PERBEDAAN PENGARUH ANTARA PROBIOTIK A, B, DAN C

PERBEDAAN PENGARUH ANTARA PROBIOTIK A, B, DAN C
TERHADAP DAYA HAMBAT PERTUMBUHAN BAKTERI
Aggregatibacter actinomycetemcomitans
(Kajian In Vitro)
NASKAH PUBLIKASI
Disusun untuk dipublikasikan pada jurnal ilmiah
Fakultas Kedokteran Gigi
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Oleh :
DHONY NURLITA SARI
J 52010 0006
FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2014
1
2
INTISARI
PERBEDAAN PENGARUH ANTARA PROBIOTIK A, B, DAN C TERHADAP
DAYA HAMBAT PERTUMBUHAN BAKTERI Aggregatibacter
Actinomycetemcomitans (Kajian In Vitro)
Dhony Nurlita Sari1, Soetomo Nawawi2, Rahadian ALif3
Latar Belakang: Probiotik merupakan mikroorganisme hidup yang dapat memberikan
efek menguntungkan bagi host jika diberikan dalam jumlah yang sesuai. Beberapa
penelitian mengungkapkan bahwa probiotik dapat mencegah timbulnya plak yang
menjadi faktor predisposisi munculnya karies, penyakit periodontal serta halitosis.
Penyakit periodontal merupakan salah satu penyakit rongga mulut yang paling sering
dijumpai pada populasi orang dewasa. Salah satu bakteri patogen yang dapat
menimbulkan penyakit periodontal adalah Aggregatibacter actinomycetemcomitans.
Tujuan: Untuk mengetahui perbedaan pengaruh antara probiotik A, B, dan C terhadap
daya hambat pertumbuhan bakteri Aggregatibacter actinomycetemcomitans secara in
vitro.
Metode: Pada penelitian ini digunakan tiga macam probiotik yang masing-masing
memiliki kandungan bakteri yang berbeda. Probiotik A mengandung bakteri
Lactobacillus Sp., Bifidobacterium, dan Staphylococcus thermophilus, probiotik B berisi
Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophilus serta Lactobacillus casei pada
probiotik C. Metode yang digunakan adalah metode difusi dengan jumlah sampel
sebanyak 30 sampel untuk ketiga perlakuan dengan 9 kali replikasi. Pada setiap media
dibuat sumuran dengan diameter 6 mm. Kemudian di dalamnya ditetesi dengan bahan uji
sebanyak 0,5 µl pada setiap sumuran. Selanjutnya diinkubasi selama (1-2)x24 jam pada
suhu 370 C. Pengaruh antara ketiga macam probiotik yang diteliti dalam menghambat
bakteri Aggregatibacter actinomycetemcomitans dapat diketahui dengan cara
membandingkan diameter zona hambatan yang terbentuk pada media MHA, kemudian
diukur menggunakan jangka sorong dengan batas ketelitian 0,05 mm.
Hasil: Pada uji Anava satu jalur menunjukkan bahwa ketiga probiotik berpengaruh dalam
menghambat pertumbuhan bakteri Aggregatibacter actinomycetemcomitans (p<0,05). Uji
LSD menunjukkan perbedaan bermakna antara probiotik A dengan B dan A dengan C.
Namun, antara probiotik B dengan C tidak menunjukkan perbedaan daya hambat yang
signifikan. Perbedaan yang signifikan juga ditunjukkan antara kelompok perlakuan
dengan kontrol. Kesimpulan yang diperoleh dari penelitian ini adalah probiotik mampu
menghambat pertumbuhan bakteri Aggregatibacter actinomycetemcomitans yang
merupakan bakteri patogen jaringan periodontal, serta terdapat perbedaan pengaruh
antara tiga macam probiotik yang digunakan dan probiotik A memiliki daya hambat
paling besar dalam menghambat bakteri uji.
