Factores ambientales y sepsis

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Como hemos explicado a lo largo de este trabajo la sepsis afecta a millones de personas en todo el mundo, siendo la principal causa de muerte en UCIs [1-3], además genera una carga económica significativa, ya que los pacientes sépticos requieren un alto gasto en recursos hospitalarios [4, 5]. Las infecciones del tracto respiratorio, especialmente la neumonía, en la cual radican el mayor número de casos, suponen un motivo importante de morbimortalidad en el mundo, principalmente en pacientes adultos [6]. El tipo de organismo que causa la sepsis grave es un determinante importante del resultado. Los microorganismos Gram positivos como causa de sepsis, han incrementado su frecuencia con el tiempo y ahora son más comunes que las infecciones por Gram negativos [2]. Es probable que la incidencia de neumonía este aumentando en países desarrollados debido al envejecimiento de la población [6]. La incidencia de sepsis es mayor en niños menores de cinco años y personas mayores de 65 años, particularmente en la población mayor de 80 años [7]. Como sugieren numerosos estudios las infecciones agudas empeoran las enfermedades crónicas preexistentes o dan lugar a nuevas enfermedades crónicas. Las personas de más edad, varones, de raza negra y enfermedades crónicas ya presentes son particularmente propensas a desarrollar sepsis grave [2, 8]. Los principales factores de riesgo asociados para desarrollar neumonía son enfermedad metabólica, enfermedad cardiovascular y diabetes [9]. En España, la tasa anual de neumonía por ingreso hospitalario es de 6,27 casos por 1.000 habitantes, y la incidencia de neumonía es de 4,63 por cada 1.000 personas al año. Esta aumenta progresivamente con la edad, estimando un 23,74 por cada 1.000 personas al año en pacientes mayores de 90 años [8, 9]. Uno de los factores relevantes en el desarrollo de la neumonía es la estacionalidad ya que los ingresos hospitalarios en los meses fríos son más frecuentes que en los meses cálidos [10-12]. Sin embargo, es difícil de definir el impacto de la estacionalidad en el riesgo de neumonía, ya que existen múltiples factores que pueden influir como [13]:

  • Existe una fuerte asociación entre las variaciones estacionales en los niveles de vitamina D y la incidencia de diversas enfermedades infecciosas. La evidencia epidemiológica sugiere que la variabilidad estacional se debe al efecto de que principalmente las personas en invierno están con mayor frecuencia en interiores y usan más ropa, por lo que exponen menos superficie de piel a la luz solar. Además, la cantidad de luz ultravioleta que llega a cualquier sujeto en la superficie de la tierra varía con la estación y la latitud, particularmente en invierno.
  • La variabilidad estacional en la función del sistema inmune humano ya que los factores estacionales y ambientales cambiantes, como la temperatura, la luz solar, la lluvia, el viento y la humedad, tienen un vínculo directo con el creciente número de enfermedades infecciosas y como causan una variación en el sistema inmune.
  • La Melatonina es una hormona asociada a los ritmos circadianos y estacionales, y su síntesis está regulada por el ciclo ambiental de luz y oscuridad. Tiene función inmunomoduladora y participa en la regulación celular y humoral.
  • La infectividad del patógeno fuera del huésped depende de una serie de factores que incluyen la temperatura, la humedad, la deshidratación y la luz ultravioleta. La temperatura tiene el mayor efecto, ya que la velocidad de la mayoría de los procesos químicos y físicos depende de ella.
  • La actividad humana se reduce con el inicio del frio, la gente pasa la mayor parte del tiempo en lugares interiores, por la tanto, la ventilación inadecuada en lugares públicos con una gran confluencia y sistemas de tránsito urbano puede aumentar la exposición a patógenos transmitidos por el aire. Además, una humedad relativa más alta también puede afectar la estabilidad de las gotitas transportadas por el aire en las que los patógenos se transmiten de persona a persona.

Otro factor a tener en cuenta es, la contaminación del aire ambiente, ya que es una de las principales causas de morbilidad y mortalidad en todo el mundo. La contaminación del aire se ha convertido en una preocupación creciente en los últimos años, debido al aumento de la contaminación aguda del aire en muchas ciudades de todo el mundo [14]. La exposición a corto plazo a la contaminación ambiental está vinculada con una mayor tasa de ingresos hospitalarios por neumonía y otras patologías respiratorias. Los principales contaminantes del aire ambiente son [15-20]:

