Mikroplastik dan usus kita: apa yang terungkap dalam tinjauan sistematis baru tentang mikrobioma dan risiko kesehatan

Mikroplastik (partikel <5 mm) dan bahkan nanoplastik yang lebih kecil lagi sudah ada di mana-mana, mulai dari air dan makanan hingga udara di rumah kita. Dalam beberapa tahun terakhir, mikroplastik telah ditemukan di paru-paru manusia, plasenta, feses, dan darah. Pertanyaan logis selanjutnya adalah bagaimana partikel-partikel ini memengaruhi mikrobioma usus, yang berperan dalam imunitas, metabolisme, dan perlindungan sawar usus. Sebuah studi baru di BMC Gastroenterology adalah yang pertama kali mengumpulkan data manusia dan data "relevan bagi manusia" secara sistematis mengenai topik ini, memberikan gambaran komprehensif tentang bagaimana komposisi dan fungsi mikrobiota terganggu oleh paparan mikroplastik.

Latar Belakang Penelitian

Produksi dan akumulasi sampah plastik telah meningkat selama beberapa dekade, dan fragmentasinya menyebabkan terbentuknya mikroplastik (partikel <5 mm) dan bahkan nanoplastik yang lebih kecil. Partikel-partikel ini persisten di lingkungan, mampu berpindah jarak jauh, dan terakumulasi dalam organisme, termasuk manusia. Deteksi mikroplastik dan nanoplastik di udara, air, makanan, dan produk rumah tangga membuat paparan sehari-hari hampir tak terelakkan. Lebih lanjut, partikel-partikel ini telah ditemukan di paru-paru, plasenta, feses, dan darah, sehingga meningkatkan kekhawatiran tentang dampak biologisnya.

Rute paparan dan mengapa air dan makanan penting

Manusia bersentuhan dengan mikroplastik melalui konsumsi, inhalasi, dan kontak kulit, tetapi jalur oral dianggap sebagai jalur utama: partikel banyak terdapat dalam rantai makanan dan sistem air minum—baik air keran maupun air kemasan. Karena volume konsumsi air harian yang besar, jalur ini menjadi sumber asupan mikroplastik yang "kronis" dan sulit dihindari. Setelah tertelan, partikel berinteraksi dengan saluran pencernaan sebelum dikeluarkan dan dapat mengubah lingkungan setempat, termasuk mikrobioma.

Mengapa Mikrobioma Usus Menjadi Sasarannya

Mikrobiota usus sangat penting untuk homeostasis imun, metabolisme, dan integritas epitel. Aktivitas enzimatiknya menghasilkan asam lemak rantai pendek (SCFA) dan ligan AhR, metabolit yang mendukung kaskade barier dan antiinflamasi. Disbiosis (perubahan komposisi/fungsi yang berkelanjutan) dikaitkan dengan disfungsi barier, peradangan kronis tingkat rendah, dan gangguan metabolisme. Oleh karena itu, faktor apa pun yang mendistorsi komunitas mikroba dan metabolitnya memiliki konsekuensi sistemik.

Apa yang diketahui sebelum ulasan ini

Hingga saat ini, literatur berfokus terutama pada lingkungan dan model hewan. Eksperimen pada mamalia dan organisme akuatik telah menunjukkan bahwa polimer seperti PS, PE, PVC, dan PET terakumulasi di usus, mengurangi keragaman mikrobiota, meningkatkan peradangan, dan memperburuk kolitis. Pemendekan usus besar, penurunan sekresi mukus, dan peningkatan risiko karsinogenesis kolorektal telah dilaporkan akibat paparan mikroplastik. Hal ini mendorong permintaan akan sintesis yang "relevan dengan manusia": pergeseran mikroba dan gangguan fungsional apa yang diamati pada manusia dan model berbasis manusia.

Mekanisme pengaruh yang diusulkan pada mikrobiota

• Iritasi fisikokimia: luas permukaan spesifik yang tinggi dan reaktivitas partikel (terutama nanofraksi) mampu merusak epitel dan mengubah ceruk lokal untuk bakteri.
• Pembawa polutan dan patogen: Mikroplastik dapat menyerap racun dan berfungsi sebagai “rakit” bagi mikroba, sehingga mengganggu keseimbangan ekosistem dalam lumen usus.
• Perubahan komposisi dan metabolisme: perubahan rasio komunitas “kerangka” besar (Firmicutes/Bacteroidetes) dan penipisan produsen SCFA menyebabkan penurunan buterat/propionat dan melemahnya fungsi penghalang dan imunomodulator.
• Metabolit gas dan peradangan: Peningkatan proporsi produsen H₂S (misalnya, Desulfobacterota) dikaitkan dengan diare/sembelit, IBS dan pemeliharaan peradangan.

