PENURUNAN HIDROFOBISITAS PERMUKAAN SEL BAKTERI PLAK GIGI SETELAH DIPAPAR REBUSAN DAUN SIRIH MERAH KONSENTRASI 10%

## (REDUCTION OF CELL-SURFACE HYDROPHOBICITY OF DENTAL PLAQUE
BACTERIA AFTER EXPOSED BY 10% RED BETEL LEAVES DECOCTION)

## Tetiana Haniastuti
Departemen Biologi Oral Fakultas Kedokteran Gigi, Universitas Gadjah Mada Jl. Denta Sekip Utara, Yogyakarta 55281 E-mail: haniastuti@yahoo.com

## Abstract
The adhesion of dental plaque bacteria to the tooth surface has an important role in the initiation of the development of dental plaque. The hydrophobic surface properties of the bacteria cell wall are responsible for the adhesion of the bacteria cell to the acquired pellicle on the tooth surfaces. The aim of this research was to study the effect of 10% red betel leaves decoction on the cell surface hydrophobicity of dental plaque bacteria in vitro. Dental plaque bacteria were obtained from the  upper  first  maxillary  molar  buccal  surface  of  a  healthy  subject.  Cell  surface  hydrophobicity  of  the  bacteria  was evaluated using the microbial adhesion to hydrocarbon method. The cell suspension was mixed with an equal volume of 10% red betel leaves decoction or aquadest as a control. After standing for 15 mins, n-hexadecane was added and agitated uniformly.  The  optical  density  of  the  aqueous  phase  was  determined  with  turbidimetry.  The  result  showed  that  the hydrophobicity of the dental plaque bacteria exposed to 10% red betel leaves decoction was less compare to the control group. Independent T-test showed a significant difference of the hydrophobicity of the dental plaque bacteria between the groups. In conclusion, treatment of dental plaque bacteria with 10% red betel leaves decoction reduces their cell surface hydrophobicity.
Key words: dental plaque bacteria, hydrophobicity, 10% red betel leaves decoction

## Abstrak
Perlekatan  bakteri  plak  pada  permukaan  gigi  berperan  penting  dalam  inisiasi  perkembangan  plak  gigi.  Struktur permukaan dinding sel bakteri yang bersifat hidrofobik berperan dalam perlekatan sel bakteri pada pelikel yang melapisi permukaan gigi. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh rebusan daun sirih merah konsentrasi 10% terhadap hidrofobisitas permukaan sel bakteri plak gigi in vitro . Bakteri plak diperoleh dari permukaan bukal gigi molar pertama rahang  atas sukarelawan sehat. Hidrofobisitas permukaan  sel  bakteri dievaluasi  dengan  menggunakan  metode perlekatan  bakteri  pada  hidrokarbon.  Suspensi  sel  dicampur  dengan  rebusan  daun  sirih  merah  konsentrasi  10%  atau akuades  sebagai  kontrol  dengan  volume  yang  sama.  Setelah  dibiarkan  dengan  posisi  tabung  berdiri  tegak  selama  15 menit, ditambahkan n-hexadecane dan dikocok secara merata. Densitas optik dari fase air ditentukan secara turbidimetri. Hasil  penelitian  diketahui  bahwa  hidrofobisitas  bakteri  plak  yang  terpapar  rebusan  daun  sirih  merah  konsentrasi  10% lebih rendah dibandingkan dengan kontrol. Hasil uji  T menunjukkan perbedaan  yang signifikan (p<0,05) antara kedua kelompok.    Dari  penelitian  ini  disimpulkan  bahwa  paparan  rebusan  daun  sirih  merah  konsentrasi  10%  menurunkan hidrofobisitas permukaan sel bakteri plak gigi.
