Daya Antibakteri Ekstrak Etanol Daun Afrika (Vernonia amygdalina) sebagai Bahan Alternatif Medikamen Saluran Akar terhadap Fusobacterium Nucleatum (Penelitian InVitro)

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA Eliminasi mikroorganisme merupakan dasar keberhasilan perawatan saluran

  akar.Kalsium hidroksida merupakan bahan medikamen saluran akar yang umum digunakan saat ini, namun pada satu kasus bakteri Fusobacterium nucleatum masih ditemukan dalam saluran akar setelah pemberian kalsium hidroksida. Ekstrak etanol daun Afrika (Vernonia amygdalina) diharapkan dapat digunakan sebagai bahan alternatif medikamen saluran akar.

2.1Fusobacterium nucleatum sebagai Salah Satu Bakteri pada Infeksi Saluran Akar

  4 Berdasarkan taksonominya, Fusobacterium nucleatum diklasifikasikan atas:

  Kingdom : Bacteria Filum : Fusobacteria Famili : Bacteroidaceae Genus : Fusobacterium Spesies : Fusobacterium nucleatum Suatu penelitian dengan menggunakan teknik sampling anaerob, menunjukkan bahwa selain Streptococci, Lactobacilli dan Actinomyces, spesies obligat anaerob seperti Fusobacterium, Peptostreptococcus, Eubacterium,

  Propionibacterium, Veillonella, Wolinella, Prevotella dan Porhyromonas merupakan

  2

  bakteri yang mendominasi saluran akar. Sundqvist (1994) mengungkapkan bakteri yang paling banyak ditemukan pada saluran akar dengan lesi periapikal ialah

  3 Fusobacterium nucleatum yaitu 48%. (Tabel 1) Fusobacterium nucleatum adalah bakteri gram negatif obligat anaerob, tidak

  membentuk spora dan nonmotil. Fusobacterium nucleatum memiliki sel berbentuk batang yang ujungnya tajam dan panjangnya 5-10 um. Media yang baik digunakan

  

Fusobacterium nucleatum untuk bertumbuh subur adalah media yang mengandung

  4 trypticase, peptone , dan ekstrak ragi.

  Tabel 1. Bakteri yang diisolasi dari saluranakar gigi dengan lesi

  3

  periapikal Bakteri Insiden (%)

  Fusobacterium nucleatum

  48 Streptococcus sp

  40 Bacteriodes sp

  35 Prevotella intermedia

  34 Parvimonas micra

  34 Pseudorami bacter

  34 Peptostreptococcus anaerobius

  31 Lactobacillus spp

  32 Eubacterium lentum

  31 Fusobacterium spp

  29 Camhylobacter spp

  25 Peptostreptoccocus spp

  15

  15 Actinomyces spp

  Mogibacterium timidum

  11 Capnocytophaga ochracea

  11 Eubacterium brachy

  9 Selemonas sputigena

  9 Veillonella parvula

  9 Porphyromonas endodontalis

  9 Prevotella buccae

  9 Prevotella oralis

  8 Propionibacterium propionicum

  8 Prevotella denticola

  6 Prevotella loescheii

  6 Eubacterium nodatum

  6 Membran luar Fusobacterium nucleatum mempunyai karakteristik bakteri gram negatif. Lapisan selnya dilindungi oleh membran luar dan membran dalam yang dipisahkan oleh ruang periplasmik yang terdiri atas lapisan peptidoglikan. Pada umumnya, membran dalam bakteri gram negatif mengandung fosfolipid yang simetris dengan perbandingan yang seimbang antara fosfolipid dan protein. Membran luar berfungsi sebagai penyaring molekul dan merupakan membran asimetrik yang

  4 terdiri dari lapisan fosfolipid, lipopolisakarida, lipoprotein, dan protein.

