COVID-19, contaminación y asma

INTRODUCCIÓN

Durante el siglo XX se han publicado múltiples estudios en relación con la contaminación ambiental y su posible relación con los problemas respiratorios. Se encuentran registros sobre la elevada morbimortalidad cardiopulmonar que se produjo durante episodios históricos de contaminación del aire en Bélgica (1930), Pensilvania (1948) e Inglaterra (1952). Los estudios posteriores proporcionaron evidencia adicional de que el aumento de la contaminación ambiental, incluso moderada, contribuye a elevar la morbimortalidad cardiopulmonar. En estudios transversales de poblaciones estadounidenses se observó que las concentraciones medias a largo plazo de contaminación del aire se asociaban con mayores tasas de mortalidad. El cambio legislativo en políticas ambientales, reduciendo la contaminación en los EE. UU. entre 1980 y 2000 se asoció con mejoras en la esperanza de vida. Investigaciones realizadas en China comprobaron recientemente una reducción en la esperanza de vida relacionada con niveles elevados de contaminación¹.

Hay estudios que se dirigen a resolver la cuestión de si la contaminación ambiental aumenta la prevalencia de asma y otros que intentan discernir si la contaminación ejerce un efecto gatillo sobre la incidencia de los síntomas y el riesgo de hospitalización.

Los estudios de cohorte representan la mayor evidencia disponible para valorar la prevalencia de asma relacionada con la contaminación ambiental, obteniendo los mejores resultados cuando se combinan varios de ellos². Sin embargo, existen algunas controversias cuando se estudian aspectos aislados. Un estudio realizado en cinco cohortes de nacimiento europeas no encontró una asociación significativa entre la exposición a la contaminación del aire y la prevalencia del asma infantil³.

Los efectos de la contaminación del aire en los ingresos hospitalarios por asma u otras afecciones respiratorias, son más intensos en las estaciones frías en comparación con las más cálidas, quizás por la coexistencia de otros factores como las infecciones respiratorias, más frecuentes en los meses fríos en los que hay mayor posibilidad de contagio en ambientes cerrados⁴. Sin embargo, el impacto en la población no es en todos los sujetos sino en parte de ellos. En esta variabilidad hay factores que deben ser tenidos en cuenta, como es la susceptibilidad que pueden presentar las personas afectadas, en función de sus características relacionadas con polimorfismos genéticos, que pueden interaccionar al mismo tiempo con cambios epigenéticos que la contaminación origina en los individuos. Estudios de genoma completo realizados en sujetos procedentes de estudios de cohortes, apoyan esta hipótesis⁵.

La aparición en los últimos meses de la pandemia por el SARS-CoV-2 ha originado gran preocupación en la comunidad científica, al ser un virus respiratorio que en teoría podría originar una mayor repercusión en pacientes con enfermedad respiratoria crónica como el asma. Sin embargo, los datos preliminares de las series estudiadas no muestran una mayor incidencia en población infantil asmática, sino incluso una menor incidencia⁶. Las formas graves de la enfermedad parecen estar en relación con determinadas características genéticas⁷.

Se ha observado como la contaminación ambiental parece originar una mayor gravedad en las personas con COVID-19. Hay que tener en cuenta factores de índole socioeconómico que conllevan una alimentación deficiente, viviendas peor ubicadas con mayor contaminación ambiental de interior y exterior y mayor hacinamiento, con probabilidad de una mayor transmisión de infecciones respiratorias⁸. Por tanto, la prevalencia e incidencia de las enfermedades respiratorias son de índole multifactorial en las que se combinan características genéticas (genoma) y procesos ambientales de tipo fisicoquímico y biológico (exposoma), que en conjunto van a determinar las formas de enfermar.

El objetivo de este artículo es realizar una revisión de la información disponible sobre la contaminación medioambiental y su posible relación con la enfermedad por COVID-19 (coronavirus disease) y la enfermedad crónica más prevalente en la infancia, el asma.

METODOLOGÍA

Búsqueda bibliográfica: entre el 1 de enero al 30 de septiembre de 2020. Términos de búsqueda: coronavirus, SARS-CoV-2, COVID-19, contaminación del aire, contaminantes, material particulado, dióxido de nitrógeno.

¿QUÉ SE ENTIENDE POR CONTAMINACIÓN AMBIENTAL?

El aire está compuesto por un 78% de nitrógeno, un 21% de oxígeno y un 1% de otros gases. La industrialización y el progreso humano están introduciendo en el aire algunas sustancias que pueden ser nocivas para el medio ambiente y la salud humana. 

La calidad del aire guarda relación con las concentraciones de gases como el dióxido de nitrógeno (NO₂), ozono troposférico (O₃), monóxido de carbono (CO), el material particulado (PM_2,5, PM₁₀), azufre (SO₂) y otros compuestos volátiles derivados principalmente del tráfico, diferentes emisiones industriales y calefacciones de carbón y gas⁹.

El dióxido de nitrógeno (NO₂) se forma fundamentalmente por la combustión de vehículos a motor, de modo que el 80% de las emisiones de este contaminante proceden del tráfico rodado y plantas de energía. Forma parte del grupo de gases muy tóxicos conocidos como óxidos de nitrógeno (NO_x). En este grupo están incluidos el ácido nitroso y ácido nítrico. Los componentes de este grupo (NO_x) reaccionan con otros productos químicos del aire formando material particulado y ozono. También interactúan con el agua y el oxígeno contribuyendo a la lluvia ácida. Estas partículas también participan en la neblina y poca visibilidad de las ciudades contaminadas¹⁰.

