Media Mikroba

           Pembiakan mikroorganisme dalam laboratorium mikro biologi memerlkan medium yang berisi zat hara serta lingkungan yang sesuai bagi mikroorganisme. Zat hara duigunakan unuk pertumbuhan, sintesis sel, keperluan energi dalam metabolisme dan pergerakan. Lazimnya medium biakan mengandun air, umber energi, zat hara sebagai sumber karbon, nitrogen, sulfur, fosfat, oksigen, hidrogen serta unsur sekelumit ( tarce elements). Dalam bahan dasar medium ini dapat pula ditumbhan faktor pertumbuhan berupa asam amino, vitamin, atau neukleosida.

            Untuk menumbuhkan dan mengembagbiakan mikroba, misalnya media. Media itu sendiri sebelum digunakan haus dalam keadaan seril, artinya tidak ditumbubi oleh mikroba lain yang tidak diharapkan.
Susunan bahan, baik berbentuk bahn alami( seperti touge, kentang, dagin, telur wortel, dan sebagainya) ataupun bahan tertentu (berbentu senyawa kimia organikatauun anorganik) yang dipergunakan untuk pertumbuhandan perkembangan mikroba, dinamakan media. (Suriawiria, 2002)

1 Macam- macam perbenihan
Oleh karena adanya perbedaan sifat kuman terhadap proses ( parasi komensalis, saffrofitis, dan sedagainya), maka media terbagi 2 golongan besar:, yaitu:

1. a. Media Hidup

Media hidup umumnya dipakai dalam laboratorium virologi untuk pembiakan berbagai virus, sedangkan dalam bakteriologi hanya beberapa jenis kuman tertenu saja dan teruaman hewan percobaan. Contoh media hidup anatara lain: hewan percobaan (termasuk manusia). Telur berembrio, biakan jaringan, dan sel-sel biakan bakteri tertentu untuk bakteriofag.

1. b. Media mati
2. 1. Berdasarkan Konsistensinya

• Media padat, terbagi media agar mring, agar deep, dan agar miring. Misalnya: agar bulyon, agar endo, agar ss, dan sebagainya
• Media setengah padat: agar bulyon setengah padat (bulyon= kaldu)
• Media cair: air bulyon, air pepton, deret-dret gula, dan sebagainya.

Media padat dieroleh dengan menambahkan agar. Agar tersebt berasal dari ganggang digunakan sebagai bahan pemadat karena tidak, karena tidak diuraikan oleh mikroba, dan membeku pada suhu diatas 45 dejat C. media setenah padat digunakaan untuk melihat gerak secara mikroskopis.

1. 2. Berdasarkan Kompsisinya atau susunan bahannya
2. a. Media sintesis

Yakni media yang mempunyai kandungan dari isi bahan yang telah dketahui secara terperinci. Media sintetik serng digunakan untu mempelajari sifat faali dan genetika mikroorganisme. Senyawa anorgank dan organik ditambahkan dala media sintetik harus murni, sehungga harganya mahal. Contoh: cairan hanks, locke, thyrode, eagle, dan sebagainya( dalam laboratorium virologi).

1. b. Media non sintesis

Merupakan media yang mengandung bahan-bahan yang tidak diketahui secara pasti baik kadar maupun susunannya. Contohnya ekstrak daging, pepton, ekstrak ragi, kaldu daging, serum, vitamin, asam amino, atau nukleosida.

1. c. Media semi sintesis

Misalnya cairan hanks yan ditambah serum (laboratorium virologi).

1. Berdasarkan Sifat Fisiologik dan Biologi Kuman dan Untuk Tujuan Isolasi
2. Media Persemaian (nutrient media), yaiu media yang sangat kaya akan zat makanan dan mempunyai susunan bahan sedemikian rupa sehinga hanya menyuburkan satu jenis kuman yang dicari saja. Contoh: pembenihan kauffman untuk persemaian salmonela typhi
3. Media eksklusif, yaitu media yang hanya memungkinkan tumbuhnya satu jenis kuman saja, sedangkan yang lainya dihambat atau dimatikan. Contoh pembenihan air pepton alkalisyang mempenyai pH yang tinggi sehingga kuman lai tidak dapat tumbuh kecuali vibrio.
4. Media selektif efektif, yaitu media yang memiliki susunan bahan seemikian rupa sehingga kuman tertentu dapat tumbuh tetapi dengan masing-masing kooni yan sanga khas. Contoh : agar endo, untuk kuman coli, (coliform) akan berwarna merah, sedangkan salmonella koloninya tidak berwarna (Waluyo, 2010)
5. Media pengaya, yaitu kalau media tersebut digunakan untuk memberikan kesempatan terhadap satu jenis/keompok mikroba untuk tumbuh dan berkemban lebih cepat dari jenis/kelmpok lainnya yang sama-sama berada dalam satu bahan. Misalnya untuk memisahkan bakteri penyakit tifus (Salmonella typhi) dari bahan tinja(kotoran manusia)
6. Media differensial, yaitu media yan digunakan untuk penumbuhan mikroba tertentu serta penentuan sifat-sifatnya. Seperti media agar darah yan dipergunakan untuk prtumbuhan bakteri hemoloitik tidak dapa tumbuh atau aka dihambat.
7. Media penguji, yaitu meia yan dipergunakan untuk pengujian senyawa atau benda tertentu dengan bantuan mikroba. Misalnya media pengui vitamin, asam amino, antibiotika, residu pestisida, residu detergen, dan sebagainya. Media disamping disusun oleh media dasar untuk kepentingan pertumbuhan dan perkembangbiakan mikroba, juga ditambahkan sejmlah senyawa tertentu yang akan diuji.
8. Media perhiungan, yaitu media yang dipergunakan untuk menghitung jumlah mikroba pada suatu bahan. Media ini dapat berbentuk media umum, media selektif, ataupn media differensial, dan penguji.
9. Media umum, yaitu kalau media tersebut dapat diperguakan untuk perumbuhan dan perkembangbiakan satu aa lebih kelopok mikroba secara umum, seperti agar kaldu nutrisi untuk bakteria, agar kentang, Dekstosa untuk Jamur, dan sebagainya.

2.2 Keasaman (pH) medium
Keasama (pH) medium jga amat penting bagi pertumbuhan organisme, terutama kerja enzim sangat dipengaruhi oleh pH. Sebagian bakteri tumbuh paling baik pada pH sekitar 7, karena itu kaldu nutrient yaitu medium yang sering kali digunakan untuk menumbuhkan berbagai macam bakteri, harus disesuaikan pHnya menjadi 6,8. Di pihak lain, patogen biasanya menghendaki pH yag lebih alkalin. Karena itu trypticase so broth, yan sering kali digunakan untuk menumbuhkan organisme yang lebih rewel, harus disesuaikan pHnya menjadi 7.3. ( Ratna, 2005)

Cara Membuat Media
3.1 Alat dan Bahan
3.1.1Alat

• Parut Tabung reaksi
• Mortl martil Autoklaf
• Timbangan Bunsen
• Erlenmeyer Enkast
• Cawan petri Kompor gas
• Kaca pengaduk Sendok
• Rak tabung reaksi Magneti Stirer
• Alumunium foil Plastik wrap

3.1.2Bahan

• Wortel SDA
• Toge NA
• Kentang Aquades
• Kapas

3.2Cara Kerja
3.2.1Ekstrak Wortel (Nutrient Alami)

1. Timbanglah wortel yang akan digunakan
2. Parutlah wortel yan telah ditimabang
3. Tumbuklah wotel yang sudah diparut dengan menggunakan mortal martil supaya lebih halus
4. Lakukanlah sterilisasi cawan petri beserta tabng reaksi yang akan digunakan untuk media padat lempeng, media paat tabung selama 5 menit didala autoklave.
5. Sambil menunggu proses sterilisasi selesai, campurkan wortel yan sudah dihaluskan dengan aquades yang telah ditimbang kebutuhannya.
6. Setelah tercampur, tuangkan ekstrak wortel tadi kedalam erlenmyer kemudian ditutup dengan menggunakan alumunim foil
7. Untuk pembuatan nutrien touge dan kentang, lakukanlah lakngah dari 1-6. Setelah semu selesai, homogenkan nutrient tersebudenganmenunakan fortex.
8. Setelah proses homogenasi selesai sisihkan nutrient tersebut.
9. Ambillah cawan petri dan tabung reaksi yang sudah sterilisasi, kemudia panaskanlah cawan petri dan tabung reaksi kedalam enkast diatas bunsen. Setelah dipanaskan, tuangkan nutrient tadi kedalam taung reaksi dan cawan petri.
10. Setelah itu, tutuplah tabung reaksi dengan alumunium fol, sedang cawan petri dengan merekakan plstik wrap agar media tersebut tidak terkontaminasi. Tuggulah 1×24 jam. Amati apakah media tersebut terkontaminas atau tidak.
11. Catatlah hasi pengamatnpada tabel pengamatan.
12. Untuk pembuatan nutrient toge da kentang, ikutilah langkah 1-11.

3.2.2Nutrient Sintesis (NA dan SDA)

1. Tekan tombol on pada timbnan analtik, kemudian leakkan alas berupa ketas aau semacamnya, tekan tombol restart tmbangan analitik tersebut. Ambillah NA dengan menggunakan sendok, kemudian timbanglah sesuai kebutuhan.
2. Masukkan Na kedalam erlenmeyer , sementara iu sisihkan. Kemudian timbanglah aquades yan diperlukan.
3. Setelam semua ditimbang, masukkan aquades kedalam erlenmeyer yang berisi NA. kemudian tutuplag dengan alumniu foil.
4. Hlakukanlah proses homogenasi nutrient tersebut dnnmenggunakan magnetik stirer sampai mendidih.
5. Lakkan proses sterilisasi cawan petri dan tabung reaksi yang akan digunakan menanam mikroba dengan membungkus cawan petri dengan kertas, sedang tabng reaksi menggunakan almunium foil, denganmenggunakan autoclave selama 15menit.
6. Setelah proses homogenasi dan sterilisasi selesai, langkah selanjunya adalah penanaman media didalam enkast, tapi sebelum itu,
7. Panaskan cawan petri dan tabung reaksi diatas bunsen yang sebelumnya sudah dimasukkan kedalam enkast
8. Tuangkanlah nutrient ke dalam cawan petri dan tabung reaksi
9. Setelah itu, tutp tabun reaksi dengan menggunakan alumnium foil, sedang cawan petri direkatkan dengan menggunakan palstik wrap agar media tidak terkontaminasi. Tunggu media tersebut selama 1×24 jam, kemudian amati apaka media tersebut terkontaminas atau tidak.
10. Catat hasi pengamatan pada tabel pengamatan.

