BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Karies
Karies merupakan suatu penyakit pada jaringan keras gigi yang ditandai oleh rusaknya enamel, dentin dan sementum oleh aktivitas metabolisme plak dental yang ada dalam suatu karbohidrat yang diragikan.1 Proses pembentukan karies diketahui sejak tahun 1960 ketika Fitzsgerald dan Keyes melakukan percobaan pada binatang bebas kuman memperlihatkan bahwa plak didominasi oleh bakteri Streptococcus mutans dan Lactobacillus sp.sebagai bakteri penyebab karies.15
Proses terjadinya karies ditandai dengan demineralisasi jaringan keras gigi yang diikuti dengan kerusakan bahan organiknya. Demineralisasi terjadi ketika karbohidrat yang dikonsumsi difermentasi oleh bakteri dalam plak sehingga menghasilkan asam laktat. Adanya pembentukan asam akan menurunkan pH plak gigi di bawah nilai pH kritis yaitu 5,2-5,5.16 Hal ini menimbulkan kerusakan enamel yang ditandai adanya pelepasan ion kalsium dan fosfat serta meningkatkan daya larut kalsium hidroksiapatit pada jaringan keras gigi. Ion hirogen dari asam laktat sebagai hasil metabolime plak berdifusi ke dalam enamel dan mengakibatkan enamel kehilangan mineral. Proses remineralisasi bersamaan dengan proses demineralisasi. Pada proses remineralisasi, mineral yang diperlukan berasal dari saliva dan pasta gigi yang mengandung fluor. Pembentukan kavitas patogenik pada permukaan gigi akan terjadi apabila proses demineralisasi lebih dominan daripada proses remineralisasi.1
2.2 Etiologi Karies
Karies gigi disebabkan oleh faktor primer yang langsung mempengaruhi biofilm (lapisan tipis normal pada permukaan yang berasal dari saliva) dan faktor modifikasi yang secara tidak langsung mempengaruhi biofilm. Selain peran mikroorganisme, terdapat beberapa faktor lain yang menjadi penyebab terbentuknya karies, yaitu host atau tuan rumah, substrat dan waktu yang saling mendukung satu sama lain. Oleh karena itu, karies merupakan penyakit multifaktorial (Gambar 1).1,15
Gambar 1: Skema yang menunjukkan karies sebagai penyakit multifaktorial
yang disebabkan faktor host agen, substrat, dan waktu 1
2.3 Streptococcus mutans
S.mutans merupakan salah satu bakteri dari tujuh spesies Streptococcus yang berbeda (S.mutans, S.sobrinus, S.cricetus, S.ferus, S.rattus, S.macacae dan S.downei)
dan 9 serotipe (a, b, c, d, e, f, g, h dan k). Di antara kesembilan serotipe tersebut yang paling banyak dijumpai dalam plak dan saliva manusia adalah serotipe c yaitu sekitar 70-80%. Hal ini disebabkan karena S.mutans serotipe c lebih banyak mensintesis dekstran ikatan α (1→3) yang tidak larut dalam air sehingga efektif dalam pembentukan plak gigi.17,18
Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya S. mutans merupakan salah satu bakteri dalam proses terjadinya karies. S.mutans masuk ke dalam genus mutans streptococci. Streptococcus mutans merupakan bakteri gram positif, bersifat non motil (tidak bergerak) dan tidak membentuk spora.19 Sel S.mutans bulat atau oval dan tersusun dalam rantai. Bakteri ini memiliki diameter berkisar 0,5-7,5 µm.19
Gambar 2: Gambaran mikroskopis Streptococcus
mutans dengan teknik pewarnaan
gram (Pembesaran : 4400x).16
S.mutans bersifat acidogenik yaitu mampu menghasilkan asam dan bersifat
acidodurik yaitu mampu tinggal pada lingkungan asam. S.mutans juga memiliki sifat-sifat khusus yang berperan pada patogenesis karies yaitu mampu memproduksi polisakarida ekstraseluler (dekstran) yang memfasilitasi perlekatannya ke permukaan gigi dengan bantuan adhesin serta polimer glukan yang tidak larut oleh air. Sebagai konsekuensinya, S.mutans akan menempel pada komponen-komponen yang terdapat pada permukaan gigi, seperti substrat, glikoprotein saliva, matriks ekstraseluler, komponen serum, sel inang serta mikroorganisme lain.16,19
