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Vol. 16. Núm. S2.
Revisiones en Salud Pública
Páginas 12-28 (Diciembre 2002)
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Evidencias sobre la relación entre la contaminación atmosférica y las enfermedades del sistema circulatorio
Evidences on the relationship between air pollution and cardiovascular diseases
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JM. Tenías Burilloa, F. Ballestera
a Unitat d'Epidemiologia i Estad??stica. Escola Valenciana d'Estudis per a la Salut (EVES). Val??ncia. Conselleria de Sanitat. Generalitat Valenciana.
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Tabla 1. Categorías diagnósticas incluidas en la mayoría de los artículos que analizan la relación a corto plazo entre contaminación atmosférica y las enfermedades del sistema circulatorio
Tabla 2. Contaminantes atmosféricos analizados
Tabla 3. Resumen de los estudios que analizan la asociación a corto plazo entre los niveles de contaminación atmosférica y morbilidad cardiovascular. Estudios de series temporales en los que la unidad de análisis es el día
Tabla 3. (continuación)
Figura 1. Contaminación por partículas e ingresos por enfermedades del sistema circulatorio. Incrementos porcentuales e intervalo de confianza del 95% en el número de ingresos hospitalarios asociados a un aumento en los niveles de contaminación de 10 µg/m3. a) PM10 promedio de 24 h e ingresos por enfermedades cardiovasculares (CIE-9: 390-429); b) humos negros promedio de 24 h e ingresos por enfermedades del sistema circulatorio (CIE-9: 390-459); c) PM10 promedio de 24 h e ingresos por enfermedades isquémicas cardíacas (CIE-9: 410-414). *Estudios realizados sobre individuos mayores de 65 años.
Figura 2. Contaminación por dióxido de azufre (SO2) e ingresos por enfermedades del sistema circulatorio. Incrementos porcentuales e intervalo de confianza del 95% en el número de ingresos hospitalarios asociados a un aumento en los niveles de contaminación de 10 µg/m3. a) SO2 promedio de 24 h e ingresos por enfermedades del sistema circulatorio (CIE-9: 390-459), y b) SO2 promedio de 24 h e ingresos por enfermedades isquémicas cardíacas (CIE-9: 410-414). Enfermedades cardiovasculares (CIE-9: 390-429); *estudios realizados sobre individuos mayores de 65 años.
Figura 3. Contaminación por monóxido de carbono (CO) e ingresos por enfermedades del sistema circulatorio. Incrementos porcentuales e intervalo de confianza del 95% en el número de ingresos hospitalarios asociados a un aumento en los niveles de contaminación de 1 mg/m3. a) CO promedio de 24 h (Reno y Valencia máximos horarios; Italia: máximo 8 h) e ingresos por enfermedades del sistema circulatorio (CIE-9: 390-459), y b) CO promedio de 24 h e ingresos por enfermedades isquémicas cardíacas (CIE-9: 410-414). *Estudios realizados sobre individuos mayores de 65 años.
Tabla 4. Resumen de los estudios que analizan en humanos la relación entre contaminación atmosférica y mecanismos fisiopatológicos implicados en el desarrollo de las enfermedades del sistema circulatorio
Figura 4. Posibles mecanismos fisiopatológicos implicados en la relación de la contaminación por partículas y las enfermedades cardíacas. (Adaptada de Muggenburg et al101.)
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En esta revisión se resumen los artículos publicados en los últimos 10 años acerca de la relación entre contaminación atmosférica y morbilidad circulatoria. Los artículos originales seleccionados analizan los efectos sobre la salud de exposiciones ambientales o experimentales a los principales contaminantes (partículas, dióxido de azufre, dióxido de nitrógeno, monóxido de carbono y ozono). Los estudios de series temporales, especialmente útiles en salud pública, han sido realizados en más de 50 ciudades. Los resultados evidencian una relación positiva y significativa de los niveles de contaminación atmosférica con diferentes indicadores de morbilidad circulatoria, generalmente ingresos hospitalarios. Los hallazgos más consistentes han sido para la contaminación por partículas, sin poder descartar el papel independiente de otros contaminantes como el monóxido de carbono o el dióxido de azufre. Los estudios epidemiológicos individuales han confirmado el efecto de la contaminación sobre grupos de individuos susceptibles y han demostrado su relación con diferentes indicadores de riesgo cardiovascular, como la viscosidad plasmática, la frecuencia cardíaca o la hipertensión arterial. Los estudios experimentales han ayudado a explicar la plausibilidad biológica de los hallazgos epidemiológicos aportando información del efecto de los contaminantes, generalmente partículas, sobre diferentes órganos diana. Aunque todavía existen aspectos importantes por explorar, las evidencias generadas en los últimos 10 años apoyan la hipótesis de un efecto directo e independiente de la contaminación atmosférica sobre el sistema circulatorio.
Palabras clave:
Contaminación atmosférica
Enfermedades del sistema circulatorio
Series temporales
Estudios experimentales
This review summarizes the published reports in the last ten years on the relationship between air pollution and cardiovascular morbidity. The original manuscripts selected analyse the health effects of ambient or experimental exposures to the main pollutants (particles, sulphur dioxide, nitrogen dioxide, carbon monoxide and ozone). Time series studies, especially useful in Public Health, have been accomplished over 50 cities. The results show a significant and positive relationship of air pollution levels with different cardiovascular morbidity indicators, above all hospital admissions. The most consistent findings have been for particulate air pollution, but the independent role of other pollutants such as carbon monoxide and sulphur dioxide can't be ruled out. The individual epidemiological studies confirm the effect on susceptible individual groups and they have shown its relationship to different cardiovascular risk factors such as plasma viscosity, hearth rate and blood pressure. Experimental studies have helped to explain the biologic plausibility of the epidemiological findings providing data of the effect of pollutants, generally particles, on different target organs. Despite important aspects that deserve further investigations, the evidence generated in the last ten years supports the hypothesis of an independent and direct effect of air pollution on the cardiovascular system.
Keywords:
Air pollution
Cardiovascular diseases
Time series
Experimental studies
Texto completo

Introducción

El incremento de la mortalidad asociado a aumentos en los niveles de contaminación atmosférica es un hecho constatado en múltiples estudios epidemiológicos que pueden consultarse en diversas revisiones1-3, algunas de ellas publicadas en nuestro país4,5.

