Rabu, 15 Juni 2011

METAMORFOSIS PADA INSECTA


METAMORFOSIS PADA INSECTA      
            Metamorfosis biasanya terjadi pada fase berbeda-beda. Dimulai dari larva atau nimfa, kadang-kadang melewati fase pupa, dan berakhir sebagai spesies dewasa / imago . Ada dua macam metamorfosis utama pada serangga, hemimetabolisme (TNI) dan holometabolisme (TLPI). Fase spesies yang belum dewasa pada metamorfosis biasanya disebut larva. Pada metamorfosis kompleks / sempurna pada kebanyakan spesies serangga, setelah telur menetas fase pertamanya kita sebut larva dan jika tidak sempurna setelah telur disebut Nympa (kehidupan yang habis menetas namun performa bentuknya seperti dewasa hanya berkuran kecil )
            Pada hemimetabolisme, perkembangan larva berlangsung pada fase pertumbuhan berulang dan ekdisis (pergantian kulit), fase ini disebut instar. Hemimetabolisme juga dikenal dengan metamorfosis tidak sempurna. Pada metamorfosis tidak sempurna, serangga mengalami perubahan bentuk dari telur hingga dewasa yang tidak mencolok dalam daur hidupnya. Bentuk larva atau bentuk pradewasanya disebut nimfa. Nimfa memiliki kemiripan dengan bentuk dewasa (imago), kecuali organ reproduksi dan sayap. Organ reproduksi dan sayap pada nimfa belum berkembang. Baru setelah berubah menjadi serangga dewasa. organ reproduksi berkembang dan serangga dapat bereproduksi. Pada metamorfosis tidal sempurna tidak terbentuk tahap pupa. Pada metamorfosis tidak sempurna. Perubahan bentuk yaang terjadi adalah sebagai berikut;
Telur – nimfa – imago (dewasa). –
Contoh serangga yang mengalami metamorfosis tidak sempurna antara lain belalang, lipas (kecoa), dan jangkrik.
            Pada holometabolisme, larva sangat berbeda dengan dewasanya. Serangga yang melakukan holometabolisme melalui fase larva, kemudian memasuki fase tidak aktif yang disebut pupa, atau chrysalis, dan akhirnya menjadi dewasa. Holometabolisme juga dikenal dengan metamorfosis sempurna. Sementara di dalam pupa, serangga akan mengeluarkan cairan pencernaan, untuk menghancurkan tubuh larva, menyisakan sebagian sel saja. Sebagian sel itu kemudian akan tumbuh menjadi dewasa menggunakan nutrisi dari hancuran tubuh larva. Larva umumnya mengalami molting empat kali sehingga terbentuk larva stadium satu hingga larva stadium empat Pada tahap larva, umumnya serangga sangat aktif makan. Cobalah perhatikan tahap larva pada kupu-kups yaitu ulat, yang sangat aktif memakan daun. Larva stadium empat berubah menjadi tahap pupa. Pada tahap pupa, serangga tidak aktif makan (periode puasa), tetapi proses metabolisme tetap terus berlangsung. Setelah mengalami pertumbuhan dan pembelahan sel, diferensiasi dan organogenesis, maka pupa akan berubah menjadi serangga dewasa (imago). Selama metamorfosis, terjadi pengulangan proses seperti halnya pada pertumbuhan dari perkembangan embrionik hingga akhirnya larva berubah menjadi bentuk dewasa. Contoh serangga yang mengalami metamodosis sempuma antara lain kupu-kupu , lalat, nyamuk, lebah, dan kumbang.
            Proses kematian sel disebut histolisis, dan pertumbuhan sel lagi disebut histogenesis. Lama serangga menghabiskan waktunya pada fase dewasa atau pada fase remajanya tergantung pada spesies serangga itu. Misalnya mayfly dari ordo Ephemeroptera yang hanya hidup pada fase dewasa hanya satu hari dan cicadas, yang fase remajanya/nimpa bisa hidup di bawah tanah selama 13 hingga 17 tahun. Kedua spesies ini melakukan metamorfosis tidak sempurna.
A.    Proses molting pada metamorphosis serangga
            Molting atau sebut saja “pergantian kulit” adalah suatu proses yang kompleks dan dikendalikan oleh hormon-hormon tertentu dalam tubuh serangga. Molting meliputi  lapisan kutikula dinding tubuh, lapisan kutikula trakea, foregut, hindgut, dan struktur endoskeleton (McGavin 2001; Triplehorn & Johnson, 2005). Molting dapat terjadi sampai tiga atau empat kali, bahkan pada beberapa serangga tertentu, molting dapat terjadi sampai lima puluh kali atau lebih selama hidupnya (McGavin, 2001).
            Serangga, termasuk arthropda lainnya (kalajengking, udang, lobster, dan lain-lain), memiliki kerangka luar yang disebut dengan eksoskeleton. Dalam pertumbuhannya, serangga akan tiba pada titik dimana otot-otot tubuhnya tidak cukup kuat untuk mengangkat massa eksoskeletonnya. Exoskeleton ini menutupi sekeliling tubuhnya, tetapi tidak dapat tumbuh. Jadi, tubuh serangga mengalami pertumbuhan (penambahan volume dan massa) tetapi eksoskeletonnya tetap pada konstruksinya atau tidak mengalami pertumbuhan. Akibatnya, serangga harus melakukan molting beberapa kali selama hidupnya agar tetap eksis dan “survive” atau bertahan hidup untuk meneruskan generasinya, suatu bentuk adapatasi yang tidak hanya rumit tetapi juga sungguh luar biasa dan mengagumkan.
            Proses molting pada serangga, setidaknya, melewati tiga tahap, yaitu apolysis, ecdysis, dan sklerotinisasi. Ketiga tahap tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut
  1. Apolysis yaitu Pelepasan kutikula lama. Pada tahap ini, hormon molting dilepaskan ke dalam haemolymph dan kutikula lama terpisah dari sel epidermis yang berada di bawahnya. Ukuran epidermis akan meningkat karena mitosis dan kemudian kutikula baru dihasilkan. Enzim yang disekresikan oleh sel epidermis mencerna endokutikula lama.
  2. Ecdysis yaitu Pembentukan kutikula baru. Tahap ini dimulai dengan pemisahan kutikula lama, biasanya dimulai pada garis tengah sisi dorsal thoraks. Pemisahan terjadi,terutama, karena tekanan haemolymph yang dipaksa masuk menuju thoraks oleh kontraksi otot abdomen yang disebabkan karena serangga menerima udara atau air. Setelah ini, serangga akan  keluar dari kutikula lama.
3.        Sclerotinisasi yaitu Pengerasan kutikula baru. Kutikula baru yang baru terbentuk, sangat lembut dan pucat sehingga ini merupakan saat yang sangat rentan bagi serangga. Dengan demikian, serangga harus melakukan pengerasan (hardening) terhadap kutikula baru tersebut. Sklerotinisasi terjadi setelah satu atau dua jam, dimana eksokutikula akan mengeras dan menjadi gelap. Pada serangga dewasa, sayap akan berkembang karena kekuatan haemolymph yang masuk melalui vena sayap (McGavin, 2001; Triplehorn & Johnson,2005).
            Pertumbuhan dan perkembangan serangga diselingi oleh periode molting yang diatur oleh steroid 20-hydroxyecdysone (20HE, hormon molting, ecdysterone) dan JH sesquiterpenoid (Klowden, 2007). Pada tahap dewasa, kedua hormon ini juga terlibat dalam pengaturan pematangan reproduksi (Dhadialla et al., 1997).
            Yang mempengaruhi proses molting serangga adalah “hormon”. Hormon adalah sinyal kimia (chemical signals) atau pembawa pesan kimia (chemical messenger) yang dikirim dari sel dalam bagian tubuh tertentu ke sel-sel dalam bagian tubuh lainnya pada individu organisme yang sama.
            Ketika serangga, pada pertumbuhannya, tiba waktunya untuk mendapatkan eksoskeleton yang baru, input sensorik dari tubuh serangga mengaktifkan sel-sel saraf (neurosecretory cells)  tertentu dalam otak. Sel saraf ini menanggapinya dengan mengeluarkan hormon otak yang memicu corpora cardiaca untuk melepaskan prothoracicotropic hormone (PTTH) ke dalam sistem peredaran darah. PTTH selanjutnya merangsang kelenjar prothoracic (prothoracic glands) untuk mengeluarkan hormone molting, yaitu ecdysteroids atau 20-hydroxyecdysone steroids (Meyer, 2005). Dari sinilah proses molting mulai berlangsung, diawali dengan peningkatan titer 20HE dan diakhiri dengan penurunan titer 20HE dan pelepasan hormon eclosion (Klowden, 2007).
            Molting pada serangga diatur oleh hormone molting, 20-hydroxyecdysone steroids (ecdysterone atau ecdysteroids, selanjutnya disingkat dengan 20HE), JH-sesquiterpenoid, hormon eclosion, dan hormon bursicon (Klowden, 2007).
            Peningkatan titter 20HE mengakibatkan epidermis terpisah dari kutikula lama (apolysis) sehingga menciptakan ruangan antara kutikula dan epidermis (ruang eksuvial), selanjutnya ruang exuvial diisi oleh cairan molting yang mengandung enzim inaktif, chitinolytic (chitinase dan protease), yang mampu mencerna kutikula lama begitu teraktivasi (Klowden, 2007). Sementara itu, sel-sel epidermis terorganisir kembali untuk sintesis sejumlah besar protein serta sekresi epikutikula dan kutikula baru. Setelah titer 20HE mulai menurun, enzim dalam cairan molting diaktifkan untuk memulai proses pencernaan prokutikula (endokutikula yang tidak tersklerotisasi). Setelah proses ini selesai, cairan molting diserap kembali dan pengerasan pra-ecdysial kutikula baru berlangsung (Reynolds, 1987). Akhirnya, saat titer 20HE menurun ke tingkat basal, kutikula lama terlepas (ecdysis) dengan diawali pelepasan crustacean cardioaktive peptide (CCAP), hormon eclosion, dan ecdysis-triggering hormone, yang bersama-sama bekerja pada sejumlah target didalam memastikan selesainya proses molting (Klowden, 2007). Hormon Eclosion (EH) memulai pelepasan CCAP dari sel-sel ventral ganglion yang menonaktifkan perilaku pre-ecdysis dan bersama-sama dengan EH mengaktifkan perilaku ecdysis. CCAP bertanggung jawab sebagai motor pemicu dalam menyelesaikan ecdysis. EH juga terlibat bersama hormone bursicon untuk pengerasan kutikula (Klowden, 2007). 
                                             