  

Gambar 1. Fusobacteriumnucleatumdibawah

TransmissionElectronicMicroscope ₂₀

  (TEM)

  Kompleks lipopolisakarida secara umum dikaitkan sebagai zat endotoksin yang dapat menyebabkan biological effects yaitu aktivasi komplemen, sitotoksisitas, resorpsi tulang. Menurut Okuda et al (1991) Cit Bolstad (1996) Fusobacterium

  

nucleatum pada permukaan gigi berhubungan dengan ditemukannya kemampuan

  lipopolisakarida (LPS) dalam mengadakan perlekatan pada saliva yang mengandung hidroksiapatit. Hal ini menunjukkan bahwa lipopolisakarida yang terdapat didalam

  

Fusobacterium nucleatum memegang peranan penting dalam proses perlekatan bukan

  4 hanya pada epitel, tetapi juga pada permukaan gigi terutama pada sementum akar.

  Produk utama dari metabolism pepton atau karbohidrat oleh Fusobacterium

nucleatum adalah asam butirat yang mengubah treonin menjadi asam propionate.

Butirat, propionate dan ion ammonium yang dihasilkan dari metabolisme

  

Fusobacterium nucleatum dapat menghambat proliferasi sel fibroblast pada gingival dan memberikan jalan bagi Fusobacterium nucleatum untuk melakukan penetrasi ke

  4 epitel gingival.

  Gambar 2. Koloni Fusobacterium nucletum dibawah ₄ Electrom Microscopy ( EM)

  Adanya kombinasi dari F. nucleatum, Prevotella spp, dan Porphymonas spp

  2 dapat menjadi risiko terjadinya flare-up endodonti. Interaksi koagregasi antara E.

  

Faecalis dan F. nucleatum meningkatkan kemampuan mikroorganisme tersebut

  untuk hidup berdampingan dalam komunitas mikroba dan berkontribusi terhadap

  3 infeksi endodonti.

2.2Bahan Medikamen Saluran Akar

  Bahan medikamen saluran akar adalah suatu medikamen yang diletakkan sementara pada saluran akar dengan biokompatibilitas yang baik. Mikroorganisme yang dapat bertahan dan tidak dapat dicapai dengan menggunakan teknik preparasi

  

chemo-mechanical dapat dinetralisir dengan pemberian bahan medikamen saluran

  akar makakeberhasilan perawatan saluran akar baik jangka pendek maupun jangka panjang juga bergantung pada medikamen yang diletakkan dalam saluran akar pada

  7,8 waktu antar kunjungan.

  Syarat dari bahan medikamen saluran akar adalah harus memiliki aktivitas antibakteri, mengeliminasi bakteri yang tidak tereliminasi pada prosedur eliminasi, mengontrol nyeri pasca perawatan, mampu mencegahinfeksi ulang dan juga bersifat biokompatibel.Medikamen saluran akar yang digunakan dalam perawatan endodontidapat dibagi dalam beberapa kelompok besar yaitu golongan fenol (Eugenol, CMCP, Parachlorofenol, Camphorated Parachlorofenol, Cresatin, Cresol,

  

Creosote dan Thymol)golongan aldehid/formaldehida (formokresol dan gultaradehid),

  golongan halida/halogen (sodium hipoklorit dan iodine-potassium iodide), steroid,

  .8

  kalsium hidroksida, antibiotik, dankombinasi Golongan fenol merupakan bahan medikamen saluran akar yang memiliki aktivitas antimikroba, tetapi hanya untuk jangka pendek dan hanya bila berkontak langsung dengan mikroorganisme. Golongan fenol memiliki bau yang menyengat dan rasa yang sangat tidak enak. Golongan fenol juga memiliki potensi mutagenik dan kariogenik dan jika berkontak dengan cairan membuatnya menjadi tidak aktif. Golongan fenol, formokresol, dan kalsium hidroksida bila digunakan sebagai medikamen saluran akar tidak berpengaruh pada pencegahan dan pereda nyeri.

  Golongan fenol dan aldehid pada umumnya merupakan pembunuh sel yang baik, namun memiliki efek samping dapat menyebabkan alergi. Penggunaan bahan

  8 medikamen saluran akar golongan fenol sudah tidak dianjurkan lagi.

