Poluição, Asma e DPOC

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Poluição, Asma e DPOC

Ubiratan de Paula Santos

Divisão de Pneumologia do Instituto do Coração-HCFMUSP pneubiratan@incor.usp.br

XVI Curso Nacional de Atualização

em Pneumologia 17-04-2015

Estratosfera Destruição O3 CFC Vapor d’água Troposfera Emissões aviões Guarnieri &Balmes. Lancet 2014

Mortes prematuras atribuídas à poluição do ar 2012

Poluição Ambiental: 3,7 mihões (6,7% dos óbitos Global) • 40% – doença isquemica do coração

• 40% – Doença cerebrovascular • 11% – DPOC

• 6% - Câncer de pulmão

• 3% – Infecção respiratória inferior na criança

Poluição Indoor: 4,3 milhões (7,7% dos óbitos Global) • 34% - Doença cerebrovascular

• 26% - Doença isquemica do coração; • 22% - DPOC

• 12% - Infecção respiratória inferior na criança • 6% - Câncer de pulmão

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Fatores de risco Tabagismo Poluição domiciliar Poluição do ar ambiental Riscos ocupacionais Tabagismo ambiental Saneamento inadequado Exposição a chumbo Água inadequada Poluição por ozônio Radônio residencial D A L Y s G lo b a l/ 1 0 0 m il

Smith KR, et al. Annu Rev Public Health 2014

Principais Fatores de Risco Ambientais e DALYs Global (2010)

Carga de doença (DALYs) atribuídas aos 15 Principais fatores de risco, Brasil 2010

GBD:http://www.he althdata.org/ Brasil 15% população

Harbin, China 21-10-2013

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Valores 40 cidades Brasil Limites OMS média anual 2010 24hs Anual

•PM10: 41µg/m³ 50µg/m³ 20µg/m³ •PM2,5: 22µg/m³ 25µg/m³ 10µg/m³

Poluição do ar- Principais impactos

Brook RD, et al. Circulation 2011

Asma, DPOC, infecções, câncer

Brasil 30 mil óbitos/ano

Sakay M, e col. J Apply Physiol 2004

Pol e inflamação sistêmica:Tóquio – Antártica 1999-2001 (16 fumantes e 24 não fumantes)

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Poluição do ar – os primeiros impactos

Vale do Meuse , Bélgica, Fog

dez/1930, Indústrias químicas e fundições. 60-75 óbitos e milhares

hospitalizados e com danos

permanentes.Taxa ↑10 vezes

Donora, EUA, Fogout/1948. Siderúrgica (US Steel Co), 20 óbitos e 50% da pop da cidade foi hospitalizada.Mortalidade

↑6 vezes

Londres- Dez/1952 a Março/1953- 12 mil

mortes em excesso

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Poluição e asma

• Plausibilidade

• Evidências

• Possíveis mecanismos envolvidos

Resposta a alergenos

Polens coletados em áreas poluídas→maior

potencial inflamatório (eicosanóides)

Partículas adsorvem e carregam antígenos na

superfície e aumentam taxa de deposição no

pulmão

Plantas de áreas poluídas com ↑CO

2

e temp.

•Crescem 3 a 4 x mais

•Florescem mais cedo

•Produzem 10 vezes mais polens

Kelly FJ. Clin et Experim Allergy 2011

Exposição a HAP e atopia

• Exposição ambiental a HAP associada a:

–Deficiência do sistema imune

–Modificações epigenéticas

–Envolvidos na atopia

• Estudo com 256 crianças, Fresno, Califórnia –171 não asmáticos e 85 asmáticos

• Resultados- Exposição a HPA associada:

–Aumento da metilação da FOXP3

–Redução da função Treg (supressão cels T)

–Aumento IgE plasmática

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Exposição a HAP e IgE

Hew KM, et al. Clinical Et Experimental Allergy 2014

asmáticos Não asmáticos

Hew KM, et al. Clinical Et Experimental Allergy 2014

Exposição a HAP e Função imune

asmático Não asmático

Poluição e asma - efeito agudo

Arbex M, et al. JECH 2007

Araraquara

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Internação por asma ou bronquiolite <13 anos, 1996-1997 - HCFMUSP

Farhat SL, et al. Braz J Med Biol Res 2005 São Paulo

1996-1997 2012 internações

Efeito IIQ da MM2 dias

Alteração VEF1 , CVF e mieloperoxidase durante e após caminhada 2hs (intervalo 15 min a cada ½ hora): Hyde Park x Oxford Street

McCreanor J, et al. NEJM 2007

Exposição: PM2,5: 28,3 x 11,9

µg/m3_{; NO}

2:142 x 21,7 µg/m3

60 adultos com asma

Poluição Induz Asma?

