BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA. Tanaman bawang putih diklasifikasikan sebagai berikut: : Plantae (tumbuh-tumbuhan) : Spermatophyta (Tumbuhan berbiji)

Transkripsi

1 5 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1Bawang putih (Allium sativum L.) Tanaman bawang putih diklasifikasikan sebagai berikut: Kingdom Divisi Subdivisi Kelas Bangsa Famili (Suku) Genus (Marga) Spesies (Jenis) : Plantae (tumbuh-tumbuhan) : Spermatophyta (Tumbuhan berbiji) : Angiospermae (berbiji tertutup) : Monocotyledonae (biji berkeping satu) : Lililes : Liliaceae : Allium : Allium sativum Gambar 2.1 Morfologi bawang putih (ki) dan bawang putih varians kating (ka) (Linn, 2009). Bawang putih (Allium sativum L.) termasuk genus afflum atau di Indonesia lazim disebut bawang putih. Bawang putih termasuk klasifikasi tumbuhan terna berumbi lapis atau siung yang bersusun. Bawang putih tumbuh secara berumpun dan berdiri tegak sampai setinggi cm, mempunyai batang semu yang terbentuk dari pelepah-pelepah daun. Helaian daunnya mirip pita, 5

2 6 berbentuk pipih dan memanjang. Akar bawang putih terdiri dari serabut-serabut kecil yang bejumlah banyak. Dan setiap umbi bawang putih terdiri dari sejumlah anak bawang (siung) yang setiap siungnya terbungkus kulit tipis berwarna putih (Linn, 2009). Struktur morfologi bawang putih terdiri atas akar, batang utama, batang semu, tangkai bunga yang pendek dan daun. Akar bawang putih terbentuk di pangkal bawah batang sebenimya (discus). Sistem perakaran tanaman ini menyebar ke segala arah. Di atas discus terbentuk batang semu yang dapat berubah bentuk dan fungsinya sebagai tempat penyimpanan makanan cadangan atau disebut "umbi". Umbi bawang putih terdiri atas beberapa bagian bawang putih yang disebut "siung". Siung-siung ini terbungkus oleh selaput tipis yang kuat, sehingga tampak dari luar seolah-olah umbi yang berukuran besar. Bagian bawahnya bersiung-siung, bergabung menjadi umbi besar berwama putih. Tanaman yang bunganya berwama putih ini banyak ditanam diladang-ladang di daerah pegunungan yang cukup mendapat sinar (Arifin, 2011). Pada konsumsi manusia, dosis toksik dari bawang putih segar adalah 500 mg/100 g berat badan sehari (Andru, 2009). 2.2 Allicin Untuk kepentingan pengobatan, tanaman Allium sativum L. telah banyak dibudidayakan di berbagai negara. Senyawa karakteristik yang terkandung di dalamnya adalah turunan cysteine yang berkaitan erat dengan senyawa g-glutamil dipeptide. Bawang putih mengandung 0,2% minyak atsiri yang berwarna kuning kecoklatan, dengan komposisi utama adalah turunan asam amino yang

3 7 mengandung sulfur (alliin, 0,2-1%, dihitung terhadap bobot segar). Dalam proses destilasi atau pengirisan umbi, alliin berubah menjadi Allicin. Kandungan yang lain adalah Allyl sulphide dan Allyl propyl disulphide, sejumlah kecil poli sulfida, Allyl divinyl sulphide, Allyl vinyl sulphoxide, trans-ajoen-2-vinyl-[4h]-1,3-dithiin, Methyl-allyltrisulphide, cis-ajoen, 3-vinyl-[4H] -1,2-dithiin, Diallyltrisulphide, dan Adenosin. Kadar alliin sangat tergantung dari penyiapan simplisia (pada cara penyiapan simplisia yang kurang baik, maka ¼ bagian alliin akan mengalami perubahan). Berat jenis minyak atsiri bawang putih berkisar antara 1,046-1,057. Allicin adalah senyawa yang memberikan bau khas bawang putih. Bawang putih juga mengandung saponin, tuberholoside, dan senyawa phosphorous (0,41%). Senyawa lain yang terkandung di dalam bawang putih adalah Allistatin I, Allistatin II, Garlicin, Allyl-2-propene-l-thiosulphinate, dan Alkyl-thiosulphinate (Obtrando, 2011). Gambar 2.2 Struktur kimia Alliin (Obtrando, 2011). Alliin atau S-Allyl-L-cycteine sulfoxide C 6 H 11 NO 2 S selain terkandung dalam bawang putih juga terkandung dalam bawang merah (Allium cepa L.) dan jenis-jenis Allium lainnya. Senyawa ini berupa hemihidrat yang tidak berwarna C 6 H 11 NO 2 S.½H 2 O bentuk jarum tumpul. Jarak leburnya o C (dengan mengeluarkan gas), dan secara praktis larut dalam air. Tetapi tidak dapat larut dalam etanol mutlak, kloroform, aseton, eter, dan benzena. Alliin memiliki dua pusat asimetrik, hingga secara teoritis memiliki empat isomer, dua di antaranya

