5
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Plak dental 2.1.1 Definisi Akumulasi plak bakteri pada margin gingiva merupakan etiologi utama terjadinya penyakit periodontal.7Plak dental didefinisikan sebagai suatu lapisan lunak yang membentuk biofilm yang melekat pada semua permukaan gigi dan permukaan keras termasuk restorasi tetap maupun sementara yang terdapat dalam rongga mulut.15 Plak dental terbagi atas supragingiva atau subgingiva tergantung posisinya pada permukaan gigi. Plak supragingiva berada pada atau atas margin gingiva, sedangkan plak subgingiva berada di bawah margin gingiva di antara gigi dan jaringan sulkus gingiva.15 2.1.2 Komposisi plak Komposisi utama dari plak adalah mikroorganisme. Massa dari 1 gram plak mempunyai sekitar 2 ×1011 bakteri. Sebaliknya, komposisi lain seperti mikrorganisme yang bukan bakteri juga terdapat dalam komposisi plak. Contohnya, Mycoplasma species, yeast, protozoa dan virus. Selain itu, mikroorganisme yang terdapat dalam matriksinterseluler juga mempunyai sel pejamu seperti sel epitel, makrofag dan leukosit.15 Matriks interseluler berjumlah sekitar 20% hingga 30% dari massa plak, terdiri dari bahan organik dan inorganik yang berasal dari saliva, cairan krevikular gingiva dan produk bakteri. Bahan organik matriks adalah polisakarida, protein, glikoprotein dan bahan lipid, sedangkan komponen inorganik yang paling dominan dalam plak adalah kalsium dan fosfor. Selain itu, mineral seperti sodium, potasium dan fluorida dapat ditemukan dalam jumlah yang sedikit. Baik bahan organik maupun bahan inorganik bersumber dari saliva.15
6
2.1.3 Pembentukan plak Proses pembentukan plak dibagi atas tiga tahap:15 1. Pembentukan pelikel pada permukaan gigi 2. Kolonisasi awal oleh bakteri 3. Kolonisasi sekunder dan pematangan plak 2.1.3.1 Pembentukan pelikel pada permukaan gigi Pembentukan pelikel dental pada permukaan gigi adalah fase awal dalam pertumbuhan plak. Pada tahap awal, semua permukaan yang terdapat dalam rongga mulut termasuk permukaan jaringan keras seperti gigi dan restorasi cekat atau lepasan akan dilapisi oleh pelikel glikoprotein. Komposisi dari pelikel mirip dengan komponen saliva dan cairan krevikular.15Pembentukan pelikel dimulai beberapa saat setelah permukaan yang bersih terpapar ke lingkungan oral. Di sini, terjadi keseimbangan adsorpsi dan desorpsi pada senyawa saliva setelah 90 hingga120 menit. Ketebalan pelikel dipengaruh oleh gayashear pada daerah pembentukan pelikel.16 Pelikel mempunyai fungsi sebagai pertahanan yang memberikan lubrikasi pada permukaan serta mencegah pengeringan jaringan.Namun, pelikel juga menyediakan permukaan substrat yang menyebabkan perlekatan bakteri pada permukaan terluarnya. Oleh karena itu, akumulasi populasi bakteri semakin bertambah dan seterusnya terbentuk plak pada permukaan itu.15Mekanisme perlekatan bakteri pada permukaan pelikel adalah dengan tekanan elektrostatis, tekanan van der Waals dan tekanan hidrofobik.16 2.1.3.2 Kolonisasi awal bakteri pada permukaan gigi Tahap kedua dari pembentukan plak adalah kolonisasi awal bakteri pada permukaan gigi. Bakteri bertumbuh dan jumlahnya meningkat dengan cepat dan akan dijumpai pada pelikel gigi.17Mula-mula, bakteri aerob gram positif dari kelompok Streptococci, Lactobacilli dan Actinomyces misalnya, Streptococcus sanguinis, Streptococcus mitis dan Streptococcus mutans yang merupakan bakteri awal yang berkolonisasi dan melekat pada permukaan gigi yang berlapisan pelikel.15,16
7