  Kalsium hidroksida (Ca(OH)

  2 ) merupakan medikamen saluran akar yang

  paling sering digunakan dalam bidang kedokteran gigi sejak tahun 1920 dan menjadi

  

gold standard dalam perawatan endodontik.Kalsium hidroksida memiliki keunggulan

  yaitu efek antimikroba terutama karena memiliki pHyang tinggi sekitar 12,5 dan

  9

  bekerja dengan merusak dinding sel bakteri dan struktur protein. Cara kerja Ca(OH)

  2 2+

  melalui pelepasan ion Ca yang memiliki peran dalam proses mineralisasi jaringan dan ion OH yang menghasilkan alkalin yang tinggi sehingga menyebabkan lingkungan yang tidak sesuai bagi mikroorganisme. Ca(OH)

  2 juga dapat menghambat

  resorpsi tulang dan menghidrolisis lipopolisakarida (LPS) yang umumnya dimiliki

  7

  oleh bakteri gram negatif. Kalsium hidroksida menghidrolisis lapisan lipid dari LPS bakteri dengan menghasilkan asam lemak hidroksi dalam jumlah yang banyak dan menonaktifkan enzim dalam membran bakteri serta mengganggu mekanisme

  21 transportasi yang mengakibatkan sel keracunan.

  Selain memiliki keunggulan, kalsium hidroksida juga memiliki beberapa kekurangan. Kalsium hidroksida merupakan antimikroba yang berkerja lambat dan diperlukan dalam jumlah yang cukup banyak serta memerlukan waktu minimal satu

  11

  minggu untuk efektif. Kalsium hidroksida memiliki efek yang kurang baik pada jaringan periodontal ketika digunakan sebagai medikamen saluran akar selama perawatan saluran akar rutin. Kalsium hidroksida memberikan pengaruh negatif dalam proses penyembuhan jaringan lunak dan terlihat kalsium hidroksida dapat

  9

  menghambat proses perlekatan gingival fibroblasts . Penelitian terdahulu menunjukkan bahwa dentin dapat menginaktifkan aktivitas antibakteri kalsium hidroksida dan jumlah saluran akar yang mengandung bakteri meningkat setelah

  22 perawatan saluran akar dengan kalsium hidroksida.

  Gomeset al(2002), beranggapan bahwa walaupun kalsium hidroksida direkomendasikan sebagai bahan medikamen saluran akar pada perawatan periodontitis apikalis, bukan berarti bahwa pemakaian kalsium hidroksida dapat digunakan secara universal, karena kalsium hidroksida tidak menunjukkan

  10

  kemampuan yang sama terhadap seluruh bakteri. Penelitian Siqueira et al (2007) menunjukkan dari 11 saluran akar dengan lesi periodontitis apikalis, setelah penggunaan bahan dressing antar kunjungan dengan menggunakan kalsium hidroksida (Ca(OH)

  2 ) selama satu minggu, ditemukan dua kasus bakteri

  postmedikamen, dengan satu takson per kasus, yaitu bakteri Fusobacterium

  23

nucleatum dan Lactococcus garviae. Beberapa spesiesCandida juga resisten

terhadap kalsium hidroksida.

2.3Penggunaan Bahan Alamidalam Bidang Endodontik

  Bahan herbal telah digunakan dalam bidang kedokteran sejak ribuan tahun yang lalu. Akibat sering terjadinya reaksi sitotoksik dari bahan medikamen saluran akar dan ketidakmampuan bahan medikamen saluran akar untuk mengeliminasi bakteri di tubulus dentin, maka dalam bidang endodontik mulai dikembangkan beberapa bahan medikamen yang berasal dari komponen biologis tanaman

  24

  herbal. Beberapa penelitian telah dilakukan di Indonesia mengenai penggunaan bahan alami dalam bidang endodontik. Penelitian yang dilakukan oleh Kere MC

  (2011) menunjukkan bahwa ekstrak etanol buah mahkota dewa memiliki daya antibakteri terhadap Fusobacterium nucleatum dengan diperolehnya KHM dan KBM

  25

  pada konsentrasi 3,125%. Penelitian yang dilakukan oleh Mery (2012) menunjukkan bahwa ekstrak etanol pegagan menunjukkan daya antibakteri terhadap Fusobacterium

