Bagaimana asap kebakaran boleh merosakkan otak dan tubuh secara kekal

Kumpulan bukti yang semakin meningkat menunjukkan bahawa asap kebakaran meningkatkan risiko penyakit saraf, serta membahayakan paru-paru, buah pinggang dan organ lain.

Saintis tahu bahawa asap kebakaran boleh memburukkan lagi keadaan seperti asma dan penyakit pulmonari obstruktif kronik (COPD), meningkatkan risiko serangan jantung dan strok, menghalang penumpuan, mengurangkan keupayaan tubuh untuk melawan jangkitan, dan menyebabkan keradangan yang menyasarkan paru-paru, buah pinggang, hati, dan mungkin organ lain. Tetapi bagaimana pula dengan kesan yang lebih berkekalan, malah kekal? Bolehkah pendedahan kepada asap kebakaran yang kuat walaupun dalam tempoh singkat meninggalkan parut kekal di dalam tubuh?

Walaupun ia adalah bidang penyiasatan saintifik yang agak baharu, jawapannya nampaknya ya; walaupun potensi kerosakan bergantung pada umur, jarak dari api, jumlah pendedahan asap, dan juga ciri-ciri kebakaran. “Isu dengan kebakaran hutan adalah bahawa ia berada di seluruh peta dari segi apa yang dibakar,” kata Lisa Miller, seorang ahli imunologi di Universiti California Davis yang sedang mengkaji kesan jangka panjang pendedahan asap kebakaran hutan pada monyet rhesus. “Ia adalah kekacauan kimia.”

“Walaupun kesan pencemaran udara secara umum terhadap kesihatan manusia diketahui sejak sekian lama, kami baru-baru ini mula memahami bagaimana kesan asap kebakaran hutan terhadap kesihatan manusia,” kata Anthony White, ahli sains saraf di Universiti Queensland, Australia. “Isu ini diperbesarkan oleh fakta bahawa sukar untuk membezakan antara kesan pencemaran udara sekeliling , dan kesan kesihatan khususnya daripada asap kebakaran, terutamanya apabila pencemaran asap itu berlaku secara sekali sekala dan tanpa amaran.”

Lebih daripada sekadar pencemaran udara

Apa yang saintis belajar mengenai kesan berterusan asap kebakaran adalah sebahagian besarnya daripada kajian haiwan, penyelidikan jangka pendek mengenai asap kebakaran hutan, dan penyelidikan mengenai pencemaran udara dan kebakaran dapur yang membakar kayu. Kebanyakan penyelidikan itu mengukur pendedahan kepada PM2.5, zarah berukuran 2.5 mikrometer iaitu kira-kira 30 kali lebih kecil daripada diameter rambut manusia.

“Walaupun kami masih belum mempunyai banyak bukti daripada pendedahan jangka panjang kepada asap kebakaran, adalah selamat untuk mengekstrapolasi banyak perkara yang kami ketahui daripada [kesan] pencemaran udara bandar terhadap kesihatan,” kata Ana Rappold, ahli statistik alam sekitar di Agensi Perlindungan Alam Sekitar (EPA). Tetapi penyelidikan pencemaran udara hanya menceritakan sebahagian daripada cerita kerana asap kebakaran hutan berbeza bukan sahaja daripada pencemaran udara tetapi daripada satu kebakaran kepada yang seterusnya.

Komposisinya berubah bergantung kepada apa yang dibakar, kedua-dua biojisim pokok, pokok renek, rumput, haiwan dan sebarang bahan api lain, seperti rumah dan perniagaan, kata Stephanie Cleland, ahli epidemiologi kesihatan alam sekitar di EPA.

Selain PM2.5, asap kebakaran mengandungi bahan kimia toksik lain dan sebatian organik meruap yang berbeza-beza bergantung pada bahan api, suhu terbakar dan juga berapa lama asap itu. “Kemungkinan besar ia mungkin membawa kepada pelbagai jenis kesan kesihatan atau keterukan yang berbeza; dan terdedah kepada pelbagai perkara pada masa yang sama, yang tidak selalu berlaku dengan pencemaran udara biasa sekeliling,” kata Cleland. Selain itu, dengan ketumpatan kepekatan PM2.5 yang lebih besar dan pelbagai gas daripada kebakaran hutan, “anda boleh mempunyai kesan bersinergi, tambah Rappold.

