BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
Eliminasi mikroorganisme dari infeksi saluran akar adalah faktor yang paling
penting dalam perawatan saluran akar.8Untuk mengurangi aktivitas bakteri pada saluran akar digunakanlah bahan medikamen saluran akar.36 Jenis bahan medikamen yang sering digunakan dalam perawatan saluran akar adalah Ca(OH)2 karena bersifat
antibakteri.2 Namun salah satu bakteri patogen yang ada di saluran akar yang sering dijumpai berkaitan dengan bakteri lain dan mempunyai peran dalam kasus infeksi
saluran akar primer seperti Fusobacterium nucleatummasih ditemukan dalam beberapa kasus setelah pemberian bahan medikamen Ca(OH)2.12 Untuk mencapai
suatu keberhasilan pada penelitian ini dalam mengetahui efek antibakteri dan
mengeliminasi bakteri Fusobacterium nucleatum, diharapkan ekstrak etanol umbi lobak dapat digunakan sebagai bahan alternatif medikamen saluran akar.
2.1 Penggunaan Bahan Medikamen Saluran Akar
Bahan medimaken yang memiliki aktivitas antibakteri sering digunakan untuk
mengeliminasi bakteri yang tersisa setelah preparasi chemomechanical.37Suatu medikamen saluran akar harus memiliki syarat antara lain biokompatibel, memiliki
daya antibakteri, menetralisir sisa – sisa debris di saluran akar, mengontrol nyeri
pascaperawatan, mampu mencegah reinfeksi.7Tujuan dari pemberian bahan medikamen saluran akar adalah untuk mengurangi jumlah bakteri dan mencegah
infeksi kembali dari bakteri tersebut selama perawatan saluran akar, mengurangi rasa
nyeri setelah perawatan saluran akar, menstimulasi perbaikan kembali jaringan
periapikal8,38
Bahan – bahan medikamen dapat dibagi menjadi :
a. Golongan fenol
Golongan fenol dan aldehid umumnya memiliki efek dalam membunuh sel,
membahayakan jaringan pulpa dan periapeks.8 Golongan fenol terdiri dari bahan kristalin putih yang memiliki bau yang menyegat, rasa yang tidak enak, dan akan
mengalami kehilangan daya aktifnya dalam waktu 24 jam.8,39 Studi in vitro menunjukkan fenol dan turunannya memiliki sifat sangat toksik pada sel mamalia,
tetapi daya antimikrobanya tidak sebanding dengan toksisitasnya.39Contoh dari golongan fenol antara lain camphorated monoparachloropenol (CMCP), metacresylacetate (cresatin), eugenol, parachlorophenol (PCP), camphorated parachlorophenol (CPC), cresol, creosote, thymol.8
b. Golongan aldehid seperti formokresol dan glutaraldehid8
Penggunaan golongan aldehid pada jaringan nekrotik akan membuat jaringan
itu menjadi lebih toksik dan memiliki potensi mutagen serta karsinogen.8,39 Golongan fenol dan formokresol menunjukkan bahwa medikamen ini tidak berpengaruh pada
pencegahan nyeri.8
c. Golongan halida sepertiIodine potassium iodide (IKI)8
Iodine potassium iodide mempunyai kemampuan berdifusi lewat tubulus
dental dan membunuh bakteri in vivo. IKI juga merupakan desinfektan yang efektif
pada dentin yang terinfeksi dan dapat membunuh bakteri pada dentin yang terinfeksi
dalam waktu 5 menit secara in vitro.39 d. Antibiotik
Jenis antibiotik yang sering dipakai adalah pasta Ledermix dan Septomixine
Forte. Keduanya sama – sama mengandung kortikosteroid sebagai agen antiinflamasi,
tetapi spektrum kerja kedua jenis antibiotik tersebut kurang sehingga belum sesuai
digunakan dalam perawatan saluran akar.2 e. Golongan steroid
Golongan steroid dapat menurunkan nyeri setelah perawatan, tetapi tidak akan
menurunkan insiden flare up.8 f. Kalsium hidroksida