  26

nucleatum dengan diperolehnya KBM pada konsentrasi 6,25%. Penelitian Rahma

  AP (2009) menunjukkan bahwa ekstrak etanol Aloe vera memiliki daya antibakteri terhadap Fusobacterium nucleatum dengan diperolehnya KBM pada konsentrasi

  27

  50%. Dan pada penelitian Banurea FE (2008), daya antibakteri yang menggunakan kitosan blangkas bermolekul tinggi terhadap Fusobacterium nucleatum diperoleh

28 KHM dan KBM pada konsentrasi 10%.

2.4Daun Afrika(Vernonia amygdalina)

  Genus Vernonia memiliki sekitar 1000 spesies. Lebih dari 500 Genus

  

Vernonia ditemukan di Afrika dan Asia, sekitar 300 di Meksiko, Amerika Selatan dan

  14 Amerika Tengah, dan sekitar 16 dapat ditemukan di Amerika Serikat. Penelitian

  yang telah dilakukan terhadap 109 spesies Vernonia menunjukkan adanya kandungan sebagai medikamen. 105 dari spesies tersebut dihubungkan kepada perawatan atau manajemen 44 penyakit atau kondisi kesehatan yang diderita manusia, 2 jenis spesiesnya dapat digunakan sebagai medikasi untuk hewan simpanse dan gorilla.

  

Vernonia amygdalina merupakan salah satu jenis dari genus Vernonia yang paling

  29 sering digunakan.

  Vernonia amygdalina merupakansalah satu jenis pohon kecil dari famili

  Compositaedengan ketinggian mencapai 2-10 m yang dilengkapi dengan daun berdiameter 6 mm berbentuk elips.Vernonia amygdalinamemiliki daun yang berwarna hijau gelap, memiliki bau yang khas dan rasa yang pahit. Tidak memiliki benih yang dihasilkan sehingga untuk memperbanyak tumbuhan ini maka dilakukan dengan cara pemotongan.Selain memiliki daun, Vernonia amygdalina jugamemiliki bunga yangakan terbentuk pada lingkungan tertentu, berwarna putih, harum dan

  14 menarik kedatangan lebah.

  14 Klasifikasi Vernonia amygdalina adalah sebagai berikut:

  Synonym : Gymnanthemum amygdalinum Kingdom : Plantae Division : Angiosperms Classes : Dicotyledons Order : Asterales Family Genus : Vernonia Species : V. amygdalina

  Vernonia amygdalina juga dikenal dengan sebutan daun Afrika (Indonesia),

South Africa leaf (Malaysia), bitter leaf (English), akpa gbo (Afrika), Suwaaka

  (Cameroon), oriwo (Edo), ewuro (Yoruba), shikawa (Hausa),olubu (Igbo) Ikaruga

  

Chrysanthemum tonsils (China), Etidod (Nigeria), Olulusia dan South Africa Leaf

  (Kenya), Buzut (Ethiopia), ndoki (Gabon), Awonoo (Ghana), Ekibirizi (Uganda),

  

Musikavakadzi (Zimababwe), Umubilizi (Rwanda), liNyatselo (Swaziland), dan

14 Mtugutu (Tanzania).

  

Gambar 3. Daun Afrika (Vernonia amygdalina)

  

Gambar 4. Bunga Vernonia amygdalina

Vernonia amygdalina tumbuh di daerah ekologi di Afrika termasuk Zimbabwe

  dan Nigeria yang beriklim tropis, dapat tumbuh secara liar ataupun ditanam di sepanjang Sub-saharan Afrika. Vernonia amygdalinadapat juga ditemukan di rumah-

  30

  rumah maupun desa-desa sebagai tanaman pagar dan pot. Vernonia amygdalina dapat dijadikan sayuran dan dikonsumsi setelah melalui proses penghilangan rasa

  31 pahit untuk menghilangkan komponen astringent yang terkandung di dalamnya.

