TINJAUAN KEPUSTAKAAN
Pengaruh Inhalasi Ozon
terhadap Kesehatan Paru
Agus Dwi Susanto, Faisal Yunus, Wiwien Heru Wiyono, Mukhtar Ikhsan
Bagian Pulmonologi dan Kedokteran Respirasi, Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia/
Rumah Sakit Persahabatan, Jakarta
PENDAHULUAN
Dewasa ini lebih dari dua milyar orang hidup dalam
lingkungan yang dapat mengancam kesehatan. Lebih dari 1
milyar penduduk kota-kota besar terpajan dengan polutan udara
yang kadarnya sudah melampaui baku mutu yang dianjurkan.
1
Para ahli memperkirakan sekitar 60-80 % penduduk perkotaan
di dunia menghirup udara yang kualitasnya buruk bagi kesehat-
an atau setidaknya udara dengan kadar polutan mendekati nilai
ambang batas.
2
Polusi udara perkotaan sebagian besar berasal
dari kendaraan. Di Jakarta, 80 % polusi udara berasal dari
transportasi, 20% lainnya berasal dari industri dan perumahan.
1
Dikenal 6 jenis polutan udara urban utama; yaitu sulfur
dioksida (SO
2
), nitrogen oksida (NO dan NO
2
,bersama disebut
NO
x
), karbon monoksida (CO), timbal (Pb), ozon (O
3
) dan
suspended particulate matter (SPM).
1,3,4
Tiga polutan udara
yang paling banyak mempengaruhi kesehatan paru adalah
sulfur dioksida, nitrogen dioksida dan ozon.
2
Ozon merupakan salah satu polutan yang berakibat buruk
bagi kesehatan.
2
Ozon dapat berpindah dari satu tempat ke
tempat lain bersama angin.
2,5
Lapisan ozon normal mem-
bentang di stratosfer bawah pada ketinggian 15-25 km untuk
melindungi kehidupan di bumi dari efek radiasi sinar ultraviolet
(UV).
6
Ozon sendiri terbentuk dari aksi radiasi ultraviolet pada
molekul oksigen (O
2
) sehingga mengalami disosiasi menjadi
radikal oksigen, yang kemudian bereaksi kembali dengan
oksigen membentuk ozon (O
3
).
7,8
Ozon sebagai polutan ditemukan di atmosfer bawah atau
troposfer.
3,8-9
Energi radiasi ultraviolet di atmosfer bawah tidak
cukup kuat untuk mendisosiasi oksigen, tapi cukup kuat untuk
mendisosiasi NO
2,
membentuk NO dan radikal oksigen. Se-
lanjutnya reaksi antara radikal oksigen dengan oksigen akan
membentuk ozon (O
3
) di atmosfer bawah. Lebih jauh, pelepas-
an hidrokarbon hasil pembakaran akan menambah oksidasi
nitrit oksida membentuk NO
2
yang pada akhirnya akan me-
ningkatkan konsentrasi ozon di udara.
7
OZON
Ozon adalah oksidan yang sangat poten.
3,9-11
Ozon bukan
radikal bebas, tetapi reaksi antara ozon dengan molekul radikal
bebas sering terjadi.
11
Tidak seperti polutan yang lain, ozon
merupakan polutan tidak langsung yang terbentuk di troposfer
melalui reaksi kimia yang melibatkan sinar matahari, nitrogen
oksida (NO
x
) dan volatile organic chemical (VOC).
2-3,5
Ozon
disebut juga sebagai polutan sekunder yang terbentuk dari
perubahan kimia polutan lainnya.
8,11
Bagian terbesar ozon di
udara dibentuk dari reaksi fotokimia antara bahan organik
dengan nitrogen oksida (NO
x
), yang sebagian besar terbentuk
dari kendaraan bermotor. Konsentrasi ozon di udara mengalami
fluktuasi, biasanya rendah di pagi hari dan kemudian me-
ningkat serta mencapai puncaknya di sore hari setelah sebagian
besar mobil ada di jalan raya.
2-3,5,8
Sumber dan pajanan
Ozon tidak diemisikan langsung ke udara oleh sumber-
sumber spesifik. Sumber-sumber VOC atau hidrokarbon secara
tidak langsung merupakan prekursor ozon. Sumber-sumber
VOC dapat dibagi menjadi 4 kategori utama:
2
1.
Pusat-pusat industri besar, seperti pembangkit energi,
pabrik kimia, tempat-tempat manufaktur utama
2.
Sumber yang dihasilkan secara individu; emisinya tidak
cukup besar tetapi jika terakumulasi mempunyai kontribusi
yang penting seperti dari printer, dry cleaner, kendaraan ber-
motor pribadi, pembakaran terbuka, korek api gas, pengecatan
dan gas hasil pembakaran padang rumput.
3.
Kendaraan bermotor yang berada di jalan raya
4.
Kendaraan nonjalan raya seperti pesawat terbang, kereta
api, kendaraan air atau kapal, peralatan konstruksi, kendaraan
pertanian, perkebunan, taman dan mesin-mesin lainnya
Peralatan elektrik dengan voltase tinggi seperti peralatan
sinar-X, spektograf, lampu jam ultraviolet, lampu merkuri,
electrical insulator, ultra-billion-volt linear accelerator dan
peralatan elektrik voltase tinggi lainnya juga merupakan
sumber terbentuknya ozon.
