BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Porphyromonas Gingivalis - Efektivitas Ekstrak Jahe merah (Zingiber officinale var. Rubrum) terhadap Bakteri Porphyromonas gingivalis secara In Vitro

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Porphyromonas Gingivalis

  Porphyromonas gingivalis merupakan bakteri melanogenik, nonsakarolitik, dan bagian dari koloni bakteri Gram negatif anaerob berpigmen hitam. Bakteri P.

gingivalis banyak ditemukan dalam plak gigi dan bakteri tersebut menyebabkan

  perubahan patologis jaringan periodontal dengan pengaktifan respon imun dan inflamatori pejamu, yang secara langsung memengaruhi sel-sel periodonsium.

  

Porphyromonas gingivalis memproduksi berbagai faktor virulensi patogenik seperti

  lipopolisakarida dan hydrogen sulfide, yang dapat menginduksi pejamu untuk

  7,15

  melepaskan IL-1 dan TNF- α.

  Porphyromonas gingivalis adalah etiologi utama dalam pembentukan dan

  perkembangan periodontitis kronis. Kolonisasi P. gingivalis pada celah gingiva merupakan langkah awal dalam perkembangan periodontitis kronis. Namun, tidak selalu menyebabkan kerusakan periodontal, tetapi merupakan prasyarat untuk terjadinya periodontitis kronis. Pada orang dewasa, P. gingivalis dapat di deteksi pada periodontal yang sehat dan yang sakit, meskipun pada umumnya jumlah mikroorganisme lebih rendah dibandingkan di daerah yang sakit. Habitat utama P.

  16,17 gingivalis adalah plak subgingiva dalam celah gingiva.

  Porphyromonas gingivalis (sebelumnya disebut Bacteroides gingivalis)

  adalah bakteri Gram-negatif anaerob yang diklasifikasikan dalam genus

  

Porphyromonas, family Porphyromonadaceae, orde Bacteroidales, klas Bacteroides,

  dan phylum Bacteroidates. Porphyromonas gingivalis tumbuh dalam media kultur membentuk koloni berdiameter 1-2 mm, halus dan mengkilat, yang bagian tengahnya menunjukkan gambaran lebih gelap karena produksi protoheme, yaitu suatu substansi

  15 yang bertanggung jawab terhadap warna khas koloni ini. Bakteri Gram negatif mengandung lipopolisakarida (LPS) pada dinding selnya. Lipopolisakarida memiliki potensi yang kuat sebagai stimulator inflamasi apabila diinjeksikan secara in vivo, karena LPS mampu menembus ke dalam jaringan periradikuler dan bertindak sebagai endotoksin dalam organisme pejamunya sehingga menyebabkan peradangan pada periradikuler dan berlanjut dengan terjadinya

  18 kerusakan tulang.

2.1.1 Invasi Bakteri P. gingivalis Terhadap Jaringan

  Terganggunya sel epitel oleh bakteri adalah tahap pertama dalam inisiasi proses inflamasi dan respon imun yang menyebabkan kerusakan jaringan dan pendukung gigi sekitarnya sehingga dapat mengakibatkan kehilangan gigi.

  

Porphyromonas gingivalis menyerang jaringan periodontal dan menghambat

  mekanisme pertahanan pejamu. Porphyromonas gingivalis memanfaatkan faktor

  7 virulensi yang menyebabkan deregulasi respon imun dan inflamasi.

  Penelitian menunjukkan bahwa adanya invasi bakteri pada gingiva dari penderita periodontitis kronis. Penghambat PMN yang terdapat pada celah gingiva (poket periodontal) tidak cukup untuk mencegah invasi plak bakteri pada dinding poket, sehingga bakteri plak pada subgingiva termasuk Porphyromonas gingivalis dapat menembus epitel gingiva. Penetrasi bakteri dan masuknya ke jaringan ikat menambah perbesaran ruang antar epitel penyatu karena terjadi kerusakan dari P.

  

gingivalis Arg dan Lys-gingipains yang terlibat dalam degradasi beberapa jaringan

  ikat dan protein matriks ekstraseluler pada sel pejamu. Ditemukan bakteri subgingiva, namun bakteri intraseluler belum tentu terlihat dalam kasus periodontitis kronis

  17 kecuali fagositosis bakteri dalam vakuola dari PMN.

