Bab I

BAB 1
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Infeksi diderita hampir 30% orang di dunia dan angka kematian yang
disebabkan infeksi mencapai 40% (WHO, 2005). Agen penyebab infeksi antara
lain karena bakteri, jamur, dan virus (Sriyani et al., 2013). Lebih dari dua bakteri
penyebab infeksi antara lain Streptococcus pyogenes dan Shigella sonnei.
Streptococcus pyogenes adalah salah satu contoh bakteri Gram positif patogen
yang
menginfeksi
saluran
pernafasan,
menyebabkan
demam
rematik
(Cunningham, 2000), faringitis, dan glomerulonefritis (O’Loughlin et al., 2007).
Streptococcus pyogenes
atau Group A Streptococcus (GAS) merupakan
kelompok Streptococcus β hemolitik spektrum luas yang banyak menginfeksi
anak-anak (Carapetis et al., 2005) serta bersifat imunomodulator pada manusia
(Johansson et al., 2010). Shigella ssp adalah bakteri Gram negatif patogen yang
dapat menyebabkan diare terutama pada balita dan gangguan saluran pencernaan
(Selvi & Atan, 2005). Di Amerika Serikat 60-80% gangguan Shigellosis
disebabkan oleh Shigella sonnei (Rudolph et al., 1996). Shigellosis adalah infeksi
saluran cerna yang ditandai dengan adanya darah pada saat buang air besar, perut
terasa nyeri dan tenesmus (Selvi & Atan, 2005). Di negara berkembang, diare
yang disebabkan oleh Shigella adalah masalah kesehatan yang sering dialami
(Ofoyo et al., 2002). Kondisi infeksi yang disebabkan bakteri diterapi dengan
menggunakan antibakteri (Depkes, 2005).
Antibakteri adalah suatu zat atau senyawa dengan konsentrasi yang kecil
bisa menghambat pertumbuhan bakteri atau bahkan membunuh dengan cara
mengganggu proses metabolisme dari bakteri tersebut (Permenkes, 2011). Namun
kasus resistensi terhadap antibakteri meningkat (Nascimento et al., 2000).
Penggunaan tanaman sebagai antibakteri yang efektif untuk infeksi bakteri kini
menjadi alternatif dari kasus resistensi antibakteri sintesis (Martin & Ernst, 2003).
Salah satu tanaman yang digunakan sebagai antibakteri herbal adalah pacar air
(Impatiens balsamina L.). Ekstrak tanaman pacar air memiliki aktivitas sebagai
1 2 antifungi (Hotmauli, 2010). Ekstrak heksan, petroleum eter, aseton, dan metanol
dari tanaman pacar air mempunyai aktivitas antibakteri yang memiliki spektrum
luas, yaitu antibakteri yang mampu membunuh bakteri Gram positif dan Gram
negatif (John & Koperuncholan, 2012). Bunga tanaman pacar air mengandung
flavonoid kaemferol dan kuersetin yang memiliki aktivitas antijamur, antibakteri,
dan antioksidan (Yang et al., 2001). Ekstrak metanol daun pacar air bersifat
sebagai antibakteri terhadap bakteri Staphylococcus aureus (Gram positif) dan
Pseudomonas aerugenosa (Gram negatif) (Nurdin et al., 2013).
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui aktivitas antibakteri ekstrak
etanol daun pacar air terhadap Streptococcus pyogenes dan Shigella sonnei, dan
mengetahui senyawa yang bertanggungjawab terhadap aktivitas antibakteri
menggunakan uji bioautografi. Penelitian ini diharapkan dapat menghasilkan
antibakteri yang dapat dimanfaatkan untuk mengobati infeksi yang disebabkan
oleh bakteri Streptococcus pyogenes dan Shigella sonnei.
B. Rumusan Masalah
Perumusan masalah berdasarkan latar belakang tersebut diatas antara
lain:
1. Apakah ekstrak etanol daun pacar air mampu menghambat pertumbuhan
bakteri yang ditandai adanya diameter zona hambat terhadap Streptococcus
pyogenes dan Shigella sonnei?
2. Apakah senyawa golongan antrakuinon yang terdapat pada ekstrak etanol daun
pacar air yang terdeteksi pada uji KLT memiliki aktivitas terhadap bakteri
Streptococcus pyogenes dan Shigella sonnei?
