Modelling and monitoring of air quality in urban regions and its effects on health
Summary: A asma é problema de saúde pública em todo o mundo, sendo uma das mais importantes doenças não transmissíveis e afeta aproximadamente 300 milhões de indivíduos. Cerca de 250.000 mortes a cada ano são atribuíveis a esta doença (Bousquet et al. 2005; Souza-Machado et al. 2012; WHO 2007, 2013). A asma é mais comum na infância e adolescência (CDC 2011) e a causa exata da doença permanece desconhecida. Como as demais doenças complexas, contribuem para seu aparecimento e curso clínico fatores genéticos e fatores ligados ao meio ambiente (ACAAI 2014; NHLBI, 2014). Dentre esses últimos, pode-se citar a exposição a produtos químicos e irritantes suspensos no ar, aeroalérgenos como pólens, ácaros e fungos contidos em poeira, dentre outros. Podem também se associar ao aparecimento ou agravamento de sintomas e desencadeamento de crises de asma, as infecções respiratórias, o ar frio e até mesmo o exercício físico (ACCAI, 2014).
O Estudo Internacional de Asma e Alergias na Infância (ISAAC) avaliou a prevalência de asma e de rinite alérgica em vários municípios do Brasil (Costa et al. 2013). Em crianças e adolescentes, a taxa média de prevalência de asma ativa foi de 24% e 19%, respectivamente (Costa et al. 2013). Serpa et al. (2014) realizaram um estudo de prevalência de asma e rinite em escolares do município de Vitória por meio da aplicação do questionário ISAAC. Foram avaliados 2.452 escolares e as prevalências de asma e rinite foram 26,5% e 46,7%, respectivamente. Esses percentuais corresponderam às mais altas prevalências observadas em diferentes cidades do Brasil que participaram do estudo ISAAC.
A asma é a terceira causa de internação hospitalar e a quarta causa de morte por doença respiratória no Brasil (Costa et al. 2013; Souza-Machado et al. 2012). Na última década, vários estudos foram conduzidos no Brasil para caracterizar possíveis associações entre a prevalência de asma e necessidade de internação hospitalar devido aos efeitos nocivos sobre o aparelho respiratório de substância presentes na atmosfera, incluindo material particulado (MP), ozônio (O3), dióxido de enxofre (SO2) e óxidos de nitrogênio (NOx), incluindo dados da região da Grande Vitória (Castro et al. 2007, 2011; FFM 2003, 2007; Freitas et al. 2016; Pereira, 1999).
A Região Metropolitana da Grande Vitória (RMGV) possui fontes de poluição importantes e diversificadas: industriais, veiculares, ressuspensão de partículas depositas em vias de tráfego, residenciais e comerciais (combustão de gás liquefeito de petróleo e natural, além da utilização de produtos contendo compostos orgânicos voláteis), aterros sanitários, estocagem, transporte e comercialização de combustíveis (distribuidoras e envasadoras de GLP, postos de combustíveis, etc), portos e aeroportos e emissões biogênicas. Segundo o inventário de emissões da RMGV (IEMA 2011), a principal fonte de partículas (finas e grossas) é a ressuspensão em vias de tráfego seguida pela indústria mínero-siderúrgica, veículos (escapamento, evaporação e desgaste de pneus) e portos. O SO2 é emitido primordialmente pela indústria mínero-siderúrgica, seguida pelas emissões em portos. O NOX é emitido principalmente pela indústria mínero-siderúrgica, seguida por veículos automotores (escapamento e evaporação) e portos.
A Rede Automática de Monitoramento da Qualidade do Ar (RAMQAR) implantada na RMGV tornou se operacional em 2001 (IEMA, 2013). Os dados apresentados no Relatório da Qualidade do Ar na RMGV publicado em 2013 (IEMA, 2013) indicam que, naquele ano, as partículas inaláveis (MP10) não ultrapassaram o padrão indicado pelo Conselho Nacional de Meio Ambiente (Resolução CONAMA 03/90) relativos a curta (médias 24 horas) e longa exposição (média anual), entretanto, houve ultrapassagem da diretriz de qualidade do ar da Organização Mundial de Saúde (OMS) (WHO, 2006) em todas as estações de monitoramento da RAMQAR. O relatório indica ainda que as partículas totais em suspensão (PTS) tiveram o padrão CONAMA ultrapassado para curta exposição na estação localizada em Cariacica. É importante lembrar que o material particulado fino (MP2,5) ainda não é mensurado e apresentado ao público nas estações da RAMQAR. Segundo esse mesmo relatório, o SO2 não ultrapassou o padrão indicado pelo CONAMA relativos a curta exposição (médias 24 horas), entretanto, houve ultrapassagem da diretriz de qualidade do ar da OMS em todas as estações de monitoramento da RAMQAR. Finalmente, para o NO2 e O3, naquele ano, não foram registradas ultrapassagens do padrão CONAMA ou das diretrizes da qualidade do ar da OMS. Novamente, entre 2011 e 2013, o relatório de qualidade do ar indica que as medias anuais dos poluentes apresentaram tendência aproximadamente estáveis.
