PENCEGAHAN PROSES AKUMULASI DAN

MIKROBIOLOGI LINGKUNGAN
Dipresentasikan
Wijiyono
Sekolah Pascasarjana
Universitas Sumatera Utara
2008
MIKROBIOLOGI LINGKUNGAN
PENCEGAHAN PROSES AKUMULASI BIOFILM DAN
PRODUKSI POLISAKARIDA OLEH STREPTOCOCCUS
MUTANS DENGAN SENYAWA APIGENIN DAN TTFERNOSOL
H. Koo, M.F. Hayacibara, B.D. Schobel, J,A. Cury, P,L. Rosalen, Y.K. Park
A.M. Vacca-Smith and W.H. Bowen
Abstrak

Obyek Penelitian .: Apigenin adalah senyawa yang menghambat enzim
glukotransferase dan tt-Farnesol adalah senyawa yang mempengaruhi
intregitas membrane dari streptococcus mutans. Tujuan penelitian ini adalah
untuk mengetahui pengaruh apigenin dan tt- fernasol, baik secara sendirisendiri atau secara kombinasi, akumulasi, komposisi polisakarida dan
viabilitas pada biofilm Streptococcus mutans UA159

Metode : Menggunakan biofilm yang ditumbuhkan selama 54 jam :
kemudian biofilm diuji dengan senyawa kimia, selama 1 menit dalam 2 kali
sehari yang perlakuan sebagai berikut :

(i) 1.33 mM tt-fernasol ; (ii)1.33 mM apigenin ; (iii) apigenin + tt-fernasol (
yang masing-masing 1.33 mM ); (iv) Kontrol Vehicle dengan ( 20% etanol
dengan 0.75% dimethil sulphoxide ) ; (v) 0.12% chlorhexiden (1.33 nM ); atau
(vi) garam fisiologis ( 145 mM NaCl ). Prosedur ini diulang pada perlakuan
biofilm umur 78 dan 102 jam, dan biofilm di ambil setelah umur 126 jam.
Kemudian per biofilm dihitung mengenai : berat kering, konsentrasi protein,
jumlah cfu dan komposisi polisakarida .

Hasil : berat kering pada biofilm yang mendapat perlakuan secara nyata
kadarnya berkurang ( 30-50% ) dibanding pada kontrol ( P < 0.05). Biofilm
yang mendapat perlakuan dengan senyawa apigenin dan tt-fernosol juga
mengahasilkan jumlah yang lebih rendah pada larutan glukosa alkali
ekstraseluler, polisakarida iodophilik intrasel dan lebih rendah kandungan
fruktosa. Aktivitas enzim fruktosyltransferase hanya dipengaruhi oleh
apigenin dan kombinasi apigenin dan tt-farnesol. Kemampuan jumlah sel
yang hidup pada Streptoccocus mutans lebih rendah ( mengalami penurunan
0.5 sampai 1 dalam cfo per biofilm ) setelah mendapat perlakuan dengan
epigenin dan tt- farnesol dibandingakan dengan kontrol. Chlorhexidin
menunjukkan memiliki aktivitas anti bakteri yang baik pada awal
akumulasi terbentuknya biofilm setelah 54 jam.

Kesimpulan ; apigenin dan tt- farnesol mempengaruhi proses
akumulasi biofilm
dan jumlah
kandungan polisakarida
dari
Streptococcus mutans tanpa mempengaruhi viabilitas bakteri.

Kata Kunci : Glukan, fruktans, glukosyltransferase, flanoids, propolis
Pendahuluan

Streptococcus mutans agen penyebab caries gigi

Senyawa Asidogenik dan acidurik mensintesis glukosa ekstraseluler
dengan enzim glukotransferase (GTFs)
-
GTFs B ( Ikatan Alpa 1,3 )
GTFs C ( Ikatan alpa 1,6)
GTFs D ( sintesis glukosa )
Enzim Fruktosiltranferase (FTFs) mengkatalis fruktosa dari
sukrosa
Fruktosa berfungsi sebagai polisakarida yang dapat di
Metabolis jika makanan sedikit




Aktivitas GTFs terdapat Pada :
Kelenjar ludah
Kelenjar pelicel pada permukaan gigi
Permukaan bakteri




Senyawa apigenin- tt fernosol anti caries gigi
Apigenin ( 4,5,7 trihydroxylflavone ) inhibitor : GTFs B
dan GTFs C.
Tt- fernesol ( 3,7,11- trimetil2,6,10 dodekatrin -1,0,1 )
menghambat pertumbuhan dan metabolisme S. mutans
:
Mekanisme penghambatan tt-fernesol :




mengganggu membran bakteri
mengganggu agen pembentuk sel membran bakteri
menpengaruhi sintesis glukosa
Anti bakteri : streptomices tendae, Sacharomyces
cerevisiae tetapi tidak bersifat anti bakteri terhadap
Epigenin dan tt-fernesol menunjukkan sifat non
mutagenik dan non toksik
E.coli.