Kata kunci: bakteri plak gigi, hidrofobisitas, rebusan daun sirih merah konsentrasi 10%

## PENDAHULUAN
Plak  gigi  adalah  lapisan  lunak  yang  menempel pada permukaan gigi, mengandung bakteri, produk- produk  bakteri,  matriks  ekstraseluler  dan  air  dalam suatu  sistem  mikrobial  yang  kompleks. 1 Plak  me- rupakan faktor etiologi penting terjadinya karies dan
penyakit  periodontal.  Lapisan  ini  terbentuk  melalui proses  kolonisasi  dan  koagregasi  bakteri  pada  per- mukaan  gigi. Pada  awalnya,  terjadi perlekatan bak- teri  Gram  positif  kokus  yang  bersifat facultative anaerob misalnya Streptococcus  sanguinis,  S.  mu- tans,  S.  mitis, dan S.  oralis pada  permukaan  gigi yang telah dilapisi acquired pellicle .  Apabila  sudah
terbentuk  kolonisasi  awal  pada  permukaan  gigi, akan diikuti  kolonisasi  sekunder oleh bakteri Gram positif batang dan filamen antara lain Actinomyces viscosus, A.israelii, dan A. gerencseriae serta bakteri Gram negatif kokus misalnya Veillonella parvula. 2
Kemampuan  bakteri  untuk  melekat  pada  permu- kaan  gigi  merupakan  salah  satu  faktor  penting  ter- bentuknya plak gigi. Perlekatan bakteri pada permu- kaan  gigi  tergantung  pada  interaksi  antara  bakteri dengan  permukaan  gigi,  yang  bersifat  non-spesifik dan spesifik. Interaksi spesifik baru akan terjadi bila sudah terjadi interaksi yang bersifat non-spesifik an- tara  lain  gaya  Van  der  Waals,  ionik,  dan  interaksi hidrofobik antara bakteri dan permukaan gigi. 3
Hidrofobisitas  adalah  kemampuan  mikroorganis- me untuk menjauh dari media cair yang dapat meng- ganggu  perlekatannya  terhadap  suatu  permukaan. Interaksi  hidrorofobik  berperan  penting  dalam  per- lekatan bakteri pada permukaan gigi. Hidrofobisitas tergantung pada struktur permukaan sel bakteri dan sifat fisikokimiawi dari substrat. 4
Penggunaan obat kumur merupakan salah satu upaya kontrol plak yang biasa dilakukan oleh masyarakat. 5 Obat kumur yang efektif harus mampu mengurangi plak yang sudah terbentuk dan mencegah akumulasi plak pada permukaan  gigi.  Mekanisme obat  kumur dalam  mengurangi  akumulasi  plak  adalah  dengan cara menghambat perlekatan dan  kolonisasi bakteri pada permukaan gigi, menghambat pertumbuhan  dan metabolisme bakteri, melepas bakteri plak dari per- mukaan  gigi,  serta  memodifikasi  ekologi  dan  sifat biokimiawi plak. 6
Sirih  merah merupakan  salah  satu  tanaman  yang banyak  ditanam  oleh  masyarakat  Indonesia.  Daun sirih merah mengandung flavonoid, alkoloid, senya- wa polifenolat, tannin dan minyak atsiri yang mem- punyai  aktivitas  sebagai  antibakteri.  Secara  tradi- sional, rebusan daun sirih merah banyak digunakan untuk  mengobati  penyakit-penyakit  rongga  mulut, antara  lain  gusi  berdarah,  sariawan,  gigi  berlubang, bau mulut, dan radang tenggorokan. 7 Hasil peneliti- an  terdahulu  membuktikan  efektivitas  rebusan  sirih merah  konsentrasi  10%  dalam  menghambat  per- tumbuhan  bakteri  kariogenik S.  sobrinus . 8 Arnanda dkk. 9 melaporkan bahwa berkumur dengan rebusan daun  sirih  merah  konsentrasi  10%  dapat  menurun- kan jumlah bakteri plak. Penelitian ini bertujuan un- tuk mengetahui pengaruh rebusan daun sirih merah konsentrasi 10%  terhadap hidrofobisitas sel bakteri plak gigi in vitro .

## BAHAN DAN METODE
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental laboratoris yang dilaksanakan di Laboratorium Riset
Terpadu  Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Gadjah Mada.
Rebusan daun sirih merah konsentrasi 10% dibuat dengan cara merebus 10 gram daun sirih merah ( Pi- per crocatum ) dengan 200 ml akuades sampai men- didih dan air rebusan tersisa 100 ml.