• Coorte de 217 crianças, seguidas dos 10 aos 18

anos

• Todas sem diagnóstico e sintomas de asma

prévios

Incidência de asma 1,29 (1,07-1,56) associada a variação de 6,2 ppb de NO2

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Poluição, asma e proximidade de vias de tráfego pesado: São Francisco, Califórnia (Estudo transversal: 1080 estudantes)

Kim JJ, et al. EHP 2008

OR(95%CI) asma

Poluição veicular: risco e incidência de asma

• 3.863 crianças do nascimento até 8 anos idade

(PIAMA Study- Holanda)

• Testes sensibilização alergica (IgE) em 1700

• Testes broncoprovocação em 936, aos 8 anos

• Resultados

–Ajustados fatores de confusão

–PM2,5associado ↑incidência asma - OR: 1,28 (IC95%: 1,10-1,49)

–Incidência 6% no 1º ano de vida e 1-2% anos seguintes Gehring U, et al. AJRCCM 2010

Poluição e incidência de asma crianças

• Coorte 2.500 crianças sul da Califórnia

–13 cidades

–Seguimento 3 anos

–Proximidade vias tráfego (<150 metros)

–PM2.5, NO2, O3

• Resultados

–Morar próximo via tráfego-HR: 1.51 (IC95%: 1.25–1.82)

–Escola próxima de via de tráfego – HR: 1.45 (IC95%: 1.06–1.98)

–Efeito combinado escola + casa – HR: 1.61 (IC95%: 1.29–2.00)

–Conc de NO2medida nas áreas centrais das cidades – HR: 2.18

(IC95%: 1.18–4.01)

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Poluição veicular: exacerbação e

incidência de asma

• Estudo em 10 cidades europeias (APHEKON)

–1,9 milhão pessoas entre >0 e <18 anos

–30% moram <75 m e 53 <150 m de vias de tráfego intenso (>10 mil veículos/dia)

• Resultados

–Morar próximo (<75 m) de vias de tráfego associada à:

•14% (IC95%: 3-25) dos casos de asma

•15% (IC95%: 3-29) das exacerbação de crianças com asma

Perez L, et al. ERJ 2013

Incidência de Asma, O

₃

e Exercício

Coorte de 3535 crianças 9 a 16 anos, não asmáticas 12 cidades da Califórnia

Seguimento 5 anos Avaliado risco de asma e:

• realização de exercícios

• níveis de ozônio e outros poluentes

Resultados

Em comunidades com ↑O₃- realização de ≥ 3 esportes

→RR de asma: 3,3 (IC 95%: 1,9-5,8)

McConnell R et al. Lancet 2002

Poluição e incidência de asma adultos

• SPALDIA- coorte 2725 não fumantes

• 08 áreas da Suíça

• 18-60 anos, em 1991

• Seguidos: 1991-2002

• Resultados

–Risco de asma de:1,30 (IC95%: 1,05 to 1.61) para cada elevação de 1ug/m3_{de PM}

10

(10)

Poluição veicular e incidência de asma

adultos

• 3.609 indivíduos adultos, 3 cidades Suíças

• Avaliar efeito morar próximo <50m vias de trafego

(> 8 mil veículos/dia)

• Exposição a NO₂

• Resultados

–A cada ↑10 µg de NO2- Risco asma: 1,54 (IC95%: 1,00–2,36

–Morar próximo via tráfego – Risco: 3,88 (IC95%:1,93–7,82)

Modig L, et al. ERJ 2009

Exposição

crônica

a

Poluição

e

incidência de asma

• Meta-análise de 17 estudos de coortes (crianças

e adultos)

• Resultados

–13 estudos avaliaram efeito risco de asma e exposição a NO2

•1,07 (IC95%: 1,02-1,13) -↑10 µg/m3

–05 estudos avaliaram risco associado a efeito PM_2,5 •1,16 (IC95%: 0,98 – 1,37) - ↑10 µg/m3