Hormone yang berperan dalam proses metamorfosis
            Pada Arthropoda dari kelompok insekta menghasilkan tiga macam hormon yaitu: hormon otak, hormon ekdison, dan hormon juvenil. Ketiga hormon tersebut berfungsi untuk  mengatur proses metamorfosis.
  • Hormon otak disekresikan oleh bagian otak, dan pelepasannya dipengaruhi oleh faktor makanan, cahaya, atau suhu. Selain itu hormon otak berfungsi memicu sekresi hormon ekdison dan hormon juvenil.
  • Hormon ekdison perfungsi pada pengaturan proses pergantian kulit (ekdisis).
  • Hormon juvenil berperan menghambat proses metamorfosis.
            Salah satu hormone yang berperan pada proses metamorphosis serangga adalah juvenile, beberapa fungsi juvenile dalam proses tersebut yaitu:
·      JH dihasilkan oleh Corpora allata, pasangan organ neurohemal lainnya, terletak tepat di belakang corpora cardiac dalam system endokrin serangga. 
  • JH menghambat perkembangan karakteristik dewasa selama fase pradewasa dan mendorong kematangan seksual selama fase dewasa (Meyer, 2005; Klowden, 2007).
  • JH dihasilkan selama instar larva atau nimfa, dimana pada molting larva→larva (serangga holometabola) JH menghambat perkembangan larva menuju pupa, pada molting nimfa→nimfa (serangga hemimetabola) dihasilkan untuk menghambat gen-gen yang mempromosikan perkembangan karakteristik dewasa, misalnya, sayap, organ reproduksi, dan alat kelamin eksternal, sehingga  menyebabkan serangga untuk tetap "immature" (dalam nimfa atau larva). 
  • Saat menjelang dewasa (nimfa) dan menjelang pupasi (larva) JH semakin menurun dan menjadi tidak ada atau tidak aktif saat nimfa menjadi dewasa dan larva menjadi pupa. 
  • JH akan diaktifkan atau dihasilkan kembali saat serangga memasuki kematangan seksual atau siap untuk reproduksi.
            Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa dalam molting, JH berperan sebagai pengontrol perkembangan serangga dari pradewasa (immature) menuju dewasa (adult) melalui pengaturan konsentrasinya yang sesuai.

