La contaminación atmosférica se asocia a una considerable carga para la salud humana en todo el mundo; sin embargo, los factores tóxicos más relevantes pueden diferir en función de la localización. La Organización Mundial de la Salud indica que se producen más de 2 millones de muertes prematuras anuales que pueden ser atribuibles a la contaminación del aire, y que la mitad de ellas se dan en los países en desarrollo1.

São Paulo es la ciudad más grande de Sudamérica. Con más de 11 millones de habitantes, alberga un parque automovilístico de más de 7 millones de coches, camiones, motocicletas y autobuses de transporte público, que constituyen una importante fuente de contaminación atmosférica2. El número de vehículos que circulan por las calles de la ciudad ha aumentado de forma muy intensa en la última década. El periodo de tiempo estimado durante el que pasan por la ciudad quienes se desplazan cada día para ir al trabajo, utilizando alguno de los medios de transporte, aumentó también hasta alcanzar una media de 2,40h al día en 2009, lo cual constituía un aumento del 74% respecto a 2007. En los últimos 30 años se ha producido una reducción del 60% en la velocidad del tráfico en las áreas urbanas, con una importante repercusión en el tiempo de exposición inhalatoria para el conjunto de la población3. Se sabe que los niños son más sensibles a los contaminantes atmosféricos, con unas necesidades de ventilación por peso corporal superiores a las de los adultos, tanto en reposo como durante el ejercicio4. Se ha descrito que los niños con asma presentan un aumento de la morbilidad respiratoria cuando están expuestos a material particulado (PM), dióxido de nitrógeno (NO2), monóxido de carbono y ozono (O3)5–9.

Con objeto de determinar con exactitud las repercusiones de los productos tóxicos del aire en los resultados clínicos, las determinaciones de la contaminación deben reflejar de manera fiable los patrones de exposición ambiental reales de las poblaciones de interés10. Sin embargo, las exposiciones de los niños se estiman generalmente a partir de datos obtenidos en estaciones de vigilancia fijas5,8. Algunos estudios utilizan sistemas de información geográfica (geographical information systems [GIS]) o incluso modelos muy sofisticados, como los mapas de regresión denominados land-use regressions (LUR)11. La búsqueda de los mejores modelos de ajuste para la asociación entre los contaminantes relacionados con el tráfico y los resultados clínicos respiratorios en los niños tiene como objetivo determinar estos productos lo más cerca posible de los individuos en cuestión, evaluando la exposición personal en la vida real. Los avances recientes en la evaluación de la exposición personal en los niños incluyen la identificación de carbón en los macrófagos de las vías respiratorias y el uso de dispositivos sencillos que los niños pueden llevar consigo durante sus actividades diarias12,13.

En el presente estudio utilizamos nuevos detectores de gases atmosféricos sencillos y baratos, desarrollados internamente y validados en la Universidad de São Paulo14 para evaluar las repercusiones del NO2 (un indicador de los contaminantes primarios) y del O3 (que corresponde a los contaminantes secundarios generados por procesos fotoquímicos) sobre los resultados clínicos respiratorios de alta prevalencia, como la neumonía y el asma. Nuestra hipótesis fue que, en una población de niños de zonas poco favorecidas económicamente y expuestos a un tráfico automovilístico intenso, los contaminantes atmosféricos son factores de riesgo independientes para la morbilidad respiratoria si se aplica una monitorización apropiada.

Se seleccionó un distrito residencial específico de la ciudad de São Paulo para el estudio debido a su intensa exposición al tráfico de automóviles. Se eligió como lugar de obtención de muestras una consulta ambulatoria de medicina de familia gestionada por la administración pública, puesto que era representativa de la población media atendida en la región. Todos los niños de 6 a 10 años de edad para los que se había programado una visita en la clínica (por la mañana) entre agosto y octubre de 2009 y sus padres fueron invitados a participar, y constituyeron la muestra del estudio. En esta población se obtuvieron datos de un cuestionario y se efectuaron determinaciones de la contaminación. Los cuestionarios se basaron en un protocolo ISAAC validado en brasileño, y fueron administrados a las madres por un entrevistador especialmente preparado en los domicilios15. Las variables de estado de salud principales evaluadas en este estudio se basaron en las siguientes preguntas: ¿«Ha tenido su hijo» … «en alguna ocasión un episodio de silbidos al respirar», «le ha diagnosticado un médico en alguna ocasión asma», «le ha diagnosticado un médico en alguna ocasión una neumonía», «ha utilizado alguna medicación para el asma en los últimos 12 meses», «ha tenido silbidos al respirar en los últimos 12 meses», y «ha dejado de acudir algún día a la escuela por silbidos al respirar/problemas respiratorios en los últimos 12 meses»?

