Efektivitas Ekstrak Kulit Jeruk Purut (Citrus hystrix D.C.) Terhadap Bakteri Aggregatibacter actinomycetemcomitans Secara In Vitro

5

BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Aggregatibacter actinomycetemcomitans
2.1.1 Karakteristik Umum
Patogen utama yang sering dihubungkan dengan penyakit periodontal adalah
Aggregatibacter actinomycetemcomitans. Aggregatibacter actinomycetemcomitans

adalah bakteri negatif Gramm nonmotile yang berada pada rongga mulut dan sering
dihubungkan

dengan

endokarditis.12

Aggregatibacter

actinomycetemcomitans

merupakan bakteri negatif Gramm fakultatif anaerob yang berperan dalam etiologi
periodontitis

agresif

dan

periodontitis

kronis.14

Aggregatibacter

actinomycetemcomitans dapat merusak jaringan dengan cara merangsang inflamasi,

menyebabkan destruksi jaringan dan menghambat penyembuhan jaringan.15
Pada tahun 1996, tiga bakteri yaitu Aggregatibacter actinomycetemcomitans,
Tannerella forsythia dan Porphyromonas gingivalis, ditetapkan sebagai agen etiologi

dari periodontitis. Pencantuman Aggregatibacter actinomycetemcomitans dalam

daftar etiologi didasarkan oleh hasil penelitian yang dilakukan terhadap subjek yang
sehat dan subjek yang menderita penyakit periodontal. Adanya kehadiran bakteri
tersebut dapat mencetuskan terjadinya penyakit periodontal.13
Aggregatibacter

actinomycetemcomitans

merupakan

anggota

dari

Pasteurellaceae. Aggregatibacter actinomycetemcomitans merupakan bakteri yang

sangat halus, fakultatif anaerob, nonmotile, tidak berspora, merupakan bakteri batang
kecil negatif Gramm, dan memiliki ukuran 0,4-0,5 μm x 1,0-1,5 μm. Secara
mikroskopis, selnya akan tampak seperti coccobacillary, terutama jika koloninya
langsung diisolasi dari medium padat. Bentuk yang panjang akan terlihat pada
pewarnaan gram dari kultur yang berumur lebih dari 3 hari atau dari pertumbuhan sel

dalam glucose-containing liquid medium. Agen imunodominan dari Aggregatibacter

Universitas Sumatera Utara

6

actinomycetemcomitans merupakan sebuah massa bermolekul tinggi O-polisakarida

dari lipopolisakarida.13

Gambar 1. Aggregatibacter actinomycetemcomitans24

2.1.2 Peranan dalam Penyakit Periodontal
Aggregatibacter actinomycetemcomitans dapat menghasilkan faktor virulensi

yang dapat meningkatkan kemampuannya untuk bertahan pada rongga mulut. Faktorfaktor virulensi tersebut terlibat dalam patogenesis periodontitis. Faktor-faktor
virulensi tersebut antara lain:
1.

Faktor yang mendorong kolonisasi dan ketahanan pada rongga mulut: adesin,

invasin, bakteriosin, ketahanan terhadap antibiotik.

2.

Faktor yang menghalangi pertahanan inang: leukotoksin, penghambat
kemotaktik, protein imunosupresif, dan fc-binding protein.

3.

Faktor yang merusak jaringan inang: sitotoksin, kolagenase, agen resorpsi
tulang, stimulator dari mediator inflamasi.

4.