El ozono troposférico (O₃) es el resultado de reacciones químicas en presencia de la luz solar, entre los NO_x y los compuestos orgánicos volátiles (pinturas, barnices y ceras). En verano, por efecto de la luz solar, se obtienen las mayores concentraciones de este gas. Su inhalación afecta principalmente a niños y ancianos, sobre todo a pacientes con enfermedades pulmonares.

El monóxido de carbono (CO) es un gas incoloro e inodoro que resulta muy peligroso al ser inhalado. Se produce al quemarse deficientemente gasolina, queroseno, carbón, madera, etc. Su inhalación mantenida produce la muerte por envenenamiento al tener 250 veces más afinidad con la hemoglobina que el oxígeno, como sucede en los recintos reducidos y menos probable en el exterior¹¹.

Las mayores fuentes de emisiones de SO₂ provienen de la quema de combustibles fósiles de centrales industriales, sobre todo eléctricas, que contribuyen de forma importante a la formación de la lluvia acida. La exposición a corto plazo al SO₂ pueden afectar al aparato respiratorio, especialmente los niños asmáticos.

El material particulado es una mezcla de partículas sólidas y gotas líquidas que se encuentran en el aire. Constituyen un contaminante atmosférico procedente tanto de fuentes naturales (tormentas de arena, volcanes, incendios forestales) como de la actividad humana (tráfico, calefacciones de carbón, incineradoras, minería, procesos industriales). Algunas de ellas tienen un tamaño de 10 µm (PM₁₀) y otras mucho más pequeñas alcanzan 2,5 µm (PM_2,5). Las más pequeñas pueden llegar hasta los alveolos alterando el intercambio gaseoso e incluso pasar al torrente sanguíneo. Las PM_2,5 y PM₁₀ son los contaminantes que más afectan a la salud y sus niveles los que en mayor proporción determina la calidad del aire. Son las causantes de la disminución de la visibilidad en las grandes ciudades¹².

Desde hace varias décadas se conocen también las partículas ultrafinas (UFP), con tamaño inferior o igual a 0,1 μm (100 nm)¹³, que constituyen una importante proporción de la masa total de PM_2,5 y PM_10, y provienen principalmente del tráfico rodado (50%), de la calefacción (20%) y de la industria (16%)¹⁴. Se producen por la combustión de biomasa (quemar tabaco, leña, incienso) o combustibles fósiles (carbón, gas natural, diésel). Los niveles son más elevados en las cercanías de la fuente de combustión y disminuyen con la distancia. Por su pequeño tamaño pueden depositarse en los bronquiolos y alvéolos, además, se eliminan con mayor dificultad y pueden absorber otras sustancias químicas y metales. Estas características podrían ser las responsables de muchos de los efectos en la salud observados en la población cuando estas partículas son inhaladas¹⁵ (Fig. 1).

¿CUÁLES SON LOS EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN SOBRE LA SALUD?

La contaminación afecta directamente a la capacidad de los pulmones para eliminar los patógenos. La capa de moco y células ciliadas son la primera línea de defensa importante contra los contaminantes que llegan al tracto respiratorio superior. Se ha demostrado que pequeñas concentraciones de NO₂ afectan a la función pulmonar y la exposición a largo plazo aumenta el riesgo de infecciones respiratorias al disminuir la movilidad de los cilios alterando el aclaramiento mucociliar especialmente a nivel de la vía aérea inferior. Del mismo modo, altas concentraciones de dióxido de azufre inhiben también el aclaramiento mucociliar¹⁶.

Aunque los mecanismos moleculares por los que se afecta su estructura y función son desconocidos, publicaciones recientes revelan que algunas proteínas reguladoras redox (proteína fosfatasa 2A, proteína quinasa A, proteína quinasa C, guanilil-ciclasa soluble y dineína ATPasa) pueden sufrir un desequilibrio por los oxidantes de los contaminantes ambientales y alterar así el funcionamiento ciliar¹⁷.

Por otro lado, los contaminantes pueden afectar a las terminaciones de las células sensoriales de los epitelios a lo largo del tracto respiratorio, afectando al músculo liso y dando lugar a hiperreactividad o a un aumento en la secreción de moco, causando la aparición de tos o flemas (Fig. 2).

La contaminación altera la respuesta del sistema inmune innato. Existen múltiples estudios tanto en animales como en humanos que demuestran el efecto del material particulado y otros contaminantes sobre la inmunidad (Tabla 1). Niveles elevados de NO₂ pueden inducir la síntesis de citoquinas proinflamatorias de células epiteliales de las vías respiratorias¹⁸. El material particulado (PM_2,5, PM₁₀) conduce a una hiperactivación de la inmunidad innata regulada genéticamente, provocando una inflamación sistémica con una sobreexpresión de PDGF, VEGF, TNFα, IL-1 e IL-6 incluso en sujetos sanos, no fumadores y jóvenes directamente relacionados con la duración de la exposición al contaminante¹⁹.

¿CUÁLES SON LAS REPERCUSIONES DE LA CONTAMINACIÓN SOBRE EL SISTEMA SANITARIO?