Los padres o tutores legales de los sujetos seleccionados dieron su consentimiento informado para el estudio. Este estudio fue aprobado por el CRI del Hospital das Clínicas, de la Facultad de Medicina de la Universidad de São Paulo.

Las variables de resultados de salud se describieron inicialmente según la prevalencia (%), media-desviación estándar o mediana-rango intercuartiles. La exposición a contaminantes se clasificó como baja, intermedia o alta según los terciles de concentración de NO2 y O3, para el valor medio de los 30días de exposición de los filtros. Se calcularon los coeficientes de correlación de Spearman (R) para evaluar la correlación de las determinaciones de la exposición en diferentes contextos (INT, EXT, PNL). La asociación entre exposición y resultados de salud se analizó con la prueba de χ2 para tendencia lineal. Se utilizaron modelos de regresión logística para calcular los análisis univariado y multivariado (ajustados para factores sociodemográficos; ajustados para factores familiares; ajustados para factores ambientales). Dado el tamaño muestral, estos modelos multivariados no fueron aditivos, sino que se analizaron de manera independiente. La variable de exposición a la contaminación se trató como variable continua, lo cual implica que el efecto corresponde al paso de un tercil de exposición al tercil superior. El tamaño muestral se calculó a partir del supuesto de que la prevalencia del asma en la zona estudiada sería superior a la de la población normal de la ciudad de São Paulo, que anteriormente se ha observado que es de alrededor del 7%16. Prediciendo una prevalencia del 20%, una probabilidad de error alfa del 5% y una potencia estadística del 80%, el estudio necesitaría una muestra de 42 sujetos para establecer la relación entre contaminantes derivados de la combustión y resultados respiratorios clínicos.

Los análisis se realizaron con el programa STATA 10.0®.

La exposición a los niveles de concentración máximos de NO2 y O3 atmosféricos mostró una asociación significativa con una mala salud respiratoria y con un aumento de la presencia de sibilancias, asma y neumonía en niños de una zona poco favorecida. La muestra de niños evaluada en este estudio vivía en una de las zonas con mayor densidad de tráfico automovilístico de São Paulo, con un volumen medio diario de aproximadamente 150.000 vehículos a motor2. Nuestros resultados pusieron de manifiesto que las determinaciones realizadas en el interior del NO2 y las determinaciones personales del O3 son métodos de gran sensibilidad para evaluar estas asociaciones en los niños, sobre todo si se tiene en cuenta que realizamos esta evaluación en una muestra de población pequeña.

Los niveles de concentración en interior, en exterior y personal de NO2 y O3 no mostraron correlaciones significativas. Estos resultados apuntan nuevamente la importancia de efectuar determinaciones de estos gases utilizando métodos y localizaciones diferentes, puesto que los entornos específicos y los patrones de conducta individuales pueden afectar a los resultados clínicos respiratorios. Una consecuencia importante de los resultados del presente estudio es que las determinaciones realizadas a un nivel personal inmediato para el O3, pero no para el NO2, parecen ser los marcadores óptimos para la evaluación. Tiene interés señalar que los niveles de concentración de PNL-NO2, determinados localmente, fueron significativamente inferiores a los observados dentro de los hogares. Las determinaciones del NO2 se ven afectadas muy probablemente por la exposición al humo del tabaco y/o los gases de la cocina en el interior, y en menor medida por los contaminantes del tráfico que penetran parcialmente en los hogares17. El objetivo de este estudio no fue analizar los orígenes de la contaminación del aire. En este contexto, nuestras determinaciones del INT-NO2 pueden ser una variable indirecta indicativa de los orígenes del interior, no adecuadamente caracterizados por las determinaciones personales, en una situación como la nuestra, en la que los niños pasan más tiempo en el exterior que en el interior. En consonancia con esta línea de razonamiento, en los hogares en los que había fumadores adultos, la relación entre el entorno de interior y de exterior fue inferior (R=0,13) a la observada en los hogares sin tabaquismo (R=0,47). Esto sugiere que la exposición pasiva al tabaco y/o a los gases de la cocina debe considerarse un factor contribuyente significativo a la morbilidad respiratoria en esa población.

