Introducción
La presencia de algunas partículas biológicas en el aire son un problema grave debido a los efectos dañinos en el ambiente y en la salud humana, tales como rinitis y asma. Como resultado, en décadas recientes, hubo un interés creciente en la investigación aerobiológica. Se enfocó en determinar varios aspectos del contenido polínico en la atmósfera, para establecer calendarios polínicos para el diagnóstico y la prevención de la polinosis (fiebre del heno). Las investigaciones también se enfocaron en identificar los factores que permiten la liberación de biopartículas y su dispersión en la atmósfera, para establecer correlaciones entre el patrón de distribución de las partículas aéreas y los parámetros meteorológicos, los cuales afectan tanto la producción de estos alérgenos como su distribución en la atmósfera.
De cualquier forma, estas investigaciones se realizaron sobre todo en zonas templadas y los trópicos y subtrópicos se analizaron poco en aeropalinología, aunque una porción significativa de la población mundial vive en estas regiones. En México hay pocos estudios, y se centran en la ciudad de México y Monterrey, con un solo estudio en el noroeste de Mexicali; estas tres ciudades se encuentran localizadas a 1600, 1000 y 800 km de distancia, de manera respectiva, de la ciudad de Obregón (Fig. 1), a diferentes elevaciones bajo diferente temperatura y regímenes de precipitación, y rodeadas por diferentes tipos de vegetación.
La presente investigación muestra el primer estudio del polen aéreo de la ciudad de Obregón, una ciudad de más de 400,000 habitantes (INEGI 2010), en la región semiárida del noroeste de México.
2 Materiales y métodos
La ciudad de Obregón se encuentra en el sur de Sonora (27º29`N, 109º 56´W, a 40 m de elevación). Tiene un clima BWh (muy cálido, con temperaturas en verano arriba de 40ºC y un invierno árido) de acuerdo a la clasificación de Köppen, con una humedad relativa promedio de cerca de 60%. El promedio anual de lluvia es de 350 mm, y cae sobre todo durante la temporada de monzón (finales de junio a finales de octubre). Como resultado, el mayor tipo de vegetación alrededor de la ciudad son matorrales espinosos; éste es un ecosistema compuesto de plantas que se controlan con precipitaciones monzónicas en verano, son sensibles al frío y hay algunas efímeras de invierno, la mayoría de las cuales responden a las lluvias en cualquier estación.
Para la colección del polen, se instaló una trampa colectora de esporas de la Compañía de Manufactura Burkard Ltd. a 10 m de altura sobre el techo del edificio número 500 en el Instituto Tecnológico de Sonora, el cual se localiza en el centro de la ciudad. Los registros del polen aéreo se obtuvieron del 1 de enero al 31 de diciembre, 2008, y del 1 de enero al 31de diciembre, 2011. Se analizaron según las directrices del libro guía para el manejo y la calidad de la Red Española de Aerobiología; los conteos se realizaron con un microscopio óptico, a lo largo de cuatro barridos horizontales a 400x para cada laminilla. Los conteos de polen se convirtieron a concentraciones de polen (P/M³). Para resumir la información, las concentraciones diarias de polen se sumaron por periodos mensuales para expresarse como índice mensual de polen (MPI: suma de los valores diarios para cada mes) como se muestra en la Fig2, y por periodos de 10 días para obtener una gráfica del índice acumulado de 10 días de polen (Fig. 3).
La información meteorológica diaria, la temperatura, la humedad relativa, la velocidad del viento y la radiación solar se obtuvieron de bases de datos meteorológicas de los sitios Web “Weather Underground” (El canal climático, LLC, 2014) y la Red de Estaciones Meteorológicas del Estado de Sonora.
Para el análisis estadístico, se realizó un test de normalidad en los datos diarios de polen, y después se realizaron las correlaciones estadísticas (correlación de rango-orden de Spearman con 95% de confiabilidad) con el paquete estadístico Sigma Plot 11.0, entre la concentración diaria de granos de polen/m³ del aire de los grupos taxonómicos más representativos y los parámetros meteorológicos (temperatura promedio, temperatura máxima, temperatura mínima, humedad relativa promedio, humedad relativa máxima, humedad relativa mínima, precipitación, velocidad del viento, velocidad del viento máxima, radiación solar promedio y radiación solar máxima). Se realizó un segundo análisis de correlación para considerar las dos temporadas (una seca de enero a mayo y una de lluvias de junio a diciembre), dentro del cual se estableció la correlación entre los promedios mensuales de los parámetros climáticos antes mencionados y el MPI.