4 8 diturunkan dari L-Cysteine dan D-Cysteine alami. Keempat isomer tersebut seluruhnya telah dapat disintesis, dan salah satu yang identik dengan alliin alami adalah (-)-S-Allyl-L-cysteine sulphoxide (Obtrando, 2011). Gambar 2.3 Struktur kimia Allicin (Obtrando, 2011). Saat bawang putih dipotong, enzim alliin atau juga disebut alliinase (yaitu enzim yang sangat spesifik terhadap alliin), akan segera memecah alliin menjadi allicin, asam piruvat dan amonia. Sebenarnya allicin bebas inilah yang berdaya sebagai anti bakteri. Allicin (C 6 H 10 OS 2 ) memiliki aktivitas sebagai antibakteri. Allicin ini juga terkandung dalam bawang merah. Allicin berbentuk cairan dengan bau yang khas bawang putih. Bila direbus atau disuling akan mengalami dekomposisi. Allicin mempunyai indeks bias 1,561 (20 o C), bobot jenis 1,113 (20 o C), kelarutan dalam air 2,5% w/w (suhu 10 o C), dan ph sekitar 6,5. Allicin dapat dicampur dengan alkohol, eter, dan benzena. Allicin merupakan senyawa yang tidak stabil, adanya pengaruh panas air, oksigen, udara dan lingkungan basa, akan merubah allicin menjadi senyawa polisulfida, diallyldisulphide (yang menimbulkan bau tidak enak) (Lansida, 2011). Allicin dilaporkan terbukti memiliki potensi sebagai anti bakteri terhadap bakteri gram positif dan gram negatif, Mycobacterium tuberculosis serta terhadap Staphylococcus aureus dan Brucella abortus. Terhadap S. aureus potensinya adalah satu miligram allicin setara dengan 15 Oxford penicillin units. Pertumbuhan bakteri-bakteri lain yang juga terhambat oleh allicin adalah

5 9 Staphylococci, Streptococci, Eberthella typhosa, Bacillus paratyphoid A, Bacterium dysenteriae, Bacterium enteridis, Vibrio cholerae dan beberapa bakteri tahan asam. Allicin dilaporkan memiliki aktivitas menghambat enzim sulfidril (- SH), suatu reaksi yang diketahui berperan dalam penghambatan pertumbuhan selsel ganas (Obtrando, 2011). Selain itu, dari penelitian lain dengan metode penelitian eksperimental dengan post test only control group design menunjukkan hasil untuk uji aktivitas antibakteri untuk Kadar Hambat Minimum (KHM) ekstrak bawang putih terhadap E coli didapatkan perbedaan bermakna mulai dari konsentrasi 50% v/v dengan p=0,008. Dan untuk Kadar Bunuh Minimum (KBM) didapatkan perbedaan bermakna mulai dari konsentrasi 50% v/v dengan p=0,008 (Ramadanti dan Margawati, 2008). Gambar 2.4 Reaksi kimia yang terjadi pada penambahan Alliin-liase pada Alliin (Obtrando, 2011). Perubahan bentuk produk (+)-S-alil-L-sistein sulfoksida, allicin, ajoene, dan Dialil disulfida menunjukkan aktivitas in vitro dalam hal penghambatan secara bermakna terjadinya penggumpalan trombosit (IC50 terhitung = 60 M). Dan dalam berbagai percobaan klinis telah dibuktikan, bahwa serbuk bawang