Penggunaan kalsium hidroksida sebagai bahan intrakanal antiseptik pertama
kali diperkenalkan oleh B.W.Herman pada tahun 1920. Kalsium hidroksida telah
Sekarang kalsium hidroksida digunakan sebagai bahan medikamen dalam praktik
endodontik.37,40
Kalsium hidroksida merupakan bahan medikamen saluran akar yang paling
efektif dalam perawatan saluran akar dan sering digunakan hingga sekarang, karena
memiliki sifat basa, dengan suasana basa pada saluran akar yang memiliki daya
antibakteri terhadap bakteri yang tidak tahan terhadap suasana basa.6,7 Kalsium hidroksida memiliki pH yang mendekati 12 - 12,5 yang menunjukkan sebuah
senyawa alkalin yang kuat jika dilarutkan dalam pelarut air.37,41 Di dalam pelarut, Ca(OH)2 akan dilarutkan menjadi kalsium dan ion hidroksil. Macam – macam sifat
biologis yang dimiliki pada Ca(OH)2, seperti aktivitas antimikroba, mencegah
resorpsi gigi, menginduksi perbaikan pada pembentukan jaringan keras. Cara 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.2 Pelepasan ion hidroksil pada lingkungan pH alkalin dapat menghancurkan membran sel dari bakteri dan struktur
proteinnya serta memodifikasi genetik dari sel bakteri tersebut.6,41 Kalsium hidroksida juga menghidrolisis lapisan lipid dari lipopolisakarida (LPS) yang biasa
dimiliki oleh bakteri gram negatif, dengan menghasilkan asam lemak hidroksi dalam
jumlah yang banyak dan menonaktifkan enzim dalam membran bakteri serta
menggangu mekanisme transportasi yang mengakibatkan sel keracunan.42 Efek letalnya pada bakteri ditunjukkan pada mekanisme:
a. Penghancuran pada membran sel dari bakteri
Ion hidroksil akan menginduksi lemak peroksida, mengakibatkan kerusakan
pada fosfolipid, struktur dari membran sel, ion hidroksil memindahkan atom hidrogen
dari asam lemak tidak jenuh,menghasilkan lemak peroksida yang lain. Sehingga
peroksida berperan seperti radikal bebas, menginisiasi reaksi rantai autokatalitik, dan
menghasilkan kerusakan lebih lanjut dari lemak jenuh dan kerusakan membran yang
b. Denaturasi protein
Sifat alkalinasi yang berasal dari kalsium hidroksida menginduksi pelepasan
ikatan ionik yang mempertahankan struktur tersier dari protein. Struktur dari protein
juga dirusak oleh ion hidroksil.
c. Penghancuran pada DNA bakteri
Ion hidroksil bereaksi dengan DNA bakteri dan menginduksi pemisahan dari
untaiannya. Hasilnya, replikasi DNA terhambat dan aktivitas selular terganggu.
Radikal bebas juga menyebabkan induksi dari mutasi yang letal.6,40
Namun kalsium hidroksida (Ca(OH)2) juga memiliki beberapa kelemahan
melalui penelitian Siquiera et al (2007), membuktikan bahwa dari 11 saluran akar
dengan lesi periodontitis apikalis, setelah penggunaan bahan dressing antar kunjungan dengan menggunakan Ca(OH)2 selama satu minggu, ditemukan dua kasus
bakteri postmedikamen, dengan satu takson per kasus, yaitu bakteri F.nucleatum dan Lactococcus garvieae.12Penelitian dari Porteiner .et al (2001)melaporkan bahwa dentin dapat mempengaruhi aktivitas antibakteri dari kalsium hidroksida, dengan
kemampuan buffer dentin yang menghambat kerja dari kalsium hidroksida, sehingga
terjadi penurunan kondisi alkalin yang dibutuhkan untuk membunuh bakteri, serta
menghambat penetrasi ion hidroksil ke jaringan pulpa.43Kalsium hidroksida juga bersifat lambat sebagai agen antibakteri dalam mencapai keefektifitasan, karena
kalsium hidroksida harus berada dalam saluran akar kurang lebih satu minggu.
