PENGARUH PENAMBAHAN BERBAGAI KONSENTRASI EKSTRAK KULIT BUAH NAGA MERAH (Hylocereus lemairei (Hook.) Britton & Rose) PADA ANTIBIOTIK TERHADAP PENINGKATAN HAMBATAN PERTUMBUHAN BAKTERI Fusobacterium nucleatum DOMINAN PERIODONTITIS in vitro UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
PUBLIKASI ILMIAH Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Progam Studi Strata I pada Jurusan Kedokteran Gigi Fakultas Kedokteran Gigi
Oleh: NAHDIA KHARINA HASTI MUJIATMAJA J520120016
PROGAM STUDI KEDOKTERAN GIGI FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2016
i
ii
iii
iv
PENGARUH PENAMBAHAN BERBAGAI KONSENTRASI EKSTRAK KULIT BUAH NAGA MERAH (Hylocereus lemairei (Hook.) Britton & Rose) PADA ANTIBIOTIK TERHADAP PENINGKATAN HAMBATANPERTUMBUHAN BAKTERI Fusobacterium nucleatumDOMINAN PERIODONTITIS in vitro UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA Abstrak Periodontitis merupakan penyakit yang disebabkan oleh bakteri, penyakit ini menyerang pada jaringan periodontal dan biasanya diobati dengan mengkonsumsi obat antibiotik. Pada penggunaan antibiotik masih terdapat bakteri yang bertahan hidupsehingga perlu meningkatkan kemampuan daya hambat antibiotik terhadap bakteri dengan penambahan bahan herbal, alami,murah dan tanpa efek samping yang berasal dari tumbuhan.Salah satu bahan herbal yang dapat digunakan yaitukulit buah naga merah yang memiliki berbagai kandungan seperti flavonoid, terpenoid, fenolik dan alkaloid yang bermanfaat sebagai antibakteri. Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan kemampuan antibiotik dalam menghambat pertumbuhan bakteri Fusobacterium nucleatum. Metode yang digunakan dengan cara mengukur diameter zona bening pada cawan petri setelah perlakuan antibiotik tanpa penambahan ekstrak kulit buah naga merah dan penambahan esktrak kulit buah naga merah konsentrasi 3%, 5% dan 9% pada antbiotik. Hasil penelitian menunjukkan rata-rata diameter zona hambat antibiotik tanpa penambahan esktrak kulit buah naga merah sebesar 9,588 mm, rata-rata diameter zona hambat antibiotik dengan penambahan ekstrak kulit buah naga merah konsentrasi 3% sebesar 10,270 mm, rata-rata diameter zona hambat antibiotik dengan penambahan ekstrak kulit buah naga konsentrasi 5% sebesar 11,208 mm dan rata-rata diameter zona hambat antibiotik dengan penambahan ekstrak kulit buah naga konsentrasi 9% sebesar 12,583 mm. Berdasarkan data tersebut setelah diujikan anova dihasikan P=0,00 (P<0,05) sehingga penambahan berbagai konsentrasi kulit buah naga merah memiliki pengaruh yang signifikan terhadap pertumbuhan bakteri Fusobacterium nucleatum.Uji Pos Hoc LSD menunjukkan nilai (P<0,05) sehingga dapat disimpulkan terdapat perbedaan yang bermakna pada tiap peningkatan penambahan konsentrasi ekstrak kulit buah naga merah yang berbeda. Kata Kunci : Ekstrak kulit buah naga merah, bakteri Fusobacterium nucleatum, antibiotik, hambatan pertumbuhan. Abstracts Periodontitis is disease that caused by bacteria, this disease attacted periodontal tissue and usually treated by consumed antibiotic drug. Since the using of antibiotic still found bacteria that survive so needed to increase the ability of antibiotic inhibition to bacteria with adding herbs ingredients, natural, cheap and without side effect that caused by plant. One of the herbs ingredients that can be used was red dragon fruit peel’s that has various composition like flavonoid, terpenoid, fenolic and alkaloid that useful as antibacterial. This study was aimed to increase the ability of antibiotic in Fusobacterium nucleatum growth inhibition. The method that used by measuring the diameter of transparent zone in petri dish after antibiotic treatment without adding red dragon fruit peel’s extract concentration 3%, 5% and 9% on antibiotics. The result showed average of antibiotic diameter inhibition zone without adding red dragon fruit peel’s extract was about 9,588 mm, average of antibiotic diameter inhibition zone with adding red dragon fruit peel’s extract concentration 3% was about 10,270 mm, average of antibiotic diameter inhibition zone with adding red dragon fruit peel’s extract concentration 5% was about 11,208 mm and
v1
average of antibiotic diameter inhibition zone with adding red dragon fruit peel’s extract concentration 9% was about 12,583 mm. Based on the data after tested by anova the result was P=0,00 (P<0,05) so adding various concentration of red dragon fruit peel’s had significant influence against Fusobacterium nucleatum growth. Pos Hoc LSD test showed value (P<0,05) so the conclusion there was a significant difference every increasing by adding red dragon fruit peel’s extract concentration. Keywords : Red dragon peel’s extract, Fusobacterium nucleatum, antibiotic, growth inhibition.