Las primeras evidencias sobre el impacto de la contaminación atmosférica en la salud se generaron después de episodios que ocurrieron a mediados del siglo xx, en los que se observó un exceso de muertes e ingresos hospitalarios, especialmente por causas respiratorias y cardiovasculares, coincidentes con incrementos muy acentuados de la contaminación atmosférica6-8.

Posteriormente se consideró que los niveles habituales de contaminación atmosférica registrados durante los años setenta y ochenta en la mayoría de las ciudades de Norteamérica y Europa ya no representaban un riesgo de desencadenar la muerte9,10, excepto en ciudades o situaciones episódicas en las que se alcanzaban niveles elevados de contaminación11-14.

Sin embargo, en los primeros años de la década de los noventa una serie de estudios puso de manifiesto la asociación de la contaminación atmosférica con la mortalidad a niveles moderados o incluso por debajo de los valores límite considerados por las principales agencias e instituciones de salud pública15,16.

Al ser la vía respiratoria la principal puerta de entrada de los contaminantes atmosféricos se pensó que éstos se asociarían con mayor fuerza a los indicadores de mortalidad y morbilidad respiratorios, llevándose a cabo múltiples estudios en los que se constató esta asociación17-21. Las hipótesis con las que se trabajaba se sustentaban en la plausibilidad biológica de esta asociación15,22.

Paralelamente, en los estudios de mortalidad por causas específicas se observó una asociación significativa con la mortalidad por enfermedades circulatorias23,24. Las primeras hipótesis explicaban este hallazgo como una descompensación cardiovascular secundaria a la afectación de la vía pulmonar o como un posible sesgo de mala clasificación en la asignación de la causa de defunción25.

La asociación encontrada con la mortalidad circulatoria estimuló el desarrollo de estudios con diferentes indicadores de morbilidad, fundamentalmente ingresos hospitalarios, con resultados significativos. Sin embargo, la plausibilidad biológica de esta asociación continuaba en entredicho26-28. En 1995 Seaton et al29 plantearon que la contaminación atmosférica por partículas podría estar relacionada con la morbimortalidad cardiorrespiratoria a través de una reacción inflamatoria alveolar acompañada de un efecto sistémico, con aumento de la coagulabilidad y liberación de mediadores capaces de desencadenar un ataque en individuos susceptibles. En los últimos años se han publicado varios estudios epidemiológicos que analizan la relación entre la contaminación atmosférica y posibles mecanismos intermedios fisiopatológicos, los cuales confirman en parte las hipótesis propuestas y plantean otras nuevas.

El objetivo de esta revisión es resumir y sistematizar la información bibliográfica generada en los últimos 10 años sobre la relación entre contaminación atmosférica y morbilidad circulatoria. Los trabajos revisados son estudios originales que analizan esta relación desde tres puntos de vista bien diferenciados: a) estudios de series temporales sobre poblaciones representativas, generalmente urbanas, que estiman el efecto a corto plazo de la contaminación atmosférica y pueden ser de especial utilidad en salud pública; b) estudios individuales, que relacionan morbilidad circulatoria y contaminación en grupos seleccionados de pacientes, y que suelen tener como objetivo confirmar o matizar los hallazgos de los estudios ecológicos o bien identificar los posibles mecanismos intermedios implicados, y finalmente c) estudios experimentales, que aportan información sobre los mecanismos fisiopatológicos de la acción de los contaminantes en diferentes órganos diana.

Material y métodos

Estrategia de búsqueda

La búsqueda se llevó a cabo en julio de 2001 sobre la base de datos MEDLINE on line en el portal Pub-Med (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi).

Mediante el tesauro MESH Browser se utilizó la siguiente orden de búsqueda: («Air Pollution»[MESH] OR [Air Pollutants]) AND «Cardiovascular Diseases»[MESH] NOT «Tobacco Smoke Pollution»[MESH]).

Como marco temporal se seleccionaron los 10 años anteriores a la fecha de la búsqueda (23 de julio de 2001).

Criterios de selección

Una vez obtenidas las referencias bibliográficas se aplicaron los siguientes criterios de selección: a) se trata de un artículo original; b) se analiza una exposición ambiental en condiciones reales o bien en condiciones controladas (experimentales), a los siguientes contaminantes: partículas, dióxido de azufre (SO2), dióxido de nitrógeno (NO2), ozono (O3) o monóxido de carbono (CO), y c) la variable respuesta es un indicador de morbilidad circulatoria o bien un paso intermedio o mecanismo fisiopatológico que lo relaciona con la contaminación atmosférica.

Los criterios de exclusión fueron los siguientes: a) se trata de una exposición al humo de tabaco ambiental, y b) la exposición ocurre en el medio laboral (exposición ocupacional) en condiciones no equiparables a las de la población general.

De forma adicional a la estrategia descrita se revisaron los resúmenes de los números más recientes (hasta junio de 2001) de las revistas que usualmente publican artículos relacionados con el tema de revisión. Con ello intentamos recuperar estudios recientes que aún no habían sido incorporados a las bases de datos bibliográficas en el momento de la búsqueda.

Tras confeccionar una plantilla de la información mínima que se deseaba extraer de los trabajos seleccionados, éstos fueron repartidos entre los autores para su revisión.