Penelitian menunjukkan 11% dari saluran akar masih terdapat bakteri setelah dua
perawatan berturut – turut dengan bahan medikamen kalsium hidroksida dan dua per
tiga mengalami kegagalan.37 Hal ini kemungkinan terjadi karena anatomi pulpa yang kompleks sehingga beberapa mikroorganisme dapat berpindah ke kanal lateral,
isthmus, delta saluran akar, dan tubulus dentin setelah dilakukan preparasi chemomechanical.12Penelitian dari De Moor dan De Witte (2002) juga menunjukkan penggunaan kalsium hidroksida yang berlebih dan berkontak langsung ke jaringan
2.2 Bakteri Fusobacterium nucleatum sebagai Salah Satu Bakteri yang Berperan dalam Infeksi Saluran Akar.
Menurut taksonominya, Fusobacterium nucleatum diklasifikasikan berdasarkan:14
Kingdom : Bacteria
Filum : Fusobacteria
Famili : Bacteriodaceae
Genus : Fusobacterium
Spesies : Fusobacterium nucleatum
Fusobacterium nucleatum merupakan jenis bakteri anaerob obligat gram negatif dengan sel yang tipis, bentuk batang yang bergelendong dengan kedua ujung
yang tajam atau filamen, panjang sel bakteri 5 – 10 𝜇𝜇mdan termasuk kedalam famili
Bacteroidaceae.14,45 (Gambar 1)
F. nucleatum sebagai bakteri gram negatif memiliki karakteristik pada membran luar bakteri tersebut. Envelope dari bakteri terdiri dari membran luar dan dalam yang terpisah dengan periplasmic space yang mengandung peptidoglikan. Secara umum membran dalam dari bakteri terdiri dari membran ganda fosfolipid
yang simetris dan protein. Membran terluar berfungsi sebagai molekul selektif dan
membran asimetris yang terdiri dari fosfolipid, lipopolisakarida (LPS), lipoprotein,
dan protein.14(Gambar 2)
Kompleks lipopolisakaridayang berupa endotoksin dapat menyebabkan
biological effects yaitu aktivasi komplemen, sitotoksisitas, dan resorpsi tulang. Lipopolisakarida juga memegang peranan penting dalam proses perlekatan bakteri F. nucleatum dengan hidroksiapatit dan sementum pada permukaan gigi.14,46Lipopolisakarida dari Fusobacterium nucleatum juga menginduksi secara cepat respon imun pada jaringan pulpa.47
F.nucleatum memerlukan media yang baik untuk tumbuh sumbur yang terdapat kandungan trypticase, peptone, dan ekstrak ragi. F.nucleatum menggunakan asam amino untuk menghasilkan energi serta menggunakan glukosa untuk reaksi
biosintesis molekuler interseluler.14Bakteri tersebut bersifat tidak bergerak dan tidak menghasilkan spora dengan produk utama hasil akhir metabolisme berupa asam
butirat serta sejumlah kecil asetat, laktat, format, dan asam propionat.14,17Asam butirat, asam propionat, dan ion amonium dapat menghambat proliferasi sel fibroblas
pada gingiva, yang memberikan jalan masuk bagi F.nucleatum untuk melakukan penetrasi ke epitel gingiva.14 Asam butirat juga berperan dalam inhibisi terbesar dari T-sel blastogenesis dan menstimulasi produksi interleukin-1 yang berkaitan dengan resorpsi tulang.46F.nucleatum juga menghasilkan protease yang dapat melakukan aktivitas proteolitik yang mendegradasi fragmen kolagen yang menyebabkan
kerusakan periodontal dari host.14
Bakteri yang ditemukan pada infeksi primer endodontik adalah bakteri gram
