1 of 57

PENYAKIT PARU AKIBAT PAJANAN MIKROPLASTIK

Oleh :

dr. Devin Elsya Praditama

S602302001

Pembimbing :

Dr. dr. Hendrastutik Apriningsih, Sp.P(K), M.Kes, FISR

TINJAUAN KEPUSTAKAAN II

Program Pendidikan Dokter Spesialis

Pulmonologi dan Kedokteran Respirasi

FK UNS/RS Dr. Moewardi Surakarta

2025

BUSINESS

MSLIDES.COM

2 of 57

PENDAHULUAN

Mikroplastik 🡪 partikel plastik kecil ukuran <5mm

Ahli kelautan Inggris Thompson et al. tahun 2004 pertama kali memperkenalkan istilah mikroplastik

Plastik 🡪 polusi yang meluas dan meningkatkan konsumsi minyak

3 of 57

Sejak 1950 🡪 pertumbuhan produksi plastik global meningkat secara eksponensial 🡪 >10 milyar ton plastik telah diproduksi

Tahun 1950 = 2 juta ton menjadi 367 juta ton pada tahun 2020

Penelitian University of Leeds (2024) = 3 negara polusi plastik tertinggi di dunia yaitu India, Nigeria, Indonesia

Pendahuluan

2050 🡪 konsumsi minyak bumi di dunia 20% untuk mensintesis plastik

BUSINESS

MSLIDES.COM

4 of 57

INDONESIA 🡪 polusi plastik ke-3 di dunia

Plastik digunakan pada semua aspek kehidupan manusia 🡪 peningkatan produksi plastik secara masif

Pendahuluan

Plastik membawa keuntungan besar dan kemudahan bagi manusia

Inhalasi partikel mikroplastik telah dibuktikan

BUSINESS

MSLIDES.COM

5 of 57

DEFINISI PLASTIK

Plastik adalah polimer sintetis, diproduksi dari bahan bakar fosil seperti minyak

Plastik membutuhkan waktu puluhan hingga ribuan tahun untuk terurai secara hayati

Penemuan plastik pertama tahun 1869 oleh John W seorang investor Amerika

Mikroplastik = 1 μm – 5mm

Nanoplastik = <1 μm

BUSINESS

MSLIDES.COM

6 of 57

KLASIFIKASI PLASTIK BERDASAR SIFAT

Thermoplastic

Thermosetting

Reversible: jika dipanaskan hingga suhu tertentu akan mencair dan dapat dibentuk menjadi bentuk yang diinginkan
Dapat didaur ulang

Irreversible: tidak dapat dicairkan atau dibentuk dengan pemanasan

BUSINESS

MSLIDES.COM

7 of 57

KARAKTERISTIK MIKROPLASTIK

Mikroplastik: ukuran 1 μm – 5mm
Mikroplastik: berat 0,1 mg hingga 8,8 mg
Memiliki 7 bentuk: pelet, busa, fragmen, serpihan, film, serat, dan spons
Sifat plastik: kuat, ringan, fleksibel, tahan karat, tidak mudah pecah, mudah diberi warna, mudah dibentuk, isolator panas dan listrik yang baik
Plastik 🡪 oksidasi, tekanan mekanis, dan dampak biologis setelah dilepaskan ke lingkungan 🡪 kerapuhan dan fragmentasi plastik

BUSINESS

MSLIDES.COM

8 of 57

KARAKTERISTIK MIKROPLASTIK

a = bentuk campuran

b = pelet

c = busa

Gambar 1. Bentuk Mikroplastik

d = fragmen

e = serpihan

f = film

g = serat

h = spons

The California State Policy Evidence Consortium (CalSPEC). Microplastics occurrence, health effects, and mitigation policies. an evidence review for the California State Legislature. CalSPEC. 2023:1-103.

