Porphyromonas gingivalis sebagai salah satu bakteri yang tergabung

2.2 Porphyromonas gingivalis sebagai salah satu bakteri yang tergabung

dalam biofilm pada infeksi endodontik primer Di dalam saluran akar yang terinfeksi terdapat kumpulan berbagai jenis komunitas bakteri sehingga disebut sebagai infeksi polimikrobial. Bakteri-bakteri ini ada yang berbentuk sel-sel planktonik yang tersebar bebas dalam cairan pada saluran akar dan ada juga yang beragregasiberkoagregasi membentuk kumpulan bakteri yang melekat pada dinding saluran akar membentuk lapisan biofilm. Biofilm dapat didefinisikan sebagai sebuah lapisan tipis dari komunitas mikroorganisme multiseluler yang terkondensasi dan melekat secara kuat pada permukaan dan terperangkap dalam matriks extracellular polymeric substance EPS . 2,3 Pembentukan biofilm ini terjadi dalam empat tahap Gambar 4. Tahap pertama adalah adsorpsi dari molekul inorganik dan organik pada permukaan solid yang membentuk conditioning film. Tahap kedua dari pembentukan biofilm melibatkan adhesi dan kolonisasi dari sel-sel planktonik pada conditioning film. Banyak faktor yang mempengaruhi perlekatan bakteri pada substrat padat. Faktor- faktor ini meliputi pH, temperatur, energi permukaan dari substrat, kecepatan aliran dari cairan melewati permukaan, ketersediaan nutrisi, lama waktu bakteri berkontak dengan permukaan, tingkat pertumbuhan bakteri, termasuk juga isi sel permukaan dan hydrophobocity permukaan. Sifat-sifat psikokemikal seperti energi permukaan dan charge density menentukan jenis bakteri awal yang berkolonisasi. Perlekatan mikrobial pada substrat juga diperantarai oleh struktur permukaan bakteri seperti fimbriae, pili, flagela dan glycocalyx. 37 Tahap ketiga melibatkan pertumbuhan dan ekspansi bakteri. Pada tahap ini, lapisan monolayer dari mikroorganisme menarik koloni sekunder untuk membentuk mikrokoloni dan kumpulan koloni-koloni ini membentuk struktur akhir dari biofilm. Formasi pertumbuhan sepanjang lateral dan vertikal dari mikroorganisme tersebut membuat mikrokoloni ini mirip dengan bentuk menara. Interaksi mikrobial yang terjadi pada tingkat selular selama pembentukan biofilm terdiri dari dua tipe. Yang pertama adalah proses pengenalan diantara sel yang tertahan dan sel yang telah melekat pada substrat yang disebut sebagai co-adhesi. Tipe interaksi kedua adalah Universitas Sumatera Utara sel-sel yang secara genetik berbeda dalam suspensi mengenali satu sama lain dan menyatu bersama yang disebut dengan co-agregasi. 37 Tahap keempat terjadi pada biofilm yang telah matang yang melibatkan pelepasan mikroorganisme pada biofilm ke lingkungan sekitarnya. Pelepasan ini terdiri dari dua jenis, yaitu seeding dispersal dan clumping dispersal. Seeding dispersal melibatkan pelepasan sel-sel bakteri planktonik akibat hidrolisis dari matriks ekstraselular polisakarida dan mengkonversi subpopulasi sel-sel menjadi sel plaktonik yang motil. Clumping dispersal merupakan pelepasan dimana fragmen mikrokoloni terlepas dari biofilm dan terbawa dalam bentuk sekumpulan hingga tiba di lokasi baru dan mulai membentuk populasi baru. 37 Gambar 4. Tahapan pembentukan biofilm. 