Dibawah Ini Merupakan Media Lempeng yang Terkontaminasi





                Dari data pengamatan dapat dikataka bahwa semua media terkontaminasi, baik meia sintesis, maupun non sintesis. Media sintesis yaitu media yang terbua dari bahan alami, seperti wortel, touge, dan kentang. Sedangkan media nonsintesis media yan terbuat bari bahan buatan seperti NA dan SDA. Pada pengamata yan telah dilakukan media dikatakan terkontaminasi karena media tersebut tampak bercak pui-putih mengkilap. Begitu juga dengan media sintesis juga terkontaminasikren tampak putih-putih mengkilap. Itu semua terjadi karena kurangnya sterilsasi dan keadaan yang idak steril saat penanaman media menyebabkan banyakmikroba yang tumbuh pada media, dan menyebabkan media terkonaminasi. Dari data pengamatan dapa dikatakan pada percobaan (praktikum ini) dinyatakan gagal. Karena semua media terkontaminasi.(Unus, 2005)

            Media yang sudah terkontaminasi tidak dapat digunakan lagi, serta tidak dapat diamati lagi. Dari data pengamatan juga didapatkan bahwa semua media rusak, karena terkontamnasi dengan mikroba liar.

• Media adalah suatu bahan yang terbuat daribahan alami maupun sintetis yang dapat digunakan untuk penanaman mikroba.
• Media terbagi menjadi 2 golongan besar, yakni media mati dan media hidup
• Berdasarkan komposisinya medi dibagi menjadi 3 yaitu media sintetis, media non sintetis, dan media semi sintetis.
• Berdasarkan sifat fisiologik media terbagi menjadi 8 macam, yaitu media persemaian, media eksklusif, media selektif efektif, media pengaya, media differensial, media penguji, media perhitungan, dan media umum.
• Ukuran Ph juga brpengaruh terhadap pertumbuhan bakteri, sebagian bakteri yang baik tumbuh pada pH sekitar 7.
• Pada praktikum bab ini dinyatakan gagal, karena semua media terkontaminasi daik media sintetis maupun non sintetis.
• Kegagalan penanaman mikroba pada media dikarenakan keadaan yang kurang steril dan kurangnya sterilisasi alat yang akan digunakan untuk menanam mikroba.

Teknik Membuat Biakan Murni
              Isolasi bakteri merupakan suatu cara untuk memisahkan atau memindahkan mikroba tertentu dari lingkungan sehingga diperoleh kultur atau biakan murni. ada beberapa cara umum yang dapat dilakukan dengan cara goresan(steak plate), cara taburan atau tuang(pour plate), serta mikromanipulator(the micromanipulator methods). (lim,2001). Secar alami, bakteri di alam ditemukan dalam populasi campuran. Hanya dalam keadaan tertentu saja populasi ini ditemukan dalam keadan tertentu saja populasiini ditemukan dalam keadaan murni . Untuk dapat mempelajari sifat biakan, morfologi, dan sifat faalinya, maka organisme yang akan diteliti harus dapat dipisahkan. Ini berarti bahwa haruys ada biakan murni yang hanya mengandung satu jenis bakteri saja.

                Untuk memperoleh biakan murni dapat dilakukan pengenceran dengan menggunakan bahan cair atau padat. Pada mulanya digunakan gelatin sebagai bahan pemadat. Teknik untuk memperoleh biakan murni ada 3 cara, yaitu: teknik penggoresan agar, teknik agar tuang, teknik agar sebar.
persyaratan utama bagi isolasi dan kultuvasi fage adalah harus adanya kondisi optimum untuk pertumbuhan organisme inangnya. Sumber bakteriofag yang paling baik dan paling utama adalah habitat inangnya. Sebagai contoh fage coli yang dijumpai di dalam pencernaan dapat diisolosi dari limbah atu pupuk kandang. Hal ini dilakukan dengan sentifugasi atau filtrasi bahan sumbrnya dan penambahan kloroform untuk membunuh sel-sel bajterinya.( adams, 2000)

                  Ada beberapa cara yang digunakan untuk bakteri, fungi, dan khamir dengan metode garis, metode tuang, metode sebar, metode penuangan, serta micromanipulator. Dua diantaranya yang paling sering banyak digunakan adalah teknik cawan tuang dan cawan gores. Kedua metode ini didasarkan pada prinsip yang sama yaitu mengencerkan organisme sedemikian rupa sehingga individu species dapat dipisahkan (plezar, 2006)

             Mikroorganisme dibiakan di laboratorium yang terdiri dari bahan nutrient. Biasanya pemilihan medium yang dipakai bargantung pada banyak faktor seperti apa jenis mikroorganisme yang akan ditumbuhkan. Perbenihan untuk pertumbuhan bakteri agar dapat tetap dipertahankan harus mengandung sema zat makanan yang diperlukan oleh mikroorganisme tersebut. Faktor lain seperti pH, suhu, dan pendimginan harus dikendalikan dengan baik. (Buckle, 2007)

             Selain untuk tujuan diatas medium juga memiliki fungsi lain seperti tempat untuk mengisolasi, seleksi, evaluasi dan differensiasi biakan yang didapatkan. Agar tiap-tiap medium memiliki karakteristik yang sesuai dengan tujuan sehingga seringkali digunakan beberapa jenis zat tertentu yang mempunyai pengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangbiakan mikroba(Suriawiria, 2005)
Beberapa Indikasi pembiakan bakteri pada laboratorium mikrobiologi meliputi

1. Pengasingan (Isolasi) mikroba pada biakan bakteri.
2. Menunjukkan sifat khas mikroba
3. Untuk menentukan jenis mikroba yang diisolasi dengan cara-cara tertentu
4. Untuk mendapatkan bahan bakteri yang cukup untuk membuat antigen dan percobaan serologi lainya
5. Menentukan kepekan kuman trhadap antibiotik
6. Menghitung jmlah kuman
7. Mempertahankan biakan mikroba (Anonymous, 2010)

Pengembangbiakan Dalam Cawan Petri Ada Beberapa Metode, yaitu:
1. metode Cawan gores(Steak Plate)
Prinsip metode ini yaitu mendapatkan koloni yang benar-benar terpisah dari koloni yang lain, sehingga mempermudah proses isolasi. Cara ini dilakukan dengan membagi 3-4 cawan petri. Ose steril yang telah disiapkan diletakkan pada sumber isolat, kemudian menggoreskan ose tersebut pada cawam petri berisi media steril. Goresan dapat dilakukan 3-4 kali membentuk garis horisontal disatu cawan. Ose disterilkan lagi dengan api bunsen setelah kering ose tersebut digunakan untuk menggores goreskan sebelumnya pada sisi cawan kedua. Langkah ini dilanjutkan hingga keempat sisi cawan tergores.
2. Metode Cawan Sebar (Spred Palte)
Teknik spread palte (lempeng sebar) adalah suatu teknik didalam menumbuhkan mikroorganisme didalam media agar dengan cara menuangkan stok kultur bakteri atau menghapuskanya diatas media agar yang telah memadat. Sedangkan pour plate kultur dicampurkan ketika media masih cair (belum memadat). Kelebihan teknik ini adalah mikroorganisme yang tumbuh dapat trsebar merata pad abagian permukaan media agar.
3. Teknik Dilusi (Pengenceran)
Tujuan dari teknik ini adalah melarutkan atau melepaskan mikroba dari substratnya kedalam air, sehingga lebih mudah penanganannya. Sampel yang telah diambil kemudian disuspensikan dalam akuades steril. Teknil dilusi sangat penting dalam analisa mikrobiologi. Karena hampir semua metode penelitian dari penghitungan jumlah sel mikroba menggunakan teknik ini, seperti: TPC ( Total Plate Counter)
Ada beberapa tahap yang harus dilakukan sebelum melakukan teknik penanaman bakteri (inokulasi), yaitu:
a. Menyiapkan Ruangan
Ruang tempat penanaman bakteri harus bersih dan keadaannya harus steril agar tidak terjadi kesalahan dalam pengamatan atau percobaan
b. Pemindahan Dengan Pipet
Cara ini dilakukan dalam penyelidikan air minum atau untuk penyelidikan diambil 1 ml. Contoh yang akan diencerkan oleh air sebanyak 99ml murni

1. c. Pemindahan Dengan Kawat Inokulasi

Ujung kawat ini sebaiknya dari platina atau nikel. Dalam melakukan penanaman bakteri kawat ini terlebih dahulu dipijarkan sedangkan sisinya tungakai cukup dilewatkan nyala api saja setelah dingin kembali kawat tersebut disentuhkan lagi dalam nyala api ( Plezar, 2006)
Beberapa Metode Dlam Teknik Inokulasi
1. Biakan Agar Cawan
Kultur mikroba dibiakkan dengan cara menginokulasi pada agar cawan, dimana penyebaran kultur dilakukan dengan goresan diatas agar. Ada beberapa cara untuk menggoreskan kultur pada agar cawan yaitu: goresan lagsung, goresan kuadran, dan goresan radian.



Dibawah ini merupakan gambar goresan kuadran

Goresan dengan menggunakan teknik T

2. Biakan Agar Tuang
Digunakan untuk mengencerkan atau mengisolasi yang terdapat pada contoh. Setelah inkubasi pada suhu dan waktu tertentu, koloni akan tumbuh pada permukaan dan bagian bawah agar.

