El asma es una enfermedad respiratoria crónica que sensibiliza las vías respiratorias, que se inflaman cuando se exponen a desencadenantes. Esta inflamación provoca opresión en el tórax, tos, dificultad para respirar y sibilancias y, a veces, provoca un “rebrote” o ataque, que puede ser una emergencia médica. Afecta a 5-10 % o se estima que 23.4 millones de la población mundial, incluidos 7 millones de niños. El asma supone una carga grave para el sistema de salud pública y la economía con su costo total de los costos médicos directos, es decir, las admisiones hospitalarias, el costo de los productos farmacéuticos y los costos indirectos, es decir, el tiempo perdido en el trabajo y/o las muertes prematuras.
Las causas subyacentes del asma aún no se conocen por completo, aunque algunos desencadenantes son ambientales, como el polen, los hongos y los patrones climáticos extremos, como las tormentas eléctricas y los eventos de tormentas de asma (TA).
Cuando ocurren períodos pico de ingresos hospitalarios, causan una carga enorme e inesperada para el sistema de atención médica, el paciente, sus cuidadores y su familia. Los períodos de días de ingresos elevados por asma se definen como días con un número alto de manera inesperada de ingresos por asma en los hospitales según umbrales variables. En el hemisferio sur, se produjeron periodos de admisión alta de asma durante los eventos de TA, que se definen como un ataque de asma desencadenado por cambios abruptos en las condiciones ambientales causados por la actividad de tormentas eléctricas. Por lo general, esto ocurre durante la temporada de polen, cuando los días con mucho polen coinciden con tormentas eléctricas y cambios abruptos en las condiciones climáticas, como la velocidad del viento, la temperatura y la humedad relativa.
Melbourne tiene niveles muy altos de polen de pasto. Se usó una trampa volumétrica Burkard para monitorear la atmósfera de Melbourne en busca de granos de polen. En los conteos de polen se identificaron plantas con flores y coníferas, unas veintidós familias, donde 62 % de estos granos de polen eran pertenecientes a árboles, 20 % a pastos y 9 % a pastos y malezas. Pastos como Ulmus y Cupressus tuvieron la contribución más significativa al calendario de polen. El período de producción de polen de estas plantas abarcó desde finales de junio hasta finales de febrero, lo que representa 67 % del año. Especies introducidas como perennes y los pastos anuales de Lolium perenne y los pastos canarios (Phalaris canariensis) fueron los principales contribuyentes al polen de gramíneas. Estos pastos se cultivan de forma extensiva como pastos y los pastos de Lolium perenne se encuentran como hierba en los cultivos de trigo en Victoria. En Melbourne, la exposición al polen de gramíneas, en particular al de la gramínea perenne Lolium perenne es la principal causa de asma de octubre a diciembre.
En períodos separados de asma elevada, registrados en Australia, así como en otros lugares como el Reino Unido (RU), se encontraron niveles elevados de granos de polen de gramíneas en la atmósfera. Se detectaron niveles más altos de sensibilidad alérgica a los gránulos de almidón del polen roto de Lolium perenne en pacientes que experimentaron asma durante tormentas eléctricas. Se demostró evidencia de un riesgo mayor de presentaciones en el departamento de emergencias y admisiones hospitalarias durante las temporadas altas de polen de gramíneas en niños y adolescentes. Dado que es probable que las condiciones climáticas cambiantes y las temporadas de polen más intensas y prolongadas den lugar a eventos similares, es importante comprender mejor los factores que contribuyen a estos períodos altos de asma, de manera especial en niños y adolescentes.
Las esporas de hongos también pueden exacerbar el asma en niños y adolescentes, como sugiere este trabajo. En la atmósfera de Melbourne, Australia, entre octubre de 1991 y diciembre de 1994, los recuentos anuales de esporas de hongos, de manera aproximada la mitad se identificó como Cladosporium sp. y sólo alrededor de 1 % de Alternaria sp., varió de forma amplia de 1,106,037 en 1992 a 345,770 en 1994. Junto con los días con mucho polen y la correlación alta entre los aeroalérgenos, es posible que la exposición a los hongos agrave el problema. Sin embargo, poco se hace en la evaluación de ambos tipos de aeroalérgenos y su impacto en los periodos elevados de ingreso por asma en niños y adolescentes.
