Polusi Udara dan Pengaruhnya pada Sistem Kekebalan Tubuh

Kondisi Ibu Kota Negara, DKI Jakarta sedang tidak baik-baik saja. Udara Jakarta terpolusi, namun Pemprov DKI melalui Dinas Lingkungan Hidup dan Dinas Perhubungan akan membentuk satuan tugas untuk melakukan razia dan memberikan sanksi kepada pemilik kendaraan bermotor yang belum melaksanakan uji emisi. Ini adalah satu cara mencegah emisi polutan ke udara. Apakah ini yang menyebabkan ibu Kota Negara harus dipindahkan? jawabannya mungkin ya. Atmosfer Jakarta sudah tidak menyehatkan. Siapa yang salah? Jawabannya seperti mengurai benang kusut.

Hasil penelitian dilaporkan oleh Ginanjar Syuhada dkk, 2023 menunjukkan lebih dari 7.000 hasil kesehatan yang merugikan pada anak-anak, lebih dari 10.000 kematian, dan lebih dari 5.000 rawat inap yang dapat dikaitkan dengan polusi udara setiap tahun di Jakarta.

Total biaya tahunan dampak kesehatan dari polusi udara mencapai sekitar USD 2.943,42 juta. (mdpi.com). Temuan itu menunjukkan kondisi Jakarta memang sangat kritis .

Paling tidak, secara kasat mata,Ibu kota menjadi pusat ekonomi, dan banyak orang menyerbu ibu kota untuk mengadu nasib, membangun pabrik-pabrik, transportasi yang dibutuhkan untuk dinamika kehidupan ibu kota yang kian padat. Akibatnya limbah polutan gas memang ramai dari sektor pabrik dan transportasi.

Pabrik mengeluarkan asap, limbah, transformasi oleh siklus alamiah untuk fotosintesis terjadi tak seimbang. Beban ruang udara ibu kota Jakarta disesaki oleh polutan. Dan penduduk Jakarta hidup di lautan polutan udara. Kelak kita akan melihat penyakit pernafasan kronis akan berkembang, kalau kita semua lengah untuk mengatasinya.

Dilihat dari sumber polutannya, pencemaran udara dapat ditimbulkan oleh sumber-sumber alami maupun kegiatan manusia.

Beberapa definisi gangguan fisik seperti polusi suara, panas, radiasi atau polusi cahaya dianggap sebagai polusi udara. Sifat alami udara mengakibatkan dampak pencemaran udara dapat bersifat langsung dan lokal, regional, maupun global.

Selain itu, Pencemaran udara di dalam ruangan dapat mempengaruhi kesehatan manusia sama buruknya dengan pencemaran udara di ruang terbuka

Dalam tulisan ini penulis mencoba memberikan gambaran tentang pencemaran udara, sumber penyebab pencemaran udara, serta akibatnya bagi manusia, khususnya pada sistem kekebalan tubuh manusia. 

Selayang Pandang Pencemaran Udara

Secara definisi, pencemaran udara adalah kehadiran satu atau lebih substansi fisik, kimia, atau biologi di atmosfer dalam jumlah yang dapat membahayakan kesehatan manusia, hewan, dan tumbuhan, mengganggu estetika dan kenyamanan, atau merusak properti.

Pencemaran udara terdiri dari bahan kimia atau partikel di udara yang dapat membahayakan kesehatan manusia, hewan, dan tumbuhan. Itu juga merusak bangunan. Polutan di udara memiliki banyak bentuk. Mereka bisa berupa gas, partikel padat, atau tetesan cairan.

Sumber Pencemaran Udara

Polusi memasuki atmosfer bumi dengan berbagai cara. Sebagian besar polusi udara diciptakan oleh manusia, berupa emisi dari pabrik, mobil, pesawat, atau kaleng aerosol. Asap rokok bekas juga dianggap polusi udara. Sumber polusi buatan manusia ini disebut sumber antropogenik.

Beberapa jenis polusi udara, seperti asap dari kebakaran hutan atau abu dari gunung berapi, terjadi secara alami. Ini disebut sumber alami.