Resultados

El total de citas recuperadas fue de 325 (316 con la base de datos y 9 tras la revisión manual de los resúmenes más recientes), de las cuales 60 fueron seleccionadas para su revisión. De ellas, 36 correspondían a estudios de series temporales, 5 a estudios epidemiológicos que utilizaron otro tipo de diseños y 19 estudiaban los mecanismos fisiopatológicos que relacionan la contaminación atmosférica con la morbilidad cardiovascular (15 eran estudios sobre humanos y 4 sobre modelos animales).

Del resto de las citas, 255 no cumplían los criterios de selección: 133 no estudiaban la contaminación atmosférica ambiental o no analizaban un indicador de morbilidad cardiovascular; 16 analizaban la exposición al tabaco (a pesar de la estrategia de búsqueda); 18 eran estudios sobre exposiciones ocupacionales; 44 estudiaban solamente la mortalidad cardiovascular, y 44 eran artículos de revisión u opinión. En uno de los artículos no pudieron ser aplicados los criterios de selección, al tratarse de un artículo en ruso, sin resumen. Las 10 citas restantes, fundamentalmente estudios experimentales sobre modelos animales, no pudieron ser recuperadas para su revisión al no tener acceso directo a las fuentes bibliográficas originales. Sin embargo, los principales hallazgos de estos estudios aparecían resumidos en artículos de revisión recientes.

En la tabla 1 se recoge la denominación de los diferentes indicadores de morbilidad analizados. La nomenclatura es la utilizada por la Clasificación Internacional de Enfermedades, novena revisión (CIE-9).

Los contaminantes atmosféricos se resumen en la tabla 2. La Agencia para la Protección Ambiental de EE.UU. (EPA)15 los considera como los contaminantes «criterio» (partículas, dióxido de azufre, dióxido de nitrógeno, ozono y monóxido de carbono). La Organización Mundial de la Salud (OMS) denomina a estos contaminantes «clásicos», a excepción del CO, que es incluido en el apartado de contaminantes orgánicos16. Una clasificación más sencilla que es ampliamente utilizada es la división en contaminación por partículas (con diversos indicadores basados en el tamaño de la partícula, la capacidad de ennegrecer un filtro, o bien en relación con un determinado componente como sulfatos o acidez), y contaminantes gaseosos (el resto).

Estudios de series temporales

Los estudios de series temporales que analizan la asociación a corto plazo entre contaminación atmosférica y morbilidad circulatoria se resumen en la tabla 3. En total son 36 estudios30-65 que incluyen investigaciones realizadas en 58 ciudades o áreas metropolitanas, fundamentalmente en Norteamérica (27 ciudades estadounidenses y 12 canadienses) y Europa (17 ciudades). Los períodos analizados son recientes, de 1981 a 1999.

Metodología de análisis

La metodología de análisis utilizada en este tipo de estudios es muy similar. Ello se debe al período relativamente corto en que se han realizado (desde 1995 hasta la fecha actual) y a la difusión del trabajo de grupos de investigación como los de la Universidad de Harvard31,39,45, el proyecto Air Pollution and Health an European Approach (APHEA)66-68 o los estudios promovidos por el Health Effects Institute60,69,70.

Brevemente, se trata de estudios de series temporales en los que, tomando como unidad de análisis el día, se relacionan los niveles de contaminación atmosférica y la frecuencia de los indicadores de morbilidad, generalmente ingresos hospitalarios. La relación se analiza a corto plazo y se asume que es dinámica, por lo que se explora una posible asociación retardada en el tiempo (habitualmente hasta 3 a 5 días antes).

El análisis se fundamenta en la construcción de modelos autorregresivos, casi siempre basados en la distribución de Poisson, en los que se tienen en cuenta los principales factores de confusión (tendencia, estacionalidad, días de la semana, variables meteorológicas e incidencia de gripe).

Una de las asunciones más rígidas en la construcción de estos modelos era la linealidad en la relación de las variables independientes con el indicador de salud. Este problema se ha solventado mediante la incorporación de los modelos aditivos generalizados (GAM), que permiten la introducción de términos no paramétricos (por tanto, sin asunción de forma funcional alguna)71. En los últimos años su uso se ha extendido y se ha convertido en un estándar de análisis. La mayoría de los trabajos revisados ha utilizado este tipo de modelos.

Cinco de los trabajos consultados35,45,51,60,65 corresponden a metaanálisis en los que el objetivo principal es la síntesis cuantitativa de los resultados procedentes de diferentes ciudades. En todos ellos el análisis individual de cada ciudad es parte integrante del protocolo de estudio previo a la obtención de resultados. Con esta estrategia disminuye la probabilidad de sesgo de selección o publicación, propios de los metaanálisis procedentes de la revisión de la bibliografía.

Indicadores de morbilidad

La gran mayoría de los estudios (30,8%) analiza la relación de la contaminación con los ingresos hospitalarios por enfermedades del sistema circulatorio. Las categorías diagnósticas seleccionadas se suelen ajustar a la clasificación propuesta por la CIE-9 (tabla 1), aunque en 7 de los trabajos la coincidencia no es exacta sino solamente aproximada. En más de la mitad de los estudios se ha optado por categorías amplias en las que se incluyen todas las enfermedades del sistema circulatorio (CIE-9 390-459) o bien las enfermedades cardiovasculares (CIE-9 390-429). Otros grupos más específicos han sido las enfermedades isquémicas cardíacas (CIE-9 410-414) y las cerebrovasculares (CIE-9 430-438), con 9 trabajos cada uno. Dentro de las enfermedades cardíacas, la insuficiencia cardíaca (CIE-9 428) es la patología más estudiada (8 publicaciones).

Aparte de los ingresos hospitalarios, otros autores han seleccionado como indicador las visitas a urgencias50,53,54. En Francia también se ha analizado la relación de la contaminación atmosférica con las emergencias prehospitalarias52 y con los avisos domiciliarios por este tipo de patologías37.

En algunos trabajos se ha añadido al análisis un grupo diagnóstico (enfermedades digestivas) sobre el que teóricamente la contaminación atmosférica no tendría ninguna influencia y que serviría como control32,41,57,64.