6 10 putih mampu menurunkan secara bermakna kadar trigliserida, kolesterol dan fosfolipid dalam plasma, serta mampu pula menurunkan secara bermakna terbentuknya penggumpalan trombosit spontan dan juga kekentalan plasma (Lansida, 2011) Allicin dan derivatnya 95% total sulfur dalam bawang putih terkandung pada sistein sulfosida dan y-glutamilsistein. Selanjutnya sebagian Y-glutamil sistein ini akan diubah menjadi sistein sulfosida juga. Sistein sulfosida sebagian besar terdiri dari aliin. Sistein sulfosida oleh enzim alliinase akan diubah menjadi senyawa-senyawa thiosulfonat yang diantaranya adalah allicin, allil metan thiosulfonat. Di dalam air, senyawasenyawa thiosulfonat secara spontan akan bembah menjadi senyawa sulfid diantaranya adalah diallil trisulfid, diallil disulfid, allil metil trisulfid dan allil metil disulfid (Arifin, 2011). Allicin yang terdapat dalam bawang putih adalah salah satu inhibitor kuat dari release dan antiagregrasi trombosit melalui inhibisi sintesis tromboksan A2,hambatan aktivasi fosfolipase membran dan mobilisasi kalsium ke intraseluler. Menurut G. Siegal et al, allicin dapat menyebabkan hiperpolarisasi membran melalui pembukaan kanal ion K+ yang selanjutnya akan menutup kanal Ca 2+ sehingga Ca 2+ intraseluler menurun dan mengakibatkan agregrasi trombosit menurun (Arifin, 2011). Diallil disulfid dan diallil trisulfid secara in vivo mampu menghambat secara aktif pembentukkan trombus pada stenosis arteri koronaria dan diduga polisulfid mampu menghambat sintesis.tromboksan A 2. Hal ini didukung oleh hasil penelitian Belman S et al yang menunjukkan bahwa diallil trisulfida,

7 11 allilmetil trisulfid dan diallil disulfid adalah inhibitor kompetitif dari enzim lipooksigenase dari soybean (Arifin, 2011). Metil allil trisulfid (MATS) yang berasal dari degradasi allicin mampu secara efektif mengurangi kecenderungan penggumpalan trombosit. Hal ini didukung dengan penelitian 3 orang dan Nippon University School of Medicine yang menunjukkan bahwa efek dari diallil disulfid adalah sepersepuluh kali dari efek metil allil trisulfid (Arifin, 2011). Tidak semua orang memiliki toleransi terhadap penggunaan bawang segar dosis besar, karena sifat iritasinya pada mulut, oesophagus dan lambung. Penggunaan bentuk serbuk dengan dosis relatif besar dapat menimbulkan rasa mual, disamping itu keringat dan nafasnya akan berbau tak sedap (bau badan atau bau mulut campur dengan bau bawang, dikarenakan adanya metabolit alliin, dialildisulfida, dialiltrisulfida dan oligosulfida). Bawang putih yang sudah bertunas tidak baik untuk dikonsumsi, karena pada tunasnya tersebut mengandung racun HCN (Lansida, 2011). Senyawa allicin dikenal mempunyai daya antibakterial yang kuat. Efek antibakteri allicin bekerja dengan cara mengikat kelompok sulfhidril, yaitu gugus -SH dan disulfida yang terikat pada protein dan merupakan enzim penting untuk metabolisme sel bakteri serta merupakan gugus yang penting untuk proliferasi bakteri atau sebagai stimulator spesifik untuk multiplikasi sel bakteri (Mursito, 2003; IPB, 2006).

8 Profil Aggregatibacter actinomycetemcomitans Kingdom Filum Kelas Ordo (Bangsa) Famili (Suku) Genus (Marga) Spesies (Jenis) : Bacteria : Proteobacteria : Gammaproteobacteria : Pasteurellales : Pasteurellaceae : Aggregatibacter : Aggregatibacter actinomycetemcomitans Aggregatibacter actinomycetemcomitans (Aa) pertama kali ditemukan pada tahun 1912 dan pertama kali dikelompokkan ke dalam bakteri normal rongga mulut manusia pada tahun Selain pada manusia juga dapat ditemukan pada beberapa hewan primata dan mamalia lainnya. Dalam rongga mulut umumnya ditemukan pada dental plaque gingival crevice (Henderson et al, 2002) dan tidak ditemukan pada individu yang edentulous (Kesíc et al, 2009). Dalam klasifikasinya Aa termasuk dalam bakteri gram negatif fakultatif anaerob, dengan ciri-ciri berbentuk coccobacillus, tidak membentuk spora dan bersifat non-motile (Henderson et al, 2002; Kesíc et al, 2009; Kler & Malik, 2010). Untuk dapat tumbuh dan berkembangbiak dengan baik, Aa membutuhkan lingkungan dengan syarat lingkungan anaerob yang diperkaya dengan CO %. suhu optimal 37ºC, ph optimal 7-8,5 dan dapat distimulasi dengan reagentyang memiliki berat molekul rendah dalam jumlah kecil (termasuk di dalamnya beberapa macam hormon steroid. Aa yang baru diisolasi pada media agar akan membentuk koloni kecil (Ø 1-2 mm) yang tampak berkerut (kasar) dan

