6 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Etiologi Karies Karies merupakan suatu penyakit pada jaringan keras gigi, yaitu enamel, dentin, dan sementum yang disebabkan aktifitas bakteri flora mulut yang ada dalam suatu karbohidrat yang diragikan. 10,11 Demineralisasi dimulai dari permukaan gigi dan akan berlanjut ke dalam lapisan gigi serta diikuti dengan kerusakan bahan organiknya. 10,12 Hal ini akan menyebabkan terjadinya invasi bakteri dan kerusakan pada jaringan pulpa serta penyebaran infeksi ke jaringan periapikal dan menimbulkan rasa nyeri. 10 Karies terjadi bukan disebabkan karena suatu kejadian saja seperti penyakit menular lainnya tetapi disebabkan serangkaian proses yang terjadi selama beberapa kurun waktu. Pada tahun 1960-an oleh Keyes dan Jordan menyatakan bahwa karies merupakan suatu penyakit multifaktorial yaitu adanya beberapa faktor yang menjadi penyebab terbentuknya karies. 10 Ada tiga faktor utama yang memegang peranan yaitu faktor host atau tuan rumah, agen atau mikroorganisme, substrat atau diet, dan ditambah faktor waktu. 10,11
7 Gambar 1. Skema yang menunjukkan karies sebagai penyakit multifaktorial yang disebabkan faktor host, agen, substrat, dan waktu 13 2.1.1 Host Enamel merupakan jaringan keras gigi dengan susunan kimia kompleks yang mengandung 97% mineral (kalsium, fosfat, karbonat, fluor), air 1% dan bahan organik 2%. Lapisan luar enamel mengalami mineralisasi yang lebih sempurna dan mengandung banyak fluor, fosfat, dan sedikit karbonat dan air. Kepadatan kristal enamel sangat menentukan kelarutan enamel. Semakin banyak enamel mengandung mineral maka kristal enamel padat dan enamel akan semakin resisten. Gigi desidui lebih mudah terserang karies dibandingkan dengan gigi permanen, karena enamel gigi desidui mengandung lebih banyak bahan organik dan air sedangkan jumlah mineralnya lebih sedikit daripada gigi permanen. 10
8 2.1.2 Mikroorganisme Plak memegang peranan penting dalam menyebabkan terjadinya karies. Plak merupakan suatu lapisan lunak yang terdiri atas kumpulan mikroorganisme yang berkembang biak di atas suatu matriks yang terbentuk dan melekat erat pada permukaan gigi yang tidak dibersihkan. 10 Proses terjadinya kerusakan pada jaringan keras gigi melalui suatu reaksi kimiawi oleh bakteri, dimulai dengan proses kerusakan bagian anorganik, kemudian berlanjut pada bagian organik. Bakteri berperan penting pada proses terjadinya karies gigi, karena tanpa adanya bakteri maka karies gigi tidak dapat terjadi. 14 Terdapat berbagai spesies bakteri yang berkoloni di dalam rongga mulut untuk menghasilkan asam sehingga terjadi proses demineralisasi pada jaringan keras gigi. Salah satu spesies bakteri yang dominan di dalam mulut yaitu S.mutans. Telah banyak penelitian yang membuktikan adanya korelasi positif antara jumlah bakteri S. mutans pada plak gigi dengan prevalensi karies gigi. 14 2.1.3 Substrat atau Diet Faktor substrat atau diet dapat mempengaruhi pembentukan plak karena membantu perkembangbiakan dan kolonisasi mikroorganisme yang ada pada permukaan enamel. Hasil penelitian menunjukkan bahwa orang yang banyak mengkonsumsi karbohidrat terutama sukrosa cenderung mengalami kerusakan pada gigi, sebaliknya pada orang dengan diet yang banyak mengandung lemak dan protein hanya sedikit atau sama sekali tidak mempunyai karies gigi. 10