Polusi udara paling umum terjadi di kota-kota besar di mana emisi dari berbagai sumber terkonsentrasi. Terkadang, gunung atau gedung tinggi mencegah penyebaran polusi udara.

Pencemaran udara ini seringkali muncul sebagai awan yang membuat udara menjadi keruh. Ini disebut asap. Kata "asap" berasal dari gabungan kata "asap" dan "kabut".

Kota besar di negara miskin dan berkembang cenderung memiliki lebih banyak polusi udara daripada kota di negara maju. Menurut Organisasi Kesehatan Dunia (WHO), beberapa kota paling tercemar di dunia adalah Karachi, Pakistan; New Delhi, India; Beijing, Cina; Lima, Peru; dan Kairo, Mesir. Namun, banyak negara maju juga memiliki masalah polusi udara. Los Angeles, California, dijuluki Smog City.

Sistem kekebalan yang berfungsi dengan baik sangat penting untuk tubuh yang sehat. Respons imun yang tidak memadai dan berlebihan mendasari beragam patologi seperti infeksi serius, keganasan metastatik, dan kondisi autoimun.

Oleh karena itu, memahami efek polutan sekitar pada sistem kekebalan sangat penting untuk memahami bagaimana polusi menyebabkan penyakit, dan bagaimana patologi tersebut dapat dibatalkan. 

Sistem kekebalan itu sendiri terdiri dari beberapa jenis sel kekebalan yang bekerja bersama untuk menghasilkan (atau gagal menghasilkan) tanggapan kekebalan dan dalam artikel ini kami meninjau bukti bagaimana polutan udara dapat mempengaruhi jenis sel kekebalan yang berbeda seperti makrofag pembersih partikel, neutrofil inflamasi. sel dendritik yang mengatur respons imun adaptif dan limfosit yang menjalankan respons tersebut.

Tema umum yang muncul adalah kapasitas polutan udara untuk merangsang respons imun pro-inflamasi di berbagai kelas sel imun. Polusi udara dapat meningkatkan respons imun adaptif T helper limfosit tipe 2 (Th2) dan T helper tipe 17 (Th17), seperti yang terlihat pada alergi dan asma, dan mendisregulasi respons imun anti-virus.

Efek klinis polusi udara, khususnya hubungan yang diketahui antara polusi ambien yang meningkat dan eksaserbasi asma dan penyakit paru obstruktif kronik (PPOK), konsisten dengan mekanisme imunologis yang teridentifikasi ini. 

Selain itu, karena endapan polusi udara yang dihirup terutama pada mukosa pernapasan, ulasan ini berfokus pada mekanisme penyakit pernapasan. Namun, seperti yang dibahas dalam artikel tersebut, polusi udara juga mempengaruhi sistem kekebalan tubuh yang lebih luas misalnya pada neonatus dan saluran cerna. 

Sementara banyak tindakan polusi udara yang teridentifikasi pada sistem kekebalan sangat beragam, penelitian imunologi memang menyarankan strategi potensial untuk memperbaiki efek tersebut, misalnya dengan suplemen vitamin D.

Pemahaman mendalam tentang efek imunologis dari polutan sekitar diharapkan dapat menghasilkan ide-ide baru tentang cara mengurangi efek kesehatan yang merugikan dari polusi udara.

Polusi Udara Dalam Ruangan

Polusi udara biasanya dianggap sebagai asap dari pabrik besar atau knalpot dari kendaraan. Tapi ada banyak jenis polusi udara dalam ruangan juga. Memanaskan rumah dengan membakar bahan-bahan seperti minyak tanah, kayu, dan batu bara dapat mencemari udara di dalam rumah. Abu dan asap membuat sulit bernapas, dan dapat menempel di dinding, makanan, dan pakaian.

Gas radon yang terjadi secara alami, bahan penyebab kanker, juga dapat menumpuk di rumah. Radon dilepaskan melalui permukaan bumi. Sistem murah yang dipasang oleh para profesional dapat mengurangi kadar radon.