1. 3. Biakan Agar Miring dan Agar Tegak

Dapat dilakukan dengan cara menggoreskan secara zig-zag pada permukaan agar miring menggunakan jarum ose yang bagian atasnya dilengkungkan. Car ini juga dilakukan pada agar tegak untuk meminimalisir pertumbuhan mikroba dalam keadaan kekurangan oksigen. Usah mencegah masuknya mikroorganisme yang tidak diinginkN dan untuk menanam suatu spesies terdapat baberapa cara, yaitu: Penanaman dengan penggoresan Penanaman lapangan Biakan agar tabung (Rusdimin, 2003)
Cara Membuat Biakan Murni
3.1 Alat dan Bahan
3.1.1 Alat

• Jarum inokulum ujung lurus
• Lampu spirtus
• Enkast
• Erlenmeyer
• Kaki 3
• Inkubator

3.1.2 Bahan

• Biakan mikroba yang diperoleh dari kegiatan II
• Aquades steril
• Kertas penghisap
• Alcohol 70%
• Lap
• Medium lempeng 3 buah
• Medium miring 3 buah
• Korek api
• Spirtus

3.2 Cara kerja
a. Menyediakan 3 buah medium lempeng dan 3 buah medium miring
b. Memilih 3 macam koloni bakteri yang berasal dari biakan campuran (kegiatan II), menulis nomor koloni yang diperoleh pada medium campuran lempeng dan medium miring yang telah tersedia
c. Secara aseptic inokulasi bakteri itu ke

• medium lempeng, dengan arah zig-zag, dengan memakai jarum inokulasi ujung lurus (tiap medium hanya diinokulasi dengan 1 macam koloni bakteri).
• Media miring dengan arah lurus, mulai dari permukaan medium miring bagian bawah menuju ke atas (tiap medium hanya diinokulasi dengan 1 macam koloni bakteri). Hati- hati jangan sampai jarrum inokulasi menusuk medium.

d. melakukan pengamatan setelah dibiakan simpanlah piaraan tersebut dalam almari penyimpanan biakan bakteri selama 2×24 jam
e. mencatat bentuk koloni bakteri tersebut yang tumbuh pada medium miring.
Mikroba Hasil Dari Biakan Murni





             Pada praktikum yang telah dilakukan pada medium lempeng ditemukan baakteri Staphylococcus aereus Staphylococcus aereus adalah bakteri garm negative aerob obligat, berkapsul, mempunyai flagell polar sehingga bakteri ini bersifat motil, berukuran sekitar 0.5-1mm. bakteri ini menghasilkan spora yang tidak dapat menfermentasikan karbohidrat. Pada uji biokimia bakteri ini menghasilkan hasil negative pada uji. Bakteri  ini secara luas dapat ditemukan di alam, contohnya ditanah, air, tanaman, dan hewan. P. aeruginosa memproduksi adalah pathogen oportunistik. Bakteri ini merupakan penyebab utama infwksi pneumonia nosokomial. Meskipun begitu, bakteri itu dapat berkolonisasi pada manusia normal tanpa menyebabkan penyakit. (Jurnal Framesti,2010)

             Ketika bakteri ini ditumbuhkan pada media yang sesuai, bakteri ini akan menghasilkan pigmen nonfluoresan berwarna kebiruan, piosianin. Staphylococcus aereus pada cawan petri. Pada penanaman inokulasi bakteri ini, ditunjukkan dengan adanya penampakan bakteri di atas permukaan media, ini menunjukkan bahwa bakteri ini bersifat aerob, bakteri ini menuju keatas untuk mendapartkan oksigen lebih banyak, warna agar tetap putih tapi ada bintik biru dan terdapat lender berbentuk zig-zag (Anonymous, 2010)

              Pada medium miring, tidak dapat di identifikasikasi jenis bakterinyya, karena medium miring mengalami kerusakan pada penggoresannya karena terlalu dalam saat menggores sehingga mengenai medium agarnya.

              Isolasi bakteri merupakan suatu car mudah untuk memisahkan atau memindahkan mikroba tertentu dari lingkungan sehingga diperoleh kultur murni atau biakan murni.
pada praktikum teknik biakan murni didapatkan bakteri staphylococcus aereus. Staphylococcus aereus adalah bakteri gram negative aerob obligat, berkapsul, berbentuk basil, bidang pandangnya mikroskopis berukuran sekitar 0,5-1mm

               Staphyylococcus secara umum dapat ditemukan di alam seperti tanah, air, tanaman, dan hewan
Termasuk gram negative, Karen dapat mempertahankan warna ungu
Pada media lempeng warna agar tetap putih mengkilap, tapi ada bintik biru dan terdapat lender berbentuk zig-zag

                Medium miring mengalami kerusakan karena penggoresan yang terlalu dalam sehingga mengenai agarnya sehingga tidak dapat diidentifikassi.

 Peran Nutrisi Sebagai Dasar Kehidupan Pada Mikroba
                Mayoritas komponen seluler adalah karbon, oksigen, hidrogen, nitrogen, fosfor dan elemen ini merupakan penyusun utama membran, protein, asam nukleat dan struktur seluler lainnya. Elemen ini diperlukan paling banyak oleh mikroba untuk menyusun komponen selulernya. Oleh karena itu disebut makronutrien. Elemen lainnya yang sedikit diperlukan oleh mikroba untuk menyusun komponen selulernya disebut mikronutrien. Elemen lainnya yang sangat sedikit (bahkan tidak terukur) diperlukan sel untuk menyusun komponen seluler, tetapi harus hadir dalam nutrisinya disebut trace elemen. Semua elemen yang diperlukan oleh mikroba dipaparkan dalam bab selanjutnya. Faktor pertumbuhan merupakan molekul organik yang penting bagi pertumbuhan tetapi tidak mampu disintesis oleh mikroba sendiri seperti vitamin dan asam amino. ( Arudewangga, 2010)

                 Semua organisme memerlukan karbon, energi dan elektron untuk aktivitas metabolismenya, dan bakteri telah dikelompokkan berdasarkan metode memperoleh dan mengunakan ketiga komponen tersebut. Karbon merupakan komponen utama dan penting bagi sistem hidup khususnya sebagai kerangka makromolekul seluler. Mikroba yang memperoleh karbon dari karbon dioksida disebut autotrof, sedangkan mikroba yang memperoleh karbon dari molekul organik disebut heterotrof. Energi untuk keberlangsungan reaksi seluler dapat berasal dari konversi cahaya atau reaksi oksidasi senyawa organik maupun anorganik. Mikroba fototrofik mampu mengkonversi cahaya menjadi energi kimia, sedangkan kemotrofik memperoleh energi dari oksidasi kimiawi baik organik maupun anorganik. Dalam memperoleh energi diperlukan sumber elektron. Mikroba yang memperoleh elektron dari senyawa organik, disebut organotrof, sedangkan yang memperoleh elektron dari senyawa anorganik disebut litotrof. ( Arudewangga, 2010)
2.1            Jenis-jenis nutrisi yang diperlukan mikroba
Mikroorganisme teramat khusus dalam hal sifat-sifat faali. Berkenaan dengan hal tersebut persyaratan zat gizinya pun juga bersifat khusus. Ribuan macam medium dianjurkan untuk pembiakannya. Penentuan medium biakan harus berdasarkan persyaratan nutrisi bagi mikroorganisme yang bersangkutan. Persyaratan nutrisi dalam bentuk zat-zat kimia diperlukan untuk pertmbuhan dan fungsi normal. Berikut ini persyaratan nutrisi bagi mikroorganisme:

• Semua organisme hidup membutuhkan sumber energi

Beberapa bentuk kehidupan, seperti tumbuhan hijau dapat menggunakan energi cahaya, hal tersebut dinamakan dengan fototrof. Sedangkan yang lain, seperti hewan berantung pada oksidasi senyawa-senyawa kimia untuk memperoleh energinya. Makhluk-makhluk semacam yang disebutkan terakhir disebut dengan kemotrof. Semua organism hidup terbagi menjadi fototrof dan kemotrof.

• Semua oganisme hidup membutuhkan karbon

            Sejumlah organisme membutuhkan sejumlah karbon dalam bentuk senyawa karbon dioksida, tetapi kebanyakan diantarannya juga membutuhkan beberapa senyawa karbon organik, seperti gula dan karbohidrat. Tumbuhan, alga, dan beberapa kuman berklorofil membutuhkan karbon dioksida dan mengubahnya menjadi karbohidrat melalui proses fotosintesis. Ditinjau dari segi nutrisi, semua organisme yang disebutkan diatas adalah organism ototrof. Bila mereka memperoleh energinya dari cahaya maka disebut organisme fotoototrof, dan bila memperoleh energinya dengan cara mengoksidasi senyawa kimia, maka disebut organisme kemoototrof. Mikroorganisme yang lain tidak dapat menggunakan karbon dioksida sebagai sumber karbon dan hidupnya bergantung pada organisme ototrof untuk memproduksi karbohidrat dan senyawa-senyawa organik lain yang digunakan sebagai makanan. Organisme yang membutuhkan senyawa-senyawa organik lain sebagai sumber karbonnya disebut organissme heterotrof . ( Lud Waluyo, 2004)
Organisme yang berfotosintesis dan bakteri yang memperoleh energi dari oksidasi senyawa organik menggunakan secara khas bentuk karbon yang paling teroksidasi, CO₂, sebagai satu-satunya sumber utama karbon selular. Perubahan CO₂, menjadi unsur pokok sel organik adalah proses reduktif, yang memerlukan pemasukan bersih energi. Karena itu, di dalam golongan faali ini, sebagian besar dari energi yang berasal dari cahaya atau dari oksidasi senyawa anorganik yang tereduksi harus dikeluarkan untuk reduksi CO₂ sampai kepada tingkat zat organik.

             Semua organisme lain memperoleh karbonnya terutama dari zat gizi organik. Karena kebanyakan substrat organik adalah setingkat dengan oksidasi umum sebagai unsur pokok sel organik, zat-zat itu biasanya tidak usah menjalani reduksi pertama yang berguna sebagai sumber karbon sel. Selain untuk memenuhi keperluan biosintetik akan karbon, maka substrat organik harus memberikan keperluan energetik untuk sel itu. Akibatnya sebagian besar daripada karbon yang terdapat pada substrat organik memasuki lintasan lintasan metabolisme yang menghasilkan energi dan akhirnya dikeluarkan lagi dari sel, sebagai CO₂ (hasil utama dalam metabolisme pernapasan yang menghasilkan energi atau sebagai campuran CO₂ dan senyawa organik). Jadi, substrat organik biasanya mempunyai peran gizi yang lengkap. Pada waktu yang bersamaan, berguna sebagai sumber karbon dan sumber energi. Banyak mikroorganisme dapat menggunakan senyawa senyawa organik tunggal untuk memenuhi keperluan kedua zat gizi tersebut seluruhnya. Akan tetapi, yang lain tidak dapat tumbuh bila hanya diberi satu senyawa organik dan mereka memerlukan bermacam-macam jumlah senyawa tambahan sebagai zat gizi. Tambahan zat gizi organik ini mempunyai fungsi biosintetik semata-mata, yang diperlukan sebagai pelopor unsur-unsur pokok sel organik tertentu yang tidak dapat disintesis oleh organisme tersebut. Zat itu disebut faktor tumbuh. (Anonymous, 2010)

              Mikroorganisme teramat beragam baik dalam hal macam maupun jumlah senyawa organik yang dapat mereka gunakan sebagai sumber utama karbon dan energi. Keanekaragaman ini diperlihatkan secara nyata bahwa tidak ada senyawa organik yang dihasilkan secara alamiah yang tidak dapat digunakan sebagai sumber karbon dan energi oleh beberapa mikroorganisme. Karena itu, tidaklah mungkin untuk memberikan secara singkat sifat-sifat kimiawi sumber karbon organik untuk mikroorganisme. Variasi yang luar biasa mengenai keperluan akan karbon adalah salah satu segi fisiologis yang paling menarik dalam mikrobiologi.
Kebanyakan organisme yang bergantung pada sumber-sumber karbon organik memerlukan CO₂ pula sebagai zat gizi dalam jumlah yang sangat kecil, karena senyawa ini digunakan dalam beberapa reaksi biosentitik. Akan tetapi, karena CO₂ biasanya dihasilkan dalam jumlah banyak oleh organisme yang menggunakan senyawa organik, persyaratan biosintetik dapat terpenuhi melalui metabolisme sumber karbon organik dan energi. Sekalipun demikian, peniadaan CO₂ sama sekali sering kali menangguhkan atau menghambat pertumbuhan mikroorganisme pada media organik, dan beberapa bakteri dan cendawan memerlukan konsentrasi CO₂ yang relatif tinggi di dalam atmosfer (5-10 %) untuk pertumbuhan yang memadai dalam media organik.