Faktor yang menghambat kemampuan inang untuk memperbaiki jaringan:
penghambat proliferasi fibroblas, penghambat pembentukan tulang.16

Universitas Sumatera Utara

7

2.1.2.1 Leukotoksin
Leukotoksin Aggregatibacter actinomycetemcomitans merupakan protein
yang termasuk dalam anggota dari toksin RTX (Repeats in Toxin). Produksi dari
leukotoksin diatur oleh genotip dan faktor lingkungan. Leukotoksin tersimpan dalam
vesikel membran dari bakteri.25 Toksin RTX dapat diproduksi oleh berbagai bakteri
negatif Gramm (E. Coli, Bordetella pertussis, Vibrio cholera, Vibrio vulnificus, dan
lain-lain), dan belakangan ini, anggota dari Pasteurellaceae juga diketahui dapat
memproduksi toksin ini.13
Oleh karena adanya leukotoksin pada bakteri ini, maka bakteri dapat
menginduksi faktor pro-inflamasi dan agen kerusakan jaringan, menghambat aksi
pembunuhan oleh komponen antibakterial dari imunitas (fagosit) dan melindungi
bakteri dari immune mediated killing. Leukotoksin juga telah menunjukkan dapat
membunuh polimorfonuklear leukosit dan monosit, serta limfosit. Selain itu,
leukotoksin juga dapat memblok proses dari pengambilan bakteri untuk difagositosis.
Pembunuhan terhadap leukosit dapat menginduksi terjadinya apoptosis. Apoptosis
merupakan suatu proses yang kompleks yang dapat menginduksi kematian dari
reseptor permukaan sel dan jalur pengaturan mitokondria.13

2.1.2.2 Lipopolisakarida

Lipopolisakarida merupakan komponen utama pada membran terluar dari
bakteri negatif Gramm.26 Lipopolisakarida (endotoksin) memiliki efek yang besar
terhadap terjadinya kerusakan dari sel dan jaringan inang. Lipopolisakarida yang
dihasilkan Aggregatibacter actinomycetemcomitans dapat menstimulasi makrofag
untuk menghasilkan interleukin (interleukin 1α, interleukin 1 ) dan Tumor Necrosis
Factor (TNF) yang kemudian berdampak pada terjadinya inflamasi dan resorpsi

tulang alveolar.16 Mekanisme

dari resopsi tulang tersebut terjadi karena

lipopolisakarida

komplemen

mengaktivasi

yang

kemudian

menstimulasi

prostaglandin.26

Universitas Sumatera Utara

8

2.1.2.3 Kolagenase dan Sitotoksin
Pengurangan dari kepadatan serat kolagen gingiva merupakan gambaran yang
umum tampak pada pernyakit periodontal. Aggregatibacter actinomycetemcomitans
mempunyai kemampuan untuk menghasilkan kolagenase yang dapat mempengaruhi
kepadatan dari serat kolagen.16 Selain itu, Aggregatibacter actinomycetemcomitans
juga dapat menghasilkan kolagenolitik proteinase yang dapat meyerang kolagen tipe
1. Hal ini akan menyebabkan degradasi dari kolagen dan kerusakan jaringan ikat pada
jaringan periodontal.26 Aggregatibacter actinomycetemcomitans juga menghasilkan
sitotoksin yang dapat menghambat proliferasi dari fibroblas yang merupakan salah
satu sel yang penting dalam jaringan ikat gingiva.16

2.2 Jeruk Purut (Citrus hystrix D.C.)
Jeruk purut termasuk suku Rutaceae yang berasal dari Asia Tenggara dan
banyak ditanam di beberapa negara termasuk Indonesia.20 Jeruk purut mempunyai
beberapa nama umum yaitu Jeruk purut (Indonesia), Caffir lime (Inggris), Limau
purut (Melayu), Luuk makruut (Thailand), Kabuyaw (Filipina), Ma feng cheng
(China), dan Kobu mikan (Jepang).27
Secara taksonomi, buah jeruk purut atau Citrus hystrix D.C. diklasifikasikan
sebagai berikut:
Kingdom

: Plantae (Tumbuhan)

Subkingdom : Tracheobionta (Tumbuhan berpembuluh)
Super Divisi : Sprematophyta (Menghasilkan biji)
Divisi

: Magnoliophyta (Tumbuhan berbunga)

Kelas

: Magnoliopsida (Berkeping dua/ dikotil)