Pelikel mempunyai dua permukaan adhesif yaitu permukaan yang melekat pada permukaan gigi dan permukaan untuk menfasilitasi perlekatan bakteri. Bakteri tersebut melekat ke pelikel dengan fimbriae. Fimbriae adalah satu struktur protein fibrous yang ada pada permukaan sel bakteri. Adhesi protein pada fimbriae dapat berikatan dengan proline-rich protein yang ada dalam pelikel untuk menimbulkan perlekatan bakteri ke permukaan gigi pada lapisan pelikel.15 Selain itu,bakteri yang berkolonisasi awal ini akan melekat pada bacterial extracellular slime dan polisakarida serta dengan permukaan absorpsi tambahan dari protein saliva dan glikoprotein. Oleh karena itu, bakteri gram positif dapat berinteraksi dengan menggunakan glikoprotein saliva sebagai substrat dalam perlekatan melalui aktivitas glikosidase.16 Massa plak akan menjadi matang apabila kolonisasi bakteri semakin bertambah dan terus-menerus berikatan dengan spesies bakteri yang lain.15 2.1.3.3 Kolonisasi sekunder dan pematangan plak Tahap terakhir dari pembentukan plak adalah kolonisasi sekunder dan pematangan plak. Setelah 2-4 hari, terjadi kolonisasi sekunder oleh bakteri gram negatif seperti Prevotella intermedia, Prevotella loescheii, Capnocytophaga spp., Fusobacterium nucleatum, dan Porphyromonas gingivalis yangberperan dalam perkembangan plak.15,17 Bakteri-bakteri ini akan melekat pada plak bakteri yang telah melekat lebih dahulu pada massa plak. Proses perlekatan yang menimbulkan perlekatan bakteri pengkoloni sekunder ke bakteri pengkoloni awal dinamakan sebagai proses koagregasi. Proses perlekatan tersebut berupa interaksi stereokimia spesifik yang tinggi antara molekul protein dengan karbohidrat pada permukaan sel bakteri, sedangkan untuk interaksi spesifik yang rendah adalah dari interaksi hidrofobik, elektrostatik dan gayavan der Waals.15 Pembentukan plak terjadi apabila interaksi koagregasi antara bakteri koloni sekunder yaitu spesies gram-negatif dengan bakteri koloni awal seperti spesies grampositf seperti koagregasi bakteri Fusobacterium nucleatum dengan Streptococcus sanguis, Provotella loescheii dengan Actinomyces visvosus dan Capnocytophaga
8
ochracea dengan Actinomyces viscosus.15 Pematangan plak terjadi setelah hari ke-4. Bakteri yang dominan adalah Spiral filamentus dan Spirochete sp.17Biofilm yang matang menyebabkan bakteri tersebut tertumpuk dalam sulkus periodontal pada waktu jangka panjang. Jadi biofilm yang sudah terbentuk dan tidak disingkirkan akan menyebabkan inflamasi pada daerah margin gingiva. Keadaan inflamasi dapat bertambah berat sehingga mengakibatkan kedalaman sulkus gingiva bertambah dan menyebabkan biofilm meluas ke daerah subgingiva. Plak subgingiva yang didominasi bakteri anaerob gram negatif akan terbentuk yang merupakan kondisi optimum untuk bakteri,misalnyaTanerella forsythis, Porphyromonas gingivalis dan Treponema denticola yang sangat berperan dalam periodontitis.17 Adhesin Reseptor
Kolonisasi sekunder
Kolonisasi primer
Lapisan pelikel Permukaan gigi
Gambar 1. Bentuk koadhesi bakteri pada plak dental. Gambar ini menunjukkan susunan plak bakteri menurut potensi perlekatan antara jenis bakteri dan komponen dalam pelikel.7
9
2.1.4 Kontrol plak Kontrol plak adalah penyingkiran plak dental secara rutin dan mencegah akumulasi plak pada gigi serta pada permukaan gingiva yang berdekatan. Kontrol plak merupakan bagian yang kritis pada praktis gigi yang memberi keberhasilan dalam pemeliharaan gigi dan periodontal dalam jangka panjang.15Kontrol plak dapat dibagi menjadi dua yaitu secara mekanis dan kimiawi.6 Penyikatan gigi merupakan cara kontrol plak secara mekanis yang paling sederhana dalam praktis higiene oral tetapi hasil dari penyikatan gigi tergantung pada desain sikat gigi, cara individu menyikat gigi dan frekuensi serta durasi menyikat gigi.18 Penyikatan gigi merupakan metode yang paling sederhana dan efektif dalam menjaga kebersihan