• Semua organisme hidup membutuhkan nitrogen

            Tumbuhan menggunakan nitrogen dalam bentuk garam nitrogen anorganik seperti kalium nitrat, sedangkan hewan membutuhkan senyawa nitrogen organik, seperti protein dan produk perurainnya, yakni peptida dan asm-asam amino tertentu. Beberapa kuman sangat beragam terhadap kebutuhan nitrogen; beberapa menggunakan nitrogen atmosferik, beberapa tumbuh pada senyawa nitrogen anorganik, dan yang lain membutuhkan nitrogen dalam bentuk senyawa nitrogen organik. (Suriawiria, 1999)

• Semua organisme hidup membutuhkan belerang (sulfur) dan fosfor

            Persyaratan akan zat sulfur pada hewan secara khas dipenuhi oleh senyawa-senyawa sulfur organik. Sedangkan persayaratan akan sulfur pada tumbuhan secara khas dipenuhi melalui senyawa-senyawa anorganik. Fosfor biasanya diberikan sebagai fosfat yaitu garam-garam fosfat.
Belerang adalah komponen dari banyak substansi organik sel. Belerang membentuk bagian struktur beberapa koenzim dan ditemukan dalam rantai samping cisteinil dan merionil protein. Belerang dalam bentuk asalnya tidak dapat digunakan oleh tumbuhan atau hewan. Namun, beberapa bakteri autotropik dapat mengoksidasinya menjadi sulfat (SO₄^2-). Kebanyakan mikroorganisme dapat menggunakan sulfat sebagai sumber belerang, mereduksi sulfat menjadi hidrogen sulfida (H₂S). Beberapa mikroorganisme dapat mengasimilasi H₂S secara langsung dari medium pertumbuhan tetapi senyawa ini dapat menjadi racun bagi banyak organisme.

• Semua organisme hidup membutuhkan beberapa unsure logam. Natrium, kalium, magnesium, mangan, besi, seng, tembaga, dan kobalt

Berbagai unsur tersebut digunakan untuk pertumbuhan yang normal, tidak terkecuali kuman. Jumlah yang dibutuhkan biasanya amat kecil dan diukur dalam satuan ppm (part per million = persejuta).

• Semua organisme hidup membutuhkan vitamin

            Vitamin adalah senyawa organik khusus yang penting untuk pertumbuhan. Kebanyakan vitamin berfungsi membentuk subsansi yangmengaktifkan enzim. Dalam aspek nutrisi akan vitamin pada bakteri menunjukkan pola yang beragam. Meskipun bakteri membutuhkan vitamin didalam proses metaboliknya yang normal, beberapa mikroba mampu mensintesis seluruh kebutuhan vitaminnya.

• Semua organisme hidup membutuhkan air

           Air pada organisme berfungsi untuk membantu fungsi-fungsi metabolik dan pertumbuhannya. Untuk mikroorganisme, semua nutrient harus dalam bentuk larutan sebelum dapat memasuki selnya. ( Lud Waluyo, 2004)
           Sejumlah besar mineral dibutuhkan untuk fungsi enzim. Ion magnesium (Mg²⁺) dan ion ferrum (Fe²⁺) juga ditemukan pada turunan porfirin yaitu: magnesium dalam molekul klorofil, dan besi sebagai bagian dari koenzim sitokrom dan peroksidase. Mg²⁺ dan K⁺ keduanya sangat penting untuk fungsi dan kesatuan ribosom. Ca²⁺ dibutuhkan sebagai komponen dinding sel gram positif, meskipun ion tersebut bebas untuk bakteri gram negatif. Banyak dari organisme laut membutuhkan Na⁺ untuk pertumbuhannya. Dalam memformulasikan medium untuk pembiakan kebanyakan mikroorganisme, sangatlah penting untuk menyediakan sumber potassium, magnesium, kalsium, dan besi, biasanya dalam bentuk ion-ion (K⁺, Mg₂⁺, Ca₂⁺, dan Fe₂⁺). Banyak mineral lainnya seperti: Mn₂⁺, Mo₂⁺, Co₂⁺, Cu₂⁺, dan Zn₂⁺ dibutuhkan, dan mineral ini kerapkali terdapat dalam air kran atau sebagai kontaminan dari kandungan medium lainnya.

• Semua organisme hidup membutuhkan oksigen

              Untuk sel, oksigen tersedia dalam bentuk air. Selanjutnya oksigen juga terdapat dalam CO₂ dan dalam bentuk senyawa organik. Selain itu masih banyak organisme yang tergantung dari oksigen molekul (O₂ atau dioksigen). Oksigen yang berasal dari molekul oksigen hanya akan diinkorporasi ke dalam substansi sel kalau sebagai sumber karbon digunakan metana atau hidrokarbon aromatik yang berantai panjang. Menilik hubungannya dengan oksigen dapat dibedakan sekurang-kurangnya tiga kelompok organisme, organisme aerob obligat yang mampu menghasilkan energi hanya melalui respirasi dan dengan demikian tergantung pada oksigen. Organisme anaerob obligat hanya dapat hidup dalam lingkungan bekas oksigen. Untuk organisme ini O₂ bersifat toksik. Mikroorganisme anaerob fakultatif tumbuh dengan adanya O₂ udara, jadi bersifat aerotoleran; tetapi organisme ini tidak dapat memanfaatkan O₂, tetapi memperoleh energi semata-mata dari peragian. Jenis bakteri anaerob fakultatif lain (Enterobacteriaceae) dan banyak ragi dapat beralih dari peroleh energi dengan respirasi (dengan adanya O₂) ke peragian (tanpa O₂).
Tabel Kebutuhan Oksigen Pada Mikoorganisme

Tipe	Sumber energi untuk pertumbuhan	Sumber karbon untuk pertumbuhan	Contoh genus
Fototrof Fotoautotrof Fotoheterotrof	Cahaya Cahaya	Co2 Senyawa organik	Chromatium rhodopseumdomonas
Kemotrof kemoautotrof kemoheterotrof	Oksidasi senyawa organik Oksidasi senyawa organik	Co2 Senyawa organik	Thiobacillus esherichia

2.2 Fungsi nutrisi dalam kehidupan mikroba
                Peran utama nutrisi adalah sebagai sumber energi, bahan pembangun sel, dan sebagai aseptor elektron dalam reaksi bioenergetik (reaksi yang menghasilkan energi). Oleh karenanya bahan makanan yang diperlukan terdiri dari air, sumber energi, sumber karbon, sumber aseptor elektron, sumber mineral, faktor pertumbuhan, dan nitrogen. Jasad hidup ada yang dapat menggunakan sumber nutrient didalam bentuk padat, ada pula yang hanya dapat menggunakan dalam bentuk cairan (larutan).
Jasad hidup yang dapat menggunakan sumber nutrient dalam bentuk padat tergolong dalam tipe holozoik, sedang yang menggunakan nutrient didalam bentuk cairan tergolong ke dalam tipe holofitik. Jasad holofitik dapat pula menggunakan sumber nutrient dalam bentuk padat, tetapi bahan tersebut harus diencerkan terlebih dahulu diluar sel dengan pertolongan enzim ekstraseluler.

Sumber nutrien yang sangat diperlukan adalah dalam bentuk :
1. Air
`Air merupakan komponen utama sel mikroba dan medium. Fungsi air adalah sebagai sumber oksigen untuk bahan organik sel pada respirasi. Selain itu air berfungsi sebagai pelarut dan alat pengangkut dalam metabolisme.
2. Sumber energi
Ada beberapa sumber energi untuk mikroba yaitu senyawa organik atau anorganik yang dapat dioksidasi dan cahaya terutama cahaya matahari.
3. Sumber karbon
Sumber karbon untuk mikroba dapat berbentuk senyawa organik maupun anorganik. Senyawa organik meliputi karbohidrat, lemak, protein, asam amino, asam organik, garam asam organik, polialkohol, dan sebagainya. Senyawa anorganik misalnya karbonat dan gas CO2 yang merupakan sumber karbon utama terutama untuk tumbuhan tingkat tinggi.
4. Sumber aseptor elektron
Proses oksidasi biologi merupakan proses pengambilan dan pemindahan elektron dari substrat. Karena elektron dalam sel tidak berada dalam bentuk bebas, maka harus ada suatu zat yang dapat menangkap elektron tersebut. Penangkap elektron ini disebut aseptor elektron. Aseptor elektron ialah agensia pengoksidasi. Pada mikrobia yang dapat berfungsi sebagai aseptor elektron ialah O2, senyawa organik, NO3^-, NO2^-, N2O, SO4 ⁺, CO2, dan Fe3⁺.
5. Sumber mineral
Mineral merupakan bagian dari sel. Unsur penyusun utama sel ialah C, O, N, H, dan P. unsur mineral lainnya yang diperlukan sel ialah K, Ca, Mg, Na, S, Cl. Unsur mineral yang digunakan dalam jumlah sangat sedikit ialah Fe, Mn, Co, Cu, Bo, Zn, Mo, Al, Ni, Va, Sc, Si, Tu, dan sebagainya yang tidak diperlukan jasad. Unsur yang digunakan dalam jumlah besar disebut unsur makro, dalam jumlah sedang unsur oligo, dan dalam jumlah sangat sedikit unsur mikro. Unsur mikro sering terdapat sebagai ikutan (impurities) pada garam unsur makro, dan dapat masuk ke dalam medium lewat kontaminasi gelas tempatnya atau lewat partikel debu. Selain berfungsi sebagai penyusun sel, unsur mineral juga berfungsi untuk mengatur tekanan osmose, kadar ion H+ (kemasaman, pH), dan potensial oksidasireduksi (redox potential) medium.
6. Faktor tumbuh
Faktor tumbuh ialah senyawa organik yang sangat diperlukan untuk pertumbuhan (sebagai prekursor, atau penyusun bahan sel) dan senyawa ini tidak dapat disintesis dari sumber karbon yang sederhana. Faktor tumbuh sering juga disebut zat tumbuh dan hanya diperlukan dalam jumlah sangat sedikit. Berdasarkan struktur dan fungsinya dalam metabolisme, faktor tumbuh digolongkan menjadi asam amino, sebagai penyusun protein base purin dan pirimidin, sebagai penyusun asam nukleat, dan vitamin sebagai gugus prostetis atau bagian aktif dari enzim.


