HUBUNGAN STUKTUR DAN AKTIVITAS OBAT

ANTISEPTIKA

Mata Kuliah :

Kimia Medisinal

Penyusun :

Adi prasetyo

Ena Sri Anjani

M Hisan abdilah

Rahayu damayanti

Vina Alviani

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI INDUSTRI DAN FARMASI BOGOR

2016

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Dasar Teori

Obat antiinfeksi setempat adalah senyawa yang digunakan secara setempat untuk

menghambat pertumbuhan atau membunuh mikroorganisme, baik pada jaringan hidup

maupun jaringan mati. Obat antiinfeksi setempat dibagi menjadi dua kelompok, yaitu

antiseptik dan desinfektan

Antiseptik adalah senyawa kimia yang digunakan untuk menghambat pertumbuhan

atau membunuh mikroorganisme pada jaringan hidup, mempunyai efek membatasi dan

mencegah infeksi agar tidak menjadi lebih parah. Antiseptika digunakan pada permukaan

mukosa, kutan dan luka yang terinfeksi. Antiseptika yang ideal adalah dapat menghambat

pertumbuhan dan merusak sel-sel bakteri, spora bakteri jamur, virus dan protozoa, tanpa

merusak jaringan tubuh.

Antiseptika digunakan dalam bentuk sediaan tunggal atau digabungkan dengan

detergen, sabun, serbuk tabur, deodoran dan pasta gigi. Pada penggunaan secara setempat,

obat kadang-kadang menyebabkan iritasi kulit atau mukosa, dan menimbulkan reaksi alergi

atau dermatitis. Bila terserap obat menimbulkan toksisitas sistemik.

Antiseptik ideal adalah :

cepat bekerja terhadap jasad renik, mikroorganisme (baik spektrum rendah ataupun

spektrum luas tergantung pada penggunaanya).

tegangan permukaan rendah.

tetap aktif dengan adanya cairan tubuh.

tidak bersifat iritasi terhadap jaringan.

tidak menimbulkan alergi.

tidak menimbulkan toksisitas sistemik bila digunakan pada kulit atau jaringan lunak.

Desinfektan adalah senyawa klorida yang digunakan untuk membunuh mikroorganisme

(bakterisid), biasanya pada benda mati, dan dengan cepat menghasilkan efek letal yang tak

terpulihkan. Desinfektan digunakan secara luas untuk sanitasi atau rumah sakit.

Desinfektan ideal adalah :

Cepat membasmi mikroorganisme patogen yang potensial termasuk spora

Mempunyai daya penetrasi yang baik kedalam bahan organik.

Dapat bercampur dengan bahan organik (terutama sabun-sabun)

Tidak menjadi in aktif oleh jaringan hidup.

Tidak korosif.

Mempunyai nilai estetika (tidak menimbulkan noda, tidak berbau dan lain-lain).

Antiseptika dan desinfektan dapat merusak sel dengan cara koagulasi atau denaturasi

protein protoplasma sel, atau menyebabkan sel mengalami lisis, yaitu dengan mengubah

struktur membran sel sehingga menyebabkan kebocoran isi sel.

BAB II

PEMBAHASAN

2.2 Mekanisme Kerja

Mekanisme kerja senyawa antiseptika dan desinfektan sangat beragam dan secara skematik

dapat dilihat pada gambar

Gambar : gambaran skematik mekanisme kerja dan sasaran utama antiseptika dan

Desinfektan

Fenol Hg++

KlorheksidinGlutaraldehid

Etilen oksidaCu++, Ag++

H2O2

I2

Klorofor

FormaldehidGlutaraldehidEtilen oksida

Fenol SabunKlorheksidin alkohol

Fenol FormaldehidHg++

TimerodalNaOCl

Turunan akridin

2,4-DinitrofenolKarbanilidaSalisilamidaBeberapa fenol

klorheksidin

heksaklorofen

Senyawa kationik

gugus-COOH

Sistem transpor elektron

ATPase membran

Kekuatan daya tahan Protonvvvvvvv ADN

Dinding sel

Kadar tinggiKadar rendah

lixis

Membran Sitoplasma

Sitoplasma

gugus-SHgugus-NH2

Koagulasi KonstituenSitoplasma

Mekanisme kerja antiseptika dan desinfekta dikelompokan sebagai berikut :

a. Penginaktifan enzim tertentu

Penginaktifan enzim tertentu adalah mekanisme umum dari senyawa antiseptika dan

desifektan, seperti turunan aldehida, anida, karbanilida, etilen oksida, halogen,

senyawa merkuri dan senyawa amonium kuartener.