El estudio Polen Aéreo de Melbourne Salud de Niños y Adolescentes (MAPCAH) reclutó a niños y adolescentes con incidentes de asma durante dos períodos pico de admisiones altas por asma (25/10/2010 y 30/11/2011) que ocurrieron durante las temporadas de polen de gramíneas. Aunque no fue tan grave como el evento de TA de 2016, estos eventos dieron como resultado una gran cantidad de llamadas de emergencia, asistencia al hospital e ingresos hospitalarios. Con los datos de MAPCAH, los investigadores buscaron evaluar el papel del polen y las esporas de hongos en estos dos eventos.
Métodos
Diseño y escenario del estudio
Este análisis cruzado de casos es un subestudio del estudio Polen Aéreo de Melbourne Salud de Niños y Adolescentes (MAPCAH). El estudio se realizó en Melbourne, Victoria, de septiembre de 2009 a diciembre de 2011 con admisiones diarias por asma (definidas como códigos ICD10 J45/46) en el Hospital Real de Niños (HRN) de 2 a 17 años. El tamaño de muestra total considerado para el estudio fue de 176 con un final de 135 para el análisis de casos cruzados. Se excluyó a los cuidadores que no pudieron participar por dificultades de idioma, niños menores de 2 años y pacientes que no vivían dentro de los 50 km del HRN. El estudio MAPCAH recopiló datos individuales sobre antecedentes familiares (antecedentes familiares de atopia y asma), presencia de atopia, eccema, fiebre del heno (diagnosticada por un médico) e infección por rinovirus humano (RVH) e incidencia diaria de polen y esporas de hongos en el aire durante el período de estudio.
La variable de resultado: períodos pico de admisiones altas por asma
Para identificar los períodos de admisión alta por asma, los autores utilizaron los residuos normalizados de toda la serie temporal de admisiones durante las dos temporadas de polen. La media recortada móvil (promedio después de eliminar el percentil 1 y 99 de la puntuación) se restó de la serie temporal de admisiones original y luego se dividió por una desviación estándar recortada móvil. Ambas estadísticas recortadas se basaron en una ventana de siete días de retraso (identificados en los gráficos de correlación parcial). Los investigadores siguieron otro método, regresión local (LOWESS), para confirmar los resultados, que produjo medias ponderadas de manera local basadas en un ancho de banda de datos de una semana. Luego, los autores aislaron las fechas cuyos ajustes LOWESS fueron 4 o más DE de su media general, lo que es consistente con Silver et al. Con estos métodos, el 25 de noviembre de 2010 y el 30 de octubre de 2011 se identificaron como días de nivel alto de asma. Como los impactos de los factores ambientales no siempre son inmediatos, es importante identificar los días anteriores que pueden asociarse con el evento. Asimismo, también era necesario considerar los días posteriores al evento para capturar el retraso en las admisiones. Al evaluar la función de autocorrelación de las admisiones diarias, los investigadores identificaron 2 días antes y 2 días después del evento como días asociados con los días de admisión alta. Por lo tanto, el período de caso (variable de resultado) se definió como los días de admisión alta (25 de noviembre de 2010 y 30 de octubre de 2011), 2 días antes y 2 días después de estos días.
Variables de exposición primaria
De acuerdo con las guías de la Organización Mundial de Alergia, se utilizó una trampa volumétrica de esporas para medir el polen (pasto, maleza y árboles) y las esporas de hongos ambientales (conidios de Alternaria, esporas de Cladosporium y Ustilaginomicetos). El sitio de prueba está a 20 m sobre el nivel del suelo en la azotea de un edificio ubicado en el centro de Melbourne. Se recolectaron concentraciones de polen promedio diarias de 24 horas (granos/m3) de una sola trampa volumétrica Burkard durante el período de estudio MAPCAH.
