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
Berdasarkan taksonominya, Fusobacterium nucleatum diklasifikasikan atas:4 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 bakteri yang mendominasi saluran akar.2 Sundqvist (1994) mengungkapkan bakteri yang paling banyak ditemukan pada saluran akar dengan lesi periapikal ialah Fusobacterium nucleatum yaitu 48%.3 (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 trypticase, peptone, dan ekstrak ragi.4
Tabel 1. Bakteri yang diisolasi dari saluranakar gigi dengan lesi periapikal3 Bakteri Insiden (%) Fusobacterium nucleatum Streptococcus sp Bacteriodes sp Prevotella intermedia Parvimonas micra Pseudorami bacter Peptostreptococcus anaerobius Lactobacillus spp Eubacterium lentum Fusobacterium spp Camhylobacter spp Peptostreptoccocus spp Actinomyces spp Mogibacterium timidum Capnocytophaga ochracea Eubacterium brachy Selemonas sputigena Veillonella parvula Porphyromonas endodontalis Prevotella buccae Prevotella oralis Propionibacterium propionicum Prevotella denticola Prevotella loescheii Eubacterium nodatum 48 40 35 34 34 34 31 32 31 29 25 15 15 11 11 9 9 9 9 9 8 8 6 6 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 terdiri dari lapisan fosfolipid, lipopolisakarida, lipoprotein, dan protein.4
Gambar 1. Fusobacteriumnucleatumdibawah
TransmissionElectronicMicroscope
(TEM)20
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 hanya pada epitel, tetapi juga pada permukaan gigi terutama pada sementum akar.4
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 epitel gingival. 4
Gambar 2. Koloni Fusobacterium nucletum dibawah
Electrom Microscopy (EM) 4
Adanya kombinasi dari F. nucleatum, Prevotella spp, dan Porphymonas spp dapat menjadi risiko terjadinya flare-up endodonti.2Interaksi koagregasi antara E.
Faecalis dan F. nucleatum meningkatkan kemampuan mikroorganisme tersebut
untuk hidup berdampingan dalam komunitas mikroba dan berkontribusi terhadap infeksi endodonti.3
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 waktu antar kunjungan.7,8
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, kalsium hidroksida, antibiotik, dankombinasi.8
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 medikamen saluran akar golongan fenol sudah tidak dianjurkan lagi.8
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 bekerja dengan merusak dinding sel bakteri dan struktur protein.9Cara kerja Ca(OH)2 melalui pelepasan ion Ca2+ 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 oleh bakteri gram negatif.7Kalsium 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 transportasi yang mengakibatkan sel keracunan.21
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 minggu untuk efektif.11Kalsium 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 menghambat proses perlekatan gingival fibroblasts.9Penelitian terdahulu menunjukkan bahwa dentin dapat menginaktifkan aktivitas antibakteri kalsium hidroksida dan jumlah saluran akar yang mengandung bakteri meningkat setelah perawatan saluran akar dengan kalsium hidroksida.22
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 kemampuan yang sama terhadap seluruh bakteri.10Penelitian 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
nucleatum dan Lactococcus garviae.23 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 herbal.24Beberapa 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 pada konsentrasi 3,125%.25Penelitian yang dilakukan oleh Mery (2012) menunjukkan bahwa ekstrak etanol pegagan menunjukkan daya antibakteri terhadap Fusobacterium
nucleatum dengan diperolehnya KBM pada konsentrasi 6,25%.26Penelitian Rahma
AP (2009) menunjukkan bahwa ekstrak etanol Aloe vera memiliki daya antibakteri terhadap Fusobacterium nucleatum dengan diperolehnya KBM pada konsentrasi 50%.27Dan pada penelitian Banurea FE (2008), daya antibakteri yang menggunakan kitosan blangkas bermolekul tinggi terhadap Fusobacterium nucleatum diperoleh KHM dan KBM pada konsentrasi 10%.28