7. Sumber nitrogen
Mikroba dapat menggunakan nitrogen dalam bentuk amonium, nitrat, asam amino, protein, dan sebagainya. Jenis senyawa nitrogen yang digunakan tergantung pada jenis jasadnya. Beberapa mikroba dapat menggunakan nitrogen dalam bentuk gas N₂ (zat lemas) udara. Mikroba ini disebut mikrobia penambat nitrogen.
Makhluk hidup menggunakan sumber-sumber nutrient dapat dalam bentuk padat, tetapi ada juga yang hanya dapat menggunakan sumber nutrient dalam bentuk cair (larutan). Bila jasad hidup menggunakan sumber nutrient dalam bentuk padat digolongkan tipe holozoik, sedangkan yang menggunakan nutrient dalam bentuk cairan tergolong tipe holofitik. Namun ada hidup holofitik dapat juga menggunakan sumber nutrient dalam bentuk padat, tetapi bahan tersebut dicerna dahulu diluar sel dengban bantuan enzim ekstraseluler. (Anonymous,2010)
Unsur utama, sumber dan fungsi nutrisi dalam sel bakteri.

Elemen	% dari berat kering	Sumber	Fungsi
Karbon	50	Kompleks organik atau CO2	material utama dari bahan selular
Oksigen	20	H 2O, Kompleks organik,CO2, dan O 2	Konstituen dari sel dan sel bahan air; O 2 adalah menerima elektron dalam respirasi aerobic
Nitrogen	+14	NH 3, NO3, Kompleks organik, N2	Konstituen dari asam amino, asam nukleik nucleotides, dan coenzymes
Hidrogen	8	H2O, Kompleks organik, H 2	Utama dari organik memanjang dan sel air
Fosfor	3	anorganik Fosfat (PO4)	Konstituen dari asam nukleik, nucleotides, phospholipids, LPS, teichoic asam
Belerang	1	SO4, H 2S, S, belerang organik memanjang	Konstituen dari cysteine, methionine, glutathione, beberapa coenzymes
Kalium	1	Kalium garam dapur	Utama selular anorganik gigih dan cofactor untuk enzim tertentu
Magnesium	0.5 0,5	Magnesium garam dapur	Anorganik selular dengan gigih, cofactor tertentu untuk reaksi enzimatis
Kalsium	0.5 0,5	Kalsium garam dapur	Anorganik selular dengan gigih, cofactor untuk enzim tertentu dan komponen endospores
Besi	0.2 0,2	Garam dapur besi	Komponen tertentu cytochromes dan nonheme-besi dan protein yang cofactor untuk beberapa reaksi enzimatis

2.3 pengelompokan mikroorganisme berdasarkan zat gizi
Semua para ahli makhluk hidup hanya mengenal pembagian organisme berdasarkan akan kebutuhan zat gizi adalah ototrof yang ditunjukkan oleh tumbuhan, yakni organisme yang dapat menggunakan seluruh zat gizi anorganik; dan heterotrof, yang ditunjukkan oleh hewan, yang memerlukan zat gizi organik. Sekarang, kedua kelompok ini tidak cukup menunjukkan keragaman pola gizi yang diketahui ada di dunia hidup, dan bermacam-macam usaha untuk membuat sistem yang lebih seksama untuk klasifikasi mengenai gizi.
Klasifikasi mikroorganisme berdasrkan zat gizi didasari oleh dua parameter, yakni sifat sumber energi dan sifat sumber karbon yang utama. Selanjutnya mengenai sumber energy, terdapat dikotomi, yakni fototrof merupakan organisme yang menggunakan cahaya sebagai sumber energi dan kemotrof yang merupakan organisme yang menggunakan senyawa anorganik sederhana sebagai sumber enegi. Sedangkan pembagian organisme berdasarkan sifat sumber karbon utama, yaitu organisme ototrof yang merupakan organisme yang menggunakan karbon dioksida sebagai sumber karbon utama atau untuk pertumbuhan; dan organisme hetrotof, merupakan organisme bergantung pada sumber karbon organik. Secara lebih sederhana pembagian organisme berdasarkan zat gizi dapat dilihat pada tabel.

Tipe	Sumber energi untuk pertumbuhan	Sumber karbon untuk pertumbuhan	Contoh genus
Fototrof Fotoautotrof fotoheterotrof	Cahaya Cahaya	Co2 Senyawa organic	Chromatium,alga bakteri fotosintetiik Rhodospirillum rubrum Bakteri hijau, bakteri ungu Rhodopseumdomonas
Kemotrof kemoautotrof kemoheterotrof	Oksidasi senyawa organik Oksidasi senyawa organik	Co2 Senyawa organic	Thiobacillus, nitrosomonas, nitrosocystis, nitrosospira, nitrosococcus Esherichia,protozoa, cendawan, sebagian besar bakteri

Pada tipe mikroba heterotrof, baik yang fotoheterotrof dan kemoheterotrof terdapat perbedaan antar mikroba saprofit dengan bakteri parasit. Bakteri saprofit disebut juga saprobakteri atau saproba (sapros=sampah), yakni kelompok mikroba yang hidup dari zat-zat organic yang telah berupa sisa-sisa atau sampah; sedangkan mikroba parasit yang dapat dipiara diluar hospes, dinamakan mikroba parasit fakultatif dan mikroba yang tidak mungkin hidup kecuali pada ,hospesnya dinamakan mikroba parasit obligat. Sedangkan mikroba yang menyebabkan penyakit yang dapat mengganggu hospesnya disebut mikroba pathogen.
Berkaitan dengan masalah pembagian mikroba berdasarkan zat gizi, ada bebrapa istilah yang menyatakan keadaan fisis pada waktu zat organic memasuki sel, yakni :
Osmotrof, yakni organisme yang mengambil semua zat gizi dalam bentuk larutan. Misalnya, bakteri dan cendawan.
Fagotrof, yaitu organisme yang dapat mengambil partikel makanan padat dengan mekanisme yang dinamakan fagositosis. Misalnya protozoa.
Auksotrof, yakni organisme yang disamping memerlukan sumber karbon utama, juga tambahan satu atau lebih zat organik (faktor tumbuh). Misalnya pada banyak alga dan bakteri fotoototrof. (Lud Waluyo, 2004)
Berdasarkan sumber karbon
Berdasarkan atas kebutuhan karbon jasad dibedakan menjadi jasad ototrof dan heterotrof. Jasad ototrof ialah jasad yang memerlukan sumber karbon dalam bentuk anorganik, misalnya CO2 dan senyawa karbonat. Jasad heterotrof ialah jasad yang memerlukan sumber karbon dalam bentuk senyawa organik. Jasad heterotrof dibedakan lagi menjadi jasad saprofit dan parasit. Jasad saprofit ialah jasad yang dapat menggunakan bahan organik yang berasal dari sisa jasad hidup atau sisa jasad yang telah mati. Jasad parasit ialah jasad yang hidup di dalam jasad hidup lain dan menggunakan bahan dari jasad inang (hospes)-nya. Jasad parasit yang dapat menyebabkan penyakit pada inangnya disebut jasad patogen.
Berdasarkan sumber energi
Berdasarkan atas sumber energi jasad dibedakan menjadi jasad fototrof, jika menggunakan energi cahaya dan khemotrof, jika menggunakan energi dari reaksi kimia. Jika didasarkan atas sumber energi dan karbonnya, maka dikenal jasad fotoototrof, fotoheterotrof, khemoototrof dan khemoheterotrof. Perbedaan dari keempat jasad tersebut sbb:

Jasad Sumber Karbon Sumber Energi

Fotoototrof                    Zat anorganik                          Cahaya matahari

Fotoheterotrof      Zat organik                              Cahaya matahari

Khemotrof            Zat anorganik                     Oksidasizatanorganik

Khemoheterotrof    Zat organic                            Oksidasi zat organik

Berdasarkan sumber donor elektron
Berdasarkan atas sumber donor elektron jasad digolongkan manjadi jasad litotrof dan organotrof. Jasad litotrof ialah jasad yang dapat menggunakan donor elektron dalam bentuk senyawa anorganik seperti H₂, NH₃, H₂S dan S. jasad organotrof ialah jasad yang menggunakan donor elektron dalam bentuk senyawa organik.
Berdasarkan sumber energi dan donor elektron
Berdasarkan atas sumber energi dan sumber donor elektron jasad dapat digolongkan menjadi jasad fotolitotrof, fotoorganotrof, khemolitotrof, dan khemoorganotrof. Perbedaan keempat golongan jasad tersebut sbb:

Jasad	Sumber Energi	Sumber Donor Elrektro	Contoh
Fotolitotrof	Cahaya	Zat anorganik	Tumbuhan tingkat tinggi, alga
Fotoorganotrof	Cahaya	Zat organic	Bakteri belerang fotosintetik
Khemolitotrof	Oksidasi zat	Zat anorganik	Bakteri besi, bakteri Khemoorganotrof
heterotrof	Oksidasi zat organic	Zat organic	hidrogen, bakteri nitrifikasi