            B. Regulasi Endokrin Pada Molting Serangga

            Proses molting diawali dengan peningkatan titer 20HE dan diakhiri dengan penurunan titer 20HE dan pelepasan hormon eclosion (Klowden, 2007). Peningkatan titter 20HE mengakibatkan epidermis terpisah dari kutikula lama (dikenal dengan apolysis) sehingga menciptakan ruangan antara kutikula dan epidermis (ruang eksuvial), selanjutnya ruang exuvial ruang diisi oleh cairan molting yang mengandung enzim inaktif, chitinolytic (chitinase dan protease) yang mampu mencerna kutikula lama begitu teraktivasi (Klowden, 2007). Sementara itu, sel-sel epidermis terorganisir kembali untuk sintesis sejumlah besar protein serta sekresi epikutikula dan kutikula baru. Setelah titer 20HE mulai menurun, enzim dalam cairan molting diaktifkan untuk memulai proses pencernaan prokutikula (unsclerotized endocuticle). Setelah proses ini selesai, cairan molting diresorpsi dan pengerasan pra-ecdysial kutikula baru berlangsung (Reynolds, 1987). Akhir dari proses, ketika titer 20HE menurun ke tingkat basal, kutikula lama terlepas (ecdysis) yang diawali dengan pelepasan crustacean cardioaktive peptide (CCAP), hormon eclosion dan ecdysis-triggering hormone, yang bersama-sama bertindak atas sejumlah target dalam memastikan selesainya proses molting (Hsu, 1991; Klowden, 2007). Hormon Eclosion (EH) menginisiasi pelepasan CCAP dari sel-sel ventral ganglion yang menonaktifkan perilaku pre-ecdysis dan bersama-sama dengan EH mengaktifkan perilaku ecdysis. CCAP bertanggung jawab sebagai motor pemicu dalam menyelesaikan ecdysis. EH juga terlibat dalam bursicon untuk pengerasan kutikula (Klowden, 2007). Setelah proses molting selesai, kegiatan makan dilanjutkan kembali dan deposisi endocuticular terus berlanjut selama periode intermolt (Dhadialla et al., 1997).

           
            Pertumbuhan dan perkembangan serangga diatur oleh 20HE, JH, EH, dan neurohormonnya lainnya (Klowden, 2007). Perubahan morfologi dan ultra-struktural yang terjadi pada epidermis selama pertumbuhan dan perkembangan serangga tergantung pada pengaturan ekspresi gen dengan titer yang berbeda dari 20HE dengan ada atau tanpa JH (Riddiford, 1996). Setiap gangguan dalam homeostasis dari satu atau lebih hormon ini dengan sumber eksogen dari hormon atau dengan analog sintetis (agonis atau antagonis) akan mengakibatkan gangguan atau pertumbuhan dan pengembangan yang abnormal pada serangga sasaran. Demikian pula, setiap gangguan pada hormon-hormon yang terlibat dalam sintesis dan/atau resorpsi kutikula akan merugikan kelangsungan hidup pada tahap perkembangan yang terpengaruh (Dhadialla et al., 1997)

Kesimpulan
  1. Serangga melakukan molting atau pergantian kulit karena penambahan ukuran atau volume tubuhnya tidak diikuti dengan pembesaran kutikula atau eksoskeleton yang menutupi tubuhnya.
  2. Molting dikendalikan oleh hormon-hormon tertentu dalam tubuh serangga, dan proses ini meliputi penggantian lapisan kutikula dinding tubuh, lapisan kutikula trakea, foregut, hindgut, dan struktur endoskeleton.
  3. Perubahan morfologi dan ultra-struktural yang terjadi pada epidermis selama pertumbuhan dan perkembangan serangga tergantung pada pengaturan ekspresi gen dengan titer yang berbeda dari 20HE dengan ada atau tanpa JH. Setiap gangguan dalam homeostasis terhadap produksi hormon-hormon ini akan mengakibatkan pertumbuhan atau perkembangan yang abnormal pada serangga sasaran. Demikian pula, setiap gangguan pada hormon-hormon yang terlibat dalam sintesis dan/atau resorpsi kutikula akan merugikan kelangsungan hidup pada tahap perkembangan yang terpengaruh.




