Lebih dari 90% penduduk dunia tinggal di wilayah dengan tingkat polusi udara yang melampaui batas yang direkomendasikan. Polusi udara tidak hanya berdampak padasaluran napas, tetapi juga dapat memengaruhi sistem imun. Polusi udara adalah keberadaan satu atau lebih zat, baik yang berasal dari sumber alami maupun aktivitas manusia, di udara pada konsentrasi atau durasi yang berpotensi membahayakan kesehatan. Polusi udara dapat dibedakan menjadi polusi dalam ruangan, seperti di rumah, sekolah, dan tempat kerja, serta polusi luar ruangan. Selain polutan kimia, udara juga dapat mengandung kontaminan biologis, termasuk bioaerosol dan aeroalergen. Keberadaan dan penyebarannya dapat dipengaruhi oleh perubahan iklim serta aktivitas manusia.(1,2)

Dampak polusi udara terhadap kesehatan sangat besar. Polusi udara rumah tangga menyebabkan sekitar 3,2 juta kematian pada 2020, termasuk lebih dari 237.000 anak di bawah 5 tahun. Sementara itu, polusi udara luar ruangan menyebabkan sekitar 4,2 juta kematian prematur pada 2019.(3,4)

Polutan kimia dapat berasal dari sumber alami, seperti letusan gunung berapi, maupun aktivitas manusia, seperti pembakaran biomassa dan bahan bakar fosil serta emisi kendaraan bermotor. Berdasarkan proses pembentukannya, polutan dibedakan menjadi polutan primer, yang dilepaskan langsung ke udara, dan polutan sekunder, yang terbentuk melalui reaksi kimia di atmosfer. (1)

Salah satu jenis polusi udara adalah partikulat (particulate matter/PM). Partikulat merupakan campuran partikel padat dan cair yang tersuspensi di udara, baik di dalam maupun di luar ruangan (1). Ukuran partikel menentukan seberapa jauh partikel dapat menembus saluran pernapasan. PM10 dapat memasuki saluran napas, sedangkan PM2.5, yang berdiameter aerodinamis ≤2,5 mikrometer, dapat mencapai bagian paru yang lebih dalam, termasuk alveoli. Sebagian komponen partikulat atau material yang dibawanya juga dapat berpindah ke sirkulasi sistemik, meskipun tingkat perpindahannya bergantung pada karakteristik partikel dan kondisi paparan (1).

Partikel ultrahalus atau nanopartikel memiliki ukuran yang lebih kecil dan luas permukaan relatif besar, sehingga dapat membawa berbagai logam serta senyawa organik. Karakteristik ini memungkinkan interaksi yang intens dengan sel dan jaringan. Partikel ultrahalus dapat memicu stres oksidatif dan peradangan, sedangkan deposisi serta persistensinya di paru berpotensi berkontribusi terhadap gangguan pernapasan. Paparan partikulat juga dikaitkan dengan penyakit kardiovaskular dan gangguan metabolik, termasuk diabetes (1).

Saluran napas merupakan pintu masuk utama bagi banyak polutan sekaligus garis depan pertahanan tubuh. Permukaan saluran napas dilapisi sel epitel yang membentuk sawar fisik dan didukung oleh mukus, peptida antimikroba, serta sel imun seperti makrofag. Paparan polusi dapat mengganggu berbagai komponen tersebut melalui tiga mekanisme utama: peningkatan stres oksidatif dan peradangan, gangguan pertahanan imun bawaan, serta perubahan respons imun adaptif.(2)

1. Stres Oksidatif

Stres oksidatif terjadi ketika produksi spesies oksigen reaktif (reactive oxygen species/ROS) melebihi kapasitas sistem antioksidan untuk menetralisir molekul ROS tersebut. ROS dihasilkan secara alami selama metabolisme sel, tetapi paparan tubuh terhadap polutan dapat meningkatkan produksi ROS dan mengganggu keseimbangan oksidatif (1).

