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“Revisión Bibliográfica del Impacto del Cambio Climático en la Emisión de Pólenes y Esporas por Fuentes Naturales y sus Implicaciones en la Calidad del Aire” Instituto Nacional de Ecología INE Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa UAM-I Agosto, 2009

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“Revisión Bibliográfica del Impacto del Cambio Climático en la Emisión de Pólenes y Esporas por

Fuentes Naturales y sus Implicaciones en la Calidad del Aire”

Instituto Nacional de Ecología INE

Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa UAM-I

Agosto, 2009

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Participantes Coordinación y supervisión general del estudio por parte del INE

M. I. Israel Laguna, Subdirector de Métodos y Estudios para la Mitigación del Cambio Climático en el Sector Energía, CPCC Ing. Aquileo Guzmán Perdomo, Jefe del Departamento de Métodos y Estudios de Mitigación Dra. Beatriz Cárdenas, Directora de Investigación Experimental en Contaminación Atmosférica, DGCENICA Biol. Salvador Blanco J., Subdirector de Investigación en Caracterización de Contaminantes Atmosféricos M. I. Arturo Alberto Campos Ramos, Jefe de Departamento de Determinación Gravimétrica y Morfológica de Partículas.

Coordinación y supervisión general del estudio por la UAM-I

M. en C. Angélica Martínez Bernal, Profesor-Investigador, Departamento de Biología, Área de Botánica. Dr. José David Sepúlveda Sánchez, Investigador del Laboratorio de Microscopía Electrónica de Barrido.

Biól. Juana Claudia Barrita Núñez, Técnico contratado por la UAM-I Est. Eduardo Laurent Martínez Olivares, Alumno de la UAM-I.

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1 RESUMEN EJECUTIVO ................................................................................................................ 4

2 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................ 6

3 JUSTIFICACIÓN ........................................................................................................................... 12

4 METODOLOGÍA ........................................................................................................................... 13

5 RESULTADOS PARCIALES: REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA ................................................ 13

5.1 CAMBIO CLIMÁTICO Y BIODIVERSIDAD ................................................................................... 145.2 BIOPARTÍCULAS, EMISIONES POR FUENTES NATURALES Y CAMBIO CLIMÁTICO ...................... 225.3 BIOPARTÍCULAS, CALIDAD DEL AIRE Y SALUD ........................................................................ 26

5.3.1 TABLA 1 Familias y géneros que producen pólenes alergénicos ...................................... 32 6 ACTIVIDADES A REALIZAR DURANTE LA SEGUNDA ETAPA DEL PROYECTO ...... 35

7 CONCLUSIONES PRELIMINARES ........................................................................................... 36

8 BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA Y CITADA ........................................................................... 38

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1 RESUMEN EJECUTIVO Estudio: “Revisión bibliográfica del impacto del cambio climático en la emisión de pólenes y esporas por fuentes naturales y sus implicaciones en la calidad del aire” Número: INE/A1-050/2009 Participantes por DGCENICA: M. I. Israel Laguna, Ing. Aquiles Guzmán Perdomo, Dra. Beatriz Cárdenas, Biól. Salvador Blanco Jiménez. y M. I. Arturo Alberto Campos Ramos. Participantes por UAM-I: M. en C. Angélica Martínez Bernal, Dr. José David Sepúlveda Sánchez, Biól. Juana Claudia Barrita Núñez, Est. Eduardo Laurent Martínez Olivares.

El objetivo de este trabajo fue realizar una revisión bibliográfica sobre el cambio

climático y su impacto en la emisión de partículas biológicas (pólenes y esporas) por

fuentes naturales y sus posibles efectos en la calidad del aire y en la salud. Una

primera fase consistió en realizar una búsqueda lo más completa posible, sobre la

información generada hasta el momento de los temas y una segunda fase fue revisar y

analizar la información para elaborar y presentar este documento.