Bakteri plak gigi diambil dari permukaan gigi mo- lar 1 atas sukarelawan sehat dengan menggunakan eks- kavator,  kemudian  dimasukkan  dalam  media brain heart infusion (BHI)  cair dan diinkubasi  selama 24 jam pada suhu 37 o C. Setelah dicuci dengan phosphate- buffered  saline (PBS)  sebanyak  3  kali,  sel  kemudian disuspensikan  ke  dalam  PUM buffer ( potassium phosphate  buffer yang  mengandung  30  mM  urea  dan 0,8  mM  MgSO 4 ),  dan  kekeruhannya  disesuaikan  de- ngan  standar  0,5  Mc  Farland  (1,5X10 8 cfu/ml).  Se- banyak 1,5 ml suspensi bakteri kemudian dicampur dengan rebusan daun sirih merah 10% atau akuades sebagai kontrol dengan volume yang sama. Tabung didiamkan  dengan  posisi  berdiri  selama  15  menit pada  temperatur  kamar,  kemudian  ditambahkan n- hexadecane dan  dikocok  dengan vortex selama  2 menit. Setelah tabung dibiarkan dalam posisi berdiri selama  30  menit,  fase aqueous diambil  dan  diukur absorbansinya  pada  panjang  gelombang  550  nm. Dilakukan  pengulangan  sebanyak  15  kali  pada  se- luruh  perlakuan.  Hidrofobisitas  (Ab)  merupakan  per- sentase absorbansi dari fase hexadecane, dengan di- hitung absorbansi suspensi sel awal sebelum dicampur dengan  hexadecane  (At)  dikurangi  absorbansi  fase aquaeous (Au). 10
Ab = At-Au x 100 At

## HASIL
Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  pada  kon- trol, rerata  hidrofobisitas sel bakteri plak  adalah se- besar  99,97%  +  0,02%  hal  tersebut  menunjukkan bahwa  sel  bakteri  plak  bersifat  hidrofobik.  Hidro- fobisitas  sel bakteri plak tampak menurun  (54,33% +0,79%)  setelah dipapar dengan rebusan daun  sirih merah konsentrasi 10% (Gambar 1).
Gambar 1. Hidrofobisitas sel bakteri plak setelah dipapar rebusan daun sirih merah konsentrasi 10%
Hasil  uji  normalitas  dengan  Levene test menun- jukkan bahwa data terdistribusi normal (p>0,05), se- hingga  memenuhi  syarat  untuk  diuji  dengan  uji  T. Hasil  uji  dengan independent  T-test menunjukkan perbedaan  yang  signifikan  (p<0,05)  antara  hidro- fobisitas  sel  bakteri  plak  setelah  dipapar  rebusan  daun sirih  merah  dibandingkan  dengan  kontrol,  menun- jukkan  bahwa  paparan  rebusan  daun  sirih  merah mampu menurunkan hidrofobisitas sel bakteri plak.

## PEMBAHASAN
Bakteri yang terdapat dalam plak antara lain Strep- tococcus mutans, S. sanguinis, S. mitis, S. oralis , Acti- nomyces  viscosus, dan A. israelii. 2 Pada  awal pem- bentukan  plak,  terjadi  adhesi  bakteri  yang  bersifat non spesifik dengan permukaan gigi, antara lain me- lalui  interaksi  yang  bersifat  hidrofobik.  Hidrofobi- sitas  permukaan  sel  bakteri  merupakan  salah  satu faktor  penting  perlekatan  bakteri  pada  permukaan gigi. 11 Untuk menguji hidrofobisitas, pada penelitian ini  digunakan  metode the  microbial  adhesion  to hydrocarbon .  Metode  tersebut  dapat  membuktikan kemampuan bakteri untuk melekat pada permukaan hidrokarbon. Hexadecane merupakan  hidrokarbon yang  digunakan  pada  penelitian  ini  sebagai  repre- sentatif dari permukaan hidrofobik dari gigi. 10,12
Hasil penelitian ini membuktikan bahwa permuka- an  sel  bakteri  plak  bersifat  hidrofobik.  Hal  tersebut sesuai  dengan  hasil  penelitian  terdahulu  mengenai hidrofobisitas  permukaan  sel  bakteri  plak  termasuk bakteri S. sanguinis , S. mitis , Actinomyces sp. 10 dan S. mutans. 13 Bakteri S. sanguinis, S. mitis , dan Actino- myces sp.  diketahui  mempunyai  komponen  sel  de- ngan  domain  hidrofobik  yang  mengandung  asam amino  non  polar.  Keberadaan  komponen  tersebut meningkatkan  kemampuan  interaksi  hidrofobik  sel bakteri  dengan  permukaan  gigi  sehingga  memung- kinkan terjadinya adhesi. 10 Hidrofobisitas permuka- an sel S. mutans terutama berhubungan dengan mo- lekul protein permukaan sel yaitu PAc. 13 Selain itu, S. mutans juga mempunyai fimbria 14 ,  yang menen- tukan  hidrofobisitas  permukaan  sel 15 karena  asam amino  hidrofobik  terkonsentrasi  pada  fimbria  ter- sebut. 16 Hasil  penelitian  ini  membuktikan  sifat  hidro- fobik  permukaan  sel  bakteri  plak  mengindikasikan bahwa bakteri plak mampu melekat pada permuka- an gigi.