2.2 Jahe Merah

  Jahe merah adalah tanaman asli Asia Tenggara. Jahe adalah tanaman rimpang dari Zingiber officinalle, yang dikonsumsi sebagai penyedap makanan, obat-

  18,19

  obatan,dan rempah-rempah. Secara tradisional, kegunaannya antara lain untuk mengobati penyakit rematik, asma, stroke, sakit gigi, diabetes, sakit otot, tenggorokan, kram, hipertensi, mual, demam dan infeksi. Jahe berasal dari genus dan

  18,20 famili Zingiberaceae.

21 Klasifikasi tanaman Jahe merah:

  Divisi : Spermatophyta Sub-divisi: Angiospermae Kelas: Monocotyledoneae Ordo: Zingiberales Famili: Zingiberaceae Genus: Zingiber Spesies: Zingiber officinale

  Gambar 1. Tanaman Jahe merah Tiga varietas Jahe yang dikenal yaitu: (1) Zingiber officinale var Roscoe (jahe gajah/ Jahe badak/ Jahe putih besar, (2) Zingiber officinale var Rubrum (Jahe merah/

  Jahe sunti) dan (3) Zingiber officinale var Amarum (Jahe putih kecil/ Jahe

  13,20 emprit).

2.2.1 Komponen Kimia

  Secara umum, ketiga jenis Jahe (Jahe gajah, Jahe emprit, dan Jahe merah) mengandung pati, minyak atsiri, serat, sejumlah kecil protein, vitamin, mineral, dan enzim proteolitik yang disebut zingibain. Menurut penelitian Hernani dan Hayani pada tahun 2001, Jahe merah mempunyai kandungan pati (52,9%), minyak atsiri (3,9%) dan ekstrak yang larut dalam alkohol (9,93%) lebih tinggi dibandingkan Jahe

  20 emprit (41,48, 3,5 dan 7,29%) dan Jahe gajah (44,25, 2,5 dan 5,81%).

  Komposisi kimia Jahe sangat dipengaruhi oleh berbagai faktor, antara lain waktu panen, lingkungan tumbuh (ketinggian tempat, curah hujan, jenis tanah), keadaan rimpang (segar atau kering) dan geografi. Rasa pedas dari Jahe segar berasal dari kelompok senyawa gingerol, yaitu senyawa turunan fenol. Rasa pedas dari Jahe kering berasal dari senyawa shogaol, yang merupakan hasil dehidrasi dari gingerol. Beberapa komponen kimia Jahe, seperti gingerol, shogaol dan zingerone memberi efek farmakologi dan fisiologi seperti antioksidan, antiinflamasi, analgesik, antikarsinogenik, non-toksik dan non-mutagenik meskipun pada konsentrasi tinggi. Minyak atsiri dalam ekstrak mengandung seskuiterpene, terutama zingiberen,

  20 monoterpene dan terpen teroksidasi.

2.3 Efek Ekstrak Jahe Merah Terhadap Bakteri

  Selama ini Jahe merah lebih dikenal khasiatnya sebagai bahan obat-obatan maupun jamu tradisional. Jahe merah mengandung minyak esensial yang lebih tinggi

  13 daripada Jahe gajah dan Jahe emprit.

  Komponen dari tumbuhan yang dapat bersifat antibakteri adalah minyak atsiri. Jahe merah (Zingiber officinale var. Rubrum) mengandung minyak atsiri yaitu sekitar 2,58-3,90% yang memiliki khasiat untuk menghambat pertumbuhan mikroorganisme

  11,13

  dan tertinggi bila dibandingkan dengan jenis Jahe yang lain. Minyak atsiri berfungsi sebagai antibakteri, antiseptik, dan antijamur. Zat bioaktif pada Jahe merah berpengaruh terhadap 3 (tiga) strain bakteri yaitu Staphylococus aureus, E. coli, dan

  12,14 Pseudomonas aeruginosa.

  Komponen minyak esensial Jahe merah yang dihasilkan didominasi oleh kelompok monoterpene (hidrokarbon, teroksidasi), seskuiterpene (hidrokarbon, teroksidasi), alcohol, aldehid, asam dan lainnya. Komponen monoterpene dan

  

seskuiterpene dilaporkan memiliki aktivitas antibakteri yang kuat. Adanya perbedaan komponen minyak esensial Jahe merah dipengaruhi oleh varietas tanaman, tanah,

  13 iklim pertumbuhan, cara budidaya dan umur rimpang.