S.mutans hidup di rongga mulut pada permukaan yang keras dan solid seperti gigi, gigi tiruan, dan alat ortodontik. Selain itu bakteri ini juga ditemukan dalam luka gigitan. S.mutans sering tumbuh pada area tertentu pada permukaan gigi seperti pit dan fisur, permukaan oklusal, area proksimal gigi, gingiva, atau pada lesi karies gigi. Jumlah populasi S.mutans dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain: diet sukrosa, topikal aplikasi fluor, penggunaan antibiotik, obat kumur yang mengandung antiseptik dan keadaan higiene oral.20
Penggunaan obat kumur telah dilakukan pada anak-anak untuk mencegah pertumbuhan S.mutans. Penelitian di Swedia memperlihatkan pemberian klorheksidin pada kelompok anak yang berumur rata-rata 3 tahun dapat mencegah pertumbuhan
Streptooccus mutans .20
2.3.1 Metabolisme Sukrosa oleh S.mutans dalam Proses Karies
Kemampuan bakteri S.mutans dalam melakukan metabolisme polisakarida interseluler dan ekstraseluler merupakan hal yang penting terhadap terjadinya pembentukan plak yang menjadi awal pembentukan karies. S.mutans mampu menghasilkan energi dan membentuk senyawa glucans dan fructan dalam jumlah besar dari sukrosa dengan bantuan enzim ekstraseluler yaitu glucosiltransferase (GTF) dan fructotransferase. Melalui enzim ini, S.mutans dapat menghidrolisis sukrosa yang dikonsumsi sehingga terbentuk glukosa dan fruktosa. Hasil metabolisme gula tersebut terbentuklah rantai panjang dari glukosa yang disebut
glucans atau dekstran dan polimer rantai panjang dari fruktosa yang disebut fructan
Gambar 3 : Metabolisme sukrosa oleh enzim ekstraseluler pada S. mutans19
Enzim glucosyltransferase (GTF) berfungsi menyebabkan terjadinya polimerase glukosa pada sukrosa dengan pelepasan dari fruktosa, sehingga mensintesis molekul glukosa dengan berat molekul tinggi yang terdiri dari ikatan
glukosa α1-6 (dekstran) dan α1-3 (mutan). Pembentukan α1-3 ini sangat lengket
sehingga tidak dapat larut di dalam air. Hal ini mempermudah S.mutans untuk berkembang dan membentuk plak pada permukaan gigi.21
Strain tertentu S.mutans dapat mensintesis fructan disamping glucans dari sukrosa. Fructan atau levan merupakan polimer linear yang terdiri dari kelompok
fructosil yang disintesis dari sukrosa. Kelompok fruktosil membentuk ikatan β(2-6)
disebut sebagai levan, atau ikatan β (2-1) yang dijumpai di inulin dari umbi Dahlia. Ikatan ini yang paling dominan dan sintesisnya dikatalisir oleh fructosyltransferase (FTF). Enzim ini merupakan enzim ekstraseluler yang paling aktif dalam mengkatalis
sukrosa. Levan cepat dihidrolisis oleh bakteri-bakteri di dalam plak, oleh karena itu
levan tidak seefisien dekstran dalam membentuk plak gigi.21
Di dalam plak gigi, koloni S.mutans akan memetabolisme glukosa dan fruktosa menjadi asam sehingga terjadi penurunan pH plak gigi. Ion hirogen dari asam laktat sebagai hasil metabolime plak berdifusi ke dalam enamel dan mengakibatkan demineralisasi enamel gigi, demikian permulaan proses karies gigi. Pembentukan kavitas akan terjadi jika proses demineralisasi lebih dominan daripada proses remineralisasi. Oleh karena itu, polisakarida ekstraseluler dan pengasaman dari biofilm sangat penting untuk pembentukan plak gigi kariogenik.20
2.4 Tanaman Mahkota Dewa (Phaleria Macrocarpa [Scheff.] Boerl)