C. Tujuan Penelitian
Dari latar belakang yang telah dijabarkan serta perumusan masalah
tersebut maka tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Mengetahui aktivitas penghambatan ekstrak etanol daun pacar air terhadap
bakteri Streptococcus pyogenes dan Shigella sonnei.
3 2. Mengetahui apakah senyawa golongan antrakuinon yang terdapat pada
ekstrak etanol daun pacar air yang terdeteksi pada uji KLT yang memiliki
aktivitas antibakteri terhadap bakteri Streptococcus pyogenes dan Shigella
sonnei.
D. Tinjauan Penlitian
1. Tanaman pacar air (Impatiens balsamina L.)
a. Sistematika
Tanaman pacar air adalah sebagai berikut:
Kingdom
: Plantae
Divisi
: Spermatophyta
Sub Divisio
: Angiospermae
Kelas
: Dicotyledoneae
Sub kelas
: Dialypetalae
Ordo
: Balsaminales
Famili
: Balsaminaceae
Genus
: Impatiens
Spesies
: Impatiens balsamina L. (Tjitrosoepomo, 2007)
b. Khasiat
Ekstrak daun pacar air berkhasiat sebagai antifungi dengan nilai MIC
(Minimal Inhibitor Concentration) sebesar 12,5% terhadap bakteri Gram positif,
Candida ATCC 10231 (Hotmauli, 2010). Ekstrak etanol daun pacar air memiliki
aktivitas antimikroba dengan nilai MIC 1,0 – 4,0 mg/mL terhadap bakteri Gram
positif seperti Bacillus cereus dan Staphylococcus aureus, dan terhadap gram
negatif Klebsiella pneumonia, E. coli, S. thypi dan P. aeruginosa (Manikandan et
al., 2011). Tabel 1 menunjukkan khasiat bagian tanaman pacar air.
Tabel 1. Bagian tanaman pacar air dan aktivitasnya(Yang et al., 2001), (Hisae &
Kyoko, 2002), (Oku & Ishiguro, 2001), (Fukomoto, Isoi, Ishiguro, Semma, &
Yamaki, 1996), (Herrera et al., 2013)
Bagian tanaman
Daun
Bunga
Kegunaannya
Antiinflamasi, gatal, dan dermatitis
Antihistamin,
antianafilaktik,
antibodi,
antipiretik, antijamur, antibakteri, antipruritis,
dan antitumor
4 c. Kandungan Kimia
Isolat ekstrak metanol daun tanaman pacar air mengandung senyawa 6metoksi 7-hidroksi kumarin (Adfa, 2006). Daun pacar air mengandung senyawa
naftokuinon, turunan kumarin, tanin, flavonoid, steroid, saponin dan kuinon
(Panichayupakaranant,
2001).
Isolat
ekstrak
pacar
air
yang
dideteksi
menggunakan spektrum UV dan spektrum IR menghasilkan senyawa 2-methoxy1,4-naphthoquinone (Adfa, 2006).
2. Streptococcus pyogenes
Klasifikasi bakteri Streptococcus pyogenes adalah sebagai berikut:
Kingdom
: Bacteria
Fillum
: Firmicutes
Kelas
: Bacili
Ordo
: Lactobacilales
Famili
: Streptococcaceae
Genus
: Streptococcus
Species
: Streptococcus pyogenes (Holt et al., 1994)
Streptococcus pyogenes adalah salah satu golongan bakteri Gram positif,
bersifat non-motil (tidak bergerak), tidak memiliki spora, berbentuk kokus,
berdiameter kurang lebih 0,1 mikrometer, dan merupakan bakteri fakultatif
anaerob (Cunningham, 2000). Karakteristik biokimia, bakteri Streptococcus
pyogenes merupakan bakteri asam laktat karena kemampuannya memfermentasi
pati secara langsung menjadi asam laktat (Putri et al., 2012). Infeksi terjadi karena
adanya interaksi antara faktor-faktor virulensi bakteri tersebut dengan sel
inangnya. Faktor virulensi tersebut antara lain streptokinase, hialuronidase,
proteinase dan protein permukaan Streptococcus pyogenes yaitu streptococcal C5a
peptidase (SCPa), protein M dan protein F (Todar, 2002). Pengatasan infeksi
digunakan antibiotik. Antibiotik yang umum digunakan adalah penisilin yang
dikombinasi dengan klindamisin (Lappin & Ferguson, 2009). Namun akhir-akhir
ditemukan kasus resistensi dan alergi terhadap penisilin. Streptococcus pyogenes
sensitif terhadap antibiotik meropenem, seftriakson, gentamisin, piperasilin-
5 tazobaktam sebesar 67% (Mardiastuti et al., 2007) dan eritromisin (Tegtmeyer et
al., 2012).
