Pestisida pertanian yang banyak digunakan mungkin menimbulkan ancaman lebih besar terhadap kesehatan otak dibandingkan perkiraan sebelumnya. Peneliti UCLA Health melaporkan bahwa paparan klorpirifos dalam jangka panjang di dekat rumah dikaitkan dengan risiko 2,5 kali lebih tinggi terkena penyakit Parkinson.
Penelitian yang dipublikasikan di Degenerasi saraf molekulermenggabungkan bukti dari ratusan orang dengan eksperimen laboratorium yang dirancang untuk mengetahui secara pasti bagaimana pestisida mempengaruhi otak. Hasilnya menunjukkan bahwa klorpirifos dapat merusak sel-sel saraf penting yang terlibat dalam pergerakan dan berperan langsung dalam perkembangan penyakit Parkinson.
Mengapa Penyakit Parkinson Penting
Penyakit Parkinson adalah kelainan neurologis progresif yang mempengaruhi hampir satu juta orang Amerika. Penyakit ini berkembang ketika sel-sel otak khusus yang memproduksi dopamin secara bertahap mati. Dopamin adalah pembawa pesan kimia yang membantu mengontrol gerakan, koordinasi, dan keseimbangan.
Ketika kadar dopamin menurun, orang mungkin mengalami gejala seperti gemetar, otot kaku, gerakan melambat, dan kesulitan menjaga keseimbangan. Meskipun faktor genetik tertentu dapat meningkatkan risiko, para peneliti semakin fokus pada paparan lingkungan yang mungkin berkontribusi terhadap penyakit ini.
Pestisida telah menjadi salah satu permasalahan lingkungan yang utama. Para ilmuwan telah lama menduga bahwa bahan kimia tertentu yang digunakan dalam pertanian dapat membahayakan sistem saraf, namun sulit untuk mengidentifikasi pestisida tertentu dan memahami pengaruhnya terhadap otak.
Klorpirifos masih digunakan secara luas
Klorpirifos telah digunakan pada tanaman pertanian selama beberapa dekade. Meskipun penggunaan pestisida di rumah tangga dilarang pada tahun 2001 dan penerapannya di bidang pertanian juga dibatasi pada tahun 2021, bahan kimia tersebut terus digunakan pada berbagai tanaman di Amerika Serikat dan tetap umum digunakan di banyak negara lain.
Karena paparan dapat terjadi selama bertahun-tahun, para peneliti ingin memahami apakah orang yang tinggal di dekat lahan yang diberi perlakuan dapat mengalami konsekuensi kesehatan jangka panjang.
Memantau paparan dan risiko penyakit Parkinson
Untuk mempelajari hubungan ini, para peneliti menganalisis data dari 829 orang yang didiagnosis menderita penyakit Parkinson dan 824 orang tanpa penyakit Parkinson. Semua peserta terdaftar dalam Studi Gen dan Lingkungan Penyakit Parkinson UCLA yang sedang berlangsung.
Tim memperkirakan paparan jangka panjang setiap peserta terhadap klorpirifos dengan menggabungkan catatan penggunaan pestisida di California dengan alamat tempat tinggal dan bisnis. Hal ini memungkinkan peneliti untuk menentukan siapa yang mungkin mengalami paparan lebih besar dari waktu ke waktu.
Hasilnya menunjukkan tren yang mencolok. Orang yang terpapar klorpirifos dalam jangka waktu lama memiliki kemungkinan 2,5 kali lebih besar terkena penyakit Parkinson dibandingkan mereka yang tidak terpapar.
Bagaimana pestisida merusak otak
Untuk lebih memahami mengapa peningkatan risiko ini terjadi, para peneliti melakukan serangkaian percobaan laboratorium.
Tikus dipaparkan dengan klorpirifos aerosol selama 11 minggu menggunakan metode inhalasi yang dirancang untuk meniru cara manusia biasanya menghadapi pestisida di lingkungan. Hewan yang terpapar akan mengalami masalah pergerakan dan kehilangan neuron penghasil dopamin, sejenis sel otak yang mengalami kemunduran pada penyakit Parkinson.
Para peneliti juga mengamati tanda-tanda peradangan di otak dan akumulasi abnormal alpha-synuclein, protein yang sangat terkait dengan penyakit Parkinson. Pada pasien dengan penyakit ini, alpha-synuclein dapat menumpuk sehingga mengganggu fungsi normal otak.
Gangguan pada sistem pembersihan otak
Eksperimen tambahan pada ikan zebra mengungkap mekanisme biologis yang menyebabkan kerusakan.
Para peneliti menemukan bahwa klorpirifos mengganggu proses yang disebut autophagy. Sering digambarkan sebagai sistem pembersihan dan daur ulang internal sel, autophagy menghilangkan protein yang rusak dan sisa-sisa sel sebelum menumpuk dan menyebabkan kerusakan.
Ketika proses pembersihan ini terganggu, neuron menjadi lebih rentan terhadap cedera. Namun, ketika para ilmuwan memulihkan autophagy atau menghilangkan protein synuclein, sel-sel saraf terlindungi dari kerusakan.
Hasil ini menunjukkan bahwa pestisida mungkin berkontribusi terhadap penyakit Parkinson dengan mencegah sel menghilangkan bahan berbahaya, sehingga memungkinkan protein beracun menumpuk seiring berjalannya waktu.
Apa yang terjadi selanjutnya
Penemuan ini menyoroti autophagy sebagai target potensial untuk pengobatan masa depan yang bertujuan melindungi otak dari kerusakan akibat pestisida.
Para peneliti mencatat bahwa konsumsi klorpirifos telah menurun dalam beberapa tahun terakhir di Amerika Serikat, namun banyak orang yang terpapar klorpirifos sebelum pembatasan diberlakukan. Selain itu, pestisida serupa terus digunakan di seluruh dunia.
Penelitian di masa depan akan menguji apakah pestisida lain yang biasa digunakan mengganggu autophagy dengan cara yang sama dan apakah pengobatan yang meningkatkan sistem pembersihan alami sel dapat mengurangi risiko penyakit Parkinson pada individu yang terpapar.
Temuan ini juga menunjukkan bahwa orang-orang yang sebelumnya pernah terpapar klorpirifos mungkin mendapat manfaat dari pemantauan neurologis yang lebih ketat, terutama karena para peneliti terus mempelajari efek jangka panjang dari paparan pestisida terhadap kesehatan otak.
Perspektif ahli
“Studi ini menetapkan klorpirifos sebagai faktor risiko lingkungan spesifik untuk penyakit Parkinson, bukan hanya pestisida sebagai kelas umum,” kata Dr. Jeff Bronstein, profesor neurologi di UCLA Health dan penulis utama studi tersebut. “Dengan menunjukkan mekanisme biologis pada model hewan, kami menunjukkan bahwa hubungan ini kemungkinan bersifat sebab akibat. Penemuan bahwa disfungsi autophagy mendorong neurotoksisitas juga mengarahkan kita pada strategi terapi potensial untuk melindungi sel-sel otak yang rentan.”
