El documento discute los efectos de la contaminación ambiental en las alergias. Menciona que el 92% de la población mundial está expuesta a niveles excesivos de contaminantes del aire según la OMS. La contaminación del aire causa más muertes que otros tipos de contaminación y puede provocar asma, enfermedades cardíacas, hipertensión y alteraciones del estado de ánimo. Los contaminantes del aire, el cambio climático, el tabaquismo y los aeroalérgenos han contribuido al aumento de las enfermed
1. Alergia y contaminación ambiental
Asesor: Dra. med. Sandra Nora González Díaz
Jefe de servicio
Profesor
Ponente: Dr. Octavio G. Mancilla Ávila
Residente de segundo año de Alergia e Inmunología
Clínica
2. Introducción
• De acuerdo a la Organización Mundial de la Salud (OMS) 92% de la
población está expuesta a niveles de contaminantes del aire por encima
de lo recomendado.
• La contaminación del aire ocasiona mayor número de muertes en
comparación con otros tipos (agua, laboral y suelo).
• Efectos en la salud:
– Insuficiencia cardíaca.
– Hipertensión.
– Neumonía.
– Asma.
– Alteraciones del estado de ánimo.
– Otros.
Int. J. Environ. Res. Public Health 2018, 15, 427; doi:10.3390/ijerph15030427
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3. Contaminación
ambiental a
través de la
historia
Air Quality Effects on Human Health and Approaches for Its Assessment through Microfluidic Chips. Frank Schulze et al. Genes 2017, 8, 244; doi:10.3390/genes8100244
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4. • En los últimos 50 años el 50% de los bosques del planeta han sido
destruidos y cada año 13 millones de hectáreas de bosque son
deforestadas.
• 2020: dos tercios de la población mundial vivirá en áreas urbanas.
D’Amato et al. Multidisciplinary Respiratory Medicine (2015) 10:39. DOI 10.1186/s40248-015-0036-x. Effects on asthma and respiratory allergy of Climate change
and air pollution. Gennaro D’Amato et al.
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5. • La prevalencia de las enfermedades alérgicas ha incrementado de manera
importante en las últimas décadas a nivel mundial.
• No se explica sólo por el factor genético sino que influyen otros factores, como
son:
– Aeroalérgenos.
– Contaminantes del aire.
– Tabaquismo.
D’Amato et al. World Allergy Organization Journal (2015) 8:25 DOI 10.1186/s40413-015-0073-0
J Allergy Clin Immunol. July 2015. The allergy epidemics: 1870-2010. Thomas A. E. Platts-Mills, MD, PhD, FRS.
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6. • Los aeroalérgenos, presentes en el medio ambiente, se han
relacionado con:
– Cambios climáticos.
– Desarrollo de enfermedades alérgicas.
– Contaminantes del aire.
Aeroallergens in Canada: Distribution, Public Health Impacts, and Opportunities for Prevention.Cecilia Sierra-Heredia.
Int. J. Environ. Res. Public Health 2018, 15, 1577; doi:10.3390/ijerph15081577
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7. Composición del aire
• Nitrógeno (N2, 78.084%).
• Oxígeno (O2, 20.964%).
• Dióxido de carbono (CO2,
0.0407%).
• Argón (Ar).
• Neón (Ne).
• Helio (He).
• Hidrógeno (H2).
• Kriptón (Kr).
• Dióxido de nitrógeno (NO2).
• Ozono (O3).
• Metano (CH4).
• Aerosoles de distintas fuentes.
Air Quality Effects on Human Health and Approaches for Its Assessment through Microfluidic Chips. Frank Schulze et al. Genes 2017, 8, 244; doi:10.3390/genes8100244
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8. • Metales pesados (mercurio, plomo, cobre,
zinc, cobalto, níquel, cadmio)
• Material particulado
• Hidrocarbonos aromáticos policíclicos
(PAHs por sus siglas en inglés)
• 0zono (O3)
• Dióxido de nitrógeno (NO2)
• Dióxido de azufre (SO2)
• Óxido de carbono (CO)
• Benceno
• Clorofluorocarbonos
Air Quality Effects on Human Health and Approaches for Its Assessment through Microfluidic Chips. Frank Schulze et al. Genes 2017, 8, 244; doi:10.3390/genes8100244
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PLOS ONE | https://doi.org/10.1371/journal.pone.0194364 March 16, 2018. Exposure to air pollution and self-reported effects on Chinese students: A case study of 13
megacities. Sohail Ahmed Rajper et al.