REFERENSI:
  • Dhadiallla TS, Carlson GR, Le DP. 1997. New insecticides with Ecdysteroidal and Juvenile Hormone Actifity. Annu. Rev. Entomol. 1998. 43:545-69.
  • Klowden MJ. 2007. Physiological Systems in Insects. Second Edition. Academic Press, Elsevier. Burlington, 01803, USA. 688p.
  • Nijhout HF. 1994. Insect Hormones. Princeton, NJ: Princeton Univ. Press. 267 pp.
  • Reynolds SE. 1987. The cuticle, growth and moulting in insects: the essential background to the action of acylurea in¬secticides. Pestic. Sci. 20:131–46.
  • Riddiford LM. 1994. Cellular and molec¬ular actions of juvenile hormone I. Gen¬eral considerations and premetamorphic actions. Adv. Insect Physiol. 24:213–74.
  • Riddiford LM. 1996. Molecular aspects ofjuvenile hormone action in insect meta¬morphosis. In Metamorphosis, ed. LI Gilbert, pp. 223–51. London: Academic

Rabu, 23 Maret 2011

puisiku

                                Perdamaian

Pustaka cinta merebak di dunia
Alunan cahaya cinta memancar di seluruh alam semesta
Melodinya terdengar jauh di angkasa
Keelokan parasnya membuat damai insan dunia
Suaranya terdengar di sela goyangan daun nan menggemulai
Warna-warninya menyilaukan sepasang bola mata dunia
Dan kehadiranya dinanti seluruh alam semesta
Kemaraunya adalah kemarau dunia
Kesedihannya adalah derita bagi semua
Dan kepergiannya adalah celaka umat manusia
Semua mata akan berbinar                               
Saat memandangnya
Dan semua bibir akan tersenyum
Akan kehadirannya
Datanglah perdamaian
Tuk menentramkan jiwa
Jiwa yang diselimuti angkara murka

                                                                  By MD_Production







Jeritan Bumi

Mutiara telah menjadi batu
Kehidupan telah berbenturan dengan nafsu
Hati nurani berubah menjadi besi
Yang menghancurkan keindahan dunia
Dan menciptakan dunia penuh derita
Tangisan anak-anak tak lagi dihiraukan
Raungan jiwa yang duka kini telah diabaikan
Bumi kini menangis
Bumi marah
Bumi menjerit
“Hutanku telah kau rusak”
“keindahanku telah kau renggut”
“kini terimalah pembalasanku”
Lalu
Ombak laut berubah menjadi gunung
Perumahan mewah menjadi lautan
Dan angin yang bersahabat kini menjadi musuh
Alam tengah member seleksi bagi insan
Jiwa yang merusak keindahanku
Itulah jiwa yang kan menerima pembalasanku

                                                 By MD_Production

Sabtu, 26 Februari 2011

mikrobiologi


MANAJEMEN MIKROFLORA USUS
Para peneliti di dunia membuktikan bahwa pentingnya peranan mikroflora usus atau bakteri saluran pencernaan bagi kesehatan. Mikroflora dalam saluran pencernaan merupakan kumpulan mikroba yang sangat kompleks yang satu sama lain saling berinteraksi dengan hostnya. Mikroflora untuk setiap bagian pencernaan berbeda dan populasi bakteri sepanjang saluran pencernaan makin kompleks baik jenis maupun jumlahnya. Pada bagian lambung hanya mengandung bakteri yang sangat tahan terhadap asam yang rendah (pH lambung 1,7). usus besar atau colon ditempati oleh 400 – 500 jenis akteri oleh karena itu sepertiga berat feces adalah bakteri.

Berbagai bakteri usus tidak dapat dihindari keberadaannya sebab tempat dimana manusia hidup tidak steril. Masalah baru timbul apabila bakteri “jahat” yaitu yang bersifat pathogen (penyebab penyakit) jumlahnya berlebihan. Terjadinya diare misalnya akibat bakteri enteropathogen (E. coli, Vibrio colerae atau Salmonella typii) yang tumbuh pesat. Pemberian antibiotik bisa mempengaruhi dan mengganggu keseimbangan mikroflora usus yang berakibat diare. Mikroflora usus memberikan perlindungan dengan menyerang bakteri merugikan (bakteri pathogen) dengan mekanisme membentuk asam-asam organik terutama asam lemak volatile, dan memproduksi anti bakteri selain asam. Mikroflora yang berpengaruh terhadap usus biasanya melakukan tindakan secara sinergi dengan sistem kekebalan pada host-nya dan melakukan perlindungan terhadap infeksi yang disebabkan oleh bakteri pathogen dalam usus. Mikroflora usus menghancurkan unsur pokok dalam makanan yang tidak terserap dan menghasilkan beberapa vitamin. Banyak hasil metabolisme mikroflora usus termasuk berbagai macam asam organik, hasil degradasi protein, asam empedu dan metabolisme kolesterol.

Populasi bakteri dalam sistem pencernaan orang sehat yang mengkonsumsi diet seimbang umumnya stabil. Perubahan pola hidup, pola makan dan kondisi sakit mempengaruhi stabilitas ekosistem tersebut. Berdasarkan fenomena ini dapat dilakukan menejemen mikroflora usus yaitu proporsi bakteri baik (menguntungkan) ditingkatkan dan bakteri merugikan ditekan jumlahnya. Caranya dengan mengkonsumsi bakteri probiotik yaitu dengan cara memasukkan bakteri menuntungkan lebih banyak sehingga bakteri yang menguntungkan lebih dominan.