Otras variables
Para evaluar el estado atópico individual, cada participante se sometió a pruebas cutáneas por punción (PCP). Estas PCP se realizaron con controles adecuados para un panel de polen [pasto de Lolium perenne, mezcla de siete pastos (Phleum pratense, Dactylis glomerate, Poa pratensis, Agrostis gigantea, Festuca pratensis, Lolium, Anthoxanthum odoratum), abedul, sicomoro inglés y mezcla de diez árboles (Alnus rugosa, Fraxinus americana, Ulmus americana, Fagus, Betula lenta, Acer saccharum, Carya ovata, Quercus alba, Populus alba, Platanus occidentalis) y alérgenos fúngicos (conidios de Alternaria y esporas de Cladosporium). Se consideró positiva una reacción cutánea a uno o más alérgenos con un tamaño de al menos 3 mm mayor que la reacción a la solución de control negativo. Los autores agruparon a los participantes en grupos de edad: 2 a 5, 6 a 12 o 13 a 17 años.
Los niveles diarios extramuros de contaminantes del aire y los factores climáticos también se consideraron en los modelos. Se consideraron las partículas de hasta 2.5 μm de diámetro (PM2.5), la humedad relativa, la temperatura máxima y las concentraciones máximas diarias promedio de 1 hora de dióxido de nitrógeno (NO2) (partes por billón).
Análisis estadístico
Los investigadores utilizaron un enfoque bidireccional de cruce de casos para analizar las asociaciones entre los aeroalérgenos y los períodos de admisión. Este enfoque también controla otros factores de confusión asociados con el día de la semana, tendencias mensuales, estacionales y de largo plazo. La exposición y otras variables ambientales estaban disponibles para los días de casos y controles. Se utilizaron modelos de regresión logística condicional para evaluar la asociación entre las admisiones por polen y hongos y asma el mismo día y más tarde en modelos separados. Los modelos se ajustaron para factores potenciales de confusión, como contaminantes y variables meteorológicas, si eran significativos de forma estadística (p < 0.05) o si cambiaban el tamaño del efecto estimado de la exposición primaria en 10 %. Los análisis se estratificaron aún más por sexo y sensibilización a cualquier aeroalérgeno para identificar una posible modificación del efecto. Todos los resultados se presentan como razones de probabilidad (OR) e intervalos de confianza (IC) de 95 %. Todos los análisis estadísticos se realizaron con Stata IC 16.
Resultados
En 2010 y 2011, durante la temporada de polen en Melbourne (del 1 de octubre al 31 de diciembre), hubo 240 admisiones por asma en el Hospital Real de Niños y de estas, 176 (73.3 %) aceptaron participar en el estudio MAPCAH. En 2010, el pico mensual de admisiones (79) ocurrió en noviembre y el 25 de noviembre, de 10 admitidos, 8 aceptaron participar. Mientras que en 2011 el pico de admisiones (49) fue en octubre y el 30 de octubre hubo 9 admisiones y 5 accedieron a participar. La mayoría eran masculinos jóvenes. Más de la mitad de los participantes estaban sensibilizados a cualquier aeroalérgeno. Durante la temporada de polen de 2010, a una minoría se le diagnosticó fiebre del heno (20.6 %) y los ingresados durante noviembre, cuando se produjo el período alto de asma, tenían menos probabilidades de tener antecedentes familiares de asma (27 %) en comparación con los ingresados durante octubre (Tabla 1).
El polen, las esporas de hongos, los contaminantes y los niveles climáticos para ambas temporadas de polen como mediana [percentil 25, percentil 75], 2 días antes y en los días de admisión alta se presentan en la Tabla 2. Alternaria 4 [18], Cladosporium 24 [6.5, 57] y Ustilaginomicetos 2 [0, 21.5] fueron más altos de manera considerable en 2010 en comparación con la temporada de polen de 2011. A excepción de Ustilaginomicetos y el polen de malezas (de manera principal Plantago, lanceolata u ovata), todos los aeroalérgenos fueron mayores 2 días antes que en los días de admisión alta (25 de noviembre de 2010 y 30 de octubre de 2011).