negatif seperti Fusobacterium, Dilaster, Porphyromonas, Prevotella, Tannerella, Treponema, Campylobacter, dan Veillonella.48Penelitian dari Kipalev et al. (2014) menunjukkan bahwa Fusobacterium nucleatum lebih sering ditemukan pada infeksi saluran akar primer dengan menggunakan metode Polymerase Chain Reaction (PCR) yaitu sebesar 52,8% dibandingkan dengan infeksi saluran akar sekunder sebesar
25,7%.15Infeksi primer tersebut awalnya dapat terjadi akibat dari adanya jalan masuk bagi mikroorganisme umumnya melalui karies gigi. Adapun cara lain untuk
masuknya mikroorganisme penyebab infeksi primer adalah melalui apeks, kanal
lateral, aksesoris, furkasi dari saluran akar gigi.47Selain itu, infeksi sekunder disebabkan oleh mikroorganisme yang masih terdapat pada saluran akar saat
Tabel 1. Bakteriyang disiloasi dari saluran akar gigi dengan lesi periapikal.46
Mikroorganisme di dalam saluran akar dapat tumbuh tidak hanya sebagai sel
planktonik, tetapi juga dapat membentuk suatu biofilm yang terdiri dari jaringan kompleks dari berbagai mikroorganisme. Pembentukan biofilm yang terjadi di dalam saluran akar dimulai setelah mikroorganisme kontak dengan tanduk pulpa dan juga
didukung oleh morfologi saluran akar yang begitu kompleks.18Bakteri yang berkumpul dalam biofilm dapat berkomunikasi intraspesies maupun antarspesies. Komunikasi tersebut dilakukan untuk memperoleh sifat-sifat baru. Quorum sensing adalah komunikasi intraspesies bakteri yang dimediasi oleh molekul rendah yang
berat, yang dapat mengubah aktivitas metabolisme sel-sel tetangga dan
mengkoordinasikan fungsi sel bakteri terdapat dalam biofilm. Quorum sensing juga dapat mengatur properti mikroba seperti faktor virulensi dan penggabungan DNA
ekstraseluler.50,51Beberapa bakteri yang saling berhubungan dengan spesies lainnya melalui rantai makanan dengan metabolisme dari satu spesies menyediakan nutrien
esensial untuk pertumbuhan populasi bakteri yang lainnya. Fusobacterium nucleatum berperan penting dalam pembentukan biofilm karenakemampuannya dalam memecah glukosa dari strukur interseluler dan memanfaatkannya sebagai sumber energi pada
saat kekurangan nutrisi, hal inilah yang mendukung bakteri lain berpindah ke sekitar
permukaan sel Fusobacterium nucleatum yang selanjutnya berikatan dengan dinding selnya.14 Kombinasi Fusobacterium nucleatum, Prevotella spp., Porphyromonas spp. juga berkaitan dengan perkembangan yang menunjukkan keparahan dalam
endodontik flare up, karena adanya sinergi antara bakteri tersebut sehingga meningkatkan intensitas reaksi inflamasi pada jaringan periapikal.15,17F.nucleatum dan P. gingivalis berinteraksi dengan menghasilkan enzim proteolitik dan agregasi dari bakteri tersebut menghasilkan efek sinergisme pada terjadinya kasus infeksi
endo-perio.14,52(Gambar 3) Bakteri yang membentuk biofilm tersebut akan lebih resisten terhadap agen antimikroba dibandingkan dengan bakteri yang hidup sebagai
2.3 Lobak (Raphanus sativus L.)
Raphanus sativus L. yang berasal dari famili Brassiaceae memiliki banyak manfaat dan telah digunakan sebagai tanaman obat sejak dahulu.32,35Raphanus sativus aslinya berasal dari Eropa dan Asia. Klasifikasi nama dari tanaman lobak (Raphanus sativus L.) adalah:34
Kingdom : Plantae
Divisi : Tracheophyta
Kelas : Magnoliopsida
Ordo : Brassicales
Famili : Brassicaceae
Genus : Raphanus
Spesies : Raphanus sativus L.