  • El material particulado contaminante del aire incluye una mezcla compleja de una gran variedad de pequeñas partículas de sólidos, líquidos o sólidos y líquidos, tanto orgánicos como inorgánicos, naturales y antropogénicos, de composición variable suspendidos en el aire. El material particulado se emite directamente (material particulado primario) o se forma en la atmósfera a través de conversiones gas a sólido (material particulado secundario). Su composición puede incluir nitratos, sulfatos, metales, carbono elemental, compuestos orgánicos y compuestos biológicos. El origen del material particulado es muy variado e incluye procesos combustión de material combustible sólido y líquido, actividades agrícolas e industriales, tráfico de vehículos, erosión de suelo, erosión de vías caminos y carreteras, abrasión de llantas y frenos, volcanes, incendios forestales, tormentas de arena, y partículas originadas de organismos vivos incluyendo polen y microorganismos y restos de ellos, entre muchos otros. Debido a su tamaño, esas partículas pueden estar suspendidas en el aire por periodos prolongados de tiempo (incluso meses) y pueden ser transportadas a grandes distancias de su punto de origen. El viento y las condiciones atmosféricas pueden hacer que la concentración de partículas en el aire ambiental varié día a día e incluso hora con hora. En general, y para propósitos de contaminación ambiental y efectos a la salud, el material particulado se clasifica de acuerdo a su tamaño expresado en micrómetros. Desde el punto de vista toxicológico, no todos los tamaños de partículas son igualmente tóxicos y la diferencias en toxicidad, además de su composición, son debidas mayormente al tamaño de partícula.
  • El monóxido de carbono (CO) es un gas incoloro e inodoro emitido por procesos de combustión. Este lo encontramos particularmente en las zonas urbanas, la mayoría de las emisiones de CO en el aire ambiental provienen de fuentes móviles.
  • El dióxido de nitrógeno (NO2) es parte de un grupo de gases altamente reactivos conocidos como «Óxidos de nitrógeno (NOx).» El NO2 se forma rápidamente de las emisiones de distintos vehículos y centrales eléctricas. Además, contribuye a la formación de ozono troposférico y la contaminación de partículas finas.
  • El dióxido de azufre (SO2) es parte de un grupo de gases altamente reactivos conocidos como óxidos de sulfuro. Provienen de la combustión de combustibles fósiles en las centrales eléctricas e instalaciones industriales.
  • Ozono a nivel del suelo: la capa de ozono «malo» no se emite directamente al aire, sino que es creada por reacciones químicas entre óxidos de nitrógeno (NOx) y compuestos orgánicos volátiles (COV) en presencia de luz solar. Las emisiones de instalaciones industriales y centrales eléctricas, combustión de vehículos, los vapores de la gasolina y los solventes químicos son algunas de las principales fuentes de emisiones de NOx y COV.

Se han relacionado todos estos contaminantes del aire, Dióxido de nitrógeno (NO2), Ozono (O3), Dióxido de azufre (SO2), Monóxido de carbono (CO) y partículas de hasta 10 µm de tamaño (PM10) con el diagnóstico de neumonía y con otras enfermedades respiratorias [15-20]. La exposición a niveles elevados de contaminación en el aire se asocia con un mayor riesgo de mortalidad en pacientes con sepsis, esta asociación es más fuerte en pacientes con neumonía. Sin embargo, estas asociaciones entre la contaminación del aire ambiente y la neumonía no siempre son uniformes, ya que hay artículos que encuentran asociaciones significativas para un contaminante específico del aire y otros informes que no lo encuentran. En este momento no disponemos de demasiada información, por lo que es necesario investigar más para comprender la relación entre la contaminación ambiental y la sepsis causada por neumonía [21].

Referencias

  1. Angus DC, Linde-Zwirble WT, Lidicker J, Clermont G, Carcillo J, Pinsky MR. Epidemiology of severe sepsis in the United States: analysis of incidence, outcome, and associated costs of care. Critical care medicine 2001; 29(7):1303-1310.
  2. Collaborators GBDCoD. Global, regional, and national age-sex-specific mortality for 282 causes of death in 195 countries and territories, 1980-2017: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2017. Lancet 2018; 392(10159):1736-1788.
  3. Mayr FB, Yende S, Angus DC. Epidemiology of severe sepsis. Virulence 2014; 5(1):4-11.
  4. Chalupka AN, Talmor D. The economics of sepsis. Crit Care Clin 2012; 28(1):57-76, vi.
  5. Martin GS. Sepsis, severe sepsis and septic shock: changes in incidence, pathogens and outcomes. Expert Rev Anti Infect Ther 2012; 10(6):701-706.
  6. Prina E, Ranzani OT, Torres A. Community-acquired pneumonia. Lancet 2015; 386(9998):1097-1108.
  7. Alvaro-Meca A, Jimenez-Sousa MA, Micheloud D, Sanchez-Lopez A, Heredia-Rodriguez M, Tamayo E, et al. Epidemiological trends of sepsis in the twenty-first century (2000-2013): an analysis of incidence, mortality, and associated costs in Spain. Popul Health Metr 2018; 16(1):4.
  8. Gil-Prieto R, Garcia-Garcia L, Alvaro-Meca A, Mendez C, Garcia A, de Miguel AG. The burden of hospitalisations for community-acquired pneumonia (CAP) and pneumococcal pneumonia in adults in Spain (2003-2007). Vaccine 2011; 29(3):412-416.
  9. Rivero-Calle I, Pardo-Seco J, Aldaz P, Vargas DA, Mascaros E, Redondo E, et al. Incidence and risk factor prevalence of community-acquired pneumonia in adults in primary care in Spain (NEUMO-ES-RISK project). BMC Infect Dis 2016; 16(1):645.
  10. Zhang Y, Ding Z, Xiang Q, Wang W, Huang L, Mao F. Short-term effects of ambient PM1 and PM2.5 air pollution on hospital admission for respiratory diseases: Case-crossover evidence from Shenzhen, China. Int J Hyg Environ Health 2020; 224:113418.
  11. Qiu H, Sun S, Tang R, Chan KP, Tian L. Pneumonia Hospitalization Risk in the Elderly Attributable to Cold and Hot Temperatures in Hong Kong, China. American journal of epidemiology 2016; 184(8):555-569.
  12. Beninca E, van Boven M, Hagenaars T, van der Hoek W. Space-time analysis of pneumonia hospitalisations in the Netherlands. PLoS One 2017; 12(7):e0180797.
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  20. Tian Y, Liu H, Wu Y, Si Y, Li M, Wu Y, et al. Ambient particulate matter pollution and adult hospital admissions for pneumonia in urban China: A national time series analysis for 2014 through 2017. PLoS Med 2019; 16(12):e1003010.
  21. Rush B, Wiskar K, Fruhstorfer C, Celi LA, Walley KR. The Impact of Chronic Ozone and Particulate Air Pollution on Mortality in Patients With Sepsis Across the United States. Journal of intensive care medicine 2020; 35(10):1002-1007.

 

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