37 Pembentukan biofilm pada infeksi saluran akar diawali beberapa saat setelah terjadinya invasi pada ruang pulpa oleh organisme plaktonik oral akibat kerusakan jaringan. Lesi inflamasi yang terus berkembang ini akan menyediakan cairan bagi organisme planktonik yang menginvasi sehingga mereka dapat bereplikasi dan terus melekat pada dinding saluran akar. Jaringan nekrotik pulpa menjadi lingkungan yang menguntungkan bagi proliferasi mikrobial karena adanya residu organik atau nutrisi yang berperan sebagai substrat atau medium kultur. 37 Universitas Sumatera Utara Bakteri cenderung tumbuh dalam bentuk biofilm untuk dapat bertahan karena struktur biofilm dapat melindungi bakteri dari mikroorganisme lain, sistem pertahanan induk, agen antimikroba, dan pengaruh lingkungan, memberikan habitat yang lebih luas untuk berkembang, memerangkap nutrisi dan meningkatkan jumlah jenis metabolisme dan efisiensinya serta membantu pertukaran gen, dan meningkatkan patogenitas. 2 Mikroorganisme dalam bentuk sel-sel planktonik dapat dengan mudah dieliminasi pada proses cleaning and shaping saat perawatan saluran akar. Namun, mikroorganisme dalam bentuk biofilm yang melekat pada dinding saluran akar, isthmus, kanal lateral dan tubulus-tubulus dentin tentu saja lebih sulit dieliminasi dan mungkin membutuhkan strategi perawatan tertentu. 2,3 Gambar 5 Gambar 5. Salah satu bakteri yang dapat dijumpai pada biofilm yang terbentuk pada infeksi saluran akar adalah dari golongan Porphyromonas sp., yaitu Porphyromonas gingivalis. Porphyromonas gingivalis merupakan salah satu bakteri obligat anaerob gram negatif yang sering diisolasi dari infeksi endodontik primer. 3,4 Berdasarkan taksonominya, bakteri P.gingivalis diklasifikasikan sebagai berikut: 38  Kingdom : Eubacteria  Filum : Bacteroidates Microbial biofilm pada tubulus dentin dan dinding saluran akar. 3 Universitas Sumatera Utara  Klas : Bacteroides  Ordo : Bacteroidales  Famili : Porphyromonadaceae  Genus : Porphyromonas  Spesies : Porphyromonas gingivalis P.gingivalis Gambar 6 merupakan bakteri obligat anaerob gram negatif berpigmen hitam yang tidak berspora dan non-motile yang menginfeksi jaringan periapikal. 4,7 Bakteri ini berukuran kecil, antara 0,5- 2 μm dan berbentuk coccobacilli. 39 Bakteri golongan Porphyromonas sp. memiliki karakteristik khusus yang memancarkan warna merah bata ketika berada di bawah sinar ultraviolet gelombang panjang dan bewarna coklat hitam ketika dikultur pada blood-containing media, sehingga bakteri ini juga dapat diidentifikasi sebagai bakteri berpigmen hitam Bacteroides. 9,39 Gambar 6. Bakteri P.gingivalis 39 P.gingivalis tumbuh dalam media kultur membentuk koloni berdiameter 1-2 mm, konveks, halus dan mengkilat, yang bagian tengahnya menunjukkan gambaran lebih gelap karena produsi protoheme, yaitu suatu substansi yang bertanggung jawab terhadap warna khas koloni ini. Pertumbuhannya dipengaruhi oleh adanya protein hydrolysates, seperti peptone atau yeast extract. Pertumbuhannya dapat ditingkatkan Universitas Sumatera Utara dengan adanya NaCl 0,5-0,8 dalam darah. Produk fermentasi P.gingivalis yang utama adalah n-butirat dan asam asetat. 38 Bakteri P.gingivalis lebih dikenal sebagai salah satu bakteri patogen yang memegang peranan penting dalam terjadinya penyakit periodontal. Namun, bakteri ini juga sering ditemukan pada infeksi saluran akar primer dan pada berbagai abses odontogenik yang bukan berasal dari penyakit periodontal. 