TUGAS KELOMPOK ORAL BIOLOGI II PLAK BIOF
TUGAS KELOMPOK ORAL BIOLOGI II
PLAK/ BIOFILM : STRUKTUR, KOMPOSISI, PERKEMBANGAN DAN
PROPERTI
DOSEN PEMBIMBING
DRG. SHANTY CHAIRANI, M.SI
DISUSUN OLEH
1. WENNY HERYULIANINGSIH
: 04031281320006
2. NABILA NAZALIKA
: 04031281320007
3. ABU BAKAR LUTHFI
: 04031281320009
4. RA SEPTIANA S.Z
: 04031281320010
UNIVERSITAS SRIWIJAYA
FAKULTAS KEDOKTERAN
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN DOKTER GIGI
INDRALAYA
2014/2015
1. Plak Gigi
Plak gigi merupakan suatu ekosistem yang unik. Plak gigi adalah kumpulan
dari biofilm, suatu komunitas microbial yang ditemukan pada permukaan gigi
melekat/tertanam dalam sebuah matriks polimer yang berasal dari bakteri dan saliva. 1
Secara umum, plak dapat diartikan sebagai suatu lapisan lunak yang terdiri atas
kumpulan mikroorganisme yang berkembang biak diatas suatu
matriks yang
terbentuk dan melekat pada permukaan gigi yang tidak dibersihkan.2
Plak pada umumnya lunak, translusen tidak terlihat dan hanya dapat dilihat
dengan zat warna, yaitu disclosing solution. Plak mengandung matriks ekstraseluler
yang lengket disebut glukan, disekresikan oleh Streptokokus dan mendorong
perlekatan bakteri pada pelikel.3 Dalam bentuk lapisan tebal, plak terlihat sebagai
deposit kekuningan atau keabu-abuan yang tidak dapat dilepas dengan kumur-kumur
semprotan air atau udara, tetapi plak dapat dibersihkan secara mekanis yaitu dengan
menyikat gigi.4
2. Struktur Plak Gigi
Plak gigi terdiri atas mikrokoloni bakteri, matriks ekstraselulur, saluran
cairan/kanal cairan, dan sistem komunikasi primitive.1,6
a. Mikrokoloni Bakteri:
Gambar 1. Ilustrasi keseluruhan dari struktur biofilm
Bakteri menempel pada permukaan, dan saling melekat satu sama lain
bergabung membentuk mikrokoloni bangunan seperti jamur yang melekat pada
permukaan gigi dibagian dasar yang relative sempit.
b.
Matriks Ekstraseluler
Gambar 2. Ilustrasi biofilm yang mengidikasikan lingkungan aerobic
dibagian tepi dari cairan kanal dan lingkungan anerobic dibagian tengah
bangunan mikrokoloni.
Setiap kelompok bakteri merupakan suatu komunitas independent yang
mampu menyesuaikan kondisi hidup masing-masing sesuai dengan gambar 2.
Matriks ekstraseluler sendiri adalah pelindung yang mengelilingi mikrokoloni
bakteri yang terbentuk. Berfungsi untuk melindungi lingkungan mikrokoloni dari
antimicrobial, antibiotic, dan sistem pertahanan tubuh.
c. Kanal Cairan
Gambar 3. Ilustrasi kanal cairan yang memfasilitasi pergerakan nutrisi,
oksige, produk sampingan bakteri dam enzim dalam struktur plak/biofilm.
Kanal cairan menembus matriks seluler, berfungsi untuk member nutrsi pada
mikrokoloni bakteri, serta memfasilitasi pergerakan metabolit bakteri, produk
sampingan dan enzim dalam struktur plak/biofilm.
d.
Sistem komuniks primitive
Gambar 4. Sistem komuniakasi primitive bakteri pada plak menggunakan signalsignal kimia antar satu sama lain.
3. Klasifikasi Plak
a. Berdasarkan lokasi pada permukaan gigi
1. Plak Supraginggival
Melekat pada struktur gigi diatas ginggiva
Terbagi menjadi 2; yaitu sebagai berikut.