9 2.1.4 Waktu Secara umum, karies dianggap sebagai penyakit kronis pada manusia yang berkembang dalam waktu beberapa bulan atau tahun. Lamanya waktu yang dibutuhkan karies untuk berkembang menjadi suatu kavitas cukup bervariasi, diperkirakan 6-48 bulan. 10 2.2 Streptococcus mutans S. mutans merupakan mikroorganisme endogen rongga mulut yang paling banyak dijumpai pada awal pembentukan plak. Selanjutnya bakteri ini akan melekat ke pelikel yang merupakan suatu campuran kompleks yang terdiri dari glikoprotein, asam prolin kaya protein, musin, debris sel bakteri, exoproducts, dan asam sialic. 4,15,16 S.mutans merupakan bakteri kokus gram positif, bersifat nonmotil, dan mikroorganisme fakultatif anaerob yang dapat memetabolisme karbohidrat. 17 S.mutans pertama kali diisolasi dari plak gigi oleh Clark pada tahun 1924. Clark menyatakan bahwa bakteri S.mutans merupakan bakteri utama penyebab terjadinya karies. 18 S.mutans merupakan salah satu bakteri dari tujuh spesies Streptococcus yang berbeda (S.mutans, S.sobrinus, S.cricetus, S.ferus, S.rattus, S.macacae dan S.downei) dan 8 serotipe (a-h). S.mutans serotipe c, e, f dan S.sobrinus serotipe d, g merupakan spesies yang paling umum ditemukan pada manusia dengan serotipe c menjadi prevalensi tertinggi dibandingkan dengan d dan e. S.mutans serotipe c merupakan spesies yang paling banyak ditemukan pada manusia dan dari berbagai penelitian menunjukkan bahwa S.mutans serotipe c merupakan penyebab karies. 13
10 2.2.1 Morfologi Streptococcus mutans S. mutans merupakan salah satu bakteri yang memiliki peranan penting dalam proses terjadinya karies. S.mutans masuk ke dalam genus mutans streptococci. Streptococcus mutans merupakan bakteri gram positif, bersifat non motil (tidak bergerak) dan tidak membentuk spora. Sel S.mutans bulat atau oval dan tersusun dalam rantai. Bakteri ini merupakan bakteri fakultatif anaerob yang menjadi salah satu bakteri flora normal dalam rongga mulut. S. mutans mampu berkembang biak pada suhu 18-40 0 C. 19 2.2.2 Peran Streptococcus mutans dalam Pembentukan Karies Karies merupakan penyakit infeksi kronis yang paling umum mempengaruhi anak-anak dan dewasa di seluruh dunia. Etiologi dan patogenesis karies pada manusia dikaitkan dengan bakteri yang berkoloni pada permukaan gigi yaitu Streptococcus mutans. Kemampuan bakteri ini untuk mensintesis glukan ekstraseluler dari sukrosa dengan menggunakan enzimnya (glucosyltransferase) merupakan faktor utama dalam virulensi karies. 20 Glucosyltransferase yang disekresi oleh S. mutans sering berikatan dengan pelikel pada permukaan gigi dan pada permukaan mikroorganisme lain. Glukan yang tidak larut disintesis oleh permukaan GtfB dan GtfC yang terabsorpsi menyediakan sisi pengikatan spesifik untuk kolonisasi bakteri pada permukaan gigi dan bakteri satu sama lain, mengatur pembentukan biofilm yang sangat erat. 20 Jika biofilm tetap berada pada permukaan gigi dan dilindungi oleh makanan berkarbohidrat terutama sukrosa, S. mutans sebagai bagian dari komunitas biofilm
11 akan melanjutkan sintesis polisakarida dan memetabolime gula menjadi asam organik. Jumlah yang tinggi dari polisakarida ekstraseluler meningkatkan stabilitas biofilm dan integritas struktural dan melindungi bakteri terhadap pengaruh buruk dari antimikroba dan pengaruh lingkungan. Kemampuan S. mutans untuk memanfaatkan beberapa ekstra dan intraseluler sebagai senyawa penyimpanan jangka pendek menawarkan keuntungan ekologis tambahan, bersamaan dengan peningkatan jumlah produksi asam dan tingkat keasaman. Ketahanan lingkungan asam ini menyebabkan flora toleran terhadap asam yang tinggi, lingkungan dengan ph yang rendah dalam matriks plak hasil demineralisasi pada enamel, demikian permulaan proses karies gigi. Oleh karena itu, polisakarida ekstraseluler dan pengasaman dari biofilm sangat penting untuk pembentukan plak gigi kariogenik. 20 2.3 Sirih Saat ini telah banyak dilakukan penelitian mengenai bahan alam yang dimanfaatkan dalam mencegah dan mengatasi penyakit karies gigi. Tanaman sirih merupakan salah satu tanaman herbal yang berhubungan erat dengan pengendalian karies, penyakit periodontal dan mengontrol halitosis. 6,7,14 2.3.1 Morfologi Sirih Sirih merupakan tanaman herbal memanjat dengan tinggi tanaman dapat mencapai 2-4 m. Batang tanaman berbentuk bulat dan lunak, beruas-ruas, beralur-alur dan berwarna hijau abu-abu. Sirih memiliki daun yang tunggal dan letaknya berseling dengan bentuk bervariasi mulai dari bundar sampai oval, ujung daun runcing, pangkal