8 Selain itu, bakteri ini memiliki aktifitas proteolitik, sehingga sering dihubungkan dengan proses terjadinya abses periapikal. 1 Keberadaan P.gingivalis pada proses infeksi endodontik mungkin dulu kurang diperhitungkan untuk waktu yang cukup lama karena bakteri ini merupakan bakteri obligat anaerob yang tidak dapat tumbuh pada media padat tanpa adanya teknik spesial. 6 Pada penelitian yang dilakukan dengan metode kultur pada saluran akar yang terinfeksi, bakteri P.gingivalis ditemukan hanya memiliki prevalensi sebesar 10 - 27,3. 1,6 Namun dengan adanya perkembangan teknologi, bakteri P.gingivalis sekarang dapat diisolasi dengan metode PCR dengan hasil P.gingivalis memiliki prevalensi sebesar 28 - 43,3 pada pulpa dengan infeksi endodontik primer. 1,5-7 Pada infeksi endodontik kronis, bakteri P.gingivalis diketahui dapat memiliki prevalensi yang lebih tinggi lagi, serta prevalensinya lebih tinggi dibandingkan dengan bakteri P.endodontalis. Hal ini dibuktikan dengan penelitian yang telah dilakukan oleh Tomazinho et al 2007, di mana P.gingivalis dan P.endodontalis masing-masing secara berurutan memiliki prevalensi sebesar 27,3 dan 9,1 dengan metode kultur dan 43,3 dan 23,3 dengan metode PCR. 6 Sedangkan, berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Sassone et al 2007 dengan metode checkerboard DNA –DNA hybridization, bakteri dari genus Porphyromonas yang ditemukan memiliki prevalensi paling tinggi pada infeksi endodontik primer kronis adalah bakteri P.gingivalis dengan prevalensi sebesar 67 sedangkan bakteri P.endodontalis hanya memiliki prevalensi sebesar 30. 40 Selain itu, P.gingivalis juga sering ditemukan memiliki prevalensi yang cukup tinggi pada kasus infeksi endodontik primer dengan periodontitis apikalis Gambar 7. 2 Universitas Sumatera Utara Gambar 7. Prevalensi P.gingivalis pada infeksi endodontik primer memang cukup besar, namun pada infeksi endodontik sekunder bakteri ini masih dapat ditemukan walaupun dalam jumlah yang lebih sedikit. Hal tersebut sesuai dengan penelitian Ercan et al 2006, di mana bakteri Porphyromonas spp. ditemukan memiliki prevalensi yang lebih rendah pada saluran akar dengan infeksi endodontik sekunder dibandingkan pada infeksi endodontik primer. 41 Namun pada kasus periodontitis apikalis yang persisten, P.gingivalis diketahui memiliki prevalensi yang cukup tinggi. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Zhang et al 2010, didapatkan hasil bahwa P.gingivalis memiliki prevalensi sebesar 27 pada periodontitis apikalis yang persisten. 42 Bakteri P.gingivalis merupakan spesies yang paling sering ditemukan dalam genusnya dan mungkin merupakan bakteri patogen yang paling penting dalam genusnya. Hal ini disebabkan karena bakteri P.gingivalis merupakan bakteri yang paling proteolitik dan paling patogen diantara bakteri anaerob gram negatif berpigmen hitam sehingga patogenitas bakteri ini banyak diteliti secara luas. 43 10 20 30 40 50 60 70 Persentase P.gingivalis Periodontitis Apikalis Kronis Periodontitis Apikalis Akut Abses Apikalis Akut Prevalensi P.gingivalis pada infeksi endodontik kronis dengan berbagai bentuk periodontitis apikalis yang berbeda. 