rongga mulut. Namun
penyikatan
gigi hanya dapat
membersihkan permukaan gigi sekitar 65%. Sehingga mulai banyak penelitian mengenai kontrol plak secara kimiawi untuk menunjang pembersihan plak dental secara mekanis.7 Penggunaan obat kumur adalah salah satu metode kontrol plak secara kimiawi. Salah satu obat kumur yang ada di pasaran adalahklorheksidin. Obat kumur mempunyai efek dalam penurunan pertumbuhan plak sehingga obat kumur digunakan dalam pengobatan penyakit mulut seperti ulserasi serta gingivitis karena ada efek antimikroba. Selain itu, obat kumur juga dapat digunakan sebagai alat pembersih penunjang kontrol plak secara mekanis setelah pembedahan periodontal agaroral hygiene tetap terjaga.7 Agen yang terdapat dalam obat kumur dapat diklasifikasi kepada 3 generasi dimana masing-masing berperan dalam penghambatan pembentukan plak bakteri dan pencegahanpematangan plak dengan efektif.6 Generasi pertama adalah fenol, ion metalik, senyawa Quaternary Ammonium, dan Sanguinare. Fenol (Triklosan) digunakan sebagai topikal agen antimikroba dengan aksi spektrum yang luas baik untuk bakteri gram positif maupun bakteri gram negatif. Triklosan bekerja pada membran sitoplasma dan menginduksi kebocoran isi selular yang memicu menyebabkan bakteriolisis dan kematian sel. Triklosan dapat
10
mencegah pembentukan plak dan mengurangkan inflamasi.Ion metalik yaitu ion Zinc dan Copper dapat mengurangkan aktivitas glikolitik dalam bakteri dan dapat memperlambatkan pertumbuhan bakteri.Senyawa Quaternary Ammonium merupakan antiseptik kationik dan agen aktif pada permukaan seperti Benzathonium Chloride, Benzallenium Choride dan Cetylpyredinum dapat melawan organisme gram negatif dengan
cara
menghancurkan
struktur
sel
dinding
bakteri.
Sanguinare
misalnyaSanguinare chloride sangat efektif dalam melawan bakteri gram positif.6 Generasi
keduameliputiBisbiguanidesdan
minyek
esensial.
Bisbiguanides
termasuk Khlorheksidin, Aleksidin, dan Oktenidin mempunyai sifat antiplak baik pada bakteri gram positif dan bakteri gram negatif termasuk bakteri aerob, bakteri anaerob, yeast dan fungi. Bisbiguanides dapat mencegah pembentukan pelikel dengan memblokir golongan asam dalam glikoprotein saliva pada permukaan gigi. Seterusnya ini dapat mencegah absorpsi dari dinding sel bakteri pada permukaan gigi dan juga dapat mencegah perlekatan plak yang matang. Minyak Esensial mempunyai aksi agen penghambat plak yang hanya berlaku kalau adanya kombinasi dari asam fenol dengan minyak esensial (Thymol dan Methyl salicylate).6 Delmopinol termasuk dalam generasi ketigadimana agen ini dapat menghambat pertumbuhan plak dan mengurangi gingivitis. Delmopinol mengganggu pembentukan maktriks plak dan juga mengurangi adhesi dan adheren bakteri agar plak mudah disingkirkan dengan metode mekanis.6
2.2 Tanaman teratai (Nelumbo nucifera) 2.2.1 Distribusi Teratai atau lotus (Nelumbo nucifera) adalah spesies perenial tumbuhan akuatik yang cantik dengan daun yang hijau terapung di atas permukaan air yang luas terdapat
di
China,
India,
Jepang,
Korea,
Asia
Tenggara,
Rusia
dan
Africa.21,22Tanaman ini memberi makna fertilitas, kecantikan, kesucian dan kemurnian serta membayangkan sebagai simbol masa lalu, sekarang dan masa depan karena teratai berkembang secara bertahap dari tunas bunga, bunga dan kulitbenih.20,21
11