9-10
Pajanan ozon di lingkungan
kerja dapat terjadi selama proses pengelasan pipa atau besi
dengan gas inert seperti argon dan helium; juga dapat ditemu-
kan pada proses desinfeksi makanan di ruang penyimpanan
dengan suhu rendah, pengeringan cepat dari cat pernis, ber-
bagai tinta cetak serta pemutih tekstil, lilin, tepung, minyak
Cermin Dunia Kedokteran No. 138, 2003 11
mineral, gula.
12
Di dalam ruangan (indoor), ozon berasal dari
peralatan elektrik seperti penyaring udara, generator ion,
peralatan kantor dengan motor elektrik atau sinar ultraviolet
antara lain mesin fotokopi.
3
Konsentrasi dan nilai batas ambang
Di wilayah Amerika Serikat (AS), konsentrasi ozon me-
ningkat sepanjang bulan Mei sampai September saat suhu
tinggi dan jumlah sinar matahari meningkat. Ozon lebih sering
ditemukan di daerah urban pada bulan-bulan musim panas.
13
Total 60 sampai 120 juta orang di AS terpajan oleh peningkat-
an konsentrasi ozon di udara tiap musim panas. Konsentrasi
tertinggi di AS tercatat di daerah Los Angeles dengan kon-
sentrasi rerata dalam 1 jam kadang-kadang melampaui 0,3
ppm. Nilai yang melebihi konsentrasi standar 0,12 ppm tercatat
pada bulan-bulan musim panas di daerah urban, interurban dan
suburban.
3
Di Eropa selama musim panas konsentrasi dasar
ozon mungkin meningkat dari sekitar 0,025 ppm (25 ppb) ke
0,1 ppm (100 ppb) dan kadang-kadang di atas 0,2 ppm di
Inggris dan Eropa pusat.
11
Di Indonesia, Urban Air Pollution in
Megacities of the World, Gems
dikutip dari 1
melaporkan pen-
cemaran ozon derajat sedang sampai berat di Jakarta. Berdasar-
kan laporan pemantauan kualitas udara di wilayah DKI Jakarta
tahun 1994-1995, konsentrasi ozon di lokasi road side (sumber
pencemaran asal kendaraan bermotor) dan di lokasi umum
yang berada agak jauh dari sumber pencemaran masih berada
di bawah baku mutu.
dikutip dari 1
Konsentrasi ozon di udara bebas (outdoor) lebih tinggi
dibandingkan di dalam ruangan (indoor).
3
Konsentrasi ozon di
udara bebas mempunyai variasi diurnal
14
tergantung dari sinar
matahari yang berarti konsentrasi ozon meningkat perlahan
sepanjang hari dan mencapai puncaknya setelah jam sibuk sore
hari.
8
Konsentrasi ozon di dalam ruangan tergantung pada
sejumlah faktor seperti konsentrasi ozon di udara bebas, rerata
pertukaran udara, rerata emisi dalam ruangan, rerata perpindah-
an permukaan (surface removal rate), reaksi antara ozon dan
zat kimia lain dalam udara.
3,14
Nilai batas ambang ozon ditentukan dalam ppm (parts per
million) per 1 jam konsentrasi maksimal.
2
Metode pemeriksaan
ozon menurut United States Enviromental Protection Agency
(USEPA) dengan chemiluminescent dan ultraviolet photometry.
Standar kualitas udara ambien untuk ozon menurut USEPA 100
µg/m
3
dalam 1 jam sedangkan sasaran jangka panjang World
Health Organization (WHO) adalah 188-320
µg/m
3
dalam 8
jam.
dikutip dari 15
Berdasarkan lamanya pajanan, WHO menetap-
kan kualitas ozon dalam udara sebesar 76-110 ppb (parts per
billion) untuk pajanan jangka pendek (
1 jam) dan 50-60 ppb
untuk pajanan 8-24 jam.
8
National Ambient Air Quality
Standards (NAAQS) menetapkan rerata per 1 jam konsentrasi
maksimal adalah 0,12 ppm (235
µg/m
3
) dan konsentrasi
maksimal di udara bebas dalam 8 jam adalah 0,08 ppm.
3-4,16
WHO untuk Eropa menetapkan standar kualitas udara ambien
untuk ozon adalah 0,08 0,10 ppm dalam 1 jam dan 0,05-0,06
ppm dalam 8 jam. Dalam ruang kerja ditetapkan sebesar 0,1
ppm dalam 8 jam dengan batas puncak pajanan atau batas
pajanan jangka pendek 0,3 ppm.
dikutip dari 11
Food and Drug
Administration (FDA) menghendaki produk ozon dari peralatan
medik dalam ruangan tidak lebih dari 0,05 ppm. The
Occupational Safety and Health Administration (OSHA)
menghendaki bahwa pekerja tidak boleh terpajan dengan
konsentrasi lebih dari 0,10 ppm per 8 jam. National Institute of
Occupational Safety and Health (NIOSH) merekomendasikan
batas atas adalah 0,10 ppm, tidak boleh lebih pada suatu
waktu.
16
Organisasi Buruh Internasional (International Labour
Organization)
dikutip dari 7
menetapkan ozon di lingkungan pen-
duduk seharusnya tidak lebih dari 100 ppb dan 60 ppb selama
lebih dari 1 dan 8 jam, dengan nilai batas ambang lingkungan
kerja 100 ppb time-weighted average (TWA) serta batas pajan-
an jangka pendek 300 ppb.