Kerosakan otak

Otak biasanya mempunyai perlindungan yang lebih besar daripada organ lain kerana halangan otak darah, rangkaian saluran darah yang ketat yang mengawal ketat apa yang boleh dilalui, sama seperti tukang pukul (bouncer) yang memutuskan siapa yang boleh memasuki kelab malam. Tetapi penghalang darah otak tidak telap sepenuhnya. Adam Schuller, ahli toksikologi alam sekitar di Colorado State University, menerangkan tiga cara bahan pencemar boleh sampai ke otak: zarah bergerak dalam darah beroksigen daripada paru-paru terus ke otak; zarah terus memasuki otak di sepanjang saluran pembauan; atau faktor keradangan yang dicetuskan oleh tindak balas keradangan dalam paru-paru menyerang otak.

Sesampainya di sana, bahan zarah ini boleh merosakkan neuron secara langsung, melalui pembentukan molekul berbahaya dan tidak stabil yang dipanggil radikal bebas, atau secara tidak langsung, kata White, dengan mencetuskan sel imun untuk melepaskan molekul yang merosakkan atau membunuh neuron dan mengganggu sambungan yang membolehkan sel otak untuk berkomunikasi dan menyimpan kenangan, walaupun neuron tidak mati.

Cleland dan Rappold mengenal pasti kesan kognitif jangka pendek daripada pendedahan ini dengan membandingkan markah lebih daripada 10,000 orang dewasa Amerika pada Luminosity aplikasi mudah alih latihan otak apabila sesetengahnya berada di kawasan yang terjejas oleh asap kebakaran. Mereka mendapati bahawa orang yang terdedah kepada asap berketumpatan sederhana atau berat berdasarkan data satelit daripada National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) berprestasi lebih buruk, dengan skor perhatian yang lebih rendah sedikit, berbanding mereka yang terdedah kepada ketumpatan ringan atau tiada asap. Penamaan kepadatan “sederhana” dan “berat” tidak berkait langsung dengan nombor Indeks Kualiti Udara (AQI), tetapi apa yang dialami New York City pada awal Jun layak sebagai sederhana atau berat, kata Rappold.

Memadankan penemuan itu dengan perkara yang diketahui mengenai jenis pendedahan asap lain menunjukkan kemungkinan kesan kognitif jangka panjang. Terdapat bukti kukuh bahawa pencemaran udara sekeliling dan asap kayu api dapur meningkatkan risiko penyakit Alzheimer dan demensia lain, dan bukti bahawa pencemaran udara meningkatkan risiko kemurungan.

“Kami mungkin melihat kesan tambahan asap kebakaran pada perubahan neurologi lain, tetapi itu memerlukan lebih banyak kajian dan lebih ramai orang untuk menjana hasil kajian yang kukuh,” kata White. “Kami juga sedang berusaha untuk menentukan sejauh mana kesan asap kebakaran terhadap demensia berbanding pendedahan kepada pencemaran udara sekeliling.”

Penyelidikan yang baharu muncul juga mencadangkan bahawa pendedahan kepada pencemaran udara semasa kehamilan boleh meningkatkan risiko gangguan spektrum autisme dan gangguan hiperaktif kekurangan perhatian (ADHD) dalam janin yang sedang berkembang. Kebanyakan penyelidikan mengenai pendedahan asap kebakaran dan kehamilan memfokuskan pada kelahiran awal dan berat lahir, tetapi asap kebakaran mengandungi PM2.5 yang sama seperti pencemaran udara, jadi teori risiko kesan jangka panjang pada janin adalah mungkin.