2 Universitas Sumatera Utara P.gingivalis diketahui memiliki berbagai faktor virulensi patogenik yang berperan dalam menyebabkan penyakit. Faktor virulensi tersebut antara lain seperti fimbriae, capsule, extracellular vesicles, hemagglutinin, gingipain, hydrolytic enzymes, collagenase dan lipopolysaccharide LPS. 8 Fimbriae adalah filamen tipis, bagian dari struktur bakteri yang terdapat pada permukaan bakteri dan tersusun atas molekul protein dengan diameter 5 nm. 9,39 Fimbriae pada bakteri berperan pada perlekatan bakteri dengan sel induknya dan untuk interaksi dengan bakteri lainnya. 9 Fimbriae P.gingivalis memiliki perlekatan yang sangat kuat pada sel epitel dan memiliki potensi yang besar menjadi virulensi, sehingga P.gingivalis yang memiliki lebih banyak fimbriae akan lebih mudah memasuki sel dendrit pada manusia daripada yang lebih sedikit fimbriaenya. 44 Fimbriae pada P.gingivalis juga dapat menstimulasi sitokin dari makrofag sehingga merangsang terjadinya proses resopsi tulang. 4,39,44 Sebagian besar golongan Bacteroides termasuk P.gingivalis memiliki kapsul yang tersusun dari polisakarida dan membentuk lapisan pada bagian luar dinding sel. 9,44 Kapsulnya terlibat dalam adhesi atau perlekatan, pembentukan abses dan melindungi dari poses opsonisasi dan fagositosis sel inang. 39,44 Collagenase merupakan faktor virulensi Porphyromonas gingivalis yang berhubungan dengan penyakit periodontal. Penelitian menyatakan keberadaan collagenase gene prtC yang diperiksa pada 21 strain spesies Porphyromonas dapat diisolasi pada infeksi saluran akar. Porphyromonas gingivalis dari infeksi saluran akar memiliki prtC gen, sedangkan Porphyromonas endodontalis tidak memiliki prtC gen. 44 P.gingivalis juga diketahui dapat menghasilkan enzim cysteine protease, dinamakan gingipain yang merupakan salah satu faktor virulensi penting dari bakteri tersebut. Gingipain memiliki kemampuan untuk mendegradasi protein pertahanan inang untuk menyediakan peptida dan asam amino sebagai sumber carbon dan nitrogen bagi pertumbuhan bakteri tersebut. 45 Gingipain ini juga berperan dalam 85 aktivitas proteolitik yang dihasilkan oleh bakteri P.gingivalis. 39 Gingipain ini sendiri terdiri atas Arg-gingipain Rgp dan Lys-gingipain Kgp. 45 Universitas Sumatera Utara Patogenitas yang utama dari bakteri gram negatif disebabkan oleh adanya lipopolysacharide LPS pada dinding selnya. LPS adalah komponen permukaan mayor dari bakteri gram negatif yang tersusun dari polysaccharide, core polysaccharide dan Lipid A. 39 LPS memiliki potensi yang kuat sebagai stimulator inflamasi karena LPS mampu menembus ke dalam jaringan periradikuler dan bertindak sebagai endotoksin dalam organisme inangnya sehingga menyebabkan peradangan dan berlanjut dengan terjadinya kerusakan tulang. Penelitian menunjukkan bahwa respon radang dimulai saat LPS P.gingivalis berikatan dengan lipoliskarida binding protein LBP membentuk komplek molekul CD14. Komplek molekul ini akan dikenali oleh makrofag melalui reseptor TLR4 sehingga menstimulasi terbentuknya IL-1, IL-6 dan TNF- α, yaitu sitokin yang berperan dalam proses terjadinya resorpsi tulang. 