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 Amerika Tengah, dan sekitar 16 dapat ditemukan di Amerika Serikat.14 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 sering digunakan.29
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 menarik kedatangan lebah.14
Klasifikasi Vernonia amygdalina adalah sebagai berikut:14 Synonym : Gymnanthemum amygdalinum
Kingdom : Plantae Division : Angiosperms Classes : Dicotyledons Order : Asterales Family Genus : Vernonia Species : V. amygdalina
Vernonia amygdalinajuga 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
Mtugutu (Tanzania).14
Gambar 4. Bunga Vernonia amygdalina
Vernonia amygdalinatumbuh 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-rumah maupun desa-desa sebagai tanaman pagar dan pot.30Vernonia amygdalina dapat dijadikan sayuran dan dikonsumsi setelah melalui proses penghilangan rasa pahit untuk menghilangkan komponen astringent yang terkandung di dalamnya.31
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 (2.85± 0.39), Cardiac glycosides (1.10 ± 0.03), Triterpenes (0.54 ± 0.02).13Luteolin, 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 kandungan antioksidan vitamin C yang tinggi pada Vernonia amygdalina.14
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 kontrol.32
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 amygdalinayang digunakan sebagai chewing stick menunjukkan aktivitas bakterisida terhadap bakteri anaerob rongga mulut seperti B. oralis, B. melaninogenicus, B. gingivalis, dan B. asaccharolyticuspada konsentrasi<10%.14Penelitian 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
Pseuodomanas aeruginosa dengan kadar hambat minimum 100mg/ml.14
Daun Afrika (Vernonia amygdalina) memiliki aktivitas antibakteri yang lebih tinggi dibandingkan dengan batang dan akar.16 Ekstrak daun Afrika (Vernonia amygdalina) memiliki aktivitas antibakteri terhadap pertumbuhan bakteri gram positif dan gram negatif.33Pada penelitian Oboh dan Masodje (2009) menunjukkan bahwa ekstrak air daun Afrika (Vernonia amygdalina) dapat menghambat pertumbuhan Staphylococcus aureus dan Escherichia coli dengan zona hambat 0.8 cm.34Pada penelitian yang dilakukan oleh Ilondu et al(2009) menunjukkan bahwa pada ekstrak
air daun Afrika (Vernonia amygdalina) dengan konsentrasi 50%, 40%, 30%, 20%, 10% memiliki daya hambat terhadap pertumbuhan jamur.17
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 etanol.19Penelitian Agwa dan Uzoigwe menunjukkan bahwa efek antibakteri ekstrak aseton-etanol pada Klebsiella sp lebih tinggi dibandingkan dengan
Ciprofloxacin.35Penelitian Alo et almenunjukkan Ekstrak etanol menunjukkan
penghambatan terhadap Salmonella typhi dan Escherichia coli dengan diameter zonahambat 23 mm dan 13 mm.36Pada penelitian Anibijuwonet al, ekstrak etanoldaun Afrika terhadap pertumbuhan bakteri Streptococcus mutans menunjukkan hasil KHM 30mg/ml dan KBM 50mg/ml dan terhadap pertumbuhan bakteri
Staphylococcus aureus menunjukkan hasil KHM 45mg/ml dan KBM 125mg/ml.18
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 yang berbeda sebagai berikut:37
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
Perawatan saluran akar Bakteri Fusobacterium nucleatum
Chemo-mechanical Medikamen saluran akar
Ekstrak etanol daun Afrika (Vernonia amygdalina)
Aktivitas antibakteri Saponins Tannins Flavonoids Anthraquinones Mendenaturasi protein Bersifat lipofilik Merusak membran sel Bersifat astringen Masuk melalui membran mikroba Membentuk kompleks dengan ion metal Membentuk senyawa kompleks melalui ikatan hidrogen Permeabilitas dinding sel hancur Membentuk kompeleks dengan protein ekstraseluler
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.