Plak Koronal
: Plak yang hanya melekat pada permukaan gigi
Plak marginal
: Plak yang berhubungan dengan permukaan
gigi pada batas ginggiva/margin ginggiva
2. Plak subginggiva
Ditemukan dibawah ginggiva; dibagi menjadi 2 yaitu sebagai berikut.
Plak yang melekat
: Terbagi menjadi 3, yaitu:
-
Plak yang melekat pada gigi; didominasi
bakteri
gram
pembentukan
+
berhubungan
dengan
kalkulus, karies akar, dan
resorbsi akar.
-
Plak yang meleka pada epithelial; gram (–)
mendominasi,
berhubungan
dengan
gingivitis dan periodontitis.
-
Plak yang melekat pada jaringan ikat;
berhubungan
dengan
remaja
penderita
periodontitis lokal.
Plak yang tidak melekat: Berhubungan dengan kerusakan jaringan
periodontal yang cepat.
Tabel 1. Perbedaan Plak Supraginggival dan Subginggival
No
.
1.
2.
Pembeda
Matriks
Flora
Supraginggival Plaque
50%
Dominan Gram +
Subginggival Plaque
Tidak ada/Sedikit
Dominan Gram -
3.
4.
5.
Motile Bakteria
Anaerobik/Aerobic
Metabolism
Beberapa
Aerobic kecuali yang tebal
Dominan Karbohidrat
Umumnya
Area Anaerobik dominan
Dominan Protein
IV. Komposisi Plak
Plak gigi sebagian besar terdiri atas air dan berbagai macam mikroorganisme
yang berkembang biak dalam suatu matriks interseluler yang terdiri atas polisakarida
ektraseluler dan protein saliva. Sekitar 80% dari berat plak adalah air dan 20%
lainnya bentuk padat.
a.Komposisi Bakteri
Bakteri yang terdapat pada bagian luar, terdiri atas bakteri jenis aerob, sedang
bateri yang terdapat pada permukaan dalam terdiri dari anaerob. Bakteri anaerob
cenderung lebih banyak karena O2 yang masuk ke bagian dalam hanya sedikit
sehingga bakteri anaerob cenderung tumbuh lebih subur.
b.
Komposisi Matriks Plak Gigi
Terdiri dari;
Polisakarida Ekstraseluler; Jenis bakteri utama yang mampu
membentuk polisakarida ekstraseluler adalah Streptococcus. Jenis
utama polisakarida ekstraseluler yang terbentuk adalah dekstran yang
merupakan polimer glukosa dan levan yang merupakan polimer
fruktosa.
Secara biokimia jalannya sintesis adalah sebagai berikut.
- Sukrosa+ enzim bakteri (dekstransukrase) -> Dekstran + Fruktosa
- Sukrosa+ enzim bakteri (levansukrosa) -> Levan + Glukosa
Protein Saliva;
c.Komposisi Komponen Anorganik
Plak mengandung konsentrasi kalsium dan fosfat serta fluor yang tinggi
dibandingkan zat anorganik lainnya. Dari beberapa penelitian yang telah dilakukan,
diketahui bahwa plak dapat mengikat kalsium dalam jumlah besar dan hal ini
mungkin berhubungan dengan perpindahan kalsium ke dalam dan keluar email.
V. Perkembangan Plak
Perkembangan plak/biofilm dapat dibagi menjadi 3 tahapan sebagai berikut.
a. Perlekatan bakteri ke permukaan padat.
1. Pembentukan pelikel; Pelikel adalah lapisan bebas bakteri yang terbentuk
beberapa detik setelah penyikatan gigi. Pelikel ini berasal dari protein
saliva yang terutama terdiri dari glikoprotein pada permukaan gigi (serta
pada restorasi dan gigi tiruan). Karakteristik pelikel merupakan lapisan
yang tipis (0,5 µm), translusen, halus, dan tidak berwarna. Pelikel bekerja
seperti perekat bersisi
dua, satu sisi melekat ke
permukaan
gigi,
sedangkan
permukaan
lainnya merupakan sisi
yang melekatkan bakteri
pada permukaan gigi.
Fungsi pelikel adalah
sebagai pelindung.