Contaminantes atmosféricos

La contaminación por partículas se analiza en todos los estudios revisados, salvo en los de Morris et al30 y Yang et al41. En dos trabajos realizados en Canadá, aunque no se miden directamente los niveles de partículas, se analizan dos indicadores relacionados con las mismas (concentraciones de sulfatos32 y el coeficiente de neblina35). El indicador de partículas más estudiado son los valores de PM10, especialmente en ciudades norteamericanas. En muchas ciudades de Europa se continúan midiendo los humos negros (indicador que suele representar la concentración de partículas carbonosas de hasta aproximadamente 4 µm de diámetro15). En algunos casos, se ha analizado el papel de las partículas de menos de 2,5 µm o partículas finas40,47,59.

De los contaminantes gaseosos, se estudia la asociación del indicador de morbilidad circulatoria con los niveles de SO2 en 24 estudios, con el NO2 en otros 24, el CO en 23 y el O3 en 23.

Un aspecto importante a destacar son las diferencias entre estudios en la calidad de la monitorización de la contaminación atmosférica, principalmente el número de estaciones captadoras y la frecuencia de las mediciones. En algunas ciudades de EE.UU. existen dificultades para reconstruir una serie temporal diaria debido, sobre todo, a que los monitores que registran los niveles de partículas operan de forma discontinua, habitualmente cada 6 días.

Grupos de edad

En la mayoría de los artículos se analiza el efecto de la contaminación atmosférica sobre toda la población, sin ningún tipo de restricción etaria, a excepción de los realizados en Norteamérica, que generalmente utilizan las bases de datos producidas por Medicare, dedicado a la atención sanitaria de los mayores de 65 años. En aquellos casos en los que el dato está disponible se puede comprobar cómo el número de ingresos en los menores de 65 años no es despreciable: en Los Ángeles, por ejemplo, los ingresos por enfermedades cardiovasculares y cerebrovasculares en este grupo de edad supusieron más del 40 y del 25% del total de ingresos, respectivamente56.

En el estudio de las 14 ciudades estadounidenses, dentro del proyecto NMMAPS60, y en el metaanálisis de las ciudades italianas65 se ha controlado el posible efecto diferenciado de la contaminación atmosférica sobre distintos grupos de edad, concretamente de 0 a 64, 65 a 74 y 75 o más años.

Resumen de los hallazgos más significativos

En todos salvo en uno de los estudios61 se encuentra alguna asociación positiva y significativa entre los niveles de contaminación atmosférica y los indicadores de morbilidad circulatoria.

De todos los trabajos en los que se analiza el papel de la contaminación por partículas, únicamente en 6 no se encuentra un efecto significativo34,47,50,52,61,62. De los contaminantes gaseosos el SO2, NO2 y CO presentaron una asociación positiva y significativa en más de la mitad de los casos (17 para los tres contaminantes) y el ozono solamente en 10 estudios.

En la figura 1 se representan los incrementos en los ingresos por enfermedades circulatorias, cardiovasculares e isquémicas cardíacas asociados a aumentos de 10 µg/m3 en los niveles de partículas (PM10 y humos negros). A excepción de una de las ciudades56, todas las asociaciones son positivas y mayoritariamente significativas. Para los tres indicadores de morbilidad (enfermedades circulatorias, cardiovasculares e isquémica cardíaca) los resultados obtenidos son similares, con aumentos porcentuales en el número de ingresos hospitalarios situados entre un 0,5 y un 1,5%. Parte de esta homogeneidad se puede atribuir al solapamiento en las ciudades analizadas, los métodos e incluso los autores. En 9 trabajos se ha analizado el papel de la contaminación por partículas sobre los ingresos por enfermedades cerebrovasculares, con resultados no significativos en todos ellos, salvo en dos36,56.

Figura 1. Contaminación por partículas e ingresos por enfermedades del sistema circulatorio. Incrementos porcentuales e intervalo de confianza del 95% en el número de ingresos hospitalarios asociados a un aumento en los niveles de contaminación de 10 µg/m3. a) PM10 promedio de 24 h e ingresos por enfermedades cardiovasculares (CIE-9: 390-429); b) humos negros promedio de 24 h e ingresos por enfermedades del sistema circulatorio (CIE-9: 390-459); c) PM10 promedio de 24 h e ingresos por enfermedades isquémicas cardíacas (CIE-9: 410-414). *Estudios realizados sobre individuos mayores de 65 años.

En el caso del SO2 los hallazgos son predominantemente positivos y significativos, aunque con una menor homogeneidad en las estimaciones (fig. 2). Lo mismo podría decirse del CO, con diferencias aún mayores entre estudios (fig. 3).

Figura 2. Contaminación por dióxido de azufre (SO2) e ingresos por enfermedades del sistema circulatorio. Incrementos porcentuales e intervalo de confianza del 95% en el número de ingresos hospitalarios asociados a un aumento en los niveles de contaminación de 10 µg/m3. a) SO2 promedio de 24 h e ingresos por enfermedades del sistema circulatorio (CIE-9: 390-459), y b) SO2 promedio de 24 h e ingresos por enfermedades isquémicas cardíacas (CIE-9: 410-414). Enfermedades cardiovasculares (CIE-9: 390-429); *estudios realizados sobre individuos mayores de 65 años.

Figura 3. Contaminación por monóxido de carbono (CO) e ingresos por enfermedades del sistema circulatorio. Incrementos porcentuales e intervalo de confianza del 95% en el número de ingresos hospitalarios asociados a un aumento en los niveles de contaminación de 1 mg/m3. a) CO promedio de 24 h (Reno y Valencia máximos horarios; Italia: máximo 8 h) e ingresos por enfermedades del sistema circulatorio (CIE-9: 390-459), y b) CO promedio de 24 h e ingresos por enfermedades isquémicas cardíacas (CIE-9: 410-414). *Estudios realizados sobre individuos mayores de 65 años.

