Gangguan ekosistem usus yang kompleks dapat menyebabkan diabetes dan masalah kesehatan lainnya, kata para ilmuwan
Oleh SANKET JAIN
Delapan tahun lalu, Bhanudas More menjalani tes darah rutin. Dia adalah seorang buruh tani di desa kecil ini di negara bagian Maharashtra, dia kurus, bekerja berjam-jam di ladang, dan tampak fisik masih sehat, jadi hasilnya mengejutkannya. Dia didiagnosis menderita diabetes tipe 2, penyakit yang umumnya dikaitkan dengan gaya hidup orang-orang yang menetap di kota.
Pengobatan tidak banyak membantu mengendalikan kondisinya menjadi lebih baik. Dia juga mulai mengalami kembung terus-menerus dan ketidaknyamanan perut. “Saya minum obat, tetapi saya masih merasa tidak normal,” kata More, sekarang berusia 56 tahun. “Beberapa hari, sulit untuk menyelesaikan pekerjaan.”
Sumber masalahnya masih misterius, tetapi dokter menemukan petunjuk ketika mereka menanyakan tentang kondisi kerjanya. Di ladang tebu dan anggur tempat dia bekerja, More secara rutin terpapar campuran pestisida tanaman. Sejumlah besar penelitian yang berkembang pesat menunjukkan bahwa bahan kimia tersebut dapat mengganggu mikrobioma usus, ekosistem yang terdiri dari triliunan bakteri, jamur, dan virus yang membantu mencerna makanan, menghasilkan nutrisi penting, melatih sistem kekebalan tubuh, dan mengirimkan sinyal kimiawi yang memengaruhi metabolisme dan bahkan fungsi otak. Gangguan seperti itu dapat menyebabkan berbagai masalah medis, kata para peneliti, di antaranya peningkatan global diabetes tipe 2 pada orang yang berat badannya normal (tidak obesitas).
Mereka yang terpapar di tempat kerja, seperti More, mungkin berada pada risiko paling tinggi, tetapi pestisida yang digunakan pada tanaman atau di rumah juga dapat memengaruhi mikrobioma. “Jika Anda memaparkannya berulang kali pada dosis rendah bahan kimia bioaktif, Anda mungkin tidak langsung melihat efek dramatisnya, tetapi Anda dapat menciptakan tekanan selektif jangka panjang,” kata Robin Mesnage, direktur ilmiah di klinik Buchinger Wilhelmi dan peneliti tamu di King’s College London.
Sejauh ini, belum ada bukti kuat mengenai bahaya terhadap kesehatan manusia. Dan para ilmuwan memperingatkan bahwa banyak faktor lain, termasuk pola makan, gaya hidup, dan genetika, mempengaruhi mikrobioma usus, yang membuat sulit untuk mengidentifikasi efek pestisida.
Pada tahun 2023, penggunaan pestisida mencapai 3,73 juta ton secara global, kira-kira dua kali lipat dari jumlah yang digunakan pada tahun 1990. (India mengalami peningkatan hampir 20% hanya dalam dekade terakhir.) Penelitian tentang risiko kesehatan telah lama berfokus pada keracunan akut, neurotoksisitas, dan kanker. Namun, alat genetik baru untuk mempelajari beragam ekosistem mikroba telah memungkinkan untuk melacak efek pestisida pada mikrobioma.
Velmurugan Ganesan dari KMCH Research Foundation bertanya-tanya apakah paparan pestisida dapat menjelaskan temuan yang aneh. Dalam sebuah penelitian terhadap hampir 3000 orang di India selatan, timnya menemukan bahwa 23% peserta di daerah perkotaan menderita diabetes, yang dikelompokkan dengan faktor risiko klasik seperti obesitas dan kolesterol tinggi. Namun di daerah pedesaan, prevalensinya masih 16%, dan tidak ada hubungannya dengan faktor risiko tersebut. “Kami mulai bertanya-tanya apakah bahan kimia lingkungan dapat berperan,” kata Ganesan.
Tim kemudian meneliti efek paparan salah satu insektisida pertanian yang banyak digunakan, klorpirifos, pada tikus. Penelitian pada hewan sebelumnya sering menguji dosis tinggi untuk waktu yang singkat, tetapi tim Ganesan menggunakan apa yang disebutnya “dosis realistis”, berdasarkan residu pestisida dalam pola makanan rata-rata orang India, selama 120 hari. Studi yang diterbitkan pada Agustus 2025, menemukan bahwa klorpirifos mengubah mikrobioma usus, dengan bakteri menguntungkan seperti Lactobacillus menurun dan spesies yang berpotensi berbahaya seperti Helicobacter meningkat. Tikus yang terpapar klorpirifos juga mengalami gula darah tinggi dan diabetes, meskipun berat badannya tidak bertambah, kata Karthika Durairaj, penulis pertama studi tersebut.
Studi lain yang ditulis bersama oleh Ganesan menunjukkan kemungkinan mekanisme: Ketika mikroba usus memecah klorpirifos, mereka menghasilkan asetat dan metabolit lain yang digunakan hati untuk membuat glukosa melalui proses yang disebut glukoneogenesis, yang menyebabkan peningkatan kadar gula darah.