2. Kehadiran
pelikel
menghambat
demineralisasi
permukaan
bawah
enamel. Larutan kumur
dengan susu atau krim
sering
meningkatkan
ketebalan dan kerapatan elektron dari pelikel, tetapi tidak jelas apakah
modifikasi tersebut memberikan perlindungan tambahan terhadap
demineralisasi enamel. Komposisi pelikel memiliki keuntungan yang
cukup besar karena potensi perannya dalam menentukan komposisi dari
mikroflora awal.
b. Pembentukan mikrokoloni di permukaan
1. Perlekatan awal bakteri pada pelikel (0-24 jam); Dalam waktu beberapa
jam setelah pembentukan pelikel, bakteri mulai melekat pada permukaan
luar dari pelikel. Bakteri melekat pada pelikel dan satu sama lain dengan
ratusan struktur mirip rambut yang disebut fimbriae.
2. Kolonisasi awal bakteri pada permukaan gigi (bakteri baru bergabung 424 jam)
Ketika bakteri melekat pada gigi, maka bakteri mulai memproduksi
substansi-substansi yang menstimulasi bakteri bebas lainnya untuk
bergabung ke dalam komunitas.
Dalam 2 hari pertama, di mana tidak ada pembersihan lebih lanjut
yang dilakukan, permukaan gigi didominasi oleh bakteri aerobik dan
fakultatif gram positif, terutama bacteri Streptococcus mutans,
Streptococcus sanguis, Streptococus mitis, Streptococcus salivarius,
Actinomyces viscosus, dan Actinomyces naeslundii.
Tindakan melekat pada permukaan gigi merangsang bakteri untuk
mengeluarkan
lapisan
lendir
ekstraseluler/matriks
ekstraseluler.
Matriks ekstraseluler ini membantu bakteri untuk melekat erat pada
permukaan gigi dan memberikan perlindungan bagi bakteri tersebut.
c. Pematangan Plak
Kolonisasi sekunder bakteri (1-7 hari); Pembentukan mikrokoloni
1.
Ketika permukaan gigi telah dilapisi oleh bakteri yang melekat erat,
plak/biofilm berkembang terutama melalui pembelahan sel dari bakteri
yang sudah melekat sejak awal (bukan dari perlekatan bakteri baru).
Namun, perkembangan plak/biofilm juga bisa berasal dari perlekatan
bakteri baru.
Kemudian, proliferasi bakteri dimulai agar plak/biofilm dapat
menyebar lebih luas pada gigi.
Waktu penggandaan plak/biofilm lebih cepat pada perkembangan awal
dan semakin lambat pada plak/biofilm matang.
Bacterial blooms adalah periode ketika spesies tertentu atau
sekelompok spesies tumbuh dengan laju percepatan yang cepat.
Bakteri pengkoloni sekunder akan melekat ke bakteri yang sudah
melekat pada pelikel. Interaksi yang menimbulkan perlekatan bakteri
pengkoloni sekunder ke bakteri pengkoloni awal dinamakan
koagregasi.
Bakteri berkumpul bersama membentuk mikrokoloni bakteri yang
berbentuk seperti jamur yang melekat pada permukaan gigi di dasar
yang tipis.
Hasil koagregasi adalah pembentukan susunan yang kompleks dari
bakteri yang berbeda yang saling berhubungan satu sama lain.
2.
Pematangan plak/biofilm (1 minggu atau lebih)
Setelah 4-7 hari pembentukan plak, akan terjadi inflamasi gingiva.
Selama proses ini berlangsung, keadaan lingkungan akan berubah
secara perlahan. Lingkungan awal yang bersifat aerob dengan spesies
bakteri fakultatif gram positif, berubah menjadi lingkungan yang
sangat miskin oksigen. Akibatnya, bakteri lain dengan kemampuan
metabolik yang berbeda dapat ikut melekat pada plak, meliputi bakteri
batang gram negatif seperti bacteri Prevotella ssp, Prophyromonas
ssp, Capnocytophaga ssp, Fusobacterium ssp dan Bacteroides ssp.
Pada hari 7-11 (fase akhir pematangan plak), kompleksitas plak
meningkat lebih jauh lagi, ditandai dengan munculnya bacteri motil
seperti spirochaetes ssp. dan vibrio ssp. Pada fase akhir ini jumlah
bakteri gram positif semakin menurun dan jumlah bakteri gram negatif
meningkat.