7
Di Amerika Serikat, konsentrasi
ozon 0,1 ppm TWA untuk 8 jam perhari adalah batas pajanan
diijinkan yang.aman untuk lingkungan dan kesehatan Batas
waktu pajanan jangka pendek adalah 0.3 ppm dalam 15
menit.
dikutip dari 11
Indeks kualitas udara untuk konsentrasi ozon
dalam 1 jam menurut USEPA dapat dilihat pada tabel 1.
17
Tabel 1. Indeks kualitas udara untuk konsentrasi ozon dalam 1 jam
Konsentrasi ozon (dalam 1 jam)
Kualitas udara
0 64 ppb
65 124 ppb
125 204 ppb
205 404 ppb
Baik
Sedang
Tidak sehat
Sangat tidak sehat
Dikutip dari (17)
Kelarutan, deposisi dan mekanisme toksisitas
Ozon adalah gas kebiru-biruan dengan karakteristik bau
yang pedas atau tajam dan merupakan gas iritan.
9-10,12
Relatif
tidak larut dalam air tetapi larut dalam alkali dan minyak.
9
; ad-
sorbsinya pada mukosa saluran napas jelek.
7
Ozon akan turun
dari saluran napas proksimal ke tempat deposit terbanyak yaitu
rongga udara perifer.
11
Deposit ozon akan berakhir di parenkim
paru; jika pajanannya lama maka akan terjadi kerusakan alveol
dan berkembang menjadi edema paru. Proporsi ambilan dan
kelarutan ozon pada saluran napas dapat dilihat pada
gambar 1.
18
Meskipun mempunyai kelarutan rendah dalam air, ozon
adalah molekul yang sangat reaktif dan ambilan dalam sistem
pernapasan sangat tinggi.
7
Penelitian pada anjing menunjukkan
ambilan ozon pada saluran napas atas 70% dari jumlah yang
diinspirasi pada konsentrasi 0,3 ppm dan aliran 4,5 L/menit,
tetapi menurun di bawah 30 % pada konsentrasi 0,8 ppm dan
aliran 40 L/menit.
dikutip dari 7
Ambilan ozon mungkin sekitar 80
% pada saluran napas bawah, tidak tergantung dari aliran dan
konsentrasi.
7
Total ambilan ozon di sistem pernapasan diper-
kirakan mencapai 90 %.
dikutip dari 3, 7,11
Pryor
dikutip dari 11
menekankan faktor penting yang mem-peng-
aruhi penetrasi ozon dalam saluran napas. Epithelial lining
fluid (ELF) mempunyai ketebalan antara 0,1 20
µm. Ozon
yang hanya dapat berpenetrasi pada ketebalan 0,1
µm tanpa
bereaksi dengan komponen cairan, mungkin dapat berpenetrasi
di beberapa tempat di saluran napas bawah yang mempunyai
ELF tipis, sehingga ozon berpotensi untuk bereaksi langsung
dengan sel-sel di permukaan saluran napas bawah.
11
Cermin Dunia Kedokteran No. 138, 2003
12
Gambar 1. Lokasi kerusakan oleh iritan saluran napas
Dikutip dari (18)
Sebagai oksidan yang kuat, ozon dapat bereaksi dengan
berbagai biomolekul ekstraseluler dan intraseluler, terutama
yang mengandung kelompok amin, thiol atau ikatan C=C tidak
tersaturasi. Beberapa enzim dari metabolisme intermediate,
glutathione recycling, metabolisme xenobiotic serta fungsi
proteinase menunjukkan perubahan dan tidak aktif oleh ozon
baik secara in vivo maupun in vitro. Ozon juga bereaksi dengan
glutathione (GSH), askorbat, asam urat yang ada di cairan
permukaan saluran napas.
3
Toksisitas ozon pada sel membran
melibatkan oksidasi asam amino dan asam lemak tidak ter-
saturasi.
11
Sitotoksisitas ozon mungkin bertambah akibat inter-
aksi dengan lipid tidak tersaturasi yang menghasilkan radikal
bebas perusak atau produk toksik intermediate seperti hidrogen
peroksida dan aldehid.
3
Peroksidase yang dihasilkan me-
nyebabkan efek toksik dan juga radikal bebas yang mem-
pengaruhi enzim, struktur protein, asam lemak dan sejumlah
molekul lainnya.
11
Kerusakan sel dalam paru, seperti makrofag,
sel epitel, dan sel mast meningkatkan akumulasi protein plasma
interstisial atau di rongga udara, merangsang inflamasi dan
menstimulasi saraf aferen dalam saluran napas.
3
Alpha
1
-
antitrypsin (
1
-proteinase inhibitor) dapat dioksidasi dan men-
jadi tidak aktif oleh ozon secara in vitro, yang mungkin
berpotensi menyebabkan emfisema.
11
EFEK OZON TERHADAP KESEHATAN PARU
Ozon merupakan gas yang toksik terhadap saluran napas; efek-
nya tergantung dari konsentrasi dan lamanya pajanan.
8
Faktor-
faktor yang dapat meningkatkan risiko dan efek ozon terhadap
kesehatan yaitu konsentrasi ozon dalam udara, lamanya pajan-
an, kegiatan yang meningkatkan frekuensi pernapasan dan
penyakit paru sebelumnya.