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9. • Aerosoles:
– Mezcla de material líquido y
sólido.
– Antropogénicos: 10% de la
atmósfera.
– No antropogénicos son de
menor diámetro.
• Material particulado (PM):
– Se refiere a material sólido
en la atmósfera.
– Partículas pequeñas (<1 mm)
permanecen más tiempo en
el aire.
– Partículas >10 mm en horas
desaparecen del aire por
gravedad.
Air Quality Effects on Human Health and Approaches for Its Assessment through Microfluidic Chips.
Frank Schulze et al. Genes 2017, 8, 244; doi:10.3390/genes8100244
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10. Air Quality Effects on Human Health and Approaches for Its Assessment through Microfluidic Chips.
Frank Schulze et al. Genes 2017, 8, 244; doi:10.3390/genes8100244
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12. • Contaminación del aire:
– Alteración de los niveles de calidad y purificación del aire
debido a emisiones naturales y/o antropogénicas de
sustancias químicas y biológicas.
D’Amato et al. World Allergy Organization Journal (2015) 8:25 DOI 10.1186/s40413-015-0073-0
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13. Contaminación
ambiental
No antropogénicas
(naturales)
componentes volátiles
orgánicos, sal de mar,
tormentas de arena,
etc.
Antropogénicas
(realizadas por el
hombre)
Combustión, biomasa,
tabaco, vehículos
motorizados, industria
farmacéutica,
solventes, pesticidas,
armas.
Air Quality Effects on Human Health and Approaches for Its Assessment through Microfluidic Chips.
Frank Schulze et al. Genes 2017, 8, 244; doi:10.3390/genes8100244
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14. Efectos adversos
en la salud
Contaminación del aire
intramuros:
• Combustibles.
• Tabaquismo.
• Pobre ventilación.
• Procesos
domésticos.
Contaminación del aire
ambiental:
• Vehículos
motorizados.
• Procesos
industriales.
• Incendios forestales.
• Biomasa.
Al nacer:
• Bajo peso.
• Retraso de crecimiento.
• Parto pretérmino.
• Defectos del tubo neural.
• Peso y talla baja.
Infancia:
• Asma.
• Síntomas irritativos de la
vía respiratoria.
• Alteraciones
cardiovasculares.
• Dificultad respiratoria.
• Resistencia a la insulina
Adultos:
• Infarto.
• Alteraciones
cardiovasculares.
• Alteraciones en el DNA.
• Neumopatías crónicas.
• Dificultad respiratoria.
Ambient and household air pollution: complex triggers of disease. Am J Physiol Heart Circ Physiol 307: H467–H476, 2014 Stephen A. Farmer et al.
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15. • Principales factores involucrados en la modificación de la alergenicidad y
niveles elevados de los aeroalérgenos:
– Contaminantes del aire secundarios al aumento de vehículos
motorizados.
– El patrón diurno de liberación de polen.
– Concentración elevada de ozono.
Aeroallergens in Canada: Distribution, Public Health Impacts, and Opportunities for Prevention.Cecilia Sierra-Heredia. Int. J. Environ. Res. Public Health 2018, 15, 1577
D’Amato et al. World Allergy Organization Journal (2017) 10:11 DOI 10.1186/s40413-017-0142-7. Climate change, allergy and asthma, and the role of tropical forests
Gennaro D’Amato et al.
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16. Tabaquismo
• 5 billones de partículas por
cigarrillo.
– Monóxido de carbono
(CO).
– Dióxido de carbono (CO2).
• El tabaquismo es la principal
causa de contaminación del
aire por actividad humana.
D’Amato et al. Multidisciplinary Respiratory Medicine (2015) 10:39. DOI 10.1186/s40248-015-0036-x. Effects on asthma and respiratory allergy of Climate change
and air pollution. Gennaro D’Amato et al.
Niveles elevados disminuyen
los niveles de O2 del aire y
pueden ocasionar distintos
síntomas (náusea, mareo,
cefalea, pérdida de la
conciencia)
Dr. Mancilla
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17. Estudio CRAIC: Tabaquismo y síntomas de alergia respiratoria
en adolescentes de Monterrey.