A continuación, se enumeran las posibles repercusiones sobre el sistema sanitario:

• Es responsable de ingresos hospitalarios relacionados principalmente con PM_2,5, PM₁₀ y NO_2, según reflejan estudios canadienses^20,21 y nacionales como el realizado en Madrid, donde se comprobó que cuando los niveles atmosféricos de PM_2,5 alcanzaban los de 25 mg/m³ aumentaban bruscamente los ingresos hospitalarios de forma lineal²².
• La mortalidad prematura por enfermedades respiratorias agudas causadas por NO₂, PM_2,5 y PM_10, azufre y ozono alcanza los dos millones de personas en Europa, de los cuales 45 000 pertenecen a Italia²³.
• Se asocia con un aumento en el número de visitas médicas o asistencia a urgencias como lo demuestra un estudio llevado a cabo en Chile²⁴. En España, se han realizado estudios que indican que reducir los niveles de exposición de partículas menores de 10 micras (PM₁₀) representaría una ganancia en esperanza de vida de 14 meses. En la infancia, habría 31 000 casos menos de bronquitis aguda, y en la población general (todas las edades) 54 000 casos menos de crisis asmáticas. Además, los beneficios económicos ascenderían a 6400 millones de euros anuales²⁵ (Tabla 2).

CONOCIENDO AL SARS-COV-2

Mecanismos de transmisión

Cuando una persona habla, estornuda o tose se generan unas gotas cuyo tamaño va a hacer que se depositen a mayor o menor distancia y persistan en el ambiente o en las superficies mayor o menor tiempo (Fig. 3).

La transmisión directa de SARS-CoV-2 se realiza principalmente por tres vías; por contacto con superficies (fómites), por contacto cercano entre individuos (gotitas) y por aerosol (larga distancia) (Fig. 4):

• La transmisión por fómites se produce al tocar una superficie contaminada, por ejemplo, el manillar de una puerta o un interruptor de la luz. La infección se produciría al tocarlos y posteriormente llevarnos las manos a la boca, la nariz o a los ojos. Por esto es importante la desinfección de superficies (Tabla 3).
• La transmisión por gotículas, gotas de Flügge o gota balística, se produce cuando una persona sintomática tose, estornuda, habla o exhala, sobre la conjuntiva o las membranas mucosas de un huésped susceptible^26,27.
• Estas gotas vuelan balísticamente como un proyectil e infectan al impactar sobre el sujeto sano. En caso de no encontrar a alguien en su trayectoria caen al suelo a una distancia entre 1-2 metros, de ahí la importancia de la distancia social. Las gotas oscilan entre 100 a 1000 µm (0,1 a 1 mm). Un golpe de tos produce 3000 gotitas aproximadamente y un estornudo 40 000.
• Pero la transmisión por gotas balísticas estaría poco justificada en caso de personas asintomáticas que no tosen o lo hacen muy esporádicamente, lo que nos conduce a la transmisión por aerosoles. Los aerosoles son también partículas de saliva o líquido respiratorio, pero inferiores a 100 µm, se emiten junto a las gotículas y debido a su reducido tamaño pueden permanecer en el aire por periodos más largos de tiempo e incluso unirse a material particulado y recorrer distancias mayores. Estos aerosoles serian inhalados por el huésped susceptible (Fig. 5). Un error común consiste en fijar la frontera entre gotas y aerosoles en 5 µm. Sin embargo, esta cifra se refiere al tamaño que debe tener la partícula para alcanzar la vía aérea inferior.

El SARS-CoV-2 puede permanecer infeccioso en aerosoles durante 3 a 16 horas y sobrevivir a temperatura ambiente y una humedad relativa del 65% durante días, lo que facilita una posible transmisión por el aire²⁸.

La probabilidad de que una gota contenga al menos un virión depende de su grado de hidratación. Para COVID-19, la carga promedio de ARN del virus en el fluido oral se ha estimado en 7 por 10⁶ copias/ml. Con esta carga viral, hay un 37% de probabilidad de que una gota que mide 50 μm de diámetro contenga al menos un virión y esta probabilidad se reduce 100 veces en gotas con un diámetro de 10 μm.

Existen circunstancias especiales que pueden favorecer la trasmisión del virus: los espacios cerrados, donde una persona infectada permanece durante un tiempo respirando y tocando objetos; prácticas como cantar, hacer ejercicio, o gritar (Fig. 6) y lugares con poca ventilación donde quedan suspendidas durante más tiempo gotas y partículas respiratorias^29-31 (Fig. 7). Ello preocupa especialmente en colegios, donde se debería promover la ventilación natural, especialmente una ventilación cruzada (ventanas y puertas en lados opuestos abiertas) (Fig. 8).

Si no es suficiente se puede recurrir a sistemas de ventilación individual forzada. Estos pueden introducir aire del exterior (impulsión) o tomar el aire del aula y sacarlo (extracción). En otras ocasiones se pueden utilizar sistemas de ventilación centralizados, en estos casos hay que maximizar la cantidad de aire exterior con respecto al aire recirculado, que se puede filtrar. Otra alternativa es la purificación del aire mediante filtro de alto rendimiento, generalmente filtro HEPA (high efficiency particulate air), que retiene las partículas y proporciona aire “limpio”. Para poder monitorizar la calidad del aire interior se recomiendan detectores de CO₂. Para considerar un espacio bien ventilado, debe permanecer por debajo de 700 ppm (la concentración de CO₂ del aire exterior normal es de 400 ppm).

