BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 5 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Jintan Hitam Jintan hitam merupakan tanaman herbal yang memiliki nama ilmiah Nigella sativa, dan terkenal memiliki efek jika digunakan untuk keperluan medis, dan sudah terbiasa digunakan sebagai bumbu makanan. 1,2 Tanaman jintan hitam adalah tanaman yang berasal dari daerah Eropa Selatan, Afrika Utara, dan daerah barat daya dari benua Asia. Jintan hitam telah dibudidaya di berbagai wilayah, diantaranya daerah Mediteranian, Eropa Utara, India, Pakistan, Syria, Turki, dan Arab Saudi. 3 Tanaman yang memiliki nama Latin Nigella sativa ini juga dikenal dengan nama Kalonji di daerah Asia tenggara, Habbah-Al-Sauda di Arab Saudi, dan Black Cumin di Inggris. 7,21 Jintan hitam banyak digunakan secara tradisional untuk mengobati berbagai penyakit. 1,3,5-9 Beberapa penelitian telah dilaporkan mengenai aktivitas biologis dari jintan hitam, antara lain sebagai diuretik, antihipertensi, imunomodulator, 3,5-7 antidiabetes, spasmolitik, bronkodilator, hepatoprotektif, analgetik, dan antiulser. 3,5-8 Selain itu, ada juga penelitian yang mengemukakan bahwa jintan hitam mempunyai efek antihiperlipidemia, 8 antiparasit, 7-10 antioksidan, antiinflamasi, antikanker, antimikroba, dan antifungal. 2,3, Klasifikasi Tanaman Jintan Hitam Berdasarkan ilmu taksonomi tumbuhan, tanaman jintan hitam (Nigella sativa) dapat diklasifikasikan menjadi: 21 Kingdom : Plantae Divisi : Magnoliophyta Kelas : Magnoliopsida Ordo : Ranunculales

2 6 Family Genus Species : Ranunculalceae : Nigella : Nigella sativa Gambar 1. Tanaman Jintan Hitam Morfologi Tanaman Jintan Hitam Jintan hitam merupakan tanaman herbal yang berbunga secara tahunan. Tanaman ini tumbuh dengan tinggi cm dan daunnya terbagi dua secara halus dengan segmen daun yang linear. 3,9 Panjang daun tanaman ini sekitar 2,5-5,0 cm. 5 Jintan hitam memiliki bunga yang halus dan biasanya berwarna berwarna putih, kuning, merah muda, biru muda ataupun ungu muda. 3,9 Bunga jintan hitam memiliki panjang 2,0-2,5 cm dengan 5-10 kelopak. 3,5,9 Buah jintan hitam merupakan suatu kapsul besar yang terdiri dari 3-7 folikel yang bersatu dan masing-masing kapsul berisi banyak biji. 3,9 Biji jintan hitam berukuran kecil, berbentuk lonjong dan bersudut dengan panjang 2-3,5 mm dan lebar 1-2 mm. Biji jintan hitam berwarna hitam bila dilihat dari luar dan berwarna putih pada bagian dalamnya. Permukaan bijinya rata dengan bau yang sedikit aromatik dan rasa yang pahit. 3,5,21 Di India, jintan hitam ditanam pada tanah yang kering. Tanaman ini ditanam