2.2.2 Morfologi Tanaman ini merupakan tanaman air yang bertumbuh di lumpur pada kolam dangkal, laguna, rawa-rawa dan ladang yang basah dengan sinar matahari yang kuat pada daerah tropikal dan subtropikal. Tanamanterataiadalah tanaman termogenik dimana sifatnya dapat menghasilkan panas dan dapat mempertahankan temperatur kurang lebih 30˚C walaupun temperatur angin disekitarnya lebih rendah.20,21 Tanaman teratai terdiri dari 4 struktur yaitu bunga, buah, daun dan tangkai. Tanaman ini memiliki bunga (Gambar 2a) dengan warna merah muda, rosatau putih yang besar kira-kira 35cm secara lintang, tunggal dan terapung atas air. Selain itu, bunga terataimempunyai bau aromatik dan hanya berbunga pada pagi hari sahaja dan kelopak bunga akan melayu pada waktu siang. Buah teratai (Gambar 2d)berbentuk konus dengan benihnya (Gambar 2e) terkandung dalam spons wadah buah (Gambar 2b).Selain itu, daunnya (Gambar 2c) mempunyai bentuk lembaran, bulat dan ukuran lebar kira-kira 60cm secara melintang yang terapung di atas permukaan air atau di bawah air. Tangkai tanaman terataiberbentuk tabung yang kosong di tengahnya untuk jalan lewat udara.22
Gambar 2a. Bunga teratai 23
Gambar 2b. Spons wadah buah23
12
Gambar 2c. Daun teratai23
Gambar 2d. Buah teratai 23
Gambar 2e.Benih teratai23
2.2.3 Klasifikasi Taksonomi dari tanaman teratai adalah sebagai berikut:24,25 Kingdom
: Plantae (tanaman)
Subkingdom : Tracheobionta (tanaman vaskular) Super divisi
: Spematophyta (tanaman berbiji)
Divisi
: Magnoliophyta (tanaman berbunga)
Kelas
: Magnoliopsida (dicotyledons)
Sub kelas
: Magnoliidae
Ordo
: Proteales
Famili
: Nelumbonaceae
Genus
: Nelumbo Adans.
Spesies
: Nucifera
13
2.2.4 Komposisi Komposisi kimiawi dalam daun teratai seperti berikut:13 Tabel 1. Komposisi kimiawi dalam daun teratai Komposisi utama Non phenolic fractions/ bases
Phenolic bases Benzylisoquinoline alkaloids Glycoside Nelumboside
Flavonoid
Aliphatic compounds Lain-lain
Kandungan Nuciferine Roemerine Anonaine Pronuciferine N-nornuciferine Liriodenine Armepavine N-methyl-coclaurine (+)-1(R)-coclaurine (-)-1(S)-norcoclaurine Quercetin Leuco-anthocyanidin - Leucocyanidin - Leucodelphinidin Quercetin 3-0-a-arabinopyranosyl-(1!2)-β-galactopyranoside Quercetin 3-0-β-D-glucuronide Rutin (+)-catechin Hyperoside Isoquer-citri Astragalin Nonacosanol (16,2%) Nonacosanediols (64,7%) Nonacosan-10-ol (16,2%) Triacontan-7-ol (2,4%) Nonacosane-4 10-diol (18,6% / 34,1%) Nonacosine-5 Nonacosane-10 13-doil (12%) Hentriacontane-12 15-diol (1,8%) Tritriacotane-9 10-diol (0,7%) Octadecanoic acid (0,7%)
14
2.2.5 Obat kumur ekstrak daun teratai Khlorheksidin, gluconate dan bisbiguanide masih dianggap sebagai agen antiplak yang paling efektif. Namun, bahan-bahan tersebut memiliki berbagai efek samping misalnya terbentuk stein pada gigi, gangguan pengecapan, meningkatkan pembentukan kalkulus supragingiva dan deskuamasi mukosa oral. Oleh karena itu, mulai terdapat penelitian yang baru tentang pembuatan obat kumur dengan ekstrak herbal dijadikan sebagai alternatif.26 Ekstraksi adalah langkah penting dalam persiapan formulasi herbal dimana tujuannya adalah untuk memisahkan metabolit tanaman larut dengan menggunakan pelarut. Cara ekstraksi mencakup 6 langkah dasar yaitu koleksi dan pengeringan, pengurangan ukuran, ekstraksi, penyaringan, konsentrasi dan pengeringan serta rekonstitusi. Kualitas ekstrak dipengaruhi oleh beberapa faktor. Salah satu faktor adalah bagian struktur tanaman yang digunakan, pelarut, prosedur dan materi tanaman.27 Sebuah penelitian telah dilakukan di negeri Korea untuk mengetahui apakah daun teratai mempunyai efek penghambatan faktor etiologi karies gigi dengan ekstrak daun teratai.9Dari hasil penelitian tersebut, ekstrak daun terataidapat menghambat pertumbuhan beberapa jenis bakteri yaitu, Streptococcus mutans, Streptococcus mitis, Streptococcus sobrinus, Lactobacillus acidophilus, Actinomyces spp dan Nocardia spp. Efektivitas penghambatan pertumbuhan bakteri tergantung pada konsentrasi ekstrak daun teratai dimana efektivitas penghambatan pertumbuhan bakteri akan meningkat jika konsentrasi ekstrak daun teratai meningkat.9 Aktivitas antibakteri ekstrak daun terataididapat dari fenol, flavonoid, alkaloid dan tannin.9,11,12,13,14 Fenol