PLAK/ BIOFILM : STRUKTUR, KOMPOSISI, PERKEMBANGAN DAN
PROPERTI
DOSEN PEMBIMBING
DRG. SHANTY CHAIRANI, M.SI
DISUSUN OLEH
1. WENNY HERYULIANINGSIH
: 04031281320006
2. NABILA NAZALIKA
: 04031281320007
3. ABU BAKAR LUTHFI
: 04031281320009
4. RA SEPTIANA S.Z
: 04031281320010
UNIVERSITAS SRIWIJAYA
FAKULTAS KEDOKTERAN
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN DOKTER GIGI
INDRALAYA
2014/2015
1. Plak Gigi
Plak gigi merupakan suatu ekosistem yang unik. Plak gigi adalah kumpulan
dari biofilm, suatu komunitas microbial yang ditemukan pada permukaan gigi
melekat/tertanam dalam sebuah matriks polimer yang berasal dari bakteri dan saliva. 1
Secara umum, plak dapat diartikan sebagai suatu lapisan lunak yang terdiri atas
kumpulan mikroorganisme yang berkembang biak diatas suatu
matriks yang
terbentuk dan melekat pada permukaan gigi yang tidak dibersihkan.2
Plak pada umumnya lunak, translusen tidak terlihat dan hanya dapat dilihat
dengan zat warna, yaitu disclosing solution. Plak mengandung matriks ekstraseluler
yang lengket disebut glukan, disekresikan oleh Streptokokus dan mendorong
perlekatan bakteri pada pelikel.3 Dalam bentuk lapisan tebal, plak terlihat sebagai
deposit kekuningan atau keabu-abuan yang tidak dapat dilepas dengan kumur-kumur
semprotan air atau udara, tetapi plak dapat dibersihkan secara mekanis yaitu dengan
menyikat gigi.4
2. Struktur Plak Gigi
Plak gigi terdiri atas mikrokoloni bakteri, matriks ekstraselulur, saluran
cairan/kanal cairan, dan sistem komunikasi primitive.1,6
a. Mikrokoloni Bakteri:
Gambar 1. Ilustrasi keseluruhan dari struktur biofilm
Bakteri menempel pada permukaan, dan saling melekat satu sama lain
bergabung membentuk mikrokoloni bangunan seperti jamur yang melekat pada
permukaan gigi dibagian dasar yang relative sempit.
b.
Matriks Ekstraseluler
Gambar 2. Ilustrasi biofilm yang mengidikasikan lingkungan aerobic
dibagian tepi dari cairan kanal dan lingkungan anerobic dibagian tengah
bangunan mikrokoloni.
Setiap kelompok bakteri merupakan suatu komunitas independent yang
mampu menyesuaikan kondisi hidup masing-masing sesuai dengan gambar 2.
Matriks ekstraseluler sendiri adalah pelindung yang mengelilingi mikrokoloni
bakteri yang terbentuk. Berfungsi untuk melindungi lingkungan mikrokoloni dari
antimicrobial, antibiotic, dan sistem pertahanan tubuh.
c. Kanal Cairan
Gambar 3. Ilustrasi kanal cairan yang memfasilitasi pergerakan nutrisi,
oksige, produk sampingan bakteri dam enzim dalam struktur plak/biofilm.
Kanal cairan menembus matriks seluler, berfungsi untuk member nutrsi pada
mikrokoloni bakteri, serta memfasilitasi pergerakan metabolit bakteri, produk
sampingan dan enzim dalam struktur plak/biofilm.
d.
Sistem komuniks primitive
Gambar 4. Sistem komuniakasi primitive bakteri pada plak menggunakan signalsignal kimia antar satu sama lain.
3. Klasifikasi Plak
a. Berdasarkan lokasi pada permukaan gigi
1. Plak Supraginggival
Melekat pada struktur gigi diatas ginggiva
Terbagi menjadi 2; yaitu sebagai berikut.
Plak Koronal
: Plak yang hanya melekat pada permukaan gigi
Plak marginal
: Plak yang berhubungan dengan permukaan
gigi pada batas ginggiva/margin ginggiva
2. Plak subginggiva
Ditemukan dibawah ginggiva; dibagi menjadi 2 yaitu sebagai berikut.