Dari  hasil  penelitian  ini  diketahui  bahwa  hidro- fobisitas  sel  bakteri  plak  menurun  setelah  dipapar dengan  rebusan  daun  sirih  merah  konsentrasi  10%. Hidrofobisitas  permukaan  sel  bakteri  ditentukan  oleh komponen  struktur  permukaan  sel. 10 Bahan-bahan antibakteri dapat mempengaruhi struktur permukaan sel,  sehingga  mengganggu  kemampuan  adhesi  dan kolonisasi  bakteri.  Daun  sirih  merah  mengandung flavonoid, alkoloid, senyawa polifenolat, tannin dan minyak  atsiri  yang  mempunyai  aktivitas  sebagai antibakteri. 7 Menurunnya  hidrofobisitas  permukaan sel bakteri plak setelah dipapar dengan rebusan daun sirih  merah  konsentrasi  10%  menunjukkan  bahwa zat aktif yang terkandung dalam rebusan daun sirih merah yaitu flavonoid, tanin, dan saponin dapat mem- pengaruhi  struktur  permukaan  sel.  Senyawa  flavo- noid dan tanin merupakan turunan fenol yang mam- pu berinteraksi dengan protein, enzim, dan lipid dari membran  sel  bakteri,  sehingga  merubah  permea- bilitas  sel  dan  menyebabkan  lepasnya  proton,  ion dan makromolekul. Hal tersebut berakibat penurun- an  hidrofobisitas  permukaan  sel  bakteri. 17,18 Selain itu, menurut Kumar  dan Pandey (2013) 19 flavonoid mampu menonaktifkan adhesin dari bakteri, sehing- ga  berpengaruh  terhadap  kemampuan  perlekatan- nya. Saponin bersifat sebagai surfactant agent yang kuat,  karena dapat  menurunkan  tegangan permuka- an antar sel. Saponin yang diabsorpsi pada permuka- an sel akan menyebabkan kerusakan sel bakteri de- ngan meningkatnya permeabilitas membran, sehing- ga  bahan-bahan  esensial  (protein  dan  enzim)  yang terdapat dalam bakteri hilang  dan menyebabkan pe- nurunan hidrofobisitas. 20
Dari hasil penelitian Arnanda dkk. 9 diketahui bah- wa berkumur dengan rebusan daun sirih merah kon- sentrasi 10% dapat menurunkan jumlah bakteri plak. Hasil penelitian ini menjelaskan fenomena tersebut. Menurunnya  hidrofobisitas  permukaan  sel  bakteri plak setelah paparan rebusan daun sirih merah 10%, akan menyebabkan berkurangnya kemampuan bak- teri untuk melekat pada permukaan gigi.
Dari  penelitian  ini  disimpulkan  bahwa  hidrofobi- sitas  permukaan  sel  bakteri  plak  menurun  setelah paparan rebusan daun sirih merah konsentrasi 10%. Penurunan  hidrofobisitas  sel  bakteri  plak  akan  me- nyebabkan  berkurangnya  jumlah  bakteri  plak  yang melekat pada permukaan gigi.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Filoche  S,  Wong  L,  Sissons  CH.  Oral  biofilms: emerging concepts in microbial ecology. J Dent Res 2010; 89(1):8-18.
2. Marsh PD,  Nyvad B.  The oral  microflora  and  bio- film on teeth. In: Fejerskov O, Kidd E, editor. Den- tal  caries  the  disease  and  its  clinical  management. 2 nd ed.,  Oxford:  Blackwell  Munksgaard  Ltd,  2008: 166-76.
