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Introducción
La salud de las personas es influenciada en gran medida por su trabajo y las condiciones ambientales en las que se desarrolla. A nivel mundial, los trabajadores se encuentran amenazados diariamente por distintos riesgos de su ambiente físico de trabajo, que tienen una gran capacidad de producirles incapacidad por enfermedades laborales y accidentes de trabajo que pueden generar la muerte1. Según estimaciones de la Organización Mundial de la Salud (OMS), el 24% de la carga mundial de morbilidad y muerte se adjudica a las exposiciones ocupacionales y ambientales2. Por lo anterior, los factores de riesgo del ambiente de trabajo ocasionarían que los trabajadores adquieran enfermedades laborales o se produzca exacerbación de estas. También se destaca que la carga de enfermedades y lesiones atribuibles a las condiciones de trabajo peligrosas, representan grandes costos para los sistemas de salud y la economía de los países3.
Los contaminantes ambientales se componen de material particulado y otros elementos, que lo convierten en un riesgo químico para los trabajadores. El material particulado (MP) es una mezcla de partículas sólidas y líquidas que están presentes en el aire, con una concentración variada, una composición química compleja que puede incluir ácidos, sales, materiales carbonosos, orgánicos volátiles, metales, tierra y polvo, y con distintos tamaños (MP grueso (MP10), MP fino (MP2.5) y MP ultrafino (MP1)4,5,6. Teniendo en cuenta lo anterior, el manejo inadecuado de este tipo de sustancias genera efectos negativos en la salud de los trabajadores expuestos a ellas, quienes, en algunos casos, desconocen esta situación7.
La asociación entre la exposición a MP y los efectos en la salud humana han sido estudiados en niños, adultos y adultos mayores; relacionándose con el desarrollo de diferentes condiciones de salud como el déficit cognitivo, enfermedades neurodegenerativas y desórdenes neurológicos, aunque los efectos más destacables de la exposición a MP se presentan en en los sistemas cardiovascular y respiratorio8,9,10,11.
En el mundo, millones de trabajadores se encuentran expuestos al MP, por lo que la exposición frecuente y prolongada podría aumentar el riesgo de efectos adversos en la salud cardiovascular entre los que se incluyen falla cardiaca, isquemia miocárdica, infarto de miocardio, arritmias cardiacas, las cuales pueden generar la muerte12. Esta exposición laboral a MP también puede causar diferentes tipos de enfermedades pulmonares, que incluyen la enfermedad obstructiva de las vías respiratorias, enfermedad pulmonar intersticial, así como la muerte por estas causas13.
Para los profesionales en el área, tiene gran importancia el reconocimiento de los factores de riesgo generados por la exposición a MP. Al identificar estos agentes se pueden aplicar acciones preventivas en la población en riesgo, realizar intervención sobre los signos y síntomas tempranos de los efectos adversos en el sistema cardiopulmonar dados por esta exposición, disminuir las consecuencias a nivel cardiopulmonar de la población con condiciones preexistentes a la exposición, así como apoyar y gestionar a quienes han desarrollado una enfermedad cardiovascular o pulmonar de origen laboral, para evitar complicaciones. La presente revisión tiene como objetivo, analizar y describir la influencia de la exposición laboral a material particulado en el sistema cardiovascular y pulmonar en trabajadores de diversas áreas, basándose en la literatura científica, contextualizando los aspectos teóricos más destacados para la comprensión de la temática planteada.
Material y Métodos
Para esta revisión narrativa se realizó una búsqueda de la literatura científica en el periodo comprendido entre el mes de mayo y septiembre del año 2020, empleando las bases de datos PEDro, PubMed, Scielo, Scopus y Ovid. De acuerdo con la base de datos, se utilizaron los siguientes términos de búsqueda en inglés o español: “particulate matter”, “air pollution”, “occupational exposure”, “material particulado” y “exposición laboral” asociando con los términos: “cardiovascular effects”, “pulmonary effects”, “pulmonary function”, “cardiovascular desease”, “pulmonary desease”, “función pulmonar”, “efectos pulmonares”, “efectos cardiovasculares” y “cáncer”. La búsqueda incluyó todos los artículos desde 2013 hasta 2020.