BUSINESS

MSLIDES.COM

9 of 57

BENTUK MIKROPLASTIK

Serat 🡪 berasal dari fragmentasi monofilamen seperti pada jaring ikan, tali, dan kain sintesis
Fragmen 🡪 berasal dari botol plastik, kantong plastik, dan serpihan pipa
Film 🡪 berasal dari potongan plastik yang sangat tipis
Pelet 🡪 berasal dari sisa bahan baku kegiatan industri, bahan toiletris, dan kosmetik
Busa 🡪 kemasan pengepakan dan tas plastik

BUSINESS

MSLIDES.COM

10 of 57

MIKROPLASTIK

Coklat
Merah
Jingga
Kuning
Hijau
Biru
Ungu

Hitam
Putih
Abu-abu

Warna Kromatik

Warna Akromatik

BUSINESS

MSLIDES.COM

11 of 57

JENIS POLIMER PLASTIK

Gambar 2. Jenis Polimer Plastik Berdasaarkan Kode Resin

American Society of Plastik Industry membentuk sistem pengkodean resin untuk plastik yang dapat didaur ulang/recycle berdasarkan polimer dominannya

Sistem resin 🡪 program daur ulang sebagai sumber informasi sederhana bagi konsumen untuk mengenali produk yang berpotensi dapat didaur ulang

BUSINESS

MSLIDES.COM

12 of 57

Mikroplastik Primer

Fragmen plastik mikroskopis dengan ukuran < 5 mm
Berasal dari partikel mikro seperti bahan mentah plastik
Sengaja diproduksi dan ditambahkan ke suatu bahan
Diproduksi dari pelepasan bahan baku plastik setengah jadi dan sebagai produk sampingan dari proses produksi

BUSINESS

MSLIDES.COM

13 of 57

Mikroplastik Sekunder

Fragmen plastik lebih besar yang mengalami fragmentasi
Terbentuk secara tidak sengaja oleh penguraian bahan plastik melalui proses fisik, kimia, dan biologis
Paparan sinar matahari UV, suhu, dan abrasi 🡪 komponen lingkungan utama yang berhubungan dengan pembentukan mikroplastik sekunder

BUSINESS

MSLIDES.COM

14 of 57

DISTRIBUSI MIKROPLASTIK

PERAIRAN

DARATAN

UDARA

BUSINESS

MSLIDES.COM

15 of 57

Distribusi Mikroplastik di Perairan

Mikroplastik tersebar di seluruh permukaan laut, terbawa oleh aliran sungai maupun terbawa angin
Bentuk dan ukuran mikroplastik dengan plankton memiliki kesamaan 🡪 mudah tertelan oleh organisme perairan 🡪 masuk ke rantai makanan

PROPOSAL

16 of 57

Distribusi Mikroplastik di Daratan

Berasal dari pelapukan limbah plastik yang terbawa angin dan hujan kemudian terakumulasi di tanah
Sampah plastik tertimbun di dalam tanah bertahun-tahun 🡪 terurai 🡪 mikroplastik terserap ke unsur tanah 🡪 mencemari kehidupan dalam tanah dan air
Mikroplastik dapat mencapai kedalaman yang signifikan melalui berbagai rute termasuk melalui aktivitas tanaman dan organisme tanah seperti melalui cacing tanah Lumbricus terrestris L
Mikroplastik 🡪 mineral, nutrisi, dan kadar oksigen dalam tanah berkurang 🡪 berdampak pada flora dan fauna

PROPOSAL

17 of 57

Distribusi Mikroplastik di Udara

Partikel mikroplastik terangkut oleh angin dari berbagai sumber termasuk aktivitas manusia. Angin sebagai vektor utama penyebaran
Pembakaran plastik mengakibatkan penguapan berbagai senyawa berbahaya yang akan berintegrasi di atmosfer, menambah pemanasan global
Faktor-faktor yang mempengaruhi keberadaan mikroplastik di udara: meteorologi, iklim, dan antropologi
Mikroplastik di udara dapat diinhalasi oleh manusia dan menjadi potensi dampak kesehatan

PROPOSAL

18 of 57

MEKANISME PAJANAN MIKROPLASTIK

PADA SALURAN NAPAS

Konsumsi makanan dan minuman yang terkontaminasi
Kontak langsung dengan produk yang mengandung mikroplastik
Inhalasi partikel mikroplastik yang tersebar di udara

