Asociación entre la exposición crónica a partículas finas y riesgos de ingreso hospitalario por ECV
Investigadores que se desempeñan en distintas instituciones de Boston, EEUU publicaron en la edición del 21 de febrero de 2024 de BMJ los resultados de un estudio de cohorte poblacional que analizó las asociaciones exposición-respuesta entre la exposición crónica a partículas finas y los riesgos de ingreso hospitalario por enfermedades cardiovasculares importantes*.
Las partículas con un diámetro aerodinámico de ≤2,5 µm (PM 2,5 ) son un componente importante de la contaminación del aire ambiente.
Estas partículas son lo suficientemente pequeñas como para inhalarse profundamente hacia los pulmones y pueden ingresar al torrente sanguíneo, lo que provoca una variedad de problemas de salud como inflamación sistemática, vasoconstricción, cambios eléctricos cardíacos y formación de coágulos sanguíneos, todos los cuales pueden contribuir al desarrollo de enfermedades cardiovasculares (ECV).
Numerosos estudios, incluidos estudios epidemiológicos a gran escala, han encontrado consistentemente que la exposición a PM 2,5 puede desencadenar condiciones cardiovasculares adversas y aumentar el riesgo de ingreso hospitalario y mortalidad relacionados con enfermedades cardiovasculares.
Se ha descubierto que las exposiciones crónicas a PM 2,5 , que duran un año o más, plantean un riesgo mucho mayor para la salud cardiovascular que las exposiciones a corto plazo que duran sólo unos pocos días.
Sin embargo, persisten importantes lagunas en el conocimiento.
En primer lugar, la mayoría de los estudios publicados se centraron en uno o un pequeño número de subtipos de ECV, o trataron la ECV como un criterio de valoración compuesto, que puede no identificar los subtipos más vulnerables a las PM 2,5 .
Con la carga de ECV en rápido crecimiento en todo el mundo, una comparación directa de los tamaños del efecto entre subtipos dentro de la misma cohorte ayudaría a comprender mejor los mecanismos subyacentes e informar intervenciones específicas para reducir el impacto de las PM 2,5 .
Además, los errores en la medición de la exposición pueden sesgar la asociación exposición-respuesta estimada entre PM 2,5 y ECV, limitando la capacidad de saber si existe un umbral seguro por debajo del cual no se produce toxicidad.
Esto es de particular importancia considerando que la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. ha expresado incertidumbre sobre el efecto de los niveles anuales de PM 2,5 <9 µg/m 3 .
En consecuencia, una evaluación por debajo de ese umbral se vuelve crucial por consideraciones de salud pública.
Además, la mayoría de los estudios han informado efectos sólo en una escala multiplicativa (por ejemplo, riesgo relativo), lo que podría oscurecer el tamaño real del riesgo.
Además, menos estudios han utilizado métodos causales, que proporcionan una mayor seguridad contra la confusión.
Finalmente, aunque las preocupaciones sobre la justicia ambiental están creciendo, el papel de la coexistencia de factores a nivel individual y de vecindario en la asociación entre PM 2,5 y ECV no se ha estudiado exhaustivamente.
Se estimaron las asociaciones exposición-respuesta entre la exposición promedio de tres años a PM 2,5 y los riesgos de una primera admisión hospitalaria para siete subtipos principales de ECV: cardiopatía isquémica, enfermedad cerebrovascular, insuficiencia cardíaca, miocardiopatía, arritmia, valvulopatía cardíaca y torácica. y aneurismas aórticos abdominales, para beneficiarios de pago por servicio de Medicare mayores de 65 años en los EE. UU. contiguos durante el período 2000-16.
También se examinó el riesgo de un primer ingreso hospitalario para la combinación de estos subtipos de ECV.
Se evaluaron los efectos tanto relativos como absolutos para proporcionar una comprensión integral de los riesgos planteados por las PM 2,5 .
Se realizaron extensos análisis de subgrupos por factores a nivel individual y de vecindario para identificar grupos susceptibles, en particular vecindarios socioeconómicamente desfavorecidos.
El objetivo de los autores fue estimar las asociaciones de exposición-respuesta entre la exposición crónica a partículas finas (PM 2,5 ) y los riesgos del primer ingreso hospitalario por subtipos de enfermedades cardiovasculares (ECV) importantes.
Con estos fines se diseñó un estudio de cohorte poblacional entre 59 761 494 beneficiarios de pago por servicio de Medicare de ≥65 años durante 2000-16.
