Mengapa racun perosak boleh menyebabkan Parkinson pada sesetengah orang
Penyelidikan baru mendedahkan bagaimana racun perosak paraquat dan maneb mengubah ekspresi gen dan boleh menyebabkan penyakit Parkinson pada orang yang cenderung genetik terhadap penyakit ini.
Anggaran menunjukkan bahawa sekitar 50,000 orang di Amerika Syarikat didiagnosis menghidap penyakit Parkinson setiap tahun.
Walaupun tidak diketahui dengan tepat apa yang menyebabkan penyakit ini, kedua-dua faktor genetik dan persekitaran dianggap memainkan peranan penting.
Institut Kesihatan Nasional (NIH) menyatakan bahawa pendedahan persekitaran kepada racun perosak, misalnya, boleh meningkatkan risiko terkena penyakit Parkinson.
Kajian yang lebih lama menunjukkan bahawa paraquat dan maneb racun perosak, khususnya, dapat meningkatkan kerentanan terhadap Parkinson pada orang yang sudah cenderung genetik untuk mengembangkan penyakit ini.
Kajian baru-baru ini berusaha untuk membongkar mekanisme neuron yang berperanan dalam hubungan antara racun perosak dan keadaan neurodegeneratif.
Sebagai contoh, beberapa kajian menunjukkan bahawa racun perosak mengganggu neurogenesis - proses di mana otak mencipta neuron baru - di hipokampus, yang merupakan kawasan otak utama untuk ingatan dan pemprosesan maklumat.
Racun perosak mempunyai kesan ini dengan menyebabkan perubahan genetik. Sekarang, kajian baru oleh penyelidik di University of Guelph (U of G) di Ontario, Kanada, membongkar beberapa cara di mana racun perosak menyebabkan mutasi genetik, yang menyebabkan neurodegenerasi.
Pengarang kajian kanan Scott Ryan, seorang profesor biologi molekul dan selular di U of G, menjelaskan motivasi di sebalik penyelidikan ini. Dia mencatat, "Orang yang terdedah kepada bahan kimia ini berisiko sekitar 250 persen lebih tinggi terkena penyakit Parkinson daripada penduduk lain."
"Kami ingin menyiasat apa yang terjadi pada populasi rentan ini yang mengakibatkan beberapa orang mengembangkan penyakit ini," tambah Prof Ryan.
Penemuan itu diterbitkan dalam jurnal Persekutuan Persatuan Amerika untuk Biologi Eksperimen.
Salah satu kajian pertama untuk melihat sel manusia
Para penyelidik menggunakan sel stem dari pesakit dengan penyakit Parkinson yang mengalami mutasi pada gen yang bertanggungjawab untuk mengekod protein α-synuclein.
Sekurang-kurangnya 30 perubahan dalam gen ini telah dikaitkan dengan Parkinson, dan gumpalan protein α-synuclein adalah ciri penyakit yang didokumentasikan dengan baik, walaupun kurang difahami.
Untuk penyelidikan baru, para saintis juga bekerja dengan sel-sel embrio normal yang mereka ubah menggunakan penyuntingan genetik untuk meniru mutasi genetik α-synuclein.
Ryan menjelaskan mengapa menggunakan sel manusia menjadikan kajian ini sangat berharga. "Hingga kini," katanya, "hubungan antara racun perosak dan penyakit Parkinson didasarkan terutama pada kajian haiwan dan juga penyelidikan epidemiologi yang menunjukkan peningkatan risiko di kalangan petani dan orang lain yang terdedah kepada bahan kimia pertanian."
"Kami adalah orang pertama yang menyelidiki apa yang berlaku di dalam sel manusia," jelas Prof Ryan.
Sel induk adalah sel yang tidak dapat dibezakan yang kemudian menjadi individu dalam jenis sel tertentu. Ryan dan rakannya menggunakan dua jenis sel induk untuk mendapatkan sel saraf penghasil dopamin daripadanya.
Kemudian, mereka mendedahkan neuron dopaminergik ini - yang diketahui paling banyak dipengaruhi oleh penyakit Parkinson - kepada dua racun perosak tersebut.
Racun perosak menghabiskan tenaga neuron
Didapati bahawa neuron yang terdedah kepada bahan kimia mempunyai mitokondria yang salah.
Mitokondria, juga dikenal sebagai "pusat kekuatan sel," adalah organel di dalam sel yang mengubah gula, lemak, dan protein menjadi tenaga yang diperlukan tubuh kita untuk bertahan dan berfungsi.
Tetapi kajian ini menunjukkan bahawa mitokondria di dalam neuron dopamin yang terkena racun perosak tidak dapat bergerak dengan bebas seperti biasa. Ini "menyedut" tenaga dari neuron.
Yang penting, tahap bahan kimia yang digunakan untuk merosakkan neuron ini berada di bawah yang dianggap "tahap kesan buruk yang paling rendah diperhatikan" oleh Agensi Perlindungan Alam Sekitar Amerika Syarikat (EPA).
Prof Ryan mengatakan bahawa ini bermakna kita harus menilai semula garis panduan EPA untuk kedua-dua racun perosak ini.
"Kajian ini menunjukkan bahawa semua orang tidak setara, dan piawaian keselamatan ini perlu dikemas kini untuk melindungi mereka yang lebih rentan dan bahkan mungkin tidak mengetahuinya," tambahnya.
"Orang yang mempunyai kecenderungan untuk penyakit Parkinson lebih banyak dipengaruhi oleh pendedahan tahap rendah terhadap agrokimia dan oleh itu lebih cenderung mengembangkan penyakit ini."
Prof Scott Ryan
"Ini adalah salah satu alasan," dia menyimpulkan, "mengapa sebilangan orang yang tinggal di dekat kawasan pertanian berisiko lebih tinggi.