Los autores construyeron gráficos uniformes entre los niveles de aeroalérgenos diarios y los ingresos hospitalarios por asma en el Hospital Real de Niños (Figuras complementarias en línea 1, 2, 3, 4, 5 y 6). Para 2010, el polen de gramíneas fue muy alto (>200 granos/m3) alrededor de 5 días (18 de noviembre) antes del período pico (S1 Figura 1). Mientras que, en 2011, el polen de gramíneas fue alto 2 días antes del día de admisión alta o al comienzo del período. Sin embargo, el polen de árboles [de forma principal Cupressaceae (ciprés) con cantidades más pequeñas de polen nativo de Myrtaceae (eucalipto)], así como polen de árboles introducidos en el hemisferio norte en ambas temporadas de polen fue más alto alrededor del 11 de octubre de 2010 (>1000 granos/m3) y 14 de octubre de 2011 (>2000 granos/m3) (S2 Figura 2). El polen de malezas (S3 Figura 3) registró sus recuentos más altos alrededor del 12 de octubre (100 granos/m3) y el 24 de noviembre (80-100 granos/m3) de 2010. Los recuentos de Cladosporium fueron los más altos alrededor del 15 de octubre de 2010 (S5 Figura 5). Sin embargo, en 2011, los recuentos medianos de Cladosporium fueron bajos durante la temporada de polen en comparación con 2010. Los niveles de conidios de Alternaria alcanzaron su punto más alto en Melbourne un día después del día de admisión alta que ocurrió el 25 de noviembre de 2010 (S4 Figura 4).
En modelos de regresión logística condicional no ajustados, Alternaria (OR = 1.04 por conidios/m3, IC de 95 %: 1.03-1.04) y Cladosporium (OR = 1.01 esporas/m3, IC de 95 %: 1.00-1.02) se asociaron de manera significativa con mayores probabilidades de hospitalización por asma durante el período alto de asma, mientras que el polen de gramíneas (OR = 1.03 por grano/m3 IC de 95 % 1.01-1.05), polen de malezas (OR = 1.05 por grano/m3 IC de 95 % 1.03-1.07) y polen de árboles (OR = 1.00 por grano/m3 IC de 95 % 1.000-1.001) se asociaron con mayores probabilidades en el retraso 2 (Tabla 3).
En el análisis ajustado, Alternaria (OR = 1.01 conidio/m3, IC de 95 %: 1.00-1.03) permaneció asociada con los ingresos por asma durante el período alto de asma (valor de p = 0.031). En un modelo ajustado de manera total, maleza (OR = 1.07 por recuento/m3, IC de 95 %, 1.00-1.01) y árbol (OR = 1.00 por recuento/m3, IC de 95 %, 1.00-1.01) también se asociaron con ingresos por asma en el segundo retraso. La temperatura y la humedad relativa de los modelos ajustados dieron como resultado que, en el retraso 2, el pasto quedara fuera del nivel de significación establecido (valor de p <0.09) (Tabla 3).
Cuando se estratificó por sexo, el pasto (OR = 1.03 por grano/m3, IC de 95 %: 1.01-1.05) y las malezas (OR = 1.05 por grano/m3, IC de 95 %: 0.99-1.12) en el retraso 2 se asociaron con mayores probabilidades para los niños.
El mismo día las conidios de Alternaria se asociaron con mayores probabilidades en los niños, pero no en las niñas en un modelo ajustado (OR = 1.02 esporas/m3, IC de 95 %: 1.00-1.04, valor de p = 0.00) (Tabla 4).