1. PENDAHULUAN Kesehatan gigi dan mulut adalah hal penting untuk dijaga karena mulut merupakan salah satu organ bagi tempat masuknya makanan yang menjadi sumber nutrisi dan energi bagi tubuh.1 Kebersihaan rongga mulut yang buruk sering mengakibatkan akumulasi plak sehingga mengakibatkan berbagai macam penyakit. Salah satu penyakit yang disebabkan oleh kebersihan rongga mulut yang buruk adalah penyakit periodontal.2 Tahap awal dari penyakit periodontal disebut gingivitis yang memiliki tanda klinis berupa adanya peradangan pada gingiva, perubahan warna pada gingiva dan terjadi perdarahan pada gingival. Gingivitis dipicu oleh pembentukan plak pada gigi dan pada umumnya terjadi pada daerah yang sulit dibersihkan seperti pada permukaan linguoproksimal gigi posterior rahang bawah. Gingivitis yang tidak diobati dapat berkembang menjadi periodontitis dan menyebabkan resorbsi tulang.3 Penyakit periodontitis dapat disebabkan oleh adanya akumulasi bakteri. Beberapa bakteri yang dominan dalam menyebabkan penyakit periodontitis yaitu Actinobacillus actinomycetemcomitans 42,2%, Fusobacterium nucleatum 55%, Peptostreptococcus micros 3% dan Tannerella forsythia 4%.4 Fusobacterium nucleatum merupakan bakteri yang paling dominan di antara bakteri yang lain dan berperan penting dalam proses terjadinya penyakit periodonitis. Bakteri Fusobacterium nucleatum merupakan bakteri anaerobik gram negatif, berbentuk batang dan pada umumnya ditemukan pada plak gigi. Bakteri ini merupakan spesies gram negatif yang pertama membentuk biofilm pada plak gigi dan menyebabkan peradangan pada jaringan periodontal.5
vi
2
Periodontitis biasanya diobati dengan menggunakan antibiotik, beberapa jenis antibiotik yang digunakan dalam mengobati periodontitis adalah ciprofloxacin, metronidazole, tetrasiklin, penisilin dan clindamycin.6 Jenis antibiotik yang paling sering digunakan untuk mengobati periodontitis adalah jenis ciprofloxacin karena memiliki daya hambat yang paling tinggi terhadap bakteri.6 Pada penggunaan antibiotik masih terdapat bakteri yang bertahan hidup karena adanya beberapa faktor diantaranya penggunaan dosis yang kurang tepat disebabkan antibiotik dapat dengan mudah didapatkan tanpa resep, konsumsi antibiotik yang tidak teratur contohnya antibiotik yang seharusnya dikonsumsi selama 5-7 hari hanya dikonsumsi selama 3 hari, konsumsi antibiotik lebih dari satu jenis dalam waktu bersamaan, telah tersebarnya galur bakteri yang resisten di kawasan rumah sakit, puskesmas atau pusat kesehatan dan lingkungan masyarakat, sehingga perlu meningkatkan kemampuan daya hambat antibiotik terhadap bakteri.7 Peningkatan dosis pada antibiotik dalam meningkatkan daya hambat bakteri dikhawatirkan akan menyebabkan toksisitas, sehingga diperlukan peningkatan kemampuan daya hambat bakteri dengan penambahan bahan