Bila keseimbangan mikroflora usus terganggu maka timbullah gejala gangguan mulai dari yang paling ringan bahkan luput dari perhatian sampai gejala infeksi yang berat. Diantara gangguan yang terjadi adalah kembung, sariawan, sembelit, diare dan yang paling berat adalah candidiasis (infeksi jamur candida). Faktor yang mempengaruhi keseimbangan mikroflora usus dibagi 2 yaitu
  1. gangguan lingkungan flora usus yang diakibatkan oleh pola makan yang salah serta kebiasaan mengkonsumsi obat-obat pencahar.
  2. hilangnya flora usus karena antibiotika, diare dan konsumsi bahan-bahan pengawet.
Untuk menjaga keseimbangan mikroflora usus perlu konsumsi makanan seimbang, menghindari obat-obat antibiotika dan pencahar, serta mengkonsumsi makanan yang mengandung probiotik. Konsumsi probiotik dapat mendukung pengobatan yang dilakukan oleh dokter.

PROBIOTIK
Probiotik adalah mikroorganisme hidup yang dapat memberikan pengaruh menguntungkan dengan cara mempengaruhi keseimbangan mikroflora dalam saluran pencernaan. Probiotik adalah mikroorganisme hidup yang secara menguntungkan mempengaruhi host melalui keseimbangan mikroflora. Probiotik merupakan suplemen makanan berupa organisme hidup yang dapat menghasilkan antibiotika alami yang membantu keutuhan mukosa usus, proses metabolisme serta meningkatkan kesehatan saluran pencernaan dan kekebalan tubuh manusia.

Namun demikian, tidak semua bakteri baik dapat dimanfaatkan sebagai agen probiotik. Probiotik yang baik harus memiliki ketahanan sehingga dapat dipergunakan pada saat dan waktu yang tepat. Dengan demikian, barulah dapat terjamin daya guna dan jumlah bakteri hidup yang berkualitas. Probiotik biasanya terdiri dari satu atau beberapa mikroorganisme yaitu golongan lactobacili, golongan Gram (+) cocci (Streptococcus) dan golongan Bifidobacteria.

Probiotik berkualitas memiliki kemampuan sebagai antibiotika alami, memiliki resistensi terhadap sistem saluran pencernaan (asam lambung dan getah pankreas), mengandung bakteri minimal          1 milyar per gram, memiliki aktivitas karsinogenik, mampu berkoloni dalam usus, bukan merupakan rekayasa genetika dan memiliki kemampuan untuk penyerapan usus. Bakteri yang memiliki semua karakteristik tersebut adalah golongan Lactobacillus dan Bifidobacterium. Dengan demikian diperlukan kecermatan untuk memilih probiotik secara tepat, sehingga tidak menimbulkan kompetisi satu sama lain. Kombinasi bakteri asam laktat dan bakteri bifido (Lactobacillus dan Bifidobacterium) merupakan kombinasi yang paling tepat mengingat kedua jenis bakteri ini memang berada dalam usus. Metode pembiakan bakteri probiotik yang dapat menghasilkan bakteri yang berkualitas sehingga tahan terhadap keasaman saluran pencernaan  yang digunakan pada saat yang tepat adalah metode pembiakan kombinasi dengan simbiosis alami.

Evaluasi Keamanan Pangan Probiotic dalam Makanan dan Probiotic Oral
Pada tahun 2002, badan kesehatan dunia WHO dan badan pangan dunia FAO menyusun prosedur evaluasi probiotik dalam sediaan makanan. Secara umum skema evaluasi keamanan pangan probiotik adalah:

Berdasarkan hasil penelitian klinis, berikut dirangkumkan manfaat probiotik terhadap kesehatan tubuh:

1.    Meningkatkan Sistem Imunitas
  •    Alergi
  •    Meningkatkan Imunitas Mukosa
2.    Penyakit Gastrointestinal
  • Diare terkait dengan penggunaan antibiotik ( AAD/ Antibiotic-Assosiated Diarrhea )
  • Gastroenteritis Akut ( Peradangan Pada Lambung )
  • Infeksi Helicobacter pylori (pada penderita penyakit maag akut dan kronis)
  • Inflammatory Bowel Disease (penyakit-penyakit radang usus)
3. Chron's Disease
4. Ulcerative Colitis
5. Pouchitis
  •    Irritable Bowel Syndrom ( IBS )
6. Infeksi Urogenital (saluran kemih dan genital)
  • Infeksi saluran kemih
  • Bacterial Vaginosis (tumbuhnya bakteri anaerob pada vagina)
  • Yeast Vaginitis (tumbuhnya jamur pada vagina)
Terdapat banyak mikroflora yang berasosiasi dengan tubuh manusia dan hewan baik itu di kulit, oral, saluran pencernaan, dan vagina. Populasi bakteri di dalam tubuh sekitar 100.000.000.000.000 sel mikroba. Mikroflora normal yang menetap tersebut dapat dikatakan tidak menyebabkan penyakit dan mungkin menguntungkan bila mikroorganisme itu ada pada tempat yang semestinya dan tanpa keadaan abnormal.
Mikroflora dalam tubuh dapat dibedakan menjadi dua yaitu mikroflora transien dan mikroflora residen. Mikroflora transien terdiri atas organisme yang sangat beragam, bersifat patogen atau nonpatogen, dan tidak dapat mempertahankan dirinya dari tekanan-tekanan kompetisi oleh organisme lain. Sedangkan mikroflora residen adalah mikroflora yang bersifat nonpatogen, dan dapat mempertahankan dirinya dari tekanan-tekanan kompetisi oleh organisme lain.
Mikroflora terdapat di kulit, mulut, vagina, dan gastrointestinal. Telah diperkirakan bahwa lebih dari 400 jenis berbeda. Mikroflora saluran pencernaan adalah mikroorganisme secara normal tinggal di saluran pencernaan dan dapat melaksanakan sejumlah fungsi bermanfaat untuk inangnya. Pada umumnya bakteri ditemukan di usus, khususnya di usus besar terdapat ekoistem bakteri yang merupakan salah satu bentuk proteksi tubuh terhadap bakteri dan virus berbahaya. Jumlah mikroflora tersebut sekitar 1014.
Pada organ lambung terdapat mekanisme menjaga jumlah mikroorganisme seminimal mungkin (103-105 bakteri/gram isi lambung) dikarenakan pH asam lambung yang secara normal melindungi terhadap infeksi beberapa mikroorganisme patogen. Pada organ usus dimana pH semakin basa, mikroflora yang menetap meningkat secara bertahap. Pada duodenum terdapat 108-1010 bakteri/gram isi usus, pada jejenum dan ileum 105-108 bakteri/gram.
Probiotik banyak digunakan dalam produk-produk makanan di Jepang dan Eropa sebagian besar probiotik umum digunakan dan tersedia dalam produk susu fermentasi, khususnya yoghurt. Namun kemajuan teknologi membuat probiotik bukan hanya berasal dari susu saja. Probiotik biasanya dijumpai dalam kemasan tablet, kapsul, atau granul. Selain produk-produk untuk kebutuhan manusia saat ini banyak produk probiotik yang dimanfaatkan untuk pakan ternak seperti sapi, kambing, unggas, dan sedang berkembang probiotik untuk budidaya ikan.
Kebanyakan probiotik berasal dari kelompok bakteri yang memproduksi asam pada proses. Jumlah bakteri terbanyak terdapat di usus besar sekitar 1011/gram feses yang didominasi oleh Bacteriodes dan Bifidobacterium sedangkan Lactobacillus dan Streptococcus mendominasi sebagai mikroflora di usus kecil. Selain di usus besar dan usus kecil, pada saluran pencernaan lain seperti esofagus dan lambung kecuali saat pencernaan makanan umumnya steril atau mengandung kurang 103 sel bakteri/ml.
Strains dari genus Lactobacillus dan Bifidobacterium keduanya merupakan organisme indigenous di intestin manusia dan bakteri perdominan yang diseleksi untuk digunakan sebagai probiotik. Dalam mencapai status probiotik, mikroorganisme harus memenuhi kriteria aman, bermanfaat, dan dapat digunakan dalam berbagai teknologi. Selain Lactobacillus dan Bifidobacterium juga terdapat Lactococcus, Streptococcus, dan Enterococcus yang digunakan dalam berbagai produk probiotik.
Secara umum bakteri probiotik hidup di dalam saluran pencernaan yang bermutualisme dengan tubuh, hidup pada pH 2-4, tidak mengakibatkan hal yang negatif pada tubuh, tidak bersifat patogen, umumnya tidak membentuk spora, saccharolytic, umumnya anaerob, tidak mengganggu ekosistem tubuh, dapat hidup dan tumbuh di dalam usus, bakteri ini juga menghalangi pertumbuhan bakteri patogen seperti Candida albicans, Escherichia coli, dan lain-lain.
Selain itu manfaat dari probiotik itu sendiri sangat banyak bagi kesehatan manusia. Para peneliti telah menemukan bahwa koloni bakteri di saluran pencernaan penting untuk kesehatan manusia dan hewan, diantaranya efek fisiologis sistem imunitas, sistem intestinal, sistem urogenital, menurunkan efek alergi, dan manfaat-manfaatn lainnya.
Sistem Imunitas, probiotik bertanggung jawab pada sistem imunitas misalnya merangsang sistem dayatahan tubuh baik selular maupun humoral sehingga dapat melindungi dari infeksi. Sistem imunitas menyediakan pertahanan yang utama melawan mikroba pathogen. Immunodeficiency dapat menyebabkan penyakit tertentu seperti kanker, AIDS, leukemia. penyakit Autoimmune seperti alergi, rematik, inflammatory bowel diseases juga dapat terjadi apabila sistem imunitas tidak berjalan dengan sempurna. Kultur Probiotik pada beberapa penelitian dapat meningkatkan immunoreactive sel tertentu misalnya lymphocytes. Meningkatkan respon rangsang spesifik dan non spesifik sehingga dapat mengaktifkan macrophages, meningkatkan cytokines, meningkatkan aktivitas sel pembunuh alami, dan terus meningkatkan immunoglobulins. Sebagai tambahan, beberapa penelitian sudah menunjukkan peningkatan sistem kekebalan dari hewan laboratorium yang sudah terinfeksi kemudian mengkonsumsi kultur probiotik dibandingkan dengan hewan yang terinfeksi dengan hanya mengkonsumsi makanan sehat saja. Hasil yang dikumpulkan sejauh ini menyatakan bahwa probiotik dapat menyediakan suatu alat tambahan untuk membantu tubuh melindungi dirinya sendiri. Efek Biologi yang nyata berhubungan dengan sistem imunitas adalah kemampuan bakteri probiotik melawan bakteri dan virus patogen dan mencegah tumor. Hal ini diduga karena probiotik dapat memperbaiki sistem metabolisme mikroflora sehingga dapat mengurangi jumlah bakteri patogen. Penelitian lain melaporkan bahwa dengan mengkonsumsi probiotik yang mengandung Latobacillus GG maka akan merangsang phagocytosis dalam meningkatkan sistem imunitas.