Es bien sabido y enriqueciendo el tema con la revisión bibliográfica realizada, que en

los últimos años el tema del cambio climático y sus efectos en el ambiente, han sido

de gran interés a nivel mundial, por lo tanto, el papel que esta jugando el cambio

climático se ve reflejado en diferentes niveles tanto regional como global y en

diferentes procesos, en la dinámica de nuestro planeta; afectando la biodiversidad en

cuanto a la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas (cambios en la

fenología, fisiología, distribución e inclusive pérdida de especies); favoreciendo la

expansión de especies invasoras y plagas; su impacto en la contaminación

atmosférica incluyendo las emisiones de partículas suspendidas antropogénicas y

biológicas y por ende su repercusión de éstas en la calidad del aire y sus

consecuencias en la salud humana tanto en las comunidades rurales como urbanas.

Sin embargo, es importante mencionar que el cambio climático es atribuido directa o

indirectamente a la actividad humana alterando la composición atmosférica, en donde

también están involucradas todas las variables climáticas, procesos que se conjugan y

manifiestan su efecto en el planeta.

Por otro lado, esta revisión bibliográfica también nos da la pauta para insistir aún más

en la importancia y en el conocimiento de la presencia de pólenes y esporas en la

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atmósfera, no sólo es importante, conocer su morfología, a que grupo taxonómico

pertenecen, en que tipo de vegetación viven las plantas que producen estas partículas;

sino también es necesario contar con la siguiente información, producción, tiempo de

permanencia en la atmósfera, cuando son liberadas (fenología), permanecen en el

mismo lugar o son transportadas a otras regiones, etc., información vital para evaluar

su contribución en la atmósfera y por ende en la calida del aire y por lo tanto en el

impacto que tienen en la salud humana y en los ecosistemas; información que ya se

esta generando y utilizando en diferentes países a nivel mundial.

Por lo anterior, es importante continuar trabajando en esta línea de investigación y

seguir colaborando en proyectos en conjunto (INE-DGCENICA-UAM-I). La experiencia

que tiene DGCENICA en la realización de proyectos sobre partículas atmosféricas y

estudios sobre diagnósticos ambientales y la colaboración en proyectos con la UAM-I

para la caracterización e identificación taxonómica de pólenes y esporas y su relación

con problemas de salud, en el marco de estos proyectos, se desarrolla este proyecto,

evaluando el impacto del cambio climático, en las causas y efectos en la emisión de

pólenes y esporas por fuentes naturales y su efecto en la calidad del aire y en

problemas particularmente de alergias.

La información generada de estos proyectos será importante en la toma de decisiones

en los diferentes sectores: científico, ambiental, salud, etc. del país.

Por último quisiéramos señalar que seria importante a nivel nacional implementar

monitoreos para el muestreo de pólenes y esporas y poder contar con un índice de

recuento polínico, herramientas necesarias, que en conjunto con toda la información

generada de estos proyectos y de las futuras colaboraciones, nos ayuden a

implementar medidas de prevención y control sobre la emisión de los pólenes y

esporas.

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2 INTRODUCCIÓN

Desde hace 10,000 años el planeta ha experimentado una relativa

estabilidad climática; sin embargo, en la actualidad y desde una perspectiva

más cercana a la experiencia humana, es decir dentro de un periodo factible de

evaluar por el ser humano, se ha observado un incremento de la temperatura

media anual global (hoy día la tierra esta más caliente 0.75º C que en 1850,

IPCC -Intergovernmental Panel on Climate Change-,2001a). El asunto más

relevante es que se ha incluido al hombre como la principal causa de este

cambio climático. Se ha llegado a un amplio consenso científico, mediante

modelos matemáticos con un 90% de confiabilidad, de que las actividades

humanas alteran de manera directa o indirecta la composición de la atmósfera,

que agregada a la variabilidad climática natural, han provocado que el clima

global se vea alterado significativamente en este siglo, como resultado del

aumento de la concentración de Gases de Efecto Invernadero (GEI), tales

como el dióxido de carbono (CO2), el metano (CH4), los óxidos de nitrógeno

(N2O) y los clorofluorocarbonos (CFCs) (IPCC, 2001b; Monterroso et al., 2007).

Estos cambios en la concentración de los GEI son los que están

relacionados con cambios regionales y globales en la temperatura,

precipitación y otras variables climáticas, lo cual conlleva a cambios globales

en la humedad del suelo, derretimiento de glaciares, incrementos en el nivel del

mar y la ocurrencia más frecuente y severa de eventos extremos como

huracanes, frentes fríos, inundaciones y sequías (Houghton et al., 1996). Por lo

cual, enfrentar los problemas causados por el cambio climático será uno de los

grandes desafíos del siglo XXI.