Otras vías de transmisión:

• Aunque inicialmente no se consideró la transmisión por vía fecal-oral, estudios posteriores han encontrado partículas de ARN viral en los inodoros y lavabos de hospitales y en aguas residuales, lo que explicaría los síntomas gastrointestinales en algo más del 10% de los pacientes. La recogida de muestras anales de pacientes ha confirmado posteriormente esta vía de transmisión^32-34.
• No hay evidencia de transmisión intrauterina, ni a través de la leche materna ya que, aunque se han aislado fragmentos de ARN viral en muestras de leche materna de madres infectadas con SARS-CoV-2, no se ha detectado virus viable.

Cuál es el principal mecanismo de transmisión continúa siendo controvertido, todos estos procesos y formas de trasmitir la enfermedad se entremezclan entre sí en la mayoría de los casos, aunque la vía de los aerosoles parece adquirir mayor relevancia según una revisión de la evidencia (Tabla 4). Se ha especulado con la idea de si SARS-CoV-2 pudiese adherirse a las partículas contaminantes basándose en la hipótesis inicial de que las zonas más contaminadas en China (Wuhan…) y Europa (Lombardía, Madrid) fueron altamente infectadas, aunque hay que tener en cuenta el elevado número de viajes internacionales de estas ciudades europeas con China (tanto de turismo como profesionales, que podrían actuar como puerta de entrada del virus) y que podría explicar junto con los demás factores la elevada incidencia en estas zonas.

De lo anteriormente expuesto se desprende que la mejor forma de disminuir la trasmisión, sobre todo en situaciones de mayor riesgo, es el mantener un ambiente lo más limpio posible y menos contaminado con una combinación de las medidas de distanciamiento social, uso de mascarillas quirúrgicas desechables o mascarillas de algodón reutilizables de 12 a 16 capas y otras medidas básicas como la higiene de manos y la protección ocular, como han comprobado algunas revisiones sistemáticas y metaanálisis^35-37 (Fig. 9).

Factores ambientales asociados con la transmisión del virus

La transmisión del virus SARS-CoV-2 a través del aire puede verse afectada por la composición de este y por los factores climáticos (viento, presión atmosférica, humedad…), los más estudiados hasta la fecha son la temperatura, la humedad relativa y los rayos ultravioletas (RUV)³⁸.

Influencia de la temperatura, la humedad y los RUV

El estudio de la influencia de los factores geoclimáticos sobre el desarrollo de COVID-19 ha resultado controvertido. Existen cierto consenso en que las temperaturas elevadas en un ambiente seco podrían disminuir la adherencia de SARS-CoV-2 a las superficies.

El análisis del efecto de la latitud sobre la propagación del virus demuestra que los países que se encuentran entre el Trópico de Cáncer y el Trópico de Capricornio tienen un 6,5% de casos, mientras que los que pertenecen a una zona templada acumulan el 93,5% de casos, encontrándose unos resultados inversos en función de la temporada, cuando existe un elevado número de casos en el hemisferio norte, es menor la epidemia en el hemisferio sur y viceversa. Los diez países más afectados (China, Italia, Irán, República de Corea, Francia, España, Alemania, EE. UU., Suiza y Japón) se encuentran entre 35° y 45° de latitud Norte. Sin embargo, una revisión Cochrane comprobó que la expansión epidémica de COVID-19 no se asoció con la latitud ni con la temperatura de las áreas estudiadas, pero podría estar débilmente asociada con la humedad. Por lo tanto, la estacionalidad desempeñaría un papel menor, sobre todo al comparar la influencia de los factores geoclimáticos con un mayor número de intervenciones de salud pública que han demostrado más efectividad frente a la pandemia (restricciones de reuniones masivas, medidas de distanciamiento social, uso de mascarilla, amplia ventilación de espacios cerrados…) que sí se asociaron fuertemente con un menor crecimiento epidémico^39,40.

La influencia de la humedad podría deberse a que con bajas temperaturas el aire es más seco (en términos de humedad absoluta) y contiene menor cantidad de vapor de agua, ello determina una disminución en el tamaño de las gotas de aerosol debido a la evaporación. Estas gotitas infectadas permanecerían mayor tiempo en el aire aumentando la posibilidad de expandirse y contagiar a nuevos huéspedes. Según el mismo principio químico, aumentar la humedad en los ambientes con calefacción disminuiría la trasmisión viral⁴¹.

La luz del sol es muy eficaz para desactivar el virus pasando de sobrevivir de una hora (a 21 °C y 40% de humedad relativa) a solo 10 minutos con un índice UV de 2 y a 2 minutos con un índice UV de 10 (a pleno sol). Esto tiene relevancia para la transmisión del virus en superficies al aire libre⁴² (Fig. 10).

Composición del aire

Las partículas de polvo suspendidas en el aire ofrecen una superficie fácil para cualquier virus, pudiendo interactuar en función de la temperatura y la humedad ambientales. El ARN viral transportado por el aire puede esparcirse y permanecer adherido a las partículas contaminantes. Se ha encontrado como valores elevados de PM₁₀ en el aire se asocian a un mayor número de casos de COVID-19 lo que sugiere que el virus podría llegar a las vías respiratorias adherido al material particulado⁴³.

