Autores
Nancy Solís Torres
Estudiante del Doctorado en Ciencias Farmacobiológicas, Facultad de Ciencias Químicas (FCQ), Universidad Autónoma de San Luis Potosí (UASLP)
Claudia Escudero Lourdes
Laboratorio de Inmunotoxicología, FCQ, UASLP
César Rivas Santiago
Investigador por México Secretaría de Ciencia, Humanidades, Tecnología e Innovación
Contacto: cerivas@secihti.mx
La contaminación del aire y sus componentes
La contaminación del aire es un problema global que afecta a todos los países, tanto a los más desarrollados como a los que están en desarrollo. Este fenómeno no solo daña el medio ambiente, sino que también es muy perjudicial para nuestra salud, causando alrededor de 8.1 millones de muertes al año. La contaminación del aire está formada por varios elementos, los cuales provienen de actividades humanas, como la industria, el tráfico y la construcción, así como de fuentes naturales, como las erupciones volcánicas y las tormentas de arena. La cantidad de estos contaminantes en el aire cambia dependiendo de factores como el clima y las actividades realizadas en cada zona. Algunos de los contaminantes más importantes son el ozono troposférico (O₃), el dióxido de azufre (SO₂), los óxidos de nitrógeno (NOₓ), el monóxido de carbono (CO) y el material particulado (PM) (Figura 1). Este último está relacionado con problemas de salud, ya que se ha vinculado con 4.1 millones de muertes y con enfermedades respiratorias y otros problemas de salud [1].
Definición, origen y viaje del PM por el aire
El PM es una mezcla de pequeñas partículas sólidas y líquidas que están en el aire. Su composición es muy compleja y varía según lo que sucede en cada lugar, como las actividades humanas y la temporada del año. Debido a esto, se clasifica en tres tipos según su tamaño; en PM grueso, PM fino y PM ultrafino. Las partículas más pequeñas pueden permanecer suspendidas en el aire por mucho tiempo y viajar largas distancias. Estas partículas pueden provenir de fuentes humanas, como las fábricas, los autos y la ganadería, o de fuentes naturales, como los volcanes, las tormentas de arena o la brisa del mar. Además, algunas otras partículas se forman en el aire por reacciones químicas entre gases. Cuando las partículas están en el aire, las personas pueden inhalarlas, lo que es la forma más común de exposición, aunque también pueden entrar al cuerpo al ser ingeridas.
¿Qué pasa cuando inhalamos las partículas?
Cuando respiramos partículas suspendidas en el aire, algunas más grandes se pueden quedar atrapadas en la nariz y son expulsadas a través de los estornudos o la tos, como parte de un mecanismo de defensa de nuestras vías respiratorias altas. Sin embargo, las partículas más pequeñas, como el material particulado fino y ultrafino, pueden llegar hasta los alveolos, que son pequeñas bolsas de aire donde ocurre el intercambio de oxígeno. Ahí, las partículas son atrapadas por células del sistema inmune llamadas macrófagos alveolares. Este proceso genera una respuesta inflamatoria, en la que se producen sustancias químicas como citocinas, que ayudan a la defensa del cuerpo. Sin embargo, si el cuerpo no logra eliminar las partículas de manera efectiva, o si hay exposición constante a ellas, el daño puede persistir y afectar la salud respiratoria a largo plazo.
PM e incremento de infecciones respiratorias
La exposición al PM se ha relacionado con el desarrollo o empeoramiento de diversas enfermedades. Esto incluye tanto enfermedades respiratorias, como problemas cardiacos y metabólicos. Las infecciones respiratorias son especialmente preocupantes, ya que están asociadas con una alta tasa de mortalidad, causando 2.18 millones de muertes en 2021 [2].
¿Cómo se eliminan los patógenos dentro del cuerpo?
Cuando un microorganismo ingresa al cuerpo a través de las vías respiratorias, el sistema inmune responde activando una serie de mecanismos para eliminarlo. El primer paso es la producción de moco en la nariz, que atrapa partículas extrañas, incluidos los microorganismos. Estos se pueden eliminar al estornudar o toser. Si logran llegar hasta los alveolos, las células del sistema inmune pulmonar como los macrófagos, se encargan de atraparlos y destruirlos. Además, se liberan otras sustancias que ayudan a llamar a más células del sistema inmune para reforzar la defensa. Cuando el cuerpo elimina exitosamente los patógenos, también se liberan sustancias que ayudan a reparar el daño y restaurar el equilibrio en el sistema respiratorio. Sin embargo, estudios sugieren que la exposición al PM podría afectar negativamente algunos de estos procesos claves en la defensa del cuerpo.
El PM afecta de manera negativa mecanismos de defensa contra los patógenos
Diversos estudios han demostrado que el PM interfiere con mecanismos clave en la respuesta inmune contra patógenos, aumentando la vulnerabilidad a infecciones respiratorias. Por ejemplo, se ha observado que la exposición al PM afecta a las proteínas que ayudan a mantener unidas y en comunicación a las células dentro de los pulmones, lo que podría favorecer la entrada de microorganismos. También se altera la producción de moléculas que el cuerpo utiliza para eliminar los patógenos, como los péptidos antimicrobianos. Además, el PM genera estrés oxidativo, generando un desbalance celular. Otro efecto negativo es que reduce la capacidad de las células inmunitarias, como los macrófagos, para destruir los microorganismos [3]. En conjunto, estos efectos negativos causados por la exposición al PM pueden hacer que el cuerpo sea más susceptible para que los microorganismos sobrevivan y causen infecciones respiratorias (Figura 2).
Conclusiones
La contaminación del aire es un problema de gran importancia para la salud pública mundial, ya que afecta a muchas personas alrededor del mundo. El PM, que es uno de los contaminantes con mayores efectos para la salud humana, tiene efectos negativos especialmente en el sistema respiratorio, por lo que incrementa el porcentaje de enfermedades respiratorias y también el riesgo de desarrollar infecciones respiratorias. La disminución de emisiones de PM requiere de un trabajo colectivo de distintas instituciones, así como de la sociedad, para poder mitigar así los diferentes efectos que causa la exposición al PM.
Referencias
[1] Health Effects Institute. State of Global Air 2020 [Internet]. Boston, MA: Health Effects Institute; 2020 [cited 2024 YYYY Mon DD]. Available from: https://www.stateofglobalair.org/
[2] GBD 2019 Lower Respiratory Infections Antimicrobial Resistance Collaborators. Global, regional, and national incidence and mortality burden of non-COVID-19 lower respiratory infections and aetiologies, 1990-2021: a systematic analysis from the Global Burden of Disease Study 2021. Lancet Infect Dis. 2024 Sep;24(9):974-1002.
[3] Li Y, Yong YL, Yang M, Wang W, Qu X, Dang X, et al. Fine particulate matter inhibits phagocytosis of macrophages by disturbing autophagy. FASEB J. 2020 Dec;34(12):16716-35.
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