BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA Mikroorganisme dan produknya erat hubungannya dengan penyebab penyakit pulpa dan lesi periapikal. Mereka dapat menyebabkan nekrosis pulpa oleh karena persistensinya di dalam saluran akar setelah perawatan endodonti dan dapat menginduksi reaksi inflamasi periapikal. Mikroorganisme seperti jamur dapat ditemukan di dalam saluran akar dengan pulpa nekrosis. Jamur terdapat di dalam saluran akar terinfeksi yang tidak merespon baik terhadap perawatan konservatif saluran akar. 13 Penelitian menunjukkan bahwa jamur memiliki peranan dalam menyebabkan kegagalan perawatatan endodonti dan Candida albicans memiliki peranan yang besar dalam menyebabkan kegagalan dibanding jamur lainnya. 3 2.1 Candida albicans Sebagai Penyebab Kegagalan Perawatan Endodonti Candida albicans berdasarkan taksonominya diklasifikasikan ke dalam Kingdom Fungi, Divisi Ascomycota, Filum Saccharomycotina, Klas Endomycetes, dan digolongkan ke dalam Famili Saccharomycetaceae, serta Genus Candida. 5 Prevalensi Candida pada saluran akar dilaporkan sebanyak 7% pada kasus yang mendapat perawatan. Sedangkan prevalensi Candida pada kasus gigi yang tidak mendapat perawatan endodonti sebanyak 55%. Sebagian besar prevalensi dari Candida adalah Candida albicans yang memiliki jumlah paling banyak. Pernyataan ini sesuai dengan laporan yang menyatakan bahwa Candida albicans terdapat di dalam saluran akar yang terinfeksi sebanyak 21%. Fakta ini menunjukkan bahwa Candida albicans lebih sering diisolasi daripada jamur lainnya pada saluran akar yang terinfeksi. 14
Candida merupakan salah satu mikroorganisme yang dapat bertahan pada prosedur kemomekanikal dan medikamen. Telah dilaporkan bahwa Candida spp resisten terhadap beberapa medikamen termasuk perawatan endodonti. 15 Fakta ini menunjukkan Candida albicans juga resisten terhadap medikamen dengan standar penggunaan endodonti, termasuk kalsium hidroksida, 1-2,5,16 sehingga harus diperhitungkan ketika menggunakan irigasi saluran akar dan medikamen saluran akar. Selain itu Candida albicans dapat bertahan pada lingkungan yang keras di dalam saluran akar dan ph yang tinggi. 5 Oleh karena sifatnya yang resisten pada beberapa medikamen setelah kontak langsung dan kemampuannya untuk tumbuh dan bertahan pada lingkungan dengan persediaan nutrisi yang terbatas menjelaskan mengapa jamur ini berhubungan dengan persistensi infeksi saluran akar. 2 Perubahan Candida albicans dari mikroorganisme komensal menjadi patogen tergantung pada perubahan faktor predisposisi yang menyebabkan timbulnya faktor virulensi. Faktor virulensi ini meliputi perlekatan, pembentukan hifa, thigmotropisme, sekresi protease, perubahan fenotip. 5 Semua faktor ini berhubungan dengan keberadaan Candida albicans di dalam saluran akar pada kasus periodontitis apikalis (tabel 1)