______________________________________________________________________
Kata
Kunci:
Probiotik,
actinomycetemcomitans
Daya
Hambat
Antibakteri,
Aggregatibacter
1
Mahasiswa Strata 1 Fakultas Kedokteran Gigi, Universitas Muhammadiyah Surakarta
Staf Pengajar Fakultas Kedokteran Gigi, Universitas Muhammadiyah Surakarta
2
3
(THE DIFFERENCE OF INFLUENCE BETWEEN A, B, AND C OF PROBIOTICS IN INHIBITING
Aggregatibacter actinomycetemcomitans BACTERIA GROWTH (invitro study) )
ABSTRACT
Background: Probiotics is live microorganisms that confer a health benefit on
the host when it administered in adequate amounts. Some research has been found that
probiotics can prevent the incidence of plaque that become predisposition factor of caries,
periodontal disease, and halitosis. Periodontal disease is one of oral disease that most
often found in adult population. One of all pathogen bacteria that can cause periodontal
disease is Aggregatibacter actinomycetemcomitans. Objective: The aim of this study was
to find out of the difference of influence between A, B, and C of probiotics in inhibiting
Aggregatibacter actinomycetemcomitans bacteria growth (Invitro Study). Method: In this
study used three kind of probiotics that each of them has a difference containing of
bacteria. A probiotics containing Lactobacillus Sp., Bifidobacterium, and Staphylococcus
thermophilus bacteria, B probiotics containing Lactobacillus bulgaricus and
Streptococcus thermophilus, and also Lactobacillus casei in C probiotics. Result: The
result of this study were showed that each of kind probiotics influence to inhibiting
Aggregatibacter actinomycetemcomitans growth (p<0,05). The presence of antibacterial
activity were shown by inhibiting zone which formed around whells in agar plate. LSD
test was showed significant differences between probiotik A-B and A-C. However,
between probiotik B-C not showed significant differences. The statistically significant
differences were also showed by treatment group and control group. The conclusion from
this study that probiotic can inhibiting Aggregatibacter actinomycetemcomitans bacteria
growth, there was the difference of influence between three kind of probiotics used and A
probiotics had the broadest inhibitory effect toward bacteria.
Key words: Probiotics, Antibacterial activities, Aggregatibacter actinomycetemcomitans
1
University student, Faculty of Dentistry Muhammadiyah University of Surakarta
Teaching staff, Faculty of Dentistry Muhammadiyah University of Surakarta
2
PENDAHULUAN
Penyakit periodontal merupakan
penyakit dalam rongga mulut yang diderita
oleh hampir semua manusia di dunia dan
mencapai angka 50% dari jumlah populasi
orang dewasa.1 Penyakit periodontal
adalah
lesi
rongga
mulut
yang
menyebabkan daerah penyangga gigi
kehilangan struktur kolagennya, dan
merupakan respon terhadap akumulasi
bakteri pada jaringan periodontal. Penyakit
periodontal diklasifikasikan menjadi 2,
yaitu
gingivitis
dan
periodontitis.
Gingivitis
dikarakteristikkan
sebagai
inflamasi pada gingiva, sedangkan
periodontitis merupakan kelanjutan dari
gingivitis, terjadi kerusakan secara
progresif.2 Akumulasi bakteri plak pada
permukaan gigi merupakan penyebab
utama terjadinya penyakit periodontal.3
Plak mengandung lebih dari 500 spesies
4
bakteri.1 Oleh karena itu, penyakit
periodontal menjadi penyakit yang sulit
dicegah dan dirawat.4
Periodontitis
merupakan
suatu
inflamasi yang diakibatkan oleh infeksi
pada jaringan pendukung gigi, terjadi
kerusakan secara progesif pada ligamen
periodontal dan tulang alveolar.5 Salah
satu bakteri anaerob gram negatif yang
berperan dalam pembentukan plak
subgingiva penyebab periodontitis adalah
Aggregatibacter actinomycetemcomitans.
Bakteri ini menghasilkan Leukotoxin yang
berperan dalam menurunkan respon imun
dalam gingiva serta mendegradasi
perlekatan
epitel
pada
jaringan
periodontal.1
Berdasarkan hal diatas, maka
diperlukan usaha untuk mengontrol plak.6
Menghilangkan plak secara mekanik
merupakan cara yang paling efektif untuk
mengontrol biofilm plak gigi. Namun,
penggunaan sikat gigi dan dental floss
hanya mampu membersihkan permukaan
supragingiva dan tidak dapat mencapai
daerah subgingiva. Oleh karena itu, perlu
dikombinasikan dengan penggunaan agen
antimikroba maupun antibiotik.4
Probiotik telah banyak dikenal
sebagai bakteri menguntungkan pada usus
atau saluran pencernaan.7 Namun, dari
beberapa studi menunjukkan bahwa
bakteri ini juga memiliki pengaruh dalam
ekologi
rongga
mulut.8
Probiotik
merupakan mikroorganisme hidup yang
dapat meningkatkan kesehatan bagi host
ketika diberikan dalam jumlah yang
memadai. 9.10 Bakteri asam laktat ini
mampu menghasilkan senyawa metabolit
yang berfungsi sebagai antimikroba.