Discusión
Los períodos pico de ingresos hospitalarios por asma son una carga considerable para las personas con asma y sus cuidadores, ya que son inesperados. También son una carga importante para el sistema de atención médica debido a una visita al departamento de emergencias y la admisión posterior en el hospital. Con un método de Silver et al que hace que los hallazgos fortuitos sean muy poco probables (<4 en un millón), se identificaron dos días de admisión alta por asma que ocurrieron el 25 de noviembre de 2010 y el 30 de octubre de 2011 durante las temporadas de polen de gramíneas. Los autores consideraron un período pico como 2 días antes y 2 días después de estos días, como lo demuestran los gráficos de autocorrelación. Aunque Silver y colegas encontraron más días con su método durante los mismos períodos de polen que se describen aquí, incluyeron tanto a niños como a adultos y utilizaron datos de admisión de todos los hospitales públicos dentro de la región metropolitana de Melbourne, que es una muestra diferente incluida en este estudio.
Los hallazgos de los investigadores sugirieron un efecto retardado de 2 días tanto del polen como de las esporas en los ingresos por asma en niños. Los hongos, de forma particular las conidios de Alternaria (OR = 1.017 por conteo/m3), estuvieron implicados de manera principal incluso cuando se ajustaron por el clima. El polen de gramíneas del mismo día se asoció con el ingreso hospitalario por asma infantil, pero cuando se ajusta por temperatura y humedad relativa, los efectos se vuelven no significativos de manera estadística al nivel de 0.05. Sin embargo, el polen de pasto y árboles en el retraso 2 se asoció con mayores probabilidades de admisiones. Los niños fueron más susceptibles que las niñas al polen de gramíneas y a las conidios de Alternaria.
Los hallazgos de los investigadores son los primeros en sugerir la importancia tanto del polen de gramíneas como de las esporas durante los períodos en los que puede ocurrir el riesgo de períodos de admisiones altas por asma. De manera previa, se pensaba que el polen por sí solo era un desencadenante importante durante la temporada, pero aquí los autores mostraron que tanto el polen como los hongos con algunos efectos retardados se asocian durante los mismos períodos máximos en niños y adolescentes. Aunque no ocurrieron rayos ni tormentas eléctricas en los días altos identificados y en línea con trabajos anteriores, los autores identificaron un efecto del polen de pasto de 2 días de retraso, pero no un efecto del mismo día. Es posible que los granos de polen se rompieran debido a la humedad relativa alta y, aunque son respirables, se escapan a la detección debido a su tamaño pequeño y, por lo tanto, sus efectos no se observan en los modelos estadísticos.
Al igual que un estudio anterior en el Reino Unido, también se registraron niveles más altos de esporas fúngicas en el aire durante los períodos de ingreso por asma en Melbourne. La contaminación del aire, de manera específica PM2.5, no pareció tener un impacto en estas asociaciones observadas durante el estudio MAPCAH en Melbourne. El papel de los hongos en los eventos de TA en los días de asma alta se documentó de forma internacional, lo que sugiere una asociación con esporas fúngicas (como conidios de Alternaria, Cladosporium y especies de Didymella). De manera similar, en un estudio de Canadá, un aumento en el recuento de polen de gramíneas no pudo explicar las asociaciones el mismo día con las visitas al departamento de emergencia, pero un aumento en el recuento de esporas de hongos pudo ser el mecanismo subyacente.
Los niños sensibilizados a los aeroalérgenos pudieron ser estimulados por los conteos diarios extremos de polen de pasto registrados a principios de noviembre de 2010, ya que las concentraciones diarias acumuladas de polen de pasto en general se mantuvieron altas antes del período pico. Además, casi la totalidad (>75 %) de los participantes ingresados durante este período fueron atópicos. Los efectos retardados de dos días tanto del polen como de las esporas de hongos sugieren un efecto de preparación en las poblaciones susceptibles. La exposición repetida de los tejidos nasales a un alérgeno particular puede resultar en sensibilidad de la mucosa. Aunque algunos estudios consideraron las esporas fúngicas de manera limitada, los hallazgos de los autores son los primeros en sugerir fuertes efectos de conidios de Alternaria y Cladosporium en niños y adolescentes asociados con los períodos pico.