Al analizar el efecto del NO₂ hay que tener en cuenta no solo la concentración del gas, sino la capacidad de la atmósfera para dispersarlo. Dicha capacidad de dispersión se obtiene midiendo los flujos de aire vertical que están expresados por el valor de omega (medida en Pa/s). Flujos de aire a la baja dan valores positivos de omega mientras que flujos de aire altos dan valores negativos. Esto se traduce en que regiones donde se observa una omega positiva, la atmosfera obliga al NO₂ a permanecer cerca de la superficie lo que conduce a una mayor exposición. Por el contrario, en regiones con omega bajo, las condiciones atmosféricas dispersarán el gas aún más lejos y a altitudes más altas. En estas regiones, la población está menos expuesta a la contaminación atmosférica y a sus riesgos asociados para la salud⁴⁴.

¿CÓMO INTERACCIONAN CONTAMINACION Y SARS-COV-2?

Efecto de las medidas de confinamiento sobre la calidad del aire

Las zonas más contaminadas coinciden con las áreas más pobladas e industrializadas, lo que conlleva mayor densidad de población y mayor interacción entre personas, factores muy importantes para tener en cuenta a la hora de valorar la relación entre contaminación y COVID-19. En contrapartida, el confinamiento conlleva una disminución de la contaminación ambiental como consecuencia de una menor circulación de vehículos y del importante parón industrial, además de un menor contacto interpersonal, lo que también contribuye a disminuir los contagios.

El Ministerio para la Transicion Ecológica y el reto demográfico de España, para determinar la evolución de la calidad del aire durante el año 2020 y las implicaciones del confinamiento, ha utilizado, la concentración media semanal de NO₂ y de PM₁₀ en los términos municipales españoles con más de 200 000 habitantes durante la primera semana del año 2020 hasta la semana 27 (5 de julio), una semana después del momento en el cual la mayoría del territorio nacional se encontraba en fase de “nueva normalidad” detectando un descenso en las concentraciones de NO₂ (Fig. 11).

Este fenómeno también fue observado en ciudades asiáticas (Wuhan en China, Daegu en Corea del Sur y Tokio en Japón), en las que monitorizaron las reducciones de los niveles de NO₂ y PM_2,5, coincidiendo con las medidas de confinamiento y cierre de las ciudades por la pandemia. Este estudio llegó a demostrar un menor depósito a nivel de bronquiolos y espacio alveolo intersticial de las partículas PM_2,5 debidas al confinamiento y el correspondiente retraso en la aparición de inflamación alérgica de la vía aérea en niños de diez años⁴⁵.

La contaminación aumenta la mortalidad por el virus

Al observar el diferente comportamiento de la COVID-19 en distintas partes del mundo, se propuso la asociación entre las tasas de mortalidad más altas y los niveles de concentración de partículas contaminantes⁴⁶.

La relación entre coronavirus y contaminación atmosférica fue evaluada en el brote de SARS en China (2003), donde se observó una asociación entre el índice de contaminación del aire (CO, NO₂, SO₂, O₃ y PM₁₀) y el aumento de la morbimortalidad respiratoria⁴⁷.

En Europa, se detectó la presencia del virus inicialmente en el norte de Italia, principalmente Lombardía, y en el área metropolitana de Madrid, ambos lugares presentaron un elevado índice de morbimortalidad que se ha relacionado con elevados índices de NO₂ detectados vía satélite desde la troposfera. Ajustando la temperatura y la humedad, existe una correlación significativa entre los niveles de contaminación del aire (nivel de NO₂) con tasas elevadas de morbilidad y mortalidad de la COVID-19. De forma que la contaminación favorece su propagación y letalidad según ha demostrado una revisión sistemática⁴⁸.

Un estudio de la Escuela de Salud Pública de Chan Harvard TH que utilizó los datos recopilados de aproximadamente 3000 condados de EE. UU., reveló que el aumento de solo 1 µg/m³ en la exposición crónica a PM_2,5, aumentó la tasa de mortalidad en un 15%⁴⁹.

Sin embargo, algunos autores como Fabrizio Bianchi, director de la Unidad de investigación de epidemiologia ambiental de Pisa, Italia, considera que estos estudios son correlaciones geográficas y no implican causalidad, ya que una correlación entre dos variables a veces ocurre cuando se producen cambios sociales, económicos o tecnológicos que tienen la misma tendencia a lo largo del tiempo que las causas de incidencia o mortalidad, por ello sugiere estudios de tipo etiológico⁵⁰. Así, los casos registrados en las regiones europeas de Lombardía y Madrid podrían deberse tanto a los altos índices de contaminación, como a la influencia del elevado número de viajes internacionales de estas ciudades europeas y China.

La contaminación, las diferencias socioeconómicas y mortalidad por COVID-19

Varias publicaciones comprobaron inicialmente como una elevada concentración de contaminantes atmosféricos (PM_2,5 y PM₁₀) influyen directamente tanto en la transmisión como en la tasa de infección ajustadas a la densidad de población⁵¹.