Banyak manfaat yang bisa ditemukan
dalam probiotik, diantaranya adalah
membantu respon imun, meningkatkan
resistensi terhadap bakteri patogen,
mengurangi bakteri merugikan, serta
menjaga keseimbangan mikroba dalam
tubuh.11 Dari berbagai studi klinis yang
telah dilakukan, menyebutkan bahwa
probiotik dapat mencegah timbulnya plak
yang
menjadi
faktor
predisposisi
munculnya karies, penyakit periodontal
serta halitosis. Bakteri yang terkandung
dalam probiotik akan mencegah adhesi
dan invasi bakteri patogen.7 Menurut
Samaranayake (2012) bakteri probiotik
yang
sering
digunakan
adalah
Lactobacillus sp, Bifidobacterium, dan
Streptococcus.13
PROBIOTIK
Antagonis Patogen
Beragregasi dengan
bakteri Oral
Memodulasi Biofilm Oral
Reduksi Bakteri
Kariogenik
Reduksi Bakteri
Patogen Periodontal
Manajemen Karies
Manajemen Penyakit
Periodontal
Berinteraksi dengan
epithelium Oral
Memperkuat Fungsi
epithelial barrier
Memodulasi respon
imun
Meningkatkan resistensi
terhadap infeksi oral
Gambar 1.Aktifitas probiotik di dalam rongga mulut
5
Pengaruh antara ketiga macam
probiotik yang diteliti dalam menghambat
bakteri
Aggregatibacter
actinomycetemcomitans dapat diketahui
dengan cara membandingkan diameter
zona hambatan yang terbentuk pada media
MHA, kemudian diukur menggunakan
jangka sorong dengan batas ketelitian 0,05
mm.
BAHAN DAN METODE
Pada penelitian ini digunakan tiga
macam minuman probiotik yang masingmasing memiliki kandungan bakteri yang
berbeda. Probiotik A mengandung bakteri
Lactobacillus Sp., Bifidobacterium, dan
Staphylococcus thermophilus, probiotik B
berisi Lactobacillus bulgaricus dan
Streptococcus
thermophilus
serta
Lactobacillus casei pada probiotik C.
Metode yang digunakan adalah
metode difusi agar dengan jumlah sampel
sebanyak 30. Pada setiap media dibuat
sumuran dengan diameter 6 mm.
Kemudian di dalamnya ditetesi dengan
bahan uji sebanyak 0,5 µl pada setiap
sumuran. Selanjutnya diinkubasi selama
(1-2)x24 jam pada suhu 370 C.
HASIL
Pada media MHA terbentuk zona
bening di sekitar sumuran yang berisi
bahan uji
berupa probiotik. Zona
hambatan diukur dalam millimeter mulai
dari batas tepi sumuran sampai lingkar
terluar zona jernih menggunakan jangka
sorong.
Tabel 1. Besar zona hambat yang terbentuk pada probiotik A, B, dan C (satuan mm)
REPLIKASI
PROBIOTIK
Kontrol (-)
A
B
C
1
4,03
2,73
2,93
0,00
2
4,01
2,27
3,13
0,00
3
3,91
2,58
2,53
0,00
4
4,45
2,22
2,87
0,00
5
4,53
3,10
2,48
0,00
6
4,70
3,30
2,18
0,00
7
3,10
2,55
3,25
0,00
8
2,82
2,22
3,30
0,00
9
2,77
2,78
3,42
0,00
10
2,70
2,85
3,60
0,00
Rata-rata
3,70
2,66
2,97
0,00
Nilai rata-rata diameter zona hambat
pada probiotik A sebesar 3,70 mm,
probiotik B sebesar 2,66 mm, dan
probiotik C sebesar 2,97, sedangkan
kontrol negatif tidak menunjukkan zona
hambatan sama sekali. Perbedaan bahan
uji yang digunakan mempengaruhi besar
zona hambat yang terbentuk pada media
MHA.