Anderson HR, et al. Air Qual Atmos Health 2013

Poluição e prevalência de asma (ESCAPE)

• Prevalência de asma em crianças de 5 coortes com 17 mil nascidos: MAAS (Manchester, UK), BAMSE (Sweden), PIAMA (the Netherlands), GINIplus e LISAplus (Germany)

• Avaliações aos 4-5 anos e 8-10 anos (ISAAC)

• Resultados

–PM_2,5: variou de 7,8 a 17,4µg/m³, entre locais dos estudos

–Não foram observadas associações entre exposição crônica

a PM_2.5, PM_2.5-10, NO₂, NO_x

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Mecanismos - efeitos respiratórios

• Estresse oxidativo, inflamação

• Remodelamento vias aéreas

• Redução mecanismos de defesa contra

infecções

• Potencializa resposta a alergenos

Alexis N, et al. J Allergy Clin Immunol 2004

Poluição e asma – possíveis mecanismos envolvidos

Huang S-K et al. J Thorac Dis 2015

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Li N. Clinical Immunology 2003

Exposição de macrófagos a partículas de diesel

Science of Total Environment 2012

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Li N, Nel A. EHP 2003

Stress oxidativo: efeito do tamanho e conc das partículas

Heme-oxigenase-1: marcador de depleção de Glutationa celular Exposição céls à PM p/ 16 hs OH-1

Remodelamento vias aéreas: Bronquíolos Terminais -Vancouver e Cidade do México

Churg A, et al. EHP, 2003

Vancouver

Cidade México

Poluição exacerba e induz asma

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Poluição e DPOC

• Exacerbação

• Incidência

• Mecanismos envolvidos

Brasil=25%

Proporção de pacientes com DPOC que nunca fumaram

Salvi SS, Barnes PJ. Lancet 2009

ATS Statement. Eisner MD et al. AJRCCM 2010

Possíveis fatores que influenciam a função pulmonar ao longo da vida Genéticos Poluição do ar Tabag passivo Dieta Fumaça biomassa TB Tabagismo ocupação

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Poluentes (PM, O3) Stress Oxidativo Inflamação DPOC MAPK NF-κκκκB , AP-1 inalação Depleção de antioxidantes Peroxidação lipídica Expressão gênica Mediadores Inflamatórios (TNF-α_,

IL-1, IL-6, IL-8)

Defesas antioxidantes (GSH, AA, AU,)

ERO McNee W, Donaldson K.

ERJ 2003

Poluição e óbitos por DPOC

• Dados de 187 países

• Análises de 67 fatores de risco

• Estimativas dose-resposta de estudos de coorte

EUA e Europa

• FA à poluição: 1 a 21%

• Risco maior para exposição domiciliar

• Burnett R, et al. EHP 2014 • Lim SS,et al Lancet 2012

Valor Predito e Risco Relativo: Tabagismo ativo e ambiental, Poluição do ar e óbitos por DPOC

Burnet RT, et al. EHP 2014

HAP

Masc Fem

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Poluição e exacerbação de DPOC

• Estudo série temporal, Hospital São Paulo/SP

• 2001-2003

• Internação por DPOC

• Polução do ar

• Resultados

–Aumento em 28,3µg/m³ de PM₁₀→↑19% admissão por DPOC –Aumento em 7,8µg/m³ de SO2→↑16% admissão por DPOC

Arbex MA, et al. JECH 2009

Poluição e desenvolvimento pulmonar

Coorte de 1759 crianças, 10-18 anos, 12 cidades da Califórnia

PFP

Medidas poluentes em todas cidades Comparação entre cidades

• VEF₁< 80% predito aos 18 anos: Cidades mais poluídas

7,9% x 1,6% menos poluídas

• Menor VEF₁e CVF associado a PM_2,5e NO₂

Gauderman WJ, et al. NEJM 2004

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• 2120 crianças Califórnia

• Avaliadas de 1994-2011

Melhora da qualidade do ar e desenvolvimento

pulmonar em crianças Gauderman W J, et al. NEJM 2015

Poluição e função Pulmonar (SPALDIA)

• 9.651 indivíduos, 18-60 anos, ambos os sexos,

8 áreas na Suíça

• Resultados

–NO2, SO2e PM10associados a declínio na função –Elevação de 10µg/m³PM10→↓3,4% CVF