3. Scannapieco FA. The oral environment. In: Lamont RJ,  Burne  RA,  Lantz  MS,  LeBlanc  DJ,  eds.  Oral microbiology and immunology. Washington: ASM Press, 2006: 53-63.
4. Arezoo  T, Rooha  KK, Rasool S, Abdolreza N. The relationship  between  cell  surface  hydrophobicity and  antibiotic  resistance  of  streptococcal  strains isolated from dental plaque and caries. Iran J Basic Med Sci 2008; 10(4): 251-5.
5. Li L, Guo L, Lux R, Eckert R, Yarbrough D, He J, et al. Targeted antimicrobial therapy against Strepto- coccus mutans establishes protective non-cariogenic oral biofilms and reduces subsequent infection.  Int J Oral Sci 2010; 2: 66-73.
6. Jeon JG, Rosalen PL, Falsetta ML, Koo H. Natural products  in caries research: current (limited) know- ledge, challenges and future perspective. Caries Res 2011; 45: 243-63.
7. Werdhany  WI,  Marton  A,  Setyorini.  Sirih  merah. Sleman:  Balai  Pengkajian  Teknologi  Pertanian Yogyakarta, 2008: 1-3.
8. Haniastuti T, Asih R. Penurunan produksi asam dan pertumbuhan bakteri Streptococcus sobrinus setelah terpapar  rebusan  daun  sirih  merah  10%.  dentika Dent J 2013; 10(4): 324-8.
9. Arnanda  BB,  Tandelilin  RTC,  Haniastuti  T.  Pe- ngaruh berkumur air rebusan daun sirih merah ( Pi- per crocatum )  konsentrasi  10%  terhadap  jumlah bakteri  plak  gigi  pada  penderita  gingivitis  kategori sedang.  Skripsi.  Yogyakarta:  Program  Pendidikan Dokteri Gigi FKG UGM, 2014: 47.
10. Razak FA, Othman RY, Rahim ZHA. The effect of Piper  betle and Psidium  guajava extracts  on  the
cell-surface hydrophobicity of selected early settlers of dental plaque. J Oral Sci 2006; 48(2): 71-5.
11. Nakano  K,  Tsuji  M,  Nishimura  K,  Nomura  R, Ooshima  T.  Contribution  of  cell  surface  protein antigen PAc of Streptococcus mutans to bacteremia. Microbes Infect 2006; 8: 114–21.
12. Lucena PH, Biondi L, Torres R. Hydrophobicity test in mutans  streptococci .  Acta  Odontol  Latinoam 2010; 23(3): 210-5.
13. Prabu GR, Gnanamani A, Sadulla S. Guaijaverin – a plant flavonoid as potential antiplaque agent against Streptococcus mutans . J Appl Microbiol  2006; 101: 487-95.
14. Moreira  M,  Vicente  VA,  Glienke  C.  Genetic  va- riability of Streptococcus mutans isolated from low- income families, as shown by rapd markers. Braz J Microbiol 2007; 38: 729-35.
15. Ljungh  A, Yanagisawa  N,  Wadstrom T.  Using the principle  of  hydrophobic  interaction  to  bind  and remove wound bacteria. J Wound Care 2006 15(4): 175-180.
16. Jenkinson HF, Lamont RJ. Oral microbial ecology. In: Lamont RJ, Burne RA, Lantz MS, LeBlanc DJ, editor.  Oral  microbiology  and  immunology.  Was- hington: ASM Press, 2006: 89-105.
17. Petti  S,  Scully  C.  Polyphenols,  oral  health  and  di- sease: a review. J Dent 2009; 37: 413-423.
18. Ferrazzano  GF,  Amato  I,  Ingenito  A,  Zarrelli  A, Pinto G, Pollio A. Plant polyphenols and their anti- cariogenic properties: a review. Molecules 2011; 16: 1486-1507.
19. Kumar  S,  Pandey  AK.  Chemistry  and  biological activities  of  flavonoids:  an  overview.  Sci  World  J. 2013; 1-16.
20. Shihabudeen  MS,  Priscilla  H,  Thirumurugan  K. Antimicrobial  activity  and  phytochemical  analysis of selected Indian folk medicinal plants. Int J Pharm Sci Res 2010; 1(10): 430-4.