Respecto al NO2, su relación con los ingresos por enfermedades cerebrovasculares se ha analizado, con resultados dispares, en 8 trabajos. Las estimaciones fueron positivas y significativas en tres estudios34,56,64, prácticamente nulas en otros tres47,48,57 y negativas rozando la significación estadística en los dos restantes38,59.

Otros diseños

Además de los estudios de series temporales, se han publicado otros trabajos epidemiológicos que analizan la relación entre la contaminación atmosférica y la morbilidad cardiovascular mediante otros diseños.

Con un diseño ecológico mixto (geográfico y de series temporales) Anderson et al72 estudian el efecto de un incremento episódico de la contaminación atmosférica ocurrido en Londres durante la semana del 12 al 18 de diciembre de 1991. El episodio se caracterizó por un aumento importante de los niveles de NO2 (nivel máximo horario de 800 µg/m3) y en menor medida de humos negros (media diaria de 148 µg/m3) y SO2 (nivel máximo horario 187 µg/m3). Los autores encuentran un exceso significativo de ingresos hospitalarios por enfermedades respiratorias, aunque no por enfermedades cardíacas.

Abbey et al73 han seguido a una cohorte de 6.000 adventistas no fumadores residentes en California durante más de 14 años en un intento de valorar el efecto de exposiciones a largo plazo. No encuentran una asociación significativa entre los niveles mensuales acumulados de NO2 ambiental durante más de 4 años y la incidencia de infarto de miocardio en este grupo. Uno de los problemas principales de este estudio fue la falta de indicadores de exposición domiciliaria (fuente importante de NO2) en esta cohorte, así como la falta de control por otros contaminantes.

Peters et al74 analizan mediante un diseño case-crossover la relación temporal entre la exposición y el momento del desenlace en un grupo de enfermos de infarto agudo de miocardio. En este tipo de diseños se compara la situación en cuanto a las variables de exposición (niveles de contaminación atmosférica) en los momentos previos al suceso (infarto de miocardio) con otros períodos emparejados del mismo sujeto libres de desenlace, lo que facilita el control de variables individuales que se mantienen constantes durante los períodos de comparación. El hallazgo más llamativo de este estudio fue la constatación de un período de inducción de la contaminación por partículas relativamente corto (entre 6 a 180 minutos antes), al que se le añade, de forma independiente, otro más retardado (de 24 a 48 h). La misma autora75 demuestra, en un estudio de panel con 100 pacientes afectados de arritmia a quienes se implantó un dispositivo automático de desfibrilación, cómo la exposición ambiental al NO2 y PM2,5 incrementa la probabilidad de descarga del dispositivo (por detección de una arritmia cardíaca) sobre todo en los pacientes que habían tenido al menos 10 descargas durante el período de análisis.

Por otro lado, Levy et al76, mediante un diseño case-crossover, analizan las paradas cardíacas extrahospitalarias en pacientes sin antecedentes cardíacos ni de enfermedad terminal, sin hallar ninguna relación significativa con los niveles de contaminación por partículas. Una de las principales limitaciones del estudio fue el escaso número de estaciones captadoras utilizadas (un máximo de 4) para monitorizar un área muy extensa (más de 500 km2).

Estudios que analizan la relación entre contaminación atmosférica y mecanismos fisiopatológicos implicados en el desarrollo de las enfermedades del sistema circulatorio

Entre los principales factores de riesgo cardio-vascular reconocidos como predictores de un acontecimiento desfavorable se encuentran la hipertensión arterial, el tabaquismo, la obesidad, la hipercolesterolemia y la diabetes mellitus, con riesgos relativos que varían entre 1,2 (obesidad en varones) y 5,8 (presencia de hipertrofia ventricular izquierda, un efecto de la hipertensión arterial, en varones)77. De forma independiente, o a través de su relación con alguno de los factores de riesgo mencionados, actualmente se reconocen como posibles marcadores de riesgo cardiovascular la viscosidad plasmática, el fibrinógeno (principal determinante de la viscosidad plasmática), la proteína C reactiva y el número de leucocitos y plaquetas en sangre78.

En este apartado resumimos aquellos estudios realizados en humanos y cuyo principal objetivo ha sido evaluar el efecto de la contaminación atmosférica sobre diferentes marcadores de riesgo cardiovascular (tabla 4). Todos los estudios, salvo dos77,78, incluyen algún indicador de partículas como medida de la exposición. Este interés por establecer el mecanismo fisiopatológico de las partículas en las alteraciones del sistema circulatorio se sustenta en la consistencia de los hallazgos de los estudios de series temporales.

Estos trabajos pueden dividirse en estudios observacionales, que son la mayoría, y experimentales. Los primeros, con un diseño de panel o transversal, exploran un posible mecanismo de acción sistémico analizando la relación de exposiciones recibidas en condiciones reales sobre diferentes marcadores de riesgo cardiovascular. Un grupo de trabajos estudia indicadores hematológicos de riesgo cardiovascular79, como la viscosidad plasmática, las concentraciones de valores de fibrinógeno (principal determinante de la viscosidad plasmática), la proteína C reactiva o el número de leucocitos y plaquetas80-84. En general estos estudios encuentran un efecto significativo de los valores de contaminación sobre los diferentes indicadores analizados. El único estudio que no encuentra resultados significativos es el realizado por Seaton et al en un panel de 112 pacientes de atención primaria81.

Otro tipo de mecanismos analizados son indicadores de control autonómico cardíaco, como la frecuencia cardíaca e índices de variabilidad de la misma. Los estudios llevados a cabo en Utah85,86, Baltimore87, Boston88 y Augsburg (Alemania)89 demuestran una relación positiva y significativa de la contaminación por partículas con la frecuencia cardíaca y con una reducción de su variabilidad, factor de riesgo para el desarrollo de un acontecimiento cardíaco90.