Los niveles de O3 y NO2 asociados con los efectos nocivos observados sobre la salud respiratoria en el presente estudio fueron inferiores a los medidos por la red instrumental de determinación de la contaminación atmosférica del CETESB. Esta observación parece plausible, puesto que el sistema fijo de medición de la contaminación atmosférica está situado en el exterior y, en algunas estaciones, en la proximidad de avenidas con un tráfico intenso. Nuestras determinaciones corresponden a la media de 30días, incluyendo los periodos de tiempo en los que los niños se encuentran en el interior. Nuestros resultados coinciden con los de otros estudios que han mostrado anteriormente que los dispositivos de registro personales no muestran concentraciones de contaminación similares a las de los dispositivos fijos de exteriores18.

Otra observación interesante de nuestro estudio fue la elevada fluctuación de los niveles de concentración de EXT-O3 en niños que vivían en la misma zona de la ciudad (fig. 1). Estas diferencias se apreciaron también en los resultados de PNL-O3, lo cual sugiere que estos parámetros muy próximos a la vida real de los individuos permiten detectar diferencias importantes en los patrones de conducta, que tienen una repercusión importante en los resultados de salud respiratorios. Una posible explicación de la mayor sensibilidad de estas determinaciones personales del O3 es que los niños se encuentran en el exterior durante periodos de tiempo prolongados, sobre todo en las horas diurnas, cuando las temperaturas y las concentraciones de O3 son más altas19. Otros autores han descrito también niveles de exposición más altos al O3 en los niños varones, debido posiblemente en parte a que son físicamente más activos que las niñas y pasan más tiempo en el exterior20. Otros estudios apuntan en la misma dirección que el nuestro, y sugieren que los efectos sobre la salud del O3 están directamente relacionados con la magnitud y la duración de la exposición, y también con el aumento de la actividad física durante los periodos de mayor exposición6–9,21. Al igual que en otros estudios, nosotros hemos observado que los niños expuestos a niveles de concentración más elevados de O3 y NO2 tenían una probabilidad de presentar un diagnóstico de asma casi 3 veces superior, con independencia de los demás factores de confusión conocidos6–9. Los datos experimentales han sugerido que los animales expuestos a O3 durante periodos de tiempo breves desarrollan alteraciones morfológicas pulmonares que dan lugar a un aumento de la liberación de enzimas oxidativas y un depósito de colágeno22. También se ha sugerido que la exposición elevada al O3 puede iniciar asimismo una cascada inflamatoria asociada en el pulmón23. Otra observación relevante en nuestro estudio fue que el nivel elevado de exposición personal a O3 mostraba una asociación significativa con el diagnóstico médico de neumonía. Anteriormente se ha descrito un aumento al triple del riesgo de ingreso hospitalario por gripe y neumonía en los niños expuestos a niveles elevados de O324. El efecto de O3 sobre la infección puede depender también del tiempo de exposición y de la duración de esta25. Una cuestión que es preciso tener en cuenta es que la obtención de las muestras de gases se llevó a cabo durante la primavera, una estación cálida en la que los niños juegan mucho en el exterior, lo cual aumenta el tiempo de exposición al O3. En un amplio estudio ecológico de colaboración se ha demostrado un aumento del número de ingresos hospitalarios por neumonía en los periodos de mayor concentración de O3 en la atmósfera, sobre todo durante las estaciones más cálidas26. Estudios previos han sugerido la existencia de una relación entre el nivel elevado de exposición a NO2 y O3 y la susceptibilidad a las infecciones virales respiratorias, lo cual indica una posible relación con las crisis de asma y los síntomas de tipo asmático27. Se ha sugerido que, en niños de entre 5 y 10 años, el riesgo de enfermedad respiratoria aumenta en un 20% por cada aumento de 28,3μg/m3 de la concentración de NO2 en el interior21. Otro estudio llevado a cabo en Brasil puso de manifiesto también una relación positiva entre los niveles de NO2 y O3 y los síntomas de sibilancias en adolescentes19. Se han descrito también niveles más altos de O3 y dióxido de azufre en el interior en China en un contexto en el que se empleaba carbón como fuente principal de energía; los niveles de contaminantes de origen interior e exterior en el interior de hogares y escuelas fueron elevados y se observó una asociación positiva con las sibilancias28. Considerados conjuntamente, estos datos resaltan la relevancia del patrón de emisiones locales, con objeto de identificar adecuadamente el posible efecto negativo para una comunidad local específica.