6
Pada uji normalitas, diketahui data
terdistribusi normal. Namun, pada uji
homogenitas diketahui bahwa data
memiliki varian yang tidak sama. Hal ini
dipengaruhi oleh perbedaan bahan uji yang
digunakan. Karena varian data tidak sama,
maka hasil uji Anava berikutnya tidak
valid, oleh karena itu perlu dilakukan
transformasi data terlebih dahulu. Pada uji
homogenitas data hasil transformasi
menunjukkan bahwa tidak ada perbedaan
varians antar kelompok data yang
dibandingkan. Perbedaan pengaruh secara
bermakna ditunjukkan oleh probiotik A-B
dan A-C, sedangkan antara probiotik B-C
tidak menunjukkan perbedaan secara
bermakna.
PEMBAHASAN
Hasil perhitungan statistik dengan
menggunakan
Anava
satu
jalur
menunjukkan adanya pengaruh antara
probiotik A, B, dan C dengan kelompok
kontrol (p<0,05). Efek antibakteri yang
dimiliki
oleh
probiotik
mampu
menghambat
pertumbuhan
bakteri
Aggregatibacter actinomycetemcomitans.
Kemampuan
menghambat
bakteri
probiotik dipengaruhi oleh jenis strain
spesifik atau strain kombinasi yang
digunakan, kandungan prebiotik, serta
kondisi kesehatan dari host (tingkat
keparahan
penyakit
yang
diderita
mempengaruhi
kecepatan
penyembuhan).12
Zona hambatan yang terbentuk pada
media MHA di sekitar sumuran
menunjukkan aktif dan resisten tidaknya
bakteri terhadap senyawa atau zat
antibakteri.
Apabila
zona
hambat
terbentuk, maka diasumsikan bahwa
bakteri telah mati dan tidak resisten
terhadap produk senyawa metabolit
bakteri probiotik. Sebaliknya, apabila
tidak terbentuk zona hambat maka
diasumsikan bahwa bakteri masih aktif
dan resisten terhadap produk senyawa
metabolit bakteri probiotik. Besar kecilnya
daya hambat suatu senyawa atau zat
antibakteri dipengaruhi oleh konsentrasi
senyawa antimikroba, jumlah mikroba,
waktu kontak, suhu, jenis mikroba, pH, zat
atau bahan organik terlarut.11
Probiotik A diketahui lebih besar
menghasilkan daya hambat dikarenakan
memiliki kandungan bakteri probiotik
yang beragam dalam satu kemasan dan
juga terdapat prebiotik dalam komposisi
yang sesuai. Prebiotik merupakan bahan
makanan yang tidak dapat diserna serta
mampu menstimulasi pertumbuhan bakteri
menguntungkan secara selektif. Prebiotik
yang digunakan pada bahan A adalah air
kelapa, gula nira, susu, serta kunyit dan
temulawak sebagai perasa. Probiotik B
memiliki bahan tambahan berupa serat
prebiotik, yaitu Inulin dan GOS,
didalamnya juga banyak sekali komposisi
yang menyertai. Sedangkan probiotik C
menggunakan susu fermentasi untuk
menghasilkan bakteri L.casei. Perbedaan
komposisi yang dimiliki masing-masing
probiotik
yang
digunakan,
akan
mempengaruhi besar daya hambat yang
dihasilkan. Namun, perbedaan ini tidak
mengubah
fungsi
probiotik
yang
sesungguhnya, terbukti bahwa dari
ketiganya mampu menghasilkan zona
hambat pada bakteri Aggregatibacter
actinomycetemcomitans.
Perbedaan besar daya hambat pada
probiotik
yang
digunakan
juga
dipengaruhi
oleh
jumlah
mikroba
probiotik yang digunakan. Namun dalam
penelitian ini hanya menggunakan bahan
dari minuman probiotik yang sudah
beredar di pasaran, jadi faktor dari jumlah
mikroba yang digunakan menjadi variabel
yang tidak dapat dikendalikan.
