Noticiero Alaccsa-R

editorial Cornea Vol 22

por adminalaccsa 8 agosto, 2017 0 comentarios

La contaminación aérea de las megaciudades afecta la superficie ocular de individuos sanos y exacerba enfermedades oculares preexistentes.


Alejandro Berra

Alejandro Berra

Millones de individuos que habitan en megaciudades están expuestos a niveles medios/altos de contaminación ambiental aérea urbana (PAU) que produce afecciones sobre su salud y que, por lo tanto, constituye un tema relevante para la salud pública. 1, 2, 3 El número estimado de muertes anuales debido a la PAU alcanza los 6,5 millones, cifra que es mayor que la suma de muertes por causa del VIH, la tuberculosis y los accidentes de tránsito. 4

En los centros urbanos existe una gran diversidad de compuestos contaminantes emitidos por fuentes fijas y móviles, siendo los más comunes los gases monóxido de carbono (CO), dióxido de nitrógeno (NO2), ozono (O3) y dióxido de azufre (SO2), además del plomo (Pb) y material particulado (PM, del inglés Particulate Matter). 5, 6 Las partículas provenientes de la combustión incompleta del diésel (DEP, del Inglés Diesel Exhaust Particles) son uno de los principales componentes del MP.

Si bien se conocen numerosos efectos adversos que la PAU provoca sobre la salud, la mayoría de estos estudios se han realizado en ciudades de Estados Unidos y Europa. 7, 8 Las conclusiones de estos trabajos pueden no ser válidas en el contexto de ciudades latinoamericanas, ya que poseen características climáticas, geográficas y socioeconómicas considerablemente diferentes.

Es importante remarcar que en cada región la PAU tiene características propias en su composición fisicoquímica. Por tal motivo, esto puede producir efectos diferentes sobre la salud dependiendo del área y/o la ciudad evaluada. Estas diferencias dificultan la generalización de resultados, por lo que es importante poder disponer de estudios locales para evaluar el impacto que generan los diferentes contaminantes de la PAU sobre la salud en general y sobre ciertas afecciones en particular.

En Latinoamérica, las ciudades de Santiago de Chile, São Paulo, en Brasil, y la ciudad de México presentan niveles de PAU que exceden los recomendados por la Organización Mundial de la Salud (OMS). 9 Las cifras oficiales de la ciudad de Buenos Aires están dentro de los parámetros aceptados por la OMS, sin embargo, proyecciones futuras muestran que la PAU se incrementará significativamente en los próximos años probablemente excediendo la recomendación de la OMS.

En la actualidad, la investigación en el campo de las enfermedades ambientales se esfuerza en poner de manifiesto la relación entre las características de la exposición al MP y a las DEP propia de cada área y las alteraciones en la salud de los individuos que la habitan. 10

La mayor parte de la contaminación aérea observada en las megaciudades latinoamericanas es de naturaleza primaria y está relacionada directamente con las emisiones vehiculares y la producción industrial. 11, 12

Las mucosas, al igual que la piel, son los tejidos más expuestos al medio ambiente y, por lo tanto, a sufrir alteraciones como consecuencia de la PAU. Existen numerosos trabajos publicados sobre los efectos de la PAU en la mucosa respiratoria. Sin embargo, son escasos los estudios realizados a nivel ocular. La PAU tiene un efecto prácticamente directo sobre los epitelios de la superficie ocular, puesto que la película lagrimal es la única interfaz que separa a las células epiteliales de córnea y conjuntiva del medio ambiente. 13, 14, 15 

Estudios en humanos:

La exposición aguda a altos niveles de contaminación del aire causa la inestabilidad de la película lagrimal sin remodelación de la superficie ocular. Galperín et al, 16 demostró que las percepciones de los síntomas de los sujetos normales no son lo suficientemente graves como para desencadenar una visita a la unidad de emergencia. Por el contrario, en los pacientes que sufren de ojo seco, conjuntivitis alérgica, síndrome de Sjögren y penfigoide ocular, estos síntomas presentan un mayor grado de gravedad y desencadenan una visita a la unidad de emergencia (Figura 1). Esto indica que este último grupo de pacientes es más susceptible al desarrollo y/o sufrimiento de estos síntomas oculares. 16

