Efectos de interacción de la temperatura y el ozono (TROPICOZ)

Durante las últimas décadas, la calidad del aire en los EE. UU. ha mejorado significativamente. Aun así, millones de personas en los EE. UU. todavía viven en condados que no cumplen con los estándares de calidad del aire para uno o más contaminantes. Se acepta ampliamente que el cambio climático global está ocurriendo y se cree que tiene una variedad de efectos importantes y potencialmente adversos en el ecosistema. Además, los cambios en el clima pueden dar lugar a mayores concentraciones de contaminantes atmosféricos nocivos, y la presencia de algunos contaminantes atmosféricos en la atmósfera también puede acelerar el cambio climático. Los efectos sobre la salud se ven afectados por interacciones complejas entre el cambio climático y la calidad del aire. Se necesita investigación para identificar las consecuencias para la salud pública de estas interacciones. Un aspecto que ha sido poco estudiado es cómo las respuestas fisiológicas a la temperatura elevada se ven afectadas por el factor estresante adicional de la contaminación del aire.

Varios estudios epidemiológicos han demostrado un fuerte vínculo entre la exposición a la contaminación del aire y los efectos cardiopulmonares adversos, como infecciones del tracto respiratorio, exacerbación del asma, bronquitis crónica, cardiopatía isquémica y accidente cerebrovascular [1-3]. El ozono es un componente principal del smog fotoquímico. Los estudios de exposición humana controlada han sido fundamentales para demostrar que puede provocar una disminución de la función pulmonar [4-10] e inflamación pulmonar.[11-13] La inflamación incluye aumento de neutrófilos y mediadores proinflamatorios solubles en las vías respiratorias inferiores [14, 15].

La mayoría de estos estudios incluyeron exposiciones controladas a concentraciones relativamente altas (0,1 - 0,4 ppm) durante períodos cortos (típicamente 2 horas). Estos estudios de exposición a corto plazo son útiles porque a) proporcionan los datos de exposición-respuesta más fuertes y cuantificables y b) permiten la investigación de cambios biológicos que en sí mismos son transitorios y sin consecuencias, pero que pueden extrapolarse para predecir resultados de salud en poblaciones susceptibles. o en exposiciones a largo plazo. Por ejemplo, las personas sanas expuestas a 0,4 ppm de ozono durante 2 horas [16] mostraron una disminución del 13,5 % en el VEF1, a menudo acompañada de síntomas leves como irritación traqueobronquial y tos. Sin embargo, 3 horas después de la exposición, estos síntomas habían desaparecido en gran medida y solo se detectó una disminución del FEV1 del 2,7 %. A las 24 horas, incluso con concentraciones de ozono más altas, la fase de recuperación normalmente se ha completado. El principal problema de salud pública se encuentra en las personas con enfermedades respiratorias. Si estos mismos cambios ocurrieran en una persona con reserva reducida, los cambios inducidos por el ozono se superpondrían al deterioro pulmonar preexistente y podrían tener efectos significativos en la salud.

A pesar de casi 30 años de investigación sobre los efectos del ozono, existen muy pocos estudios sobre la interacción entre el ozono y la temperatura. Aunque el ozono normalmente se eleva cuando el clima es seco y cálido, la mayoría de los estudios de cámara controlada se realizan a temperaturas moderadas (70-75 oF). Los estudios que abordaron temperaturas más altas generalmente se realizaron en el período previo a los Juegos Olímpicos de Los Ángeles en 1984 y se centraron en el deterioro del rendimiento del ejercicio. Por ejemplo, Gibbons y Adams estudiaron a diez mujeres adultas jóvenes aeróbicamente entrenadas que se ejercitaron continuamente al 66 % del consumo máximo de O2 durante 1 h mientras estaban expuestas por vía oral a aire filtrado y 0,15 y 0,30 ppm de ozono en ambientes moderados (24 °C) y calientes (35 °C). oC) y mostró que los sujetos tenían más probabilidades de dejar de hacer ejercicio prematuramente a altas temperaturas.[17] Gong estudió a ciclistas de élite y mostró resultados similares.[18] Folinsbee et al. estudiaron los efectos de una exposición de 2 h a niveles altos de ozono (0,5 ppm) en 14 hombres no fumadores en cuatro condiciones ambientales (64,4, 80,0, 85,2 y 92,0 oF) y descubrió que la mayor disminución de la CVF se producía cuando la exposición al ozono era a la temperatura más alta.[19]

Esos estudios citados se han centrado en los resultados respiratorios. Sin embargo, cada vez es más claro que el ozono puede tener efectos sistémicos y cardíacos. El ozono reacciona rápidamente con los tejidos respiratorios y no es absorbido ni transportado a sitios extrapulmonares. Sin embargo, estudios recientes también han demostrado asociaciones entre la exposición al ozono a largo plazo y la morbilidad cardiovascular [20, 21]. Además, las exposiciones a corto plazo al ozono pueden causar cambios transitorios menores en la variabilidad de la frecuencia cardíaca (VFC) de alta frecuencia en adultos sanos [22]. Los estudios experimentales han demostrado que el estrés por calor puede tener un efecto modesto similar en este componente de HRV. [23] El efecto de la combinación no ha sido estudiado hasta la fecha. Los estudios epidemiológicos que evalúan la relación ozono-temperatura-cardíaca generalmente no han sido informativos ya que los días con niveles altos de ozono normalmente ocurren durante el clima cálido. Los métodos tradicionales no son adecuados para discriminar entre los efectos del ozono y la temperatura, y mucho menos su interacción. Los que han estudiado la relación han mostrado una asociación negativa entre la temperatura y la mortalidad por ozono debido al mayor uso en aire acondicionado. [24] Sin embargo, un estudio muy reciente, utilizando enfoques novedosos, examinó si el ozono modificaba las asociaciones entre la temperatura y la mortalidad cardiovascular en 95 grandes comunidades en los EE. UU., 1987-2000, en verano. Descubrieron que un aumento de temperatura de 10 °C en el mismo día se asoció con un aumento de la mortalidad de 1,17 % y 8,31 % para el nivel más bajo y más alto de concentraciones de ozono en todas las comunidades, respectivamente.[25]

El propósito de este estudio es realizar el primer estudio de cámara controlada para comprender los cambios cardiovasculares resultantes de la interacción entre el calor y el ozono. La información obtenida de este estudio permitirá a la EPA evaluar mejor los riesgos de los contaminantes del aire durante una ola de calor y brindar asesoramiento sobre las actividades para mitigar los efectos.