Plak yang melekat
: Terbagi menjadi 3, yaitu:
-
Plak yang melekat pada gigi; didominasi
bakteri
gram
pembentukan
+
berhubungan
dengan
kalkulus, karies akar, dan
resorbsi akar.
-
Plak yang meleka pada epithelial; gram (–)
mendominasi,
berhubungan
dengan
gingivitis dan periodontitis.
-
Plak yang melekat pada jaringan ikat;
berhubungan
dengan
remaja
penderita
periodontitis lokal.
Plak yang tidak melekat: Berhubungan dengan kerusakan jaringan
periodontal yang cepat.
Tabel 1. Perbedaan Plak Supraginggival dan Subginggival
No
.
1.
2.
Pembeda
Matriks
Flora
Supraginggival Plaque
50%
Dominan Gram +
Subginggival Plaque
Tidak ada/Sedikit
Dominan Gram -
3.
4.
5.
Motile Bakteria
Anaerobik/Aerobic
Metabolism
Beberapa
Aerobic kecuali yang tebal
Dominan Karbohidrat
Umumnya
Area Anaerobik dominan
Dominan Protein
IV. Komposisi Plak
Plak gigi sebagian besar terdiri atas air dan berbagai macam mikroorganisme
yang berkembang biak dalam suatu matriks interseluler yang terdiri atas polisakarida
ektraseluler dan protein saliva. Sekitar 80% dari berat plak adalah air dan 20%
lainnya bentuk padat.
a.Komposisi Bakteri
Bakteri yang terdapat pada bagian luar, terdiri atas bakteri jenis aerob, sedang
bateri yang terdapat pada permukaan dalam terdiri dari anaerob. Bakteri anaerob
cenderung lebih banyak karena O2 yang masuk ke bagian dalam hanya sedikit
sehingga bakteri anaerob cenderung tumbuh lebih subur.
b.
Komposisi Matriks Plak Gigi
Terdiri dari;
Polisakarida Ekstraseluler; Jenis bakteri utama yang mampu
membentuk polisakarida ekstraseluler adalah Streptococcus. Jenis
utama polisakarida ekstraseluler yang terbentuk adalah dekstran yang
merupakan polimer glukosa dan levan yang merupakan polimer
fruktosa.
Secara biokimia jalannya sintesis adalah sebagai berikut.
- Sukrosa+ enzim bakteri (dekstransukrase) -> Dekstran + Fruktosa
- Sukrosa+ enzim bakteri (levansukrosa) -> Levan + Glukosa
Protein Saliva;
c.Komposisi Komponen Anorganik
Plak mengandung konsentrasi kalsium dan fosfat serta fluor yang tinggi
dibandingkan zat anorganik lainnya. Dari beberapa penelitian yang telah dilakukan,
diketahui bahwa plak dapat mengikat kalsium dalam jumlah besar dan hal ini
mungkin berhubungan dengan perpindahan kalsium ke dalam dan keluar email.
V. Perkembangan Plak
Perkembangan plak/biofilm dapat dibagi menjadi 3 tahapan sebagai berikut.
a. Perlekatan bakteri ke permukaan padat.
1. Pembentukan pelikel; Pelikel adalah lapisan bebas bakteri yang terbentuk
beberapa detik setelah penyikatan gigi. Pelikel ini berasal dari protein
saliva yang terutama terdiri dari glikoprotein pada permukaan gigi (serta
pada restorasi dan gigi tiruan). Karakteristik pelikel merupakan lapisan
yang tipis (0,5 µm), translusen, halus, dan tidak berwarna. Pelikel bekerja
seperti perekat bersisi
dua, satu sisi melekat ke
permukaan
gigi,
sedangkan
permukaan
lainnya merupakan sisi
yang melekatkan bakteri
pada permukaan gigi.
Fungsi pelikel adalah
sebagai pelindung.