3 7 pada tanah yang kering dari bulan November sampai dengan bulan April dan biji jintan hitam memerlukan waktu hari untuk berkecambah. Jintan hitam berbunga dan berbuah dari bulan Januari sampai dengan bulan April. 5,21 Jintan hitam dapat tumbuh dengan baik pada daerah beriklim dingin dan kering sampai daerah yang panas dan lembab. Adapun ph tanah yang sesuai untuk menumbuhkan jintan hitam adalah sekitar 7,0-7,5. 1 Gambar 2. Biji Jintan Hitam Kandungan Kimia Jintan Hitam Komposisi kimia dari biji jintan hitam ditemukan terdiri dari 30% minyak statis dan minyak atsiri dengan rata-rata 0,5% dan maksimalnya 1,5%. 7,9 Minyak statis mengandung linoleic acid 55,6%, oleic acid 23,4%, palmitic acid 12,5%. 5 Minyak atsiri terdiri dari senyawa aktif seperti timokuinon, timohidrokuinon, ditimokuinon, timol, karvakrol, 1-3,5-7,9,10 p-cymene, 1,3,5-7,10 alpha-pinen, 1,3,7,9,10 4- terpineol, t-anethol, longifolene, dll. 3,6 Selain zat aktif, biji jintan hitam juga mengandung alkaloid isokuinolin seperti nigellicimine 1,3,6,7 dan nigellimine-n-oxide serta alkaloid pirazol yaitu nigellidine dan nigellicine. 1-3,5-7,9 Dari senyawa-senyawa tersebut, timokuinon merupakan senyawa terbanyak yaitu sebesar 54%. Biji jintan hitam juga kaya akan kandungan flavonoid, tanin, asam lemak essensial, asam amino essensial, asam askorbik, zat besi, kalsium, natrium, dan kalium. 9 Biji jintan hitam mengandung 37% minyak dan 4,1% garam kalsium, protein (16-19,9%), karbohidrat

4 8 (33-34%), serat (4,5-6,5%), saponin (0,013%), moisture (5-7%). 10 Gambar 3. Struktur kimia senyawa aktif biji jintan hitam (A) timokuinon,(b) timol, dan (C) karvakrol 5, Aktivitas Antifungal Jintan Hitam Dari senyawa aktif yang telah diuraikan, senyawa yang mempunyai efek antifungal yaitu timokuinon, 3,10,11 timol, 11,12 dan karvakrol. 12 Hampir seluruh aktivitas biologi dari jintan hitam ditunjukkan oleh senyawa timokuinon. 3,9 Timokuinon adalah senyawa yang melimpah dalam minyak atsiri jintan hitam dan dikenal sebagai senyawa yang berperan aktif sebagai antioksidan, antiinflamasi, dan juga antikanker. Selain itu, timokuinon juga menunjukkan aktivitas antibakteri dan antifungal. 3,10,22 Mekanisme timokuinon sebagai antifungal adalah dengan menghambat germinasi spora. Timokuinon juga dapat mencegah terbentuknya biofilm jamur. 22 Selain timokuinon, senyawa lain yang mempunyai efek antifungal adalah timol dan karvakrol. Mekanisme timol dan karvakrol sebagai antifungal adalah dengan menghambat sintesis ergosterol. Ergosterol adalah komponen sterol utama dari membran sel jamur yang berfungsi untuk mempertahankan integritas dan fungsi sel jamur. Dengan terhambatnya sintesis ergosterol, maka akan menyebabkan kematian sel jamur. 12 Selain dengan menghambat sintesis ergosterol, timol yang merupakan senyawa fenol, mempunyai kemampuan untuk meracuni protoplasma, merusak, dan menembus dinding sel, serta mengendapkan protein sel mikroba. Komponen fenol

5 9 juga dapat mendenaturasi enzim yang bertanggung jawab terhadap germinasi spora atau berpengaruh terhadap asam amino yang terlibat dalam proses germinasi. 11 Selain itu, senyawa fenol juga dapat mendenaturasi ikatan protein pada membran sel, sehingga membran sel menjadi lisis dan memungkinkan fenol untuk menembus ke dalam inti sel. Masuknya fenol ke dalam inti sel akan menyebabkan jamur tidak berkembang Denture Stomatitis Oral candidiasis adalah penyakit infeksi oportunistik rongga mulut yang disebabkan infeksi jamur Candida. 13,14 Oral candidiasis diklasifikasikan menjadi acute candidiasis, chronic candidiasis, dan angular cheilitis. Acute candidiasis terbagi dua yaitu acute pseudomembranous candidiasis dan acute atrophic candidiasis, sedangkan chronic candidiasis terbagi menjadi chronic hyperplastic candidiasis, chronic atrophic candidiasis, dan median rhomboid glossitis. 13,17 Oral candidiasis yang berhubungan dengan pemakaian gigi tiruan adalah chronic atrophic candidiasis atau yang dikenal dengan denture stomatitis. 13,16,18,19 Denture stomatitis ditandai dengan adanya eritema lokal yang kronis pada jaringan yang tertutup gigi tiruan. 13,16,24 Penyakit ini biasanya terjadi pada bagian palatal ataupun jaringan rahang atas, namun bisa juga terjadi pada jaringan di rahang bawah. 13,21,25 Denture stomatitis disebabkan oleh pertumbuhan jamur Candida yang berlebihan ,17 Spesies jamur Candida yang paling berperan dalam menyebabkan terjadinya penyakit ini adalah Candida albicans. 13,14,16 Insidensi terjadinya denture stomatitis ditemukan 65-70% dari pemakai gigi tiruan. 13,18 Pemakaian gigi tiruan yang tidak dilepas dan dibersihkan akan membentuk kondisi ideal bagi pertumbuhan jamur. Jamur akan melekatkan diri pada basis gigi tiruan dan aliran saliva yang sedikit pada daerah itu menyebabkan pembersihan pada daerah tersebut berkurang. 13,15,18 Aliran saliva yang berkurang akan menyebabkan gangguan pada flora normal rongga mulut. Selain itu, rendahnya derajat keasaman (ph) mulut dan tingginya kadar oksigen menyebabkan peningkatan jumlah spesies