Después de la búsqueda inicial, se incluyen 220 artículos en el proceso de revisión. De estos, 106 artículos no se relacionaban completamente con el tema de investigación o no tenían publicación en revista científica, por lo que se excluyeron. Los artículos y documentos compilados son en lengua española e inglesa, que cumplieran con los siguientes criterios: 1. Artículos científicos o informes públicos relacionados con la exposición ambiental y laboral a MP; 2. Artículos científicos o informes públicos relacionados a los efectos en el sistema cardiovascular por exposición ambiental y laboral a MP, 3; Artículos científicos o informes públicos donde se exploren los efectos en el sistema pulmonar por exposición ambiental y laboral a MP; 4. Artículos con cualquier diseño de estudio de corte transversal, diseños de cohorte, observacionales, ensayos clínicos y revisiones. Después de excluir artículos y documentos no relacionados, se evaluaron 114 trabajos. Todos los documentos se revisaron a través del título y el resumen. Después de excluir aquellos que no aportaban datos relevantes y sin sustentación teórica reciente, 50 estudios se examinaron por completo y se incluyeron en la revisión final, de los cuales 10 hacen referencia específicamente a la población trabajadora de diferentes áreas (Figura 1).
Resultados y Desarrollo Temático
A través de la búsqueda, se incluyeron finalmente 50 artículos científicos que contribuyeron en la elaboración del presente artículo, de los cuales 40 artículos mencionan los efectos del MP en los sistemas cardiovascular y pulmonar por exposición ambiental a nivel general, y 10 artículos referentes a los efectos estudiados en población trabajadora de diversas áreas.
Efectos del MP en el sistema pulmonar
Las partículas que llegan a depositarse en las vías del sistema pulmonar generan una respuesta inflamatoria y la lesión de las células epiteliales; así como la estimulación de secreción de líquidos y mediadores de origen celular, donde los materiales solubles depositados como partículas, pueden pasar al interior de los líquidos y células de la superficie, y ser rápidamente transportados por la circulación sanguínea a todo el organismo14. De igual forma se puede presentar un incremento de muerte celular, especies reactivas de oxígeno (ERO), ruptura del potencial de membrana mitocondrial, y activación del factor nuclear NFkB, resultando en citotoxicidad a través de un proceso apoptótico15.
La exposición a largo plazo a MP resulta en una remodelación e inflamación crónica de la vía aérea. Se evidencia una asociación del daño oxidativo con el desarrollo primario de asma y Enfermedad Pulmonar Obstructiva Crónica (EPOC)16.
MP y función pulmonar
La función pulmonar es un indicador de la salud respiratoria, que puede afectarse por la exposición a MP16. La exposición a largo plazo de la contaminación ambiental por MP2.5 se asocia con una función pulmonar reducida con respecto a los parámetros de capacidad vital forzada (FVC), volumen espiratorio forzado en el primer segundo (FEV1), flujo espiratorio medio (MMEF) y cociente FEV1/FVC; además, se asocia a un aumento de la tasa de deterioro de la función pulmonar y un aumento en el riesgo de desarrollar EPOC, con afectación en poblaciones de niños, adolescentes, adultos jóvenes y adultos, con y sin enfermedades respiratorias de base (Figura 2)17,18,19,20.
MP y patologías obstructivas
El MP inhalado por las personas se acumula en los pulmones y principalmente en los alveolos17. Las exposiciones crónicas a niveles aumentados de MP ambiental relacionados con trabajos anteriores, ambiente dentro del hogar, pasatiempos y otro tipo de exposición de las personas, han sido relacionadas con la incidencia de trastornos inflamatorios como el EPOC, bronquitis crónica, asma y enfisema13,14,15,16,17,18,19,20,21. Las personas que habitan en áreas con niveles de exposición alto de MP10 ambiental, tienen un exceso de síntomas respiratorios con respecto a quienes se encuentran menos expuestos, lo cual genera mayor riesgo de enfermedad respiratoria21.