Tabel 1. FAKTOR VIRULENSI DARI C. albicans DAN PERANANNYA PADA PERIODONTITIS APIKALIS. 5 Faktor virulensi Perlekatan Pembentukan hifa Tigmotropism Sekresi protease Perubahan Fenotip Peranannya pada periodontitis apikalis Kolonisasi pada jaringan keras gigi Penetrasi ke dalam tubulus dentin Penetrasi ke dalam tubulus Kemampuan bertahan hidup pada lingkungan dengan nutrisi yang terbatas. Adaptasi terhadap kondisi ekologi yang keras Perlekatan Candida albicans ke permukaan sel sangat kompleks, melibatkan beberapa tipe jenis perlekatan yang berperan pada proses kolonisasi dan infeksi inang. Molekul adhesin utama Candida albicans yang bertanggung jawab terhadap perlekatannya ke permukaan sel adalah mannoprotein dinding sel (Sweet,1997 cit Waltimo,2003). Namun beberapa faktor lain juga berkontribusi pada perlekatan yaitu sifat hidropobik dari permukaan sel, ph lingkungan, konsentrasi besi, kalsium, seng, dan karbondioksida. 5 Candida albicans termasuk ke dalam mikroorganisme polimirfik karena sering dilaporkan pertumbuhan bentuk morfologi seperti blastopora, hifa, batang, pseudohifa, dan klamidospora. Meskipun hifa tidak menjadi prasyarat bagi Candida albicans menjadi patogen, tetapi biopsi infeksi Candida memperlihatkan perlekatan dan penetrasi hifa ke jaringan epitel, dan hal ini menunjukkan patogenesitas dibandingkan dengan bentuk ragi yang ovod. Hifa Candida albicans mempunyai kepekaan untuk menyentuh sehingga akan tumbuh sepanjang lekukan atau lubang yang ada di sekitarnya (sifat thigmotropisme). Sifat ini yang mungkin membantu dalam proses
infiltrasi pada permukaan epitel selama invasi jaringan. 5 Candida albicans melekat di saluran akar dan penetrasi hifa ke dalam tubulus dentin (gambar 1) Gambar 1. Scanning electron dari blastospora C. albicans (A) dan (B) penetrasi hifa ke dalam tubulus dentin pada saluran akar in vitro. 8 Salah satu kunci virulensi Candida albicans adalah kemampuannya untuk memproduksi dan mensekresikan enzim aspartil protease yang dapat mencerna protein host. Penelitian pada hewan coba memperlihatkan protease yang secara langsung dibandingkan dengan patogenesitasnya. Aktifitas enzim protease dari spesies ini menunjukkan virulensi yang lebih tinggi dibandingkan dengan spesies Candida lainnya. 5 Selain faktor virulensi utama, Candida albicans memiliki kecendrungan untuk perubahan fenotip, yang berperan untuk adaptasi lingkungan. Perubahan fenotip meliputi perubahan morfologi koloni dan aktivitas protease. Fenomena ini dikenal sebagai switching fenotipic, dan mungkin sering terjadi terutama di bawah tekanan. 5
2.2 Kalsium Hidroksida Sebagai Bahan Medikasi Saluran Akar Kalsium hidroksida telah digunakan sebagai bahan dressing karena memiliki sifat antimikrobial yang sangat baik, mengeliminasi mikroorganisme setelah cleaning dan shaping, menetralkan sisa2 toxin. 17 Namun, memiliki aktivitas terbatas pada beberapa mikroorganisme seperti E.faecalis dan Candida albicans. 13 Estrela dkk melaporkan bahwa aksi kalsium hidroksida akan menjelaskan bagaimana ph yang tinggi menghambat aktivitas enzim yang penting untuk kehidupan bakteri seperti metabolisme, pertumbuhan, dan pembelahan sel. Pengaruh ph yang tinggi juga akan mengaktifkan enzim hidrolitik alkali posfatase, yang erat hubungannya dengan mineralisasi. Dengan demikian, kalsium hidroksida memilki 2 sifat yaitu menghambat enzim bakteri yang mengarah kepada efek antimikroba dan aktivasi enzim yang mengarah kepada efek mineralisasi. 