3 Resultados
Se observó un patrón bimodal en las cuentas de polen atmosférico del año 2008, con picos en octubre y en abril y con un mínimo en agosto, mientras que el año 2011mostró un patrón de tres cuerpos, con picos en septiembre, mayo y febrero-marzo y con el mínimo en diciembre y abril (Fig. 2). El polen total anual acumulado fue 514 granos de polen en 2008 y 538 en 2011. Para 2008, los tipos de polen Poaceae, Chenopodiaceae/Amaranthaceae, Astraceae, Fabaceae, Parkinsonia, Pinis, Prosopis, Acacia y Helianthus constituyeron 88% del polen total. Los granos de polen remanentes fueron desconocidos. En 2011, Poaceae, Chenopodiaceae/Amaranthaceae, Asteraceae, Urticaceae, Moraceae, Fabaceae, Euphorbiaceae, Parkinsonia, Prosopis, Pinus, Acacia, Baccharis, Artemisia, Ambrosia, Helianthus, Casuarina y Plantago, representaron 92 % del polen total, y 8 % no se determinó. La figura 3 muestra la distribución del polen acumulado de 10 días de los principales tipos de polen en la atmósfera: Parkinsonia, Poaceae, Asteraceae, Chenopodiaceae–Amaranthaceae, Prosopis y Pinus, en orden cronológico en ambos periodos de muestreo (2008 y 2011); Poaceae (hasta 25 granos de polen), Chenopodiaceae/Amaranthaceae (33) y Parkinsonia (42) fueron los grupos taxonómicos más representativos. Las diferencias principales entre ambos años fueron las puntuaciones más altas de Parkinsonia en febrero-marzo de 2011, y aquellas de Poaceae, Chenopodiaceae-Amaranthaceae y Asteraceae en octubre de 2008.
La tabla 1 muestra los resultados de la correlación de los rangos-orden de Spearman entre los MPI y los parámetros meteorológicos. La temperatura, la radiación solar y la velocidad del viento en la temporada de sequía son factores que incrementaron las concentraciones de polen en el aire (correlaciones significativas entre 0.8 y 1.0), mientras que la humedad relativa llevó a concentraciones más bajas (correlaciones negativas cercanas a -1) y las precipitaciones mostraron correlaciones menos significativas, principalmente negativas. Los dos años de muestreo mostraron un patrón meteorológico contrastante: un fuerte ciclón tropical, el huracán Norbert, azotó Sonora a inicios de octubre de 2008, mientras que no hubo ciclones tropicales en esta región en 2011. De manera adicional, las precipitaciones en invierno (noviembre-diciembre) se registraron a finales de 2007, a diferencia de finales de 2010.
4 Discusión
Los resultados obtenidos en este estudio son diferentes de las investigaciones ya publicadas de México. En la ciudad de México, los tipos taxonómicos del polen aerotransportado son principalmente los tipos Fraxinus, Cupressaceae, Alnus y Pinus. La ciudad se localiza a más de 2,200 m de elevación, bajo un clima más frío, rodeada de bosques de coníferas y robles, en contraste con los matorrales a 40 metros de elevación en la zona del presente estudio. Los resultados también son diferentes de los obtenidos en Monterrey, a 500 m de elevación, cerca de los bosques templados de la Sierra Madre Oriental, en donde los grupos taxonómicos dominantes son Fraxinus, Cupressaceae–Taxodiaceae, Parietaria y Poaceae, con concentraciones de 14,000 granos/m³. Sólo Mexicali muestra una composición más cercana, debido a su localización a una elevación similar, también en el noreste de México, en el Desierto de Sonora. Poaceae y Chenopodiaceae-Amaranthaceae son los grupos taxonómicos más abundantes, como en la Ciudad de Obregón; sin embargo, no se registró polen de Parkinsonia o Prosopis en Mexicali. México es un país grande y fisiográficamente complejo, con diferentes tipos de clima y vegetación que proveen una diversidad del polen aéreo que es importante estudiar.