Ackermann-Liebrich U, et al. AJRCCM 1997

Dows SH. NEJM 2007

Redução PM10no período: associado a queda em 9% na taxa de

declino anual de VEF1e 16% no FEF25-75 (SPALDIA)

• 9.651 adultos, 18-60 anos, Suíça • Entre 1990/91 a 2002 • Resultados

Redução em 10µg/m³ de PM10→↓9% taxa anual de declínio no VEF1 e de

↓6%VEF1/CVF Média Anual PM10(µg/m³) M éd ia D ec lí n io A n u a l n o V E F1 (m l/ a n o )

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Poluição Veicular e DPOC

• 4,75 mil mulheres, idade: 54,5 (±0,6), Alemanha

• 1985-1994

• PM₁₀e NO₂

• Função Pulmonar

• Resultados

–Prevalência DPOC, GOLD 1-4=4,5%

–Morar < 100 m vias de tráfego risco DPOC: 1,79

(IC9%:1,06-3,02)

–↑7µg/m³ PM10(5 anos) →↑33% risco

Schikowski T, et al. Respiratory Research 2005

Exposição crônica a poluição ambiental e DPOC

• Poluição e sintomas de bronquite crônica

(MRC) em 05 coortes (Asthma-E3N, ECRHS,

NSHD, SALIA, SAPALDIA)

• 15 mil participantes

• 1998-2011

• Resultados

–Não fumantes risco de expectoração crônica PM10: 1,32 (IC95%:1,02 -1,71)

Cai Y, et al. Thorax 2014

Poluição e incidência de DPOC

• Coorte de 57mil indivíduos Noruega

• Internados com Diagnostico DPOC :1993-2006

• Exposição poluentes (NO

2

e NOx), por local de

moradia, registrados desde 1971

• Resultados

–Exposição crônica (35 anos) a NO₂associada a ↑incidência de DPOC

–HR: 1,08 (IC95%:1,02–1,14) associado a elevação de 5,8 µg/m3_{de NO}

2

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Evolução da Função pulmonar em bombeiros após World Trade Center/2001 CVF -190 ml 1º ano -330 ml 2002 -2007 VEF1 - 50ml 1º ano -160 ml 2002-2007 Redução associada a ↑Elevação da IgE e GM-CSF Intensidade da exposição ↓chitotriosidase

Nolan A, et al. Chest 2012; Kleinman EJ et al. JOEM 2011; Cho SJ et al. J Clin Imun 2013

Poluição e DPOC

• Evidencias:

–Menor aumento da função pulmonar durante crescimento da crianças e adolescente

–Suficientes da associação entre exposição a poluição do ar e redução da função pulmonar

–Suficientes entre exposição a poluição por fumaça de biomassa indoor e desenvolvimento de DPOC em mulheres

–Insuficiente para poluição do ar ambiental e ↑incidência de DPOC

ATS Statement. Eisner MD et al. AJRCCM 2010

Poluição e DPOC

Análise de 8 estudos morbidade e 6 estudos mortalidade, entre 689 identificados PubMed

• Conclusões

–Apesar da plausibilidade biológica, evidencias de exposição crônica são sugestivas mas não conclusivas

–O maior obstáculo para avaliar a causalidade é a heterogeneidade nas definições de DPOC nos estudos

–Poluição do ar afeta o crescimento e o declínio da função pulmonar, mas o link com DPOC é incerto

–Poluição do ar é causa de sintomas respiratórios agudos e de exacerbação de DPOC

–O acúmulo de danos nas VA pelos efeitos agudos fornece plausibilidade para associar desenvolv de DPOC e poluição, mas faltam evidência diretas

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Recomendações

Escolas e pacientes com asma evitar localização/moradia < 300 metros vias tráfego elevado

Baixa URar e índice poluição ≥ Moderada (Cetesb/SP) • Crianças e adultos com doenças pulmonares, adultos com

doenças cardíacas e idosos devem reduzir/evitar exercícios físicos moderado/intenso ao ar livre

• Crianças e adultos com doenças pulmonares, adultos com doenças cardíacas e idosos devem evitar exercícios físicos até 300 metros de vias de elevado tráfego de veículos

• Pacientes com asma e DPOC podem necessitar de adequação

de medicação inalatória