2. Kehadiran
pelikel
menghambat
demineralisasi
permukaan
bawah
enamel. Larutan kumur
dengan susu atau krim
sering
meningkatkan
ketebalan dan kerapatan elektron dari pelikel, tetapi tidak jelas apakah
modifikasi tersebut memberikan perlindungan tambahan terhadap
demineralisasi enamel. Komposisi pelikel memiliki keuntungan yang
cukup besar karena potensi perannya dalam menentukan komposisi dari
mikroflora awal.
b. Pembentukan mikrokoloni di permukaan
1. Perlekatan awal bakteri pada pelikel (0-24 jam); Dalam waktu beberapa
jam setelah pembentukan pelikel, bakteri mulai melekat pada permukaan
luar dari pelikel. Bakteri melekat pada pelikel dan satu sama lain dengan
ratusan struktur mirip rambut yang disebut fimbriae.
2. Kolonisasi awal bakteri pada permukaan gigi (bakteri baru bergabung 424 jam)
Ketika bakteri melekat pada gigi, maka bakteri mulai memproduksi
substansi-substansi yang menstimulasi bakteri bebas lainnya untuk
bergabung ke dalam komunitas.
Dalam 2 hari pertama, di mana tidak ada pembersihan lebih lanjut
yang dilakukan, permukaan gigi didominasi oleh bakteri aerobik dan
fakultatif gram positif, terutama bacteri Streptococcus mutans,
Streptococcus sanguis, Streptococus mitis, Streptococcus salivarius,
Actinomyces viscosus, dan Actinomyces naeslundii.
Tindakan melekat pada permukaan gigi merangsang bakteri untuk
mengeluarkan
lapisan
lendir
ekstraseluler/matriks
ekstraseluler.
Matriks ekstraseluler ini membantu bakteri untuk melekat erat pada
permukaan gigi dan memberikan perlindungan bagi bakteri tersebut.
c. Pematangan Plak
Kolonisasi sekunder bakteri (1-7 hari); Pembentukan mikrokoloni
1.
Ketika permukaan gigi telah dilapisi oleh bakteri yang melekat erat,
plak/biofilm berkembang terutama melalui pembelahan sel dari bakteri
yang sudah melekat sejak awal (bukan dari perlekatan bakteri baru).
Namun, perkembangan plak/biofilm juga bisa berasal dari perlekatan
bakteri baru.
Kemudian, proliferasi bakteri dimulai agar plak/biofilm dapat
menyebar lebih luas pada gigi.
Waktu penggandaan plak/biofilm lebih cepat pada perkembangan awal
dan semakin lambat pada plak/biofilm matang.
Bacterial blooms adalah periode ketika spesies tertentu atau
sekelompok spesies tumbuh dengan laju percepatan yang cepat.
Bakteri pengkoloni sekunder akan melekat ke bakteri yang sudah
melekat pada pelikel. Interaksi yang menimbulkan perlekatan bakteri
pengkoloni sekunder ke bakteri pengkoloni awal dinamakan
koagregasi.
Bakteri berkumpul bersama membentuk mikrokoloni bakteri yang
berbentuk seperti jamur yang melekat pada permukaan gigi di dasar
yang tipis.
Hasil koagregasi adalah pembentukan susunan yang kompleks dari
bakteri yang berbeda yang saling berhubungan satu sama lain.
2.
Pematangan plak/biofilm (1 minggu atau lebih)
Setelah 4-7 hari pembentukan plak, akan terjadi inflamasi gingiva.
Selama proses ini berlangsung, keadaan lingkungan akan berubah
secara perlahan. Lingkungan awal yang bersifat aerob dengan spesies
bakteri fakultatif gram positif, berubah menjadi lingkungan yang
sangat miskin oksigen. Akibatnya, bakteri lain dengan kemampuan
metabolik yang berbeda dapat ikut melekat pada plak, meliputi bakteri
batang gram negatif seperti bacteri Prevotella ssp, Prophyromonas
ssp, Capnocytophaga ssp, Fusobacterium ssp dan Bacteroides ssp.
Pada hari 7-11 (fase akhir pematangan plak), kompleksitas plak
meningkat lebih jauh lagi, ditandai dengan munculnya bacteri motil
seperti spirochaetes ssp. dan vibrio ssp. Pada fase akhir ini jumlah
bakteri gram positif semakin menurun dan jumlah bakteri gram negatif
meningkat.