atau
polifenolmemiliki
mekanisme
kerja
dalam
menghambat
pertumbuhan bakteri dengan cara inaktivasi protein (enzim) pada membran sel dan berikat dengan protein melalui ikatan hidrogen sehingga mengakibatkan struktur protein menjadi rusak. Ini dapat menyebabkan ketidakstabilan pada dinding sel dan membran sitoplasma bakteri sehingga fungsi permeabilitas selektif, fungsi pengangkutan aktif, pengendalian susunan protein dari sel bakteri menjadi terganggu
15
yang akan berakibat pada lolosnya makromolekul dan ion dari sel, sehingga sel bakteri menjadi kehilangan bentuknya, dan terjadilah lisis.13,28 Flavonoid adalah substansi fenol yang hidroksil yang disintesis oleh tanaman sebagai respon terhadap infeksi mikroba. Flavonoid ini dibuktikan secara in vitro efektif bersifat antimikroba terhadap mikroorganisme. Selain itu, senyawa ini mempunyai kemampuan untuk bereaksi dengan ekstraseluler dan protein serta dinding sel bakteri.9,11,29 Alkaloidmemiliki mekanisme penghambatan dengan cara mengganggu komponen penyusun peptiloglikan pada sel bakteri, sehingga lapisan dinding sel tidak terbentuk secara utuh dan menyebabkan kematian sel. Selain itu, senyawa alkaloid juga terdapat gugus basa yang mengandung nitrogen yang akan bereaksi dengan senyawa asam amino yang menyusun dinding sel bakteri dan DNA bakteri.12,28 Senyawa tannin dengan cara berikatan dengan asam amino prolin dapat mempresipitasikan protein sehingga mengganggu sintesis protein. Ini disebabkan oleh sifatnya yang dapat mempengaruhi permukaan sel dan membran sel.11,29 Tannin juga dapat menginaktivasikan adhesin mikroba, menghambat enzim hidrolitik seperti protease dan karbohidrolase, sel transport protein dan protein cell-enveloped.12,14,31,32
2.3 Indeks plak 2.3.1 Loe and Silness Indeks plak ini diperkenalkan olehLoe Silness pada tahun 1964. Indeks ini mengukur plak berdasarkan pada ketebalan penumpukan plak pada margin servikal gigi di sisi distovestibular, vestibular, mesiovestibular dan oral.33 Kriteria pemberian skor:33 0:
Tidak ada plak
1:
Ada plak tipis disekitar tepi gingiva bebas dan permukaan. Plak terlihat dengan memakai sonde atau prob.
2:
Terdapat penumpukan plak yang sedang pada poket gingiva atau pada permukaan gigi dan batas tepi gingival bebas yang terlihat dengan mata
16
3:
Terdapat penumpukan plak yang banyak pada poket gingiva atau pada permukaan gigi dan batas tepi gingival bebas, tumpukan itu sudah dapat dilihat dari jauh. Jumlah skor gigi yang diperiksa Perhitungan skor individual = Jumlah permukaan gigi yang diperiksa
Jumlah skor individual Perhitungan skor populasi = Jumlah subjek yang diperiksa
17
2.4 Kerangka Teori
Obat kumur ekstrak daun teratai (Nelumbo nucifera) 2%
Fenol
Menghambat pertumbuhan bakteri
Flavonoid
Bereaksi dengan ekstraseluler, protein dan dinding sel bakteri
Alkaloid
Mengganggu komponen penyusun peptiloglikan bakteri
Menghambat pertumbuhan bakteri plak dental
Kolonisasi bakteri plak dental berkurang
Akumulasi plak dental
Tanin
Mengganggu sintesis protein,menginakti vasikan adhesin
18
2.5 Kerangka konsep
Variabel bebas: Obat kumur ekstrak daun teratai 2%
Variabel terikat: Akumulasi plak (Indeks plak Loe and Silness)
Variabel terkendali: a. b. c. d.
Volume obat kumur Lama dan waktu berkumur Frekuensi berkumur Waktu dan frekuensi menyikat gigi e. Jenis pasta gigi dan sikat gigi f. Kondisi higine oral sampel sebelum penelitian
Variabel tidak terkendali: a. Cara berkumur b. Teknik menyikat gigi c. Diet