Kesan terhadap sistem imun dan paru-paru

Penyelidikan terhad yang tersedia mengenai kesan kesihatan asap kebakaran yang berterusan menunjukkan paru-paru dan sistem imun terutamanya boleh terjejas. Apabila kebakaran hutan menyelubungi wilayah Tasik Seeley di Montana pada 2017, Chris Migliaccio, ahli toksikologi di Universiti Montana, mula mengkaji kesan asap kebakaran hutan ke atas penduduk berhampiran. Pada mulanya, dia tidak menemui sebarang kesan ketara pada fungsi paru-paru mereka dua bulan selepas pendedahan. Tetapi satu dan dua tahun kemudian, penduduk mengalami penurunan yang ketara dalam fungsi paru-paru iaitu keupayaan untuk mengosongkan paru-paru mereka dengan cepat. Pandemik menghalang susulan jangka panjang.

Satu-satunya kajian jangka panjang mengenai kesan asap kebakaran hutan datang daripada monyet rhesus di makmal yang disokong NIH di Davis, California. Walaupun saintis di sana tidak bercadang untuk mengkaji asap kebakaran pada haiwan, kebakaran hutan berhampiran pada Jun dan Julai 2008 menghantar kepulan asap ke atas kandang luar monyet, mendedahkannya kepada 10 hari paras PM2.5 melebihi standard harian EPA. Lisa Miller, ahli imunologi, mengkaji kesan pendedahan ke atas monyet yang dilahirkan pada musim bunga itu, yang baru berusia 4 hingga 6 bulan bersamaan dengan manusia berusia 2 hingga 3 tahun apabila asap bertiup.

Apabila Miller membudayakan darah monyet di makmal dan mendedahkannya kepada bakteria, sel-sel imun mempunyai tindak balas yang rosak, menunjukkan ia tidak akan mampu memasang pertahanan yang teguh kepada jangkitan bakteria. Tetapi itu adalah 15 tahun yang lalu, dan Miller masih melihat fungsi imun yang tidak normal pada monyet itu pada hari ini.

Dia juga menemui perubahan dalam ritma sirkadian monyet iaitu jam tubuh dalaman yang mengawal kitaran tidur bangun dan perubahan “cukup menakjubkan” dalam struktur paru-paru monyet yang dilihat dalam imbasan CT. Monyet menghasilkan tahap kortisol yang lebih tinggi sebagai tindak balas kepada tekanan dan kurang tidur, dan paru-parunya menjadi lebih kaku dan mempunyai jumlah yang lebih kecil. “Ia mempunyai apa yang seolah-olah menjadi bukti penyakit paru-paru interstitial,” koleksi keadaan yang menyebabkan parut di paru-paru, katanya.

Walaupun monyet bukanlah proksi yang sempurna untuk manusia, ia sedekat mungkin, dan bukti Miller konsisten dengan kajian lain yang melihat kadar influenza dan pendedahan asap kebakaran hutan selama lapan tahun di Montana. Para penyelidik mendapati bahawa pendedahan kepada PM2.5 semasa musim kebakaran hutan (Julai hingga September) dikaitkan dengan kadar selesema yang lebih teruk pada musim selesema berikutnya. Pencemaran udara, dan oleh itu asap kebakaran, juga membawa risiko yang lebih besar bagi mereka yang mempunyai penyakit jantung, kata Rappold, tetapi saintis baharu sahaja mula mengkaji kesan jangka panjang pendedahan asap pada jantung.

Walaupun ia adalah bukti terbaik yang tersedia pada pendedahan jangka panjang, penyelidikan Miller masih hanya mendedahkan kesan daripada satu kebakaran. “Adalah penting bagi orang ramai untuk memahami perbezaan asap kebakaran berbanding asap pendiangan dan hakikat bahawa tidak semua kebakaran hutan mempunyai kesan yang sama,” kata Miller.

Mengurangkan risiko

Prinsip teras toksikologi ialah “dos menjadikan racun,” tetapi dos atau ketumpatan PM2.5 dan gas lain dalam kes asap kebakaran hutan hanyalah satu faktor. Tempoh dan kekerapan juga penting, jelas Luke Montrose, ahli toksikologi alam sekitar di Colorado State University.