Sub Kelas

: Rosidae

Ordo

: Sapindales

Famili

: Rutaceae

Genus

: Citrus

Spesies

: Citrus hystrix D.C.27

Universitas Sumatera Utara

9

Gambar 2. Jeruk purut28

2.2.1 Morfologi Tanaman
Citrus hystrix D.C. termasuk tumbuhan berkayu, mempunyai pohon dengan

tinggi 5 - 7,5 m. Pohonnya memiliki batang tegak, bulat, percabangan simpodial,
berduri, dan berwarna hijau. Daunnya tunggal, lonjong, ujung meruncing, pangkal
membulat, panjang 4 - 5,5 cm, lebar 2 - 2,5 cm, petulangan menyirip, dan memiliki
permukaan yang berbintik hijau. Bunganya majemuk, berbentuk tandan, dengan
tangkai yang berbentuk silindris, panjang ± 2 cm, dan dengan kelopak berbentuk
bintang berwarna hijau kekuningan. Benang sarinya silindris, panjang 3 - 6 mm
berwarna putih, sedangkan tangkai putik berbentuk silindris dengan panjang 3 - 5
mm, kepala putik bulat kuning, mahkota lima helai, bentuk bintang dan berwarna
putih. Bakal buahnya berkedudukan lebih tinggi daripada tepi dasar bunga dan tidak

berlekatan dengan dasar bunga. Buahnya bulat, diameter 4 - 5 cm, dengan permukaan
berkerut dan berwarna hijau. Bijinya bulat telur berwarna putih. Daging buahnya
hijau, rasanya sangat asam dan agak pahit. Akarnya merupakan akar tunggal
berwarna putih kekuningan.21

2.2.2 Kandungan Kimia
Jeruk purut memiliki rasa agak asin, kelat, dan bersifat sebagai stimulan serta
penyegar.29 Citrus hystrix D.C. mengandung (S)-3,7dimetil-6-oktenal, oktilen, αpinen, kamfen,

-pinen,

-felandren, metil heptanon, -terpinen, d-limonen, oktil

aldehid, α-terpineol, sitral, linalil asetat, bisabolen, kadinen, suatu seskuiterpen

Universitas Sumatera Utara

10

alkohol, asam-asam, asam asetat, sitronellal, senyawa berdasar pheophorbide-a dan –
b, serta gliseroglikolipid.21
Kulit buahnya mengandung tanin, steroid triterpenoid, minyak atsiri yang
mengandung sitrat, saponin, polifenol, miyak atsiri sirtonellal, linalol, geraniol,
hidroksi sitronellal, linalil asetat, flavonoid rutin, naringin, dan hesperidin.21

2.3 Efek Farmakologis Kulit Jeruk Purut (Citrus hystrix D.C.)
Secara umum, jeruk purut dapat digunakan untuk mengobati influenza, kulit
yang bersisik atau mengelupas, badan yang terasa lelah, dan mewangikan rambut.30
Selain itu, efek fakmakologis lain dari jeruk purut yaitu dapat digunakan sebagai
antispasmodik dan antiseptik.29

2.3.1 Naringin
Buah jeruk merupakan sumber buah yang kaya akan flavon dan
polymethoxylated flavonoid yang jarang terkandung pada tumbuhan lainnya. Naringin

merupakan salah satu polymethoxylated flavonoid.31,32 Naringin merupakan suplemen
yang diakui oleh Food and Drugs Association, yang terbukti dapat menghambat
pertumbuhan bakteri patogen yang menjadi penyebab penyakit periodontal dan
mikroorganisme lainnya yang secara umum terdapat pada rongga mulut. Naringin
telah

terbukti

efektif

terutama

dalam

menghambat

pertumbuhan

bakteri

Aggregatibacter actinomycetemcomitans dan Porphyromonas gingivalis secara

signifikan dalam waktu 3 jam dan menunjukkan efek yang lebih dengan peningkatan
waktu inkubasi dan konsentrasi naringin.10 Naringin dapat menurunkan jumlah
bakteri dan dapat menurunkan level dari plasma lipopolisakarida (LPS). Selain itu,
naringin juga dapat menekan Tumor Necrosis Factor (TNF-α) dan menstabilkan
faktor pembekuan darah yang disebabkan oleh infeksi.33

