Data dari WHO menunjukkan bahwa 60-90% anak mengalami karies gigi dan hampir 100% usia dewasa memiliki kavitas pada gigi. yang menurut WHO termasuk kategori tinggi.
Streptococcus mutans adalah penyebab utama dalam inisiasi dan perkembangan karies karena kemampuan dalam pembentukan biofilm. Faktor virulensi dalam patogenesa karies dengan memproduksi enzim ekstraseluler glukosiltransferase (GTF). Enzim GTF menrubah sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa, serta mengkatalisis pembentukan glukan dari sukrosa. Glukan mendukung perlekatan dan akumulasi bakteri S. mutans pada permukaan gigi dan berperan penting dalam perkembangan plak gigi. Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk mencegah terjadinya karies dengan menghambat aktivitas enzim GTF.
Pengembangan bahan alami diharapkan memiliki kemampuan antibakteri yang lebih efektif dengan efek samping minimal.Propolis merupakan suatu bahan resin alami yang dikumpulkan oleh lebah madu dari berbagai macam jenis tumbuhan.Propolis memiliki sifat antibakteri baik terhadap bakteri gram positif maupun gram negatif. Sifat yang dimiliki oleh senyawa propolis tergantung dari komposisi dan kandungan polifenol yang keduanya dipengaruhi faktor musim, vegetasi suatu area, daerah asal, spesies lebah dan kondisi propolis dalam bentuk segar atau awetan.
Komposisi yang terkandung dalam propolis terdiri dari resin dan balsam (50-70%), minyak esensial dan lilin (30-50%), pollen (5-10%) dan penyusun lain seperti asam amino, mineral, vitamin A, B kompleks, E dan bahan biokimiawi aktif yang dikenal sebagai bioflavonoid (Vitamin P), fenol, dan senyawa aromatik.Bahan aktif dalam esktrak propolis memiliki kemampuan antibakteri dengan menghambat aktivitas enzim glukosiltransferase, diantaranya flavonoid, tanin, terpenoid, dan saponin.
Terdapat beberapa faktor yang dapat mempengaruhi aktivitas enzim, yaitu suhu, pH, jumlah enzim dan substrat, serta adanya inhibitor dan aktivator. Inhibitor enzimatik merupakan molekul yang berinteraksi dengan enzim dan menurunkan aktivitas enzim. Penurunan terjadi karena ketidakseimbangan metabolik sehingga menurunkan reaksi enzim.
Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan ekstrak propolis sebagai inhibitor untuk aktivitas enzim GTF S. mutans. Pada konsentrasi 18 μg/ml diperoleh kadar fruktosa terendah karena aktivitas enzim GTF terhambat oleh kandungan bahan aktif yang tinggi. Hasil uji fitokimia menunjukkan bahan aktif dengan konsentrasi tertinggi adalah saponin (2,48%).
Saponin memiliki sifat seperti deterjen dan mampu meningkatkan permeabilitas membran sel tanpa menyebabkan bakteri lisis. Hal ini menyebabkan gangguan pada keluar masuknya zat melalui membran sel. Saponin berinteraksi dengan sterol dan membentuk single ion channel yang mengganggu kestabilan membran sel. Efek utama yang ditimbulkan adalah terjadinya pelepasan protein dan enzim seluler sehingga menghambat aktivitas enzim.
Selain itu, flavonoid merupakan senyawa paling aktif mempengaruhi aktivitas enzim GTF, dengan golongan flavones dan flavonol efektif sebagai inhibitor GTF. Pada uji fitokimia penelitian ini diperoleh konsentrasi flavonoid ekstrak propolis merupakan tertinggi kedua setelah saponin yaitu 2,18%. Sehingga penurunan kadar fruktosa pada kelompok perlakuan akibat hambatan aktivitas enzim GTF dapat disebabkan oleh kandungan flavonoid dalam ekstrak propolis.
Flavonoid memiliki cincin A dan B yang berperan dalam hidroksilasi gugus hidroksil, sehingga penyusunan basa DNA dan RNA terganggu yang berakibat pada terhambatnya sintesis asam nukleat dan protein sel.16 Flavones dan flavonol merupakan golongan flavonoid yang menghambat aktivitas enzim GTF melalui reaksi ikatan ganda antara C-2 dan C-3 dengan rantai samping asam aspartat enzim GTF yang bersifat nukleofilik.
Daya hambat ekstrak propolis terhadap enzim GTF S. mutans juga disebabkan karena kandungan terpenoid sebagai bahan aktif. Meskipun konsentrasi terpenoid tidak sebesar saponin dan flavonoid yaitu 2,05%, senyawa ini mampu menghambat aktivitas enzim GTF. Terpenoid dan saponin memiliki target kerja yang sama pada membran sel. Terpenoid bereaksi dengan porin membentuk ikatan polimer yang kuat sehingga mengakibatkan kerusakan. Porin berperan sebagai protein transmembran sehingga kerusakan pada struktur ini menyebabkan gangguan permeabilitas membran. Jika proton mudah masuk ke dalam sel dapat memicu penurunan pH dan sensitisasi asam. Kondisi ini dapat menghambat aktivitas enzim GTF.
Selain saponin, flavonoid dan terpenoid, terdapat bahan aktif lain dalam ekstrak propolis yang mampu menghambat aktivitas enzim GTF S. mutans, yaitu tanin. Mekanisme hambatan dari senyawa ini adalah dengan mengambil alih substrat yang dibutuhkan bakteri, menghambat metabolisme energi, memicu reaksi redoks, dan menyebabkan presipitasi protein yang dapat menekan jumlah enzim yang tersusun atas protein. Akan tetapi berdasarkan uji fitokimia, konsentrasi tanin dalam ekstrak propolis hanya sebesar 0,24%. Sehingga hambatan pada aktivitas enzim GTF akibat tanin kurang signifikan jika dibandingkan dengan bahan aktif lain.
Berdasarkan penelitian yang dilakukan diketahui bahwa penurunan kadar fruktosa menunjukkan hambatan pada aktivitas enzim GTF S. mutans yang disebabkan oleh kandungan bahan aktif dalam ekstrak propolis sebagai inhibitor aktivitas enzimatik. Ekstrak propolis dapat menghambat aktivitas biologis sel karena pengaruh dari beberapa bahan aktif daripada pengaruh tunggal masing-masing bahan aktif. Hasil penelitian menyatakan bahwa konsentrasi ekstrak propolis 14 μg/mL efektif menghambat aktivitas enzim GTF S. mutans. Akan tetapi diperlukan penelitian lebih lanjut mengenai peran masing-masing fraksi bahan aktif dalam menghambat aktivitas enzim GTF dan juga penelitian secara klinis ekstrak propolis dalam bentuk agen topikal maupun obat kumur dalam menghambat pembentukan plak gigi.
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
https://e-journal.unair.ac.id/MKG/index
Riyan Iman Marsetyo, Sagita Putri Andinintyas , Chonny Salsabilla Zamrutizahra , Ivan Nur Fadela. Agus Subiwahjudi, Ira Widjiastuti
Dental Journal (Majalah Kedokteran Gigi), 54(4); http://dx.doi.org/10.20473/j.djmkg.v54.14.p186-189
