Udara kotor dapat memengaruhi kesehatan usus kita

Mikrobioma usus terdiri dari miliaran bakteri, dan para ilmuwan berusaha memahami dengan tepat bagaimana mereka mempengaruhi kesehatan kita, kontribusinya pada risiko kita terkena penyakit, serta bagaimana mereka berinteraksi dengan organ dan sistem vital dalam tubuh, termasuk otak. Cukup banyak untuk dikupas.

Meskipun belum ada jawaban yang jelas tentang bagaimana rupa mikrobioma usus yang sehat, itu kalangan ilmuwan umumnya sepakat bahwa faktor lingkungan, seperti diet, dapat mengubahnya.

Satu teori yang menonjol adalah polusi udara merupakan faktor lingkungan tersebut dan dapat berperan dalam memicu penyakit yang melemahkan tubuh kita. Ini berita buruk bagi usus kita, karena kualitas udara telah memburuk di kota- kota di seluruh dunia.

Meski sebagian besar kesehatan kita dipetakan sejak dini, tidak demikian halnya dengan usus kita, kata Marie Pedersen, seorang profesor di Universitas Kopenhagen.

"Mikrobioma itu dinamis dan dapat berubah sepanjang hidup karena paparan. Ada banyak interaksi antara usus dan apa yang kita hadapi," katanya.

Paparan-paparan ini diketahui berperan dalam memicu penyakit radang usus (IBD), yang mencakup penyakit Crohn dan kolitis ulserativa. Keduanya merupakan penyakit yang diderita seumur hidup karena hingga kini belum ditemukan obatnya.

Penyakit ini terjadi ketika sistem kekebalan tubuh tidak bekerja dengan baik dan tubuh mulai menyerang dirinya sendiri, menyebabkan borok dan radang di usus.

"Bayangkan ada luka yang tidak pernah sembuh, hanya saja ada di dalam tubuh kita. Setiap kali Anda makan atau minum, itu seperti menggosok garam ke dalam luka itu," kata Jaina Shah, manajer publikasi dan informasi Chron's dan Colitis Inggris .

Kolitis ulserativa terlokalisasi dan memengaruhi usus besar, sedangkan Crohn dapat menyerang bagian mana pun di usus.

Kedua kondisi tersebut dapat berdampak hampir di setiap bagian tubuh, termasuk hormon, pencernaan, energi, dan kesehatan mental. Shah mengatakan penyakit ini membutuhkan obat seumur hidup dan, dalam banyak kasus, operasi besar.

"Crohn dan kolitis disebabkan oleh gen yang diwarisi seseorang, ditambah reaksi abnormal sistem kekebalan terhadap bakteri tertentu di usus, mungkin dipicu oleh sesuatu di lingkungan," kata Shah.

Menurut penelitian, pemicu lingkungan ini termasuk diet dan stres. Di sisi lain, hipotesis faktor kebersihan berpendapat bahwa hidup di lingkungan yang terjaga kebersihannya tidak memungkinkan sistem kekebalan berkembang dengan baik.

Baik gen dan faktor lingkungan dapat mengganggu usus dengan cara yang sama, menurut Gilaad Kaplan, dosen di University of Calgary dan penulis beberapa studi yang meneliti hubungan antara usus dan polusi udara.

"Lebih dari 200 gen saat ini diketahui membuat seseorang rentan terhadap IBD. Gen-gen ini terkait dengan dinding usus, dan beberapa terkait dengan bagaimana sistem kekebalan, yang duduk di dinding usus, melawan bakteri jahat," kata Kaplan.

"Sama seperti mutasi genetik dapat mengganggu kemampuan melindungi penghalang usus, paparan lingkungan dapat memiliki dampak yang sama dengan mengganggu penghalang ini. Jika Anda membawa gen yang membuat sistem kekebalan tubuh atau usus menjadi lamban, ini bisa memicu penyakit. "

Pola dalam kasus IBD telah mengarahkan para peneliti untuk mencari tahu apakah polusi udara merupakan salah satu pemicu lingkungan ini, termasuk data yang menunjukkan bahwa mereka lebih umum di perkotaan daripada di daerah pedesaan, dan bahwa negara-negara yang lebih maju memiliki tingkat IBD yang lebih tinggi.

Satu analisis menemukan bahwa angka tertinggi adalah di Eropa dan Amerika Utara, sementara jumlah kasus di negara-negara industri baru di Afrika, Asia, dan Amerika Selatan terus meningkat.

Diperkirakan bahwa polusi udara berperan dalam pengembangan IBD dengan mengubah mikrobioma usus, yang menyebabkan respon imun dan peradangan.