Las predicciones calibradas de PM 2,5 se vincularon al código postal residencial de cada participante como medidas de exposición indirectas.
Fue evaluado el riesgo del primer ingreso hospitalario durante el seguimiento por cardiopatía isquémica, enfermedad cerebrovascular, insuficiencia cardíaca, miocardiopatía, arritmia, valvulopatía, aneurismas de la aorta torácica y abdominal, o una combinación de estos subtipos de ECV.
Para las estimaciones de exposición-respuesta se desarrolló un marco causal sólido contra el sesgo de confusión y el sesgo que surge de errores en las mediciones de exposición.
La exposición promedio de tres años a PM 2,5 se asoció con mayores riesgos relativos de primeras admisiones hospitalarias por cardiopatía isquémica, enfermedad cerebrovascular, insuficiencia cardíaca, miocardiopatía, arritmia y aneurismas de la aorta torácica y abdominal.
Para las ECV compuestas, la curva exposición-respuesta mostró un riesgo monótonamente aumentado asociado con PM 2,5 : en comparación con exposiciones ≤5 µg/m 3 (la directriz de calidad del aire de la Organización Mundial de la Salud), el riesgo relativo con exposiciones entre 9 y 10 µg/m 3 , que abarcó el promedio nacional de EE. UU. de 9,7 µg/m 3 durante el período de estudio, fue de 1,29 (intervalo de confianza del 95%: 1,28 a 1,30).
En una escala absoluta, el riesgo de ingreso hospitalario por ECV compuesta aumentó del 2,59 % con exposiciones ≤5 µg/m 3 al 3,35 % con exposiciones entre 9 y 10 µg/m 3 .
Los efectos persistieron durante al menos tres años después de la exposición a PM 2,5 .
La edad, la educación, la accesibilidad a la atención médica y el nivel de privación del vecindario parecieron modificar la susceptibilidad a las PM 2,5 .
En este estudio de cohorte de 59 millones de beneficiarios de Medicare en los EE. UU. contiguos, se encontró que la exposición promedio de tres años a PM 2,5 se asoció con mayores riesgos relativos de una primera admisión hospitalaria por cardiopatía isquémica, enfermedad cerebrovascular, insuficiencia cardíaca, miocardiopatía, arritmia, y aneurismas de la aorta torácica y abdominal.
Para el resultado compuesto de ECV, la curva de exposición-respuesta aumentó monótonamente, lo que sugiere que no existe un umbral seguro para la salud cardiovascular general; en comparación con el intervalo de exposición más bajo entre 0 y 5 µg/m 3 , el riesgo de ingreso hospitalario ya aumentaba con exposiciones entre 5 y 6 µg/m 3 y aumentaba 1,29 veces con exposiciones entre 9 y 10 µg/m 3 .
Este último rango abarca el promedio nacional de 9,7 µg/m 3 y está siendo evaluado por la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. para los próximos Estándares Nacionales de Calidad del Aire Ambiental.
En una escala absoluta, el riesgo de ingreso hospitalario por ECV compuesta aumentó del 2,59 % con exposiciones ≤5 µg/m 3 al 3,35 % con exposiciones entre 9 y 10 µg/m 3 ;
La cardiopatía isquémica, la enfermedad cerebrovascular, la insuficiencia cardíaca y las arritmias presentaron aumentos considerables en el riesgo absoluto de ingreso hospitalario asociado con PM 2,5 , en comparación con otros subtipos de ECV.
Estos resultados fueron cruciales para informar intervenciones específicas para mitigar específicamente los impactos adversos de las PM 2,5 en estas condiciones.
En los modelos rezagados de un solo año, el efecto de las PM 2,5 persistió al menos durante tres años después de la exposición, lo que sugiere un impacto duradero de las PM 2,5 en la salud cardiovascular.
También implicaba que los beneficios de las políticas para reducir las PM 2,5 se materializarían inmediatamente después de su implementación y continuarían acumulándose durante años.
En general, estos hallazgos resaltaron importantes beneficios que podrían lograrse mediante el cumplimiento de la guía de calidad del aire recientemente publicada por la OMS de ≤5 µg/m 3 .
Este estudio es oportuno, considerando la revisión en curso de los estándares nacionales de Estados Unidos.
