1. EVALUACIÓN EPIDEMIOLÓGICA

En la práctica de la salud pública la epidemiología se desarrolla en dos grandes dimensiones; una, el diagnóstico de situación respecto de algún problema de salud, en donde cabe la aplicación de variados métodos para evaluar epidemiológicamente el problema identificado y, otra, que es la aplicación de criterios e instrumentos epidemiológicos para abordar y resolver en el terreno el problema, con carácter de prevención y de control y en donde la epidemiología coparticipa con otras disciplinas en la tarea.

Los estudios descriptivos son relativamente fáciles de ejecutar por su relativo bajo costo y rapidez de ejecución. Generalmente se efectúan para iniciar el diagnóstico en etapas iniciales cuando la situación local está indefinida y poco se conoce acerca de la magnitud del problema y de los factores participantes. Describen la ocurrencia colectiva de la enfermedad. Las principales etapas corresponden a identificar el problema, recolectar datos respecto a los efectos en las personas, al contaminante y a las condiciones ambientales, procesar los datos e identificar los patrones de ocurrencia en función de las características de las personas, tiempo y lugar. Permiten finalmente generar hipótesis acerca de los posibles factores de riesgo que estarían participando en la situación local evaluada.

En una gran ciudad se observan los siguientes hechos a partir de las estadísticas de salud: Incremento en el número de consultas ambulatorias y de hospitalizaciones para enfermedades respiratorias agudas, en particular durante algunas semanas del invierno en un año dado; al revisar años anteriores se observa que esto se ha repetido. Además, se observa una diferencia importante en tales incrementos entre dos áreas de la ciudad ubicadas en sus extremos opuestos. Aumento notorio de las consultas de urgencia por crisis asmáticas en todas las edades, que se concentran en periodos de pocos días, los cuales están distribuidos de forma errática tanto en invierno como en verano. Coincidentemente, se pudo averiguar que la tasa de ausentismo escolar se incrementó notoriamente en los períodos correspondientes a las situaciones arriba señaladas. Aumento en un grado mayor de lo esperado de la tasa de mortalidad por enfermedades respiratorias en mayores de 60 años de edad de ambos sexos, especialmente en algunas semanas del periodo invernal.

Una variante de los diseños ecológicos que ha mostrado un uso creciente específicamente en el área de la contaminación del aire a partir de fines de la década de 1980, es el estudio de series temporales. Este diseño surge por el interés en detectar variaciones en ciertos efectos en salud causadas por variaciones significativas en los niveles de los contaminantes del aire en cortos periodos de tiempo. La unidad de análisis es el día y se relaciona la ocurrencia diaria de los hechos de interés, que en general son eventos que reflejan exposiciones agudas (muertes, hospitalizaciones, consultas ambulatorias de urgencia, etc.), con las concentraciones diarias promedio de los contaminantes en el aire. Se controla cuidadosamente a los factores de confusión, tales como la estación, la temperatura y el día de la semana, entre otros. Estos diseños han sido muy efectivos para estudiar efectos agudos asociados a la contaminación del aire. Para obtener resultados claros, estos diseños deben trabajar con poblaciones bastante grandes, como ciudades con al menos varios cientos de miles de habitantes.

Uno de los más importantes aportes de los estudios de series temporales a la evaluación del impacto de la contaminación del aire en la frecuencia y gravedad de los efectos en la salud de las poblaciones humanas, ha sido el poder estimar la magnitud de los incrementos en morbilidad y en mortalidad según variaciones precisas en el incremento de las concentraciones de los contaminantes. Con técnicas estadísticas apropiadas se han generado coeficientes que relacionan las concentraciones diarias promedio con la frecuencia de efectos; proporcionan una curva de regresión lineal que relaciona las concentraciones con la tendencia de los efectos en salud. Un resumen de este tipo de resultados obtenidos en investigaciones hechas en América Latina, se muestra en el Anexo 4. Los resultados de este tipo de estudios han sido muy consistentes y si bien por ser estudios descriptivos no prueban una posible asociación causal, han llegado a ser altamente confiables en esta perspectiva. Un rasgo positivo de este diseño es que ha permitido detectar variaciones en la ocurrencia de efectos con pequeñas variaciones en la contaminación, incluso dentro de niveles normativos considerados como seguros. Los resultados de los estudios de series temporales han proporcionado valiosa información al último proceso de reformulación de los valores guías de exposición a contaminantes del aire que efectuó la OMS a fines de la década de 1990. Algunos ejemplos de estudios de este tipo se presentan en Anexo 5.