16
Kelompok sensitif ozon yang
merupakan kelompok berisiko meliputi anak-anak yang aktif di
luar, pekerja lapangan, orang dengan penyakit pernapasan
seperti asma atau penyakit paru obstruksi kronik ( PPOK ) dan
orang yang selalu terpengaruh oleh ozon.
13,17
Pajanan konsentrasi ozon relatif tinggi (> 0,5 ppm) pada
binatang percobaan menyebabkan berbagai efek anatomi dan
fisiologi setelah beberapa jam, terutama di bronkiolus dan
alveol.
19
Pajanan ozon dapat menyebabkan inflamasi akut dan
iritasi saluran napas, terutama selama aktivitas fisik berat.
17
Pajanan ozon awal dapat menyebabkan iritasi mata dan
membran mukosa pada konsentrasi di atas 0,1 ppm.
9,12
Gejala-
gejala yang kemudian timbul antara lain iritasi tenggorokan,
batuk, mengi, napas pendek dan nyeri dada saat napas dalam.
8,12-3,16-7,19
Inhalasi ozon dapat mempengaruhi fungsi paru, per-
burukan pada penyakit paru kronik dan asma.
16-17
; juga dapat
meningkatkan kepekaan paru terhadap infeksi, alergi dan polusi
udara lainnya.
17
Berbagai penelitian menunjukkan bahwa ozon
merusak jaringan paru dan menimbulkan efek tidak sehat yang
mungkin berlanjut selama beberapa hari setelah pajanan
berakhir. Perubahan fungsi paru pada konsentrasi ozon tinggi
mungkin menetap beberapa hari setelah pajanan.
13,17
Pajanan
konsentrasi tinggi ozon dapat menyebabkan edema paru akut
yang fatal, perdarahan bahkan kematian.
7,9,20
Berbagai penelitian selama ini pada manusia menunjukkan
3 tipe respons paru terhadap pajanan akut ozon, yaitu batuk
iritatif dan nyeri substernal pada saat inspirasi, penurunan
kapasitas vital paksa (KVP) dan volume ekspirasi paksa detik
pertama (VEP
1
)
serta inflamasi neutrofil di submukosa saluran
napas diikuti dengan peningkatan konsentrasi mediator dan
protein pada cairan broncho alveolar lavage (BAL).
3
Pengaruh ozon terhadap fungsi paru
Pajanan akut ozon meningkatkan frekuensi napas, me-
nurunkan tidal volume dan mungkin menyebabkan ter-
perangkapnya udara yang dapat dilihat dari peningkatan kapa-
sitas residu fungsional (KRF) dan volume tutup (closing
volume). Ozon mungkin menyebabkan limitasi akut aliran
udara yang dapat dilihat dari peningkatan tahanan jalan napas
dan pengurangan keteregangan dinamik.
7
Pajanan ozon pada
atau di bawah konsentrasi standar 0,12 ppm dapat menyebab-
kan penurunan fungsi paru orang dewasa sehat dan anak-anak,
terutama selama aktivitas fisik berat.
2,4,13,21
Pajanan ozon
dengan konsentrasi antara 0,08 ppm dan 0,4 ppm dapat meng-
induksi perubahan fungsi paru seperti penurunan VEP
1
, KVP,
kapasitas paru total (KPT), kapasitas inspirasi (KI) dan
peningkatan tahanan jalan napas (Raw).
dikutip dari 22
Pada penelitian Horstman dkk
dikutip dari 5
, kelompok laki-laki
dewasa bukan perokok dipajankan pada berbagai konsentrasi
ozon dengan beberapa kondisi selama 6,6 jam. (grafik 1).
5
75
80
85
90
95
100
105
0.00 ppm
0.08 ppm
0.10 ppm
0.12 ppm
Grafik 1. Perubahan fungsi paru dewasa sehat dengan aktivitas fisik sedang
pada peningkatan konsentrasi ozon
Dikutip dari (5)
Cermin Dunia Kedokteran No. 138, 2003 13
Folinsbee dkk
dikutip dari 11
serta Horstman dkk
dikutip dari 3
me-
lakukan penelitian yang hampir sama dengan waktu pajanan 6-
8 jam pada konsentrasi ozon bervariasi antara 0,08 ppm 0,12
ppm dengan aktivitas fisik intermiten selama pajanan. Hasilnya
bermakna, terjadi penurunan nilai rerata VEP
1
pada konsentrasi
yang cukup rendah.
3,11
; penurunan nilai rerata VEP
1
terjadi
pada pajanan konsentrasi 0,08 ppm selama 6,6 jam (grafik 2.).
3
3.7
3.8
3.9
4.0
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
0
1
2
3
4
5
6
7
Lamanya Pajanan (Jam)
VEP
1 (L)
Grafik 2. Rerata VEP
1
pada laki-laki sehat dengan aktivitas fisik selama
50 menit pada pajanan ozon 0 ppm (lingkaran putih), 0,08 ppm
(kotak), 0,1 ppm (segitiga) dan 0,12 ppm (lingkaran hitam)
Dikutip dari (3)
Penelitian Horstman dan McDonnell
dikutip dari 11
menunjuk-
kan bahwa fungsi paru menurun setelah konsentrasi ozon 80
ppb dengan rerata penurunan VEP
1
8 %. Penelitian dengan
skala lebih besar menunjukkan bahwa ozon dapat menyebab-
kan akumulasi penurunan fungsi paru setelah pajanan minimal
6 jam.