La evidencia científica disponible actualmente confirma la asociación

entre la realización de un conjunto de actividades humanas tales como el

consumo de energía fósil o el cambio de uso de suelo y las crecientes

emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). Asimismo, existe evidencia

contundente que muestra la estrecha asociación entre el aumento continuo de

emisiones de GEI y los impactos climáticos; en particular un aumento paulatino

de la temperatura, modificaciones en los patrones de precipitación, cambios en

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la intensidad o en la frecuencia de eventos climáticos extremos, reducción de la

criósfera y un alza a nivel de mar (Galindo, 2008).

Diferentes autores (Schneider, 1989; Lashof y Ahuja, 1994; Ordoñez

1999) afirman que el dióxido de carbono es uno de los GEI más importantes y

que su emisión a la atmósfera por el cambio en el uso del suelo ocupa el

segundo lugar a nivel mundial con una fuerte contribución de las zonas

tropicales. Específicamente para México este fenómeno es de singular

importancia pues, se encuentra entre las regiones más vulnerables a los

impactos asociados al cambio climático debido a sus condiciones bioclimáticas

y socio económicas (Villers y Trejo, 1997; Gay, 2000).

Por lo que el incremento de las emisiones contaminantes al aire debido

al transporte, producción de energía y actividad industrial concentrada en áreas

densamente pobladas, a dado lugar a programas de gestión de la calidad del

aire, los cuales requieren de evaluar los contaminantes a través de un

monitoreo atmosférico, el cual consiste en medir, analizar y procesar

continuamente las concentraciones de contaminantes en un lugar y tiempo

determinados (Campos et al., 2008).

Las partículas son capaces de ejercer una marcada influencia sobre

nuestro entorno y modo de vida desde una escala global, por su influencia en el

cambio climático, hasta una más local asociada a la degradación de la

visibilidad que puede producir. Por otro lado las partículas pueden ejercer

efectos perniciosos sobre los ecosistemas, las estructuras existentes como

edificios o monumentos y lo que es más importante sobre la salud humana

(Salvador-Martínez, 2004).

Por lo anterior, las partículas suspendidas en sentido amplio son de

origen orgánico e inorgánico; los primeros también llamados biopartículas,

incluyen microorganismos y fragmentos de distintas variedades de materia

viva; el rango de tamaño va desde 15 a 400 nm para virus, de 0.3 a 10 µm,

para bacterias y de 1 a 100 mm para esporas, tanto de hongos como de

algunas plantas, granos de polen; en algunos casos también se ha encontrado

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pequeños fragmentos de alas, escamas de insectos o células de tejidos

epiteliales (Wittmaack et al., 2005); los segundos son una mezcla de

compuestos microscópicos en forma de líquidos y sólidos que pueden provenir

de emisiones de vehículos automotores, plantas de generación eléctrica,

procesos fotoquímicos o mecánicos. Sus efectos se han evaluado desde los

inicios de la contaminación ocurridos a principios del siglo pasado en diversas

ciudades del mundo; recientemente se han analizado utilizando la toxicología y

la epidemiología ambiental, con el objeto de encontrar los mecanismos

biológicos y fisiológicos por el daño que ocasionan en la salud, además de las

propiedades responsables de los mismos (Rojas y Garibay, 2003).

El reconocimiento de la morfología de las biopartículas especialmente

pólenes y esporas fúngicas es de gran importancia, ya que representa un gran

campo de estudio para la determinación del agente causal, por ejemplo, es

posible determinar la identidad de la planta a nivel de familia. Las

características morfológicas de las partículas biológicas (Ej. forma, tamaño y

ornamentación) permiten conocer el daño que éstas pueden provocar a nivel

de vías respiratorias en los individuos.

Cabe mencionar que los granos de polen son las estructuras

reproductoras masculinas de las plantas con semillas (Gimnospermas y

Angiospermas), que se liberan en grandes cantidades al ambiente; estos

pólenes son transportados (polinización) por diferentes vectores, como son:

insectos, plumaje, pezuñas, tracto digestivo de animales, agua, viento e

inclusive por el propio hombre para depositarse en una estructura reproductora

femenina y complementar su ciclo.