Universitas Sumatera Utara

11

Gambar 3. Struktur kimia naringin34

2.3.2 Tanin
Tanin merupakan polifenol yang dapat diperoleh dari berbagai bagian dari
tanaman. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa tanin memiliki efek antiviral,
antibakteri, dan antiparasit. Beberapa tahun terakhir juga telah dilakukan penelitian
yang menunjukkan efek tanin dalam melawan kanker dengan mekanisme yang
berbeda. Penelitian juga menunjukkan bahwa peningkatan konsentrasi dari tanin
sejalan dengan peningkatan antibakterinya.35
Tanin merupakan senyawa polifenol kompleks yang dapat ditemukan pada
beberapa tanaman. Sama halnya dengan polifenol, tanin juga dapat menunjukkan efek
antioksidan dan aktivitas antibakteri. Tanin menghambat pertumbuhan bakteri dan
merusak dinding sel sitoplasma yang menyebabkan kerusakan stuktur bakteri secara
cepat. Beberapa penelitian sebelumnya telah membuktikan bahwa efek antimikroba
tanin yaitu dengan menginaktivasi adhesin mikroba dan enzim hidrolitik sepeti
protease dan karbohidrolase dan sel transpot protein.36

Gambar 4. Struktur kimia tanin37

Universitas Sumatera Utara

12

2.3.3 Saponin
Tanaman-tanaman merupakan sumber saponin. Aktivitas antimikroba dari
beberapa tipe saponin yang berbeda dari beberapa ekstrak tanaman telah dipercaya
memiliki aktivitas bakterisidal dan fungisidal. Beberapa penelitian juga menunjukkan
bahwa saponin yang diperoleh dari ekstrak beberapa tumbuhan memilki aktivitas
antibakteri terhadap bakteri Streptococcus mitis, Staphylococcus aureus dan
Lactobacillus acidophilus.38 Penelitian lainnya menunjukkan bahwa saponin dapat

menghambat pertumbuhan S. aureus pada konsentrasi 50 dan 25 mg/ml.39 Saponin
dapat menstimulasi sistem imun yang dimediasi sel untuk meningkatkan produksi
dari antibodi. Saponin juga dapat menghambat infeksi dari beberapa protozoa seperti
Plasmodium falciparum, Giardia trophozoites, dan Leishmania . Saponin memiliki

efek deterjen terhadap membran sel.40
Saponin memiliki aktivitas antifungi dan antibakterial berspektrum luas,
gugus lipofilik pada saponin dapat merusak membran sel. Saponin juga dapat
meningkatkan permeabilitas membran sel bakteri, menyebabkan denaturasi protein
membran sehingga membran sel akan rusak dan lisis.23

Gambar 5. Struktur kimia saponin41

2.3.4 Minyak Atsiri
Salah satu alternatif antibakteri alami adalah minyak atsiri dari kulit buah
jeruk purut (Citrus hystrix D.C.) yang mengandung D-Limonen, Simena, Sitronela,
pinena yang merupakan senyawa dengan khasiat antibakteri. Zat antibakteri tersebut
memiliki mekanisme untuk melawan bakteri Escherichia coli sebagai salah satu

