De entre las múltiples problemáticas que afectan todo el mundo, una de las más importantes tiene que ver con el cambio climático y el impacto que este está causando, no solo en la economía mundial sino en la salud de los animales, los seres humanos y los ecosistemas.

Por esta razón, en este artículo se abordará el impacto particular que está causando la contaminación del aire, no solo en la salud en general, sino también en los trastornos oculares que están vinculados con dicha exposición, tanto directa como indirecta. El aire es esencial para la supervivencia y el desarrollo de toda forma de vida en la Tierra; no obstante, la contaminación del aire es uno de los principales contribuyentes a la carga mundial de enfermedades. En las últimas décadas se ha identificado el gran impacto que esta puede ocasionar en el ojo, siendo un factor de riesgo para el desarrollo de enfermedades tanto del segmento anterior como del segmento posterior del ojo.

La contaminación se refiere a la introducción en el medio ambiente de sustancias nocivas para el ecosistema y los organismos vivos. En los últimos 10 años, ha habido un incremento sustancial en los hallazgos que muestran que la contaminación del aire por material particulado no solo está ejerciendo un mayor impacto en los criterios de valoración de salud establecidos, sino que también está asociada con una mayor variedad de enfermedades. De hecho, según la Organización Panamericana de Salud (OPS), la preocupación se debe a numerosos estudios que respaldan que nueve de cada 10 personas respiran aire que exceden los límites de contaminación establecidos por la Organización Mundial de la Salud (OMS). Asimismo, diversas organizaciones nacionales e internacionales han alertado sobre el elevado número de enfermedades respiratorias asociadas al alto índice de contaminación del aire en países como Colombia, México y Brasil.

El material particulado (PM, por sus siglas en inglés) se define como compuestos sólidos suspendidos en el aire lo suficientemente pequeños como para ser inhalados. Se clasifican según el diámetro de las partículas (medido en μm); PM_0,1, PM_2,5 y PM₁₀. Algunas partículas son de origen natural (incendios forestales, polvo, espuma marina, aerosoles, etc.), pero las partículas antropogénicas (combustión de diésel, carbón y biomasa, así como las emisiones de refinerías de metales, etc.) son las más peligrosas para la salud. (1)

Cuando se inhalan, las partículas de mayor diámetro (>PM₁₀ μm) se limitan a las vías respiratorias superiores, mientras que las partículas más pequeñas (<PM_2,5 μm) pueden alcanzar los alvéolos pulmonares. Las PM_2.5 también pueden atravesar el endotelio respiratorio, ingresar a los capilares y posteriormente a la circulación sistémica. Desde la sangre, las PM_2.5 pueden migrar de nuevo hasta los endotelios y llegar a múltiples órganos extrapulmonares como el corazón, cerebro y los ojos. 

El PM puede inducir daño en las capas de células endoteliales y también atravesarlas. Se ha demostrado que el PM2.5 μm compromete las uniones estrechas intercelulares del epitelio nasal y reduce la resistencia transepitelial. Teniendo en cuenta las características químicas de este material, en la actualidad se habla del efecto nocivo que puede presentarse no solo en el tracto respiratorio, sino también de los diversos efectos que pueden llevar a morbilidades e incluso a un alto número de mortalidades en algunos países.

La contaminación del aire es una mezcla compleja de partículas y gases cuya composición física, química, origen y toxicidad difiere entre sí. Los contaminantes del aire pueden clasificarse acorde a su tamaño: las PM_2,5 son partículas (PM) con un diámetro de menos de 2,5 μm, las PM₁₀ tienen un diámetro de menos de 10 μm, las PM gruesas tienen entre 2,5 y 10 μm y las partículas ultrafinas son inferiores a 0,1 μm. Los tamaños más pequeños de PM se han asociado con efectos más adversos para la salud humana, ya que pueden penetrar más profundamente en el tracto respiratorio y la superficie ocular. (1)

La contaminación del aire ha tenido un impacto negativo en la salud animal, humana y del ecosistema. Bont et al., señalaron que la exposición a PM en corto y largo plazo se asoció con un mayor riesgo de infarto de miocardio, hipertensión arterial y accidente cerebrovascular. (2) Por otro lado, Shih et al., encontraron que el trastorno de hiperactividad y déficit de atención (TDAH) infantil se asoció con la exposición prenatal de dióxido de nitrógeno (NO). (3) Por su parte Lin CH et al., analizaron en una línea celular neuronal (SH-SY5Y) el efecto de la exposición de MP de 2,5 μm, demostrando que dicha exposición induce una baja expresión de genes de supervivencia celular y neuroprotección, aumenta los niveles de estrés oxidativo, mediadores inflamatorios y aumenta la actividad mitocondrial. (4) Estos efectos, desde el punto de vista clínico, son devastadores en relación con la neuroinflamación, la pérdida neuronal y la disminución de la sinaptogénesis, lo que finalmente resulta en el desarrollo de enfermedades del neurodesarrollo y neurodegenerativas, como es el caso del Alzheimer. (5)