Los aeroalérgenos, su tiempo, distribución, cantidad y potencia se afectan de manera grave por las condiciones climáticas. También afectan la distribución y la gravedad de la enfermedad alérgica. El papel de las temperaturas y la humedad altas durante el período de días de ingreso alto por asma (HAAD) no se puede descartar de forma certera dadas sus propiedades sinérgicas con la exposición a aeroalérgenos extramuros. Se demostró que ambas condiciones climáticas se asociaron de manera significativa con los recuentos de esporas de Cladosporium en un estudio realizado en Denver, Colorado. Además, se indicó en una revisión que, aunque la temperatura y la humedad pueden ser fuertes predictores de las concentraciones de moho, el efecto varía según la especie de moho y la geografía. Del mismo modo, hay varios otros ejemplos en los que los patrones climáticos regionales, como el aumento de la temperatura, llevaron a una mayor producción de polen. Además, se predice que las temporadas de polen podrían extenderse a nivel mundial debido al cambio climático, lo que resulta en un riesgo mayor de episodios epidémicos de asma con tormentas eléctricas más frecuentes en el futuro. Sin embargo, en el presente estudio, la adición de variables meteorológicas no alteró de manera significativa las relaciones observadas entre los aeroalérgenos y la incidencia de asma.
En este estudio, durante los períodos en que ocurrieron los días de ingreso alto por asma, era más probable que los ingresos de niños fueran masculinos y en un grupo de edad más joven. De acuerdo con otros estudios, incluido éste, los autores encontraron una mayor probabilidad de períodos altos de asma asociados con el polen de gramíneas y algunas esporas de hongos para los niños en comparación con las niñas.
Este estudio tiene varios puntos fuertes. La fortaleza del estudio es que se recopilaron datos adicionales de los pacientes ingresados, incluidas las pruebas de sensibilización a alérgenos y el estado del rinovirus. La selección de un diseño de cruce de casos fue apropiada para analizar las exposiciones variables en el tiempo y la selección bidireccional de los períodos de control permitió el ajuste individual para las tendencias estacionales y de largo plazo. Aunque los autores estuvieron limitados por el número de admisiones por asma que ocurren durante las temporadas de polen de gramíneas por la definición de 4.0 DE que puede ser demasiado restrictiva, el diseño cruzado de casos permitió un aumento en el tamaño de la muestra ya que los casos actúan como controles durante los períodos de control. Esto aumentó el poder estadístico para detectar asociaciones.
Los niños ingresados en el hospital por asma se consideran un grupo con asma grave, por lo que es difícil determinar si estos niños habrían sido ingresados por otras razones, incluso si el polen y la Alternaria no se encontraran asociados. El diseño bidireccional mostró que el riesgo era mayor en esos días. Por supuesto, eso no significa que no hubo riesgo en otros días, pero fue mayor antes de estos días.
En resumen, tanto el polen como las esporas fúngicas 2 días antes de un período de ingresos altos por asma parecen tener un efecto de preparación en niños y adolescentes susceptibles que aumenta el riesgo de ingreso hospitalario por asma. Además, las esporas fúngicas del mismo día también se asociaron con mayores probabilidades de ingreso, pero no así el polen de gramíneas. Esta falta de asociación es posible que se debió a un cambio repentino en las condiciones climáticas que provocó la ruptura de los granos de polen y, por lo tanto, no se detectaron. El estudio de los factores ambientales que pueden aumentar el riesgo de estos períodos altos de asma proporciona mejores conocimientos no sólo para predecir los períodos pico, sino también para preparar mejor el sistema de atención médica con alertas tempranas y mitigar el riesgo para el niño. Los programas de salud pública deben aumentar la conciencia sobre la Alternaria ambiental y no sólo sobre el polen durante las temporadas altas de polen para garantizar la preparación tanto de las poblaciones en riesgo como de sus proveedores de servicios.
Batra M, Vicendese D, Newbigin E, Lambert KA, Tang M, Abramson MJ, Dharmage SC, Erbas B. The association between outdoor allergens - pollen, fungal spore season and high asthma admission days in children and adolescents. Int J Environ Health Res. 2022 Jun;32(6):1393-1402. doi: 10.1080/09603123.2021.1885633.
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. Marisela Hernández Robles Profesor
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