Universitas Sumatera Utara

13

penyebab diare dan Staphylococcus aureus sebagai penyebab timbulnya abses pada
luka.42
Komposisi kimia dari minyak atsiri kulit jeruk purut adalah monoterpene
hydrocarbons, dengan limonene (γ0,7γ%) dan -pinene (18,76%) sebagai komponen

utama, sedangkan komponen minornya adalah terpinene-4-ol (10,6γ%), α-terpineol
(8,γ5%), -terpinene (6,18%), α-terpinene (5,09%), dan terpinolene (4,33%). Minyak
atsiri dari jeruk purut memiliki efek antibakteri terhadap beberapa bakteri seperti
Propionibacterium acnes, Bacillus, Staphylococcus epidermis, Escerichia coli,
Pseudomonas aeruginosa, dan Staphylococcus aureus.43 Kandungan minyak atsiri

dari kulit jeruk purut dapat menghambat respirasi dari sel bakteri.44

2.4 Pengujian Laboratorium untuk Mengetahui Sensitivitas Antimikroba
Aksi dari obat antimikroba dalam melawan pertumbuhan organisme dapat
dihitung secara kualitatif yaitu dengan pengujian difusi cakram dan secara kuantitatif
yaitu untuk menentukan konsentrasi hambat minimum (KHM) atau konsentrasi
bunuh minimum (KBM). Pengujian dengan difusi cakram merupakan metode yang
paling umum digunakan untuk menguji sensitivitas mikroorganisme terhadap agen
antimikroba. Bakteri yang akan diuji diisolasi kemudian ditempatkan pada
keseluruhan permukaan dari plat agar, kemudian kertas cakram penyaring yang telah
berisi obat ditempatkan. Setelah dilakukan inkubasi selama satu malam pada suhu
γ7˚C, zona hambat diamati pada sekeliling masing-masing cakram, yang tergantung
pada sensitivitas dari masing-masing organisme.45
Penentuan KHM dan KBM akan memberikan suatu penaksiran secara
kuantitatif terhadap potensi dari suatu antimikroba. Metode ini biasanya juga disebut
sebagai metode dilusi tabung. Konsentrasi minimum dari suatu obat yang dapat
menghambat pertumbuhan dari organisme yang diuji/ konsentrasi terendah yang akan
menghambat pertumbuhan yang tampak secara in vitro disebut sebagai kadar hambat
minimum

(KHM)/

Minimum

Inhibitory

Concentration

(MIC).

Sedangkan,

konsentrasi minimum yang dibutuhkan suatu obat untuk membunuh organisme/
konsentrasi minimum dari suatu obat yang dapat membunuh 99,9% dari

Universitas Sumatera Utara

14

mikroorganisme yang diuji disebut sebagai kadar bunuh minimum (KBM)/ Minimum
Bactericidal Concentration (MBC).45

Universitas Sumatera Utara

15

2.5 Kerangka Teori

Plak
Bakteri

Penyakit
Periodontal

Periodontitis

Antibiotik

Aggregatibacter
actinomycetemcomitans

Obat
Herbal

Patogen
Periodontal

Jeruk
Purut

Buah

Naringin

Menurunkan
jumlah bakteri
dan
lipopolisakarida

Daun

Tanin

Menginaktivasi
adhesin
mikroba dan
enzim hidrolitik

Kulit

Saponin

Meningkatkan
permeabilitas
membran sel
bakteri

Minyak
Atsiri

Daya
Antibakteri

Menghambat
respirasi dari
sel bakteri

Universitas Sumatera Utara

16

2.6 Kerangka Konsep

Variabel Bebas:
Ekstrak kulit jeruk purut
(100%, 50%, 25%, 12,5%, dan
6,25%).

Variabel Tergantung:
Pertumbuhan bakteri Aggregatibacter
actinomycetemcomitans
- Uji hambat bakteri (metode
dilusi)

Variabel Tekendali:

Variabel Tak Terkendali:

-

Keseragaman kondisi jeruk
purut yang digunakan

-

Cara ekstraksi

-

Lama penyimpanan, lama

-

Pola pemeliharaan tanaman
jeruk purut
Kondisi tanah tempat tanaman
jeruk purut ditanam

pengiriman, suhu saat
pengiriman bahan coba
(ekstrak etanol kulit jeruk
purut) ke laboratorium
-

Cara pengeringan

-

Waktu pengeringan

Universitas Sumatera Utara