Beberapa bahan konstruksi, termasuk insulasi, juga berbahaya bagi kesehatan manusia. Selain itu, ventilasi, atau pergerakan udara, di dalam rumah dan ruangan dapat menyebabkan penyebaran jamur beracun. Satu koloni jamur mungkin ada di tempat yang lembab dan sejuk di dalam rumah, seperti di antara dinding. Spora jamur masuk ke udara dan menyebar ke seluruh rumah. Orang bisa menjadi sakit karena menghirup spora.

Efek Pada Manusia

Orang-orang mengalami berbagai efek kesehatan dari paparan polusi udara. Efek dapat dipecah menjadi efek jangka pendek dan efek jangka panjang. Efek jangka pendek, yang bersifat sementara, termasuk penyakit seperti pneumonia atau bronkitis. Mereka juga termasuk ketidaknyamanan seperti iritasi pada hidung, tenggorokan, mata, atau kulit. 

Polusi udara juga dapat menyebabkan sakit kepala, pusing, dan mual. Bau busuk yang dibuat oleh pabrik, sampah, atau sistem saluran pembuangan juga dianggap sebagai polusi udara. Bau ini tidak terlalu serius tetapi tetap tidak menyenangkan.

Efek jangka panjang dari polusi udara dapat berlangsung selama bertahun-tahun atau seumur hidup. Mereka bahkan dapat menyebabkan kematian seseorang. Efek kesehatan jangka panjang dari polusi udara termasuk penyakit jantung, kanker paru-paru, dan penyakit pernapasan seperti emfisema. 

Polusi udara juga dapat menyebabkan kerusakan jangka panjang pada saraf, otak, ginjal, hati, dan organ manusia lainnya. Beberapa ilmuwan menduga polutan udara menyebabkan cacat lahir. Hampir 2,5 juta orang meninggal di seluruh dunia setiap tahun akibat efek polusi udara luar atau dalam ruangan.

Orang bereaksi berbeda terhadap berbagai jenis polusi udara. Anak kecil dan orang dewasa yang lebih tua, yang sistem kekebalannya cenderung lebih lemah, seringkali lebih sensitif terhadap polusi. Kondisi seperti asma, penyakit jantung, dan penyakit paru-paru dapat diperburuk oleh paparan polusi udara. Lama paparan dan jumlah serta jenis polutan juga merupakan faktor.

Efek Terhadap Lingkungan

Seperti manusia, hewan, dan tumbuhan, seluruh ekosistem dapat menderita akibat polusi udara. Kabut asap, seperti kabut asap, adalah jenis polusi udara yang terlihat jelas yang mengaburkan bentuk dan warna. Polusi udara yang kabur bahkan dapat meredam suara.

Partikel polusi udara akhirnya jatuh kembali ke Bumi. Pencemaran udara dapat secara langsung mencemari permukaan badan air dan tanah. Ini dapat membunuh tanaman atau mengurangi hasilnya. Itu dapat membunuh pohon muda dan tanaman lainnya.

Partikel sulfur dioksida dan nitrogen oksida di udara, dapat menciptakan hujan asam ketika bercampur dengan air dan oksigen di atmosfer.

Polutan udara ini sebagian besar berasal dari pembangkit listrik tenaga batu bara dan kendaraan bermotor. Saat hujan asam jatuh ke Bumi, ia merusak tanaman dengan mengubah komposisi tanah; menurunkan kualitas air di sungai, danau dan kali; merusak tanaman; dan dapat menyebabkan bangunan dan monumen membusuk. Seperti manusia, hewan dapat menderita efek kesehatan dari paparan polusi udara. Cacat lahir, penyakit, dan tingkat reproduksi yang lebih rendah semuanya disebabkan oleh polusi udara.

Pemanasan global

Pemanasan global adalah fenomena lingkungan yang disebabkan oleh polusi udara alami dan antropogenik. Ini mengacu pada peningkatan suhu udara dan lautan di seluruh dunia.

Kenaikan suhu ini setidaknya sebagian disebabkan oleh peningkatan jumlah gas rumah kaca di atmosfer. Gas rumah kaca memerangkap energi panas di atmosfer bumi (biasanya, lebih banyak panas Bumi yang keluar ke luar angkasa).