6 10 Candida, serta mempermudah perlekatan Candida. 15 Jika gigi tiruan tersebut longgar, maka akan menyebabkan iritasi friksi yang dapat melukai mukosa sehingga jamur mempunyai kesempatan untuk menginfiltrasi jaringan dan menyebabkan infeksi. 18,19 Berdasarkan berat inflamasi yang terjadi, lesi denture stomatitis dapat dibagi menjadi tiga tipe, yaitu: 24,25 1. Eritema pin poin pada mukosa yang ditutupi gigi tiruan (Newton s type I), Gambar 4. Newton s type I Eritema difus dan odem pada sebagian besar atau seluruh permukaan mukosa yang ditutupi gigi tiruan (Newton s type II), Gambar 5. Newton s type II 24

7 11 3. Hiperplasia papila dan inflamasi, umumnya terjadi pada bagian sentral dari palatum keras dan pada linggir alveolar (Newton s type III). Gambar 6. Newton s type III Candida albicans Candida merupakan flora normal yang terdapat pada bagian tubuh manusia seperti kulit, rongga mulut, saluran pencernaan, vagina, dan usus Terdapat sekitar 154 spesies jamur Candida, namun tidak semuanya menimbulkan infeksi rongga mulut. 27 Beberapa jamur Candida yang ditemukan dalam infeksi rongga mulut diantaranya yaitu Candida albicans, Candida tropicalis, Candida glabrata, Candida pseudotropicalis, Candida guillierimondii, Candida krusei, Candida lusitaniae, Candida parapsilosis, dan Candida stellatoidea. 17 Dari beberapa spesies jamur tersebut, Candida albicans merupakan spesies yang paling banyak ditemukan pada rongga mulut Adapun insidensi ditemukannya Candida albicans dari rongga mulut yaitu 45% pada neonatal, 45-65% pada anak-anak yang sehat, 30-45% pada orang dewasa yang sehat, 50-65% pada pemakai gigi tiruan lepasan, 90% pada pasien leukemia akut yang sedang menjalani kemoterapi, dan 95% pada pasien HIV. 13 Selain ditemukan di rongga mulut, Candida albicans juga diproduksi oleh American Type Culture Collection (ATCC), dan salah satu diantaranya yaitu Candida

8 12 albicans (ATCC ). Candida albicans (ATCC ) jenis ini hanya ditujukan untuk penelitian, dan bukan untuk tujuan diagnostik ataupun terapeutik, baik pada manusia ataupun pada hewan Klasifikasi Candida albicans Berdasarkan ilmu taksonomi, Candida albicans diklasifikasikan menjadi: 27 Kingdom : Fungi Filum : Ascomycota Subfilum : Ascomycotina Kelas : Ascomycetes Ordo : Saccharomycetales Famili : Saccharomycetaceae Genus : Candida Spesies : Candida albicans Gambar 7. Candida albicans (A) yang ditanam dalam Sabouraud Dextrose Agar (SDA) 30 (B) dilihat secara mikroskopis (ditanam dalam Corn Meal Agar) 31