  Siswandono menjelaskan bahwa pada minyak atsiri rimpang Jahe merah terdapat zat aktif utama yang memiliki aktivitas antimikroba yaitu linalool, geraniol, dan sitral. Linalool dan geraniol merupakan golongan alkohol yaitu linalool golongan alkohol tersier sedangkan geraniol adalah alkohol primer. Mekanisme golongan alkohol dalam menghambat mikroba adalah dengan cara denaturasi protein.

  

Sitral adalah golongan aldehid. Mekanisme aldehid dalam menghambat pertumbuhan

  mikroba adalah dengan cara inaktivasi beberapa enzim melalui alkilasi gugus

  11 nukleofil dan denaturasi protein.

  Komponen aktif dalam ekstrak Jahe merah menurut Gunawan dkk antara lain terdiri dari gingerol, 1,8-cineole, 10-dehydrogingerdione, 6-gingerdione, arginine,

  alinolenic acid, aspartic

  , β-sitosterol, caprylic farnesene, capcaisin, chlorogenis acid, farnesal, farnesene, farnesol, dan unsur pati. Senyawa-senyawa tersebut ternyata memberikan pengaruh terhadap pertumbuhan bakteri yang dapat diamati dengan

  11,22 melihat kejernihan media pada uji MIC.

  Menurut Robinson efek gingerol terhadap sel bakteri disebabkan karena denaturasi protein dan juga perusakan membran sitoplasma, terjadinya denaturasi protein mengakibatkan sel bakteri tidak dapat melakukan fungsi normalnya sehingga secara tidak langsung akan menghambat pertumbuhan bakteri bahkan dapat berakibat

  11,14 mematikan sel bakteri.

2.4 Metode Uji Efektivitas Antibakteri

  Pengujian terhadap aktivitas antibakteri dilakukan untuk mengetahui obat- obat yang paling potensial untuk kuman penyebab penyakit terutama penyakit kronis.

  

23

Pengujian ini dapat dilakukan dengan cara:

  a. Agar difusi

  23 Media yang dipakai adalah Mueller Hinton. b. Dilusi cair atau dilusi padat Pada prinsipnya antibakteri diencerkan sampai diperoleh beberapa konsentrasi. Pada dilusi cair, masing-masing konsentrasi obat ditambah suspensi kuman dalam media. Dilusi padat pada tiap konsentrasi obat dicampur dengan media agar lalu ditanami bakteri. Metode dilusi cair adalah metode untuk menentukan konsentrasi minimal dari suatu antibakteri yang dapat menghambat atau membunuh mikroorganisme. Konsentrasi terendah yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri ditunjukkan dengan tidak adanya kekeruhan disebut Konsentrasi Hambat Minimal

  23 (KHM) atau Minimal Inhibitory Concentration (MIC).

2.5 Kerangka Teori

  Plak bakteri: Porphyromonas gingivalis

  Penyakit periodontal Perawatan Mekanis Kimia Rimpang Jahe merah

  Minyak atsiri Gingerol Tanin Denaturasi protein

  Mengganggu Denaturasi protein Merusak membrane sel

• pembentukan
• bakteri sehingga sitoplasma komponen menyebabkan lisis
• peptidoglikan Sel bakteri tidak dapat Meningkatkan kerja

  Perusakan membran

• melakukan fungsi dinding sel bakteri antimikroba
• normalnya Merusak membran Inaktivasi beberapa enzim
• sel bakteri

  melalui alkilasi gugus nukleofil Patogen periodontal dan inflamasi

  Bakteri Porphyromonas gingivalis

2.6 Kerangka Konsep Variabel Bebas:

  Ekstrak jahe merah dengan konsentrasi 100%, 50%, 25%, 12,5%, dan 6,25%.

  Variabel Tak Terkendali:

  Variabel Terkendali:

  Variabel Tergantung: Pertumbuhan bakteri Porphyromonas gingivalis pada media Nutrient Agar dengan pengukuran nilai KHM dan KBM

• Asal Jahe merah
• Lama penyimpanan Jahe merah
• Konsentrasi etanol
• Suspensi P. gingivalis
• Lama penyimpanan, pengiriman, dan suhu saat pengiriman bahan coba (ekstrak Jahe merah) ke laboratorium
• Jenis media pembiakan bakteri
• Suhu inkubasi P. gingivalis
• Waktu pengamatan bakteri