Impacto del material particulado ambiental en las visitas a urgencias hospitalarias por exacerbación de la enfermedad pulmonar obstructiva crónica

Abstract

Background. Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is a prevalent and heterogeneous condition, in which exacerbations are key events that greatly influence its natural progression. These exacerbations are among the leading causes of visits to emergency departments and hospital admissions. While the etiology of COPD exacerbations is multifactorial, there has been growing interest in recent years in non-infectious triggers, particularly atmospheric pollution. Among the various pollutants, particulate matter is especially noteworthy due to its significant role in respiratory pathology, particular in COPD. Hypotheses. The main hypothesis of this Doctoral Thesis was that increased ambient concentrations of particulate matter with a diameter equal to or less than 2,5 micrometers (PM2,5) and 10 micrometers (PM10) may be associated with a rise in COPD exacerbations, even in areas with low levels of air pollution. Additionally, it was hypothesized that sex- and age-related differences may exist in the susceptibility to the effects of air pollution among patients with COPD. Objectives. The main objective of this Doctoral Thesis was to analyze the relationship between the daily number of emergency department (ED) visits due to COPD exacerbations and the mean daily concentration of particulate matter (PM2,5 and PM10). As a secondary objective, the potential influence of age and sex on this association was also evaluated. Patients and methods. An ecological study was conducted based on ED visits for COPD exacerbation. A generalized additive model was used to estimate the relative risk (RR) and the attributable fraction (AF), adjusting for meteorological variables. Pollution levels on the day of the visit were analyzed, as well as on the five preceding days to assess potential lagged effects of exposure. Results. A total of 2045 patients accounted for 5233 ED visits, predominantly male and older than 75 years. The mean daily concentration of PM2,5 and PM10 was 11,5 µg/m3 and 17,3 µg/m3, respectively. Both ED visits and particulate matter levels exhibited a seasonal pattern. A significant association was found for the exposure in the three preceding days (lag -3), with an increase of 5,8% in ED visits per 10 µg/m3 increase in PM2,5 (AF 5,45%) and 3,3% for PM10 (AF 3,15%). Men and patients over 75 years old were more susceptible to exposure. The impact of particulate matter was more pronounced during the summer months. Conclusions. Exposure to PM2,5 and PM10 is associated with an increase in ED visits due to COPD exacerbation, with a greater impact on men, subjects older than 75, and during summer.

Keywords. Chronic obstructive pulmonary disease, exacerbation, emergency department visit, atmospheric pollution, particulate matter, time series analysis.

Antecedentes: La enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) es una patología prevalente y heterogénea, en la que las exacerbaciones representan eventos clave en su evolución natural. Las exacerbaciones constituyen una de las principales causas de atención en los servicios de urgencias y de ingreso hospitalario. Si bien la etiología de las exacerbaciones en la EPOC es multifactorial, en los últimos años ha aumentado el interés en los factores desencadenantes no infecciosos, en particular la contaminación atmosférica. Entre los contaminantes, el material particulado destaca por su relevancia en la patología respiratoria, especialmente en la EPOC. Hipótesis: La hipótesis principal de esta Tesis Doctoral se fundamentó en que el incremento de la concentración ambiental de material particulado de diámetro igual o inferior a 2,5 micrómetros (PM2,5) y 10 micrómetros (PM10) podría asociarse con un aumento de las exacerbaciones por EPOC en un área con niveles bajos de contaminación ambiental. Adicionalmente, se planteó la hipótesis de que podrían existir diferencias por sexo y edad en la susceptibilidad a los efectos de la contaminación en los pacientes con EPOC. Objetivos: El objetivo principal de la Tesis Doctoral fue analizar la relación entre el número diario de visitas a urgencias por exacerbación de EPOC y la concentración media diaria del material particulado: PM2,5 y PM10. Como objetivo secundario, se propuso evaluar la potencial influencia de la edad y el sexo en esta relación. Pacientes y métodos: Estudio ecológico basado en las visitas a urgencias por exacerbación de EPOC. Se empleó un modelo aditivo generalizado para estimar el riesgo relativo (RR) y la fracción atribuible (FA), ajustando por variables climatológicas. Se consideraron los niveles de contaminación del día de la visita y de los cinco días previos para evaluar posibles efectos retardados de la exposición. Resultados Se incluyeron 2045 pacientes con 5233 visitas a urgencias, en su mayoría varones mayores de 75 años. La concentración media de PM2,5 y PM10 fue de 11,5 µg/m3 y 17,3 µg/m3 respectivamente. Tanto las visitas a urgencias como la concentración de material particulado mostraron un patrón estacional. Se encontró una asociación significativa con la exposición ocurrida en los tres días previos (lag -3), con incremento del 5,8% en las visitas por cada aumento de 10 µg/m3 de PM2,5 (FA 5,45%) y del 3,3% para PM10 (FA 3,15%). Los hombres y los pacientes mayores de 75 años presentaron una mayor sensibilidad a la exposición. El impacto del material particulado fue más intenso en los meses de verano. Conclusiones: La exposición a PM2,5 y PM10 se asocia con un aumento de las visitas a urgencias por exacerbación de EPOC, con especial incidencia en varones, pacientes de más de 75 años y en la estación de verano.

Palabras clave: Enfermedad pulmonar obstructiva crónica, exacerbación, visita a urgencias, contaminantes ambientales, material particulado, análisis de series temporales.