Berdasarkan kebutuhan oksigen
               Berdasarkan akan kebutuhan oksigen, jasad dapat digolongkan dalam jasad aerob, anaerob, mikroaerob, anaerob fakultatif, dan kapnofil. Pertumbuhan mikroba di dalam media cair dapat menunjukkan sifat berdasarkan kebutuhan oksigen.
Obligat aerob Fakultatif anaerob Obligat anaerob Aerotoleran/Anaerob Mikroaerofil Jasad aerob ialah jasad yang menggunakan oksigen bebas (O2) sebagai satusatunya aseptor hidrogen yang terakhir dalam proses respirasinya. Jasa anaerob, sering disebut anaerob obligat atau anaerob 100% ialah jasad yang tidak dapat menggunakan oksigen bebas sebagai aseptor hidrogen terakhir dalam proses respirasinya. Jasad mikroaerob ialah jasad yang hanya memerlukan oksigen dalam jumlah yang sangat sedikit. Jasad aerob fakultatif ialah jasad yang dapat hidup dalam keadaan anaerob maupun aerob. Jasad ini juga bersifat anaerob toleran. Jasad kapnofil ialah jasad yang memerlukan kadar oksigen rendah dan kadar CO₂ tinggi.
2.4 Interaksi Antar Mikroba Dalam Menggunakan Nutrien
Jika dua atau lebih mikroba yang berbeda ditumbuhkan bersama-sama dalam suatu medium, maka aktivitas metabolismenya secara kualitatif maupun kuantitatif akan berbeda jika dibandingkan dengan jumlah aktivitas masing-masing mikroba yang ditumbuhkan dalam medium yang sama tetapi terpisah. Fenomena ini merupakan hasil interaksi metabolisme atau interaksi dalam penggunaan nutrisi yang dikenal sebagai sintropik atau sintropisme atau sinergitik. Sebagai contoh ialah bakteri penghasil metan yang anaerob obligat tidak dapat menggunakan glukosa sebagai substrat, tetapi bakteri tersebut akan segera tumbuh oleh adanya hasil metabolisme bakteri anaerob lain yang dapat menggunakan glukosa. (Anonymous, 2010)

Read More

Pewarnaan Pada Mikroba

             Bakteri memiliki beberapa bentuk yaitu basil (tongkat), kokus, dan spirilum. Bakteri yang berbentuk tongkat maupun kokus dibagi menjadi beberap macam. Pada bentuk basil, pembagiannya meliputi basil tunggal, diplobasil, dan triptobasil. Sedangkan pada kokus dibagi monokokus ( satu buah bakteri berbentuk kotak), diplococcus, sampai staphylococcus (berbentuk mirip buah anggur). Khusus pada spirilum hanya terbagi menjadi 2 yaitu setengah melengkung dan tidak melengkung.

               Bakteri juga dapat dibedakan melalui teknik pewarnaan gram. Teknik pewarnaan gram tersebut dapat menghasilkan warna merah atau ungu. Bakteri gram negative ditandai dengan pewarnaan ungu, sedangkan yang positif berwarna merah. (Anonymous, 2008). Hal ini bertujuan untuk memberikan warna pada bakteri pada akhirnya dapat diidentifikasi dengan mudah. Selain itu, ada endospore yang yang bias diwarnai. Endospore adalah organism yang dibentuk dalam kondisi yang stress karena kurang nutrisi, yang memiliki kemungkinan untuk tetap berlanjut dilingkungan sampai kondisi mnjadi baik (Nobi, 2008) teknik pewarnaan gram haruslah sesuai prosedur karena dapat mengakibatkan kesalahn identifikasi data apakah gram positif atau gram negative, sehingga diperlukan agar mengetahui jalannya mekanisme pewarnaanya.
Metode pengecatan pertama kali ditemukan oleh Christian Gram pada tahun 1884. Dengan metode ini. Bakteri dapat dikelompokkan menjadi dua yatu, bakteri gram positif dan bakteri gram negative. Yang didasarkan dari reaksi atau sifat bakteri terhadap cat tersebut. Reaksi atau sifat bakteri tersebut ditentukan oleh komposisi dinding selnya sehingga pengecatan gram tidak bias dilakukan pada mikroorganisme yang tidak mempunyai dinding sel seperti Mycoplasma sp (Tryana, 2008)

           Struktur dasr bakteri terbagi menjadi dua, yaitu:
1.      Struktur dasar (dimiliki oleh jenis bakteri tertentu), meliputi: dinding sel, membrane plasma, sitoplasma, ribosom, DNA, dan granula penyimpanan.
2.      Struktur tambahan (dimiliki oleh jenis bakteri tertentu), meliputi kapsul, flagellum, pilus, fimbria, klorosom, vakuola, gas, dan endospora.

            Melihat dan mengamati bakteri dalam keadaan hidup sangatlah sulit, karena selain bakteri itu tidak berwarna juga transparan dan sangat kecil. Untuk mengamati hal tersebut maka dikembangkansuatu teknik pewarnaan sel bakteri, sehingga sel dapat terlihat jelas dan mudah diamati. Oleh karena itu teknik pewarnaan sel bakteri ini merupakan salah satu cara yang paling utama dalam penelitian-penelitisn mikrobiologi. (Rizki, 2008)

          Macam-macam pewarnaan
1.      Pewarnaan negative
Bakteri tidak diwarnai tapi mewarnai latar belakang
Ditujukan untuk bakteri yang sulit diwarna seperti spirochaeta
2.      Pewarnaan sederhana
Menggunakan satu macam zat warna (biru methilen atau air fukhsin)
Bertujuan hanya untuk melihat bentuk sel.
3.      Pewarnaan differensial
Menggunakan lebih dari satu macam zat wrna
Tujuan untuk membedakan antar baktericontoh pewrnaan gram, perwarnaan bakteri tahan asam.
4.      Pewarnaan khusus
5.      Untuk mewarnai struktur khusus / tertentu dari bakteri menjadi kapsul dan spora. Serta flagell.

Cara Pewarnaan Negative

        Sediaan dihapus kemudian teteskan emrsi, kemudian lihat dimikroskop
Untuk mempelajari morfologi, struktur, sifat-sifat bakteri dalam membantu mengidentifikasi, kuman perlu diwarnai. Pewarnaan gram adalh suatu metode empiris untuk membebaskan spesies bakteri menjadi 2 kelompok besra, yakni gram positif, dan gram negative. Berdasrkan sifat kimia dan fisikanya dinding sel mereka. Metode ini diberi nama berdasarkan penemunya, ilmuwan Denmark, Hant Cristian Gram (153-1938) yang mengembangkan teknik ini pada tahun 1984 untuk membedakan antara pneomokokus dan bakteriislebsiella pneumonia (fizahazny, 2008)

          Bakteri gram negative adalah bakteri yang tidak dapat mempertahankan zat warna metal ungu pada metode pewarnaan gram. Bakteri gram positif akan mempertahankan zat warna metal ungu gelap. Setelah dicuci dengan alkool, sementara bakteri gram negatifnya tidak. Pada uji pewarnaan gram, suatu pewarna menimbal di tambahkan setelah metal ungu yang membuat semua bakteri gram negative, menjadi berwrna merah, atau merah muda. Pengujian ini berguna untuk mengklasifikasikan kedua tip bakteri ini berdasarkan perbedaan  struktur dinding sel mereka (Fizahazny, 2008)
Pewarnaan sederhana

             Adalah pewarnaan yang paling umum digunakan. Disebut demikian karena hanya digunakan satu jenis pewarnaan untuk mewarnai organism. Kebanyakan bakteri telah bereaksi dengan pewarnaan-pewarnaan sederhana, karena sitoplasma bersifat basofil (suka akan basa). Zat-zat warna yang akan digunakan untuk pewarnaan sederhana umumnya bersifat alkalin (komponen kromatofornya bersifat positif). Pewarnaan sederhana ini memungkinkan dibedakannya bakteri dengan bermacam-macam tipe morfologi (coccus, villario, basillus, dll), dan bahan-baha lainnya yang ada pada olesan yang diwarnai (hadiutomo, 1990)
Pewarnaan negative, metode ini bukan untuk mewarnai bakteri, tapi mewarnai latarbelakangnya menjadi hitam gelap. Pada pewarnaan ini mikroorganisme kelihatan transparan (tembus pandang). Teknik ini berguna untuk menentukan morfologi dan ukuran sel.

Cirri-ciri gram negative:
         Struktur dinding selnya tipis, sekitar 10-45mm, berlapis tiga atau multi layer
         Dinding slnya mengandung lemak lebih banyak (11-22%), peptidoglikan terdapt dalam  lapisan kaku,, sebelh dalam dengan jumlah sedikit 10% dari berat kering, tidak mengandung asam laktat.
         Kurag rentan terhadap senyawa penisilin.
         Tidak resisten terhadap gangguan fisik

Ciri-ciri bakteri gram positif:
         Struktur dindingnya tebal
         Dinding selnya mengandung lipid yang lebih normal
         Bersifat lebih rentan terhadap senyawa penisilin
         Pertumbuhan dihambat secara nyata oleh zat-zat warna seperti ungu Kristal
         Komposisi yang dibutuhkan lebih rumit
         Lebih resisten terhadap gangguan fisik.
Pengecatan gram dilakukan dalam 4 tahap. Yaitu
a.       Pemberian cat warna utama (cairan Kristal violet) berwarna ungu
b.      Pengintensifan cat warna dengan penambahan larutan mordan
c.       Pencucian (dekolarisasi) dengan larutan alcohol asam
d.      Pemberian cat lawan yaitu cat warna safranin

          Banyak seenyawa organic berwarna (zat warna) digunakan untuk mewarnai mikroorganisme untuk pemeriksaan mikroskopis dan telah dikembangkan prosedur pewarnaan gram untuk:
Mengamati dengan baik morfologi mikroorganisme secara kasar
Mengidentifikasi bagian-bagian structural sel mikroorganisme
Membantu mengidentifikasi atau membedakan organism yang serupa ( Suriawieia, 2002).