El MPI registrado en la primera mitad de los 2 años estudiados corresponde a árboles primordialmente (cabe mencionar que Poaceae está presente durante todo el año), mientras que, en la segunda mitad del año, los pólenes herbales se encuentran principalmente. Aunque esto es similar a otras regiones, y en particular para regiones templadas, el patrón dominante de los árboles tropicales Parkinsonia y Prosopis en primavera, hace una distinción de estos registros. Esto debe considerarse en el contexto de la prevención de la polinosis, mientras que Parkinsonia y Prosopis se utilizan como árboles ornamentales y no sólo en el área local, ya que se extendieron a otros países. Otra característica se relaciona a Poaceae, que mantiene niveles altos en octubre, a pesar de la situación en otras regiones semiáridas; esto implica un periodo más largo de exposición a los alérgenos, lo cual también se reportó en Monterrey, Tucson, USA y Lucknow, India. Por otro lado, los índices anuales de polen en 2008 y 2011 en la ciudad de Obregón son muy parecidos, pero son muy bajos comparados a otras regiones. La ciudad de Mexicali, a 800 km al noreste, tiene un índice anual de polen considerado como bajo, que es cuatro veces más alto que el observado en la ciudad de Obregón. La baja concentración de polen en la atmósfera de la ciudad de Obregón se atribuye al hecho de que la ciudad se encuentra rodeada de campos, principalmente cultivos de cereales. El polen de estas plantas no se dispersa con el viento, debido a que se autopolinizan, por lo tanto, no requieren producir grandes cantidades de polen. Por otro lado, los campos están rodeados por matorrales, que en términos de polen están representados principalmente por Astraceae, Poaceae y Chenopodiaceae/Amaranthaceae dado que el polen de características taxonómicas tropicales, que es zoófilo, se encuentra infrarrepresentado en el aire; esto explica la dominancia de estos grupos taxonómicos en el registro de polen aerotransportado (Fig. 3). Además, a pesar de tener un clima semiárido, la topografía se eleva para dar condiciones húmedas microclimáticas, que entorpecen la suspensión del polen en la atmósfera (Tabla 1). La humedad es un factor que influye de manera negativa en las concentraciones atmosféricas del polen. Puede notarse que hay una relación positiva del polen total y del polen de pastos con la radiación solar promedio y máxima. La temperatura es un parámetro importante, ya que propicia la presencia de polen aéreo de Poaceae y Chenopodiaceae/Amaranthaceae. Parkinsonia no parece correlacionar con ningún factor meteorológico; sus niveles altos de polen sugieren que florea en respuesta a otros factores; Bowers y Dimmit relacionaron su floración con la duración del día y los días arriba de 10ºC en el norte del desierto de Sonora. Por lo tanto, la temperatura no es un fuerte factor limitante fuerte en esta latitud ya que los inviernos son muy leves. La precipitación, sin embargo, puede ser decisiva para algunas especies. Tal es el caso del huracán Norbert (octubre 10, 2008), a cuyas las lluvias siguió, una semana después, un incremento de la concentración de polen de Poaceae, Chenopodiaceae-Amaranthaceae y Asteraceae (Fig. 3), que tiene implicaciones en la estabilidad de las temporadas polínicas correspondientes, y, por lo tanto, en las alergias estacionales. Es importante continuar los estudios aerobiológicos en esta área para especificar estos grados de estabilidad y determinar las respuestas de la dispersión de granos de polen en relación con los patrones climáticos, con la finalidad de predecir la duración y la intensidad de las temporadas de polen. Se debe considerar el hecho de que al menos 20% de la población en Sonora sufre de alguna forma de reacción alérgica (sobre todo asma y rinitis).
Urban airborne pollen in a semiarid environment
Centro Regional de Alergia e Inmunología Clínica CRAIC, Hospital Universitario “Dr. José Eleuterio González” UANL, Monterrey, México
Dra. med. Sandra Nora González Díaz Jefe y Profesor
Dra. med. Carmen Zárate Hernández Profesor
Dra. Lissette Ramos Valencia Residente 2° Año
Dra. Alejandra Macías Weinmann Profesor
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