9 13 berbentuk seperti bintang (greek aktinos, ray shaped) pada bagian tengahnya (Kesíc et al, 2009). Gambar 2.5 Aggregatibacter actinomycetemcomitans, dilihat menggunakan mikroskop tampak berbentuk seperti bintang (greek aktinos, ray shaped) (Kesíc et al, 2009). Bakteri yang baru diisolasi memiliki kemampuan untuk melekat dengan kuat pada mediumnya seperti kaca, plastik maupun hydroxyapatite (Hogiantoro, 2011). Kemampuan melekat ini disebabkan oleh adanya fiber dalam jumlah besar pada permukaan bakteri tersebut, hal ini juga membuktikan Aa dapat berikatan dengan komponen matriks ekstraseluler seperti kolagen dan fibronektin (Kesíc et al, 2009). Bakteri ini bertanggung jawab atas keradangan gingival dan kerusakan ligament periodontal serta tulang alveolar yang berhubungan dengan gigi dan tulang rahang sehingga seringkali disebut sebagai salah satu faktor penyebab aggressive periodontitis (Hogiantoro, 2011; Kesíc et al, 2009; Kler & Malik, 2010). Secara garis besar faktor virulensi Aa dibagi menjadi tiga yaitu : (a) memodulasi keradangan, (b) merangsang perusakan tulang dan (c) menghambat perbaikan jaringan (Kesíc et al, 2009).

10 Aggressive periodontitis Penelitian terakhir menyatakan bahwa mikroorganisme yang paling dominan pada plak subgingiva penderita periodontitis agresif adalah bakteri Aggregatibacter actinomycetemcomitans (Aa). A. actinomycetemcomitans adalah kuman gram-negatif, non-motile, capnophilic atau membutuhkan CO2 untuk pertumbuhannya, dan berbentuk coccobacillus. Bakteri ini telah disimpulkan sebagai penyebab dari periodontitis agresif karena dapat menembus jaringan ikat gingiva hingga ligamen periodontal serta tulang alveolar serta memproduksi leukotoksin kuat yang akan membunuh neutrofil. Neutrofil berfungsi sebagai pertahanan pertama pada infeksi. Strain yang berbeda dari A. actinomycetemcomitans akan menghasilkan leukotoksin dengan level yang berbeda pula. Pasien dengan periodontitis agresif menghasilkan leukotoksin dengan level kali lebih tinggi dari toksin minimal yang dihasilkan strain pada pasien periodontitis kronis lebih tinggi dari toksin minimal yang dihasilkan strain pada pasien periodontitis kronis atau orang sehat (Fidary dan Robert, 2008). Penyakit periodontal dibedakan menjadi dua, yaitu gingivitis dan periodontitis (Jenkins dan Allan, 2000). Periodontitis adalah suatu keadaan inflamasi pada jaringan penyangga gigi yang disebabkan oleh bakteri spesifik maupun sekelompok bakteri spesifik, menyebabkan destruksi progresif ligament periodontal dan tulang alveolar diikuti dengan pembentukan poket dan atau resesi gingival (Newman et al., 2006). Aggressive periodontitis awalnya dikenal dengan nama early onset periodontitis tetapi kemudian penyakit ini diklasifikasikan ulang menjadi aggressive peiodontitis seperti yang dikenal hingga saat ini (Perry &

11 15 Beemsterboer, 2007). Umumnya aggressive periodontitis ditemukan pada pasien yang berumur di bawah 30 tahun (Rose et al, 2004; Hogiantoro, 2011) tetapi Tabel 2.1 Klasifikasi penyakit periodontal (Newman et al, 2006) *These diseases may occur on a priodontium with no attachment loss or on a periodontium with attachment loss that is stable and not progressing. Chronic periodontitis can be further classified based on extent and severity. As a general guide, extent can be characterized as localized (<30% of sites involved) generalized (>30% of sites involved). Severity can be characterized based on the amount of clinical attachment loss (CAL) as follows: slight = 1 or 2 mm CAL; moderate = 3 or 4 mm CAL; and severe 5 mm CAL. Data from Armitage GC: Ann Periodontol 4:1, para ahli juga menemukan laju destruksi periodonsium dapat terjadi pada usia berapapun, tidak terbatas hanya pada usia di bawah 30 tahun seperti yang disebutkan dalam early onset periodontitis (Vernino et al, 2008). Bakteri Aggregatibacter actinomycetemcomitans (sebelumnya: Actinobacillus actinomycetemcomitans) berperan penting sebagai faktor etiologi

