1
PERBEDAAN PENGARUH ANTARA PROBIOTIK A, B, DAN C
TERHADAP DAYA HAMBAT PERTUMBUHAN BAKTERI
Aggregatibacter actinomycetemcomitans
(Kajian In Vitro)
NASKAH PUBLIKASI
Disusun untuk dipublikasikan pada jurnal ilmiah
Fakultas Kedokteran Gigi
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Oleh :
DHONY NURLITA SARI
J 52010 0006
FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI
3 INTISARI
PERBEDAAN PENGARUH ANTARA PROBIOTIK A, B, DAN C TERHADAP DAYA HAMBAT PERTUMBUHAN BAKTERI Aggregatibacter
Actinomycetemcomitans (Kajian In Vitro)
Dhony Nurlita Sari1, Soetomo Nawawi2, Rahadian ALif3
Latar Belakang: Probiotik merupakan mikroorganisme hidup yang dapat memberikan efek menguntungkan bagi host jika diberikan dalam jumlah yang sesuai. Beberapa penelitian mengungkapkan bahwa probiotik dapat mencegah timbulnya plak yang menjadi faktor predisposisi munculnya karies, penyakit periodontal serta halitosis. Penyakit periodontal merupakan salah satu penyakit rongga mulut yang paling sering dijumpai pada populasi orang dewasa. Salah satu bakteri patogen yang dapat
menimbulkan penyakit periodontal adalah Aggregatibacter actinomycetemcomitans.
Tujuan: Untuk mengetahui perbedaan pengaruh antara probiotik A, B, dan C terhadap
daya hambat pertumbuhan bakteri Aggregatibacter actinomycetemcomitans secara in
vitro.
Metode: Pada penelitian ini digunakan tiga macam probiotik yang masing-masing memiliki kandungan bakteri yang berbeda. Probiotik A mengandung bakteri
Lactobacillus Sp., Bifidobacterium, dan Staphylococcus thermophilus, probiotik B berisi
Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophilus serta Lactobacillus casei pada probiotik C. Metode yang digunakan adalah metode difusi dengan jumlah sampel sebanyak 30 sampel untuk ketiga perlakuan dengan 9 kali replikasi. Pada setiap media dibuat sumuran dengan diameter 6 mm. Kemudian di dalamnya ditetesi dengan bahan uji sebanyak 0,5 µl pada setiap sumuran. Selanjutnya diinkubasi selama (1-2)x24 jam pada suhu 370 C. Pengaruh antara ketiga macam probiotik yang diteliti dalam menghambat
bakteri Aggregatibacter actinomycetemcomitans dapat diketahui dengan cara
membandingkan diameter zona hambatan yang terbentuk pada media MHA, kemudian diukur menggunakan jangka sorong dengan batas ketelitian 0,05 mm.
Hasil: Pada uji Anava satu jalur menunjukkan bahwa ketiga probiotik berpengaruh dalam menghambat pertumbuhan bakteri Aggregatibacter actinomycetemcomitans (p<0,05). Uji LSD menunjukkan perbedaan bermakna antara probiotik A dengan B dan A dengan C. Namun, antara probiotik B dengan C tidak menunjukkan perbedaan daya hambat yang signifikan. Perbedaan yang signifikan juga ditunjukkan antara kelompok perlakuan dengan kontrol. Kesimpulan yang diperoleh dari penelitian ini adalah probiotik mampu
menghambat pertumbuhan bakteri Aggregatibacter actinomycetemcomitans yang
merupakan bakteri patogen jaringan periodontal, serta terdapat perbedaan pengaruh antara tiga macam probiotik yang digunakan dan probiotik A memiliki daya hambat paling besar dalam menghambat bakteri uji.
