan diperlukan untuk mengatur fungsi metabolisme testis. Hormon pertumbuhan secara khusus meningkatkan pembelahan awal pada spermatogenesis.
Gangguan pada Sistem Reproduksi Pria
Hipogonadisme
Hipogonadisme adalah penurunan fungsi testis yang disebabkan oleh gangguan interaksi hormon, seperti hormon androgen dan testoteron. Gangguan ini menyebabkan infertilitas, impotensi dan tidak adanya tanda-tanda kepriaan. Penanganan dapat dilakukan dengan terapi hormon.
Kriptorkidisme
Kriptorkidisme adalah kegagalan dari satu atau kedua testis untuk turun dari rongga abdomen ke dalam skrotum pada waktu bayi. Hal tersebut dapat ditangani dengan pemberian hormon human chorionic gonadotropin untuk merangsang terstoteron. Jika belum turun juga, dilakukan pembedahan.
Uretritis
Uretritis adalah peradangan uretra dengan gejala rasa gatal pada penis dan sering buang air kecil. Organisme yang paling sering menyebabkan uretritis adalah Chlamydia trachomatis, Ureplasma urealyticum atau virus herpes.
Prostatitis
Prostatitis adalah peradangan prostat. Penyebabnya dapat berupa bakteri, seperti Escherichia coli maupun bukan bakteri.
Epididimitis
Epididimitis adalah infeksi yang sering terjadi pada saluran reproduksi pria. Organisme penyebab epididimitis adalah E. coli dan Chlamydia.
Orkitis
Orkitis adalah peradangan pada testis yang disebabkan oleh virus parotitis. Jika terjadi pada pria dewasa dapat menyebabkan infertilitas.