herbal, alami dan tanpa efek samping yang berasal dari tumbuhan.8 Beberapa tanaman yang telah digunakan dan berkhasiat sebagai antibakteri tanaman buah manggis, buah naga, buah cacao serta lidah buaya.9 Penelitian sebelumnya telah membuktikan bahwa kulit buah manggis memiliki zona hambat terhadap bakteri gram positif sebesar 11,00 mm. Kulit buah naga merah memiliki zona hambat terhadap bakteri gram positif sebesar 12,80. mm. Kulit buah cacao memiliki zona hambat terhadap bakteri gram positif sebesar 10,00 mm dan kulit daun lidah buaya memiliki zona hambat terhadap bakteri gram positif sebesar 11,58 mm.10 Hal ini menunjukkan bahwa kulit buah naga memiliki zona hambat lebih besar dibandingkan dengan bahan herbal yang lain. 11 Buah naga terdiri atas beberapa jenis yaitu buah naga putih yang memiliki daging buah berwarna putih, buah naga merah yang memiliki daging berwarna merah keungunan, buah naga super merah yang memiliki warna daging sangat vii3
merah dan buah naga kuning yang memiliki kulit buah berwarna kuning.12 Menurut penelitian sebelumnya, diketahui bahwa buah naga daging merah memiliki kandungan antibakteri yang lebih besar dibandingkan jenis buah naga lainnya, selain itu, buah naga merah ini mudah didapat, aman dikonsumsi dan memiliki rasa yang enak.
13
Kulit buah naga merah memiliki banyak manfaat
diantaranya untuk mencegah kanker usus, kencing manis dan bersifat antioksidan serta penetral radikal bebas. 14 Kandungan yang terdapat pada kulit buah naga merah diantaranya flavonoid, alkaloid, terpenoid, thiamin, niacin, pyridoxine, kobalamin, fenolik, polifenol, karoten betalain. antiHIV,
15
Senyawa flavonoid memiliki berbagai efek yaitu sebagai
antioksidan,
antiinflamasi,
antivirus,
antibakteri,
antitumor,
antihepatotoksik dan sebagai antihiperglikemik.16 Flavonoid bekerja sebagai disinfektan dan antiseptik dengan cara denaturasi protein sel bakteri, sedangkan terpenoid yang terkandung dalam kulit buah naga bersifat antibakteri untuk mematikan mikroorganisme.11 Hasil penelitian sebelumnya telah membuktikan aktivitas antibakteri fraksi nheksana kulit buah naga merah konsentrasi 20 mg/ml dan 40 mg/ml terhadap bakteri Staphylococcus aureus ATCC 25923.11 Berdasarkan penjelasan di atas diharapkan penambahan berbagai konsentrasi ekstrak kulit buah naga merah (Hylocereus lemairei (Hook.) Britton & Rose) pada antibiotik dapat meningkatkan hambatan pertumbuhan bakteri Fusobacterium nucleatum dominan periodontitis in vitro. 2. METODE Metode yang digunakan dalam penelitian ini yaitu pre and post test only group design. Subjek dalam penelitian ini menggunakan antibiotik ciprofloxacin dan antibiotik ciprofloxacin yang telah ditambah dengan ekstrak kulit buah naga merah konsentrasi 3%, 5% dan 9% dan objek dalam penelitian ini menggunakan bakteri Fusobacterium nucleatum.