La fórmula para el cálculo de prevalencia corresponde a:

El diseño transversal se usa con frecuencia en los estudios de contaminación del aire. Se llama también de prevalencia pues identifica la frecuencia de un efecto adverso en salud en un momento dado en una población junto con la descripción de las variables ambientales relacionadas; puede llegar a incluir una gran cantidad de variables de interés tanto de los individuos como del ambiente. Así como los estudios de series temporales se desarrollan en torno a expresiones agudas desencadenadas por la contaminación atmosférica, los estudios de prevalencia están más indicados para evaluar en un momento dado la situación de los efectos de carácter crónico como consecuencia de exposiciones por tiempos prolongados a bajas dosis.

En la práctica se los concibe casi como sinónimo de encuesta, que es el instrumento tradicional que el diseño aplica en terreno para recoger los datos. Se selecciona una muestra representativa de la población expuesta al aire contaminado y se aplica la encuesta a cada individuo de la muestra indagando la presencia del efecto bajo estudio. Se registra simultáneamente los datos de la calidad del aire para los sectores en donde los individuos viven, trabajan o permanecen gran parte de su tiempo. Se calcula luego la tasa de prevalencia del efecto para los diferentes estratos de la muestra que se han establecido según diferentes niveles de contaminación. El supuesto es que si hay una asociación, se debiera observar que la frecuencia del efecto aumenta progresivamente desde los grupos menos expuestos hacia los más expuestos. Si se logra establecer un gradiente estadísticamente sólido en este sentido, se está obteniendo en una población humana una relación dosis-respuesta. Estas relaciones se pueden establecer para cada uno de los contaminantes por separado. A veces el estudio se hace sólo en dos poblaciones, una altamente expuesta y otra con baja o casi nula exposición, generalmente bastante distante de la primera. Las tasas de prevalencia obtenidas se comparan mediante una razón que se llama riesgo relativo (RR), cuyo resultado sugiere una mayor fuerza de asociación mientras más alto resulte el valor por encima del valor uno (1). El uso e interpretación del riesgo relativo tiene su máxima expresión en los estudios de cohortes.

Su fórmula es la siguiente:

En estudios transversales hay otras formas de expresar las relaciones dosis-respuesta, asumiendo que variaciones espaciales, temporales o de otro tipo, se reflejan en variaciones de la concentración del contaminante, la exposición y, por ende, de las dosis. El incremento en la frecuencia del efecto adverso, de la gravedad de éste o de la concentración del tóxico al interior del cuerpo, puede correlacionarse con el incremento en el tiempo de permanencia en la zona contaminada, la edad, la distancia a una fuente emisora, el incremento de las fuentes contaminantes, el grado de consumo de algún alimento o agua contaminados, etc.

Los estudios transversales son de utilización frecuente en la exploración local de efectos por contaminantes del aire, especialmente en países en desarrollo; por lo tanto, conviene destacar que presentan algunas limitaciones metodológicas que se deben tener en cuenta. Una restricción importante del diseño transversal es que la encuesta no detecta estrictamente la relación temporal entre la exposición a la contaminación y el efecto, o sea, no se sabe con certeza si el efecto ha aparecido después de una exposición suficiente a la contaminación o ya existía antes de ocurrir la exposición. No obstante, cuando los resultados son estadísticamente significativos, sugieren que puede haber una asociación entre las variables estudiadas y se refuerza la hipótesis de que la contaminación del aire pueda ser la responsable de la frecuencia del efecto encontrada. También, los estudios transversales que para evaluar el riesgo estudian la influencia de variaciones geográficas de la contaminación sobre las tasas de mortalidad, presentan algunas limitantes particulares (Evans et al., 1984).

Los estudios de casos y controles y los de cohortes entregan indicadores de riesgo los más confiables. Cuando están bien diseñados y bien ejecutados, sus resultados son los de mayor validez en el contexto de la investigación epidemiológica. Son más complejos, más costosos y su ejecución toma más tiempo. Comparan grupos de individuos.

