La Organización Mundial de la Salud (OMS) estima que se producen unas 7 millones de muertes prematuras por año producto de la exposición a la contaminación ambiental, principalmente por enfermedades cardiovasculares. Entre las ciudades más afectadas se encuentran Pekín, Nueva Delhi, Los Ángeles, Ciudad de México, San Pablo y Santiago de Chile, entre otras. A pesar de los intensos esfuerzos destinados a reducir las emisiones de productos contaminantes, esta problemática sigue en constante aumento.
Han pasado 65 años de una de las catástrofes ambientales de mayor impacto hasta ahora, conocida como “La gran niebla de Londres” de 1952. Durante la primera semana de diciembre de ese año, un período de bajas temperaturas junto con emisiones contaminantes que provenían de una excesiva quema de carbón dio lugar a la aparición de una densa capa de esmog sobre la ciudad. En consecuencia, murieron unas 12.000 personas y otras 100.000 resultaron enfermas. Hasta ese momento se creía que los desechos provenientes de la utilización de combustibles fósiles se dispersaban tanto en la atmósfera que no era posible que alcanzasen concentraciones tóxicas para la población. Sin embargo, este hecho representó la primera evidencia inequívoca de que la contaminación del aire provocada por la actividad del hombre causa un efecto adverso significativo sobre la salud de las personas.
En su último informe, la OMS estima que se producen unas 7 millones de muertes prematuras por año (11,6% de la mortalidad total mundial) a causa de la inhalación de aire contaminado, de las cuales 1,7 millones son niños menores de 5 años de edad. Las principales causas de muerte con las que se suele asociar la exposición a la contaminación ambiental son las infecciones respiratorias, el cáncer de pulmón, la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), el accidente cerebrovascular (ACV) y el infarto agudo de miocardio (IAM). Es interesante destacar que, a pesar de que el pulmón es el primer órgano en contacto con el aire contaminado luego de ser inhalado, el mayor número de muertes se da por afecciones cardiovasculares, que constituyen un 69% del total respecto de las respiratorias.
Los principales contaminantes del aire se pueden diferenciar según sus características químicas en dos grandes grupos: gases contaminantes, como los óxidos de nitrógeno, monóxido de carbono, dióxido de azufre y ozono; y el material particulado (MP). El MP está compuesto por una mezcla heterogénea de partículas sólidas suspendidas en el aire, que pueden provenir de distintas fuentes y son altamente variables en tamaño y composición.
El MP puede ser de origen natural, como el polvo, el polen, el moho y las partículas que provienen de los incendios forestales y las emisiones volcánicas; o bien antropogénico, como el proveniente del uso de combustibles fósiles por el tráfico vehicular y diversas actividades industriales. Por otro lado, los componentes que con mayor frecuencia forman parte del MP son iones no metálicos, carbono elemental, compuestos orgánicos, endotoxinas y metales pesados.
Debido a su alta complejidad química y naturaleza variada, la forma utilizada con mayor frecuencia para clasificar al MP y regular sus emisiones consiste en tener en cuenta el tamaño de la partícula. Aquellas que presentan un diámetro menor a 10 micrómetros son lo suficientemente pequeñas como para penetrar en el sistema respiratorio y se denominan partículas torácicas (MP10). Estas, a su vez, se subdividen en partículas gruesas (MP10-2,5, que poseen un diámetro entre 10 y 2,5 micrómetros) y partículas finas (MP2,5, de diámetro menor a 2,5 micrómetros). Esta clasificación se relaciona con la penetración diferencial del MP en el árbol respiratorio según su tamaño, de forma tal que las MP10-2,5 quedan retenidas principalmente en la tráquea, los bronquios y los bronquíolos; mientras que las MP2,5 son capaces de llegar hasta los alvéolos pulmonares.
Un micrómetro (μm) es la milésima parte de un milímetro. Se estima que el humano medio no puede ver partículas más pequeñas que 40 µm. Para quienes no están familiarizados con tamaños invisibles para el ojo humano, puede resultar de utilidad comparar un cabello humano con el tamaño de las MP10-2,5 y las MP2,5.