viii4
Penelitian ini menggunakan bahan kulit buah naga merah (Hylocereus lemairei (Hook.) Britton & Rose), akuades, etanol 70%, Mueller Hinton Agar (MHA), Mc Farland 0,5 dan Media cair Brain Heart Infusion (BHI). Prosedur penelitian yang pertama dilakukan yaitu determinasi tanaman yang berfungsi untuk menentukan jenis tanaman secara spesifik dan mengidentifikasi bagian-bagian dari tumbuhan meliputi batang, daun, akar, buah, bunga dan biji. Langkah selanjutnya kulit buah naga merah diekstrak dengan metoden maserasi menggunakan pelarut etanol 70%. Hasil dari ekstrak kental kemudian diencerkan dan dibuat konsentrasi 3%, 5% dan 9%. Langkah selanjutnya antibiotik ciprofloxacin dalam bentuk tablet digerus sebanyak 2 mg ditempatkan pada effendorf dan dilarutkan dalam akuades 1 ml yang sehingga dihasilkan konsentrasi hambat minimum 2 mg/ml. Bakteri Fusobacterium nucleatum yang digunakan dalam penelitian ini diperoleh dari biakan murni Fakultas Kedokteran Hewan UGM. Bakteri diinokulasi menggunakan cara swab dicelupkan dalam suspensi bakteri yang sesuai standar Brown III,
CFU/ml. Suspensi bakteri dioles dengan kapas lidi
steril pada media Muller Hinton Agar (MHA) secara merata pada 24 cawan petri. Agar dibuat lubang sumuran menggunakan perforator dengan diameter 6 mm dan kedalaman 4 mm sebanyak 2 sumuran. Setiap cawan petri berisi 1 lubang sumuran dan setiap lubang sumuran diisi dengan larutan ciprofloxacin dengan konsentrasi hambat minimum 2 mg/ml dengan menggunakan mikropipet ukuran 25 µl. Cawan petri yang telah diisi dengan larutan ciprofloxacin kemudian ditambahkan ekstrak kulit buah naga merah konsentrasi 3%, 5%, dan 9% dengan menggunakan mikropipet ukuran 25 µl. Media yang ditetesi larutan uji selanjutnya diinkubasi dalam inkubator selama 24 jam pada suhu 37º C dan kemudian dilakukan pengukuran zona hambat dengan menggunakan jangka sorong. 3. HASIL DAN PEMBAHASAN Nilai rerata dan standar deviasi pertumbuhan bakteri Fusobacterium nucleatum dapat ditunjukkan oleh tabel 1 berikut ini.
ix 5
Tabel 1. Nilai rerata dan standar deviasi pertumbuhan bakteri Fusobacterium nucleatum. Perlakuan Penambahan Ekstrak Rata-rata Diameter Zona Bening (mm) Kulit Buah Naga Merah pada
± SD
Ciprofloxacin Tanpa Penambahan Ekstrak
9,588 ± 0,078
Konsentrasi 3%
10,270 ± 0,055
Konsentrasi 5%
11,208 ± 0,031
Konsentrasi 9%
12,583 ± 0,072
Tabel 1 menunjukkan bahwa semakin besar penambahan konsentrasi ekstrak kulit buah naga merah pada ciprofloxacin, semakin besar pula diameter zona bening yang terbentuk. Pada ciprofloxacin tanpa penambahan ekstrak kulit buah naga merah menghasilkan diameter zona bening yang lebih rendah dibandingkan dengan yang ditambahkan perlakuan ekstrak kulit buah naga merah. Data penelitian ini selanjutnya dilakukan uji normalitas Shapiro-Wilk dan menunjukkan nilai probabilitas (p > 0,05) pada empat kelompok tersebut sehingga data terdistribusi normal. Selanjutnya dilakukan uji homogenitas dengan Levene Test dan didapatkan signifikasi sebesar 0,215, sehingga dapat disimpulkan bahwa keempat kelompok data memiliki varian sama. Langkah selanjutnya dilakukan uji anova satu jalur dan hasilnya dapat dilihat pada tabel 2 berikut ini. Tabel 2. Hasil uji anova satu jalur Sum of
Mean
Squares Df
Square