3.1 Cara Kerja
3.1.1 alat                                   3.1.2 Bahan
         Mikroskop                                           aquades sterl
         Kaca benda                                         biakan murni bakteri
         Mangkuk pewarna                              Alkohol 70%
         Kawat penyangga                               Larutan iodin
         Pipet                                                    Kristal violet
         Pinset                                                  Larutan Safranin
         Lampu spirtus                                     Alkohol 95%
         Botol penyemprot

3.2 Cara Kerja
a. Menyediakan kaca benda yang bersih, lalu lewtkan diatas nyala api lampu spirtus
b. Meneteskan setetes aquades steril diatas kaca benda tersebut
c. Secara aseptic ambillah inokulum bakteri yang akan diperiksa, lalu letakkan diatas tekanan aquades itu. Kemudian ratakan perlahan-lahan.
d. Mengambil kaca benda lain yang bersih, lalu meletakkan diatas kaca benda sediaan sehingga membentuk sudut 45⁰
e. Menggeserkan kaca benda yang tegak ini, sehingga sediaan menjadi tipis dan merata. Biarkan sampai kering.
f. melakukan fiksasi dengan cara melewatkan sediaan tersebut diatas nyala api lampu spirtus dengan cepat.
g. Meletakkan sediaan diatas kawat penyangga yang berada diatas mangkuk pewarna. Lalu meneteskan Kristal violet diatas sediaan tersebut. Menunggu sampai 1 menit.
h. Mmembuang kelebihan zat warna tersebut kedalam mangkuk dan bilaslah sediaan dengan air kran
i. Meneteskan larutan iodine diats sediaan itu, lalu menunggu selama 2 menitdengan air kran.
k. Membuang alcohol 95% diatas sediaan, lalu membiarkan selama 1 menit.
l. Membuang sisa alcohol kedalam mangkuk dan membilas sedian dengan air kran.
m. Meneteskan larutan safranin diatas sediaan , lalu membiarkannya selama 30 detik.
n. Membuang kelebihan larutan safranin kedalam mangkuk, lalu bilas dengan air kran.
o. Mengeringkan sediaan itu secara hati-hati dengan kertas  penghisap lalu periksalah dibawah mikroskop. Bila teknik pewarnaannya berhasil dengan baik, maka sel-selnya bakteri yang bersifat gram positif akan berwarna ungu, sedangkan sel-sel bakteri yang bersifat gram negative akan berwarna merah dan merah muda.

        Dibawah ini merupakan gambar dari pewarnaan bakteri gram positif





               Pewarnaan bakteri untuk memperlihatkan atau memperjelas kontras antara sel dan latar belakang, sehingga dapat mempertajam bentuk sel-sel mikroba itu sendiri, dengan car mewarnai sel-sel mikroba dengan zat warna khususnya, yaitu warna Kristal violet pada pengecatan digunakan bakteri Bacillus aereus dan Salmonella typii. Setelah pengecatan diperoleh bakteri tersebut berwarna ungu, yamg berarti bakteri tersebut menyerap zat warna cat tersebut sehingga Nampak pada mikroskop. Zat wwarna yang umumnya digunakan adalah bersifat alkalin (Anonymous. 2008)
Langkang-langkah dalam pewarnaan gram







           Pengamatan gram termasuk pengecatan differensial yang digunakan untuk membedakan bakteri garam positif atau bakteri gggram negate. Pada pengecatan ini digunakan 3 jenis bakteri, yaitu: Bacillus aerus, salmonella typii, dan Eschercia colli. Pengecatan ini menggumakan 4 jenis larutan, yaitu: Kristal violet sebagai catwarna, larutan iodin sebagi pengintensifan cat utama, alcohol asam untuk pencucian dan safranin sebagai zat penetup. Berdasarkan percobaan dapat Baccilus aerus, dan Salmonella typii bersifat gram positif yang berartibakteri dapat mengikat dengan kuat cat warna ungu dari Kristal violet. Pada saat gram positif ditambahkan dengan kristel violet, maka gram positif akan mengabsorbsi larutan tersebut hanya pada dinding sel. Dengan pemberian larutan iodin mak Kristal violet akan masuk sampai ke inti sel. Pemberian alcohol menyebabkan pori-pori di dalam sel disebabkan oleh rendahnya kandungan lipid. Pada praktikum yang telah dilakukan dapat juga diidentifikasi bahwa bakteri berbentuk basil dan memiliki bidang pandang mikroskopis. Bakteri ini ditemukan pada perbesaran 40×10 (Anonymous, 2010)
         Pewarnaan bakteri digunakan untuk memperlihatkan atau mempelajari kontras antar sel dan latar belakangnya sehingga dapat mempertsjsm bentuk sel-sel mikroba.
         Pengecatan gram termasuk pengecatan differensial yang digunakan untuk membedakan gram positif dan gram negative.
         Pada pengecatan, digunakan 4 larutan, yaitu: Kristal violet, iodine, alcohol. Dan safranin
         Bakteri yang bersifat gram positif dapat mengikat dengan kuat ungu dari krostal violet, sedangkan bakteri yang bersifat gram negative tidak dapat mengikat warna ungu dari Kristal violet biasa akan berwarna merah atau merah muda setelah diamati pad mikoskop.

Read More

Uji Katalase

              Uji katalase digunakan untuk mengetahui aktivitas katalase pada bakteri yang diuji. Kebanyakan bakteri memproduksi enzim katalase yang dapat memecah H₂O₂ menjadi H2O dan O2. Enzim katalase diduga penting untuk pertumbuhan aerobik karena H₂O₂ yang dibentuk dengan pertolongan berbagai enzim pernafasan bersifat racun terhadap sel mikroba. Beberapa bakteri yang termasuk katalase negatif adalah Streptococcus, Leuconostoc, Lactobacillus, dan Clostridium.
 

          Uji ini dilakukan dengan langkah:

1. Mengambil kultur sampel dengan ose secara aseptis dari agar miring dengan meijarkan ose dan mendinginkannya.

2. Biakan digoreskan pada petridish agar sel rata dan tidak bertumpuk.

3. Kultur mikroba kemudian ditetesi 1-2 tetes H₂O₂ 3% agar aktivitas katalase pada mikroba dapat diketahui.

4. Petridish ditutup kembali agar tidak ada kontaminasi dan memaksimalkan mikroba untuk merombak H₂O₂.

5. Amati ada tidaknya gelembung-gelembung kecil. Jika terdapat gelembung maka dalam petridish tersebut merupakan bakteri katalase positif, sebaliknya jika tidak ada gelembung termasuk bakteri katalase negatif.

Keberadaan H₂O₂ pertama kali dideteksi pada kultur Pneumococcus, sebuah organismeyang tidak memproduksi katalase dan sedikit sensitif terhadap peroksida. Organisme yang tidak memproduksi katalase dilindungi oleh penanaman dengan jaringan hewan atau tumbuhan atau organisme lain yang mempunyai kemampuan memproduksi enzim. Katalase diproduksi oleh beberapa bakteri. Beberapa bakteri diantaranya memproduksi katalase lebih banyak daripada yang lain. Ini ditunjukkan dengan jumlah yang banyak pada bakteri aerob. Sedangkan enzim tidak diproduksi oleh bakteri anaerob obligat karena mereka tidak memerlukan enzim tidak diproduksi oleh bakteri anaerob obligat karena mereka tidak memerlukan enzim tersebut.

Bakteri katalase positif seperti S. Aureus bisa menghasilkan gelembung-gelembung oksigen karena adanya pemecahan H₂O₂ (hidrogen peroksida) oleh enzim katalase yang dihasilkan oleh bakteri itu sendiri. Komponen H₂O₂ ini merupakan salah satu hasil respirasi aerobik bakteri, misalnya S. aureus, dimana hasil respirasi tersebut justru dapat menghambat pertumbuhan bakteri karena bersifat toksik bagi bakteri itu sendiri. Oleh karena itu, komponen ini harus dipecah agar tidak bersifat toksik lagi. 

Bakteri katalase negatif tidak menghasilkan gelembung-gelembung. Hal ini berarti H2O2 yang diberikan tidak dipecah oleh bakteri katalase negatif, misalnya, L.casei sehingga tidak menghasilkan oksigen. Bakteri katalase negatif tidak memiliki enzim katalase yang menguraikan H₂O₂.

Mekanisme enzim katalase memecah H₂O₂ yaitu saat melakukan respirasi, bakteri menghasilkan berbagai macam komponen salah satunya H₂O₂. Bakteri yang memiliki kemampuan memecah H₂O₂ dengan enzim katalase maka segera membentuk suatu sistem pertahanan dari toksik H₂O₂ yang dihasilkannya sendiri. Bakteri katalase positif akan memecah H₂O₂ menjadi H₂O dan O₂ dimana parameter yang menunjukkan adanya aktivitas katalase tersebut adalah adanya gelembung-gelembung oksigen seperti pada percobaan yang telah dilakukan. Dengan enzim katalase, H₂O₂ diurai dengan reaksi sebagai berikut:

2H₂O₂ --> 2H₂O + O₂

Read More

Gerak Refleks

Gbr. Lengkung refleks yang menggambarkan mekanisme
jalannya impuls pada lutut yang dipukul

           Gerak merupakan pola koordinasi yang sangat sederhana untuk menjelaskan penghantaran impuls oleh saraf.

 

        Gerak pada umumnya terjadi secara sadar, namun, ada pula gerak yang terjadi tanpa disadari yaitu gerak refleks. Impuls pada gerakan sadar melalui jalan panjang, yaitu dari reseptor, ke saraf sensori, dibawa ke otak untuk selanjutnya diolah oleh otak, kemudian hasil olahan oleh otak, berupa tanggapan, dibawa oleh saraf motor sebagai perintah yang harus dilaksanakan oleh efektor. 

              Secara umum, refleks dapat diartikan sebagai respon yang terjadi secara otomatis, tanpa kesadaran. Refleks saraf selalu dimulai dengan adanya stimulus yang mengaktifkan reseptor sensoris. Kunci dari jaras refleks adalah negative feedback. Jalur yang terlibat dalam terjadinya refleks dikenal sebagai lengkung refleks. Tidak seperti gerak biasa yang memiliki banyak variasi respon, respon untuk gerak refleks dapat diprediksikan karena jalurnya selalu sama.

Neural refleks bisa diklasifikasikan sebagai berikut :

1. Berdasarkan divisi efferent sistem saraf yang mengontrol respon

           Refleks ini melibatkan somatic motor neuron dan otot skeletal yang dikenal sebagai refleks somatik. Refleks yang responnya dikontrol saraf otonom disebut refleks otonom.

2. Berdasarkan lokasi CNS di mana refleks diintegrasikan

            Refleks spinal diintegrasikan di spinal kord. Refleks ini bisa dimodulasi oleh input yang lebih tinggi dari otak, namun bisa juga tanpa input tersebut. Refleks yang diintegrasikan di otak disebut refleks kranial.

3. Berdasarkan apakah refleks itu dipelajari atau didapat.

             Refleks patella merupakan refleks yang didapat. Contoh refleks didapat adalah Pavlov’s dogs salivating saat mendengar sebuah bel. Refleks ini juga disebut conditioned reflex. Begitu juga saat seorang pianis memainkan jari-jarinya di atas piano yang merupakan refleks yang dipelajari.