En un estudio realizado en los estados más afectados de los EE. UU. (Nueva York y Michigan), detectaron altos niveles promedios de material particulado PM_2,5, así como una mayor proporción de fallecidos en raza negra ajustando por porcentaje de población. Los autores profundizaron aún más en el estudio y se preguntaron por qué el Bronx tenía el doble de casos y muertes por COVID-19 que el cercano Manhattan. Encontraron múltiples respuestas: como unas condiciones de vivienda adversas, entornos de vida abarrotados, pobre acceso a los recursos que promueven la salud (por ejemplo, atención médica y opciones de una alimentación saludable), uso de servicios públicos de transporte, empleos que requieren atención presencial y también una mayor exposición a la contaminación del aire. Concluyeron que las comunidades de color con bajos ingresos económicos han tenido exposiciones históricas a niveles elevados de contaminación del aire y esta exposición crónica empeora las enfermedades subyacentes, muchas de las cuales representan factores de riesgo para un COVID-19 grave⁵².

Esta misma conclusión sobre el efecto a la exposición crónica se recoge en un estudio realizado en 71 provincias italianas, en el que se relacionan los casos confirmados de COVID-19 con los datos de calidad del aire correspondientes a las concentraciones promedio en los últimos 4 años de NO₂, PM_2,5 y PM₁₀ y el número de días que exceden los límites admitidos (promedios de los últimos 3 años) para O₃ y PM₁₀. Concluyen que, la cronicidad a la exposición proporciona un contexto favorable para la propagación y virulencia del SARS-CoV-2 en una población sujeta a una mayor incidencia de enfermedades respiratorias y afecciones cardíacas⁵³.

CONTAMINACIÓN Y ASMA

La contaminación atmosférica urbana (CAU) es una de las principales amenazas para la salud medioambiental de la infancia por su exposición desde la etapa preconcepcional a la adolescencia.

Los efectos a largo plazo en el sistema respiratorio a menudo se investigan en niños por ser más susceptibles a los efectos de la contaminación del aire que los adultos, por diversas razones:

• Los niños son más activos y hacen más actividades al aire libre.
• Respiran más rápido que los adultos y su tasa metabólica es mayor.
• El sistema inmunitario de los niños no está completamente desarrollado, por lo que la incidencia de infecciones respiratorias es alta.
• Los pulmones siguen creciendo y cualquier deficiencia en el crecimiento será relevante para toda la vida del niño.

Además, en los niños están en gran medida ausentes algunos factores de confusión como el tabaquismo activo, la exposición ocupacional al polvo y el humo o tratamientos médicos de enfermedades. La exposición prolongada a la contaminación del aire exterior también puede causar una aparición de nuevas enfermedades de las vías respiratorias.

La Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. ha aceptado que las exposiciones a corto plazo a PM_2,5, O₃, NO₂ y SO₂, causan efectos adversos agudos para la salud respiratoria. Las partículas contaminantes se depositan en la vía aérea según su tamaño (Fig. 12).

La preocupación sobre la contaminación ambiental se centra sobre todo en las repercusiones que tiene en la mortalidad y la incidencia de las hospitalizaciones. Sin embargo, esto representa solo la punta del iceberg de un conjunto de consecuencias entre las que se incluye la patología respiratoria (Fig. 13).

Existen datos que apoyan la asociación entre la contaminación del aire y la evolución de la enfermedad asmática en la infancia (Tabla 5 y Fig. 14).

En una revisión y metaanálisis de 87 publicaciones⁵⁴, se observó en 71 de ellos, un riesgo significativo mayor de ingreso hospitalario por asma asociados a la exposición a O₃. Los resultados muestran cómo el nivel de CAU (O₃ y NO₂) a corto plazo, el sexo masculino y el invierno incrementan el riesgo de ingresos por patología respiratoria. El efecto se observa sobre todo en el asma (O₃ y PM₁₀) y la bronquiolitis (NO₂).

Hay plausibilidad biológica de que los contaminantes del aire pueden incrementar la gravedad del asma y bronquiolitis, debido a su conocido efecto en la función pulmonar e inflamación de la vía aérea, aumentando el uso de medicamentos de rescate, el absentismo escolar y las visitas a urgencias. Las exposiciones a corto plazo de PM, O₃, SO₂ y NO₂ se han asociado a un incremento de las exacerbaciones de asma. La relación de las partículas PM con las exacerbaciones de asma, se podría explicar por el estrés oxidativo inducido por la presencia de la PM en el epitelio, un aumento de la prostaglandina E que provoca una fagocitosis defectuosa de los macrófagos, inflamación, edema y citotoxicidad.

En las comunidades con altas concentraciones de O₃, el riesgo relativo de desarrollar asma aumentó en los niños que practicaban tres o más deportes, en comparación con los niños que no practicaban ningún deporte. Sin embargo, la exposición prenatal al O₃ no se ha asociado con el asma infantil posterior.

Por el contrario, la disminución de la CAU se ha asociado a beneficios en la salud pública, con disminución en el número de ingresos hospitalarios en niños por problemas respiratorios (hasta un 87% en ciudades que partían con altos niveles de contaminación), en el número de recién nacidos pretérmino y reducción de la inflamación pulmonar.

También se ha observado, en un estudio longitudinal multinivel durante una década (1993-2014), que la disminución de la contaminación del aire (disminuciones en el NO₂ ambiental y PM_2,5) se asoció significativamente con una menor incidencia de asma.