9 Morfologi Candida albicans Candida albicans ditemukan memiliki tiga bentuk, yaitu sebagai ragi, hifa, atau pseudohifa sebagai bentuk intermediat. 26,27 Beberapa ahli mengelompokkan hifa dan pseudohifa sebagai satu kelompok, sehingga Candida albicans sering disebut sebagai jamur dimorfik. 14,25-28 Sel jamur Candida albicans adalah uniseluler dengan bentuk bulat atau lonjong, dan biasanya membentuk koloni berwarna putih dengan permukaan yang halus. 27 Reproduksi sel jamur dilakukan dengan cara membelah diri secara mitosis atau budding, dimana dari satu sel induk membelah diri menjadi dua sel anak. Selain itu, Candida albicans juga memiliki kemampuan untuk membentuk spora seperti blastospora dan klamidospora. 27,28 Sel ragi atau blastospora berbentuk bulat, lonjong, atau bulat lonjong dengan ukuran 2-5 µ x 3-6 µ hingga 2-5,5 µ x 5-28 µ, sedangkan sel klamidospora berdinding tebal dan bergaris tengah sekitar 8-12 µ. 28 Gambar 8. Ilustrasi bentuk morfologi dari Candida albicans (A) bentuk ragi, (B) pseudohifa, dan (C) hifa 27 Pada medium padat seperti Sabouraud Dextrose Agar (SDA), koloni Candida albicans umumnya berbentuk bulat dengan permukaan sedikit cembung, halus, licin, dan kadang sedikit berlipat terutama pada koloni yang berusia tua. Koloni Candida albicans berwarna putih kekuningan dan berbau asam seperti aroma tape. 25,28 Pada media Corn Meal Agar (CMA), terbentuk klamidospora dalam waktu jam. 28,31 Candida albicans tumbuh pada suhu 37 o C dalam kondisi aerob maupun anaerob. Pada kondisi aerob, Candida albicans mempunyai waktu generasi yang lebih panjang yaitu 248 menit, sedangkan pada kondisi anaerob hanya 98 menit. Meskipun Candida albicans tumbuh baik pada media padat, tetapi dengan digoyang pada media cair,

10 14 kecepatan pertumbuhannya menjadi lebih tinggi. Pertumbuhan juga lebih cepat pada kondisi asam dibandingkan dengan ph normal atau alkali. 32,33 Untuk Candida albicans (ATCC ), koloni yang tumbuh pada media Yeast Extract Peptone Dextrose (YEPD) ini berwarna krem, berkilau, dan halus. Pada koloni yang berusia tua, ditemukan adanya struktur seperti filamen pada pinggir koloni. Sel Candida albicans (ATCC ) ini berbentuk ovoid dengan ukuran 3-6 x 4-8 µm, dan biasanya selalu sendiri dan jarang berkelompok pada sel yang muda. Sel ini kemudian akan mengalami elongasi dan membentuk pseufohifa yang bercabang pada kultur yang tua. 29 Dinding sel Candida albicans berfungsi sebagai pelindung jamur dan sebagai target dari beberapa obat antifungal. Selain itu, dinding sel juga berperan dalam proses penempelan dan kolonisasi serta bersifat antigenik. Fungsi utama dari dinding sel adalah memberi bentuk pada sel dan melindungi sel dari lingkungannya. Candida albicans mempunyai struktur dinding sel yang kompleks dengan tebal µm. Komposisi primer terdiri dari glukan, manan, dan khitin. Manan dan protein berjumlah sekitar 15,2-30% dari berat kering dinding sel, β-1,3-d-glukan dan β-1,6- D-glukan sekitar 47-60%, khitin sekitar 0,6-9%, protein 6-25% dan lipid 1-7%. Segal dan Bavin (1994) memperlihatkan dinding sel Candida albicans terdiri dari lima lapisan yang berbeda (Gambar 6). 28 Gambar 9. Dinding sel Candida albicans 28