______________________________________________________________________
Kata Kunci: Probiotik, Daya Hambat Antibakteri, Aggregatibacter actinomycetemcomitans
1
Mahasiswa Strata 1 Fakultas Kedokteran Gigi, Universitas Muhammadiyah Surakarta
2
4 (THE DIFFERENCE OF INFLUENCE BETWEEN A, B, AND C OF PROBIOTICS IN INHIBITING
Aggregatibacter actinomycetemcomitans BACTERIAGROWTH (invitro study) )
ABSTRACT
Background: Probiotics is live microorganisms that confer a health benefit on the host when it administered in adequate amounts. Some research has been found that probiotics can prevent the incidence of plaque that become predisposition factor of caries, periodontal disease, and halitosis. Periodontal disease is one of oral disease that most often found in adult population. One of all pathogen bacteria that can cause periodontal
disease is Aggregatibacter actinomycetemcomitans. Objective: The aim of this study was
to find out of the difference of influence between A, B, and C of probiotics in inhibiting
Aggregatibacter actinomycetemcomitans bacteria growth (Invitro Study). Method: In this study used three kind of probiotics that each of them has a difference containing of bacteria. A probiotics containing Lactobacillus Sp., Bifidobacterium, and Staphylococcus thermophilus bacteria, B probiotics containing Lactobacillus bulgaricus and
Streptococcus thermophilus, and also Lactobacillus casei in C probiotics. Result: The result of this study were showed that each of kind probiotics influence to inhibiting
Aggregatibacter actinomycetemcomitans growth (p<0,05). The presence of antibacterial activity were shown by inhibiting zone which formed around whells in agar plate. LSD test was showed significant differences between probiotik A-B and A-C. However, between probiotik B-C not showed significant differences. The statistically significant differences were also showed by treatment group and control group. The conclusion from this study that probiotic can inhibiting Aggregatibacter actinomycetemcomitans bacteria growth, there was the difference of influence between three kind of probiotics used and A probiotics had the broadest inhibitory effect toward bacteria.
Key words: Probiotics, Antibacterial activities, Aggregatibacter actinomycetemcomitans
1
University student, Faculty of Dentistry Muhammadiyah University of Surakarta
2
Teaching staff, Faculty of Dentistry Muhammadiyah University of Surakarta
PENDAHULUAN
Penyakit periodontal merupakan penyakit dalam rongga mulut yang diderita oleh hampir semua manusia di dunia dan mencapai angka 50% dari jumlah populasi
orang dewasa.1 Penyakit periodontal
adalah lesi rongga mulut yang
menyebabkan daerah penyangga gigi kehilangan struktur kolagennya, dan merupakan respon terhadap akumulasi bakteri pada jaringan periodontal. Penyakit
periodontal diklasifikasikan menjadi 2,
yaitu gingivitis dan periodontitis.
Gingivitis dikarakteristikkan sebagai
inflamasi pada gingiva, sedangkan
periodontitis merupakan kelanjutan dari
gingivitis, terjadi kerusakan secara
5
bakteri.1 Oleh karena itu, penyakit
periodontal menjadi penyakit yang sulit dicegah dan dirawat.4
Periodontitis merupakan suatu
inflamasi yang diakibatkan oleh infeksi pada jaringan pendukung gigi, terjadi kerusakan secara progesif pada ligamen periodontal dan tulang alveolar.5 Salah satu bakteri anaerob gram negatif yang
berperan dalam pembentukan plak
subgingiva penyebab periodontitis adalah
Aggregatibacter actinomycetemcomitans.
Bakteri ini menghasilkan Leukotoxin yang
berperan dalam menurunkan respon imun
dalam gingiva serta mendegradasi
perlekatan epitel pada jaringan
periodontal.1
Berdasarkan hal diatas, maka
diperlukan usaha untuk mengontrol plak.6 Menghilangkan plak secara mekanik merupakan cara yang paling efektif untuk mengontrol biofilm plak gigi. Namun, penggunaan sikat gigi dan dental floss