En un estudio reciente91 se ha puesto de manifiesto una asociación significativa de la contaminación por partículas sobre uno de los principales factores de riesgo cardiovascular, la hipertensión arterial. Uno de los resultados más llamativos de este estudio es que el efecto de las partículas sobre la presión arterial prácticamente se multiplica por 4 en aquellos individuos con un grado alto de viscosidad plasmática o de frecuencia cardíaca.

Finalmente, los estudios experimentales sobre humanos, más escasos por razones éticas, evidencian cambios inflamatorios alveolares que se acompañan de incrementos sistémicos de los valores de fibrinógeno, leucocitos y plaquetas92,93.

El CO, a diferencia de las partículas, tiene un mecanismo de actuación sobre el sistema cardiorrespiratorio reconocido desde hace años y ha sido motivo de análisis más tempranos94-96. En uno de los estudios experimentales se explora la posible modificación del efecto del CO sobre la excitabilidad cardíaca, medida como número de contracciones ventriculares prematuras, en un grupo de voluntarios sanos78. El estudio confirma que la relación entre CO y la excitabilidad cardíaca viene mediada por los cambios en la saturación de oxígeno sin una implicación adicional de la altitud en la que se produce la exposición.

Estudios sobre modelos animales

Como se ha visto más arriba, los estudios en humanos indican que exposiciones agudas a niveles moderados de contaminación atmosférica, especialmente partículas, se asocian con un incremento en los indicadores de morbilidad cardiovascular. Diversos estudios toxicológicos en animales han valorado las hipótesis sobre mecanismos biológicos plausibles que puedan explicar dicha relación, fundamentalmente el efecto del contaminante sobre diferentes órganos diana.

Godleski et al97 llevaron a cabo un estudio exploratorio en perros para comprobar los efectos de la exposición a partículas concentradas a partir del aire de Boston. Los resultados pusieron de manifiesto alteraciones en el electrocardiograma, con cambios en la variabilidad del pulso cardíaco y disminución en la alternancia de la onda T, tanto en los perros normales como en aquellos a los que se les había inducido oclusión coronaria, si bien las alteraciones fueron más importantes en estos últimos.

En otro estudio, Gordon et al98 expusieron, durante 6 h, a grupos de seis ratas y hámsters a concentraciones de partículas de entre 150 y 900 μg/m3, recogidas en el aire de Nueva York. Dos de los grupos de animales correspondían a individuos sanos, un grupo era de ratas a las que se les había provocado hipertensión pulmonar y otro lo formaban hámsters con miopatía cardíaca. Los investigadores encontraron poco efecto de las partículas en las mediciones de la función cardíaca o pulmonar o en la respuesta inflamatoria.

Otros trabajos han intentado identificar el o los componentes de las partículas que podrían explicar el impacto sobre la salud cardiopulmonar. Así, Costa y Dreher99 realizaron una investigación en ratas a las que se instiló por vía intratraqueal dosis de muestras de partículas de tres fuentes diferentes de emisión (cenizas de la combustión de gasóleo, industrial y doméstico, y de carbón) y de 4 áreas urbanas. Los resultados del estudio indican que fue la dosis de metales de transición, no la masa de las partículas, el principal determinante de la respuesta inflamatoria, tanto en las muestras de fuentes de combustión como en las muestras ambientales. Estos resultados apuntan a que los metales solubles transportados por las partículas serían mediadores de la alteración en el sistema cardiopulmonar en los individuos sanos y en los de salud comprometida.

Recientemente Kodavanti et al100 expusieron a cenizas de residuos de gasóleo por vía nasal a dos grupos de 28 animales, un grupo de ratas hipertensas por predisposición genética y un grupo de ratas sanas. Se evidenciaron daños tisulares, sobre todo en el pulmón en ambos grupos de animales, siendo mayores los cambios en el grupo de ratas hipertensas. Las alteraciones electrocardiográficas con un descenso del segmento ST solamente se evidenciaron en la ratas hipertensas. La respuesta antioxidante tras la exposición a las partículas fue atenuada en ambos grupos, pero con una mayor intensidad en las ratas hipertensas.

Todos estos cambios indican un mayor grado de susceptibilidad a la contaminación por partículas en los individuos con una enfermedad previa. Sin embargo, los estudios en animales deben considerarse con precaución, ya que no siempre reproducen de forma fiel los modelos humanos a los que se desean extrapolar los resultados. En general, los modelos animales representan cuadros de instauración más aguda, con una etiopatogenia diferente y una mayor capacidad de generar respuestas compensatorias a las exposiciones experimentales. A pesar de ello, actualmente se aceptan hasta 4 posibles modelos animales para representar las principales enfermedades cardíacas humanas sobre los que estudiar el efecto de la contaminación por partículas: enfermedad isquémica cardíaca por oclusión quirúrgica de la arteria coronaria izquierda, cor pulmonale inducido por monocrotalina o por inducción de bronquitis y enfisema, miocardiopatía dilatada en hámsters sirios y modelos murinos de miocarditis viral y por micoplasmas101.

Discusión

Como se ha comentado en la introducción, en los episodios de la primera mitad del siglo xx había quedado claro el impacto de la contaminación atmosférica sobre la mortalidad y morbilidad del sistema circulatorio. Además, se había observado que el impacto era mayor entre las personas que padecían previamente trastornos cardiorrespiratorios6-8. Durante mucho tiempo la atención de los investigadores se centró, principalmente, en los efectos respiratorios de la contaminación. Sin embargo, los estudios epidemiológicos y experimentales recientes, como los que se presentan en esta revisión, demuestran que las exposiciones a contaminantes atmosféricos tienen un efecto directo sobre el sistema circulatorio.