La contaminación del aire relacionada con el tráfico (TRAP), incluida la exposición prenatal, contribuye al desarrollo del asma infantil (Fig. 15).

La evidencia epidemiológica más sólida de una relación causal con el asma infantil de nueva aparición proviene de estudios que usaron NO₂ como la métrica TRAP. Es probable que ocurran efectos mayores en subgrupos (por ejemplo, individuos genéticamente susceptibles y minorías)⁵⁵.

Una revisión sistemática destacó que hay pocos estudios que evalúen los niveles de exposición a UFP en niños en todo el mundo, siendo aún más escasos los que evalúan la exposición personal. En general, los microambientes y actividades que más contribuyen a la exposición personal de los niños a las UFP son los relacionados con el transporte o los cercanos a las actividades de cocina y limpieza. La revisión destaca las amplias diferencias en los dispositivos de medición, la ausencia de datos uniformes y comparables y la falta de estudios que evalúen el rango de tamaño de partícula por debajo de 100 nm. Se necesitan más investigaciones que permitan un estudio preciso de la exposición personal a la UFP en los niños⁵⁶.

Las respuestas del asma a los contaminantes ambientales no son específicas y, por lo tanto, el tratamiento contra los efectos de esta contaminación es el mismo que el tratamiento para el asma en general⁵⁷.

De esta forma, mejorar los sistemas de monitorización ambiental y la puesta en marcha de medidas de control (transporte público, diseño urbano, evitar las quemas de rastrojos, estimular el uso de la bicicleta, limitar el uso de automóviles contaminantes, mejorar la monitorización de la contaminación y los efectos en grupos vulnerables…) contribuye a disminuir la tasa de ingresos hospitalarios en Pediatría⁵⁸.

ASMA INFANTIL Y PANDEMIA COVID-19

El asma infantil en el contexto de la pandemia por COVID-19, presenta una serie de características, que es importante analizar.

El patrón que ha seguido el asma como comorbilidad ha sido homogéneo en todos los países donde se han publicado datos hasta la fecha. Desde las primeras publicaciones surgidas tras el inicio de la pandemia en China, se concluyó que las enfermedades alérgicas y el asma no han sido factores de riesgo para el SARS-CoV-2 a diferencia del EPOC^59,60. De los 171 niños tratados en el Hospital de Niños de Wuhan (Wuhan, China), 3 (1,8%) requirieron cuidados intensivos y ventilación mecánica, todos tenían enfermedades subyacentes, pero no había referencia de asma.

La incidencia de la infección por SARS-CoV-2 en la edad pediátrica ha sido muy baja y de forma específica, en los niños con asma no hay datos que reflejen que hayan tenido una afectación significativa. Las comorbilidades se presentaron con mayor frecuencia en los pacientes pediátricos que requirieron hospitalización en comparación con los que no ingresaron en el hospital, pero no se ha hecho referencia al asma como un factor de riesgo significativo⁶¹.

En brotes anteriores de SARS, los pacientes pediátricos con asma parecían ser menos susceptibles al coronavirus, con una tasa baja de exacerbaciones de asma y buen pronóstico en el seguimiento⁶². Por el contrario, durante las epidemias de influenza, el asma se asoció con una enfermedad más grave, incluida la necesidad de ventilación mecánica, no solo en los adultos sino también en niños⁶³. Aunque las razones se desconocen, se ha confirmado en la actual pandemia de coronavirus⁶⁴.

Se han observado mejores tasas de morbilidad, ingresos y visitas a consultas durante el período de pandemia, consecuencia posiblemente de una mayor adherencia a los tratamientos por la inseguridad derivada de la situación y la disminución de la exposición a desencadenantes infecciosos por las normas de distanciamiento, uso de mascarillas, estrategias de reducir visitas presenciales y potenciar las consultas telefónicas y virtuales en la mayoría de los países durante la primera ola de la pandemia.

En revisiones realizadas en relación con población adulta, se refleja que ni el asma ni el uso de corticoides inhalados (CI) están asociados con un mayor riesgo de hospitalización por COVID-19⁶⁵. Por otra parte, la Academia Americana de Alergia, Asma e Inmunología, señala que en el contexto de la pandemia actual, el tratamiento de una exacerbación de asma, resultado de no seguir el tratamiento de mantenimiento, puede requerir atención de urgencia, lo que incrementaría el riesgo de exposición a la enfermedad.

Los síntomas de presentación más comunes de COVID-19 (tos seca y dificultad para respirar) también son semejantes a los de una exacerbación aguda del asma. La presencia de fiebre se asocia más comúnmente con COVID-19, pero podría estar presente con cualquier exacerbación del asma desencadenada por otro tipo de infección. Los protocolos de detección de COVID-19 deben aplicarse a cualquier persona que tenga un empeoramiento de los síntomas respiratorios, incluidos aquellos con asma, en vista de las variadas presentaciones clínicas de COVID-19. Quienes inicien la detección deben utilizar equipo de protección personal adecuado⁶⁶.

No hay evidencia clara de que los corticoides inhalados tengan un papel protector en la infección por SARS-CoV-2. Se han relacionado efectos beneficiosos de los CI por su acción sobre los receptores de ACE2, cuyo papel en la fisiopatología de la infección por SARS-CoV-2 parece relevante. Los receptores de esta enzima son considerados la diana de la subunidad-1 de las espículas del coronavirus, es decir, la llave por la que el SARS-CoV-2 entra en las células alveolares y en los macrófagos alveolares⁶⁷.