Tim Ganesan sekarang menganalisis darah, urin, dan sampel tinja dari orang-orang yang mengidap diabetes, baik yang mengalami obesitas maupun tidak, dan kelompok kontrol yang sehat untuk memeriksa apakah pola tersebut berlaku pada manusia. “Kami sedang bekerja untuk menunjukkan bahwa diabetes yang diinduksi oleh bahan kimia lingkungan sangat berbeda [dari gaya hidup-terkait diabetes] dalam mekanisme penyakit yang mendasarinya dan mungkin memerlukan perawatan klinis yang berbeda,” Ganesan kata.
Pestisida tampaknya tidak hanya mendorong pergeseran populasi mikroba, tetapi juga perubahan aktivitasnya. Dalam sebuah penelitian besar yang diterbitkan pada tahun 2025, misalnya, para peneliti memaparkan 17 spesies bakteri representatif dari usus manusia pada 18 pestisida berbeda dan mendeteksi perubahan dalam produksi ratusan molekul kecil oleh mikroba. Molekul-molekul tersebut termasuk asam lemak rantai pendek, asam empedu, dan molekul terkait—triptofan—senyawa yang membantu menjaga kesehatan lapisan usus tetap sehat, mengatur peradangan, dan memandu respons imun.
“Sebagian besar penelitian berfokus pada efek pestisida … komposisi mikroba usus, tetapi penelitian ini menunjukkan bahwa efeknya jauh lebih besar dari itu,” kata rekan penulis studi Caroline Johnson, ahli epidemiologi kesehatan lingkungan di Yale School of Public Health. Tim tersebut juga menemukan bahwa beberapa bakteri mengakumulasi pestisida di dalam sel mereka, yang dapat memperpanjang keberadaannya di dalam tubuh manusia dan meningkatkan risiko efek kesehatan jangka panjang.
Dengan mengubah apa yang dihasilkan bakteri usus, pestisida juga dapat memengaruhi sinyal otak dan respons imun. Dalam penelitian pada hewan, misalnya, paparan klorpirifos telah dikaitkan dengan perilaku seperti depresi, bersamaan dengan perubahan bakteri usus. “Ini bukan satu mekanisme tunggal. Ini adalah jaringan efek biologis yang pada akhirnya dapat mengganggu komunikasi di sepanjang sumbu usus—otak,” kata John Cryan, ahli saraf di University College Cork.
Tetapi Cryan memperingatkan bahwa membuktikan kausalitas sebab-akibat adalah salah satu tantangan terbesar di bidang ini. Bahkan penelitian pada hewan yang terkontrol seringkali tidak dapat menentukan apakah perubahan perilaku didorong atau disebabkan oleh gangguan mikrobioma atau efek langsung pestisida pada otak, misalnya. Beberapa eksperimen baru-baru ini mulai mengatasi kesenjangan ini. Dalam penelitian pada hewan, mengubah mikrobioma saja, misalnya melalui transplantasi mikrobiota feses, sudah cukup untuk mengubah perilaku, menunjukkan mikroba usus memainkan peran kausal.
Apakah pestisida dapat memiliki efek serupa pada manusia masih belum jelas. Dan tidak seperti hewan dalam penelitian laboratorium, manusia sering terpapar campuran berbagai bahan kimia selama bertahun-tahun. Mesnage dan rekan-rekannya, misalnya, mencari residu dari 186 pestisida umum dalam urin 130 orang di Inggris Raya.
Hasilnya mengejutkannya: Tim tersebut menemukan residu insektisida piretroid atau organofosfor dalam sampel dari setiap sampel peserta, dengan kadar yang lebih tinggi pada orang yang melaporkan makan lebih banyak buah dan sayuran. (Pestisida yang digunakan di dalam rumah atau pada hewan peliharaan juga berkontribusi terhadap paparan, kata Mesnage.) Para peneliti juga menganalisis sampel tinja dan menemukan bahwa kadar residu pestisida yang lebih tinggi dalam urin partisipan dikaitkan dengan perubahan komposisi dan metabolisme mikroba usus.
Namun, untuk secara meyakinkan mengaitkan perubahan mikrobioma tersebut dengan pestisida membutuhkan studi intervensi. Misalnya, orang dapat diminta untuk hanya makan produk organik, yang akan mengurangi paparan pestisida terhadap tubuh mereka, untuk melihat apakah dan bagaimana hal ini mengubah mikrobioma usus mereka.
Apakah gangguan mikrobioma usus akibat pestisida dapat dipulihkan kembali masih menjadi pertanyaan terbuka. “Saat ini, kami belum memiliki solusi yang sederhana
atau universal,” kata Cryan. “Ada kecenderungan untuk berpikir bahwa memakan probiotik”—campuran bakteri usus yang menguntungkan—”dapat memperbaiki semuanya,” katanya, tetapi mikrobioma dibentuk oleh banyak faktor dan mengembalikan keseimbangannya adalah hal yang tidak sederhana.
Untuk saat ini, pendekatan terbaik adalah mengurangi paparan pestisida, kata para ilmuwan. Tapi bagi More, itu tidak mudah. Dia sekarang menutupi wajahnya saat menyemprot tanaman, dan terkadang bertanya-tanya apakah dia harus meninggalkan pertanian. Tapi seperti banyak orang lain di desanya, dia tidak punya pilihan lain.
Sanket Jain adalah seorang penulis di Maharashtra, India, yang meliput perubahan iklim, kesehatan mental, krisis pertanian, perawatan kesehatan masyarakat, dan isu-isu lainnya.
Artikel ini dipublikasi di https://www.science.org/content/article/pesticides-may-wreak-havoc-gut-microbiome dan diterjemahkan ke bahasa oleh KONPHALINDO