11 15 Membran sel Candida albicans terdiri dari lapisan fosfolipid ganda. Membran protein ini memiliki aktivitas enzim sperti manan sintase, khitin sintase, glukan sintase, Adenosine Triphosphatase (ATPase), dan protein yang mentransport fosfat. 28 Selain itu, terdapat membran sterol pada dinding sel yang berfungsi menghasilkan ergosterol, yang berperan sebagai target beberapa obat antifungal. 13,28 Mitokondria merupakan pembangkit daya sel. Dengan menggunakan energi dari penggabungan oksigen dengan makanan, organel memproduksi Adenosine Triphosphatase (ATP). 28 Nukleus Candida albicans merupakan organel paling menonjol dalam sel dan dipisahkan dari sitoplasma oleh dua lapisan membran. Deoxyribonucleic Acid (DNA) kromosom disimpan dalam nukleus, terkemas dalam serat-serat kromatin. Isi nukleus berhubungan dengan sitosol melalui pori-pori nukleus. Vakuola berperan dalam sistem pencernaan sel, sebagai tempat penyimpanan lipid dan granula polifosfat. Mikrotubul dan mikrofilamen berada dalam sitoplasma. Pada Candida albicans, mikrofilamen berperan penting dalam terbentuknya perpanjangan hifa Patogenesis Candida albicans Tahap pertama dalam proses infeksi Candida albicans ke tubuh hewan atau manusia adalah tahap adhesi atau perlekatan. 28,33 Kemampuan Candida albicans melekat pada sel pejamu merupakan tahap penting dalam pembentukan koloni dan penyerangan atau invasi ke sel pejamu. Dinding sel merupakan bagian sel dari Candida albicans yang pertama berinteraksi dengan sel pejamu. 33 Interaksi antara mikroorganisme dan sel pejamu diperantarai oleh komponen spesifik dari dinding sel mikroorganisme, adhesin dan reseptor. Manan dan manoprotein merupakan molekulmolekul Candida albicans yang mempunyai aktifitas adhesif. Kitin, komponen kecil yang terdapat dalam dinding sel juga berperan dalam aktifitas adhesif. 28 Setelah tahap perlekatan, Candida albicans berpenetrasi ke dalam sel epitel mukosa. Dalam hal ini, enzim yang berperan adalah aminopeptidase dan asam fosfatase. Proses selanjutnya setelah tahap penetrasi tergantung pada ketahanan tubuh sel pejamu. Jika ketahanan tubuh pejamu tidak baik ataupun terdapat faktor

12 16 predisposisi, maka keadaan tersebut akan memudahkan invasi Candida albicans ke dalam jaringan tubuh pejamu. 28 Pada tahap invasi, blastospora akan berkembang menjadi pseudohifa dan tekanan dari pseudohifa akan merusak jaringan sehingga invasi ke dalam jaringan dapat terjadi. 28,33 Virulensi ditentukan oleh kemampuan jamur tersebut merusak dan ivasi ke dalam jaringan. Adapun enzim-enzim yang berperan sebagai faktor virulensi yaitu proteinase, lipase, dan fosfolipase Landasan Teori Jintan hitam adalah tanaman herbal yang digunakan sebagai bumbu makanan dan memiliki berbagai efek untuk keperluan medis. Beberapa penelitian telah dilaporkan mengenai aktivitas biologis dari jintan hitam, salah satunya adalah antifungal. Komposisi minyak atsiri jintan hitam terdiri dari timokuinon (54%), timohidrokuinon, ditimokuinon, timol, karvakrol, p-cymene, alpha-pinen, 4-terpineol, t-anethol, longifolene, dll. Dari senyawa aktif tersebut, senyawa yang mempunyai efek antifungal yaitu timokuinon, timol, dan karvakrol. Timokuinon adalah senyawa yang berperan aktif sebagai antibakteri dan antifungal. Mekanisme timokuinon sebagai antifungal adalah dengan menghambat germinasi spora dan mencegah terbentuknya biofilm jamur. Timol dan karvakrol berperan sebagai antifungal dengan menghambat sintesis ergosterol, menyebabkan kematian sel jamur. Timol (senyawa fenol) mempunyai kemampuan untuk meracuni protoplasma, merusak, dan menembus dinding sel, serta mengendapkan protein sel mikroba. Selain itu, timol juga dapat mendenaturasi enzim yang berpengaruh terhadap germinasi spora, mendenaturasi ikatan protein pada membran sel, sehingga membran sel lisis dan memungkinkan fenol untuk menembus ke dalam inti sel. Masuknya fenol ke dalam inti sel akan menyebabkan jamur tidak berkembang. Oral candidiasis adalah penyakit infeksi oportunistik pada rongga mulut yang disebabkan oleh infeksi jamur Candida. Oral candidiasis yang berhubungan dengan pemakaian gigi tiruan dikenal dengan denture stomatitis. Denture stomatitis ditandai dengan eritema lokal dan kronis pada jaringan tertutup gigi tiruan, dan biasanya