Los habitantes de ciudades expuestos a niveles medios/altos de PAU presentan comúnmente irritación ocular, ardor, sensación de cuerpo extraño, hiperemia y picazón 17, disminución en el tiempo de ruptura de la película lagrimal y pequeños daños en el epitelio de la córnea. 18, 19 Trabajos previos de nuestro grupo de investigación colaborador en São Paulo, Brasil, han demostrado una asociación positiva y significativa entre los niveles de contaminación ambiental urbana, hiperplasia de células caliciformes en la conjuntiva humana 13 (Figura 2) y mayor secreción de mucinas, 20 sugiriendo que los individuos sanos presentan un proceso de adaptación de la conjuntiva como mecanismo de defensa. Además, se evidenció una relación directa entre el nivel de exposición a la PAU respecto de síntomas oculares evaluados por OSDI y la inestabilidad de la película.14 

La mucosa conjuntival de individuos sanos en contacto con niveles altos de PAU, tal como sucede en las megaciudades latinoamericanas, induce una respuesta adaptativa de aumento de células caliciformes 13 y mayor secreción de mucinas, haciendo que el aumento de mucinas mediado principalmente por MUC5AC en la película lagrimal 20 proteja a las células epiteliales de la agresión de la PAU.

Un estudio de individuos normales en regiones de América Latina (São Paulo, Brasil y Buenos Aires, Ushuaia, Río Grande y Parque Nacional Los Glaciares, en Argentina) reveló que cuanto mayor es el nivel de PAU menor es el tiempo de ruptura de la película lagrimal (BUT, del inglés Break Up Time). En nuestro estudio en São Paulo, Buenos Aires, Ushuaia, Río Grande y Parque Nacional Los Glaciares, el BUT promedio fue de 7,4 s; 8,1 s; 11,2 s, 12,1 s y 17,0 s, respectivamente. Estos resultados sugieren que los oftalmólogos de cada área deberían fijar el valor normal del BUT que, sumado a escores altos de OSDI en habitantes de megaciudades, ayudaría a disminuir diagnósticos erróneos de ojo seco, siendo la disminución del BUT y el aumento del OSDI consecuencias del nivel de PAU. Paralelamente, los guardaparques del Parque Nacional Los Glaciares en el extremo sur de la Patagonia Argentina, que durante el verano están un promedio de 12 horas en contacto con el aire sin contaminantes, además de tener un BUT promedio de 17 s, presentaron una densidad menor de células caliciformes respecto a los habitantes de ciudades como São Paulo o Buenos Aires 21 (Figura 3).

Un tema que se debe profundizar es el de la investigación de los efectos de la PAU en pacientes con enfermedades oculares preexistentes (por ejemplo: alergia ocular, ojo seco Sjögren y no Sjögren, úlceras, penfigoide, blefaritis, etc.) en los que la superficie ocular ya posee alteraciones inmunoinflamatorias y carece de los mecanismos de adaptación característicos de los individuos sanos. Se ha visto que la PAU exacerba los síntomas y signos presentes en los pacientes con ojo seco u otras enfermedades crónicas de la conjuntiva. 22 Estudios realizados por Galperín et al. 23 en la superficie ocular de pacientes con síndrome de Sjögren expuestos a distintos niveles de PAU demostraron un claro patrón de exposición-dependiente en relación a los síntomas (p <0,001), disminución de la estabilidad de la película lagrimal (BUT) (p <0,001) y tinción de zonas no cubiertas con mucinas (p <0,001) respecto a individuos sanos. 23 Estos resultados muestran, por un lado, que aquellos pacientes que presentan ojo seco severo, no poseen capacidad de adaptación de su superficie ocular y, por otro, que en el ojo seco severo, la PAU exacerba los síntomas de su enfermedad de base.

Estudios experimentales murinos «in vivo»

En modelos experimentales murinos, la exposición prolongada a niveles medios/altos de PAU de São Paulo Brasil 24 y PAU de Buenos Aires 25 en ratones normales indujo hiperplasia de células caliciformes y aumento en la secreción de MUC5AC. Estos resultados corroboran los resultados encontrados en humanos normales y sugieren que tanto el epitelio conjuntival bulbar como el palpebral intervienen en un proceso de adaptación a la PAU (Figura 4).