• Población: 2861 adolescentes de 13 y 14 años, 1439 hombres y 1422 mujeres.
• Tabaquismo activo: 263 sujetos (8.7%), 148 mujeres y 115 hombres.
• Asma: 292 sujetos (10.2%) con diagnóstico realizado por un médico, 31 confirmaron
tabaquismo.
• Sibilancias: 364 sujetos (12.7%), 46 eran fumadores.
• Síntomas de rinitis alérgica: 1111 sujetos (38.8%), 115 eran fumadores.
• Síntomas de alergia ocular: 665 sujetos (23.2%), 78 eran fumadores.
• Rinitis alérgica: 251 sujetos (6.5%) diagnóstico por un médico, 21 eran fumadores.
González Díaz et al. 2018. Pendiente publicación.
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18. Dióxido de
carbono
Monóxido de
carbono
Hidrocarbonos
Óxidos de
nitrógeno
Material particulado
(diesel)
Environmental Changes, Microbiota, and Allergic Diseases . Byoung-Ju Kim et al. Allergy Asthma Immunol Res. 2014 September;6(5):389-400.
Tráfico
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19. • En las últimas décadas las emisiones de amonio (NH3) han
aumentado de manera significativa.
• De manera global desde 1970, la población mundial
aumentó en un 78% y los compuestos secundarios al
nitrógeno por agricultura (fertilizantes) y ganadería se
incrementaron.
• El impacto de estos componentes es secundario a que se
volatilizan en la atmósfera.
Agricultura y ganadería
W.J. Bealey et al. / Journal of Environmental Management 165 (2016) 106e116 The potential for tree planting strategies to reduce local and regional ecosystem impacts of
agricultural ammonia emissions
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20. • El nitrógeno (N) es un elemento esencial para los vegetales y
junto con el fósforo y potasio constituyen los 3
macronutrientes más importantes en la nutrición vegetal.
• Principales compuestos que contienen N que ocasionan
deterioro del medio ambiente:
– Monóxido de nitrógeno (NO).
– Dióxido de nitrógeno (NOs).
– Amonio (NH4).
– Amoniaco (NH3).
– Óxidos de nitrógeno (NOx).
http://www.interempresas.net/Agricola/Articulos/39819-El-papel-del-nitrogeno-en-la-agricultura-y-la-contaminacion-por-nitrato.html
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21. • Distintos factores alteran
las reacciones del N, la
excreción urinaria de N
aumenta los derivados del
N en el aire.
• Algunas dietas especiales
en el ganado pueden elevar
las emisiones de N y
metano (CH4).
P. Gregorini et al. / Science of the Total Environment 551–552 (2016) 32–41. Screening for diets that reduce urinary nitrogen excretion and methane emissions while
maintaining or increasing production by dairy cows.
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22. • Aumento de CO2 y gases invernadero:
– Calentamiento global.
– Prolongan los tiempos de clima con altas temperaturas.
– Variaciones bruscas de temperatura.
– Incrementan la contaminación del aire.
– Favorecen incendios forestales, sequías, inundaciones.
D’Amato et al. World Allergy Organization Journal (2015) 8:25 DOI 10.1186/s40413-015-0073-0
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23. • Ozono:
– Formado por radicales libres de oxígeno.
– Producido por luz ultravioleta, purificadores de aire,
antisépticos, motores eléctricos, impresoras de láser y otros
dispositivos de alto voltaje.
– Daña la mucosa y tejidos del sistema respiratorio.
– Aumenta el ingreso a los servicios de urgencias y mortalidad
por asma.
Air Quality Effects on Human Health and Approaches for Its Assessment through Microfluidic Chips. Frank Schulze et al. Genes 2017, 8, 244; doi:10.3390/genes8100244
D’Amato et al. World Allergy Organization Journal (2017) 10:11 DOI 10.1186/s40413-017-0142-7. Climate change, allergy and asthma, and the role of tropical forests
Gennaro D’Amato et al.
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24. • Efectos del ozono en los síntomas respiratorios:
– Relacionado con daño estructural persistente.
– Disminución aguda de la función pulmonar.
– Aumento de la hiperreactividad bronquial.
– Inflamación de la vía aérea.