hanya mampu membersihkan permukaan supragingiva dan tidak dapat mencapai daerah subgingiva. Oleh karena itu, perlu dikombinasikan dengan penggunaan agen antimikroba maupun antibiotik.4
Probiotik telah banyak dikenal sebagai bakteri menguntungkan pada usus
atau saluran pencernaan.7 Namun, dari
beberapa studi menunjukkan bahwa
bakteri ini juga memiliki pengaruh dalam
ekologi rongga mulut.8 Probiotik
merupakan mikroorganisme hidup yang dapat meningkatkan kesehatan bagi host ketika diberikan dalam jumlah yang memadai. 9.10 Bakteri asam laktat ini mampu menghasilkan senyawa metabolit yang berfungsi sebagai antimikroba. Banyak manfaat yang bisa ditemukan
dalam probiotik, diantaranya adalah
membantu respon imun, meningkatkan
resistensi terhadap bakteri patogen,
mengurangi bakteri merugikan, serta menjaga keseimbangan mikroba dalam tubuh.11 Dari berbagai studi klinis yang telah dilakukan, menyebutkan bahwa probiotik dapat mencegah timbulnya plak
yang menjadi faktor predisposisi
munculnya karies, penyakit periodontal serta halitosis. Bakteri yang terkandung dalam probiotik akan mencegah adhesi
dan invasi bakteri patogen.7 Menurut
Samaranayake (2012) bakteri probiotik
yang sering digunakan adalah
Lactobacillus sp, Bifidobacterium, dan
Streptococcus.13
Gambar 1.Aktifitas probiotik di dalam rongga mulut
PROBIOTIK
Manajemen Karies Manajemen Penyakit Periodontal
Meningkatkan resistensi terhadap infeksi oral
6 BAHAN DAN METODE
Pada penelitian ini digunakan tiga macam minuman probiotik yang masing-masing memiliki kandungan bakteri yang berbeda. Probiotik A mengandung bakteri
Lactobacillus Sp., Bifidobacterium, dan
Staphylococcus thermophilus, probiotik B
berisi Lactobacillus bulgaricus dan
Streptococcus thermophilus serta
Lactobacillus casei pada probiotik C. Metode yang digunakan adalah metode difusi agar dengan jumlah sampel sebanyak 30. Pada setiap media dibuat
sumuran dengan diameter 6 mm.
Kemudian di dalamnya ditetesi dengan bahan uji sebanyak 0,5 µl pada setiap sumuran. Selanjutnya diinkubasi selama (1-2)x24 jam pada suhu 370 C.
Pengaruh antara ketiga macam probiotik yang diteliti dalam menghambat
bakteri Aggregatibacter
actinomycetemcomitans dapat diketahui dengan cara membandingkan diameter zona hambatan yang terbentuk pada media MHA, kemudian diukur menggunakan jangka sorong dengan batas ketelitian 0,05 mm.
HASIL
Pada media MHA terbentuk zona bening di sekitar sumuran yang berisi bahan uji berupa probiotik. Zona hambatan diukur dalam millimeter mulai dari batas tepi sumuran sampai lingkar terluar zona jernih menggunakan jangka sorong.
Tabel 1. Besar zona hambat yang terbentuk pada probiotik A, B, dan C (satuan mm)
REPLIKASI PROBIOTIK Kontrol (-)
A B C
Nilai rata-rata diameter zona hambat pada probiotik A sebesar 3,70 mm, probiotik B sebesar 2,66 mm, dan probiotik C sebesar 2,97, sedangkan kontrol negatif tidak menunjukkan zona
7
Pada uji normalitas, diketahui data terdistribusi normal. Namun, pada uji
homogenitas diketahui bahwa data
memiliki varian yang tidak sama. Hal ini dipengaruhi oleh perbedaan bahan uji yang digunakan. Karena varian data tidak sama, maka hasil uji Anava berikutnya tidak valid, oleh karena itu perlu dilakukan transformasi data terlebih dahulu. Pada uji
homogenitas data hasil transformasi
menunjukkan bahwa tidak ada perbedaan
varians antar kelompok data yang
dibandingkan. Perbedaan pengaruh secara bermakna ditunjukkan oleh probiotik A-B dan A-C, sedangkan antara probiotik B-C tidak menunjukkan perbedaan secara bermakna.
PEMBAHASAN
Hasil perhitungan statistik dengan
menggunakan Anava satu jalur
menunjukkan adanya pengaruh antara probiotik A, B, dan C dengan kelompok kontrol (p<0,05). Efek antibakteri yang
dimiliki oleh probiotik mampu
menghambat pertumbuhan bakteri
Aggregatibacter actinomycetemcomitans.