Karbon dioksida adalah gas rumah kaca yang memiliki efek terbesar pada pemanasan global. Karbon dioksida dilepaskan ke atmosfer dengan membakar bahan bakar fosil (batubara, bensin, dan gas alam). Manusia telah mengandalkan bahan bakar fosil untuk menggerakkan mobil dan pesawat, memanaskan rumah, dan menjalankan pabrik. Melakukan hal-hal ini mencemari udara dengan karbon dioksida.

Gas rumah kaca lain yang dipancarkan oleh sumber alami dan buatan juga termasuk metana, dinitrogen oksida, dan gas berfluorinasi. Metana adalah emisi utama dari pembangkit batu bara dan proses pertanian.

Nitrous oxide adalah emisi umum dari pabrik industri, pertanian, dan pembakaran bahan bakar fosil di dalam mobil. Gas berfluorinasi, seperti hidrofluorokarbon, dipancarkan oleh industri.

Gas berfluorinasi sering digunakan sebagai pengganti gas seperti klorofluorokarbon (CFC). CFC telah dilarang di banyak tempat karena merusak lapisan ozon.

Di seluruh dunia, banyak negara telah mengambil langkah-langkah untuk mengurangi atau membatasi emisi gas rumah kaca untuk memerangi pemanasan global, Protokol Kyoto, salah satunya.

Kesepakatan ini pertama kali diadopsi di Kyoto, Jepang, pada tahun 1997, yang merupakan kesepakatan antara 183 negara bahwa mereka akan bekerja untuk mengurangi emisi karbon dioksida mereka. Amerika Serikat belum menandatangani perjanjian itu.

Peraturan

Selain Protokol Kyoto internasional, sebagian besar negara maju telah mengadopsi undang-undang untuk mengatur emisi dan mengurangi polusi udara. Di Amerika Serikat, perdebatan sedang berlangsung tentang sistem yang disebut cap and trade untuk membatasi emisi. 

Sistem ini akan membatasi, atau membatasi, jumlah polusi yang diperbolehkan perusahaan. Perusahaan yang melebihi batas mereka harus membayar.

Perusahaan yang mencemari kurang dari batasnya dapat memperdagangkan atau menjual sisa tunjangan polusi mereka ke perusahaan lain. Cap and trade pada dasarnya akan membayar perusahaan untuk membatasi polusi.

Pada tahun 2006 Organisasi Kesehatan Dunia mengeluarkan Pedoman Kualitas Udara baru. Pedoman WHO lebih ketat dari kebanyakan pedoman yang ada di masing-masing negara. Pedoman WHO bertujuan untuk mengurangi kematian terkait polusi udara sebesar 15 persen per tahun.

Pengurangan Emisi 

Siapa saja dapat mengambil langkah-langkah untuk mengurangi polusi udara. Jutaan orang setiap hari membuat perubahan sederhana dalam hidup mereka untuk melakukannya. Menggunakan transportasi umum daripada mengendarai mobil, atau mengendarai sepeda daripada bepergian dengan kendaraan penghasil karbon dioksida adalah beberapa cara untuk mengurangi polusi udara. Menghindari kaleng aerosol, mendaur ulang hiasan pekarangan alih-alih membakarnya, dan tidak merokok adalah hal lain.

Pengaruhnya Pada sistem kekebalan Tubuh 

Bagaimana pencemaran udara pengaruhnya pada sistem kekebalan tubuh manusia, untuk mengulas ini, hasil analisis yang ditulis oleh Glencross, dan kawan-kawan (2020) dengan judul Air pollution and its effects on the immune system. Yang dimuat dalam jurnal Free Radical Biology and Medicine, menemukan bahwa 

Pertama, Tempat utama paparan polusi udara adalah saluran pernapasan setelah terhirup. Saluran pernapasan, dari saluran hidung ke bawah melalui saluran udara ke unit pertukaran gas alveolar di paru-paru merupakan antarmuka utama antara sistem kekebalan dan lingkungan udara. Partikulat dan gas yang terhirup berinteraksi dengan sel epitel yang melapisi saluran udara dan sel kekebalan profesional di dalam saluran udara. 