13 17 terjadi pada jaringan rahang atas. Insidensi terjadinya denture stomatitis ditemukan 65-70% dari pemakai gigi tiruan. Berdasarkan beratnya inflamasi, denture stomatitis dibagi menjadi tiga tipe, yaitu eritema pin poin, eritema difus dan odem, serta hiperplasia papila dan inflamasi. Candida albicans merupakan spesies jamur yang paling banyak ditemukan pada rongga mulut dengan insidensi 50-65% pada pemakai gigi tiruan lepasan. Candida albicans merupakan jamur dimorfik, uniseluler dengan bentuk bulat atau lonjong, biasanya membentuk koloni berwarna putih dengan permukaan halus. Pada media SDA, koloni berbentuk bulat dengan permukaan sedikit cembung, halus, licin, berwarna putih kekuningan, dan berbau asam seperti aroma tape. Pada media CMA, akan terbentuk klamidospora dalam waktu jam. Dinding sel Candida albicans berfungsi sebagai pelindung, target beberapa obat antifungal, serta berperan dalam proses penempelan dan kolonisasi. Selain itu, terdapat membran sterol yang menghasilkan ergosterol yang berperan sebagai tempat kerja beberapa obat antifungal. Adapun tahap pertama dalam proses infeksi Candida albicans adalah tahap adhesi dimana dinding sel berinteraksi dengan sel pejamu. Setelah tahap adhesi, Candida albicans berpenetrasi ke dalam sel epitel mukosa. Proses setelah tahap penetrasi tergantung pada ketahanan tubuh sel pejamu. Jika ketahanan tubuh tidak baik, maka memudahkan invasi Candida ke dalam jaringan. Pada tahap invasi, blastospora berkembang menjadi pseudohifa dan tekanan pseudohifa akan merusak jaringan dan terjadi invasi ke dalam jaringan.

14 Kerangka Teori Jintan Hitam - Antioksidan - Antiparasit - Antiinflamasi - Antikanker - Antimikroba - Antifungal Denture Stomatitis Pemakaian GT tidak dilepas & dibersihkan Timokuinon Timol Karvakrol Candida albicans spesies Candida - Candida melekat di basis GT - Aliran saliva - ph mulut - kadar oksigen - Spora - Enzim pembentuk spora rusak - Ikatan protein rusak - Cegah biofilm - Ergosterol - Dinding sel rusak - Candida albicans (48%) - Candida tropicalis (33%) - Candida glabrata (18%) Fungistatis Fungisidal Kadar Hambat Minimum (KHM) Kadar Bunuh Minimum (KBM) 18

15 Kerangka Konsep Jintan Hitam Ekstrak Jintan Hitam konsentrasi100% Diencerkan dengan 1 ml Mueller Hinton Broth ekstrak konsentrasi : - 50% - 1,562% - 25% - 0,781% - 12,5% - 0,390% - 6,25% - 0,195% - 3,125% Teteskan 1 ml Candida albicans vortex hingga homogen Subkultur pada Sabouraud Dextrose Agar (SDA) Inkubasi 24 jam 37 o C Pengamatan media Inkubasi 24 jam 37 o C Pengamatan tabung reaksi Terbentuk koloni Tidak terbentuk koloni Terbentuk endapan Tidak terbentuk endapan Candida tumbuh Candida tidak tumbuh Candida tumbuh Candida tidak tumbuh Konsentrasi terendah Candida tidak tumbuh Kadar Hambat Minimum (KHM) Konsentrasi terendah Candida tidak tumbuh Kadar Bunuh Minimum (KBM)