Alam Indonesia sangat kaya akan keaneknegararagaman hayati terutama tumbuh-tumbuhan yang dapat berguna sebagai bahan baku obat-obatan.8 Keadaan ini sangat berguna untuk berbagai penyakit yang mengancam kehidupan manusia saat ini. Tanaman buah mahkota dewa (Phaleria macrocarpa [Scheff.] Boerl) merupakan salah satu tumbuhan obat Indonesia yang sudah digunakan secara turun-temurun. Mahkota dewa (Phaleria macrocarpa) berasal dari Papua. Sejak dahulu keraton Solo dan Yogyakarta memeliharanya sebagai tanaman yang dianggap sebagai pusaka dewa karena dianggap mampu mengobati berbagai penyakit. Selain itu, pohon ini sering disebut Simalakama (Melayu), Makuto Rojo, Makuto Ratu, Obat Dewa (Jawa Tengah), Pau (Cina), Crown Of God (negara asing).9 Klasifikasi buah mahkota dewa yaitu:
• devisi: Spermatopyta
• subdivisi: Angiospermae
• kelas: Dicotyledoneae
• ordo (bangsa): Thymalaeales
• famili (suku): Thymelaeaceae
• genus (marga): Phaleria
• spesies: Phaleria macrocarpa [Scheff.] Boerl.22
Mahkota dewa termasuk tanaman perdu yang dapat tumbuh subur pada dataran rendah hingga ketinggian 10-1200 m dpl. Tanaman mahkota dewa tergolong tanaman perdu yang tumbuh pada tanah jenis apa saja, baik tanah subur maupun tanah yang miskin unsur haranya. Buah mahkota dewa berbentuk bulat dengan ukuran bervariasi sebesar bola pingpong sampai sebesar buah apel, dengan ketebalan kulit 0,1-0,5 mm (Hermanto,2002). Buah mahkota dewa terdiri atas kulit, daging, cangkang dan biji. Permukaan buah licin, beralur, berwarna hijau ketika masih muda atau berwarna merah marun ketika sudah tua.23
Bagian daging buah putih, berserat dan berair, sedangkan bagian biji, bentuknya bulat, keras, berwarna cokelat, sangat toksik sehingga tidak dapat dimakan.23 Penelitian Harmanto tahun 2002 menyatakan buah mahkota dewa tidak dikonsumsi secara langsung karena efek sampingnya cukup serius seperti sariawan, bengkak, mati rasa pada lidah, kaku, demam bahkan dapat menyebabkan pingsan. Oleh karena itu, sangat tidak dianjurkan konsumsi buah mahkota dewa secara langsung, melainkan harus direbus terlebih dahulu.23
Pemanfaatan buah mahkota dewa secara empiris sebagai tanaman obat telah lama digunakan untuk mengatasi kanker dan tumor, impotensi, haemorroid, diabetes mellitus, alergi, hipertensi dan jantung, disentri, rematik, asam urat dan gangguan ginjal, stroke, migraine, berbagai penyakit kulit, jerawat dan lain sebagainya. Bagian tanaman yang digunakan sebagai bahan baku obat adalah batang, buah dan daun, sedangkan bagian biji hanya digunakan sebagai obat luar atau untuk penyakit kulit karena bersifat toksik. Bagian akar dan bunga mahkota dewa jarang digunakan sebagai obat. Pemanfaatan buah mahkota dewa untuk pengobatan biasanya tidak memisahkan daging buah dengan kulitnya sehingga kulit tidak perlu dikupas terlebih dahulu. Bagian biji harus dipisahkan atau dibuang.9
Literatur sebelumnya menyebutkan bahwa tanaman marga Phaleria umumnya memiliki aktifitas antibakteri. Aktivitas ini berkaitan dengan toksisitas (kandungan racun) tanaman yang cukup tinggi sebagai salah satu bentuk mekanisme pertahanan diri. Mahkota dewa mengandung senyawa yang berkhasiat sebagai antibakteri seperti flavonoid, saponin, fenol, alkaloid minyak atsiri dan tanin.8,9
2.5 Nilai Farmakologis Mahkota Dewa
Bioaktifitas suatu tanaman berkaitan erat dengan senyawa kimia yang terkandung dalam tanaman tersebut. Dari sejumlah pengalaman eksperimental terbukti bahwa tanaman yang mempunyai aktivitas antimikroba juga menunjukkan aktivitas antikanker, demikian juga sebaliknya. Hal ini disebabkan karena toksisitas yang dimiliki tanaman sebagai antibakteri juga bekerja terhadap fase tertentu dari siklus tumor. Penelitian Lisdawati pada tahun 2002 menunjukkan bahwa buah dan daun mahkota dewa dapat menghambat pertumbuhan sel hela (sel kanker rahim). Disamping itu terbukti juga bahwa adanya potensi antioksidan dan antikanker dari ekstrak buah dan kulit buah mahkota dewa dengan nilai hambat 50% sel leukimia setelah masa inkubasi 48 jam.8