En un modelo experimental murino de úlcera corneal, la PAU retrasó la reepitelización de la córnea. En ratones normales expuestos a aire filtrado, la úlcera cerró entre las 24 y 48 horas. En contraste, en los ratones expuestos a la PAU de Buenos Aires hubo un retraso del cierre de la úlcera entre las 72 y 86 horas. 26 Estos resultados en úlcera de córnea se correlacionan con los hallazgos realizados por otros autores que demuestran que el humo de cigarrillo retrasa la cicatrización corneal. 27

En un modelo experimental de queratitis herpética (HSK), los ratones expuestos en forma crónica desde su nacimiento a la PAU de Buenos Aires desarrollaron una HSK mucho más severa que aquellos infectados con la misma concentración de HSV-1, pero expuestos al aire filtrado.

Estudios «in vivo»

La exposición tanto MP de Buenos Aires como DEP de São Paulo en líneas celulares humanas de epitelio de córnea (HCLE) y de conjuntiva (IOBA-NHC) desencadenan especies reactivas del oxígeno (ROS) que generan estrés oxidativo, que inducen los genes involucrados en las vías de señalización relacionadas con la inflamación, como algunas citoquinas proinflamatorias (IL-6, IL-8), moléculas de adhesión, receptores de la tirosina-quinasa, MAPK, JNK, y activan la vía NF-KB. 28, 29, 30 Este proceso podría implicar daño en el tejido epitelial de la córnea y de la conjuntiva, con incremento de citoquinas proinflamatorias y activación de células presentadoras de antígenos (CPA), principalmente macrófagos y células dendríticas.

En células epiteliales humanas de córnea (HCLE) y de conjuntiva (IOBA-NHC) incubadas con DEP 100 µg/ml por 24 horas se observó una disminución significativa de la viabilidad y la proliferación, además de un aumento significativo en el porcentaje de células apoptóticas y necróticas respecto de los controles. Respecto a la secreción de citoquinas proinflamatorias en ambas líneas celulares, se observó un aumento significativo en la liberación de IL-6 y una disminución significativa en la liberación de IL-8 en ambas líneas celulares incubadas con DEP 100 µg/ml. Los resultados obtenidos por real time-PCR muestran aumento en IOBA-NHC y disminución en HCLE dependiente de la dosis en la expresión de las mucinas MUC4, MUC1 y MUC16 incubadas con DEP. Además, se evidenció disminución de MUC5AC dependiente de la dosis en las células de córnea 29 (Figura 5).

El estudio de estrés oxidativo en células de epitelio de conjuntiva expuestas a DEP 50 y 100 µg/ml demostró un aumento significativo en los niveles de producción de oxígeno reactivo (ROS), nitrógeno reactivo (RNS), peróxido de hidrógeno (H2O2), y en la actividad de las enzimas antioxidantes, superóxido dismutasa (SOD), glutatión peroxidasa (GPx) y glutatión transferasa (GST) en comparación con el grupo control. Se observó una disminución significativa en GR en ambos grupos, mientras que los niveles de catalasa (CAT) permanecieron sin cambios. El grupo expuesto a DEP 100 µg/ml mostró un aumento significativo en la oxidación de proteínas. En ambos grupos, la capacidad antioxidante total (TRAP) se redujo significativamente, así como la relación GSH/glutatión oxidado (GSSG). Estos resultados demuestran que la disminución de los antioxidantes no enzimáticos y el aumento compensatorio de las actividades SOD, GPX y GST son consecuencia del aumento de la producción de oxígeno reactivo (ROS) y nitrógeno reactivo (RNS), debido a la exposición a DEP y su acumulación dentro de las células. El debilitamiento de la actividad de la glutatión reductasa (GR) conduce a la disminución en el reciclaje de GSH/GSSG. Además, sugieren que el estrés oxidativo podría desempeñar un papel importante en el desarrollo de la respuesta inflamatoria inducida por PAU y DEP en las células epiteliales conjuntivales humanas. 29, 30

* Director del Laboratorio de Investigaciones Oculares, Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires e Investigador principal de Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas Argentina (CONICET) y del Hospital de Clínicas, Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires, Argentina.

E-mail: dr.alejandro.berra@gmail.com

Agradecimientos: Los datos presentados en este manuscrito formaron parte en Argentina, de las tesis de doctorado de los doctores Gustavo Galperín, Julia Tau, Gustavo Zapata, Guillermo Maglione y Agustina Tesone y de los investigadores Pablo Grucio, Martin Berra, Cristina Aguado, Pablo Chiaradia y Alejandro Aguilar y, en Brasil, de Priscila Novaes, Ruth Santo, Monique Matsuda, Newton Kara-José y Paulo Saldiva.

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