A pesar de la coexistencia de diversos compuestos presentes en el aire que respiramos capaces de contribuir conjuntamente al impacto negativo de la contaminación ambiental sobre la salud, una gran cantidad de estudios epidemiológicos señalan que las MP2,5 son las principales responsables de los efectos adversos reportados. De hecho, se estima que la mortalidad total a largo plazo se incrementa aproximadamente en un 10% por cada 10 microgramos por metro cúbico de aire que aumentan los niveles de MP2,5, mientras que el aumento en la mortalidad total a corto plazo es menor pero consistente, de aproximadamente un 1% por cada aumento en 10 microgramos por metro cúbico de aire en los niveles diarios de MP2,5. Esto significa la muerte prematura de 1 persona por día en un área de 5 millones de personas (por citar solo un ejemplo de grandes conglomerados urbanos, el Gran Buenos Aires cuenta con una población aproximada de unos 12,8 millones de habitantes).
¿Cómo se explica entonces que la inhalación de MP2,5 produzca un efecto adverso sobre la salud?
Diversos mecanismos fueron propuestos para responder esta pregunta. Uno de los más estudiados es la inducción de un proceso inflamatorio, primero pulmonar y luego sistémico, que da lugar a la aparición de afecciones cardiovasculares y al agravamiento de enfermedades preexistentes.
Se ha observado que una población de células del sistema inmune residentes en el pulmón, los macrófagos alveolares, se activan luego de fagocitar al MP y producen diversos mediadores inflamatorios que agravan enfermedades respiratorias preexistentes como el asma y la EPOC. Por otro lado, la presencia de MP en el pulmón puede dañar el tejido de forma directa, produciendo moléculas que contribuyen a la activación del sistema inmune. Así, se libera desde el pulmón una gran cantidad de mediadores inflamatorios que extienden este proceso hacia el corazón a través de los vasos sanguíneos. En consecuencia, se produce un estado proinflamatorio sistémico, las arterias pierden su capacidad de dilatarse adecuadamente, se estimula la coagulación y se deprime el metabolismo energético cardíaco. Además, frente a un evento cardiovascular como el ACV o el IAM, el daño provocado podría ser mayor debido al mencionado desbalance del sistema inmune. En su conjunto, estos procesos parecerían contribuir a los incrementos en las tasas de morbilidad y mortalidad cardiovascular asociada a la exposición al MP.
En los últimos años, el trabajo realizado en nuestro laboratorio ha contribuido a entender los mecanismos a través de los cuales el MP ejerce su efecto tóxico en el pulmón, y sus consecuencias sobre la función cardíaca. Por un lado, hemos identificado a la mitocondria y a la enzima NADPH oxidasa como los principales responsables de la producción de especies oxidantes que causan daño en el tejido pulmonar luego de la exposición al MP.
Actualmente, nuestros esfuerzos se enfocan en profundizar la comprensión del efecto diferencial de distintos componentes del MP, como los metales de transición; y también de la toxicidad de nanopartículas utilizadas para diversas aplicaciones tecnológicas. Por otro lado, planeamos evaluar específicamente el efecto de la contaminación ambiental propia de la Ciudad de Buenos Aires sobre el IAM y otras enfermedades cardiovasculares relacionadas.
Recientemente, la OMS ha alertado que más del 80% de las personas que viven en zonas urbanas están expuestas a niveles excesivos de contaminación. Diversas políticas se están llevando a cabo alrededor del mundo para reducir las emisiones de compuestos contaminantes. Un ejemplo de ello es el Reino Unido, cuando a fines de abril de este año cubrió su demanda energética durante 24 horas sin la necesidad del uso de carbón. Esto ocurre por primera vez en 135 años, desde la revolución industrial, y en el aniversario de la mayor catástrofe ambiental registrada hasta la fecha. A pesar de este tipo esfuerzos, los niveles globales de contaminación atmosférica urbana han aumentado en los últimos años en un 8%. Así, esta problemática se encuentra actualmente lejos de haber sido resulta, sino más bien todo lo contrario.
Dr. Timoteo Marchini
Prof. Dr. Pablo Evelson
Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular (IBIMOL UBA-CONICET). Cátedra de Química General e Inorgánica. Departamento de Química Analítica y Fisicoquímica. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Universidad de Buenos Aires
Glosario
Material particulado (MP): cuerpos sólidos microscópicos dispersos en la atmósfera, generados a partir de alguna actividad antropogénica o natural, que pueden ser tóxicos para la salud de las personas.
Sistema inmune: conjunto de células, estructuras y procesos biológicos que le permiten al organismo defenderse frente a agresiones externas, ya sean de naturaleza biológica (virus, bacterias, parásitos) o fisicoquímica (como agentes contaminantes o radiaciones), e internas (por ejemplo, células cancerosas).
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