4 Dilihat dari patogenitasnya, keberadaan bakteri P.gingivalis juga dihubungkan dengan timbulnya rasa sakit karena sering ditemukan memiliki prevalensi yang lebih tinggi pada kasus simptomatik yang berhubungan dengan pembentukan eksudat dan rasa sakit pada palpasi. Penelitian Rocas et al. Cit Jacinto 2006 menemukan bahwa bakteri P.gingivalis memiliki prevalensi sebesar 30 pada infeksi endodontik primer yang simptomatik. Penelitian Gomes et al. Cit Jacinto 2006 juga menemukan adanya hubungan antara Porphyromonas spp. dengan rasa sensitif pada perkusi dan pembengkakkan. Pada penelitian yang dilakukan oleh Sundqvist et al. Cit Jacinto 2006 pada gigi dengan inflamasi periapikal, P.gingivalis ditemukan pada semua gigi dengan eksaserbasi akut tapi tidak pada gigi yang bebas dari rasa sakit. 46 Dari hasil penelitian yang dilakukan oleh Sassone et al 2008 untuk mengetahui apakah terdapat perbedaan jumlah bakteri pada kasus infeksi endodontik primer kronis yang simptomatik dibandingkan dengan kasus yang asimptomatik, ditemukan bahwa P.gingivalis mempunyai perbedaan mean levels yang signifikan Gambar 8. Hal ini menunjukkan bahwa, jumlah bakteri P.gingivalis pada kasus simptomatik jauh lebih besar dibandingkan dengan kasus yang asimptomatik sehingga bakteri P.gingivalis diyakini memiliki hubungan dengan timbulnya rasa sakit. 43 Universitas Sumatera Utara Gambar 8. Bakteri P.gingivalis tidak dapat menimbulkan infeksi pada saluran akar secara individual, namun bakteri ini mempunyai kemampuan untuk berkolonisasi dalam bentuk microbial biofilm dengan bakteri lain sehingga menimbulkan infeksi. 3,5 Oleh sebab itu, risiko terjadinya virulensi semakin tinggi bila terdapat kombinasi mikroorganisme dalam jumlah yang besar, terutama dari spesies anaerob. Hal ini dapat dilihat dari kombinasi antara P.gingivalis dengan F.Nucleatum yang menunjukkan patogenitas yang lebih tinggi karena hal tersebut meningkatkan faktor perlekatan bakteri P.gingivalis terhadap sel induknya. 9 Penelitian lain juga menunjukkan bahwa infeksi silang antara P.gingivalis dengan Bacteroides forythus Perhitungan dari 40 spesies bakteri x10 5 ± SE pada 30 kasus simptomatik dan 30 kasus asimptomatik pada lesi kronis infeksi endodontik primer. Urutan spesies berdasarkan jumlah mean counts secara menurun dari sampel kasus simptomatik. Mann-Whitney U test. 43 Universitas Sumatera Utara pada infeksi saluran akar akan meningkatkan resiko terjadinya periodontitis apikalis kronis. 5 Selain itu, kombinasi dari Porphyromonas sp., Prevotella sp., dan F.nucleatum akan meningkatkan faktor resiko terjadinya flare up endodonti. Hal ini disebabkan adanya sinergi antara bakteri-bakteri tersebut, sehingga meningkatkan intensitas terjadinya inflamasi pada jaringan periapikal. 9 Oleh sebab itu, hal ini membuktikan bahwa spesies bakteri yang berbeda-beda dalam struktur biofilm pada infeksi saluran akar memiliki hubungan yang erat sehingga interaksi antar bakteri tidak dapat dihindari. Keberadaan suatu spesies bakteri pada saluran akar dapat dipengaruhi oleh interaksi dengan spesies lainnya dan juga sebaliknya, ketidakhadiran salah satu jenis bakteri dapat mempengaruhi keberadaan bakteri lainnya termasuk P.gingivalis. 2 Gambar 9 Gambar 9. Interaksi antar bakteri dalam infeksi saluran akar dimana perkembangan dari sebagian spesies tergantung dari produk metabolisme spesies lainnya. Kehadiran suatu jenis bakteri mempengaruhi bakteri lainnya, sehingga hubungan antar setiap jenis bakteri tidak dapat dipisahkan. 2 Universitas Sumatera Utara

2.3 Buah Lerak Sapindus rarak DC