Pajanan berulang harian konsentrasi ozon pada atau
sedikit di bawah standar NAAQS 0,12 ppm berhubungan
dengan penurunan fungsi paru.
3
Penelitian pada anak-anak
sekolah di Meksiko
dikutip dari 3
dengan konsentrasi maksimal
dalam 1 jam selama 1 hari rerata melebihi konsentrasi standar
NAAQS 0,12 ppm menyebabkan penurunan VEP
1
dan forced
expiratory flow 25-75 % (FEF
25-75 %
). Weinmann dkk melaku-
kan penelitian pada laki-laki dewasa sehat bukan perokok yang
dipajankan pada konsentrasi ozon 0,35 ppm selama 130-150
menit dengan aktivitas fisik intermiten. Hasilnya menunjukkan
penurunan yang bermakna KVP, VEP
1
, VEP
1
/KVP dan FEF
25-
75 %
.
19
Pengaruh ozon terhadap sistem pertahanan paru
Pajanan jangka pendek dengan ozon konsentrasi antara
0,08 ppm sampai 0,4 ppm menyebabkan inflamasi akut pada
saluran napas orang sehat.
dikutip dari 22
Pajanan akut ozon me-
rangsang respons inflamasi pada saluran napas atas dan bawah.
Inflamasi ditandai oleh hiperemi mukosa, peningkatan per-
meabilitas menyebabkan protein serum dan molekul-molekul
pindah ke permukaan saluran napas serta infiltrasi neutrofil di
mukosa. Terjadi peningkatan konsentrasi sel mononuklear di
saluran napas, perpindahan yang cepat neutrofil ke mukosa
saluran napas dan cairan BAL, peningkatan protein cairan
BAL. Protein cairan BAL yang meningkat selama pajanan
ozon pada manusia meliputi lactate dehydrogenase (LDH),
PGE
2
, IL-6, fibronectin, faktor koagulasi, albumin, IgG, kom-
ponen komplemen,
1
-antitrypsin dan aktivator plasma. Pajan-
an ozon 0,08 ppm dan 0,10 ppm pada manusia selama 6,6 jam
dengan aktivitas fisik sedang menyebabkan peningkatan kadar
sel polymorphonuclear leukocytes (PMNs) atau neutrofil pada
cairan BAL serta peningkatan mediator inflamasi yang lain
seperti PGE, IL-6 dan fibronectin.
3
Migrasi neutrofil terjadi
maksimal 12 jam, komponen protein cairan BAL maksimal 24
jam dan migrasi limfosit maksimal 72 jam setelah pajanan
ozon. Infiltrasi limfosit pada jaringan paru serta proliferasi
limfosit T pada kelenjar getah bening dan bronchus associated
lymphoid tissue (BALT) ditemukan pada spesimen histologi
setelah pajanan ozon
.7
Inflamasi mungkin meningkatkan efek terhadap kesehatan
secara bermakna, termasuk gangguan pada sistem pertahanan
tubuh dan perubahan struktural yang ireversibel.
3
Pada
binatang yang terpajan ozon, sel alveolar tipe I dan silia saluran
napas rusak. Sel pneumosit tipe I degenerasi dan digantikan sel
tipe II. Kemudian berproliferasi dan menjadi bentuk sel kubus.
Fungsi makrofag dan pembersihan mukosilier terganggu dan
meningkatkan kemungkinan infeksi.
3-4,20
Daya fagositosis sel
makrofag alveolar menurun pada penelitian in vivo dan in
vitro.
3,7
Tempat pertama setelah pajanan ozon jangka pendek
(<24 jam) adalah daerah sentroasinar pada penelitian paru
binatang percobaan.
4
Pajanan ozon terhadap sel alveolar tipe II
secara in vitro menunjukkan penurunan bermakna sintesis
phosphatidylcholine (PC).
3
Zwick dkk
dikutip dari 20
meneliti peng-
aruh ozon pada komponen sistem imun pada anak-anak di
lingkungan perkotaan. Anak-anak yang berada di lingkungan
konsentrasi ozon tinggi menunjukkan peningkatan frekuensi
dan beratnya hipereaktivitas saluran napas, juga bermanifestasi
dengan penurunan sel limfosit CD4
+
, peningkatan sel CD8
+
dan
penurunan natural killer cell. Hal ini menunjukkan bahwa
pajanan jangka panjang ozon konsentrasi tinggi di lingkungan
dapat meningkatkan hipereaktivitas saluran napas yang me-
netap dan perubahan subklinis subpopulasi limfosit pada anak-
anak.
20
Pengaruh ozon terhadap asma dan PPOK
Efek penting lainnya, ozon dapat menyebabkan peningkat-
an reaktivitas saluran napas, baik pada orang sehat maupun
orang dengan hiperesponsif saluran napas sebelumnya.
4,11,20,23
Beberapa penelitian menunjukkan bahwa peningkatan reakti-
vitas mungkin berhubungan dengan inflamasi.