12 16 periodontitis agresif. Diduga terjadi defek PMN pada penderita periodontitis agresif. Perawatan periodontitis agresif. Perawatan periodontitis agresif telah banyak dilakukan dengan berbagai variasi tingkat keberhasilannya. Beberapa ahli melaporkan keberhasilan perawatan periodontitis agresif berupa terapi non bedah, bedah, maupun kombinasi dengan bahan antimikroba (Fidary dan Robert, 2008). Berdasarkan sifat penyebarannya aggressive periodontitis oleh International Workshop for the Classification of the Periodontal Disease tahun 1999 disubklasifikasikan lagi menjadi, localized aggressive periodontitis (LAP) dan generalized aggressive periodontitis (GAP) (Newman et al, 2006). LAP memiliki gejala klinis yang terjadi pada usia pubertas, terlokalisir hanya pada gigi molar pertama dan insisif sentral, interproximal attachment loss pada minimal dua gigi dan salah satunya merupakan gigi molar pertama dan respons yang kuat dari serum terhadap agen iritan (Tornetti dan Mombelli, 2008; Hogiantoro, 2011). GAP biasanya memiliki gejala klinis, tetapi tidak selalu, ditemukan pada usia kurang dari 30 tahun, generalized interproximal attachment loss pada lebih dari tiga gigi permanen (selain molar pertama dan insisif sentral), periode loss of attachment dan bone loss tampak jelas, dan respon yang lemah dari serum terhadap agen iritan (Tonetti dan Mombelli, 2008; Vernino et al, 2008) Terapi Beberapa metode perawatan periodontitis agresif telah banyak dilakukan dengan tingkat keberhasilan yang bervariasi. Prognosis periodontitis agresif tergantung pada keadaan apakah bersifat lokal atau menyeluruh, derajat kerusakan, serta usia pada waktu pertama kali dilakukan pemeriksaan.

13 17 Periosontitis agresif kadang-kadang secara spontan mengalami fase remisi atau berhenti, sehingga penting dilakukan foto rontgen sedini mungkin untuk mengetahui perkembangan penyakit ini. Terapi periodontitis agresif dapat berupa terapi non bedah, bedah, maupun kombinasi keduanya yang disertai pemberian antimikroba. Beberapa ahli melaporkan keberhasilan perawatan periodontitis agresif dengan kombinasi pemakaian antibiotik. Pemakaian antibiotik ini bertujuan untuk menghilangkan kelainan, mengurangi keganasan, mencegah komplikasi dan rekurensi penyakit. Terapi non bedah dengan tindakan scalling dan penghalusan akar tidak dapat mengeliminir bakteri Aa secara menyeluruh dari poket periodontal. Terapi berupa aplikasi topikal chlorhexidine gluconate 2% pada poket dan dikombinasi dengan tetrasiklin secara sistemik. Perlu diingat bahwa pemakaian tetrasiklin dalam jangka waktu lama dapat meningkatkan resistensi bakteri terhadap tetrasiklin dan timbulnya super infeksi (Kesíc et al, 2009). Pemakaian topikal metronidazol dimaksudkan untuk mebdapatkan konsentrasi yang tinggi pada daerah yang mengalami kerusakan dan menghindari efek pemakaian antibiotik secara sistemik. Salah satunya adalah pemakaian topikal metronidazole 25% dalam bentuk gel setelah tindakan scalling subgingival dan penghalusan akar. Aplikasi menggunakan syring khusus pada poket kedalaman 5 mm atau lebih. Hasilnya menunjukkan penurunan jumlah bakteri A. actinomycetemcomitans (Kesíc et al, 2009). Penting dilakukan pemeliharaan kebersihan mulut secara profesional dalam perawatan periodontitis agresif. Pada umumnya penderita akan diberikan

14 18 obat kumur klorheksidin 0,2% 2x/hari selama 2 minggu setelah dilakukan pembedahan (Kesíc et al, 2009).