En general, la magnitud de la asociación es similar a la estimada para ingresos por enfermedades respiratorias, aunque el impacto de la contaminación atmosférica sobre la morbilidad cardiovascular es mayor debido a la mayor incidencia de estos acontecimientos. Teniendo en cuenta la magnitud de la asociación, la distribución de la contaminación y la incidencia de cada indicador de salud en la población general, Künzli et al estimaron el impacto de la contaminación atmosférica sobre diferentes indicadores de tres países europeos102. En los tres países el impacto sobre los ingresos por enfermedades cardiovasculares superó al estimado para los ingresos por enfermedades respiratorias y se situó en cifras muy similares al encontrado sobre la mortalidad global.

¿Son las evidencias acerca de la relación entre la contaminación atmosférica y las enfermedades del sistema circulatorio lo suficientemente concluyentes?

Esta revisión tiene como principal objetivo responder a esta cuestión. Sinceramente creemos que las evidencias son suficientes para responder de forma afirmativa, aunque son necesarios muchos matices.

Podemos descartar que la asociación encontrada se deba al efecto del azar, como demuestra la significación estadística alcanzada. Por otro lado, aunque siempre puede existir cierta confusión residual, los análisis estadísticos realizados garantizan un adecuado control de los principales factores de confusión, como las variaciones estacionales o las variables meteorológicas.

Otra posibilidad de sesgo podría derivar de la mala clasificación de la exposición, al ser ésta una medida agregada de toda la población y que, además, únicamente refleja la contaminación en ambientes exteriores y no la del interior de los edificios. Sin embargo, se acepta que, asumiendo una medición correcta de la contaminación atmosférica ambiental, en caso de existir error en la valoración de la asociación, ésta sería hacia la hipótesis nula103.

El efecto encontrado en poblaciones urbanas es lo suficientemente consistente. En la mayoría de los trabajos se estiman hallazgos positivos y significativos con una magnitud relativamente homogénea (prácticamente todos los estudios estiman un efecto sobre el global de enfermedades circulatorias de un 0,5 a un 1,5% para un incremento en 10 µg/m3 en los niveles de partículas).

En los estudios de series temporales la relación dinámica entre la exposición y el desenlace ha quedado bien establecida. La exposición precede a la manifestación del acontecimiento cardiovascular y este efecto se puede manifestar inmediatamente o durante unos días más. Esta secuencia temporal se ha visto corroborada en estudios experimentales tanto en humanos como en animales.

Los resultados son coherentes, con efectos significativos sobre la mortalidad por causas del sistema circulatorio, los ingresos hospitalarios y urgencias por enfermedades cardiovasculares.

Además, existe un grupo de estudios que avalan la plausibilidad biológica de los estudios ecológicos. Actualmente se puede reproducir con cierta fiabilidad el cuadro fisiopatológico, con los hipotéticos mecanismos de acción de la contaminación atmosférica, fundamentalmente partículas, sobre el sistema circulatorio (fig. 4).

Figura 4. Posibles mecanismos fisiopatológicos implicados en la relación de la contaminación por partículas y las enfermedades cardíacas. (Adaptada de Muggenburg et al101.)

Aun así existen ciertos hallazgos de difícil explicación, como son los de las enfermedades cerebrovasculares. Los resultados son más inconsistentes que con las enfermedades cardiovasculares. Los cambios sistémicos atribuidos a las partículas (aumentos de la viscosidad plasmática y de la presión arterial) deberían actuar también como desencadenantes en las enfermedades cerebrovasculares. Hasta la fecha actual no hemos encontrado estudios experimentales y/o en animales que hayan analizado la respuesta a la contaminación atmosférica del sistema circulatorio cerebral.

¿Se trata de un efecto sobre toda la población o solamente sobre grupos de personas susceptibles?

Algunos estudios de series temporales han analizado este aspecto identificando a grupos de individuos más susceptibles. Zanobetti et al55 demuestran que el efecto de las partículas sobre los ingresos por enfermedades cardiovasculares es mayor en pacientes con antecedentes de enfermedades respiratorias como bronquitis o neumonía. El fenómeno es recíproco, con un mayor riesgo de ingreso por enfermedades respiratorias entre los pacientes con antecedentes cardiovasculares, sobre todo arritmias e insuficiencia cardíaca. En el mismo estudio se evidenció un mayor riesgo en mayores de 75 años y en blancos respecto al resto de grupos étnicos. En Los Ángeles, Linn et al57 comprobaron que el efecto de la contaminación atmosférica era algo mayor en personas de más edad, diabéticos y en hispanos, en comparación sobre todo con los blancos. El género no actuó como modificador de efecto en ninguno de los dos estudios. En otras ciudades como Hong Kong48 y Londres46 también se observó un mayor efecto en los mayores de 65 años respecto al resto de la población.

Peters et al75, en un panel de 100 pacientes con dispositivos desfibriladores implantados, comprobaron que el efecto de la contaminación atmosférica sobre el riesgo de arritmia era mayor en aquellos enfermos más comprometidos (los que habían sufrido al menos 10 descargas durante el período de estudio). Otros estudios demuestran que el efecto de la contaminación atmosférica es mayor en aquellos individuos con marcadores de un mayor riesgo cardiovascular, como valores altos de fibrinógeno83, de viscosidad o de frecuencia cardíaca91.

Finalmente, las evidencias también provienen de los estudios en animales: el efecto de las partículas sobre las alteraciones electrocardiográficas fue más acentuado en los perros con compromiso cardíaco97 y se observó un mayor grado en la respuesta inflamatoria a los residuos de cenizas de gasóleo en ratas con compromiso cardiopulmonar99 así como en ratas hipertensas100.

Por lo expuesto podemos inferir que los riesgos estimados en la población general son en realidad el promedio de riesgos muy diferentes, y que existen grupos de individuos especialmente sensibles a los efectos de la contaminación.

¿Qué contaminante es el principal implicado en los efectos encontrados?

Debido a que los distintos contaminantes atmosféricos comparten las fuentes de emisión o reaccionan entre sí, existe una fuerte colinealidad que hace muy difícil imputar un papel causal independiente a uno solo de ellos.