23
Penelitian
pada hewan menunjukkan bahwa hiperesponsivitas bronkus se-
bagian berhubungan dengan pelepasan tachynins seperti subs-
tansi P (SP) dan neurokinin.
dikutip dari 22
Penelitian Krisna dkk
menunjukkan bahwa pajanan jangka pendek ozon 0,2 ppm
dapat menyebabkan pelepasan epitel dan stimulasi saraf
sensorik subepitel untuk melepaskan SP ke dalam saluran
napas. Pelepasan SP mempunyai peranan dalam bronko-
konstriksi dan infiltrasi neutrofil ke saluran napas.
22
Holtzman dkk
dikutip dari 20
melakukan penelitian pada anjing
yang dipajankan pada 2 ppm ozon selama 2 jam menghasilkan
hipereaktivitas terhadap metakolin yang kembali normal dalam
Cermin Dunia Kedokteran No. 138, 2003
14
1 minggu. Penelitian pada individu normal oleh Golden dkk
dikutip dari 20
yang dipajan dengan konsentrasi ozon 0,5-0,6 ppm
selama 2 jam menunjukkan penurunan yang cukup besar pada
VEP dan didapat peningkatan reaktiviti pada metakolin mau-
pun histamin. Pajanan tunggal 2-3 jam konsentrasi ozon 0,2-0,8
ppm mungkin menginduksi penyempitan saluran napas derajat
sedang dan menetap kurang dari 24 jam serta meningkatkan
secara bermakna hipereaktiviti bronkus, yang mungkin ber-
tahan lama.
20
Hazucha dkk
dikutip dari 21
melaporkan pajanan 1 jam
dengan konsentrasi 350 ppb menyebabkan peningkatan respon-
sibiliti metakolin. Folinsbee dkk
dikutip dari 11
menunjukkan hiper-
esponsif yang bermakna setelah 6,6 jam pajanan ozon 120 ppb.
Pada penelitian lain Folinsbee
dikutip dari 11
terlihat pajanan 0,12
pmm ozon selama 1 jam dapat menyebabkan bronkokontriksi
bila subjek dalam aktiviti berat selama 1 jam. McDonnell
dkk
dikutip dari 11
menunjukkan konsentrasi ozon 0,08 ppm mung-
kin menyebabkan bronkokontriksi pada subjek dengan aktiviti.
Pasien asma dan PPOK lebih sensitif terhadap ozon diban-
dingkan orang normal.
13,17,23
Whittemore dan Korn
dikutip dari 23
menyimpulkan bahwa konsentrasi ozon 120 ppb menyebabkan
peningkatan serangan asma sampai 20%. Berbagai penelitian
epidemiologi menyebutkan terdapat hubungan antara pening-
katan konsentrasi ozon dan peningkatan serangan asma.
3,4
Hiperesponsif jalan napas merupakan karakteristik asma, diper-
kirakan ozon akan menyebabkan bronkokontriksi pada pen-
derita asma karena pada orang sehat ozon meningkatkan
reaktiviti jalan napas. Pajanan ozon sebelumnya menunjukkan
potensiasi respons awal bronkokontriksi asma alergi terhadap
pajanan antigen.
4
Kehrl dkk menyimpulkan pajanan 0,16 ppm
ozon selama 7,6 jam dengan aktiviti fisik pada penderita asma
atopi ringan terjadi penurunan fungsi paru dan peningkatan
respon terhadap inhalasi alergen mite.
24
Penelitian Mortimer
dkk pada anak-anak perkotaan penderita asma yang terpajan
ozon 15 ppb menunjukkan penurunan bermakna persentase
peak expiratory flow rate (PEFR) pagi hari dan peningkatan
gejala asma pagi hari.
25
Newson dkk dalam penelitiannya
menyimpulkan pajanan ozon 0,2 ppm dengan aktiviti inter-
miten pada penderita asma atopi ringan menginduksi respons
inflamasi akut dengan karakteristik infiltrasi lebih awal (dalam
6 jam setelah pajanan) sel PMNs diikuti ekstravasasi plasma,
aktivasi eosinofil dan neutrofil serta terdapat penurunan ber-
makna nilai VEP
1
dan KI.
26
Penderita dengan penyakit paru seperti bronkitis kronik,
emfisema dan asma sudah mengalami penurunan fungsi paru
dan mereka tidak dapat mentoleransi penambahan penurunan
fungsi paru oleh pajanan ozon.
13
Ada sebuah penelitian me-
narik, penderita PPOK yang dipajankan 0,2 ppm ozon selama 2
jam tidak ditemukan penurunan fungsi paru yang bermakna.
Alasan mengapa pasien PPOK tidak menunjukkan penurunan
fungsi paru tidak diketahui.
11
Berbagai penelitian epidemiologi
menunjukkan bahwa eksaserbasi PPOK berhubungan dengan
konsentrasi ozon. Penelitian di Southern Ontario menemukan
bahwa pajanan ozon dalam udara ambien dapat meningkatkan
angka kunjungan rumah sakit untuk semua penyakit saluran
napas termasuk eksaserbasi bronkitis kronik dan emfisema
berhubungan dengan konsentrasi ozon pada musim panas.
4
Beberapa penelitian di Eropa dan Amerika Serikat menunjuk-
kan peningkatan risiko relatif kunjungan rumah sakit dari eksa-
serbasi PPOK berhubungan dengan konsentrasi tinggi
ozon.
dikutip dari 27
Efek jangka panjang
Pajanan kronik ozon dapat meningkatkan remodeling
saluran napas distal daerah sentroasinar.