Es necesario que los estudios epidemiológicos de COVID-19 puedan analizar una información más detallada sobre las comorbilidades y la medicación previa tanto en los pacientes pediátricos como en población adulta para permitir el análisis de posibles beneficios o daños de los corticoides inhalados u otro tratamiento^68,69.

Dentro del tratamiento de asma, existen una serie de cambios en las recomendaciones en el contexto de la infección por COVID-19.

Los nebulizadores pueden aumentar el riesgo de infección viral y depósito pulmonar y al estimular el reflejo de la tos puede aumentar el riesgo de transmisión a contactos sanos, por lo que no se recomiendan. En cuanto al uso de corticoides orales en la crisis de asma moderada o grave hasta la fecha, no existe evidencia en contra de su utilización.

Respecto al tratamiento con inmunoterapia en el paciente pediátrico, hay que considerar que la gravedad de la enfermedad se ha vinculado a una respuesta Th-1 sistémica que genera un proceso inflamatorio y una tormenta de citoquinas. Por esta razón, se recomienda interrumpirla en casos confirmados de COVID-19. Puede mantenerse como de costumbre, en niños alérgicos sin síntomas clínicos de COVID-19 y sin antecedentes de exposición a casos confirmados^70,71.

En otras líneas de trabajo se ha analizado la incierta relación entre los recuentos de eosinófilos y COVID-19. Sería necesario monitorizar los recuentos de eosinófilos entre los pacientes con asma que utilizan terapias biológicas (que conducen a una disminución del recuento de eosinófilos) y el curso clínico de COVID-19. Los niveles de eosinófilos en sangre son un predictor bien conocido de la inflamación T2 de las vías respiratorias y su medición en sangre se puede utilizar como un indicador accesible para la investigación de la asociación entre inflamación T2 de las vías respiratorias y los resultados de COVID-19^72,73. El asma del tipo 2 es una nomenclatura emergente para un subtipo común de asma que se caracteriza por la liberación de citocinas IL-4, IL-5 e IL-13 de las células del sistema inmunológico innato y adaptativo.

Es continua la publicación de nuevos datos que actualizan rápidamente nuestra comprensión de este nuevo coronavirus, siendo fundamental que los pacientes con asma y otras enfermedades alérgicas como la rinitis alérgica o rinosinusitis mantengan su medicación de control, desde corticoides inhalados hasta productos biológicos e inmunoterapia con alérgenos, en el contexto de ausencia de datos de infección activa por coronavirus.

CONCLUSIONES

Se puede afirmar que la interacción de contaminación, asma y COVID-19 es de una elevada complejidad, interviniendo factores genéticos individuales y factores sociales que incrementan o atenúan su impacto.

Los pacientes con asma no tienen un riesgo mayor para enfermar o presentar una mayor gravedad frente a la infección por el SARS-CoV-2 que la población general.

La contaminación ambiental y en interiores, procedente del tráfico y la industria puede influir negativamente tanto en la transmisión como en la gravedad de la infección por el SARS-CoV-2 y otros virus respiratorios.

Disminuir la contaminación ambiental y controlar la propagación de las infecciones respiratorias mediante medidas comunitarias e individuales, son objetivos para conseguir mejorar la salud de la población general y especialmente de las personas con asma.

REVISIÓN DEL TEXTO

Revisado por el Grupo de Vías Respiratorias (GVR) de la Asociación Española de Pediatría de Atención Primaria (AEPap): Isabel Mora Gandarillas (Asturias), Águeda García Merino (Asturias), José Antonio Castillo Laita (Aragón), Maite Callén Blecua (País Vasco), Isabel Úbeda Sansano (Valencia), Marina Isabel Moneo Hernández (Aragón), Olga Cortés Rico (Madrid), Juan Carlos Juliá Benito (Valencia), Mar Duelo Marcos (Madrid), Alberto Bercedo Sanz (Cantabria), Gimena Hernández Pombo (Cataluña), María Teresa Guerra Pérez (Andalucía), Pilar Ortiz Ros (Madrid).

CONFLICTO DE INTERESES

Los autores declaran no presentar conflictos de intereses en relación con la preparación y publicación de este artículo.

ABREVIATURAS

ACE-2: enzima convertidora de angiotensina 2 · ARN: ácido ribonuecleico · CAU: contaminación atmosférica urbana · CO: monóxido de carbono · COVID-19: enfermedad por el virus SARS-CoV-2 · HEPA: high efficiency particulate air · IL-1: interleuquina 1 · IL-6: interleuquina 6 · NO₂: dióxido de nitrógeno · O₃: ozono troposférico · Pa/s: Pascal por segundo (unidad física de viscosidad dinámica) · PDGF: factor de crecimiento derivado de plaquetas · PM: material particulado (PM_2,5, PM₁₀) · ppm: partes por millón · RUV: radiación ultravioleta · SARS-CoV-2: virus del SARS tipo 2 · SO₂: óxido de azufre · TNFα: factor α de necrosis tumoral · TRAP: contaminación del aire relacionada con el tráfico · UFP: partículas ultrafinas · UV: ultravioleta · VEGF: factor de crecimiento del endotelio vascular.

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