“Memikirkan bagaimana anda boleh mengubah suai perkara itu dalam kehidupan anda sendiri, mengurangkan dos, tempoh dan kekerapan anda,” boleh membantu anda mencari cara untuk mengurangkan risiko kesan kesihatan, kata Montrose. Salah satu cara untuk melakukannya ialah menggunakan monitor kualiti udara genggam atau menyemak tahap AQI tempatan. Sama seperti anda mungkin menyemak cuaca sebelum keluar untuk mendaki atau aktiviti lain, “ia membuatkan orang ramai berfikir bahawa mereka perlu melihat kualiti udara sebelum mereka keluar untuk mengetahui sama ada mereka perlu berada di luar sama sekali,” kata Montrose.

Kelebihan monitor genggam yang juga disyorkan oleh Rappold dan Cleland, ialah ia juga memberitahu anda mengenai kualiti udara dalaman. Nasihat kesihatan awam sering menasihati orang ramai untuk tinggal di dalam rumah pada hari-hari dengan kualiti udara yang buruk, tetapi “asap kebakaran hutan mampu menembusi dan mengganggu kualiti udara dalaman,” kata Schuller. Menggunakan penapis HEPA, penapis MERV-13 atau kotak DIY Corsi-Rosenthal boleh meningkatkan kualiti udara dalaman dan mengurangkan kesan kesihatan. Jika udara dalaman lebih baik daripada udara di luar, tinggal di dalam rumah dengan penghawa dingin juga boleh melindungi daripada haba.

“Kami belum tahu lagi bagaimana gabungan asap kebakaran dan haba melampau menjejaskan kesihatan manusia,” kerana kedua-duanya dirawat secara berasingan dalam penyelidikan setakat ini, kata White. “Ini adalah kedua-dua tekanan penting pada tubuh, dan gabungan itu mungkin mempunyai hasil yang belum diketahui.”

Semasa hari yang paling teruk, pelitup muka boleh membantu mengurangkan pendedahan kepada PM2.5 walaupun ia tidak dapat menapis gas. Satu ulasan kajian mencadangkan pelitup muka pembedahan mengurangkan pendedahan sebanyak 20 peratus dan pelitup muka N95 sebanyak 80 peratus. Menyesuaikan diri dengan rutin senaman pada hari yang teruk juga patut dipertimbangkan. Senaman berat memaksa zarah pencemaran masuk lebih dalam ke dalam paru-paru dan mengisinya dengan lebih daripada pernafasan yang lebih pendek semasa rehat, kata Montrose. Dan peningkatan oksigen yang diambil dalam setiap nafas boleh memberikan dos pencemar yang lebih tinggi.

Pegawai kerajaan tidak boleh menghentikan asap, tetapi mereka boleh memaklumkan kepada orang ramai mengenai risiko dan menggunakan serta berkongsi sumber seperti Kotak Alat Sedia Asap untuk Kebakaran Hutan EPA. “Terdapat keperluan untuk menyampaikan mesej kepada orang ramai bahawa asap daripada kebakaran hutan mungkin mempunyai lebih banyak kesan jangka panjang,” kata White. “Memberikan amaran kesihatan awam yang jelas kepada masyarakat apabila asap berkemungkinan memberi kesan kepada mereka adalah penting untuk membolehkan orang ramai membuat rancangan untuk mengelakkan pendedahan yang sebanyak mungkin.”

Satu atau dua hari langit apokaliptik jingga mungkin tidak meninggalkan kesan kekal dan kita belum tahu lagi tetapi apabila kekerapan kebakaran hutan dan julat geografi meningkat, selang masa langit berasap boleh bertahan lebih daripada beberapa hari dan berlaku lebih kerap.

“Malangnya, kami benar-benar tidak mempunyai jawapan untuk berapa banyak dan berapa lama kami boleh terdedah kepada asap kebakaran sebelum ia mempunyai kesan jangka panjang terhadap kesihatan,” kata White. “Tetapi mungkin fakta yang paling penting ialah semakin kita mengkaji pencemaran udara dan asap kebakaran, semakin kita mengetahui bahawa jumlah yang lebih rendah masih boleh memberi kesan toksik dan oleh itu semakin kurang pendedahan yang boleh diperolehi maka ia semakin baik.”

Sumber: National Geographic (14 Ogos 2023)