Effects of <i>Piper betle</i> fractionated extracts on inhibition of <i>Streptococcus mutans</i> and <i>Streptococcus intermedius </i>

Abstract

The overgrowth of certain strains of normal flora in oral cavity can cause many kinds of oral infections or diseases such as carries, periodontitis, and gingivitis. Prevention and treatment of these diseases are usually achieved by chemical antiseptics. However, these chemicals are found as negative impacts of human health hazards and accession of microbial resistance. The present study explores the potential of Piper betle extracts on inhibition of two oral pathogenic bacteria; Streptococcus mutans DMST 41283 and Streptococcus intermedius DMST 42700. P. betle demonstrated significantly higher inhibitory activity against both pathogenic strains than Acacia catechu, Camellia sinensis, Coccinia grandis, Solanum indicum, and Streblus asper. Among fractionated extracts of P. betle from several solvents, the extract from ethyl acetate (Pb-EtOAc) possessed the widest inhibition zone of 11.0 ± 0.1 and 11.3 ± 0.4 mm against both bacterial strains, respectively. Pb-EtOAc showed the same minimum inhibitory concentration of 0.5 mg/mL against both strains, whereas its minimum bactericidal concentrations were 2.0 and 0.5 mg/mL against S. mutans and S. intermedius, respectively. HPLC analysis demonstrated that the major active compound of Pb-EtOAc was 4-allylpyrocatechol. It was found that the killing kinetics of Pb-EtOAc against both test strains were time and dose dependent. Scanning electron microscopy micrographs showed the morphological changes and depletion of the tested pathogens indicating cell destruction after exposure to Pb-EtOAc. It is confirmed that Pb-EtOAc is potentially effective against both oral pathogens and might be used as natural alternative agents in prevention and treatment of oral infections caused by oral pathogenic bacteria.

Multiple Brain Abscesses Secondary to Odontogenic Infection: A Clinical Case Report

“…16 Streptococcus is the group of bacteria most related to oral diseases. 18 Some species such as Streptoccocus mutans are related to the occurrence of dental caries, while S. Intermedius and Streptoccocus constellatus usually colonize dental biofilm in patients with untreated chronic periodontitis. 18,19 The colonization of previous periodontal foci by bacteria of the species S. Intermedius and S. constellatus exacerbate the initial infectious process, which can trigger tooth loss and pyogenic complications such as brain abscess, liver abscess and bacteremia.…”

“…18 Some species such as Streptoccocus mutans are related to the occurrence of dental caries, while S. Intermedius and Streptoccocus constellatus usually colonize dental biofilm in patients with untreated chronic periodontitis. 18,19 The colonization of previous periodontal foci by bacteria of the species S. Intermedius and S. constellatus exacerbate the initial infectious process, which can trigger tooth loss and pyogenic complications such as brain abscess, liver abscess and bacteremia. [19][20][21] Despite being part of the normal flora of the oropharyngeal, genitourinary and gastrointestinal tracts, evidence of reports of involvement of these species in purulent infections such as brain and liver abscesses, as well as the occurrence of bacteremia caused by S. Intermedius after dental manipulation, even without the presence of an infectious process active gingival.…”

Recent Advances in Antimicrobial Nano-Drug Delivery Systems

“…An active compound of Beauveria bassiana, 4-Allylpyrocatechol (APC) has a strong inhibitory effect on many oral pathogens, especially Streptococcus mutans [ 53 , 54 ]. However, the poor solubility of APC in water limits its application in medicine and clinical.…”

Penelusuran Pustaka Senyawa Aktif dan Mekanisme Aksi Aktivitas Antimikroba Ekstrak Daun Sirih (Piper betle L.) terhadap Mikroorganisme Penyebab Gangguan Kesehatan Gigi dan Mulut

“…aktif Allypyrocatechol diketahui memiliki aktivitas antimikroba terhadap Streptococcus gordonii mekanisme yang terjadi yaitu menghambat pertumbuhan atau perbanyakan bakteri patogen dengan cara menghancurkan dinding sel bakteri, yang dimana dilihat dari pola kinetik pembunuhan oleh F-EtOAc (Fraksi Etil Asetat) menunjukan bahwa adanya aksi bakterisida, tingkat pembunuhan F-EtOAc terhadap Streptococcus gordonii secara signifikan dinilai lebih cepat dibandingkan larutan Chlorhexidine (CHX) sebagai kontrol positif(Phumat et al, 2017). Senyawa aktif Allypyrocatechol juga diketahui memiliki aktivitas antibakteri terhadap bakteri Streptococcus intermedius(Phumat et al, 2018(Phumat et al, , 2020. Menurut penelitianPhumat et al, (2018) diketahui bahwa mekanisme aksi dari senyawa aktif Allypyrocatechol terhadap bakteri Streptococcus intermedius yaitu ekstrak etil asetat (Pb-EtOAc) dari daun sirih memiliki aktivitas dalam mengganggu membran sel patogen yang menyebabkan kebocoran komposisi sel esensial dan kematian sel.…”

“…Senyawa aktif Allypyrocatechol juga diketahui memiliki aktivitas antibakteri terhadap bakteri Streptococcus intermedius(Phumat et al, 2018(Phumat et al, , 2020. Menurut penelitianPhumat et al, (2018) diketahui bahwa mekanisme aksi dari senyawa aktif Allypyrocatechol terhadap bakteri Streptococcus intermedius yaitu ekstrak etil asetat (Pb-EtOAc) dari daun sirih memiliki aktivitas dalam mengganggu membran sel patogen yang menyebabkan kebocoran komposisi sel esensial dan kematian sel. Pada tahun 2020 peneliti Phumat et al melakukan penelitian yang sama namun dengan menggunakan pelarut yang berbeda yaitu dengan menggunakan pelarut kloroform, hasilnya diketahui bahwa senyawa aktif Allypyrocatechol mampu menghambat pembentukan biofilm bakteri, senyawa ini bekerja sebagai antibakteri dengan cara menghancurkan membran sel bakteri dan menyebabkan disfungsi membran sel sehingga senyawa Allypyrocatechol ini diklaim dapat menyebabkan kerusakan membran sel bakteri yang mengakibatkan pertumbuhan bakteri dapat terhambat.Aktivitas Antibakteri terhadap Streptococcus mutansSenyawa aktif Allypyrocatechol juga memiliki aktivitas antimikroba terhadap bakteri Streptococcus mutans mekanisme aksi yang terjadi yaitu mampu menghambat pertumbuhan atau perbanyakan bakteri patogen dengan cara menghancurkan dinding sel bakteri, yang dimana dilihat dari pola kinetik pembunuhan oleh F-EtOAc (Fraksi Etil Asetat) menunjukan bahwa adanya aksi bakterisida, tingkat pembunuhan F-EtOAc terhadap Streptococcus mutans secara signifikan dinilai lebih cepat dibandingkan larutan Chlorhexidine (CHX) sebagai kontrol positif(Phumat et al, 2017) selain itu, Allypyrocatechol juga mampu menghambat pembentukan biofilm mikroba yang dimana senyawa ini bekerja sebagai antibakteri dengan cara menghancurkan membran sel bakteri dan menyebabkan disfungsi membran sel sehingga senyawa Allypyrocatechol ini diklaim dapat menyebabkan kerusakan membrane sel bakteri yang mengakibatkan pertumbuhan bakteri terhambat(Phumat et al, 2020).Senyawa aktif kedua yang mempunyai aktivitas antibakteri terhadap bakteri Streptococcus mutans adalah Hydroxychavicol.…”