Kulit buah mengandung alkaloid, saponin dan flavonoid. Daging buah mahkota dewa dan cangkang biji mengandung mengandung senyawa alkaloid, flavonoid, fenol, lignan, tanin dan saponin. Sementara daun mahkota dewa mengandung antihistamin, alkaloid, saponin dan polifenol (lignan).8,9,23
Flavonoid beperan sebagai antibakteri dengan cara membentuk senyawa kompleks terhadap protein ekstraseluler yang mengganggu integritas membran bakteri. Alkaloid berperan untuk mengganggu komponen penyusun peptidoglikan pada sel bakteri sehingga lapisan dinding sel tidak terbentuk secara utuh dan menyebabkan kematian sel tersebut. Tanin dapat merusak membran sel bakteri, mengkerutkan dinding sel atau membran sel sehingga mengganggu permeabilitas sel itu sendiri. Akibat terganggunya permeabilitas, sel tidak dapat melakukan aktivitas
mempunyai daya antibakteri dengan cara mempresipitasi protein (Masduki 1966). Minyak atsiri juga bersifat antibakteri karena efeknya dapat mengganggu pembentukan membran atau dinding sel sehingga tidak terbentuk atau pembentukannya tidak sempurna.24
Untuk mendapatkan senyawa aktif seperti tanin, polifenol, flavonoid, terpenoid, sterol dan alkaloid perlu diekstraksi dengan penambahan pelarut etanol. Hal ini disebabkan karena pada proses perendaman simplisia dalam pelarut etanol, sel tanaman mengalami kondisi jenuh sehingga sel-selnya akan mengeluarkan zat aktif yang diikat olet pelarut etanol tersebut.24
2.6 Peran Tanaman Mahkota Dewa Sebagai Antibakteri
Di Indonesia telah dilakukan penelitian mengenai efek antibakteri mahkota dewa, misalnya penelitian uji zona hambat infusum daun mahkota dewa pada pertumbuhan Streptococcus mutans. Penelitian ini dinyatakan bahwa semakin tinggi konsentrasi infusum daun mahkota dewa, maka semakin besar pula zona inhibisinya dan daya hambat terbesar pada konsentrasi 50 %. 12
Penelitian Tri Dewianti W, Wulan, dkk menunjukkan bahwa buah mahkota dewa terbukti memiliki aktivitas antioksidan dan antibakteri pada produk kering dan produk olahan yang diolah dengan panas tinggi (instant) dan panas rendah
(effervescent). Dari hasil penelitian ini juga ditunjukkan bahwa aktivitas antibakteri tertinggi pada produk 50%, aktivitas tertinggi pada bakteri Staphylococus aureus
pada produk instant dan effervescent (18,3 mm) dan bakteri E.coli pada produk
Penelitian lain mendapatkan infusum daun mahkota dewa daya antibakteri terhadap Stapylococcus aureus dengan KHM 3,125 gram% dan KBM 6,25% sedangkan bakteri E.coli juga terdapat efek antibakteri namun tidak lebih besar dari 25 gram%. 13 Penelitian lain oleh Darwis A dan Lusiana B pada tahun 2010 juga menunjukkan bahwa ada daya antibakteri buah mahkota dewa terhadap Enterococcus Faecalis .14
2.7 Kerangka Teori
SALIVA MIKROORGANISME
GLIKOPROTEIN STREPTOCOCCUS MUTANS
HOST EFEK ANTIBAKTERI Plak kontrol PLAK GIGI Resiko berkurang KARIES
ZAT AKTIF : ALKALOID,
FLAVONOID, FENOL, TERPEN DAN SAPONIN
EKSTRAK ETANOL BUAH MAHKOTA DEWA DEWA
2.8 Kerangka Konsep
2.9 Hipotesis Penelitian
Dari skema kerangka konsep, lahir hipotesis penelitian bahwa ekstrak buah mahkota dewa memiliki daya antibakteri terhadap bakteri Streptococcus mutans dan didapat KHM dan KBM terhadap S.mutans.
BUAH MAHKOTA DEWA STREPTOCOCCUS MUTANS
Membran sel terdiri dari polisakarida, protein, dan enzim (Fruktosil transferase) & Glukosil transferase
Struktur dan komponen membran sel bakteri terganggu
Terjadi hambatan pertumbuhan
Streptococcus mutans
Mengandung zat aktif : flavonoid, saponin, fenol dan tanin