Kemampuan menghambat bakteri
probiotik dipengaruhi oleh jenis strain spesifik atau strain kombinasi yang digunakan, kandungan prebiotik, serta kondisi kesehatan dari host (tingkat
keparahan penyakit yang diderita
mempengaruhi kecepatan
penyembuhan).12
Zona hambatan yang terbentuk pada
media MHA di sekitar sumuran
menunjukkan aktif dan resisten tidaknya
bakteri terhadap senyawa atau zat
antibakteri. Apabila zona hambat
terbentuk, maka diasumsikan bahwa bakteri telah mati dan tidak resisten
terhadap produk senyawa metabolit
bakteri probiotik. Sebaliknya, apabila tidak terbentuk zona hambat maka
diasumsikan bahwa bakteri masih aktif dan resisten terhadap produk senyawa metabolit bakteri probiotik. Besar kecilnya daya hambat suatu senyawa atau zat antibakteri dipengaruhi oleh konsentrasi senyawa antimikroba, jumlah mikroba, waktu kontak, suhu, jenis mikroba, pH, zat atau bahan organik terlarut.11
Probiotik A diketahui lebih besar menghasilkan daya hambat dikarenakan memiliki kandungan bakteri probiotik yang beragam dalam satu kemasan dan juga terdapat prebiotik dalam komposisi yang sesuai. Prebiotik merupakan bahan makanan yang tidak dapat diserna serta mampu menstimulasi pertumbuhan bakteri menguntungkan secara selektif. Prebiotik yang digunakan pada bahan A adalah air kelapa, gula nira, susu, serta kunyit dan temulawak sebagai perasa. Probiotik B memiliki bahan tambahan berupa serat
prebiotik, yaitu Inulin dan GOS,
didalamnya juga banyak sekali komposisi yang menyertai. Sedangkan probiotik C menggunakan susu fermentasi untuk
menghasilkan bakteri L.casei. Perbedaan
komposisi yang dimiliki masing-masing
probiotik yang digunakan, akan
mempengaruhi besar daya hambat yang dihasilkan. Namun, perbedaan ini tidak
mengubah fungsi probiotik yang
sesungguhnya, terbukti bahwa dari
ketiganya mampu menghasilkan zona
hambat pada bakteri Aggregatibacter
actinomycetemcomitans.
Perbedaan besar daya hambat pada
probiotik yang digunakan juga
dipengaruhi oleh jumlah mikroba
8
Bakteri probiotik merupakan bakteri asam laktat yang mampu menghasilkan senyawa metabolit yang berfungsi sebagai
antimikroba.11 Dalam penelitian ini
digunakan probiotik dalam sediaan
minuman, sehingga cara kerjanya
dipengaruhi oleh efek sistemik yang dihasilkan. Mekanisme kerja bakteri probiotik secara sistemik dimulai dari penghambatan adhesi dan kolonisasi bakteri patogen yang akan membentuk biofilm. Kemudian bakteri probiotik akan
menginduksi protein cytoprotective pada
permukaan sel host. Protein ini berguna untuk melindungi sel host agar tidak
dirusak oleh bakteri patogen serta
mencegah perlekatan dari bakteri
pathogen.2
Bakteri A.actinomycetemcomitans
mampu memproduksi enzim kolagenase yang dapat merusak kolagen tipe I. Rusaknya kolagen berbentuk fiber oleh
bakteri A.actinomycetemcomitans akan
menyebabkan terjadinya gangguan pada
jaringan ikat periodontal (Lamont
dkk.,2006). Senyawa metabolit bakteri probiotik berperan dalam menghambat produksi enzim kolagenase oleh bakteri
A.actinomycetemcomitans serta molekul penyebab inflamasi pada jaringan.2
Probiotik juga mampu menstimulasi dan memodulasi sistem imun dari host, misalnya dengan menurunkan produksi
proinflammatory cytokines melalui kerja NF (Necrotic Factor) dan menaikkan
produksi anti-inflammatory cytokines
seperti IL-10.2 Selain itu, sistem imun tubuh juga merespon terhadap jaringan yang terinfeksi dengan mengeluarkan mediator inflamatori seperti interleukin-1 (IL-1), IL-6, IL-8, IL-12, TNF-α, aktivator
plasminogen, phospholipase,
prostaglandin, oxygen radicals, proxide,
dan nitric oxide.5 Sitokin merupakan suatu
protein dan peptide yang terlarut dan berfungsi sebagai regulator. Fungsi kerja sitokin hampir sama dengan hormon, yaitu mampu mempengaruhi sel yang letaknya jauh dari tempatnya diproduksi. Selain sebagai mediator, sitokin juga berperan sebagai pengatur pertumbuhan limfosit, mengaktifkan sel inflamatori seperti sel
makrofag, serta mengaktifkan
hematopoiesis atau proses pembentukan komponen sel darah.2
TNF-α merupakan sitokin pertama yang diproduksi pada respon inflamasi dan berfungsi mengaktifkan monosit sehingga dapat meningkatkan fagositosit serta memodulasi IL-1 dan IL-6. IL-6 akan mengaktivasi proliferasi sel T yang berhubungan langsung dengan proses fagositosis. Sel T ini akan membunuh antigen asing dengan melihat ada/tidaknya
MHC-1 pada bakteri atau virus.