Sin embargo, el próximo estándar estadounidense, propuesto entre 9 y 10 µg/m 3 , sigue siendo considerablemente superior a los 5 µg/m 3 establecidos por la OMS y no es suficiente para proteger la salud pública.
Aunque las PM 2,5 han sido reconocidas como un factor de riesgo ambiental primario para las enfermedades cardiovasculares, su impacto específico en los diferentes subtipos de enfermedades cardiovasculares, así como las asociaciones exposición-respuesta, permanecieron en gran medida sin cuantificar.
Además, los estudios que corrigen el error de medición de la exposición, evalúan los efectos absolutos y utilizan métodos causales son limitados o inexistentes.
En este estudio de cohorte, se estimaron las asociaciones de exposición-respuesta entre la exposición crónica a PM 2,5 y los riesgos de la primera admisión hospitalaria para siete subtipos principales de ECV, así como la combinación de esos subtipos.
Se desarrolló un marco causal que permitió que los factores de confusión tuvieran diferentes impactos en diferentes rangos de exposición, fortaleciendo así la validez de las asociaciones entre la exposición crónica a PM 2,5 y los resultados de ECV.
Para reducir el sesgo en las estimaciones de exposición-respuesta debido a errores al medir esas exposiciones, se implementaron dos estrategias: en la primera emplearon un enfoque de calibración de regresión para refinar las estimaciones de exposición a PM 2.5 resueltas espaciotemporalmente , y en la segunda incorporaron la incertidumbre de la exposición. estimaciones en estimaciones de exposición-respuesta asignando mayores ponderaciones a las exposiciones con menos incertidumbre, mejorando así la precisión general de las estimaciones de los efectos sobre la salud.
Las estimaciones de exposición-respuesta para la cardiopatía isquémica y la enfermedad cerebrovascular fueron similares en escalas relativa y absoluta, posiblemente como resultado de los mecanismos fisiopatológicos subyacentes compartidos que implican la aterosclerosis y el tromboembolismo.
Este hallazgo se alineó con una revisión reciente, que informó asociaciones altamente comparables entre la exposición a largo plazo a PM 2,5 y la mortalidad por cardiopatía isquémica y enfermedades cerebrovasculares (23% y 24% de aumento de riesgo, respectivamente, por cada aumento de 10 µg/m 3 en exposición a largo plazo a PM 2,5 ).
Sobre la base de estudios previos que muestran asociaciones positivas entre la exposición crónica a PM 2,5 y los riesgos de insuficiencia cardíaca y arritmia, los resultados en esta escala absoluta muestran que estos se encuentran entre los subtipos de ECV más susceptibles a desarrollarse en personas expuestas a PM 2,5.
Específicamente para la arritmia, un análisis de subtipos sugirió que las personas con fibrilación auricular y otros subtipos de arritmia eran susceptibles a la exposición crónica a PM 2,5 .
Dada la alta prevalencia, los importantes costos sanitarios, el impacto en las actividades diarias y la influencia en la mortalidad, la insuficiencia cardíaca y las arritmias emergen como importantes preocupaciones de salud pública.
Por lo tanto, junto con la cardiopatía isquémica y la enfermedad cerebrovascular, que son las principales causas de mortalidad cardiovascular, es crucial enfatizar la insuficiencia cardíaca y la arritmia como objetivos principales de las intervenciones a nivel poblacional para mitigar los efectos adversos de la contaminación del aire en la salud cardiovascular.
De acuerdo con los hallazgos de un estudio multiétnico, encontraron una asociación ambigua entre PM 2,5 y valvulopatía cardíaca, lo que sugiere que PM 2,5 podría desempeñar un papel menos importante que otros factores de riesgo primarios como la genética, las infecciones y otras afecciones cardiovasculares.
La asociación ambigua también podría deberse a la variabilidad de los datos.
Cuando estos subtipos se evaluaron con más detalle, esta asociación poco clara pareció estar impulsada por la enfermedad de la válvula aórtica.
Sin embargo, las PM 2,5 claramente no se asociaron con la enfermedad de la válvula mitral, lo que sugiere que el contaminante podría estar más específicamente asociado con la calcificación de la válvula aórtica que con la calcificación valvular en general.
La asociación positiva entre PM 2,5 y las enfermedades de las válvulas tricúspide y pulmonar sugirió que podría ser necesario un período de seguimiento más largo para comprender mejor las asociaciones de PM 2,5 con la enfermedad de la válvula mitral y la enfermedad de la válvula aórtica, ya que el lado izquierdo del corazón tiene mayor flujo y la deposición de calcio pueden tardar más en acumularse.