Paparan mikroplastik pada manusia 🡪 transfer primer dan transfer sekunder

PROPOSAL

19 of 57

MEKANISME PAJANAN MIKROPLASTIK

PADA SALURAN NAPAS

Pelepasan bahan kimia dari mikroplastik ke udara dipengaruhi oleh faktor lingkungan seperti suhu, paparan sinar UV, dan kelembaban
Plastik akan terdegradasi dan mengeluarkan zat-zat karsinogenik meliputi particulate mater (PM) 2.5
Lokasi deposisi mikroplastik dalam sistem pernapasan dipengaruhi oleh ukuran partikel, densitas, serta karakteristik aerodinamis
Mikroplastik ukuran lebih kecil dan densitas rendah dapat mencapai jaringan paru lebih dalam

PROPOSAL

20 of 57

MEKANISME PAJANAN MIKROPLASTIK

PADA SALURAN NAPAS

Mekanisme eliminasi mikroplastik 🡪 bersin, pergerakan mucociliary di saluran napas, serta fagositosis oleh makrofag dan limfosit
Dampak kesehatan yang ditimbulkan oleh mikroplastik sangat bergantung pada keseimbangan antara laju deposisi dan laju pembersihan dalam sistem pernapasan
Jika laju deposisi lebih tinggi daripada laju pembersihan 🡪 akumulasi partikel 🡪 memicu stres oksidatif, inflamasi kronis, dan kerusakan jaringan.

PROPOSAL

21 of 57

Mekanisme Deposit

Brownian Diffusion 🡪 terjadi pada partikel sangat kecil <100 nm yang bergerak secara acak akibat tumbukan dengan molekul udara

Pengendapan berdasarkan gravitasi

Inertial Impaction 🡪 terjadi ketika partikel tidak mengikuti aliran udara saat terjadi perubahan arah misalnya pada percabangan saluran napas

22 of 57

MEKANISME PAJANAN MIKROPLASTIK

PADA SALURAN NAPAS

Mikroplastik di saluran napas diarahkan oleh aliran udara dan gravitasi untuk mencapai bronkiolus dan alveolus
Partikel mikroplastik berukuran ≥ 30 μm merusak trakea
Partikel mikroplastik berukuran 3-30 μm merusak bronkiolus
Partikel mikroplastik berukuran 1-3 μm merusak bronkiolus terminal dan bronkiolus respirasi
Partikel mikroplastik <1 μm merusak alveolus

PROPOSAL

23 of 57

Gambar 3. Absorbsi, deposisi, dan pembersihan mikroplastik pada sistem pernapasan

Zixuan Gou, Haonan Wu, Shanyu Li, Ziyu Liu, Ying Zhang. Airborne micro- and nanoplastics: emerging causes of respiratory diseases. Particle and Fibre Toxicology. 2024;21(50):1-22

BUSINESS

MSLIDES.COM

24 of 57

Gambar 4. Mekanisme Mikroplastik pada Saluran Napas

Lu K, Zhan D, Fang Y, Li L, Chen G, Chen S and Wang L. Microplastics, potential threat to patients with lung diseases. Front Toxicol. 2022;4:1-5

BUSINESS

MSLIDES.COM

25 of 57

Disfungsi Barrier Epitel

Barrier epitel paru 🡪 melindungi paru dari patogen dan faktor lingkungan
Barrier epitel terbentuk oleh 🡪 sel goblet, sel klub, sel bersilia, sel basal di saluran napas, serta sel epitel alveolar tipe I dan II di alveolus
Surfaktan membantu menghilangkan partikel dan patogen yang terhirup dari alveolus dan saluran napas distal
Silia aktif bergetar untuk mengeluarkan partikel yang terdeposisi

PROPOSAL

26 of 57

Sitotoksisitas Mikroplastik

Mikroplastik masuk ke dalam sel epitel dan laju internalisasinya dipengaruhi oleh sifat fisikokimia seperti ukuran partikel
Mikroplastik dengan ukuran partikel kecil lebih cepat terinternalisasi dibandingkan partikel yang lebih besar
Percobaan in vitro oleh Yang et al. (2021) di China 🡪 mikroplastik menyebabkan perubahan morfologi berupa pembentukan bleb serta aktivasi sinyal apoptosis pada sel epitel alveolar