Com base em dados coletados pela RAMQAR, foram conduzidos estudos na RMGV que reportaram associações significativas entre as internações hospitalares por doenças respiratórias, incluindo asma, e o grau de poluição do ar (Castro et al. 2007, 2011; FFM 2003, 2007; Freitas et al. 2016; Pereira, 1999). Os artigos científicos publicados até aqui sobre asma e poluição do ar no Brasil e na Grande Vitória são decorrentes de estudos ecológicos ou de estudos descritivos relativos à população geral ou a subgrupos populacionais específicos. Tais estudos não são ideais para avaliar com precisão a associação entre exposição e resposta e a relação causativa entre a asma e a exposição aos poluentes suspensos no ar (Castro et al. 2011). Os estudos ecológicos não são adequados para estabelecer relações causais, servindo mais especificamente para gerar hipóteses e não para testá-las. Inferências no nível da população não podem traduzir com confiança efeitos no nível do indivíduo (Rothman et al., 2008). Embora os estudos conduzidos no Brasil tenham utilizado métodos quantitativos, tais como modelos aditivos generalizados (MAG) e modelos de regressão de Poisson, não houve coleta de dados primários, apenas uso de bases de dados de registros de saúde disponibilizados pelo DATASUS. Portanto, é possível que tenha havido contaminação dos achados principais por variáveis de confusão e limitações no uso de variáveis de controle.
Castro e Cols (2007) calcularam as taxas de atendimento ambulatorial por asma em crianças de até 6 anos de idade nos bairros de Vitória. Verificaram que essas taxas se associaram significativamente com os níveis de poluição, mas foram também maiores nos bairros onde os moradores têm condição socioeconômica mais baixa e condições sociais e ambientais mais precárias, incluindo ruas não pavimentadas, trânsito de caminhões pesados ou ônibus, e queima de lixo (Castro et al. 2007).
Nos últimos anos foram identificados alguns fatores genéticos e epigenéticos como predispondo indivíduos à asma na infância, incluindo polimorfismos de nucleotídeo único (SNP) e metilação de DNA. Certos SNP foram identificados como associados à suscetibilidade à asma em estudos anteriores (ex.: Costa et al. 2015, Meyers et al. 2014, Moffatt et al. 2010). Exemplos de regiões cromossômicas de interesse comumente associadas à asma incluem 5q32 (no gene, ADRB2), 6p21 (no HLA-DQ), e 17q21 (associado com GSDMA, GSDMB e ORMDL3), entre outros. Além do papel dos SNP, há atualmente necessidade de se realizar estudos que avaliem mecanismos epigenéticos, especialmente a metilação de DNA, que possam contribuir para a suscetibilidade à asma (Thomsen et al. 2014). Evidências preliminares indicam que perfis alterados de metilação de DNA em amostras do epitélio das vias respiratórias e de leucócitos possam estar associados à asma (Nicodemus-Johnson et al. 2016, Stefanowicz et al. 2012; Kumar et al. 2016, Perera et al. 2009). Uma parte dessas alterações também mostrou relações com exposição à poluição do ar (Perera et al. 2009). Entretanto, esses estudos foram conduzidos em populações da América do Norte e Europa, inexistindo dados desta natureza na população brasileira. Até onde sabemos, somente um estudo recente em Salvador, Bahia, (Costa et al. 2015) avaliou marcadores genéticos em crianças com asma. Os autores relataram que as regiões cromossômicas 14q11 (associadas com SLC7A7, MMP14 e DAD1) e 15q22 (associadas com RORA, SMAD3 e SCG3) podem estar associadas com sintomas de asma na infância. Devido às informações limitadas relacionadas às alterações de SNP e metilação de DNA na susceptibilidade à asma em crianças brasileiras, estudos adicionais podem contribuir com informações valiosas para a a compreensão da influência de fatores genéticos e epigenéticos na suscetibilidade à asma nessa população.
Assim, este estudo se divide em dois projetos complementares: (1) monitoramento e modelagem da qualidade do ar na RMGV e (2) monitoramento direto de dados individuais, de parâmetros funcionais do aparelho respiratório concomitantemente com medidas da concentração de poluentes no ar respirável nas proximidades do local onde a criança reside a fim de investigar, em uma abordagem longitudinal, o impacto da poluição atmosférica na frequência e gravidade dos sintomas de asma em crianças e adolescentes portadores de asma leve e moderada que residem em Vitória.
Cabe destacar que trabalho desta natureza é mais fácil de ser realizado em crianças e adolescentes pois estes se deslocam quase que exclusivamente nos dias de semana da casa para a escola e vice-versa. Os escolares que frequentam escolas públicas permanecem por mais tempo próximo ao seu domicílio, uma vez que a matrícula de alunos é feita, preferencialmente, em escolas públicas que situadas próximo ao domicílio. Portanto, a medida da poluição no mesmo bairro onde a criança/adolescente reside e estuda permite uma estimativa mais acurada da exposição a determinado poluente. Cabe destacar que o controle da asma é um desafio complexo e que a doença se estende por toda a vida de muitos indivíduos. Portanto, a identificação de fatores associados à piora do controle do asmático são importantes, não só para os indivíduos incluídos na pesquisa, mas para toda a população na medida em que os dados obtidos podem contribuir para otimizar os recursos públicos e privados investidos no controle desta doença debilitante e de alto custo.