Berandasehat.id – Zat tambahan yang umum ditemukan dalam perangkat vaping komersial, seperti vitamin E dan CBD (cannabidiol), dapat melunakkan surfaktan paru-paru yang vital jika konsentrasinya cukup tinggi; setidaknya hal ini teramati dalam model laboratorium yang disederhanakan, menurut hasil studi baru dari University of Kansas dan telah dipublikasikan di jurnal Langmuir.

Salah satu penulis studi, Prajnaparamita Dhar, profesor teknik kimia dan perminyakan di Universitas Kansas mengatakan bahwa temuan ini seharusnya membuat mereka yang menggunakan vape atau mempertimbangkan memakainya, perlu berpikir ulang.

“Belum cukup banyak penelitian yang dilakukan, jadi sebaiknya kita menunggu sebelum menyimpulkan, ‘Oh, ini lebih baik daripada merokok, jadi kita aman-aman saja,'” ujarnya.

“Terutama jika kita melihat peningkatan penggunaan di kalangan remaja, yang paru-parunya masih dalam tahap perkembangan—kita mungkin perlu lebih waspada sebagai orang tua,” tutur Dhar.

Lapisan paru-paru yang rentan

Paru-paru manusia memiliki jutaan kantong udara kecil yang disebut alveoli, yang membuka dan menutup saat kita bernapas. Alveoli memiliki lapisan fleksibel yang disebut ‘surfaktan paru’ yang membantu proses pengembangan dan penyusutan tersebut.

“Ini adalah zat yang menyerupai sabun di bagian dalam paru manusia,” kata Dhar. “Zat ini melapisi hampir setiap alveoli dan membantu kita bernapas dengan cara mencegah alveoli mengempis saat kita mengembuskan napas.”

Dia menambahkan zat ini menjaga perbedaan tekanan di antara alveoli sehingga saat kita menarik napas berikutnya, prosesnya seperti meniup balon. “Hal yang ingin kami tekankan adalah adanya sifat-sifat mekanis yang terganggu akibat penggunaan vape ini.”

Dhar dan tim merancang eksperimen laboratorium menggunakan lapisan lipid sederhana yang mengandung dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC), komponen lipid utama surfaktan paru-paru yang mencakup lebih dari separuh total berat lipid. Selanjutnya, mereka menambahkan vitamin E atau CBD dengan berbagai tingkat konsentrasi.

Dhar menekankan, tim peneliti mencoba meniru siklus pernapasan, bukan jumlah total alveoli.

Dalam model yang digunakan, tim peneliti mencoba meniru proses paru-paru yang memampat dan mengembang selama siklus pernapasan. “Jadi, kami menggunakan lapisan tipis dan memodelkan proses pengembangan serta penyusutan tersebut. Frekuensi saat kami memampat atau mengubah bentuk lapisan itu sama dengan frekuensi pernapasan.”

Rekan kerja Dhar dalam proyek ini adalah para peneliti tingkat pascasarjana dan sarjana dari kelompoknya di Fakultas Teknik Universitas Kansas (KU School of Engineering).

“Sebagian besar pekerjaan ini dilakukan di laboratorium bersama mahasiswa pascasarjana saya, Estephanie Escobar, seorang penerima beasiswa Fulbright dari Brasil yang baru saja lulus dan kembali ke negaranya,” ujar Dhar, yang juga menjabat sebagai direktur madya di Center for Teaching Excellence.

Rekan kerja Dhar dan Escobar adalah Emmanuelle Ong dan Madelyn Leslie Atkins. Tim tersebut mengukur ‘reologi’ lapisan film itu, atau bagaimana perilakunya secara mekanis saat mengalami deformasi cepat dan berulang yang meniru gerakan paru ketika bernapas.

Kemudian, dengan menggunakan mikroskopi fluoresensi, mereka dapat mengamati bagaimana lipid menata ulang dirinya saat lapisan film mengembang dan menyusut.

Vitamin E picu gangguan lebih kuat

Tim tersebut menemukan bahwa vitamin E punya efek gangguan yang lebih besar terhadap surfaktan paru-paru dibandingkan CBD, dan kedua zat tersebut memberikan dampak yang lebih besar pada konsentrasi yang lebih tinggi.

“Kami menduga bahwa komposisi kimia vitamin E menyebabkan perbedaan pada strukturnya,” kata Dhar. “Molekulnya lebih besar dan lebih hidrofobik, sehingga dapat lebih banyak menyusup ke dalam lapisan film tersebut. Cannabidiol ukurannya lebih kecil, sehingga tidak terlalu mengganggu lapisan film karena molekulnya lebih kecil. Itulah hipotesis kami saat ini.”

Perubahan pada surfaktan paru-paru dapat mengganggu fungsi paru. “Kekhawatiran utamanya adalah jika lapisan itu terlalu lunak, ia tidak akan mampu mempertahankan stabilitasnya saat ditekan,” kata Dhar. “Jika terlalu lunak, lapisan itu akan pecah. Ia tidak akan mampu menahan deformasi tersebut.”

Meskipun model yang digunakan dalam penelitian ini mencakup lipid utama yang terdapat dalam paru-paru manusia, model tersebut tidak menyertakan protein. “Lipid utama yang kita miliki di paru-paru mencakup setidaknya 50% [dari komposisi surfaktan],” kata Dhar.

“Kemudian, selama siklus pernapasan, zat ini melewati antarmuka—yaitu penghalang air-udara yang mengalami penyempurnaan—dan 90% dari komponennya adalah lipid yang sedang kami pelajari. Namun, tentu saja protein juga akan berperan. Kami belum tahu pasti apa peran spesifiknya.”

Dhar menduga bahwa protein di dalam paru mungkin berperan dalam menahan materi agar tetap dekat dengan antarmuka, sehingga mengubah cara lapisan tersebut kembali ke bentuk semula setelah gaya yang menekannya dihilangkan.

Dan menurut Dhar, timnya ingin meneliti hal itu.

Dhar menyatakan bahwa sebagai isu kesehatan masyarakat, vaping perlu mendapat perhatian dari para peneliti, regulator, konsumen, guru, dan orang tua. “Terlebih lagi jika kita melihat adanya peningkatan penggunaan di kalangan remaja, mengingat paru-paru merupakan organ yang masih dalam tahap perkembangan pada usia tersebut,” tandasnya. (BS)