2.4.1 Nilai FarmakologiDaun Afrika (Vernonia amygdalina)

  Aktivitasbiologis yang dimiliki oleh daun Afrika (Vernonia amygdalina) adalah antibakteri, antijamur, antivirus, antiinflamasi, analgesik, antioksidan, antimalaria, antidiabetes dan antikanker. Berdasarkan hasil fitokimia berbagai ekstrak daun Afrika (Vernonia amygdalina) mengandung Anthraquinones (0.08± 0.001),

  

Tannins (1.55± 0.81), Flavonoids (0.17 ± 0.004), Alkaloids (2.95± 0.40), Saponins

  13

  (2.85± 0.39), Cardiac glycosides (1.10 ± 0.03), Triterpenes (0.54 ± 0.02). Luteolin,

  

luteolin 7-0-beta-glukuronosid, dan luteolin 7-0-beta glukosid yang merupakan 3

  jenis dari Flavanoids yang juga terdapat pada daun Afrika (Vernonia

  

amygdalina )memiliki aktivitas antioksidan dan berguna untuk mencegah kanker, serta dapat melindungi dari diabetes dan arterosklerosis. Selain itu, ditemukan pula

  14 kandungan antioksidan vitamin C yang tinggi pada Vernonia amygdalina.

  Ojiako dan Nwanjo CitNwangwuet al. (2011) melaporkan bahwa daun Afrika (Vernonia amygdalina)mungkin mengandung toksin jika dikonsumsi dalam jumlah yang sangat banyak namun bahaya yang ditimbulkan tidak lebih parah dari apa yang telah diamati dari sayuran umum lainnya yang dikonsumsi secara rutin di Afrika. Nwangwu (2011) menunjukkan pada hasil penelitiannya bahwa tidak adanya kerusakan yang signifikan pada struktur sel perut, liver, dan ginjal bahkan menjadi lebih terorganisir dengan baik pada hewan yang diteliti dibandingkan dengan hewan

  32 kontrol.

2.4.2Aktivitas AntibakteriDaun Afrika (Vernonia amygdalina)

  Setiap bagian dari Vernonia amygdalinamemiliki aktivitas antibakteri. Di Nigeria, batang dan akar Vernonia amygdalina digunakan sebagai chewing stick. Pada suatu peneitian menunjukkan bahwa ekstrak dari batang dan akarVernonia

  

amygdalina yang digunakan sebagai chewing stick menunjukkan aktivitas bakterisida

terhadap bakteri anaerob rongga mulut seperti B. oralis, B. melaninogenicus, B.

  14

gingivalis , dan B. asaccharolyticuspada konsentrasi<10%. Penelitian Taiwo cit Yeap

  (2010), ekstrak air dari akar Vernonia amygdalina juga menunjukkan aktivitas antibakteri terhadap bakteri Streptococcus gordoni, Porphyromonas nigrescens,

  

Porphyromonas gingivalis, Prevotella intermedia, Fusobacterium nucleatum dan

  14 Pseuodomanas aeruginosa dengan kadar hambat minimum 100mg/ml.

  Daun Afrika (Vernonia amygdalina) memiliki aktivitas antibakteri yang lebih

  16

  tinggi dibandingkan dengan batang dan akar. Ekstrak daun Afrika (Vernonia

  

amygdalina ) memiliki aktivitas antibakteri terhadap pertumbuhan bakteri gram positif

  33

  dan gram negatif. Pada penelitian Oboh dan Masodje (2009) menunjukkan bahwa ekstrak air daun Afrika (Vernonia amygdalina) dapat menghambat pertumbuhan

  .34

Staphylococcus aureus dan Escherichia coli dengan zona hambat 0.8 cm Pada

  penelitian yang dilakukan oleh Ilondu et al(2009) menunjukkan bahwa pada ekstrak air daun Afrika (Vernonia amygdalina) dengan konsentrasi 50%, 40%, 30%, 20%,

  17 10% memiliki daya hambat terhadap pertumbuhan jamur.