PROPOSAL

27 of 57

Sitotoksisitas Mikroplastik

Penelitian Fan et al. (2022) di China pada tikus yang menerima injeksi trakeal mikroplastik 🡪 adanya gangguan struktur alveolar serta epitel bronkial

Penelitian Goodman et al. (2021) di Amerika, perlakuan dengan mikroplastik konsentrasi tinggi 100 μg/ml tidak menunjukkan efek toksik pada sel alveolar A549 manusia dengan tingkat kelangsungan hidup sel di atas 93%, namun mikroplastik menghambat proliferasi sel serta menyebabkan perubahan morfologi sel yang signifikan

BUSINESS

MSLIDES.COM

28 of 57

Respons inflamasi dan ketidakseimbangan redoks

Epitel 🡪 mendeteksi alergen, mikroplastik, membantu mengatur respons imun dengan melepaskan sinyal sekretori
Paparan mikroplastik memicu inflamasi pada sel epitel

Partikel mikroplastik lebih kecil 🡪 respons inflamasi lebih kuat dibandingkan partikel yang lebih besar
Respons inflamasi dipengaruhi oleh polutan atau bahan kimia yang terbawa pada permukaan mikroplastik
Penelitian Lu et al. (2021) di China mengamati paparan mikroplastik meningkatkan produksi TNF-α dan TGF-β dalam brochoalveolar lavage tikus.

BUSINESS

MSLIDES.COM

29 of 57

Respons inflamasi dan ketidakseimbangan redoks

Ekspresi kemokin berperan dalam migrasi serta aktivasi neutrofil sebagai mekanisme inflamasi paru

Mikroplastik terhirup dan masuk ke dalam paru 🡪 CINC dilepaskan oleh makrofag 🡪 migrasi dan aktivasi neutrofil

Myeloperoxidase (MPO) adalah enzim yang diproduksi oleh neutrofil dan berperan dalam mengkatalisis hidrogen peroksida menjadi asam hipoklorit

Asam hipoklorit 🡪 radikal bebas kuat yang berkontribusi terhadap cedera dan inflamasi paru

BUSINESS

MSLIDES.COM

30 of 57

Respons inflamasi dan ketidakseimbangan redoks

Ketidakseimbangan redoks 🡪 mekanisme tambahan yang menyebabkan mikroplastik menimbulkan efek pada penyakit pernapasan kronis

Paparan mikroplastik mengubah status oksidatif dan kapasitas antioksidan sel epitel bronkus

Aktivitas enzim antioksidan (GSH-Px, CAT, dan SOD) 🡪 mengalami penurunan signifikan akibat paparan mikroplastik sehingga menyebabkan peningkatan stres oksidatif yang berlebihan

BUSINESS

MSLIDES.COM

31 of 57

Efek Sinergis Dengan Alergen

Mikroplastik meningkatkan permeabilitas alergen dengan mengganggu fungsi barrier alveolar

Peran MALT1 dalam penyakit alergi

1) Mediasi produksi sitokin sel mast yang bergantung pada IgE

2) Meningkatkan permeabilitas endotel yang diinduksi oleh histamin

Permukaan mikroplastik bersifat hidrofobik dan memiliki luas permukaan yang besar sehingga memudahkan absorpsi polutan lingkungan (sebagai reservoir/trojan horse)

Paparan mikroplastik meningkatkan ekspresi MALT1.

Mikroplastik bersamaan dengan alergen dapat memperburuk penyakit alergi

BUSINESS

MSLIDES.COM

32 of 57

PENYAKIT PARU AKIBAT PAJANAN MIKROPLASTIK

ASMA

PPOK

ILD

KANKER PARU

BUSINESS

MSLIDES.COM

33 of 57

Gambar 5. Dampak Mikroplastik Pada Kesehatan Paru

Zixuan Gou, Haonan Wu, Shanyu Li, Ziyu Liu, Ying Zhang. Airborne micro- and nanoplastics: emerging causes of respiratory diseases. Particle and Fibre Toxicology. 2024;21(50):1-22

BUSINESS

MSLIDES.COM

34 of 57

Asma

Mikroplastik berkontribusi terhadap karakteristik asma yang berhubungan dengan alergi

Paparan terhadap mikroplastik yang relatif tinggi di dalam ruangan 🡪 memperburuk gejala asma dan memicu eksaserbasi asma.