Tanaman tersebut dapat tumbuh pada iklim yang memiliki ketinggian antara
190 sampai 1240 m. Tanaman tersebut memiliki tinggi 30 – 90 cm dan akarnya tebal
dengan banyak ukuran, bentuk, dan warna.32 Batangnya bisa bercabang maupun tidak, pada bagian dasar daunnya panjang, biasanya berbentuk lengkung dan bergerigi
kasar, tapi kadang tidak bergerigi jika batangnya yang tidak bercabang dan lurus. Gambar 3.Gambaran SEM dari pembentukan biofilm
Bunganya terdapat pada ujung tandan yang panjang, biasanya berwarna putih atau
ungu. Buahnya sedikit dan tidak merekah, dengan panjang 2,5 – 7,5 cm dan diameter
1,25 cm, dengan ujung yang panjang dan lonjong. Biasanya memiliki 6 – 12 biji yang
bulat, dengan warna kuning sampai coklat. Umbinya dengan bentuk bervariasi dari
hampir berbentuk bulat, silinder, kerucut, pada jenis orientalnya, dan berat hingga 15
kg. Dagingnya biasanya berwarna putih, meskipun ada beberapa yang berwarna
merah muda hingga merah.34 (Gambar 4)
Lobak telah digunakan sebagai makanan obat – obatan untuk berbagai
penyakit termasuk disfungsi hati dan pencernaan yang buruk. Beberapa penelitian
telah menunjukkan bahwa ekstrak lobak memiliki aktivitas biologi seperti efek
antioksidan, antimutagenik, dan anti proliferatif.34
Sifat antioksidan, antimikroba, dan sifat obat lainnya secara luas dimanfaatkan
untuk kepentingan manusia tentang kesehatan. Penelitian dari Janjua et al. (2013)
menunjukkan hasil KHM dari ekstrak etanol dari Raphanus sativusdengan konsentrasi 50 mg/ml dapat menghambat pertumbuhan bakteri S. aureus(20 ± 0,6 mm), B. subtilis(21 ± 1,0 mm), M. luteus(22 ± 1,5 mm), E. aerogenes(19 ± 1,0 mm), S. typhi(3 ± 1,3 mm), E. coli(21 ± 1,1 mm), K. pneumoniae(17 ± 2,4 mm), P. aureginosa(14 ± 0,8 mm), B. bronchiseptica(22 ± 0,7 mm).35 Penelitian dari Beevi et al (2009) menunjukkan hasil KHM dari ekstrak aseton umbi lobak dengan
Staphylococcus aureus (23,53± 1,36 mm), Staphylococcus epidermidis (29,57± 0,81 mm), Enterococcus faecalis (25,53± 0,89 mm), Salmonella typhimurium (36,97±
0,15 mm), Enterobacter aerogenes (34,17± 0,77 mm), Enterobacter cloacae (20,50±
0,44 mm).30
Khasiat obat yang terdapat dalam Raphanus sativus L.telah dihubungkan dengan produksi dari metabolit sekunder yang mengandung tannin, saponin, coumarin, alkaloid, anthraquinone, dan flavonoid.35
a. Tannin
Tannin adalah kelompok zat fenolik primer yang bersifat astringentyang ditemukan hampir di setiap bagian tanaman yang ditandai oleh aktivitas antibakteri
pada inaktivasi sifat adhesi bakteri, enzim, selubung envelope bakteri, dan protein transpor bakteri.54,55 Tannin berperan dalam stimulasi sel fagosit, aktivitas host mediated tumor, antibakteri, antijamur dan berbagai tindakan antiinfeksi.55,56
b. Saponin
Saponin adalah senyawa bioaktif yang dihasilkan terutama oleh tanaman dan
beberapa organisme laut dan serangga. Saponin bersifat seperti sabun dalam air yang
menghasilkan busa. Karena sifat lyobipolar, saponin dapat berinteraksi dengan
membran sel dan juga mampu menurunkan tegangan permukaan larutan berair.