18 Pengaruh ph pada pertumbuhan, metabolisme dan pembelahan sel ini penting untuk menjelaskan mekanisme dari antimikroba. Eliminasi bakteri oleh kalsium hidroksida tergantung dari pelepasan ion hidroksil yang menyebabkan peningkatan ph. Ion hidroksil dari kalsium hidroksida mengembangkan mekanismenya pada membran sitoplasma, yang memegang peranan penting pada pertahanan sel seperti permeabilitas dan transpor elektron serta oksidasi fosforilasi pada spesies anaerob. Selain itu metabolisme seluler sangat bergantung pada aktivasi enzim. Enzim memiliki aktivitas dan stabilitas yang optimal pada rentang ph tertentu yang mengarah pada suasana netral. Suasana yang sangat basa yang disebabkan oleh kalsium hidroksida merusak ikatan ion yang menyebabkan kerusakan protein (denaturasi protein) pada bakteri. Kerusakan yang disebabkan oleh kalsium hidroksida bukan hanya tingkat sel, namun
juga berdampak pada DNA bakteri. Ion hidroksil bereaksi dengan DNA bakteri dan memutuskan rantai DNA tersebut, sehingga replikasi DNA terhambat dan terjadi kerusakan aktivitas seluler. Pengaruh ph kalsium hidroksida dilihat dari sebagian besar endodonti patogen tidak dapat bertahan hidup pada suasana basa kuat yang disediakan kalsium hidroksida. 7 Secara umum, jamur menunjukkan rentang ph untuk pertumbuhannya sekitar 5-9. 7,16 Candida albicans dapat tumbuh pada variasi ph yang luas, tetapi pertumbuhan akan lebih baik pada ph antara 4,5-6,5. 19. Menurut Fava dan Saunders, pelarut memegang peranan yang penting terhadap aksi biologi kalsium hidroksida yang ditentukan dari kecepatan disosiasi ion OH - dan Ca 2+. Jenis pelarut yang digunakan antara lain: aquaeous (air, salin, larutan anastesi, dan larutan ringer), viscous (gliserin, polyethyleneglycol, dan propyleneglycol), dan oily (olive oil, silicone oil, camphor, dan metacresyl acetate). Pelarut aquaeous cepat berdisosiasi sehingga meningkatkan kelarutan ketika berkontak dengan cairan dan lebih mudah diresorbsi makrofag. Pelarut viscous memiliki kemampuan disosiasi ion yang lebih lambat daripada pelarut aquaeous, oleh karena itu dapat bertahan dalam saluran akar untuk periode yang lama. Sedangkan larutan oily kemampuan disosiasi ion dan daya larutnya sangat rendah. 8 2.3 Minyak Atsiri Kayu Manis Antimikroba dari tanaman minyak atsiri dan senyawanya dari beberapa tanaman telah ditinjau. Telah dijelaskan dari beberapa studi bahwa metabolisme sekunder tanaman memiliki efek yang potensial dalam bidang medis dan aplikasinya terhadap kosmetik, makanan dan industri farmasi. 20 Salah satu tanaman yang mengandung minyak atsiri adalah kayu manis. Kayu manis (Cinnamommum burmannii ) merupakan
tumbuhan yang sudah dikenal lama sebagai obat tradisional. Termasuk dalam kingdom Plantae, divisi Magnoliophyta, kelas Magnoliopsida, order Laurales, family Lauraceae dan genus Cinnamon. Cinnamon burmanii juga dikenal sebagai Cinnamon Indonesia, Padang cassia, atau Korintje. 21 Gambar 2. Kayu manis 22 Minyak atsiri memiliki antiseptik dan antibakteri yang tinggi sering digunakan untuk bahan oral hygiene. The Journal of the American Dental Association melaporkan dari 100 studi kemampuan minyak atsiri dalam membunuh mikroorganisme yang menyebabkan karies gigi dan penyakit gingivitis. 23 Selain itu, penelitian di Universitas Illinois Chicago menyatakan bahwa kayu manis yang digunakan sebagai permen karet memiliki efek antibakteri di dalam mulut dan menghilangkan bau mulut. 24 Pada tes laboratorium, menunjukkan pertumbuhan Candida yang resisten terhadap obat antifungal fluconazole dihambat melalui ekstrak kayu manis. Eugenol dan sinamaldehid merupakan 2 terpenoids yang sangat penting yang ditemukan pada kayu manis. Sinamaldehid dan minyak kayu manis bertindak sebagai agen antifungal. Kayu manis juga merupakan antiseptik yang membantu membunuh bakteri penyebab kerusakan gigi dan penyakit gingiva. 25