Pada tahun 2005, Kaplan menghadiri kelas tentang mekanisme polusi udara berdampak pada jantung, dan menyadari bahwa ada persilangan dengan IBD, bidang keahliannya.

"Bagian pertama dari penelitian saya adalah melihat data untuk melihat apakah ada lebih banyak kasus IBD di daerah dengan polusi udara lebih banyak," katanya.

Kaplan menganalisis data lebih dari 900 kasus IBD di Inggris, yang berlangsung selama tiga tahun.

Meskipun ia tidak menemukan hubungan antara kasus-kasus IBD yang baru didiagnosis dan tingkat polusi udara secara keseluruhan, ia menemukan bahwa penyakit Crohn lebih umum ditemukan pada orang muda dengan paparan nitrogen dioksida yang lebih tinggi.

Kaplan juga menemukan hubungan serupa antara polusi udara dan usus buntu dan sakit perut.

Namun, faktor yang menyulitkan dari penelitian ini adalah bahwa orang mungkin tidak hidup terlalu lama di daerah dengan polusi tinggi. Juga, mereka tidak membuktikan bahwa satu set data menyebabkan yang lain, jadi penting untuk mengeksplorasi mekanisme di balik data, kata Kaplan.

Polusi udara terdiri dari sejumlah zat, termasuk karbon monoksida, nitrogen oksida (diproduksi oleh kendaraan diesel), ozon, sulfur dioksida dan partikulat (yang terdiri dari debu, serbuk sari, jelaga, dan asap).

Polusi semacam itu adalah penyebab utama penyakit dan kematian. Ini telah dikaitkan dengan banyak kondisi kesehatan, termasuk penyakit paru-paru, serangan jantung, stroke, Alzheimer, diabetes dan asma.

Namun, para ilmuwan juga belum tahu polutan mana yang harus disalahkan.

"Sebagian besar peneliti menggunakan data dari lokasi pemantauan tetap, yang ada di hampir setiap kota, namun itu terbatas untuk mempelajari polutan-polutan itu, yang mewakili proxy yang berbeda," kata Kaplan.

"Nitrogen dioksida adalah proksi untuk polutan lalu lintas, ini adalah ukuran satu kota, jadi kami mempelajari dan mengaitkannya dengan penyakit. Ini mirip dengan bagaimana kita mempelajari efek nikotin dalam rokok, yang mengandung banyak bahan kimia. Sangat sulit untuk mempersempit sumber yang tepat."

Sudah diketahui bahwa menghirup udara yang tercemar dalam bentuk asap rokok juga merupakan faktor risiko perkembangan Crohn, yang telah menjadi faktor risiko lingkungan yang paling banyak diteliti untuk IBD.

Namun, masih ada pertanyaan yang belum terjawab dalam bidang penelitian ini. Salah satu yang lebih mengejutkan adalah mengapa merokok itu sendiri sebenarnya melindungi dari kolitis ulserativa.

Selain menghirup polutan melalui udara ke paru-paru kita, kita bisa menelannya dari makanan, yang bisa dengan mudah terkontaminasi oleh polusi, melalui mekanisme tubuh membuang racun.

Proses ini, pembersihan mukosiliar, menyaring udara yang kita hirup dan keluar kembali sebagai sekresi oral ke belakang tenggorokan sebagai dahak, yang kemudian kita telan dan kemudian memasuki usus.

Kaplan melanjutkan untuk mempelajari efek polusi udara di pengaturan laboratorium. Bersama sekelompok peneliti, ia menemukan bahwa paparan zat partikulat (PM) dapat memicu timbulnya penyakit pencernaan.

Para peneliti memberi tikus dosis tinggi partikel hingga oral selama 14 hari dan memberi makan kelompok lain selama 35 hari dengan memasukkannya ke dalam makanan mereka.

Para peneliti bertujuan untuk meniru paparan PM yang tinggi dan makanan yang terkontaminasi, menggunakan 18mcg m3 (mikrogram per meter kubik udara) per hari.

Tingkat PM di kota - kota dapat berkisar dari 20 hingga 1.000 pada konsentrasi puncak, yang berarti dosis total yang dihirup hingga 20.000mcg selama 24 jam.

Mereka menemukan bahwa tikus yang diberi makan partikulat untuk waktu yang lebih singkat mengalami perubahan ekspresi gen imun, bukti peradangan dan peningkatan respon imun bawaan di usus kecil dan peningkatan permeabilitas usus.

Dampak permeabilitas usus pada lapisan dinding usus dianggap sebagai salah satu penyebab IBD.