Saponin mengerahkan beberapa aktivitas antibakteri melalui penggabungan dengan
membran sel untuk menimbulkan perubahan morfologi sel yang mengakibatkan sel
lisis. Kegiatan farmakologi yang telah dilaporkan dari saponin adalah antibakteri,
antijamur, antivirus, hepatoprotektif antiinflamasi, anti ulkus, antitumor, antikanker,
antimalaria.57-59 c. Coumarin
Coumarin adalah metabolit sekunder dari tanaman yang memiliki aktivitas
biologis yang bervariasi. Aktivitas dari coumarin seperti aktivitas antiplatelet
agregasi, antiinflamasi, antitumor, antibakteri, antivirus, antijamur, dan kegiatan
vasodilatasi.60-62 Coumarin telah ditemukan untuk merangsang makrofag, yang dapat memiliki efek negatif tidak langsung pada infeksi. Lebih khusus, coumarin telah
manusia.61 Sifat antimikroba coumarin dengan mengubah konformasi dari asam nukleat dan menghambat replikasi DNA dari bakteri, yang menyebabkan modifikasi
dalam pertumbuhan sel bakteri dan inhibitor enzim. Coumarin juga membentuk
kompleks ion tembaga yang bersifat antibakteri dengan sifat toksisitas terhadap
bakteri.62,63
d. Flavonoid
Flavonoid adalah kelompok utama polifenol yang telah dipublikasikan untuk
bertindak terhadap pengoksidasi seperti radikal hidroksil, anion superoksida, dan
radikal peroksida. Salah satu peran flavonoid adalah melindungi tanaman terhadap
serangan bakteri. Selain itu beberapa flavonoid telah ditemukan dan
didokumentasikan menunjukkan aktivitas antibakteri terhadap strain yang berbeda
dari bakteri Staphylococcusaureus, Streptococcus agalactiae, Escherichia coli and Klebsilla pneumonia.64 Setelah ditemukan untuk disintesis dari tanaman terhadap respon infeksi mikroba, flavonoid menunjukkan keefektifan secara in vitro dalam beragam zat antimikroba. Kemampuan flavonoid disebabkan oleh kemampuannya
untuk bergabung dengan bagian ekstraseluler, protein yang larut, dinding sel bakteri,
serta merusak membran sel bakteri. Flavonoid juga memiliki kemampuan untuk
memodulasi respon imun sel mononuklear dan meningkatkan persentase darah
perifer.55,65,66
e. Alkaloid
Alkaloid merupakan senyawa nitrogen heterosiklik bioaktif yang paling awal
terisolasi dari tanaman. Alkaloid berasal dari asam amino dan nitrogen yang memberi
sifat alkali. Mekanisme kerja antibakteri dari alkaloid adalah kemampuan alkaloid
untuk berikatan dengan DNA sel, penghambatan enzim (esterase, RNA polimerase,
DNA polimerase), penghambatan respirasi sel sehingga menggangu fungsi sel.66 Banyak juga penyelidikan tentang alkaloid menunjukkan senyawa ini sebagai
penemuan baru dalam pembentukkan obat melawan banyak penyakit untuk
mengobati banyak penyakit. Peran alkaloid ditemukan dalam mengobati malaria,
kolik lambung dan ulser lambung, serta menghasilkan banyak efek farmakologis
f. Anthraquinone
Quinone merupakan cincin aromatik dengan dua substitusi keton. Dengan menyediakan sumber radikal bebas yang stabil, quinone diketahui dapat melengkapi asam amino nukleofil dalam protein secara irreversibel, sehingga mengakibatkan
inaktivasi dari protein dan hilangnya fungsi selular. Oleh karena itu, quinone memiliki potensi yang tinggi pada efek antimikroba. Target yang terdapat pada sel
mikroba adalah adhesin yang terdapat pada permukaan, polipeptida dinding sel, dan
2.4 Kerangka Teori
Ekstrak etanol umbi lobak (Raphanus sativus L.) Infeksi primer dan sekunder saluran akar
Bakteri Fusobacterium nucleatum
Perawatan saluran akar
Medikamen saluran akar
Aktivitas antibakteri
Saponin
Tannin Coumarin Flavonoid Alkaloid Anthraquinone