Peningkatan ROS dapat mengaktifkan jalur peradangan dan mendorong pelepasan sitokin serta kemokin yang merekrut sel imun ke jaringan. Respons ini pada awalnya merupakan bagian dari mekanisme pertahanan tubuh, tetapi jika berlangsung berlebihan atau berkepanjangan, justru dapat memperkuat stres oksidatif secara berlebihan dan memperburuk kerusakan jaringan (1).

ROS juga dapat merusak membran sel dan komponen seluler lainnya, mengganggu integritas sawar epitel, serta memicu kematian sel terprogram atau apoptosis. Kerusakan epitel akibat nitrogen dioksida dan polutan lainnya dapat memicu pelepasan mediator inflamasi yang selanjutnya memperkuat respons imun lokal (1,2).

Dengan demikian, stres oksidatif bukan hanya akibat paparan polusi, melainkan juga salah satu mekanisme yang menghubungkan paparan tersebut dengan peradangan dan gangguan fungsi saluran napas (1,2).

2. Pertahanan Imun Bawaan yang Terganggu

Imunitas bawaan merupakan pertahanan awal tubuh terhadap patogen dan zat asing. Di saluran napas, mekanisme ini melibatkan sel epitel, makrofag alveolar, neutrofil, sel dendritik, dan sel limfoid bawaan (innate lymphoid cells/ILC).(1,2)

Polutan dapat mengganggu pertahanan tersebut melalui beberapa jalur. Paparan polutan dapat mengaktifkan reseptor Toll-like receptor 2 (TLR2) dan TLR4, serta jalur pensinyalan inflamasi lainnya. Aktivasi ini dapat memicu pelepasan mediator inflamasi dan meningkatkan reaktivitas saluran napas terhadap paparan berikutnya. Selanjutnya, polutan juga dapat mengganggu fungsi sawar epitel, termasuk sambungan antarsel yang mempertahankan integritas jaringan. Produksi dan karakteristik mukus juga dapat berubah, sehingga mekanisme pembersihan mukosilier yang membantu mengeluarkan partikel dan mikroorganisme menjadi kurang efektif. Selain itu, paparan tertentu dapat mengubah ekspresi peptida antimikroba, seperti lisozim, katelisidin, dan beta-defensin, yang berperan dalam menghambat atau membunuh mikroorganisme (1).

Fungsi sel imun juga dapat terganggu akibat polutan. Dalam studi laboratorium, paparan partikel diesel dikaitkan dengan gangguan fungsi mitokondria dan lisosom pada makrofag. Pada model eksperimental tertentu, produksi mediator imun juga berubah. Perubahan ini berpotensi mengurangi kemampuan sel untuk mengenali, menelan, dan menghancurkan patogen (1).

Secara keseluruhan, paparan polusi dapat menciptakan lingkungan yang proinflamasi sekaligus mengganggu mekanisme pertahanan lokal. Kombinasi keduanya berpotensi menghambat pembersihan patogen dan memperbesar kerentanan terhadap gangguan saluran napas (1,2).

3. Respons Imun Adaptif yang Berubah

Imunitas adaptif melibatkan limfosit T dan B yang memberikan respons lebih spesifik terhadap antigen. Polusi udara dapat memengaruhi aktivitas sel-sel tersebut, baik secara langsung maupun melalui perubahan fungsi sel penyaji antigen dan lingkungan inflamasi.(1,2)

Pada model hewan, paparan berulang terhadap partikel diesel dosis rendah dilaporkan menekan respons makrofag terhadap patogen Listeria. Perubahan ini disertai penurunan mediator imun, termasuk IL-1β, TNF-α, IL-12, IL-2, dan IFN-γ, serta melemahnya respons sel T CD4 dan CD8. Pada model mencit yang terpapar asap rokok pasif, respons sel T dan sel B terhadap Haemophilus influenzae juga menurun, disertai perubahan produksi IFN-γ dan antibodi (1).