Sel-sel ini merasakan dan dapat 'dirangsang' oleh polusi udara karena konstituen polusi memicu jalur pensinyalan seluler. Sel yang terstimulasi bertindak sebagai bagian dari respons imun multiseluler dan gangguan ini dapat menyebabkan penyakit. 

Oleh karena itu, dalam ulasan ini kami akan memeriksa efek polusi udara pada jenis sel individu, dan kemudian efek pada respons imun multiseluler, tetapi pertama-tama akan memeriksa jalur pensinyalan intraseluler yang dapat memicu polusi udara memulai kaskade disfungsi kekebalan yang mengarah pada polusi.

Patologi

Pencemaran udara perkotaan ambien terdiri dari komponen gas dan partikulat (PM). Yang pertama termasuk ozon (O3), senyawa organik yang mudah menguap (VOC), karbon monoksida (CO) dan nitrogen oksida (NOx), dan ini telah ditetapkan sebagai rangsangan inflamasi pada saluran pernapasan meskipun efek inflamasi dari PM telah dipelajari. tingkat yang lebih besar.

PM sendiri dapat dibagi menjadi beberapa fraksi tergantung pada ukuran partikelnya, yang dikenal dengan Aerodynamic Equivalent Diameter (AED), misalnya PM10, PM2.5 dan Ultra-Fine Particulate Matter (UFPM). Partikel yang lebih besar dari 10 m tidak mungkin masuk ke saluran udara bawah karena sebagian besar akan disaring oleh hidung dan saluran udara atas, sementara PM10, PM2.5 dan UFPM mencapai saluran udara bawah.

Partikel dengan AED yang lebih kecil dianggap menembus dan mengendap ke saluran udara yang lebih dalam seperti bronkiolus terminal dan alveoli, sedangkan partikel yang lebih besar (PM10) akan mengendap di saluran udara konduksi yang lebih proksimal.

Bahan partikulat primer dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar (termasuk partikel buang diesel (DEP)), keausan pada permukaan jalan dan rem, bahan kerak yang tersuspensi ulang (debu dari kerak bumi) dan bahan organik seperti serbuk sari. 

PM sekunder dibentuk oleh reaksi fotokimia PM di atmosfer, dengan nukleasi gas polutan seperti amonium nitrat dan sulfur dioksida. PM memiliki komposisi yang kompleks -- mengandung logam, unsur karbon dan karbon organik (baik dalam hidrokarbon maupun peptida), sulfat dan nitrat, serta konstituen lainnya [ Yang penting komposisi PM ambien bervariasi baik secara geografis maupun temporal tergantung pada campuran sumber di setiap lokasi pada waktu tertentu.

Secara historis itu adalah komponen partikulat dari polusi udara yang dianggap paling penting dalam menyebabkan penyakit dan sebagian besar studi imunotoksikologi laboratorium tentang polusi udara (termasuk mayoritas yang dibahas di bawah) telah menyelidiki PM perkotaan referensi.

Teori ini telah ditentang baru-baru ini, misalnya Wooding et al. telah menunjukkan bahwa knalpot diesel partikulat-depleted (DE) masih mampu memberikan efek adjuvan imunologi meskipun tidak adanya PM itu sendiri Anehnya, penipisan partikulat (melalui filtrasi) menyebabkan peningkatan NO2.

Nitrogen dioksida (NO2) adalah komponen yang sangat relevan dari polusi udara ambien mengingat ia adalah polutan ambien yang ditargetkan dalam banyak kebijakan kesehatan lingkungan nasional. 

NO2 adalah pelacak polusi udara terkait lalu lintas tetapi beracun itu sendiri dan dapat bergabung dengan kadar O3 dan VOC yang tinggi di atmosfer, menghasilkan oksidan yang sangat promiscuous seperti radikal hidroksil (*OH), radikal peroksil (HOO*) dan oksigen singlet ( 1O2).

O3 troposfer dalam reaksi ini adalah agen lain yang sangat oksidatif, diproduksi sebagai produk fotokimia dari polusi udara ambien dengan efek yang terdokumentasi dengan baik pada epitel bronkus.

Kehadiran NO2 dan O3 di atmosfer menjadi sangat relevan ketika mempertimbangkan penipisan pertahanan antioksidan cairan pelapis saluran pernapasan (RTLF) yang terbukti di saluran udara individu yang rentan, seperti penderita asma.