3. Shigella sonnei
Klasifikasi bakeri Shigella sonnei adalah sebagai berikut:
Kingdom
: Bacteria
Fillum
: Proteobacteria
Kelas
: Gamma proteobacteria
Ordo
: Enterobacteriales
Famili
: Enterobacteriaceae
Genus
: Shigella
Species
: Shigella sonnei (Karsinah et al., 1994)
Shigella adalah bakteri Gram negatif berbentuk batang, tidak bergerak,
tidak memiliki kapsul (Gomez & Cleary, 2001) serta kemampuannya bertahan
pada suasana asam (Jawetz et al., 2001). Shigella menginvasi permukaan sel
epitel kolon (Dupont, 2000) sehingga sel epitel mengalami inflamasi dengan
menghasilkan eksotoksin yang dapat menyebabkan gejala demam, malaise, dan
nyeri otot (Behrman, 1994). Antibiotik yang digunakan untuk infeksi Shigella
sonnei adalah kombinasi trimetoprim dan sulfametoksazol (Nafianti & Sinuhaji,
2005). Senyawa alam derivat triterpen yang memiliki aktivitas antibakteri
terhadap Shigella sonnei adalah asam terminolik dan 6-hidroksi asiatik dengan
konsentrasi hambat minimal adalah 50 µg (Djoukeng et al., 2005).
4. Antibakteri
Antibakteri adalah suatu zat atau senyawa yang dengan konsentrasi
rendah bisa menghambat pertumbuhan bakteri atau bahkan membunuh dengan
cara mengganggu proses metabolisme dari bakteri tersebut (Madigan et al., 2000).
Antibakteri idealnya berbahaya bagi bakteri patogen tetapi aman untuk inang
(Jawetz et al., 2001). Mekanisme kerja antibakteri antara lain merusak dinding
sel, mengganggu permeabilitas membran, merusak molekul protein dan asam
nukleat, menghambat aktivitas enzim, dan menghambat sintesa protein (Nester et
al., 2012).
6 5. Uji Antibakteri
Metode yang digunakan untuk uji antibakteri adalah sebagai berikut:
a. Metode Difusi
Metode yang umum digunakan untuk melihat aktivitas antibakteri adalah
metode difusi (Jawetz et al., 2001). Macam-macam uji antibakteri dengan metode
difusi antara lain adalah sebagai berikut:
1). Difusi Sumuran
Difusi sumuran dilakukan dengan membuat lubang sumuran kemudian
diisi dengan ekstrak yang akan diuji pada media agar padat yang diinokulasi
dengan bakteri. Efektivitas suatu antibakteri dapat dilihat dari zona terang atau
zona hambat yang dihasilkan (Kusmayati & Agustini, 2007)
2). Kirby Bauer
Cara Kirby Bauer dilakukan dengan cara sedikitnya 3-5 koloni terisolasi
baik dengan tipe morfologi yang sama dipilih dari kultur semalam pada media
MH (Mueller Hinton), diinkubasi pada suhu 37ºC sampai mencapai 0,5 Mc
Farland selama 3 jam. Kemudian suspensi ditamabah salin steril hingga
kekeruhan sesuai standart 0,5 Mc Farland. Kapas lidi steril dicelupkan ke dalam
suspensi kuman lalu ditekankan pada dinding tabung supaya tidak menetes dan
diusapkan pada permukaan media agar hingga rata. Kertas samir (disk) yang
mengandung antibiotik diletakkan di atas media, diinkubasi pada suhu 37ºC
selama 18-24 jam (Hermawan dkk, 2007).
Kemudian dibaca hasilnya:
a). Radical zone yaitu suatu daerah di sekitar disk yang tidak ditemukan adanya
pertumbuhan bakteri. Potensi bakteri diukur dengan menghitung diameter zona
radikal
b). Irradical zone yaitu suatu daerah di sekitar disk yang menunjukkan
pertumbuhan bakteri dihambat oleh antibiotik tersebut tetapi tidak dimatikan
(Lorian, 1980).