"Lapisan usus dirancang untuk berfungsi sebagai penghalang untuk menjaga bakteri jahat keluar dari tubuh dan memungkinkan bakteri baik melakukan hal itu," kata Kaplan.

"Jika terjadi sesuatu yang berdampak pada integritas lapisan dinding, ini dapat menciptakan lubang kecil di mana mikroba patogen mendapatkannya, yang dapat memicu respons kekebalan."

Tikus yang terpapar selama 35 hari juga menunjukkan tanda-tanda peradangan di usus besar, dan perubahan mikrobioma usus mereka.

Tetapi polusi mungkin tidak hanya berperan dalam memicu timbulnya IBD, itu juga bisa mengubah sifat penyakit melalui perubahan yang terjadi pada mikrobioma usus.

Dalam penelitian lain, Kaplan membandingkan kasus apendisitis non-perforasi dan perforasi dari 13 kota, dan menemukan bahwa apendisitis perforasi, yang merupakan risiko keduanya, dikaitkan dengan paparan yang lebih tinggi terhadap polusi udara.

Dia menyimpulkan bahwa paparan polusi dapat memodifikasi jenis penyakit usus.

"Jika Anda tinggal di daerah dengan kualitas udara yang baik, Anda mungkin baru saja mengalami radang usus buntu, dan polusi udara dapat memperburuk serangan ke radang usus buntu yang berlubang," katanya.

Tetapi sementara Kaplan mengatakan ini juga bisa menjadi kasus untuk gangguan terkait usus lainnya, penelitian belum melihat ke dalamnya.

Penelitian belum menjelaskan secara pasti mengapa IBD lebih umum di daerah perkotaan, dan sementara urbanisasi jelas berperan, karakteristik mendasar dari urbanisasi yang menyebabkan IBD tetap tidak jelas.

"Kondisi ini tidak pernah terlihat satu generasi yang lalu di negara-negara ini, tetapi sekarang saya bertemu ahli gastroenterologi yang belum pernah melihat IBD sampai baru-baru ini, dan sekarang melihat kasus setiap hari," kata Simon Travis, seorang profesor klinis dan konsultan gastroenterologi di John Radcliffe Rumah Sakit di Oxford, yang pekerjaannya melibatkan meneliti IBD di negara-negara industri baru.

Tapi ini bukan gambaran keseluruhan. Beberapa makalah penelitian telah menghubungkan peningkatan IBD dengan revolusi industri, sejak Crohn pertama kali dikenali pada 1930-an selama munculnya era mobil. Namun, kasus kolitis ulserativapertama kali muncul pada akhir 1800-an.

"Ada sesuatu tentang industrialisasi dalam iklim saat ini, tetapi kita juga harus berspekulasi mengapa di beberapa wilayah di dunia yang paling tercemar, di beberapa bagian kota Cina dan Rusia, misalnya, IBD sampai saat ini jarang terjadi," ujar Travis.

Dia telah menemukan bahwa penyakit ini terjadi secara umum di kota-kota besar di India, seperti Delhi dan Mumbai, tetapi tidak sama sekali di kota-kota lain. Tapi dia bersikeras IBD jelas merupakan penyakit urbanisasi, dengan satu atau lain cara.

Seperti yang terjadi, konsensusnya adalah bahwa polusi udara bukanlah penyebab utama penyakit usus, tetapi bisa menjadi salah satu dari sejumlah pemicu.

"IBD itu kompleks dan multi-kausal, dan sejumlah faktor lingkungan yang dapat memengaruhi perkembangan, termasuk pajanan terhadap antibiotik pada masa bayi, menyusui, pajanan terhadap asap rokok."

Masing-masing, katanya, dapat "mengikis" kesehatan kita. sampai akhirnya sesuatu runtuh .

"Sulit untuk mengatakan seseorang memberikan pukulan utama yang menyebabkan longsoran salju, tetapi masing-masing berkontribusi pada tingkat tertentu," kata Kaplan.

"Perubahan mikrobioma usus adalah penyebab utama penyakit Crohn dan kolitis ulserativa, dan banyak hal yang menyebabkannya. Polusi udara adalah salah satunya, yang tanpanya kita masih akan melihat kasus dari penyebab lain. "

Penelitian lebih lanjut harus fokus pada negara-negara industri baru, Travis berpendapat.

"Jika kita akan menemukan penyebab IBD, mereka kemungkinan besar akan ditemukan di daerah-daerah di dunia di mana kondisinya berevolusi dan terjadi, karena di Amerika Barat dan Utara kondisinya hampir sepenuhnya berevolusi."