Heterogenitas Paparan: Mengapa 'Jenis, Ukuran, Bentuk, dan Dosis' Penting

Efek biologis bervariasi tergantung pada polimer (PE, PS, PET, PVC, PLA, dll.), ukuran (mikro vs. nano), bentuk (bulat, serat, fragmen), dan konsentrasi. Partikel yang lebih kecil memiliki daya tembus yang lebih besar dan kinetika interaksi yang berbeda dengan sel dan mikroba. Parameter ini, bersama dengan matriks makanan/air, menentukan tingkat keparahan disbiosis dan tingkat keparahan gangguan fungsional.

Hipotesis signifikansi klinis dan risiko

Mengingat peran mikrobiota, disbiosis yang diinduksi MP secara logis berkaitan dengan patologi gastrointestinal (IBD, IBS, kolitis), gangguan metabolik, dan peradangan sistemik. Pada tingkat hipotetis, kontribusi mikroplastik sebagai faktor lingkungan pendorong pertumbuhan kanker kolorektal dini melalui kombinasi defek barier, peradangan, dan kemungkinan kofaktor (xenobiotik yang teradsorpsi) dibahas. Kohort prospektif diperlukan untuk mengkuantifikasi hubungan ini.

Tantangan metodologis di bidang ini

• Pengukuran paparan: standarisasi isolasi/identifikasi partikel dalam sampel biologis manusia.
• Perbandingan data mikrobioma: protokol pengurutan dan analisis (keanekaragaman α/β, taksonomi, metabolomik) sangat bervariasi.
• Desain studi: kurangnya studi longitudinal dan intervensional pada manusia; sampel kecil dan geografi sempit.
• Penilaian dosis-respons: perlunya ambang batas paparan yang aman dan pertimbangan sifat partikel dalam perhitungan risiko.

Mengapa tinjauan sistematis saat ini diperlukan

Dengan latar belakang data "manusia" yang beragam, para penulis melakukan pencarian PRISMA untuk mensintesis hasil yang relevan bagi manusia: pergeseran taksonomi, perubahan keanekaragaman dan fungsi metabolisme (termasuk SCFA), dan ketergantungan efek pada sifat partikel. Pendekatan ini menjadi dasar untuk penilaian risiko dan standarisasi metode lebih lanjut.

Apa sebenarnya yang dilakukan penulis?

Kami melakukan penelusuran sistematis di Scopus dan PubMed menggunakan protokol PRISMA, mengidentifikasi 12 studi primer (2021-Mei 2024) yang secara spesifik berkaitan dengan manusia: 5 studi observasional (melibatkan partisipan manusia) dan 7 studi model menggunakan sampel manusia (sistem gastrointestinal simulasi, in vitro). Analisis mencakup data komposisi mikrobiota pada tingkat filum/famili/genus, keragaman α dan β, serta jalur metabolisme (misalnya produksi asam lemak rantai pendek - SCFA). Geografis studi-studi tersebut sangat sempit: terutama Tiongkok, tetapi juga Spanyol, Prancis, dan Indonesia.

Polimer dan parameter paparan apa yang dipertimbangkan?

Sampelnya mencakup polimer umum:

• polietilena (PE), polistirena (PS), polietilena tereftalat (PET), polivinil klorida (PVC), asam polilaktat (PLA);
• campuran mikroplastik;
• Ukuran, bentuk, dan konsentrasi partikel bervariasi - semua sifat ini memengaruhi tingkat keparahan efek.

Temuan Utama: Apa yang Terjadi pada Mikrobioma

Gambaran keseluruhan menunjukkan disbiosis—pergeseran yang tidak menguntungkan dalam komunitas mikroba di bawah pengaruh mikroplastik. Dalam sejumlah penelitian, hal-hal berikut diamati selama paparan PET dan campuran mikroplastik:

• peningkatan proporsi Firmicutes, Synergistetes, Desulfobacterota dengan penurunan simultan pada Proteobacteria dan Bacteroidetes;
• penurunan keragaman keseluruhan dan perubahan rasio Firmicutes/Bacteroidetes, yang telah dikaitkan dengan gangguan metabolisme dalam literatur;
• penipisan taksa - produsen utama SCFA, yang memengaruhi fungsi penghalang dan regulasi anti-inflamasi usus.

Apa saja perubahan metabolisme mikrobiota?