MP y cáncer pulmonar
El MP está clasificado como cancerígeno (para seres humanos) del grupo 1, por la Agencia Internacional para la Investigación de Cáncer (IARC, por sus siglas en inglés), por lo que la exposición a largo plazo de MP es asociada con el desarrollo de cáncer de pulmón, además el riesgo de cáncer de pulmón se eleva cuando la concentración de MP2.5 aumenta en 10 µg/m3(22. La tasa de mortalidad en las personas con cáncer de pulmón aumenta significativamente con la exposición a MP10 y MP2.513. El cáncer de pulmón puede ser atribuido a varios componentes y fuentes de MP ambiental, especialmente los que contiene azufre y níquel23.
MP y mortalidad respiratoria
El aumento en las concentraciones externas de MP10 y MP2.5 incrementa el riesgo de mortalidad en las personas por diferentes causas y por causas relacionadas a enfermedades pulmonares. EL MP10 y MP2.5 fueron también asociados a la mortalidad respiratoria24. Kyung y Jeong establecieron en su estudio una correlación positiva entre la concentración de MP10 y la mortalidad por EPOC, la cual aumenta con a la exposición de 10 µg/m3 de MP1017.
Efectos del MP en el sistema cardiovascular
Varios estudios relacionan que la inhalación de material MP2.5 y UFP principalmente, puede desencadenar una cascada inflamatoria en el tracto respiratorio, produciendo inflamación sistémica25,26. De la misma manera se destacan otros efectos potenciales para el sistema cardiovascular como la activación anormal del sistema hemostático y la disminución de la variabilidad del ritmo cardiaco27. La exposición a MP tiene efectos a largo plazo sobre la coagulación, así como en la función endotelial, la cual al estar reducida puede asistir a la disfunción cardiovascular21,28.
MP e hipertensión
La exposición a MP y su influencia en el sistema cardiovascular, ha generado efectos en la presión arterial alta9,29. La hipertensión es considerada un factor de riesgo para la enfermedad coronaria15. Varios estudios han demostrado recientemente el aumento del riesgo de hipertensión por la exposición ambiental, siendo más relevante en la exposición a largo plazo de MP2.5 por encima de ciertos niveles, aunque se evidencia que cualquier tipo de exposición es capaz de aumentar la presión arterial30,31,32. La exposición prolongada a MP2.5 se asoció de forma independiente con la hipertensión incidente a concentraciones ambientales relativamente altas33. El aumento en el riesgo de hipertensión está relacionado con un incremento de 10 µg/m3 de la exposición a largo plazo de MP1034.
MP y arritmias
Shahrbaf et al. (2020), describen en su revisión que el MP2.5 tiene una mayor asociación con las arritmias cardiaca, evidenciando también, el riesgo de presentar diferentes tipos de arritmia como la contracción supraventricular prematura, taquicardia auricular, taquicardia y contracción ventriculares prematura, asociado con la concentración del MP2.511. El riesgo de arritmias incrementa por los componentes y fuentes específicas del MP2.5 y el aumento de 10 µg/m3 en el nivel promedio de MP2.5 ambiental es asociado con la elevación de la frecuencia cardiaca de reposo6,35. En su estudio, Kim et al., encontraron una asociación significante entre la fibrilación auricular y las concentraciones promedio a largo plazo de MP2.5 y MP1036.
MP y aterosclerosis
Existe una asociación positiva entre el MP y ateroesclerosis subclínica, las cuales se evidenciaron por medio de la exploración del calcio en arterias coronarias y la prueba del grosor de la íntima-media carotidea37. En otro estudio se concluye que el aumento en 10 µg/m3 de MP2.5 fue asociada positivamente con la prueba del grosor de la íntima-media carotidea38.