Mikroplastik 🡪 infiltrasi sel inflamasi 🡪 kerusakan pada sel epitel saluran napas serta penebalan otot polos saluran pernapasan

Mikroplastik meningkatkan airway hyperresponsiveness (AHR)

BUSINESS

MSLIDES.COM

35 of 57

Asma

Meat-wrapper's asthma pada wanita yang memotong polyvinyl chloride 🡪 dosis tinggi plastik yang terhirup 🡪 gejala seperti asma

Lu et al. (2021) di China 🡪 paparan mikroplastik memperburuk peradangan saluran napas pada tikus penderita asma

Paparan mikroplastik mengaktifkan respons Th2 dan Th1 🡪 peningkatan produksi sitokin proinflamasi, peradangan saluran napas, hipersekresi mucus, dan fibrosis. Produksi sitokin proinflamasi seperti IL-1β memicu kerusakan barrier epitel.

BUSINESS

MSLIDES.COM

36 of 57

Asma

Eksperimen pada tikus dan mencit asma 🡪 diethylhexyl phthalate (DEHP) memperburuk respons imun mengakibatkan peradangan dan asma
Paparan mikroplastik polystyrene, DEHP dan DBP berdampak pada sel epitel paru 🡪 stres oksidatif, hiperesponsivitas, metaplasia sel goblet, dan hipersekresi mucus
Paparan mikroplastik polystyrene dan DEHP 🡪 menginduksi aktivasi jalur sinyal TRPA1-p38 MAPK dan memperburuk respons imun Th2 🡪 perburukan asma alergi

BUSINESS

MSLIDES.COM

37 of 57

PPOK

Sel epitel pasien PPOK: jumlah sitokin inflamasi lebih tinggi, seperti IL-6 dan IL-8, peningkatan jumlah neutrofil

Rangsangan mikroplastik mengaktifkan kaskade reaksi yang melibatkan kemotaktan seperti TREM2, CXCL8, dan CX3CL1 🡪 merekrut monosit, makrofag, dan neutrofil ke saluran napas

Mikroplastik 🡪 peradangan, stres oksidatif, kerusakan pada sel epitel dan endotel, serta defisiensi tripsin 🡪 perkembangan dan progresivitas PPOK

BUSINESS

MSLIDES.COM

38 of 57

PPOK

Mikroplastik 🡪 ekspresi berlebihan TGF-β

TGF-β mengatur penghambatan pertumbuhan sel epitel, diferensiasi sel epitel alveolar, aktivasi fibroblas, dan organisasi matriks ekstraseluler yang berhubungan dengan remodelling jaringan pada fibrosis paru dan emfisema

Lesi inflamasi dan lesi fibrotik bertahan 🡪 death space di paru meningkat 🡪 menurunkan fungsi dan kapasitas paru

BUSINESS

MSLIDES.COM

39 of 57

PPOK

Merokok 🡪 faktor risiko utama untuk perkembangan PPOK

Huang et al. (2019) di China melaporkan peningkatan jumlah mikroplastik dalam dahak perokok pasien PPOK

Lu et al. (2021) di China mendeteksi mikroplastik berukuran sekitar 20 hingga 500 µm dalam asap rokok

BUSINESS

MSLIDES.COM

40 of 57

PPOK

Beragam jenis mikroplastik ditemukan dalam BAL perokok dibandingkan dengan bukan perokok.
Pada sel epitel bronkial paparan mikroplastik polystyrene merusak sel paru, menurunkan ekspresi protein α1-antitrypsin
Paparan mikroplastik polystyrene menyebabkan cedera paru peradangan, gangguan keseimbangan antara protease dan antiprotease

BUSINESS

MSLIDES.COM

41 of 57