– Estrés oxidativo sistémico.
D’Amato et al. World Allergy Organization Journal (2017) 10:11 DOI 10.1186/s40413-017-0142-7. Climate change, allergy and asthma, and the role of tropical forests
Gennaro D’Amato et al.
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25. • Contaminación del aire e inflamación:
– Ozono induce liberación de:
• Hialuronano.
• PAF.
• IL-1b.
• IL-6.
• IL-8.
• TNF-a.
– Partículas derivadas de diesel e hidrocarbonos poliaromáticos, pueden
inducir síntesis de:
• IgE con la presencia de IL-4 y anticuerpos monoclonales CD40.
D’Amato et al. World Allergy Organization Journal (2015) 8:25 DOI 10.1186/s40413-015-0073-0
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26. • Cambio climático y alérgenos:
– Aumenta la velocidad de crecimiento y cantidad de polen
de las plantas.
– Aumenta la cantidad de proteínas alergénicas.
– Adelanta el tiempo de crecimiento y en consecuencia el
inicio de la polinización.
– Ocasiona temporadas de polinización más prolongadas.
D’Amato et al. World Allergy Organization Journal (2017) 10:11 DOI 10.1186/s40413-017-0142-7. Climate change, allergy and asthma, and the role of tropical forests
Gennaro D’Amato et al.
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28. D’Amato et al. Multidisciplinary Respiratory Medicine (2015) 10:39. DOI 10.1186/s40248-015-0036-x. Effects on asthma and respiratory allergy of Climate change
and air pollution. Gennaro D’Amato et al.
• Efectos del cambio climático en las enfermedades respiratorias:
– Incremento en el número de muertes y morbilidad aguda
debido a olas de calor.
– Incremento en la frecuencia de síntomas cardiorrespiratorios
debido a concentraciones elevadas de ozono.
– Cambios en la frecuencia respiratoria.
– Alteración en la distribución de alérgenos y algunos vectores
de enfermedades infecciosas.
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29. Estudio CRAIC: Relación entre los niveles altos de contaminantes del
aire y la prevalencia de síntomas de alergia respiratoria en
adolescentes de Monterrey.
• Población: 3016 estudiantes de secundaria (13 y 14 años de Monterrey,
Nuevo León).
• Encuestas sobre síntomas de alergia respiratoria.
• Registro de los siguientes contaminantes: monóxido de Carbono (CO),
óxidos de nitrógeno (NOx), ozono (O3), dióxido de nitrógeno (NO2),
Bióxido de azufre (SO2), PM>10 y PM<2.5.
• Registro de los siguientes factores meteorológicos: presión atmosférica
(PRS), precipitación pluvial (LLUV), humedad relativa (HR), radiación solar
(RADSOL), temperatura ambiente (TOUT), velocidad de viento (WS),
dirección de viento (WD).
• Pendiente análisis final.
González Díaz et al. 2018. Pendiente publicación.
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30. PM 2.5 Hipometiliación de óxido
nítrico sintasa 2
PM 10 Hipometiliación de óxido
nítrico sintasa 2
Partículas derivadas de
diesel
Hipermetilación de IFN-g
Tabaco ambiental (prenatal) Hipometilación de IL-4
Hipometilación de AluYb8
Hipermetilación de AXL y
PTPR0
Tabaco ambiental Hipermetilación de IFN-g y
Foxp3
Tabaquismo Disminución de la actividad
de HDAC2
Hidrocarburos derivados del
tráfico
Hipermetilación de ACSL3
ASMA
EPOC
Cambios epigenéticos secundarios a factores ambientales en
enfermedades alérgicas
Environmental Changes, Microbiota, and Allergic Diseases . Byoung-Ju Kim et al. Allergy Asthma Immunol Res. 2014 September;6(5):389-400.
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31. • Epigenética y tabaquismo:
– Puede favorecer el desarrollo de asma al inducir metilación en genes
así como con la modificación de las histonas.
– El tabaquismo de las abuelas se ha visto reflejado de manera
significativa en el desarrollo de asma en los nietos.
Environmental Changes, Microbiota, and Allergic Diseases . Byoung-Ju Kim et al. Allergy Asthma Immunol Res. 2014 September;6(5):389-400.