Paru-paru orang dewasa menghirup sekitar 11.000 L udara per hari, memposisikan epitel pernapasan untuk paparan patogen dan gangguan lingkungan dalam volume tinggi. 

Oleh karena itu, mukosa pernapasan beradaptasi dengan baik untuk memfasilitasi pertukaran gas dan merespons gangguan tersebut secara efisien, dengan kerusakan minimal pada jaringan inang. 

Mukosa pernapasan terdiri dari cairan pelapis saluran pernapasan; sel epitel bronkial dan alveolar; sel imun residen jaringan seperti makrofag alveolar (AM), sel dendritik, sel limfoid bawaan dan granulosit; serta limfosit T dan B memori adaptif. Di bawah homeostasis, sel-sel ini bekerja sama dengan bakteri komensal dan satu sama lain melalui pensinyalan sitokin dan sel-sel untuk mempertahankan lingkungan tolerogenik.

Skema Kerja sistem kekebalan Tubuh Manusia (Glencross, et al., 2020)

Efek polusi udara dan stres oksidatif pada berbagai jenis sel sistem kekebalan tubuh

Sistem kekebalan terdiri dari beberapa jenis sel kekebalan khusus. Ini memiliki peran yang berbeda dalam kekebalan dan bekerja secara kooperatif satu sama lain dan juga sel lain (non-profesional) dalam tubuh seperti sel epitel pelindung. Sel imun 'penanggap pertama' di paru-paru adalah sel imun bawaan di saluran udara, seperti makrofag alveolar dan neutrofil, yang dapat merespons dengan cepat patogen yang dihirup. Sel dendritik mendasari sel lapisan epitel dan dapat mengambil sampel

Efek Polusi Udara Terhadap Respon Imun

Sementara memeriksa efek polusi udara pada jenis sel kekebalan individu dapat menyoroti mekanisme potensial dimana lingkungan kita menyebabkan patologi, jenis sel kekebalan individu tidak berfungsi dalam isolasi. Ini adalah disfungsi respon imun multiseluler yang menyebabkan penyakit.

Dalam kesehatan, sistem kekebalan harus merespons secara efektif terhadap infeksi dan sel neoplastik, dengan respons yang disesuaikan dengan serangan, tetapi harus mentolerir (yaitu tidak merespons secara berbahaya) tubuh yang sehat dan jinak.

Imunitas Neonatus

Faktor risiko terkait lingkungan yang diakui untuk perkembangan dan perkembangan asma di awal kehidupan adalah mengi berulang yang disebabkan oleh respons yang tidak tepat terhadap infeksi virus pernapasan dan sensitisasi alergi dini.

Namun, risiko perkembangan penyakit saluran napas kronis semakin diperkirakan dimulai sejak dalam rahim. Kehamilan dan masa bayi dapat mencerminkan jendela kerentanan terhadap efek lingkungan yang merugikan, dan bukti terbaru menunjukkan adanya ambien.

Kesimpulan

Polutan sekitar dapat secara langsung memicu jalur pensinyalan seluler, dan studi kultur sel dan model hewan telah menunjukkan efek mendalam dari polutan udara pada setiap jenis sel kekebalan yang dipelajari.

Selain sifat pro-inflamasi umum dari efek ini, banyak dari penelitian ini menyarankan tindakan polusi udara untuk meningkatkan respon imun Th2 dan mengganggu respon imun anti-mikroba. Konsisten dengan tindakan imunologis mekanistik ini, peningkatan polusi udara dikaitkan.

Reference

• Glencross, D. A., Ho, T. R., Camina, N., Hawrylowicz, C. M., & Pfeffer, P. E. (2020). Air pollution and its effects on the immune system. Free Radical Biology and Medicine, 151, 56-68.
• Syuhada, G., Akbar, A., Hardiawan, D., Pun, V., Darmawan, A., Heryati, S. H. A., ... & Mehta, S. (2023). Impacts of Air Pollution on Health and Cost of Illness in Jakarta, Indonesia. International Journal of Environmental Research and Public Health, 20(4), 2916.