Selain komposisi, fungsi-fungsinya juga terganggu:

• produksi SCFA (asetat, propionat, butirat), yang diperlukan untuk nutrisi kolonosit dan pemeliharaan sambungan epitel yang ketat, menurun;
• jalur yang terlibat dalam modulasi imun dan detoksifikasi bergeser;
• aktivasi kaskade pro-inflamasi dimungkinkan (termasuk melalui peningkatan pembentukan hidrogen sulfida dengan mengurangi bakteri), yang dikaitkan dengan diare/sembelit, IBS dan eksaserbasi penyakit radang usus.

Potensi implikasi klinis

Meskipun studi prospektif langsung pada manusia masih terbatas, pola sinyal secara keseluruhan menggambarkan profil risiko yang jelas:

• Penyakit usus: hubungannya dengan disbiosis pada IBD, IBS, kolitis;
• Sindrom metabolik: Ketidakseimbangan F/B dan penurunan SCFA mendukung resistensi insulin dan peradangan kronis tingkat rendah;
• Kanker kolorektal dini: Para penulis mencatat hipotesis keterlibatan mikroplastik sebagai faktor risiko lingkungan yang meningkatkan peradangan dan mengganggu penghalang.

Hal penting yang perlu dipahami tentang “dosis” dan sifat partikel

Efeknya bergantung pada jenis, ukuran, bentuk, dan konsentrasi polimer. Partikel yang lebih kecil memiliki luas permukaan spesifik yang lebih besar dan cenderung menembus lebih dalam, serta dapat membawa racun dan patogen yang teradsorpsi – yang semuanya meningkatkan pergeseran disbiotik. Dengan kata lain, "mikroplastik yang mana" dan "seberapa banyak" memiliki implikasi praktis terhadap risiko.

Batasan Menonton

Para penulis menyoroti beberapa keterbatasan:

• Kurangnya data klinis langsung: Dominasi model in vitro membatasi ekstrapolasi ke kehidupan nyata.
• Heterogenitas metode: protokol yang berbeda untuk isolasi/identifikasi mikroplastik dan pengurutan mikrobiota membingungkan meta-analisis.
• Geografi dan sampel yang sempit: sebagian besar karya berasal dari beberapa negara dan memiliki volume kecil.

Apa artinya ini bagi kebijakan dan praktik?

1. Standar diperlukan: protokol yang seragam untuk mengukur mikroplastik dalam sampel manusia dan membuat profil mikrobioma;
2. Penilaian dosis-respons: menentukan tingkat paparan yang aman dan efek ambang batas;
3. Pencegahan di tingkat lingkungan: mengurangi sumber mikroplastik (kemasan, serat sintetis, bahan abrasif), meningkatkan penyaringan air minum dan pengendalian emisi industri;
4. Pemantauan pada kelompok rentan: anak-anak, wanita hamil, pasien dengan IBD/IBS dan gangguan metabolisme.

Apa yang dapat Anda lakukan sekarang (langkah-langkah bijaksana untuk mengurangi kontak)

• Air minum: gunakan filter berkualitas tinggi jika memungkinkan; jangan memanaskan air dalam wadah plastik.
• Makanan dan memasak: Gunakan kaca/logam saat menyimpan dan memanaskan makanan, jika memungkinkan; hindari peralatan plastik yang tergores.
• Tekstil dan cucian: kurangi serat mikro dari sintetis (muatan penuh, siklus lembut, kantong/filter penampung).
• Kebiasaan rumah tangga: ventilasi/pembersihan basah mengurangi mikroplastik di udara dalam ruangan.

Kesimpulan

Sebuah tinjauan sistematis menghasilkan konsensus: mikroplastik merupakan faktor lingkungan yang masuk akal dalam memicu disbiosis manusia, dengan gangguan pada komposisi dan fungsi mikrobiota (termasuk penurunan SCFA), yang secara mekanis menghubungkan paparan dengan peradangan usus dan sistemik, sindrom metabolik, dan potensi risiko kanker. Komunitas ilmiah kini membutuhkan standar, kohort klinis, dan studi prospektif untuk menentukan tingkat keamanan dan menargetkan langkah-langkah perlindungan. Pada tataran kehidupan sehari-hari dan kebijakan, prinsip kehati-hatian sudah menjadi hal yang masuk akal untuk diterapkan.

Sumber: Tinjauan sistematis di BMC Gastroenterology, 13 Agustus 2025 (“Dampak mikroplastik pada mikrobioma usus manusia: tinjauan sistematis komposisi, keragaman, dan gangguan metabolisme mikroba”). DOI: https://doi.org/10.1186/s12876-025-04140-2