Trastornos visuales y oculares asociados con la contaminación del aire

Enfermedad de ojo seco: numerosas investigaciones han señalado el impacto que tiene el PM sobre el tejido corneal, la estabilidad lagrimal, la función de la conjuntiva y las glándulas de meibomio. Versura P. et al., encontraron una relación entre los índices de contaminación registrados con cambios citológicos en la conjuntiva que se asociaron con la inflamación conjuntival e inestabilidad lagrimal. (6) Lo anterior concuerda con lo reportado por Saxena R et al., quienes determinaron cambios en el volumen lagrimal, la estabilidad lagrimal y un aumento del daño celular medido con rosa de bengala en una población altamente contaminada. (7) Recientemente, Guerra-Flórez Y et al., demostraron en un modelo de cultivo celular de células epiteliales corneales una reducción en la viabilidad celular. (11) De igual manera, algunos estudios demuestran que el material particulado puede desregular procesos biológicos asociados con daño del ADN, estrés oxidativo, disfunción mitocondrial, inflamación etc., lo que finalmente conducen a trastornos de la superficie ocular. Ver Figura 1.

• Conjuntivitis alérgica: una de las manifestaciones más comunes a nivel ocular relacionadas con la contaminación es la conjuntivitis alérgica. Se ha evidenciado que los materiales pesados y material particulado en general pueden provocar procesos de hipersensibilidad tipo I (mediada por IgE) y tipo IV (mediada por células). Por ejemplo, Miyazaki et al, encontraron una alta prevalencia de formas graves de conjuntivitis alérgica, incluidas la queratoconjuntivitis atópica (QCA) y la queratoconjuntivitis vernal (QCV), patologías que se asociaron significativamente con los niveles de contaminantes del aire. La prevalencia de QCA se asoció significativamente con los niveles de NO2 y la prevalencia de QCV se asoció significativamente con los niveles de NOx y PM₁₀ μm.
• Glaucoma: este se ha descrito como una enfermedad neurodegenerativa que sigue ocupando un lugar importante como factor de riesgo para la ceguera y la incapacidad visual. Recientemente, estudios en epigenética y glaucoma han encontrado la influencia del PM sobre la expresión de ciertos genes que modulan la respuesta de supervivencia y que pueden tener un efecto en el desarrollo del glaucoma, bien sea por un daño mecánico o vascular. Yang X et al., encontraron en un grupo poblacional adulto que la exposición prolongada a PM_2.5 μm se asoció con glaucoma primario de ángulo abierto y de ángulo cerrado. Por otro lado, Chiang Y-W et al., demostraron que para los pacientes con Diabetes Mellitus (DM), la exposición a PM_2.5 μm, aumentó el riesgo de glaucoma, siendo además un factor de riesgo independiente de glaucoma en pacientes con DM.

En conclusión, la evidencia muestra que un factor de riesgo importante para el desarrollo de patologías oculares como las mencionadas anteriormente es la contaminación del aire, un elemento de preocupación y emergencia en salud pública. Por lo tanto, los profesionales de salud visual deben estar alertas frente a la exposición de dichas sustancias, que están siendo una causa relevante de enfermedades sistémicas y oculares.

Referencias

1. Jia Y, Lin Z, He Z, Li C, Zhang Y, Wang J, et al. Effect of Air Pollution on Heart Failure: Systematic Review and Meta-Analysis. Environ Health Perspect. 2023 Jul;131(7):76001.
2. de Bont J, Jaganathan S, Dahlquist M, Persson Å, Stafoggia M, Ljungman P. Ambient air pollution and cardiovascular diseases: An umbrella review of systematic reviews and meta-analyses. J Intern Med. 2022 Jun;291(6):779–800.
3. Shih P, Huang C-C, Pan S-C, Chiang T-L, Guo YL. Hyperactivity disorder in children related to traffic-based air pollution during pregnancy. Environ Res. 2020 Sep;188:109588.
4. Lin C-H, Nicol CJB, Wan C, Chen S-J, Huang R-N, Chiang M-C. Exposure to PM(2.5) induces neurotoxicity, mitochondrial dysfunction, oxidative stress and inflammation in human SH-SY5Y neuronal cells. Neurotoxicology. 2022 Jan;88:25–35.
5. Shaffer RM, Li G, Adar SD, Dirk Keene C, Latimer CS, Crane PK, et al. Fine Particulate Matter and Markers of Alzheimer’s Disease Neuropathology at Autopsy in a Community-Based Cohort. J Alzheimers Dis. 2021;79(4):1761–73.
6. Versura P, Profazio V, Cellini M, Torreggiani A, Caramazza R. Eye discomfort and air pollution. Ophthalmol J Int d’ophtalmologie Int J Ophthalmol Zeitschrift fur Augenheilkd. 1999;213(2):103–9.
7. Yang X, Yang Z, Liu YY, Chen X, Yao B, Liang F, et al. In vitro toxicity of fine and coarse particulate matter on the skin, ocular and lung microphysiological cell-culture systems. Toxicology. 2023 Oct;500(5):8768–80.

8         Upaphong P, Thonusin C, et al. Consequences of exposure to particulate matter on the ocular surface: Mechanistic insights from cellular mechanisms to epidemiological findings. Environ Pollut. 2024 Feb 2; 345:123488.

Sandra Carolina Durán Cristiano, O.D
Estudiante Doctorado Universidad Complutense de Madrid.
Editora del Área Condiciones de Vida y Salud Visual

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