Polusi juga dapat memengaruhi keseimbangan respons sel T helper, termasuk respons Th1 dan Th2. Pada individu atopik, paparan polutan tertentu dapat memperkuat respons inflamasi tipe 2 yang mendasari penyakit alergi. Sebaliknya, penelitian paparan terkendali pada individu sehat menunjukkan pola respons yang lebih bervariasi, mulai dari dominasi Th1 hingga respons campuran Th1/Th2. (1,2)

Gangguan pada sawar epitel, fungsi makrofag, dan respons antivirus dapat menciptakan kondisi yang lebih mendukung terjadinya infeksi. Sejumlah penelitian eksperimental menunjukkan bahwa polusi dapat memengaruhi interaksi antara patogen dan sel saluran napas.(1,2)

Pada kultur sel hidung manusia, paparan gas buang diesel meningkatkan jumlah sel yang terinfeksi virus influenza A. Salah satu mekanisme yang diduga terjadi adalah peningkatan stres oksidatif yang memengaruhi proses perlekatan dan masuknya virus ke dalam sel. Nitrogen dioksida dan ozon juga dilaporkan meningkatkan ekspresi ICAM-1, molekul adhesi yang digunakan rhinovirus sebagai reseptor untuk memasuki sel. Selain itu, paparan partikulat dapat meningkatkan perlekatan Streptococcus pneumoniae pada sel bronkus dalam model eksperimental (1). Paparan polusi udara dikaitkan dengan peningkatan risiko infeksi saluran napas pada anak maupun orang dewasa. Sejumlah penelitian juga melaporkan hubungan antara polusi udara dan keparahan COVID-19. (1,2)

Berbeda dengan infeksi, alergi disebabkan respons imun yang berlebihan terhadap zat alergen. Polusi udara dapat memperkuat respons alergi melalui kerusakan epitel, peningkatan stres oksidatif, dan perubahan respons inflamasi tipe 2. Pada individu yang telah tersensitisasi, polutan dapat memperburuk respons terhadap alergen yang terhirup.(1,2)

Dalam penelitian paparan terkendali, penderita alergi tungau debu rumah yang terpapar partikel diesel bersamaan dengan alergen mengalami gejala hidung yang lebih berat dibandingkan dengan mereka yang hanya terpapar alergen. Pada penderita alergi tungau, kadar histamin dalam cairan bilasan hidung juga meningkat. Efek serupa pada individu tanpa alergi cenderung lebih kecil, meskipun beberapa perubahan tetap dapat ditemukan (1). Temuan tersebut mendukung peran polusi sebagai faktor yang dapat memperkuat gejala alergi. Namun, besarnya efek bergantung pada jenis polutan, tingkat sensitisasi, konsentrasi alergen, dan karakteristik individu.(1,2)

Polusi udara bukan sekadar masalah kualitas lingkungan, melainkan juga faktor yang dapat memengaruhi berbagai lapisan pertahanan imun. Melalui stres oksidatif, kerusakan sawar epitel, gangguan fungsi sel imun bawaan, dan perubahan respons imun adaptif, polutan berpotensi meningkatkan kerentanan terhadap infeksi sekaligus memperkuat respons alergi pada individu yang rentan. (1,2)

Penulis

• dr. Anshari Saifuddin Hasibuan, Sp.PD-KAI
• dr. Rizqi Najla Humaira

Referensi

1. Rouadi PW, Idriss SA, Naclerio RM, Peden DB, Ansotegui IJ, Canonica GW, et al. Immunopathological features of air pollution and its impact on inflammatory airway diseases (IAD). World Allergy Organ J. 2020 Oct 5;13(10):100467.
2. Wallbanks S, Griffiths B, Thomas M, Price OJ, Sylvester KP. Impact of environmental air pollution on respiratory health and function. Physiol Rep. 2024;12(16):e70006.
3. World Health Organization. Ambient (outdoor) air quality and health [Internet]. Geneva: World Health Organization; [cited 2026 Oct 21]. Available from: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/ambient-(outdoor)-air-quality-and-health
4. World Health Organization. Household air pollution and health [Internet]. Geneva: World Health Organization; [cited 2026 Oct 21]. Available from: https://www.who.int/en/news-room/fact-sheets/detail/household-air-pollution-and-health