MP y morbilidad cardiovascular
Las exposiciones a corto plazo a la contaminación del aire por partículas finas se asocian con la aparición de eventos isquémicos agudos como infarto de miocardio y accidente cerebrovascular; además, la exposición prolongada a la contaminación del aire también se ha asociado con cardiopatía isquémica crónica e insuficiencia cardíaca26. La exposición a corto plazo de MP se asocia a la falla cardiaca congestiva y la cardiopatía isquémica16. En el estudio de Liang et al., se establece que existe evidencia de que el aumento en la exposición a largo plazo de MP2.5 genera un mayor riesgo de enfermedad cardiovascular39. La contaminación atmosférica crónica de bajo nivel se relaciona con una disminución subclínica pero mensurable del rendimiento del ventrículo izquierdo, el cual es considerado un factor de riesgo de insuficiencia cardíaca40.
MP y mortalidad cardiovascular
EL MP10 y MP2.5 fue asociada a la mortalidad cardiovascular, donde a mayor exposición a MP produce mayor mortalidad cardiovascular en la población. Bourdrel et al., determinan en su revisión que varios estudios epidemiológicos reportaban que un aumento de 10 µg/m3 en la exposición al largo plazo de MP2.5 se asociaba con un aumento de la mortalidad cardiovascular en un 11%; además de una relación entre la exposición a MP a corto y largo plazo con una variabilidad del ritmo cardiaco, el cual se considera como un marcador del desequilibrio del Sistema Nervioso Autónomo y un factor de riesgo para mortalidad cardiovascular30.
Efectos de la exposición ocupacional a MP en diferentes áreas en el sistema pulmonar y cardiovascular
Durante el desarrollo de las actividades laborales, los trabajadores de sectores como el industrial y el minero, así como aquellos donde se labora en áreas externas o cercanas a vías con alto tráfico vehicular, pueden verse expuestos a MP, afectando su sistema pulmonar. La exposición a niveles elevados de MP es un factor de riesgo para la disminución de los parámetros de la función pulmonar entre los trabajadores sanos pertenecientes a procesos de manejo de residuos electrónicos41.
Según el estudio de Huang et al., realizado con trabajadores expuestos a MP en una mina a cielo abierto de manganeso, establecieron que la exposición a MP2.5 estaba asociada con un daño en la función pulmonar siendo la lesión principal el trastorno respiratorio restrictivo, hallándose valores bajos para los índices de función pulmonar como FEV1, MMEF, tasa de flujo espiratorio máximo (PEFR), flujo espiratorio forzado al 25% y 75% de la capacidad vital forzada (FEF 25, FEF75), flujo espiratorio forzado al 25%, 50% y 75% de la capacidad vital forzada (FEF25%, FEF50%, FEF75%) y el cociente FEV1/FVC42.
Los trabajadores pertenecientes a la industria del acero se encuentran expuestos a MP dentro de sus áreas de trabajo, hallándose mayor tasa de síntomas respiratorios en aquellos expuestos a niveles más altos de MP. En los trabajadores del acero, se pueden evidenciar signos de FEV1 reducido, lo que puede indicar una enfermedad pulmonar obstructiva; además, de valores reducidos de FVC sugiriendo problemas pulmonares restrictivos relacionados con la exposición a largo plazo a MP43. Los trabajadores expuestos a UFP, en este caso al polvo de piedra artificial, mostraron resultados peores en las pruebas de función pulmonar, empeorando los hallazgos de tomografía computarizada y elevación de citocinas inflamatorias44.