Aldehida dan eltilen oksida bekerja dengan mengalkilasi secara lagsung gugus

nukleofil, seperti gugus-gugus amino, karboksil, hidroksil, fenol dan tiol, dari protein

sel bakteri.

Reaksi alkilasi di atas dijelaskan sebabagi berikut :

R – CHO + ROH R –CH –OR

Aldehida gugus nukleotida

(hidroksil) OH

H2C

O + ROH ROCH2CH2OH

H2C

Etil oksida

Reaksi alkilasi tersebut menyebabkan pemblokan sisi aktif dan pengubahan

konfirmasi enzim sehingga terjadi hambatan pertumbuhan sel bakteri.

Iodin secara langsung dapat mengadakan iodinasi rantai polipeptida protein sel

bakteri, mengoksidasi gugus tirosin dan sulfhidril protein, dan menyebabkan

penginaktifan protein enzim tertentu sehingga bakteri mengalami kematian.

Mekanisme reaksinya dijelaskan sebagai berikut :

+ I2

+ I2

+ I2

b. Denaturasi protein

Turunan alkaloid, halogen dan halogenofor, senyawa merkuri, peroksida, turunan

fenol dan senyawa amonium kuarterner bekerja sebagai antiseptik dan desinfektan

dengan cara denaturasi dan koagulasi protein sel bakteri .

Turunan alkohol dapat menimbulkan denaturasi protein sel bakteri dan proses

tersebut memerlukan air. Hal ini ditunjang oleh fakta bahwa alkohol absolut, yang

tidak mengandung air, mempunyai aktivitas antibakteri jauh lebih rendah dibanding

alkohol yang mengandung air. Selain itu turunan alkohol juga menghambat sistem

fosforilasi dan efeknya terlihat jelas pada mitokondria, yaitu pada hubungan subtrat-

nikotinamid adenin dinukleotida (NAD).

Turunan fenol berinteraksi dengan sel bakteri melalui proses adsorpsi yang

melibatkan ikatan hidrogen. Pada kadar rendah terbentuk kompleks protein fenol

O

O

R

1 1

OH

R

OH

-(N-CH-CO)

CH2

OH

-(NH-CH-CO)

CH2

dengan ikatan yang menyebabkan presipitasi serta denaturasi protein. Pada kadar

tinggi fenol menyebabkan koagulasi protein dan sel membran mengalami lisis.

Turunan peroksida adalah senyawa pengoksidasi dan kerjanya tergantung pada

kemampuan pelepasan oksigen aktif. Reaksi oksidasi ini mampu membunuh banyak

mikroorganisme.

c. Mengubah permeabilitas membran sel bakteri

Ini adalah model kerja turunan amin dan guanidin, turunan fenol dan senyawa

amonium kuarterner. Dengan mengubah permeabilitas membran sel bakteri,

senyawa-senyawa diatas menimbulkan kebocoran konstituen sel yang esensial

sehingga bakteri mengalami kematian.

Klorheksidin, suatu katoin aktif, dapat berikatan dengan gugus-gugus yang bermuatan

negatif pada dinding sel bakteri, menghasilkan netralisasi muatan, obat kemudian

diabsorpsi dan menyebabkan kerusakan dinding sel. Selain mekanisme kerja di atas

klorheksidin juga menyebabkan presipitasi protein plasma sel bakteri.

d. Interkalasi ke dalam ADN

Beberapa zat warna, seperti turunan trifenilmetan dan akridin, bekerja sebagai

antibakteri dengan mengikat secara kuat asam nukleat, menghambat sintesis ADN dan

menyebabkan perubahan kerangka mutasi pada sintesis protein.