7
Bakteri probiotik merupakan bakteri
asam laktat yang mampu menghasilkan
senyawa metabolit yang berfungsi sebagai
antimikroba.11 Dalam penelitian ini
digunakan probiotik dalam sediaan
minuman,
sehingga
cara
kerjanya
dipengaruhi oleh efek sistemik yang
dihasilkan. Mekanisme kerja bakteri
probiotik secara sistemik dimulai dari
penghambatan adhesi dan kolonisasi
bakteri patogen yang akan membentuk
biofilm. Kemudian bakteri probiotik akan
menginduksi protein cytoprotective pada
permukaan sel host. Protein ini berguna
untuk melindungi sel host agar tidak
dirusak oleh bakteri patogen serta
mencegah
perlekatan
dari
bakteri
2
pathogen.
Bakteri A.actinomycetemcomitans
mampu memproduksi enzim kolagenase
yang dapat merusak kolagen tipe I.
Rusaknya kolagen berbentuk fiber oleh
bakteri A.actinomycetemcomitans akan
menyebabkan terjadinya gangguan pada
jaringan ikat periodontal (Lamont
dkk.,2006). Senyawa metabolit bakteri
probiotik berperan dalam menghambat
produksi enzim kolagenase oleh bakteri
A.actinomycetemcomitans serta molekul
penyebab inflamasi pada jaringan.2
Probiotik juga mampu menstimulasi
dan memodulasi sistem imun dari host,
misalnya dengan menurunkan produksi
proinflammatory cytokines melalui kerja
NF (Necrotic Factor) dan menaikkan
produksi anti-inflammatory cytokines
seperti IL-10.2 Selain itu, sistem imun
tubuh juga merespon terhadap jaringan
yang terinfeksi dengan mengeluarkan
mediator inflamatori seperti interleukin-1
(IL-1), IL-6, IL-8, IL-12, TNF-α, aktivator
plasminogen,
phospholipase,
prostaglandin, oxygen radicals, proxide,
dan nitric oxide.5 Sitokin merupakan suatu
protein dan peptide yang terlarut dan
berfungsi sebagai regulator. Fungsi kerja
sitokin hampir sama dengan hormon, yaitu
mampu mempengaruhi sel yang letaknya
jauh dari tempatnya diproduksi. Selain
sebagai mediator, sitokin juga berperan
sebagai pengatur pertumbuhan limfosit,
mengaktifkan sel inflamatori seperti sel
makrofag,
serta
mengaktifkan
hematopoiesis atau proses pembentukan
komponen sel darah.2
TNF-α merupakan sitokin pertama
yang diproduksi pada respon inflamasi dan
berfungsi mengaktifkan monosit sehingga
dapat meningkatkan fagositosit serta
memodulasi IL-1 dan IL-6. IL-6 akan
mengaktivasi proliferasi sel T yang
berhubungan langsung dengan proses
fagositosis. Sel T ini akan membunuh
antigen asing dengan melihat ada/tidaknya
MHC-1 pada bakteri atau virus.
Sedangkan IL-4 akan memodulasi sel Th-1
menjadi sel Th-2 untuk mengaktifkan sel
B yang berfungsi sebagai antibodi.
Antibodi
yang
terbentuk
akan
menyelubungi antigen asing, sehingga
akan memudahkan makrofag untuk
menelan antigen asing tersebut. Oleh
karena itu, IL-4 dikatakan sebagai sitokin
yang
berperan
dalam
proses
penyembuhan.