Parece haber mayor número de evidencias acerca del protagonismo de las partículas y del CO. Numerosos estudios recientes81,104,105, algunos incluso posteriores a la fecha de nuestra búsqueda bibliográfica106,107, apoyan la hipótesis de que podrían ser las partículas ultrafinas (aquellas con un diámetro inferior a 0,1 μm o 100 nm) las que explicaran gran parte de los efectos de la contaminación atmosférica sobre el sistema cardiovascular.

Sin embargo, es difícil descartar el papel de otros contaminantes como el SO2, a pesar de que en algunas localizaciones sus valores son muy bajos. En un estudio llevado a cabo en EE.UU.56 este contaminante presentó una asociación muy consistente con los ingresos por enfermedades cardiovasculares, a pesar de sus «bajísimas» concentraciones (de 6 a 17 µg/m3).

De acuerdo con Loomis108 creemos que hay que interpretar los hallazgos con cierta perspectiva. La contaminación atmosférica es una mezcla compleja cuyos niveles y composición pueden variar considerablemente de un lugar a otro debido a diferencias microambientales y climatológicas. Estas diferencias pueden explicar las divergencias entre estudios y demuestran la baja probabilidad de llegar a encontrar un único indicador de contaminación atmosférica al que se le pueda atribuir la mayor parte de los efectos observados.

Posibles indicaciones o propuestas para futuros estudios

A la hora de valorar algunas de las posibles indicaciones o prioridades para la investigación en este campo es conveniente distinguir entre los diferentes tipos de estudio.

Los estudios de series temporales han sido los más numerosos hasta ahora. Este hecho puede deberse a la mayor disponibilidad de datos secundarios. Ello, no obstante, no debe minimizar su utilidad, ya que desde el punto de vista de la salud pública son los que nos indican qué está ocurriendo en una población como conjunto y permiten evaluar la relación entre los cambios en la medida de la exposición, tal como se controla cotidianamente, con la salud de la población expuesta. Sin embargo, existe una serie de puntos sobre los que se debería profundizar. Uno de ellos, muy importante, es la valoración de la exposición ambiental. La información sobre la contaminación atmosférica debería responder a los estándares establecidos109 de manera que permitiera una estimación adecuada de la exposición de la población a la contaminación atmosférica. Todavía una parte importante de las redes de vigilancia y control de las ciudades europeas, incluyendo las españolas, está orientada a la contaminación por tráfico. Por otro lado, en algunos lugares no se está controlando la totalidad de contaminantes contemplados en la Directiva Europea, como, por ejemplo, las PM10.

También sería recomendable la introducción de nuevos indicadores de contaminación atmosférica, como las partículas ultrafinas u otro tipo de medidas basadas más en la superficie de exposición que en la masa105.

Otro aspecto es la disponibilidad de los indicadores de salud. La recogida sistemática de los datos sobre los ingresos hospitalarios en nuestro país es bastante reciente y aún presenta problemas de calidad y de heterogeneidad entre las diferentes fuentes. Por otro lado, es una lástima que la información sobre las urgencias atendidas en los hospitales no se recoja de manera sistemática y homogénea en los centros sanitarios. El conocimiento sistemático del número de urgencias cardiovasculares atendidas sería un indicador muy útil en la vigilancia de los efectos de variables ambientales.

Los nuevos estudios deberían profundizar más en la búsqueda de subgrupos de población susceptibles, según la edad, patologías previas o nivel socioeconómico. Por otro lado, se deberían estudiar grupos de causas más específicos que permitieran identificar las enfermedades más sensibles a la contaminación atmosférica.

Desde otra perspectiva, creemos que sería conveniente la realización de estudios en ciudades de países en vías de desarrollo, ya que prácticamente todos los trabajos publicados hasta la fecha se han llevado a cabo en países desarrollados y quizá los resultados no son extrapolables o generalizables a otros contextos.

Respecto al análisis estadístico de los datos, el avance experimentado en los últimos años ha sido sustancial, aunque se debe avanzar todavía en otros aspectos, como el examen de la relación dosis-respuesta entre los contaminantes y los efectos en la salud.

Aunque la mayor parte de las enfermedades cardiovasculares estudiadas se manifiesta de manera aguda, el desenlace podría ocurrir después de un relativamente prolongado período de exposición. Para la valoración de estos efectos a medio o largo plazo de la contaminación los estudios de series temporales habituales no son adecuados110. Los estudios transversales planteados con este objetivo presentan una serie de limitaciones que cuestionan su utilidad. En una reciente revisión de los estudios epidemiológicos sobre contaminación atmosférica y enfermedad pulmonar obstructiva, Sunyer describe las principales limitaciones de este diseño111. Los estudios de cohortes, realizados en un amplio número de ciudades, con población a estudio suficiente y con situaciones ambientales y sociodemográficas distintas, serían los indicados para valorar el impacto a largo plazo de la contaminación atmosférica sobre distintos indicadores. Parte de las evidencias que se van teniendo sobre estos efectos proceden de estudios de cohortes, como el estudio de las 6 ciudades, coordinado por la Universidad de Harvard112. Una posibilidad nada desdeñable sería aprovechar estudios de cohortes en marcha que contemplen aspectos de salud cardiovascular en su protocolo para incorporar adecuadas medidas de exposición ambiental a contaminantes atmosféricos.

Por último, desde el punto de salud pública consideramos que no es necesario esperar a tener más evidencias para recomendar medidas de reducción de la contaminación atmosférica. En el ámbito de las decisiones públicas, tanto internacionales como nacionales o locales, se dispone de datos (básicamente los generados por los estudios de series temporales y los estudios de cohortes) que pueden utilizarse para estimar el impacto esperado de diferentes políticas de mejora del medio ambiente113-115.

Agradecimientos

A Loreto Suay por su ayuda en la recuperación y gestión de las referencias bibliográficas utilizadas en este artículo.

Este trabajo ha sido financiado en parte por una ayuda del Fondo de Investigaciones Sanitarias (FIS 00/0010/01).

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