Turunan trifenilmetan, seperti gentian violet dan turunan akridin, seperti akriflavin

adalah karbon aktif, dapat berkompetisi dengan ikatan hidrogen membentuk kompleks

yang tak terionisasi dengan gugus bermuatan negatif dari konstituen sel, terjadi

pemblokan proses biologis yang penting untuk kehidupan bakteri sehingga bakteri

mengalami kematian.

e. Pembentukan kelat

Beberapa turunan fenol, seperti heksaklorofen dan oksikuinolin, dapat membentuk

kelat dengan ion Fe dan Cu, kemudian bentuk kelat tersebut masuk ke dalm sel

bakteri. Kadar yang tinggi dari ion-ion logam didalam sel menyebabkan gangguan

fungsi enzim-enzim sehingga mikroorganisme mengalami kematian

Senyawa yang mempunyai aktivitas antiseptik dibagi menjadi sembilan kelompok, yaitu

turunan alkohol, amidin dan guanidin, zat warna, halogen, senyawa merkuri, senyawa fenol,

senyawa amonium kuarterner, senyawa perak dan turunan lain-lain.

A. Turunan alkohol

Turunan alkohol terutama digunakan untuk :

1. Antiseptik pada pembedahan dan pada kulit, contoh : etanol dan isopropil

alkohol

2. Pengawet, contoh: benzil alkohol, fenetil alkohol dan klorbutanol

3. Mensterilkan udara, dalam bentuk aerosol, contoh: etilen glikol, propilen

glikol dan trimetilen glikol

Hubungan struktur dan aktivitas

a. Pada turunan alkohol alifatik, dengan bertambahnya jumlah atom C, kelarutan

senyawa dalam air akan menurun dan kelarutan dalam lemak meningkat. Hal

menyebabkan kemampuan penetrasi ke dalam membran sel bakteri meningkat

sehingga meningkat pula aktivitas antiseptiknya, sampai pada jumlah atom C

tertentu.

Contoh : terhadap Stophylococcus aureus, jumlah atom C optimal = 5, sedang

terhadap Bacillus thyposus, jumlah ataom C optimal=8. Bila jumlah atom C

ditingkatkan lagi, aktivitasnya menurun secara drastis.

b. Adanya percabangan dapat meningkatkan kelarutan dalam air dan

menurunkan kelarutan dalam lemak sehingga penembusan membran sel

menurun dan aktivitasnya juga menurun .

Contoh : akibat primer lebih aktif dibanding alkohol sekunder, dan alkohol

sekunder lebih aktif dibanding alkohol tersier.

c. Adanya ikatan rangkap mempunyai efek serupa dengan adanya percabangan.

Contoh : alilalkohol mempunyai aktivitas antibakteri yang lebih rendah

dibanding n-propilalkohol.

Turunan alkohol yang sering digunakan sebagai antiseptik adalah etil alkohol dan

isopropil alcohol

B. Turunan amidin dan Guanidin

Contoh : klorheksidin glukonat ( Hibiscruh, Hibisol) dan klorheksidin asetat

(Hibitane, Bactigras).

Klorheksidin, adalah senyawa kationik, terutama digunakan sebagai antiseptik

kulit sebelum operasi, antiseptik luka dan desifektan alat-alat bedah. Klorheksidin

efektif terhadap bakteri gram-positif, gram-negatif dan jamur, terhadap spora

bakteri hanya efektif pada suhu tinggi.

Dosis : klorheksidin glukonat, larutan 4% dalam air atau larutan 0,5% dalam 70%

isopropil alkohol.

Klorheksidin asetat, larutan 0,02-0,5% dalam air, gliserin atau 70%alkohol .

NH NH NH NH

NH-C-NH-C-NH-(CH2)6-NH-C-NH-C-NH

Klorheksidin

C. Senyawa Fenol

Contoh : fenol, para-klorfenol, diklorofen, resorsinol, timol, eugenol,

heksaklorofen dan polikresulen (Albothyl).

Turunan fenol mempunyai efek antiseptik, anthelmintik, anestetik, keratolitik,

kaustik dan bekerja dengan mengendapkan protein sel bakteri. Turunan ini

terutama digunakan sebagai antiseptik, desinfektan, anthelmintik, dan keratolitik.