12 daun berbentuk jantung atau agak bundar asimetris. Daun sirih memiliki warna yang bervariasi yaitu kuning, hijau sampai hijau tua dan berbau aromatis. 23 Taksonomi Sirih: 24 Kingdom : Plantae Divisi Klas Ordo Famili Genus Spesies : Magnoliophyta : Magnoliopsida : Piperales : Piperaceae : Piper : Piper betle Linn Gambar 2. Daun sirih hijau di Desa Purwojoyo Kabupaten Deliserdang
13 2.3.2 Jenis Sirih Tanaman sirih dibedakan menjadi beberapa jenis berdasarkan daun, aroma, dan rasa. Jenis-jenis sirih tersebut diantaranya sirih jawa yang berdaun hijau tua dan rasanya kurang tajam; sirih badan yang berdaun besar, berwarna hijau tua dengan warna kuning di beberapa bagian, dan rasa serta bau lebih tajam; sirih cengkeh (daun kecil, lebih kuning dan rasanya seperti cengkeh); sirih hitam yang rasanya sangat tajam dan digunakan sebagai campuran berbagai obat; serta sirih kuning. Jenis sirih yang dikunyah dengan pinang biasanya yang berwarna hijau muda dan rasanya kurang pedas. 23 2.3.3 Kandungan Sirih Daun sirih mempunyai aroma yang khas karena mengandung minyak atsiri 1-4,2%, air protein, lemak, karbohidrat, kalsium, fosfor, vitamin A, B, C yodium, gula dan pati. Dari berbagai kandungan tersebut, dalam minyak atsiri terdapat fenol alam yang mempunyai daya antiseptik 5 kali lebih kuat dibandingkan fenol biasa (bakterisid dan fungisid) tetapi tidak sporosid. 26 Minyak atsiri merupakan minyak yang mudah menguap dan mengandung aroma atau wangi yang khas. Minyak atsiri dari daun sirih mengandung 30% fenol dan beberapa derivatnya. 27 Minyak atsiri terdiri dari hidroksi kavikol, kavibetol, estragol, eugenol, metileugenol, karbakrol, terpen, seskuiterpen, fenilpropan, dan tanin. 3,8,28 Kavikol merupakan komponen paling banyak dalam minyak atsiri yang memberi bau khas pada sirih. Kavikol bersifat mudah teroksidasi dan dapat menyebabkan perubahan warna. 29,27
14 Mekanisme fenol sebagai agen anti bakteri berperan sebagai toksin dalam protoplasma, merusak dan menembus dinding serta mengendapkan protein sel bakteri. Senyawa fenolik bermolekul besar mampu menginaktifkan enzim essensial di dalam sel bakteri meskipun dalam konsentrasi yang sangat rendah. Fenol dapat menyebabkan kerusakan pada sel bakteri, denaturasi protein, menginaktifkan enzim dan menyebabkan kebocoran sel. 29 2.3.4 Kegunaan Sirih Tanaman sirih sudah lama dikenal sebagai tanaman obat dan banyak tumbuh di Indonesia. Bagian dari tanaman sirih yang dimanfaatkan sebagai obat adalah daunnya. Secara tradisional, sirih dipakai sebagai obat sariawan, sakit tenggorokan, obat batuk, obat cuci mata, obat keputihan, pendarahan pada hidung/mimisan, mempercepat penyembuhan luka, menghilangkan bau mulut dan mengobati sakit gigi. 29,26,27
15 2.4 Kerangka Teori Pelikel Streptococcus mutans Host Glucosyltransferase Bahan organik dan Anorganik Plak Waktu Substrat Karies Pencegahan Efek antibakteri Ekstrak daun sirih hijau Zat Aktif : Minyak Atsiri Fenol
16 2.5 Kerangka Konsep Ekstrak daun sirih hijau Streptococcus mutans Minyak Atsiri Glucosyltransferase Fenol Kerusakan pada sel bakteri, denaturasi protein, inaktif enzim, kebocoran sel KONSENTRASI? Terjadi hambatan pertumbuhan S.mutans 2.6 Hipotesis Penelitian Hipotesa penelitian ini adalah: 1. Adanya kemampuan ekstrak daun sirih hijau dalam menghambat pertumbuhan S. mutans. 2. Adanya perbedaan efektifitas antara 20 konsentrasi ekstrak daun sirih hijau yaitu 20%, 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,9%, 0,8%, 0,7%, 0,6%, 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2%, 0,1% terhadap pertumbuhan S. mutans.
17 3. Adanya kadar hambat minimum ekstrak daun sirih hijau yang dapat menghambat pertumbuhan S. mutans. 4. Adanya konsentrasi efektif ekstrak daun sirih hijau terhadap pertumbuhan S. mutans.