Sedangkan IL-4 akan memodulasi sel Th-1 menjadi sel Th-2 untuk mengaktifkan sel B yang berfungsi sebagai antibodi.
Antibodi yang terbentuk akan
menyelubungi antigen asing, sehingga
akan memudahkan makrofag untuk
menelan antigen asing tersebut. Oleh karena itu, IL-4 dikatakan sebagai sitokin
yang berperan dalam proses
penyembuhan.
Modulasi proliferasi sel dan
apoptesis oleh probiotik dapat terjadi
melalui sitokin untuk menstimulasi
apoptosis (sel yang di program supaya mati). Hal ini sangat berperan pada proses infeksi selanjutnya. Sehingga sistem imun mampu mengenali antigen di permukaan sel dan akan memudahkan sistem imun
untuk menghancurkan antigen.2
Kemampuan bakteri probiotik
menghasilkan substansi antimikrobial
berupa H2O2 akan mengoksidasi sel
9
enzim pada bakteri tersebut. Selain itu, substansi lain berupa bakteriosin yang merupakan peptida bersifat antibakteri, toksin yang dihasilkan mampu mencegah pertumbuhan bakteri sejenis.7.11
KESIMPULAN
Probiotik mampu mereduksi bakteri patogen dalam rongga mulut melalui interaksi antara senyawa metabolit bakteri probiotik dengan bakteri patogen. Dari hasil uji analisis diketahui bahawa terdapat perbedaan pengaruh antara probiotik A, B, dan C. Namun dari ketiga macam probiotik tersebut, probiotik A memiliki
daya hambat paling besar dalam
menghambat bakteri Aggregatibacter
actinomycetemcomitans. Besar kecilnya
daya hambat suatu senyawa atau zat antibakteri dipengaruhi oleh konsentrasi senyawa antimikroba, jumlah mikroba, waktu kontak, suhu, jenis mikroba, pH, zat atau bahan organik terlarut. Keseimbangan konsentrasi suatu bahan yang mengandung bakteri probiotik akan mempengaruhi efektifitas daya hambat.
SARAN
Bagi masyarakat disarankan untuk mulai
membiasakan diri mengkonsumsi
probiotik. Selain telah dikenal sebagai bakteri baik pada saluran pencernaan, probiotik juga memiliki efek yang menguntungkan pada rongga mulut dalam mereduksi bakteri penyebab masalah kesehatan gigi dan mulut.
DAFTAR PUSTAKA 2. Gupta G,2011,Probiotics and Periodontal health,
J.Medicine and Life; 4(4):387-94.
3. Lumentut,R.A.N.,
Gunawan,P.N., dan Mintjelungan,C.N., 2013, Status periodontal dan kebutuhan perawatan
Periodontics for the
Dental Hygienist.
China:Wolters Kluwer Health.p.95-118.
5. Lamont,R.J., Burne,R.A., Lantz M.S., dan 7. Bonifait,L. Chandad,F.
dan Grenier,D., 2009, Mutans and Lactobacilli Levels Following Probiotic Cheese Consumption In Adult: A double blind randomized clinical trial,
J.Res.Med.Sci: 17(1): 57-66.
9. Goldin,B.R., dan Gorbach S.L.,2008, Clinical Indications for Probiotics: An Overview.Clinical
Infectious Diseases;
46:S96-100.
10. Sanders,M.E.,2008,Probio tics: Definition, Sources, Selection, and Uses,
Clinical Infectious
Diseases; 46:558-61. 11. Parameswari,A.,
Kuntari,S., dan Herawati, 2011, Daya Hambat Probiotics and Prebiotik
for Oral
Applications,Oral
Microbiology; DOI:
10.3402/jom.v1i0.1949. 13. Samaranayake,
Lakshman,2012,Essential
Microbiology for
Dentistry fourth edition,
Elsevier
,China
14. Kumar,R., dan Shubhashini,N.,2012,Plat elet Rich Fibrin: A New Paradigm in Periodontal Regeneration,Cell Tissue