En los análisis de subgrupos, encontraron que los beneficiarios de mayor edad eran sistemáticamente menos susceptibles a las PM 2,5 en todos los resultados, lo que concordaba con los hallazgos de varios estudios.
Esto puede explicarse potencialmente porque las personas de mayor edad tienen un índice de masa corporal promedio más bajo, lo que puede estar asociado con una menor vulnerabilidad a eventos cardiovasculares.
Otra explicación plausible es que los beneficiarios susceptibles a PM 2,5 podrían haber experimentado su primer ingreso hospitalario cuando eran jóvenes.
En consecuencia, no fueron incluidos en el grupo de mayor edad.
Estos hallazgos sobre las diferencias de sexo variaron según los subtipos de ECV, lo que coincide con los resultados mixtos informados por otros.
A nivel de vecindario, encontraron un mayor riesgo de ingreso hospitalario asociado con PM 2.5 para los beneficiarios que viven en códigos postales con tasas más bajas de finalización de la escuela secundaria, mayor distancia al hospital más cercano o mayor privación en el vecindario.
De acuerdo con cuatro estudios, estas diferencias identificadas en la susceptibilidad resaltan factores que pueden contribuir aún más a las desigualdades en el impacto de la contaminación del aire, además de las desigualdades en la exposición.
Una mayor distancia al hospital más cercano es indicativo de un acceso limitado a los servicios de atención médica, lo cual es particularmente relevante en el contexto de los ingresos hospitalarios relacionados con enfermedades cardiovasculares.
De hecho, la atención ambulatoria oportuna y eficaz desempeña un papel vital a la hora de minimizar el riesgo de ingreso hospitalario por enfermedades cardiovasculares.
Una mayor privación en los vecindarios y un menor nivel educativo caracterizan varios factores sociales, económicos y ambientales que pueden contribuir a una mayor susceptibilidad al impacto de la contaminación del aire.
Estos factores incluyen pobreza, senderos peatonales mal mantenidos, acceso a parques, áreas comerciales y organizaciones vecinales, así como una calidad de vivienda deficiente.
Este estudio tuvo varios puntos fuertes.
En primer lugar, se abordó una preocupación central del error de medición de la exposición que era generalizada en estudios a gran escala que utilizaban predicciones de contaminación del aire resueltas espaciotemporalmente.
Aunque se han desarrollado e integrado algunos métodos para estimar la incertidumbre de la exposición en las estimaciones de los efectos sobre la salud, la mayoría de los estudios existentes no han tenido en cuenta esta incertidumbre.
En el presente estudio, se desarrolló un enfoque de calibración de regresión para mejorar la precisión de las medidas de exposición.
Se utilizó este enfoque de calibración y se estimó además la variabilidad de las estimaciones de exposición como una medida de incertidumbre, e incorporaron esta incertidumbre en las estimaciones de exposición-respuesta para reducir el sesgo en las estimaciones de los efectos sobre la salud debido al error de exposición.
Específicamente, se asignaron ponderaciones más bajas a los estratos asociados con medidas de exposición con mayor incertidumbre; por lo tanto, estos estratos contribuyeron menos a las estimaciones del efecto general.
Otro punto fuerte fue la categorización de la exposición continua para la estimación de ponderación de probabilidad inversa, lo que mejora la solidez frente a los valores atípicos.
Estimar la ponderación de probabilidad inversa para exposiciones continuas puede ser un desafío, ya que es necesario evitar ponderaciones excesivamente grandes o pequeñas para los valores atípicos.
Este enfoque también relajó los fuertes supuestos de forma de distribución y homocedasticidad inherentes a las exposiciones continuas.
En estadística se dice que un modelo predictivo presenta homocedasticidad cuando la varianza del error condicional a las variables explicativas es constante a lo largo de las observaciones. Un modelo estadístico relaciona el valor de una variable a predecir con el de otras.
Además, el enfoque causal ajustó modelos de puntuación de propensión separados para cada intervalo de exposición a PM 2,5 , lo que permitió que los factores de confusión tuvieran diferentes impactos en diferentes rangos de exposición y, por lo tanto, redujeron el sesgo de confusión.
Finalmente, proporcionaron estimaciones del efecto absoluto de PM 2,5 sobre los riesgos de ingreso hospitalario por subtipos de ECV.