Hubungan struktur dan aktivitas

a. Fenol sendiri mempunyai efek antiseptik. Peningkatan sifat lipofil turunan

fenol akan meningkatkan aktivitas antiseptiknya.

b. Pemasukan gugus halogen, seperti klorin dan bromin, ke inti fenol akan

meningkatkan aktivitas antiseptik. Aktivitas ini lebih meningkat bila jumlah

halogen yang dimasukkan bertambah. Polihalogenasi fenol kurang berguna

karena senyawa mempunyai kelarutan dalam air sangat kecil dan tidak dapat

dibawa oleh cairan luar sel ke reseptor, sehingga aktivitasnya rendah.

Cl Cl

Meskipun demikian pentaklorfenol dapat digunakan sebagai pengawet kayu

karena mempunyai efek antijamur tinggi.

Substitusi halogen pada posisi para dari fenol memberikan aktivitas yang lebih

besar dibanding pada posisi orto.

c. Pemasukan gugus nitro dapat meningkatkan aktivitas antiseptik sampai derajat

yang moderat.

d. Pemasukan gugus asam karboksilat dan asam sulfonat menurunkan aktivitas

antiseptik karena dapat meningkatkan kelarutan dalam air dan menurunkan

kelarutan dalam lemak sehingga penembusan ke membran sel bakteri

menurun.

e. Pemasukan gugus alkil atau gugus aromatik ke dalam struktur fenol, kresol,

resorsinol dan lain-lain, pada umumnya akan meningkatkan aktivitas

antibakteri dan menurunkan toksisitasnya. Struktur dan ukuran rantai alkil

menunjukkan efek yang berbeda. Rantai n-alkil lebih efektif dibanding rantai

isoalkil primer lebih efektif dibanding rantai alkil sekunder dan rantai alkil

sekunder lebih efektif dibanding rantai alkil tersier.

f. Pemasukan gugus alkoksi meningkatkan aktivitas antiseptik fenol.

Contoh :

1. Timol, isopropil m-kresol, berasal dari minyak timi, ynag terdapat pada

tanaman Thymus vulgaris. Larutan timol 0,01% dalam trikloretilen digunakan

sebagai antimikroba. Larutan 1% dalam alkohol digunakan sebagai antijamur,

terutama efektif terhadap ragi yang patogen. Dalam serbuk tabur kadar 2%,

timol digunakan untuk pengobatan infeksi cacing gelang.

2. Eugenol, 4-alil-2-metoksifenol, terdapat ±82% dalam minyak cengkeh,

digunakan sebagai antiseptik pada obat kumur dan analgesik pada sakit gigi.

Adanya gugus para-alil dan orto-metoksi dapat menunjang aktivitas antisetik

dan anestetik. Eugenol mempunyai koefisien fenol =14,4.

D. Senyawa Merkuri

Senyawa merkuri dibagi menjadi dua kelompok, yaitu :

1. Merkuri anorganik, contoh : merkuri klorida (HgCl2), merkuro klorida

(kalomel = Hg2Cl2), merkuri oksida (HgO) kuning dan merkuri amonium

klorida (NH2HgCl).

2. Merkuri organik, contoh : fenilmerkuri nitrat, merbromin (merkurokrom),

nitromersol dan timerosal.

Senyawa merkuri mempunyai aktivitas antiseptik dan disinfektan. Merkuri

anorganik bersifat toksik, dan menimbulkan iritasi kulit sehingga sekarang jarang

digunakan sebagai antiseptik, tetapi masih digunakan sebagai pengawet dalam

industri. Senyawa merkuri organik dapat melepaskan ion merkuri secara perlahan-

lahan sehingga menunjukkan efek samping (toksisitas dan iritasi) yang lebih kecil

dibanding senyawa merkuri anorganik.

Contoh:

1. Timerosal, mudah larut dalam air, efek iritasi rendah dan mempunyai efek

bakteriostatik yang seragam. Larutan timerosal dalam air digunakan sebagai

antiseptik pada luka dengan kadar 1:1000, untuk iritasi uretra dengan kadar

1:5000 dan antiseptik pada membran mukosa hidung dengan kadar 1:2000.

Dalam bentuk salep dengan kadar 1:5000, timerosal digunakan untuk

antiseptik mata.