Upaya pencegahan terhadap caries gigi :



Penghambatan sintesa glukosa bakteri oleh enzim GTFs.
Pencegahan tertumpuknya matrik pluque yang kaya akan
glukosa yang menyebabkan naiknya porositas dan daya lekat
bakteri dengan gigi
Pencegahan produksi gula
Aktivitas kerja senyawa apigenin dan tt-farnesol



Apigenin : bertanggungjawab terhadap sintesis glukosa /enzim
GTFs terutama GTFs B dan GTFs C.
Apigenin sebagai penghambat non kompetitif
Tt-farnesol : mengganggu membran sel plantonik, menyebabkan
perubahan permeabilitas dan kestabilan membran,
MIKROBIOLOGI LINGKUNGAN

Sumber senyawa apigenin secara alami :




Sayuran dan buah-buahan
Bersifat non mutagenik non toksik
Senyawa bioflavonoid
Sumber senyawa tt-fernesol:

Minyak pada buah citrus
Hasil Dan Pembahasan


Gambar 1. biofilm yang mendapatkan perlakuan menunjukkan
adanya kemampuan yang lebih rendah dalam membentuk biofilm
bila dibandingkan dengan kontrol ( Mneurun antara 0.5 – 1 log 10
dalam cfu/ biofilm ). Tidak menunjukkan adanya sifat bakterisida
terhadap S.mutans ( Penurunan pada a>4 log 10 pada cfu/ biofilm
Kedua senyawa sacara nyata mengurangi proses akumulasi
biofilm S. mutans dibandingkan dengan kontrol (p < 0.05)
Pengaruh senyawa epigenin dan tt-fernesol terhadap komposisi
protein dan polisakarida

Tabel1. Perlakuan dengan tt-fernisol, apigenin menunjukkan adanya
pengurangan 32%-43% terhadap biomasa( berat kering) dibanding
dengan kontrol. Kombinasi senyawa apigenin dan tt fernisol
menunjukkan pengurangan 50% biomasa.
Tabel.2. Jumlah glukosa dan IPS dalam Biofilm

Penggunaa senyawa apigenin, tt-fernasol dan chlorhexidine secara
nyata menunjukkan adanta pengurangan kadar glukosa dan IPS
dalam bifilm bila dibandingkan dengan kontrol
Tabel.3. Jumlah fruktosa dalam bio film
Perlakuan dengan menggunakan senyawa apigenin, tt-fernosol dan
Chlorhexidine menunjukkan secara nyata adanya pengurangan
Fruktosa terlarut bila dibandingkan dengan kontrol (P<0.05)


Figure 2 Persentase berat kering biofilm pada protein, polisakarida
dan karbohidrat.
70-80% berat kering biofilm tersusun dari protein dan karbohidrat.
Perlakuan dengan senyawa apienin,tt fernesol dan kombinasi
keduanya mampu menunjukan pengurangan jumlah polisakarida
sebesar 40-60% bila dibanding dengan kontrol (P<0.05). Jumlah total
protein pada perlakuan dengan senyawa apigenin,tt-fernosol dan
chlorhexidine secara nyata menunjukkan pengurangan dibandingkan
dengan kontrol.
Figure 3. Kadar glukosa dan fruktosa pada biofilm



Kombinasi apigenin dan tt-fernosol secara nyata menghasilkan kadar glukosa
terlarut yang rendah.
Penggunaan apigenin, tt-fernosol dan chlorhexidine menunjukkan Jumlah total
dan kadar dari IPS secara nyata menunjukkan hasil yang lebih rendah
dibandingkan dengan kontrol
Penggunaan senyawa apigenin, tt-fernisol dan kombinasi keduanya dan
chlorhexidine menunjukkan adanya pengurangan jumlah fruktosa yang terlarut.
Struktur senyawa
tt-fernosol
apigenin
(James Finney, 2007)
Biofilm formation by MSSA in the absence and presence of 300 M farnesol
(F). (B) Ethidium bromide uptake following exposure
to 0 to 300 M farnesol as assessed by CSLM. Bars, 10 m.
(M. A. Jabra-Rizk,T. F. Meiller, C. E. James and M. E. Shirtliff , 2006)
PROSES TERBENTUKNYA BIOFILM
(Brian G.Shiarer, 1998)
Kesimpulan

Penggunaan senyawa apigenin dan tt farnesol, kombinasi
keduanya menghasilkan jumlah polisakarida ,glukosa,
fruktosa ,viabilitas sel yang rendah pada biofilm bila
dibanding kontrol
Penggunaan kombinasi senyawa secara nyata lebih efektif
dalam mengurangi prosses akumulasi biofilm dinadingkan
dengan cara sendiri-sendiri ( P<0.05) perlakuan kombinasi
juga menunjukkan hasil yang lebih baik dari pada dengan
senyawa apigenin saja walaupun secara statistik tidak
signifikan.

Penggunaan chlorhexidine mampu menghambat aktivitas
enzim GTFs (10-20%) pada 1.33mM, pengurangan viabilitas
sel, menghentikan proses terbentuknya biofilm.
Kombinasikedua senyawa secara nyata mampu
mengurangikadar glukosa alkali pada biofilm bila
dibandingkan dengan kontrol.
Penggunaan apigenin dan tt-fernesol bersifat anti bakteri
MIKROBIOLOGI LINGKUNGAN
TERIMA KASIH