7 3). Pour Plate
Suspensi bakteri yang telah ditambah akuades dan agar base, dituang
pada media agar MH, disk diletakkan di atas media. Hasilnya dibaca sesuai
standar masing-masing bakteri (Lorian, 1980).
b. Metode Dilusi
Metode dilusi adalah metode uji antibakteri pertama yang pernah
digunakan. Prinsipnya adalah pengenceran antibiotik hingga didapat beberapa seri
konsentrasi (Ericsson & Sherris, 1971). Tabung yang berisi seri konsentrasi
antibiotik ditanami bakteri dengan konsentrasi 1-5 x 105 CFU/mL dan diinkubasi
pada suhu 37ºC selama semalam. Efektivitas antibakteri dilihat dengan adanya
kekeruhan yang terjadi pada tabung seri konsentrasi (Balows, 1994). Pada
konsentrasi tertentu yang tidak terjadi kekeruhan, menandakan konsentrasi
minimal antibiotik untuk menghambat pertumbuhan bakteri.
6. Bioautografi
Bioautografi
dilakukan
untuk
mengetahui
senyawa
yang
bertanggungjawab terhadap aktivitas antibakteri (Choma, 2005). Keuntungan
metode bioautografi antara lain hasilnya mudah diketahui, biaya murah serta
mudah dilakukan (Kusmayati & Agustini, 2007). Metode bioautografi dibedakan
menjadi tiga, yaitu:
a. Bioautografi Kontak
Bioautografi kontak dilakukan dengan meletakkan lempeng KLT
(Kromatografi Lapis Tipis) hasil elusi senyawa uji di atas media padat yang sudah
diinokulasi bakteri.
b. Bioautografi Imersi atau Bioautografi Agar Overlay
Bioautografi imersi atau bioautografi agar overlay dilakukan dengan
cara lempeng KLT dilapisi dengan agar cair yang sudah diinokulasi bakteri.
Setelah agar mengeras, lempeng KLT diinkubasi dan diwarnai dengan
tetrazolium. Penghambatan bakteri ditandai dengan terbentuknya pita.
8 c. Bioautografi Langsung
Bioautografi langsung dilakukan dengan menyemprot lempeng KLT
dengan bakteri uji dan diinkubasi. Zona hambat yang terbentuk divisualisasi
dengan menyemprot plat KLT dengan tetrazolium (Choma, 2005).
E. Landasan Teori
Ekstrak metanol daun pacar air yang dianalisis menggunakan
kromatografi kolom menghasilkan senyawa kumarin sebanyak 6 mg (Adfa, 2006).
Isolat ekstrak daun pacar air yang dideteksi menggunakan spektrum UV dan
spektrum Infrared (IR) menghasilkan senyawa 2-methoxy-1,4-naphthoquinone
(Adfa, 2006). Senyawa 2-methoxy-1,4-naphthoquinone adalah golongan senyawa
antrakuinon yang memiliki aktivitas 0,6 kali lebih kecil dari tetrasiklin terhadap
bakteri Gram positif, Staphylococcus aureus dan Gram negatif, Bacillus cereus
(Adfa, 2008). Ekstrak daun pacar air memiliki aktivitas antibakteri terhadap
bakteri Gram positif golongan Streptococcus yaitu Streptococcus mutans dan
Gram negatif golongan Shigella yaitu Shigella epidermidis. Konsentrasi hambat
minimal ekstrak daun pacar air terhadap Streptococcus mutans adalah 1000
µg/mL
dan
terhadap
Shigella
epidermidis
adalah
500
µg/mL
(Panichayupakaranan, tanpa tahun).
F. Hipotesis
Dari tujuan percobaan, ditarik dugaan sementara adalah sebagai berikut:
1. Ekstrak etanol 70% daun pacar air mempunyai aktivitas antibakteri yang
ditandai dengan adanya zona hambat terhadap bakteri Streptococcus
pyogenes dan Shigella sonnei.
2. Ekstrak etanol daun pacar air mengandung senyawa golongan antrakuinon
memiliki aktivitas antibakteri terhadap bakteri Streptococcus pyogenes dan
Shigella sonnei.