Modulasi proliferasi sel dan
apoptesis oleh probiotik dapat terjadi
melalui sitokin untuk menstimulasi
apoptosis (sel yang di program supaya
mati). Hal ini sangat berperan pada proses
infeksi selanjutnya. Sehingga sistem imun
mampu mengenali antigen di permukaan
sel dan akan memudahkan sistem imun
untuk menghancurkan antigen.2
Kemampuan
bakteri
probiotik
menghasilkan substansi antimikrobial
berupa H2O2 akan mengoksidasi sel
bakteri sehingga akan terjadi denaturasi
8
enzim pada bakteri tersebut. Selain itu,
substansi lain berupa bakteriosin yang
merupakan peptida bersifat antibakteri,
toksin yang dihasilkan mampu mencegah
pertumbuhan bakteri sejenis.7.11
KESIMPULAN
Probiotik mampu mereduksi bakteri
patogen dalam rongga mulut melalui
interaksi antara senyawa metabolit bakteri
probiotik dengan bakteri patogen. Dari
hasil uji analisis diketahui bahawa terdapat
perbedaan pengaruh antara probiotik A, B,
dan C. Namun dari ketiga macam
probiotik tersebut, probiotik A memiliki
daya hambat paling besar dalam
menghambat bakteri Aggregatibacter
actinomycetemcomitans. Besar kecilnya
daya hambat suatu senyawa atau zat
antibakteri dipengaruhi oleh konsentrasi
senyawa antimikroba, jumlah mikroba,
waktu kontak, suhu, jenis mikroba, pH, zat
atau bahan organik terlarut. Keseimbangan
konsentrasi suatu bahan yang mengandung
bakteri probiotik akan mempengaruhi
efektifitas daya hambat.
SARAN
Bagi masyarakat disarankan untuk mulai
membiasakan
diri
mengkonsumsi
probiotik. Selain telah dikenal sebagai
bakteri baik pada saluran pencernaan,
probiotik juga memiliki efek yang
menguntungkan pada rongga mulut dalam
mereduksi bakteri penyebab masalah
kesehatan gigi dan mulut.
DAFTAR PUSTAKA
1.
2.
3.
4.
5.
Newman,M.G.,
Takei,
H.H., Klokkevold,P.R.,
dan Carranza,F.A., 2012,
Carranza’s
Clinical
Periodontolog.11th
ed,
Saunders Elseviers, China
Gupta G,2011,Probiotics
and Periodontal health,
J.Medicine and Life;
4(4):387-94.
Lumentut,R.A.N.,
Gunawan,P.N.,
dan
Mintjelungan,C.N., 2013,
Status periodontal dan
kebutuhan
perawatan
pada usia lanjut,e-Gigi
(eG). 1(2):79-83.
Gehrig,J.S.N.,
dan
Willmann,D.E.,
2011,
Foundation
of
Periodontics
for
the
Dental
Hygienist.
China:Wolters
Kluwer
Health.p.95-118.
Lamont,R.J., Burne,R.A.,
Lantz
M.S.,
dan
Leblanc,D.J.,2006,Oral
Microbiology
and
Immmunology,
ASM
Press,Washington.
6.
Andlaw,R.J, dan Rock,
W.P, 1992, A Manual Of
Paedodontics
(terj.),
Widya Medika, Jakarta.
7. Bonifait,L.
Chandad,F.
dan Grenier,D., 2009,
Probiotics
for
Oral
Health:
Myth
or
Reality?.JCDA;
75(8):585-90.
8. Mortazavi,S.,
dan
Akhlaghi,N.,
2012,
Salivary
Streptococcus
Mutans and Lactobacilli
Levels
Following
Probiotic
Cheese
Consumption In Adult: A
double blind randomized
clinical
trial,
J.Res.Med.Sci: 17(1): 5766.
9. Goldin,B.R., dan Gorbach
S.L.,2008,
Clinical
Indications for Probiotics:
An
Overview.Clinical
Infectious
Diseases;
46:S96-100.
10. Sanders,M.E.,2008,Probio
tics: Definition, Sources,
Selection,
and
Uses,
11.
12.
13.
14.
Clinical
Infectious
Diseases; 46:558-61.
Parameswari,A.,
Kuntari,S., dan Herawati,
2011,
Daya
Hambat
Probiotik
terhadap
Pertumbuhan
Streptococcus
mutans,
Universitas
Airlangga
Surabaya. Skripsi
Devine,D.A.,
dan
Marsh,P.D.,
2009,
Prospects
for
the
Development
of
Probiotics and Prebiotik
for
Oral
Applications,Oral
Microbiology;
DOI:
10.3402/jom.v1i0.1949.
Samaranayake,
Lakshman,2012,Essential
Microbiology
for
Dentistry fourth edition,
Elsevier,China
Kumar,R.,
dan
Shubhashini,N.,2012,Plat
elet Rich Fibrin: A New
Paradigm in Periodontal
Regeneration,Cell Tissue
Bank
(2013)14:453-63
9
10