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32. • Variaciones de la glutatión-S-transferasa la cual juega un papel en
la protección celular contra el estrés oxidativo, ha sido asociada
con enfermedades alérgicas en la población expuesta a
contaminación ambiental.
Environmental Changes, Microbiota, and Allergic Diseases . Byoung-Ju Kim et al. Allergy Asthma Immunol Res. 2014 September;6(5):389-400.
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33. Interacción entre genes y medio ambiente en el desarrollo de
enfermedades alérgicas
GSTP1 Humedad intramuros.
GSTM1, GSTP1, NQ01 Ozono
GSTP1, TNF, TLR2, TLR4 Contaminantes relacionados con
tráfico
IL-13 Humedad intramuros.
Genes de la vía de unión entre
endotoxinas-TLR
Endotoxinas
TNF, GSTP1, ADRB2 Tabaquismo materno
Environmental Changes, Microbiota, and Allergic Diseases . Byoung-Ju Kim et al. Allergy Asthma Immunol Res. 2014 September;6(5):389-400.
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34. • Concepto “salud global”: enfatiza la relación entre la salud humana,
animal y ambiental.
– Transferencia de microbios patógenos y no patógenos entre
humanos, animales y ambiente.
– Urbanización ocasiona cambios en el microbioma del medio
ambiente.
– Impacto en el humano:
• Síntesis de vitaminas esenciales.
• Defensa contra patógenos.
• Procesamiento secundario de ácidos biliares.
• Modulación inmunológica.
• Resistencia y susceptibilidad contra infecciones.
• Alteraciones del estado de ánimo.
Trinh et al. One Health Microbiome Relationships . August 2018 | Volume 6 | Article 235.
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35. Trinh et al. One Health Microbiome Relationships . August 2018 | Volume 6 | Article 235.
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36. • Individuos susceptibles:
– Niños.
– Asmáticos.
– Tercera edad.
– Nivel socioeconómico bajo.
– Expuestos al tráfico.
D’Amato et al. World Allergy Organization Journal (2015) 8:25 DOI 10.1186/s40413-015-0073-0
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37. • Factores meteorológicos que influyen en las
concentraciones de contaminantes del aire:
– Temperatura.
– Viento.
– Precipitación pluvial.
Modifican:
• Emisiones.
• Transporte.
• Dilución.
• Transformación química.
• Depósito.
• Distribución.
D’Amato et al. Multidisciplinary Respiratory Medicine (2015) 10:39. DOI 10.1186/s40248-015-0036-x. Effects on asthma and respiratory allergy of Climate change
and air pollution. Gennaro D’Amato et al.
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38. • Tormentas y asma:
– Exacerbaciones de asma graves durante tormentas en
época de polinización.
– Sobre todo en la primer etapa de las tormentas (20-30
minutos) existe evidencia sobre el aumento de
aeroalérgenos.
– Transportan granos de polen, al romperse liberan en la
atmósfera parte de su contenido incluyendo alérgenos
(<5 μ).
D’Amato et al. World Allergy Organization Journal (2015) 8:25 DOI 10.1186/s40413-015-0073-0
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39. 21 de noviembre del 2016
• La epidemia de exacerbaciones de asma por tormentas más
grave reportada en la literatura medica.
• Niveles elevados de polen + lluvia + viento + cambios bruscos
de temperatura (35oC a 23oC).
• 9 pacientes fallecieron, más de 8500 con exacerbación de
síntomas.
How Do Storms Affect Asthma? Current Allergy and Asthma Reports (2018) 18:24 Gennaro D’Amato et al.
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40. • En resumen sobre exacerbación de asma alérgica por tormentas:
– En los primeros 20 a 30 minutos aparecen los síntomas.
– Mayor incidencia:
• Finales de primavera y verano.
• Europa, E.U.A. y Canadá de abril a Junio.
• Australia de octubre a diciembre.
– Probable rol del frio y descargas eléctricas como desencadenantes.
– Puede ser el momento de presentación de asma en pacientes con rinitis alérgica.
– Los pacientes deben de conocer este riesgo.
– Pacientes con buen control en estas temporadas se puede iniciar tratamiento.
– No se han descrito estos síntomas en pacientes que se encuentran dentro de
casa con las ventanas cerradas.