En un estudio algo parecido al nuestro, en el que se investigó el MP, se observó que los niveles establecidos con las determinaciones individuales realizadas en el interior de los hogares eran de más del doble de los obtenidos en lugares de determinación fijos en el exterior, lo cual sugiere que se produce una infravaloración de los niveles de exposición a contaminantes atmosféricos cuando se tienen en cuenta únicamente los datos procedentes de estaciones de medida fijas en el exterior29. Los investigadores han descrito también correlaciones débiles entre los niveles ambientales y los personales de NO2, aun cuando se apliquen modelos LUR sofisticados para mejorar las estimaciones de la exposición18.

La novedad del presente estudio radica en el hecho de que con el empleo de técnicas sencillas y de bajo coste puede medirse con exactitud la repercusión de los contaminantes atmosféricos del tráfico en el asma y la neumonía en los niños. No podemos descartar la presencia de errores de tipo 2 en las determinaciones que no alcanzaron significación estadística, ya que el tamaño muestral era más bien bajo. Una explicación alternativa del riesgo elevado de enfermedad que observamos de manera asociada a estas exposiciones puede ser la mayor vulnerabilidad a las infecciones respiratorias recurrentes en la población en estudio. La tasa de asma (27%) y de sibilancias en el año anterior (42%) en estos individuos es muy superior a la de un grupo comparable de la ciudad de São Paulo. El estudio ISAAC describió una prevalencia del asma del 7%, y del 25-30% de sibilancias, en el año anterior16. Sin embargo, hasta el momento ningún estudio ha evaluado de qué manera pueden influir estos niveles de concentración elevados de contaminantes (no solamente NO2 y O3, sino también SO2 y PM2,5) en las poblaciones de alto riesgo en la aparición del asma u otras enfermedades de alta prevalencia como la bronquiolitis viral en una fase temprana de la vida. Es posible que la combinación de una exposición temprana a infecciones virales graves frecuentes y un entorno de alta contaminación se asocie a la aparición de una forma de asma no atópica persistente30.

Este estudio tiene algunas limitaciones que es preciso tener en cuenta. El carácter transversal del estudio no permite realizar un análisis de todos los posibles factores de confusión. Sin embargo, dado que esta población es atendida por equipos de atención primaria, que proporcionan un seguimiento longitudinal y frecuentes visitas domiciliarias, las variables más importantes, como las demográficas y las de otros diagnósticos, pudieron evaluarse de forma exacta, lo cual reduce la posibilidad de sesgo. Los resultados de las variables respiratorias relativas a los síntomas que se produjeron en los 12 meses previos a los diagnósticos médicos fueron probablemente consecuencia de la exposición a lo largo de la vida, mientras que nuestras evaluaciones se llevaron a cabo en un periodo de tiempo limitado. Resulta tranquilizador que el 95% de las familias confirmaran que habían vivido en el mismo lugar durante todo el año anterior, con lo que las medidas de la contaminación parecen ser consistentes respecto a los datos clínicos. Los padres respondieron a los cuestionarios, y un proceso de formación cuidadoso de las enfermeras que realizaron las entrevistas ha atenuado probablemente la posibilidad de un sesgo de efecto del entrevistador.

Nuestros resultados sugieren que la exposición a NO2 se evaluaba mejor con las determinaciones INT, puesto que las exposiciones PNL fueron continuas durante un periodo de 30 días, lo cual hizo que las concentraciones finales fueran menores. Una posible explicación es que los niños pasaban periodos de tiempo más prolongados en el exterior, con lo que se reducía el valor acumulativo de los gases detectados, a pesar de que el tiempo de exposición en el interior fuera menor, pero con una exposición más alta. Además, el PNL-O3 parece representar de forma exacta la determinación real, puesto que su nivel varía mucho durante un día, y es probable que los niños estuvieran expuestos durante periodos de mayor concentración atmosférica de O3.

En resumen, el presente estudio apunta a una asociación intensa entre la exposición a niveles superiores de NO2 y O3 y los resultados clínicos respiratorios adversos. El lugar en el que se realizan las determinaciones es crucial para obtener una evaluación fiable de la exposición. Aunque los resultados del presente estudio pueden no ser directamente trasladables a los niños que viven en otros entornos, el enfoque utilizado deberá informar el diseño de otros estudios. El hecho de que pudiéramos demostrar estos efectos en un número relativamente bajo de individuos sugiere que la determinación de los niveles de exposición personal a la contaminación puede ser clave para identificar asociaciones significativas y anteriormente no bien descritas entre la contaminación intensa del tráfico y la morbilidad respiratoria en niños de diferentes ámbitos.

Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.