4. Berdasarkan jumlah neuron di jaras refleks

               Yang paling sederhana adalah monosynaptic reflex, yang merupakan refleks dengan sinapsis tunggal di antara dua neuron di jaras : satu afferen, satu efferen, yang bersinapsis di spinal kord. Sedangkan kebanyakan refleks terdiri dari tiga atau lebih neuron, disebut polysinaptic reflex. Jalur divergen memungkinkan stimulus tunggal mempengaruhi banyak target sedangkan konvergen mengintegrasikan input untuk memodulasi sebuah respon.

a. Refleks otonom

            Refleks ini disebut juga refleks visceral karena sering melibatkan organ internal tubuh. Beberapa refleks visceral, seperti urinasi dan defekasi, merupakan refleks spinal yang bisa terjadi tanpa input dari otak. Meskipun begitu, refleks spinal juga sering dimodulasi oleh excitatory atau inhibitory signal dari otak yang dibawa oleh jaras descending dari pusat otak yang lebih tinggi. Misal, urinasi dapat diinisiasi secara sadar dengan kesadaran atau bisa juga dihambat oleh stress dan emosi, seperti dengan adanya orang lain (sindrom bashful bladder).

               Refleks otonom lain diintegrasikan di otak , khususnya di hipotalamus, thalamus dan batang otak. Daerah ini berisi pusat koordinasi yang dibutuhkan untuk menjaga homeostatis seperti detak jantung, tekanan darah, nafas, makan, keseimbangan air dan menjaga temperatur. Di sini juga ada pusat refleks seperti salivating, muntah, bersin, batuk, menelan, dan tersendak.

Salah satu tipe reflex otonom yang menarik adalah konversi stimulus emosional ke respon visceral. Sistem Limbic, yang merupakan tempat operasi primitif seperti sex, takut, marah, agresif dan lapar, disebut sebagai “visceral brain” karena pengaruhnya dalam refleks emosional. Contoh lain adalah folikel rambut yang tertarik saat seseorang merasa takut.

                  Refleks otonom merupakan polysinaptic dengan sedikitnya satu sinapsis di CNS di antara neuron sensorik dan preganglion saraf otonom serta sinaps tambahan di ganglion, antara neuron preganglionic dan postganglionic.

b. Refleks Otot Skeletal

               Eksitasi somatic motor neuron selalu menyebabkan kontraksi di otot rangka. Tidak ada inhibitory neuron yang bersinapsis di otot skeletal untuk membuatnya rileks. Relaksasi merupakan akibat dari tidak adanya eksitatory input.

Refleks otot skeletal memiliki komponen sebagai berikut :

1.  Reseptor sensorik

       Dikenal sebagai proprioceptor yang terletak di otot skeletal, kapsul sendi, dan ligament. Reseptor ini memonitor posisi tungkai, pergerakan dan upaya yang kita gunakan saat mengangkat benda.

2. Neuron sensorik yang membawa sinyal dari proprioceptor ke CNS

3.               CNS, yang menintegrasikan sinyal masuk menggunakan jalur eksitatori dan inhibitori interneuron. Pada refleks, informasi sensorik diintegrasikan dan dilakukan secara bawah sadar. Meskipun begitu, informasi sensorik mungkin diintegrasikan di cerebral korteks dan menjadi persepsi serta beberapa refleks bisa dimodulasi sebagai sebagai input sadar.

4. Motor neuron somatik yang membawa sinyal output. Motor neuron somatik yang mempersarafi kontraktil otot disebut alpha motor neuron.

5. Efektor, yang merupakan serat kontraktil otot skeletal, juga dikenal sebagai muscle fiber ekstrafusal. Potensial aksi di alpha motor neuron akan menyebabkan serat ekstrafusal berkontraksi.

Ada tiga buah propioceptor ditemukan di tubuh: muscle spindel, organ golgi tendon, dan reseptor sendi.

1. Muscle spindel merespon peregangan otot

            Muscle spindel merupakan reseptor peregangan yang mengirim informasi ke spinal kord dan otak mengenai panjang otot dan perubahan panjang otot. Kecuali pada rahang, semua otot skeletal tubuh memiliki banyak muscle spindel.

Masing-masing musle spindel terdiri dari kapsul jaringan ikat yang membentuk sekelompok serat saraf kecil yang dikenal sebagai serat intrafusal. Serat ini dimodifikasi sehingga ujungnya kontraktil, tetapi bagian tengahnya kekurangan miofibril. Ujung kontraktil ini mendapatkan persarafan sendiri dari gamma motor neuron. Bagian tengah yang nonkontraktil dibungkus oleh ujung saraf sensoris langsung dengan alpha motor neuron yang mempersarafi otot di mana spindel berada.

            Saat sebuah otot beristirahat, daerah central dari masing-masing musle spindel akan cukup tertarik untuk mengaktifkan serat sensoris. Hasilnya, neuron dari spindel aktif secara tonik, mengirimkan arus stabil potensial aksi ke CNS. Karena itu, meski dalam posisi istirahat, otot tetap memiliki ketegangan tertentu yang dikenal sebagai musle tone.

              Muscle spindel dilabuhkan secara paralel ke serat otot ekstrafusal. Pergerakan yang menyebabkan pemanjangan otot juga meregangkan muscle spindel dan menyebabkan serat sensorisnya “fire” dengan cepat. Hal ini menyebabkan refleks kontraksi otot yang akan mencegah otot melakukan over stretching. Jaras reflex yang mana regangan otot menyebabkan respon kontraksi dikenal sebagai “stretch reflex”.

2. Golgi tendon berespon pada ketegangan otot

           Reseptor ini ditemukan di persimpangan tendon dan serat otot. Organ golgi tendon, berespon secara primer ke tension otot yang berkembang selama kontraksi isometrik dan menyebabkan reflek relaksasi. Respon ini berlawanan dengan reflek kontraksi yang disebabkan muscle spindel.

Organ golgi tendon disusun oleh tiga ujung saraf bebas yang membelit serat kolagen di dalam kapsul jaringan ikat. Saat sebuah otot berkontraksi, tendonnya akan menjadi sebuah komponen elastis fase isometrik kontraksi. Kontraksi akan menarik serat didalam tendon golgi dengan kuat, menjepit ujung sensoris saraf afferen dan menyebabkan mereka “fire”.

             Input afferent dari aktivasi organ golgi tendon mengeksitasi inhibitory interneurons di spinal kord. Interneuron menghambat alpha motor neuron yang mempersarafi otot, dan kontraksi otot akan turun. Dalam kebanyakan keadaan, reflek ini memperpelan kontraksi otot saat kekuatan otot meningkat. Dengan kata lain, organ golgi tendon akan mencegah kontraksi berlebihan yang mungkin melukai otot.

3. Stretch refleks dan Inhibisi resiprok mengontol pergerakan di sekeliling sendi

             Pergerakan di sekeliling sendi paling flexible dikontrol oleh sekelompok otot sinergis dan antagonis yang terkoordinasi. Kumpulan pathway yang mengontrol suatu sendi dikenal sebagai unit myotatic.

Refleks paling sederhana pada unit myotatic adalah monosynaptic stretch reflex, yang hanya melibatkan dua neuron, neuron sensorik dari muscle spindle dan neuron somatic motor neuron ke otot. Reflek hentakan lutut adalah contoh monosynaptic stretch reflex.

              Saat tendon pattelar di bawah tempurung lutut di ketuk dengan palu kecil, ketukan akan meregangkan otot quadriceps. Ini akan mengaktifkan muscle spindles dan mengirim potensial aksi melalui serat sensoris ke spinal kord. Neuron sensoris bersinaps secara langsung ke motor neuron yang mengontrol kontraksi otot quadriceps. Eksitasi dari motor neuron menyebabkan unit motorik di quadriceps berkontraksi dan kaki bagian bawah akan maju ke depan.

4. Refleks fleksi menarik tungkai dari stimulus nyeri

             Refleks fleksi merupakan polysinaptic reflex pathway yang menyebabkan tangan atau kaki tertarik saat ada rangsang nyeri, misalnya terkena peniti atau kompor panas. Refleks ini terjadi dengan jalur divergen.

Saat kaki kontak dengan titik paku, nocireseptor di kaki mengirim sensor informasi ke spinal kord. Disini sinyal akan berdivergen mengaktifkan multiple eksitatori interneurons. Beberapa neuron ini akan mengeksitasi alpha motor neuron menyebabkan kontraksi otot fleksi tungkai yang terstimulus. Beberapa interneuron secara simultan mengaktivasi inhibitory interneurons yang menyebabkan relaksasi sekelompok otot antagonis. Karena inhibisi resiprok inilah, tungkai akan fleksi, menarik dari stimulus nyeri. Tipe refleks ini membutuhkan waktu lebih banyak dari pada stretch reflex karena lebih polysinaptic.

Saat lengkung refleks untuk menghindari stimulus nyeri diinisiasi di sebuah kaki, kaki yang berlawanan juga akan mempersiapkan diri sehingga orang tersebut tidak kehilangan keseimbangan.

Tidak semua aktivitas refleks melibatkan lengkung refleks yang jelas, meskipun begitu prinsip dasar refleks tetap ada. Ada jenis refleks yang dimediasi baik oleh neuron atau hormon maupun keduanya, ada pula yang tidak melibatkan keduanya.

        Gerak refleks berjalan sangat cepat dan tanggapan terjadi secara otomatis terhadap rangsangan, tanpa memerlukan kontrol dari otak. Jadi dapat dikatakan gerakan terjadi tanpa dipengaruhi kehendak atau tanpa disadari terlebih dahulu. Contoh gerak refleks misalnya berkedip, bersin, atau batuk. 

 

                   Pada gerak refleks, impuls melalui jalan pendek atau jalan pintas, yaitu dimulai dari reseptor penerima rangsang, kemudian diteruskan oleh saraf sensori ke pusat saraf, diterima oleh set saraf penghubung (asosiasi) tanpa diolah di dalam otak langsung dikirim tanggapan ke saraf motor untuk disampaikan ke efektor, yaitu otot atau kelenjar. Jalan pintas ini disebut lengkung refleks. Gerak refleks dapat dibedakan atas refleks otak bila saraf penghubung (asosiasi) berada di dalam otak, misalnya, gerak mengedip atau mempersempit pupil bila ada sinar dan refleks sumsum tulang belakang bila set saraf penghubung berada di dalam sumsum tulang belakang misalnya refleks pada lutut.

Read More