4,7
Proses remodeling
ini sering disebut bronkiolisasi alveol sentroasinar artinya
epitel bronkus menggantikan sel tipikal duktus alveol tipe I dan
II. Bronkiolisasi diamati pada pajanan 0,25 ppm (8 jam per hari
selama 18 bulan) pada monyet dan dapat menetap untuk be-
berapa bulan setelah pajanan.
3,4
Remodeling daerah sentro-
asinar mempunyai karakteristik berupa proliferasi fibroblas,
penebalan membran kapiler alveol, peningkatan sintesis dan
deposisi kolagen, penebalan dinding, penyempitan diameter
bronkiolus terminal serta fibrosis septa interalveol.
7
Penambah-
an ketebalan septum alveol sentroasinar pada pajanan kronik
terjadi sebagai akibat peningkatan matriks ekstraseluler, mem-
bran basal, kolagen dan fibroblas serta penebalan epitel alveol.
Secara umum konsentrasi ozon relatif tinggi (> 0,5 ppm) yang
diberikan selama jangka waktu lama (misalnya beberapa bulan)
diperkirakan menyebabkan proses fibrosis interalveol.
4
Selain
fibrosis jaringan paru, emfisema juga terlihat pada penelitian
binatang yang dipajankan tiap hari dengan konsentrasi sedikit
di atas 1 ppm.
7
Oksidasi dan inaktivasi
1
-antitrypsin (
1
-
proteinase inhibitor) oleh ozon secara in vitro, mungkin ber-
potensi menyebabkan emfisema.
11
Pajanan ozon jangka panjang dapat menyebabkan tumor
paru, hal ini baru terlihat pada penelitian binatang percobaan,
pada manusia belum terbukti. Adenoma paru timbul pada 85 %
mencit setelah dipajankan dengan ozon 1 ppm dalam 1 hari
selama 15 bulan.
10
Werthamer dkk
dikutip dari 10
menginduksi per-
tumbuhan tumor paru pada mencit yang dipajan 4,5 ppm ozon
selama 2 jam tiap hari dalam 75 hari.
PERANAN SUPLEMENTASI ANTIOKSIDAN
Paru dilindungi oleh sejumlah antioksidan enzimatik mau-
pun nonenzimatik yang ada di intraseluler dan ELF.
28
Anti-
oksidan tersebut sangat penting untuk mencegah atau me-
ngurangi efek toksik oksidan seperti ozon dan nitrit oksid.
Superokside dismutase (SOD), glutathione (GSH), glutathione
peroksidase (GSH-Px), katalase, disulfide reduktase, 6-
phospogluconate dehydrogenase terkenal sebagai antioksidan
tersebut.
7,11
Sebenarnya stimulasi antioksidan tersebut merupa-
kan bentuk respons jangka pendek dan menengah terhadap
pajanan oksidan. Induksi sistem proteksi antioksidan diperkira-
kan merupakan mekanisme sel melawan peroksidase lipid.
7
Vitamin E dan vitamin C mungkin mempunyai proteksi ter-
hadap oksidasi dan peroksidasi yang diinisiasi oleh ozon serta
dapat mengurangi efek toksik. Peningkatan kapasiti antioksidan
setelah atau selama pajanan oksidan merupakan satu mekanis-
me proteksi yang penting.
11
Penelitian in vitro dan pada hewan menunjukkan vitamin
C dan
-tokoferol efektif mengurangi toksisiti oksidan ling-
kungan seperti ozon dan NO
2
.
28
Cathan dkk
dikutip dari 28
dalam
penelitiannya menyebutkan bahwa kombinasi vitamin C dan
-
Cermin Dunia Kedokteran No. 138, 2003 15
tokoferol mengurangi penurunan VEP
1
dan KVP yang di-
induksi ozon. Samet dkk melakukan penelitian pada laki-laki
dewasa bukan perokok yang dipajankan ozon 0,4 ppm selama 2
jam setelah sebelumnya diberikan suplementasi vitamin C,
-
tokoferol dan sayur-sayuran tiap hari selama 2 minggu. Hasil-
nya menunjukkan penurunan VEP
1
dan KVP yang diinduksi
ozon 30% dan 24% lebih kecil dibandingkan kontrol. Di-
simpulkan bahwa diet antioksidan memberikan efek proteksi
terhadap penurunan fungsi paru pada manusia.
28
10. Waldbott GL. Pulmonary Irritants. In:Health effect of enviromental
pollutans. 2
nd
ed. Saint Louis: CV Mosby company; 1978. p. 93-6.
11. Sandstrom T. Respiratory effects of air pollutants: experimental studies in
humans Eur Respir J 1995; 8:976-95.
12. Harrison RJ. Occupational and enviromental medicine. Chemical and
13. Lung USA Organization. What is ozone air pollution. Available from
URL: http://www.Lungusa.org/air/envozone.html. Accessed May 16,
2002.
14. Weschler CJ. Ozone in indoor enviroments : concentration and chemistry.
Available from URL: http.//www.blackwell-synergy.com/servier.html.
Accessed February 19, 2002.