Los estudios de casos y controles trabajan con dos agrupaciones de individuos: los que presentan una alteración o enfermedad determinada (casos) sobre la cual ya tenemos fuertes sospechas de que es causada por algún contaminante del aire y otro grupo de individuos que no presentan dicha enfermedad (controles) y que han sido seleccionados mediante técnicas que permiten el máximo de igualdad y comparación entre sus miembros y los enfermos. En ambos grupos se indaga con gran detalle el antecedente y las características de la exposición ocurrida en el pasado al contaminante bajo estudio, especialmente basándose en los datos de lugar y tiempo de residencia y tipo de actividad de los individuos y en los datos de registros históricos de las redes de monitoreo de calidad del aire. Se determina en ambos grupos la frecuencia del antecedente de una clara y en lo posible cuantificada exposición y con una fórmula ad hoc se calcula la razón de productos cruzados (RPC), o razón de disparidades (RD) o lo que en inglés se llama odds ratio (OR), nombres diversos para una misma operación aritmética. Su interpretación es la misma que la del riesgo relativo, o sea, que a medida que el valor de esta razón crece por encima de 1, se está incrementando la fuerza de asociación respecto a que los enfermos han estado más frecuente y/o intensamente expuestos a la contaminación del aire que los sujetos controles.

Episodios de brotes de afecciones respiratorias agudas y subagudas como consecuencia de contaminación súbita del aire con altas concentraciones de sustancias (escapes, accidentes, incendios, etc.), pueden prestarse para efectuar estudios de casos y controles, una vez pasada la emergencia; se relaciona la frecuencia de ciertos daños específicos en los afectados en función de diferentes condiciones de exposición ocurridas durante el incidente.

Los estudios de cohortes son los mejores entre los diseños analíticos observacionales, pero se efectúan con relativa menor frecuencia, por sus costos, el largo tiempo que puede tomar el hacerlos cuando la latencia para que aparezca el efecto adverso después de la exposición es muy prolongada y una serie de otras dificultades que surgen al efectuar seguimiento de grupos humanos por largo tiempo. No son recomendables para estudiar cáncer y otras enfermedades crónicas. En esencia, el diseño selecciona dos grupos de individuos, uno expuesto a la contaminación del aire y otro no expuesto a dicha contaminación a modo de grupo control; generalmente los grupos pertenecen a sectores o ciudades diferentes en cuanto a nivel de contaminación del aire, pero deben ser muy similares respecto a aspectos demográficos, socioeconómicos, climáticos, etc. Cuando se sabe de antemano que la incidencia del efecto a evaluar es muy baja, los tamaños de los grupos deben ser bastante grandes para poder apreciar diferencias estadísticamente significativas entre los resultados; obviamente esto influye en el costo del estudio y en las mayores posibilidades de pérdidas en el seguimiento y observación de los individuos. En ambos grupos se observa la aparición de uno o varios efectos posiblemente asociados a la contaminación y dado que se conoce exactamente el número de individuos en cada grupo, al finalizar el seguimiento se calcula la incidencia de los efectos en ambos. El planteamiento hipotético adelantó que en los expuestos la incidencia debiera ser mayor que en los no expuestos; estas diferencias de incidencia permiten calcular riesgo atribuible y riesgo relativo así como mediciones de impacto potencial. Un ejemplo de estudio de cohortes es el Caso 2 del Anexo 11.

También se puede aprovechar la ocasión en que haya ocurrido un brote de afecciones agudas por exposición a altas concentraciones de contaminantes específicos en el aire, para efectuar un seguimiento de dos o más cohortes expuestas a diferentes intensidades del episodio, si se desea identificar consecuencias a largo plazo derivadas de una exposición aguda.

En años recientes los estudios epidemiológicos han incorporado como manifestación de impacto en salud, la identificación al interior del organismo ya sea del tóxico ambiental, como un indicador de exposición, y la detección de alteraciones biológicas de carácter funcional, metabólico o bioquímico causadas por el contaminante, como indicador de efecto adverso. Los indicadores de efecto tienen en general el carácter de manifestaciones precoces de daño, que habitualmente no se evidencian clínicamente al examen médico. Estos indicadores se conocen como indicadores biológicos y su uso rutinario en investigación, vigilancia o tamizaje, como monitoreo biológico; cuando la investigación epidemiológica recurre con frecuencia a esta técnica para identificar daños en la población, se habla de epidemiología bioquímica o molecular.

Lo frecuente es determinar indicadores de exposición, mediante la medición generalmente en sangre o en orina de la concentración de la sustancia tóxica o de algún producto de su biotransformación (metabolitos). Los indicadores de efecto están menos desarrollados y se recomienda aplicar los que por el momento son confiables. Los contaminantes clásicos del aire en general carecen de indicadores biológicos consolidados; dado que en los pulmones se absorbe hacia la sangre sólo una parte pequeña del SO2, NO2 y O3 que es inhalado, su medición en la sangre no refleja adecuadamente la real exposición. No obstante, una modalidad de indicador de efecto ampliamente utilizada para evaluar el impacto de los contaminantes clásicos corresponde a las pruebas funcionales pulmonares. Otros contaminantes del aire causan alteraciones enzimáticas diversas (plomo, manganeso, hidrocarburos aromáticos policíclicos) y mutaciones y aberraciones cromosómicas (cromo, benceno, hidrocarburos aromáticos policíclicos). El plomo y el CO son habitualmente evaluados a través de indicadores de exposición y de efecto. Existe una abundante bibliografía sobre monitoreo biológico de agentes químicos (Della Rosa y col., 1991; Elinder et al., 1994).