Kayu manis diketahui memiliki efek yang lebih tinggi ketika dibandingkan dengan obat antifungal tioconazole. Minyak atsiri kayu manis merupakan minyak yang efektif dalam menghambat spesies jamur, seperti yang ditunjukkan dalam gambar 3. 11 Gambar 3 :Efek minyak esensial terhadap 5 spesies jamur yang dibandingkan dengan trosyd (tioconazole). 11 Kandungan minyak atsiri kayu manis sebesar 1-3%. Dimana terdiri dari sinamaldehid (66-75%) dan eugenol (4-10%). 11 Sinamaldehid merupakan senyawa yang paling kuat dalam menghambat jamur patogen dibandingkan senyawa lainnya. 26 Sinamaldehid memiliki elektro negative yang tinggi. Komponen elektro negative ini mencampuri proses biologi mikroorganisme meliputi transfer elektron dan reaksi dengan nitrogen yang mengandung komponen seperti protein dan asam nukleat, dan oleh karena itu menghambat pertumbuhan mikroorganisme. 27,28 Selain itu, interaksi dengan grup protein dan molekul biologi aktif seperti enzim yang menyebabkan inaktivasi kerja enzim dinding sel. 29 Oleh karena itu menghambat sintesa enzim dinding sel, sehingga menyebabkan kerusakan pada β-1,3 glycan, β-1,6 glycan, dan kitin. 27 Selain sinamaldehid, senyawa phenol juga aktif melawan mikroorganisme. Komponen phenol seperti thymol, carvacrol, dan eugenol menunjukkan aktivitas
antimikroba yang tinggi yang dilihat dari grup hidroksil pada struktur phenol. 30 Mekanisme antimikroba eugenol adalah kerusakan pada membran bakteri dan jamur. Eugenol diketahui bersifat lipophilic, yang dapat menembus antara rantai asam lemak pada lapisan bilayer membran, yang mengubah permeabilitas dari sel membran. Perubahan permeabilitas terjadi bersamaan dengan kematian sel. 31 Mekanisme ini paling tinggi terjadi pada siklus hidrokarbon oksigenasi, dan sebagian struktur phenol seperti thymol dan carvacrol, dimana grup hidroksilnya dan pemindahan ion memungkinkan terjadinya interaksi melalui ikatan hidrogen, sehingga memungkinkan phenol aktif menghambat mikroorganisme. Selain itu, mekanisme alternatif grup hidroksil dari phenol bertindak sebagai transmembran carrier dari kation monovalen dan proton, seperti yang ditunjukkan dalam gambar 5. 29 Gambar 4. Mekanisme carvacrol (senyawa phenol) pada membran sitoplasma Carvacrol berdifusi menembus membran sitoplasma dan terpisah di dalam sitoplasma melepaskan proton yang dimilikinya ke dalam sitoplasma. Kemudian, carvacrol
kembali lagi ke membran luar sel dengan membawa ion potassium (ion lain) dari sitoplasma ke medium extraselular. Setelah itu, carvacrol melepaskan ion potassium di medium extraselular dan mendapatkan kembali ion hydrogen untuk menutup siklus. 29 Jika eugenol bertindak sebagai transporter ion, maka diperkirakan akan menyebabkan penurunan ATP dari energi sel. Jika hal ini terjadi, penghambatan penggunaan glukosa akan terjadi, dan selanjutnya kemungkinan yang terjadi adalah penghambatan enzim yang melibatkan glikolisis. 32