RANGKUMAN
15. Aditama TY. Penilaian polusi udara. J Respir Indo 1999; 1: 4-10.
Ozon merupakan oksidan poten yang bersifat iritan dan
toksik terhadap saluran napas. Konsentrasi standar ozon
menurut NAAQS per 1 jam konsentrasi maksimal adalah 0,12
ppm. Efek ozon terhadap kesehatan paru tergantung pada
konsentrasi serta lamanya pajanan. Inhalasi ozon jangka pen-
dek dengan konsentrasi mendekati, sama atau lebih dari standar
menyebabkan penurunan fungsi paru dan meningkatkan re-
aktiviti saluran napas baik pada orang sehat maupun penderita
asma. Inhalasi ozon di atas konsentrasi standar pada penderita
asma dan PPOK meningkatkan eksaserbasi serta kunjungan
rumah sakit. Pajanan jangka panjang ozon di atas konsentrasi
standar dapat menyebabkan fibrosis paru. Suplementasi anti-
oksidan selama pajanan ozon memberikan efek proteksi ter-
hadap penurunan fungsi paru.
16. U.S. Enviromental Protection Agency. Ozone generators that are sold as
air cleaners: an assesment of effectiveness and health consequences.
Available from URL : http:/www.epa.gov/iaq/pubs/ozoneegen.html.
Accessed February 19, 2002.
17. Mid-Atlantic Regional Air Management Association. MARAMA
Introduction to ozone tables. Available from URL: http:/www.
marama.org/ozone_monitoring.htm. Accessed February 19, 2002.
18. Fink JB, Hunt GE. Respiratory pathophysiology. In:Clinical practice in
respiratory care. Philadelphia: Lippincot Williams & Wilkins publishers;
1999. p. 131-53.
19. Weinmann GG, Bowes SM, Gerbase MW, Kimball AW, Frank R. Res-
ponse to acute ozone exposure in healthy men: results of a screening
procedure. Am J Respir Crit Care Med 1995; 151: 33-40.
20. Lopez M, Salvaggio JE. Air pollution and asthma. In:Gershwin ME,
Halpern GM, editors. Bronchial asthma principles of diagnosis and
treatment. 3
rd
ed. New Jersey:Humana Press; 1994. p.581-602.
21. Hazucha MJ, Folinsbee LJ, Seal E, Bromberg PA. Lung function respon-
se of healthy women after sequential exposures to NO
2
and O
3
. Am J
Respir Crit Care Med 1994; 150: 642-7.
22. Krishna MT, Springall D, Meng Q, Withers N, Macleod D, Biscione G,
et.al. Effect of ozone on epithelium and sensory nerves in the bronchial
mucosa of healthy humans. Am J Respir Crit Care Med 1997; 156: 943-
50.
KEPUSTAKAAN
23. Bates DV. Effect of smoking and enviromental pollutants. In: Respiratory
function in disease. 3
rd
ed. Philadelphia:WB Saunders company; 1989. p.
152-71.
1.
Baratawidjaja K. Dampak pencemaran lingkungan hidup pada kesehatan
paru. MKI 1996; 10:565-9.
24. Kehrl HR, Peden DB, Ball B, Folinsbee L, Horstman D. Increased
spesific airway reactivity of persons with mild allergic asthma after 7,6
hours of exposure to 0,16 ppm ozone. J Allergy Clin Immun 1999.
2. Aditama TY, Mangunnegoro H, Tugaswati T. Polusi SO2, NO2 dan
ozon. Paru 1994; 3: 15-7.
3.
Health effects of outdoor air pollution. State of the art. Am J Respir Crit
Care Med 1996; 153: 3-50.
4. Balmes JR, Tager I. Air pollution. In:Murray JF, Nadel JA, editors.
Textbook of respiratory medicine. 3
rd
ed. Philadelphia:WB Saunders
company; 2000. p. 1885-902.
25. Mortimer KM, Tager IB, Dockery DW, Neas LM, Redline S. The effect
of ozone on inner-city children with asthma. Identification of susceptible
subgroups. Am J Respir Crit Care Med 2000; 162: 1838-45.
5.
ST. Louis regional clean air patnership. Care about clean air. Available
26. Newson EJ, Khrisna MT, Lau LCK, Howard PH, Holgate ST, Frew AJ.
Effect of short-term exposure to 0,2 ppm ozone on biomarkers of
inflamation in sputum, exahaled nitric oxide, and lung function in
subjects with mild atopic asthma. J Occ Env Med 2000. Available from
April 23, 2002.
6.
Lloyd SA. Stratospheric ozon depletion. Lancet 1993; 6:1156-8.
7.
Chitano P, Hosselet JJ, Mapp CE. Effect of oxidant air pollutants on the
respiratory system : insights from experimental animal research. Eur
Respir J 1995; 8: 1357-71.
8. Lumb A, Nunn JF. Smoking and air pollution. In:Nunn's applied
respiratory physiology. 5
th
ed. Oxford:Butterworth Heinemann; 2000.
p.407-19.
27. MacNee W, Donaldson K. Exacerbations of COPD. Enviromental
mechanisms. Chest 2000; 117(suppl): 390-7.
28. Samet J, Hatch G, Hosrtman D, Steck-scott S, Arab L, Bromberg PA,
et.al. Effect of antioxidant supplementation on ozone-induced lung injury
in human subjects. Am J Respir Crit Care Med 2001; 164: 819-25.
9. Parmeggiani L. Ozone. In:Encyclopaedia of occupational health and
safety. 3
rd
ed. Geneva:International labour office; 1983. p. 1579-80.
Cermin Dunia Kedokteran No. 138, 2003
16
Truth is the root, but human sympathy is the flower of
practical life
(Chapin)