  Pada penelitian terdahulu menyatakan ekstrak etanol lebih menunjukkan efektivitas daripada ekstrak air. Hal ini didukung oleh penelitian yang dilakukan oleh SuledanAgbabiaka terhadap bakteri Escherichia coli, Klebsiella sp., Salmonella

  sp., dan Shigella sp. menunjukkan bahwa ekstrak airdaun Afrika (Vernonia

amygdalina ) memiliki daya hambat yang lebih kecil dibandingkan ekstrak

  19

  etanol. Penelitian Agwa dan Uzoigwe menunjukkan bahwa efek antibakteri ekstrak aseton-etanol pada Klebsiella sp lebih tinggi dibandingkan dengan

35 Ciprofloxacin . Penelitian Alo et almenunjukkan Ekstrak etanol menunjukkan

  penghambatan terhadap Salmonella typhi dan Escherichia coli dengan diameter

  36

  zonahambat 23 mm dan 13 mm. Pada penelitian Anibijuwonet al, ekstrak etanoldaun Afrika terhadap pertumbuhan bakteri Streptococcus mutans menunjukkan hasil KHM 30mg/ml dan KBM 50mg/ml dan terhadap pertumbuhan bakteri

  18 Staphylococcus aureus menunjukkan hasil KHM 45mg/ml dan KBM 125mg/ml.

2.4.3Senyawa Fitokimia Daun Afrika (Vernonia amygdalina)

  Flavonoids, Anthraquinones, Tannins, dan Saponins dari ekstrak daun Afrika

  (Vernonia amygdalina) diduga memiliki peran sebagai antibakteri dengan mekanisme

  37

  yang berbeda sebagai berikut: a.

  Flavonoids merupakan senyawa fenol yang diduga dapat merusak membran sel karena sifatnya yang lipofilik dan kemampuannya membentuk kompleks dengan protein ekstraseluler dan protein yang terlarut.

  b.

  Tannins merupakan senyawa fenol yang bersifat astringent (zat yang bersifat menciutkan), masuk melalui membran mikroba, membentuk kompleks dengan ion metal.Tannins memiliki sifat yang mudah larut dalam air, etanol, dan juga aseton namun Tannins tidak larut dalam benzene, kloroform, dan eter.

  c.

  Anthraquinonesmerupakan senyawa fenol yang berkerja sebagai antibakteri mirip dengan sifat-sifat fenol lainnya, yaitu menghambat bakteri dengan cara mendenaturasi protein. d.

  Saponins merupakan zat yang mempunyai sifat seperti sabun yang dapat melarutkan kotoran. Mekanisme kerja Saponins sebagai antibakteri adalah dengan membentuk senyawa kompleks dengan membran sel bakteri melalui ikatan hidrogen yang kemudian dapat menghancurkan permeabilitas dinding sel bakteri yang mengakibatkan kematian sel.

2.5Landasan Teori

  Infeksi saluran akar Bakteri Fusobacterium nucleatum

  Perawatan saluran akar

  Chemo-mechanical Medikamen saluran akar

  Ekstrak etanol daun Afrika (Vernonia amygdalina) Aktivitas antibakteri

  Flavonoids Tannins Anthraquinones

  Saponins

  Bersifat Membentuk

  Bersifat Mendenaturasi lipofilik senyawa astringen protein

  Merusak kompleks membran melalui

  Masuk sel ikatan melalui hidrogen membran

  Membentuk mikroba kompeleks Permeabilitas dengan dinding sel

  Membentuk protein hancur kompleks ekstraseluler dengan ion metal

  Sel Lisis

2.6 Kerangka Konsep

  Penelitian ini dilakukan dengan menguji daya antibakteri ekstrak etanol daun Afrika (Vernonia amygdalina) sebagai bahan alternatif medikamen saluran akar terhadap bakteri Fusobacterium nucleatum dengan penentuan nilai Kadar Hambat Minimum (KHM) dan nilai Kadar Bunuh Minimum (KBM).

  Ekstrak etanol daun Afrika (Vernonia amygdalina) dengan konsentrasi 100%, 50%, 25%, 12,5%, 6,25%, dan 3,125%

  Pertumbuhan bakteri

  Fusobacterium nucleatum pada

  media TSB dan TSA dengan penentuan nilai KHM dan KBM

2.7 Hipotesis Penelitian

  Ada daya antibakteri ekstrak etanol daun Afrika (Vernonia amygdalina) sebagai bahan alternatif medikamen saluran akar terhadap Fusobacterium nucleatum dengan mencari konsentrasi minimal ekstrak etanol daun Afrika yang dapat menghambat dan membunuh Fusobacterium nucleatum.