How Do Storms Affect Asthma? Current Allergy and Asthma Reports (2018) 18:24 Gennaro D’Amato et al.
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41. Asma Ejercicio Contaminación
• Exacerba los síntomas de asma alérgica.
• Disminuye las pruebas de función
pulmonar en asmáticos.
• Aumenta hiperreactividad bronquial.
Environmental Changes, Microbiota, and Allergic Diseases . Byoung-Ju Kim et al. Allergy Asthma Immunol Res. 2014 September;6(5):389-400.
González Díaz et al. 2018. Pendiente publicación.
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42. • Rinitis alérgica y
contaminación:
– Mayor prevalencia en
áreas con niveles altos
de contaminación y
zonas de trafico.
• Dermatitis atópica y
contaminación:
– Óxido de nitrógeno,
tolueno y partículas
derivadas de
combustión se han
relacionado con
síntomas de eccema.
Environmental Changes, Microbiota, and Allergic Diseases . Byoung-Ju Kim et al. Allergy Asthma Immunol Res. 2014 September;6(5):389-400.
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43. • En resumen los contaminantes del aire ocasionan efectos adversos
en la vía respiratoria por medio de los siguientes mecanismos:
– Alteran la función ciliar de las células epiteliales.
– Aumentan la permeabilidad del epitelio de la vía respiratoria.
– Conllevan a cambios inflamatorios en las células de la vía
respiratoria.
– Modulan la muerte y ciclo celular de distintas células del
sistema respiratorio.
D’Amato et al. World Allergy Organization Journal (2015) 8:25 DOI 10.1186/s40413-015-0073-0
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44. Alianza global contra enfermedades respiratorias crónicas
(GARD, por su siglas en inglés)
• Beijing 2006.
• Neumólogos y alergólogos.
• OMS, gobierno, sociedades científicas y organizaciones civiles.
• Enfocado a personas con:
– Asma.
– Enfermedades respiratorias ocupacionales.
– Enfermedades respiratorias alérgicas.
– EPOC.
• Enfocado a países en desarrollo.
D’Amato et al. World Allergy Organization Journal (2017) 10:11 DOI 10.1186/s40413-017-0142-7. Climate change, allergy and asthma, and the role of tropical fore
Gennaro D’Amato et al.
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45. D’Amato et al. World Allergy Organization Journal (2017) 10:11 DOI 10.1186/s40413-017-0142-7. Climate change, allergy and asthma, and the role of tropical forests
Gennaro D’Amato et al.
Qué podemos hacer para reducir el calentamiento global y
contaminación del aire
• Disminuir el uso de fuentes combustibles fósiles y controlar las emisiones por
vehículos.
• Incrementar el uso de transporte publico, bicicleta y caminar.
• Plantar árboles no alergénicos en las ciudades.
• Disminuir las actividades en el exterior en los días con niveles altos de
contaminantes del aire.
• Sugerir a los pacientes no vivir en áreas transitadas.
• Disminuir el consumo de carne.
Dr. Mancilla
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46. Conclusiones
• El incremento de las enfermedades alérgicas es atribuible a los cambios ambientales tales como dieta,
contaminación, clima y otros factores que afectan el ambiente y la microbiota.
• Los contaminantes del aire modifican las características de distintos aeroalérgenos (tiempo, distribución,
cantidad y alergenicidad).
• Con el desarrollo de nueva tecnología para la detección de partículas tanto en cantidad, composición química y
tamaño por medio de microchips se espera más información acerca de los dinstintos contaminantes y su
impacto en diversas patologías.
• Los contaminantes evolucionan en conjunto con las actividades del humano, es nuestra responsabilidad
conocer los efectos nocivos de los distintos contaminantes para minimizar en lo más posible la contaminación
ambiental.
• Es nuestra responsabilidad educar y levantar la voz como profesionales de la salud, con el fin de crear
estrategias y recomendaciones para mejorar las condiciones del planeta.
• Son necesarios más estudios prospectivos a largo plazo para valorar las modificaciones epigenéticas.
Dr. Mancilla
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47. Bibliografía
• Int. J. Environ. Res. Public Health 2018, 15, 427; doi:10.3390/ijerph15030427.
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effects on Chinese students: A case study of 13 megacities. Sohail Ahmed Rajper et al.
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Dr. Mancilla
CRAIC Mty