Los resultados podrían informar intervenciones específicas para mitigar los impactos adversos de las PM 2,5 en la cardiopatía isquémica, la enfermedad cerebrovascular, la insuficiencia cardíaca y la arritmia, ya que los riesgos de estas afecciones parecían ser mayores en comparación con otros subtipos de ECV.
Este estudio tuvo algunas limitaciones.
En primer lugar, debido a las limitadas fuentes de datos disponibles, no se pudieron tener en cuenta los factores de riesgo a nivel individual, como el índice de masa corporal y el tabaquismo, para los ingresos hospitalarios relacionados con enfermedades cardiovasculares.
Sin embargo, es poco probable que los niveles de contaminación del aire ambiente en los vecindarios se vean influenciados sustancialmente por covariables individuales.
Esto se debe a que, por ejemplo, los barrios con mayores niveles de pobreza y densidad de población también pueden ser barrios con mayores niveles de contaminación del aire.
En otras palabras, los niveles de contaminación del aire ambiental se modelan espacialmente en los vecindarios según las características a nivel de vecindario.
Si las personas con bajos ingresos se mudaran a vecindarios de altos ingresos, recibirían un nivel ambiental de exposición asociado con las características del vecindario de altos ingresos en lugar de sus propias características individuales.
Por lo tanto, sólo las covariables a nivel de vecindario son probables factores de confusión, algo que se ha controlado.
Para respaldar este argumento, se realizó un análisis de sensibilidad que excluyó todas las covariables a nivel individual (sexo, raza/etnia, edad, estado de inscripción en Medicaid) y se descubrió que los resultados seguían siendo muy consistentes con el análisis principal.
En segundo lugar, este marco no tuvo en cuenta los factores de confusión no observados, particularmente aquellos a nivel de vecindario, que potencialmente podrían influir en los hallazgos.
En tercer lugar, la evaluación de la exposición todavía estaba sujeta a errores de medición porque el código postal era la unidad geográfica más precisa disponible para hacer coincidir las PM 2,5 con cada beneficiario, en lugar de la dirección residencial individual.
Un estudio de simulación reciente sugirió que realizar el análisis con una resolución espacial más fina puede dar como resultado estimaciones de efectos mayores.
En cuarto lugar, la generalización de los hallazgos se vio limitada por el perfil demográfico de la población de Medicare y el período de estudio que abarca 2000-16.
En consecuencia, no está claro si las asociaciones observadas persistirían en poblaciones más jóvenes o en el contexto de años más recientes.
No obstante, la tasa de admisiones hospitalarias relacionadas con enfermedades cardiovasculares ha sido relativamente estable y ha disminuido, y dado que se ha tenido en cuenta el cambio temporal en el análisis, es probable que las estimaciones del efecto se hayan mantenido consistentes.
Concluyendo, entre los beneficiarios de Medicare en los Estados Unidos contiguos, la exposición crónica a PM 2,5 se asoció con mayores riesgos relativos de una primera admisión hospitalaria por cardiopatía isquémica, enfermedad cerebrovascular, insuficiencia cardíaca, miocardiopatía, arritmia y aneurismas de la aorta torácica y abdominal.
La curva de exposición-respuesta para el compuesto de los subtipos de ECV aumentó monótonamente, lo que sugiere que no existe un umbral seguro para la salud cardiovascular general y que se podrían lograr beneficios sustanciales mediante el cumplimiento de las directrices de calidad del aire de la OMS.
En escala absoluta, los riesgos de cardiopatía isquémica, enfermedad cerebrovascular, insuficiencia cardíaca y arritmia en asociación con PM 2,5 fueron considerables, lo que subraya la necesidad de intervenciones específicas para mitigar los impactos adversos en estas condiciones.
Los efectos cardiovasculares persistieron durante al menos tres años después de la exposición a PM 2,5 .
La susceptibilidad varió según la edad, el nivel educativo, el acceso a los servicios de salud y el nivel general de privación del vecindario.
* Wei Y, Feng Y, Danesh Yazdi M, Yin K, Castro E, Shtein A, Qiu X, Peralta AA, Coull BA, Dominici F, Schwartz JD. Exposure-response associations between chronic exposure to fine particulate matter and risks of hospital admission for major cardiovascular diseases: population based cohort study. BMJ. 2024 Feb 21;384:e076939. doi: 10.1136/bmj-2023-076939. PMID: 38383041; PMCID: PMC10879983.