Sistem intestinal dan absorpsi nutrisi yang tinggi tergantung dari keseimbangan jumlah mikroflora yang mungkin menyebabkan gangguan dalam sistem pencernaan di akibatkan ketidakseimbangan jumlah bakteri, pH dalam organ pencernaan sangat penting untuk fungsi pencernaan yang baik, lambung memiliki pH yang sangat rendah sekitar 2-4. hal ini sangat penting dalam pencernaan dan membunuh bakteri berbahaya dalam makanan oleh karena itu probiotik mampu mereduksi pH di usus, melancarkan pencernaan dengan memproduksi beberapa enzim pencernaan dan vitamin, memproduksi substansi antibacterial, misalnya asam organik, bacteriocins, H2O2, diacetyl, acetaldehyde, lactoperoxidase, laktose, dan zat substansi lainnya, merekontruksi mikroflora normal intestinal setelah penyakit yang diakibatkan oleh diarrhoeas, antibiotik, dan radioterapi, mereduksi colesterol dalam darah, memindahkan carcinogens, memperbaiki kalsium. Mikroflora menguatkan fungsi dari mucosa usus untuk mencegah bakteri patogen dan penyebab alergi. Bakteri probiotik dapat memelihara integritas usus dan menengani efek inflammatory bowel diseases, bowel sindrom dapat menimbulkan amar, radang usus besar. Asam laktat yang dihasilkan oleh bakteri probiotik dapat meningkatkan pergerakan usus dan membebaskan konstipasi, konversi pigmen empedu dan asam empedu, absorpsi zat makanan serta antagonis dengan mikroorganisme patogen. Bakteri Probiotik juga menghasilkan unsur bacteriocins yaitu zat yang mampu membunuh mikroorganisme berbahaya. Kemampuan bakteri probiotik untuk mempengaruhi koloni Campylobacter jejuni dipercaya sebagai penyebab gastroenteritis dan menyebabkan sindrom Guillain-Barré (mendorong ke arah neuromuscular kelumpuhan akut) sedangkan 0.1% kasus infeksi, bakteri yang menyebabkan infeksi saluran pencernaan adalah Escherichia coli yang menyebabkan enterohemorrhagic, Helicobacter pylori yang menyebabkan radang lambung kronis, peptic ulcers, serta kanker lambung. Secara konvensional koloni mikroflora didominasi oleh Lactobacillus yang dapat menentang infeksi oleh Helicobacter pylori yang terjadi pada hewan dan manusia. Penelitian menyatakan bahwa beberapa bakteri probiotik atau produk yang dihasilkan dapat menghalangi infeksi Helicobacter pylori. Banyak penelitian yang mengatakan bahwa dengan hanyan mengkonsumsi Lactobacillus, terdapat efek positif yang mempengaruhi mikroflora di colon dengan cara menurunkan aktivitas beracun dari mikroba, serta menjaga gangguan dalam penyerapan air yang dapat mengakibatkan translokasi bakteri ke aliran darah.
Sintesis nutrisi dan bioavailability, fermentasi dengan asam laktat dapat meningkatkan asam folic, meningkatkan niacin dan riboflavin, vitamin B12 dan vitamin B6. Probiotik dapat meningkatkan digestibilitas beberapa nutrisi seperti protein dan lemak. Asam laktat, asam propionat, dan asam butirat yang diproduksi oleh bakteri probiotik dapat menjaga pH yang sesuai sehingga dapat melindungi dari mikroba patogen.
Secara umum kanker disebabkan oleh mutasi atau pengaktifan gen abnormal yang mengendalikan pertumbuhan sel. Banyak proses dapat meningkatkan terbentuknya sel abnormal diantaranya karsinogenik (zat kimia penyebab kanker) hal ini dapat ditangani oleh aktivitas mikroba yang tinggal di gastrointestinal, misalnya dengan detoksifikasi segala penyebab kanker, menghasilkan produk dari metabolisme (contonya butyrate) yang meningkatkan kemampuan sel untuk apoptosis, memproduksi komponen yang menghalangi pertumbuhan sel tumor, merangsang sistem imunitas untuk melindungi tubuh dari perkembangbiakan sel-sel kanker. Dalam suatu penelitian menunjukan dengan mengkonsumsi probiotik secara benar dan bertahap akan mengurangi resiko kanker dengan mengurangi timbulnya jumlah tumor.
Alergi, probiotik seperti Lactobacillus GG sangat menolong mengurangi sebagian dari gejala alergi yang disebabkan oleh makanan, prevalensi alergi menurun.
Seperti pada saluran pencernaan probiotik dapat melindungi saluran urogenital dari infeksi bakteri patogen. Mikroflora normal dapat memberikan efek yang baik pada sistem urinaria dan sitem genital. Populasi koloni Lactobacillus memberikan manfaat dan mencegah tubuh dari infeksi bakteri berbahaya. Beberapa penelitian telah mengetahui hubungan anatara kesehatan vagina dengan kehadiran lactobacillus yang menghasilkan hidrogen peroxida.
Hipertensi, Sekitar 50-60 juta penduduk Amerika Serikat diperkirakan untuk mempunyai hipertensi. adanya mikroorganisme probiotik ini akan meghasilkan gamma amino butyric acid. dengan mengkonsumsi probiotik tersebut Tekanan darah Systolic telah dikurangi 10-20 mm Hg. Hasil ini menyatakan bahwa konsumsi bakteri probiotik tertentu dapat mengurangi tekanan darah. Beberapa bukti menyatakan bahwa beberapa produk makanan yang mengandung probiotik dapat mengendalikan tekanan darah tinggi. Inimerupakan efek antihipertensi yang telah didokumentasikan dalam penelitian hipertensi pada tikus, dan penelitian klinis pada manusia.
Manfaat lain yang didapatkan dari bakteri probiotik adalah mampu menurunkan kolesterol darah sehingga menurunkan risiko penyakit jantung koroner, beberapa strain dari Lactobacillus acidophilus diketahui dapat mengurangi kolesterol, kekurangan mengkonsumsi laktosa dapat mengakibatkan diarrhea, bengkak, gas dalam perut yang berlebihan dan sakit abdominal. Gejala ini adalah dalam kaitan dengan laktosa yang belum dicerna tapi telah sampai ke usus besar dan menjadi difermentasi oleh koloni mikroba yang dapat menghasilkan gas dan produk yang menyebabkan perut akan terasa sakit, penyakit ini disebut Lactose Intolerance. Dengan adanya bakteri probiotik maka laktosa yang belum dicerna dapat dibantu.
 