30.273
3
10.109
Within Groups .077
20
.004
Total
23
Between Groups
30.349
F 2631.25 2
Sig. .000
Tabel 2 menunjukkan nilai sig. 0,000 sehingga (p < 0,05) sehingga dapat
x 6
sehingga dapat disimpulkan terdapat pengaruh penambahan ekstrak kulit buah naga merah dengan konsentrasi 3%, konsentrasi 5%, konsentrasi 9% terhadap peningkatan hambatan pertumbuhan bakteri Fusobacterium nucleatum. Setelah uji anova satu jalur, dilakukan uji LSD Pos Hoc dan dapat dilihat hasilnya pada tabel berikut ini. Tabel 3. Hasil Uji LSD Pos Hoc Penambahan konsentrasi Tanpa
Tanpa penambahan 3%
5%
9%
0,000*
0,000*
0,000*
0,000*
ekstrak penambahan
0,000*
ekstrak 3%
0,000*
5%
0,000*
0,000*
9%
0,000*
0,000*
0,000* 0,000*
Keterangan : *= terdapat perbedaan yang bermakna pada p < 0,05 Tabel 3 hasil uji LSD Pos Hoc menunjukkan bahwa nilai probabilitas (p < 0,05) sehingga dapat disimpulkan terdapat perbedaan yang bermakna antar kelompok perlakuan tanpa penambahan ekstrak dan kelompok perlakuan penambahan ekstrak terhadap pertumbuhan bakteri Fusoacterium nucleatum. Hasil penelitian menunjukkan ciprofloxacin tunggal menghasilkan nilai rerata diameter zona hambat sebesar 9,585 mm, hal ini sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa ciprofloxacin berperan dalam menghambat pertumbuhan bakteri. Hasil penelitian penambahan berbagai konsentrasi ekstrak kulit buah naga merah (Hylocereus lemairei (Hook.) Britton & Rose) pada antibiotik ciprofloxacin menghasilkan daerah bening yang disebut dengan zona hambat. Zona hambat yang dihasilkan menunjukkan peningkatan konsentrasi ekstrak kulit buah naga merah mempengaruhi kenaikan dari diameter zona hambat yang
xi 7
dihasilkan. Hal tersebut dapat terjadi karena adanya kandungan antibakteri pada kulit buah naga merah seperti flavonoid, alkaloid, terpenoid dan fenolik. Sifat antibakteri ini yang membantu ciprofloxacin dalam menghambat pertumbuhan bakteri Fusobacterium nucleatum. Senyawa yang terdapat pada kulit buah naga merah yang meliputi flavonoid, terpenoid, alkaloid dan fenolik merupakan senyawa dengan sifat polar, demikian pula dengan antibiotik ciprofloxacin juga bersifat polar. Gabungan kepolaran yang terkandung dalam kulit buah naga merah dan ciprofloxacin menghasilkan sifat sinergis. Adanya sifat sinergis ini mampu membuat aktivitas antibakteri menjadi maksimal karena menghasilkan interaksi bakteri dengan senyawa bakteri yang seimbang. Aktivitas antibakteri pada kulit buah naga merah dapat merusak membrane sel bakteri Fusobacterium nucleatum yang merupakan bakteri gram negatif dengan dinding selnya yang terdiri atas peptidoglikan, polisakarida dan lipoprotein. Pada bakteri Fusobacterium nucleatum ini mempunyai lapisan peptidoglikan
tipis
dan
pada
dinding
selnya
tersusun
tidak
kompak
mengakibatkan bakteri ini mempunyai permeabilitas cukup tinggi sehingga senyawa yang terkandung dalam kulit buah naga merah dapat menembus membrane sel bakteri dan membantu ciprofloxacin dalam meningkatkan hambatan pertumbuhan bakteri Fusobacterium nucleatum. 4. PENUTUP Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa terdapat peningkatan hambatan pertumbuhan bakteri Fusobacterium nucleatum pada penambahan ekstrak kulit buah naga merah (Hylocereus lemairei (Hook.) Britton & Rose) konsentrasi 3%, 5% dan 9% pada antibiotik secara signifikan. DAFTAR PUSTAKA 1. Manson, J.D., dan Eley, B.M., 2013, Buku Ajar Periodonti, Jakarta : EGC. 2. Anitasari, S. & Rahayu, N.E., 2005. Hubungan frekuensi menyikat gigi dengan tingkat kebersihan gigi dan mulut siswa sekolah dasar negeri di kecamatan Palaran xii8