La vigilancia epidemiológica es un procedimiento para detectar enfermos en la población. Sus propósitos primarios no son de investigación del tipo generar hipótesis y verificar causa-efecto, pero eventualmente un sistema de vigilancia en funcionamiento puede contribuir con información útil para una evaluación de riesgos. Puede aportar datos sobre consultas ambulatorias u hospitalizaciones por afecciones respiratorias agudas desglosadas por edad, sexo y diagnósticos específicos, distribuidas por sectores urbanos y por día, semanas o meses. Esta información se podrá correlacionar con datos del monitoreo de la calidad del aire desagregados para los mismos sectores y periodos; es posible incluso estructurar un diseño ecológico. En ciertas circunstancias se podrá efectuar también estudios de casos y controles y de cohortes, basándose en la infraestructura informativa del sistema de vigilancia de los efectos asociados a la contaminación del aire.

Los estudios epidemiológicos han permitido establecer los niveles de concentración de los contaminantes en el aire a partir de los cuales aparecen diversos efectos agudos y subagudos en humanos; han permitido además establecer relaciones concentración-efecto y curvas concentración-respuesta para los contaminantes cuyos efectos son de preferencia locales en el árbol respiratorio. Esto se ha podido hacer de modo bastante preciso para niveles altos de contaminación y efectos agudos en la salud, pero las técnicas epidemiológicas presentan algunas limitaciones para detectar respuestas definidas con niveles bajos de contaminación, incluso cercanos a los límites ambientales de exposición recomendados. En general, la evaluación epidemiológica se encuentra con la dificultad de que la manifestación de los efectos de la contaminación atmosférica en la salud son sutiles, o sea, las asociaciones son débiles, por lo cual se pueden observar mejor en estudios de grandes poblaciones. No obstante, varios estudios de tipo transversal y de cohortes han aportado importantes resultados para definir los últimos valores guía de la OMS relativos a la exposición a contaminantes del aire.

Además, tanto el diseño como la interpretación de los resultados de los estudios ecológicos, de series temporales y transversales, debe tomar cuidadosamente en cuenta las características de la red de monitoreo de la calidad del aire, tales como la cobertura espacial (número de estaciones) y los tiempos de medición, el control y ajuste de las variables meteorológicas, así como algunas características de las poblaciones como son la distribución heterogénea de edades, niveles socioeconómicos, etc. Si este control es débil o insuficiente es probable que las asociaciones y correlaciones resulten erróneas.

Este problema se minimiza trabajando con grandes poblaciones que permitan ser fraccionadas y estratificadas en subgrupos de acuerdo, por ejemplo, con los resultados de las estaciones de monitoreo que se corresponden con las viviendas o los lugares de trabajo. Sin embargo, grandes poblaciones en ciudades muy extendidas espacialmente crean problemas relacionados con la cobertura y representatividad espacial de la red de monitoreo; en grandes ciudades con pocas estaciones disminuye drásticamente la representatividad del monitoreo del aire. A lo anterior se agrega el hecho que la distribución espacial de los contaminantes tiende a ser desigual; hay contaminantes que son más locales (CO, SO2, partículas grandes), cuyas concentraciones varían notoriamente en cortas distancias urbanas, y otros que son más regionales (sulfatos en aerosol, NO2, ozono, partículas pequeñas).

Todo esto obliga a seleccionar con cuidado las unidades geográficas de análisis de los estudios ecológicos y transversales o, en su defecto, usar en lo posible numerosas y pequeñas unidades geográficas así como hacer un gran número de observaciones, para mejorar la precisión de los cálculos.

Existe una abundante bibliografía sobre textos de epidemiología que orientan en detalle acerca de las metodologías aquí esbozadas (Beaglehole et al., 1994; Guerrero y cols, 1982; IPCS, 1983; Lilienfeld y col, 1982; Martínez, 1990). Existe además una reciente publicación de la OMS, que presenta la evaluación epidemiológica para analizar los riesgos ambientales para la salud; corresponde a una publicación de epidemiología intermedia, con enfoque de salud ambiental (OMS, 2001).