Estévez et al. realizaron un estudio donde se incluían policías de tránsito que laboraban en las vías con exposición a MP10 y personal de áreas internas, evidenciándose la presencia de síntomas respiratorios como tos, expectoración y rinosinusitis, siendo los de mayor prevalencia; además, en cuanto a la función pulmonar, el grupo expuesto sufrió más cambios espirométricos, siendo el patrón obstructivo más común para ambos grupos45. Otro estudio relacionado a policías de tránsito expuestos a contaminantes del tráfico, emitidos por los vehículos como el MP2.5, evidenció que estos deterioran la función pulmonar46. La exposición laboral a los contaminantes del aire como el polvillo inorgánico, aumenta el riesgo de EPOC, especialmente en los trabajadores que nunca han fumado47.
En cuanto a efectos en el sistema cardiovascular, el aumento de la presión arterial se considera un riesgo cardiovascular. Tomei et al. (2017), en su estudio realizado con dos grupos donde se incluían policías de tránsito y técnicos, quienes laboraban áreas externas, y trabajadores de áreas internas; los autores evidenciaron que los valores medios de presión arterial sistólica y diastólica se encontraron más altos en policías de tránsito y los técnicos que en aquellos que laboraban en áreas internas, así como valores más altos de presión arterial sistólica en policías de tránsito que en los técnicos48. La exposición crónica a MP2.5 provenientes del tráfico de vehículos se asocia a aumentos en la presión arterial promedio de trabajadores urbanos como taxistas, controladores de tráfico y guardabosques49. En cuanto al riesgo de cardiopatía isquémica producto de la exposición a MP, Møller et al. (2020), no encontraron asociación entre la exposición a UFP de los trabajadores de un aeropuerto y el riesgo de cardiopatía isquémica o enfermedades cerebrovasculares50. Tabla 1.
Conclusiones y Recomendaciones
La exposición laboral a MP está asociada a problemas de salud, generando efectos adversos en los sistemas pulmonar y cardiovascular de las personas, los cuales pueden empeorarse por el tiempo de exposición y el tamaño de las partículas inhaladas; y aumentar la morbilidad y mortalidad por esta causa en los humanos. En la población trabajadora de diversas áreas, expuesta a MP, el mayor efecto evidenciado en el sistema pulmonar es la disminución de la función pulmonar, y en el sistema cardiovascular es el aumento de la presión arterial. En cuanto al sector laboral más afectado, los trabajadores urbanos entre los que se encuentran los policías de tránsito tienen mayores efectos en su salud cardiopulmonar.
La exposición a MP en los ambientes laborales debe tener una identificación, evaluación y control completo por parte de los empleadores por medio de programas de seguridad y salud en el trabajo que incluyan tomas de muestras, muestreo ambiental, muestreo personal, medidas de control de tipo técnico, organizativo y personal, así como el manejo de equipos de protección personal adecuados; además los empleadores deben dar a conocer a sus colaboradores los efectos a la salud que pudieran presentarse en el desarrollo de sus actividades laborales.
Es fundamental para la salud de la población trabajadora expuesta a MP que se realicen estrategias de prevención de síntomas asociados a esta exposición por medio de pruebas específicas como Pruebas de Función Pulmonar, exámenes médicos periódicos que incluyan electrocardiograma, ecocardiograma, monitoreo de signos vitales, y cuestionarios de síntomas respiratorios y síntomas cardiacos; así como la atención en salud por profesionales, especialmente del rehabilitador cardiopulmonar, de aquellos trabajadores con sintomatología relacionada y de quienes presenten factores de riesgo, permitiendo la aplicación de intervenciones como educación sobre la exposición a MP, uso de equipos de protección personal, reconocimiento de síntomas asociados a patologías laborales, aplicación de programas de ejercicio físico; y en aquellos que han desarrollado enfermedad laboral producto de la exposición aplicar programas de rehabilitación cardiopulmonar que contribuyan a adaptarse de manera activa a su condición de salud, integrarse a la comunidad y mejorar su calidad de vida. Además, se sugiere la realización de más estudios que permitan confirmar los resultados de la presente revisión, así como estudios que proporcionen evidencia de otros tipos de efectos a nivel cardiopulmonar en la población trabajadora expuestos a MP.