E. Golongan Zat Warna

Golongan zat warna dibagi menjadi dua kelompok yaitu turuna akridin dan

turunan difenilmetan.

1. Turunan Akridin

Contoh : akriflavin, aminakrin HCl dan proflavin

Turunan akridin adalah senyawa kation aktif, digunakan sebagai antiseptik

setempat pada permukaan mukosa kulit dan antiseptik luka. Turunan ini

efektif terhadap bakteri Gram-positif dan Gram-negatif.

Hubungan struktur dan aktivitas

a) Aktivitas antibakteri turunan akridin tergantung pada derajat ionisasi

senyawa.

3-Aminoakridin dan 9-aminoakridin bersifat lebih basa dibanding turunan

aminoakridin yang lain karena terjadi stabilisasi resonansi dari bentuk

terprotonasi. Bentuk terionisasinya makin besar (91% dan 100%) sehingga

makin efektif interaksinya dengan gugus anion protein sel bakteri.

Bentuk resonansi dari 3 dan 9- aminoakridin dijelaskan sebagai berikut:

b) Turunan akridin juga memerlukan bentuk dan ukuran molekul tertentu

serta kedudukan planar untuk memberikan aktivitas antibakteri maksimal.

Untuk menimbulkan aktivitas didapat bahwa luas daerah planar minimal

adalah 38Å kuadrat.

4-Aminokuinolin dan 4-aminotetrahidroakridin mempunyai luas daerah

±28 Å kuadrat, ternyata tidak menimbulkan efek antibakteri.

2. Turunan Trifenilmetan

Contoh : gentian violet dan malachite green.

Larutan 1-2% dari gentian violet digunakan secara setempat untuk pengobatan

kandidiasis (infeksi Candida albicans) pada vagina dan mulut bayi.

Hubungan struktur dan aktivitas

a) Bila salah satu gugus fenil dihilangkan aktivitasnya akan menurun.

b) Untuk aktivitas optimal diperlukan adanya gugus dimetilamino atau

dietilamino. Bila gugus tersebut diganti dengan gugus amonium kuartener

atau gugus lain, aktivitasnya akan menurun .

F. Halogen dan Halogenofor

Halogenofor adalah kompleks antara halogen dengan senyawa organik. Kompleks

klorin dan iodin dengan senyawa organik dinamakan klorofor dan iodofor.

Halogen dan halogenofor digunakan sebagai antiseptik dan desinfektan.

Klorin dan klorofor terutama digunakan sebagai difinfektan air, seperti air minum

dan air kolam renang, sedang iodin dan iodofor untuk antiseptik kulit sebelu

pembedahan dan antiseptik luka.

Contoh senyawa yang mengandung klorin : klorin dioksida, kloroksilenol,

oksiklorosen, natrium dan kalsium hipoklorit, dan triklosan.

Contoh senyawa yang mengandung iodin : larutan iodium, tingtura iodii dan

povidon-iodin.

1. Triklosan (septisol), 5-kloro-2-(2,4-diklorofenoksi)-fenol, adalah antibakteri

dengan spektrum luas, efektif terhadap Gram-positif dan Gram-negatif,

dermatofites dan Candida albicans.

Dosis setempat : krim 1%.

2. Larutan iodin, mengandung 2% iodin dan 2,4% NaI atau KI dalam air, sedang

tingtura iodii adalah larutan iodin yang mengandung 44-50% etanol. Larutan

iodin digunakan sebagai antiseptik kulit sebelum pembedahan dan antiseptik

luka.

3. Povidon-iodin (Betadine, isodine, Dansepta, Polydine), adalah kompleks

antara iodin dan polivinilpirolidon (PVP) yang mengandung 10% iodin. Tidak

seperti iodin, kompleks ini mudah larut dalam air dan dapat melepas iodin

secara perlahan-lahan sehingga masa kerja obat lebih panjang.

G. Turunan Lain-lain

Contoh: heksetidin (Bactidol).

Heksetidin, merupakan antibakteri dan antijamur dengan spektrum aktivitas

luas, mempunyai afinitas yang besar terhadap protein membran mukosa

sehingga masa kerjanya cukup panjang.