kotamadya Samarinda provinsi Kalimantan Timur ( The relation of frequency of teeth brush with oral hygiene of state elementary school. Maj. Ked. Gigi. (Dent. J.), 38, pp.88–90. 3. Carranza, 2012, Clinical Periodontology 11th Edition, Singapore: ELSEVIER. 4. Merglova, V. et al., 2014. The presence of cariogenic and periodontal pathogens in the oral cavity of one-year-old infants delivered pre-term with very low birthweights: a case control study. BMC oral health, 14, p.109. Available at: http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=4236672&tool=pmcen trez&rendertype=abstract. 5. Signat, B. et al., 2011. Fusobacterium nucleatum in periodontal health and disease. Current issues in molecular biology, 13(2), pp.25–36. Available at: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21220789\nhttp://www.horizonpress.com/ci mb/v/v13/25.pdf. 6. Pejčić, A. et al., 2010. Antibiotics in the Management of Periodontal Disease. Scientific Journal of the Faculty of Medicine, 27(2), pp.85–92. 7. Yenny & Herwana, 2007. Resistensi dari bakteri enterik : aspek global terhadap antimikroba. , 26(1). 8. Winter, M.E., 2013, Basic Clinical Pharmacokinetics, USA : Wolter Kluwer Health. 9. Mulyatni, A.S. & Asmini Budiani & Darmono Taniwiryono, 2012. Aktivitas antibakteri ekstrak kulit buah kakao ( Theobroma cacao L .) terhadap Escherichia coli , Bacillus subtilis , dan Staphylococcus aureus. , 80(2), pp.77–84. 10. Ariyanti, N.K., Darmayasa, I.B.G. & Sudirga, S.K., 2009. DAYA HAMBAT EKSTRAK KULIT DAUN LIDAH BUAYA ( Aloe barbadensis Miller ) TERHADAP PERTUMBUHAN BAKTERI Staphylococcus aureus ATCC 25923 DAN Escherichia coli ATCC 25922. Jurnal Biologi, 16(1), pp.1–4. Available at: http://ojs.unud.ac.id/index.php/bio/article/download/5301/4057. 11. Amalia Sri, Sri, W. & Kartika, U.E., 2014. ANTIBACTERIAL ACTIVITY TESTING OF N-HEXANE FRACTION OF RED DRAGON ( Hylocereus polyrhizus Britton & Rose ) FRUIT PEEL ON Staphylococcus aureus ATCC 25923. , 19(May), pp.5–6. 12. Luo, H. et al., 2014. Chemical composition and in vitro evaluation of the cytotoxic and antioxidant activities of supercritical carbon dioxide extracts of pitaya (dragon fruit) peel. Chemistry Central journal, 8(1), pp.1–7. Available at:
9 xiii
http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=3880984&tool=pmcen trez&rendertype=abstract. 13. Zur, N.T. et al., 2004. Genetic relationships among Hylocereus and Selenicereus vine cacti (Cactaceae): Evidence from hybridization and cytological studies. Annals of Botany, 94(4), pp.527–534. 14. Kristanto, D., 2014, Berkebun Buah Naga, Jakarta: Swadaya. 15. Jamilah, B. et al., 2011. Physico-chemical characteristics of red pitaya (Hylocereus polyrhizus) peel. International Food Research Journal, 18(1), pp.279–286. 16. Adfa, M., 2007. Isolasi Senyawa Flavonoid Aktif Berkhasiat Sitotoksik Dari Daun Kemuning (Murraya Panicullata L. Jack). Jurnal Gradien, 3(2), pp.262– 266.
10 xiv