Dari jumlah bakteri yang sangat besar tersebut, dapat dibagi menjadi golongan bakteri yang baik (Laktobacillus, Bifidobacteria) dan golongan yang jahat (Escherchia coli, Closterdium perfrengence, Salmonella, Staphilococcus) yang secara diam-diam, kedua kelompok bakteri tersebut sering bergolak dan bertengkar, serta saling membunuh dalam ruangan saluran usus yang gelap gulita. Bila dalam usus jumlah bakterijahat atau bakteri pembususk meningkat, khususnya bakteri Coliform, Welch’s bacillus dan Bacteriodes, maka akan terjadi senyawa-senyawa mana merupakan hasil pemecahan dari protein dan asam amino yang berlebihan. Akibatnya akan terjadi banyak gangguan fungsi organ tubuh dan sejak itu proses penuaan dapat menjalar dengan cepat. Winarno (2003)
Gambar 3. Commensal Bacterial Flora Colonizes the whole GI Tract
Sumber : Surono (2005)
Gambar 3. di atas menunjukkan beberapa jenis bakteri yang hidup di dalam lambung adalah lactobacilli <10 3 CFU/mL, dan yang berada di small intestine, yaitu duodenum dan jejenum jenis bakterinya adalah Enterococci Lactobacilli, dengan jumlah 102-109 CFU/mL sedangkan yang terdapat di illeum adalah Enterobacteria, Enterococcus faecalis,dan bakteri yang terdapat pada usus besar yaitu yang berada di colon adalah Bacteroides, Bifidobacterium, Eubacterium, Peptococcus, Peptostreptococcus, Clostridia Ruminococcus, dan Lactobacilli. Yang berjumlah 104-1012 CFU/mL
Hasil penelitian menyatakan bahwa immunonutrion seperti misalnya eternal nutrition dan probiotik mampu meninghkatkan immunitas pasien pasca bedah dan diperkirakan banyak faedahnya bagi pencegahan, serta
penyembuhan terhadap infeksi. Probiotik yang banyak digunakan adalah B logum, yang mampu meningkatkan fungsi macrophage dan meningkatkan produksi IgA usus.
Gambar 4. Bakteri yang ada pada saluran intestinal
Sumber : Surono (2005)
Gambar di atas menunjukkan beberapa jenis bakteri baik yang menguntungkan seperti Lactobacillus dan Bifidobacterium maupun bakteri jahat yang hidup di dalam usus seperti E.coli, Bacteroides, Staphyloccus dan C.perfringens. Dua bakteri terakhir dalam keadaan tertentu bisa menyebabkan kematian pada manusia.
Populasi bakteri dalam ekosistem saluran pencernaan orang sehat yang mengkonsumsi nutrisi seimbang umumnya stabil. Pola makan yang tidak beraturan, konsumsi nutrisi tidak berimbang dan keadaan sakit dapat mengganggu kestabilan ekosistem tersebut (waspodo, 2002 dalam Damarjati, 2003). Jadi, manajemen mikroflora pencernaan dapat dilakukan dengan mengkonsumsi makanan yang mengandung bakteri probiotik dan menyediakan nutrisi untuk bakteri tersebut, yaitu unsur pangan yang berfungsi prebiotik. Berbagai komponen yang dianggap mempunyai fungsi fisiologis antara lain : serat kasar (dietary fiber), oligosakarida, gula alkohol, sejenis peptida dan protein, bakteri asam laktat, dan sejenis mineral (Broek, 1993 dalam Damarjati, 2003).


Ada tiga jenis karbohidrat yang tak tercerna di dalam usus kecil manusia yaitu oligosakarida tak tercerna (non digestibility oligosaccharides=NDOs), pati tak tercerna (Resistant Starch = RS) dan polisakarida non pati (NSPs=non-starch polisaccharides) seperti selulosa, hemiselulosa, pektin dan sebagainya. sejenis peptida dan protein, bakteri asam laktat, dan sejenis mineral (Broek, 1993 dalam Damarjati, 2003).
Ada tiga jenis karbohidrat yang tak tercerna di dalam usus kecil manusia yaitu oligosakarida tak tercerna (non digestibility oligosaccharides=NDOs), pati tak tercerna (Resistant Starch = RS) dan polisakarida non pati (NSPs=non-starch polisaccharides) seperti selulosa, hemiselulosa, pektin dan sebagainya.