Mekanisme kerjanya adalah dengan mempengaruhi pembentukan tiamin yang

sangat penting untuk proses metabolisme mikroorganisme.

Heksitidin digunakan terutama untuk pengobatan ginggivitis dan periodontitis,

serta untuk mengontrol gejala tonsilitis dan faringitis.

Dosis sebagai obat kumur: larutan dalam alkohol 1%.

H. Turunan Amonium Kuartener

Contoh: benzalkonium klorida, benzatonium klorida, setrimid, setilpiridium

klorida, dequalinium klorida, domifen bromida dan benzoksonium klorida.

Turunan amonium kuarterner mempunyai efek bakterisid dan bakteriostatik

terhadap Gram-positif dan Gram-negatif, sejumlah jamur dan protozoa. Turunan ini

tidak aktif terhadap bakteri pembentuk spora, seperti Mycobacterium tuberculosis,

dan virus. Beberapa keuntungan penggunaan turunan amonium kuarterner sebagai

antisepik antara lain adalah toksisitasnya rendah, kelarutan dalam air besar, stabil

dalam larutan air, tidak berwarna dan tidak menimbulkan korosi pada alat logam.

Kerugiannya adalah senyawa menjadi tidak aktif dengan sabun dan surfaktan

anionik lain, surfaktan non ionik, ion Ca dan Mg, serum darah, makanan dan lain-lain

senyawa kompleks organic

I. Senyawa Perak

Contoh : perak nitrat, perak nitrat amoniakal, perak proteinatum ringan dan

perak sulfadiazin.

1. Perak nitrat, AgNO3 adalah garam yang mudah larut dalam air, digunakan

sebagai antiseptik pada mata bayi yang baru lahir (ophthalmia neonatorum) dan

pada luka bakar.

2. Perak nitrat amoniakal, digunakan secara luas dalam kedokteran gigi sebagai

antibakteri dan mengontrol karies gigi.

3. Perak proteinatum ringan (Argyrol), digunakan untuk pengobatan infeksi pada

membran mukosa, mata, saluran napas dan saluran seni. Bentuk kompleks

koloidal perak-protein ini tidak menimbulkan efek iritasi, korosi dan adstringen

seperti ynag ditimbulkan oleh senyawa perak yang mudah larut, seperti perak

nitrat.

4. Perak sulfadiazin (Burnazin, Dermazin, Silvadene), mempunyai toksisitas

rendah, digunakan terutama untuk pengobatan luka bakar.

Dosis krim : 1%, dioleskan sehari 2 kali.

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Berdasarkan penjelasan diatas, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :

Antiseptik adalah senyawa kimia yang digunakan untuk menghambat pertumbuhan atau

membunuh mikroorganisme pada jaringan hidup

Mekanisme kerja antiseptika antara lain : penginaktifan enzim tertentu, denaturasi

protein, mrngubah permeabilitas membran sel bakteri, interkalasi ke dalam ADN, dan

pembentukan kelat

Hubungan struktur dan aktivitas pada antiseptik turunan alkohol yakni semakin

bertambahknya unsur C, maka kelarutan dalam minyak meningkat serta meningkat pula

aktivitas antiseptiknya

Hubungan struktur dan aktivitas pada senyawa fenol, pemasukan gugus halogen, gugus

nitro, gugus alkil atau aromatik dan gugus alkoksi pada inti fenol akan meningkatkan

aktifitas antiseptiknya. Sedangkan penambahan pemasukan gugus asam karboksilat dan

asam sulfonat akan menurunkan aktivitas antisetik.

Hubungan struktur dan aktivitas pada senyawa yang termasuk zat warna contohnya

gentian violet, bila salah satu gugus fenil dihilangkan aktivitasnya akan menurun.

Untuk mencapai aktivitas optimalperlu ditambahkan gugus dimetilamino. Tetapi

apabila gugus tersebut diganti dengan gugus amonium kuartener atau gugus lain, maka

aktivitasnya akan menurun

DAFTAR PUSTAKA

Dikutip dari http://www.academia.edu/8817573/makalah_kimia_medisinal pada tanggal 30

Desember 2015 pukul 21.00 WIB