Benito-Rica, (2003) menciona que sólo el 10% de las especies vegetales

emplean el transporte del polen por el aire (anemófilia). El polen anemófilo en

su mayoría cae alrededor de los 100 m de su origen, pero en su misión de

diseminar el material genético puede viajar kilómetros. Sin embargo, se pueden

mantener temporalmente en la atmósfera para posteriormente cumplir su

función reproductiva; la proporción de dichas partículas en el aire, así como su

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naturaleza varia a lo largo del año en función de la época de polinización de las

plantas del entorno.

Por otro lado, las esporas son células reproductivas unicelulares o

pluricelulares, asexuales o sexuales, pueden ser de origen vegetal (algas,

musgos y helechos) o de origen fúngico (hongos); por lo general estas

estructuras son diseminadas por el viento y presentan ciertas características

que les permiten resistir factores adversos como: la variación de la

temperatura, presión osmótica y desecación (Herrera, 1990; Saenz, 1978).

Cabe mencionar que de la gran variedad de microorganismos que se presentan

en la atmósfera, las esporas de hongos tienden a ser el grupo más numeroso,

comprobando en algunas de estas partículas su capacidad alergénica, en

combinación también con los granos de polen y otros elementos de origen

antropogénico (Saenz y Gutiérrez, 2006).

La historia del conocimiento clínico de la alergia del polen comienza con

la descripción más temprana de un padecimiento con semejanzas con la fiebre

del heno, que fue redactado en Persia en torno al 865 D. C. por Mohammed Al

Razi. Leonardo Botallus describió los síntomas de la rinitis estacional. Jan

Baptista Von Helmonthizo la descripción de varios familiares que padecían

asma de verano como respuesta bronquial a una sustancia aire. Charles

Harrison Blackley que en Investigaciones Experimentales sobre Las Causas y

Naturaleza del Catarrus Aestivus (1873) definió la acción del polen en la rinitis y

asma bronquial y seria el pionero en la práctica de pruebas cutáneas de

diagnostico con polen y en la recolección de polen atmosférico para valorar la

repercusión clínica (Peterson y Saxon, 1996).

La patogenia de las enfermedades por alergia fue descubierta

sucesivamente a lo largo del siglo XX. Los estudios de Richet y Portier

definieron la anafilaxia en 1902. En 1906, el término de alergia fue acuñado por

Von Pirquet, que la definió como una respuesta anormal del organismo frente a

una sustancia (alérgeno), siempre y cuando exista una exposición previa.

También fue en 1906 que Wolf-Eisner clasifico a la polinosis dentro de las

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reacciones del tipo de la anafilaxia, con lo que se identifica su mecanismo

patogénico (Benito-Rica, 2003).

Existen diversos estudios para conocer la relación entre la exposición de

un agente y el efecto sobre el organismo. Rojas y Garibay (2003) mencionan

los estudios toxicológicos que involucran la evaluación de la relación dosis-

respuesta de un organismo determinado en condiciones controladas y los

estudios epidemiológicos que se enfocan a grupos de personas, sus

padecimientos y/o las causas de su muerte, y se evalúan las relaciones entre

estos y los eventos y circunstancias que pudieron desencadenarlos.

A partir de este marco de referencia en el año 2000, el Instituto Nacional

de Ecología (INE), por medio de la Dirección General del Centro Nacional de

Investigación y Capacitación Ambiental (DGCENICA) puso en operación un

sistema de microscopía electrónica de barrido con una microsonda acoplada

para el análisis químico elemental mediante espectrometría de rayos X, con el

fin de complementar los estudios sobre la calidad del aire. A la fecha se han

realizado diferentes estudios los cuales a partir de muestras ambientales

colectadas en distintas zonas de nuestro país y en particular en la Zona

Metropolitana de la Ciudad de México (ZMCM), se ha logrado una clasificación

de estas biopartículas con base en sus características morfoquímicas (Rojas y

Garibay, 2003).

Uno de los grupos de partículas suspendidas identificados con base en

la fuente de emisión, encontrados dentro de los proyectos elaborados, lo

constituye el grupo de las partículas biológicas, (pólenes, esporas y otros

elementos de origen orgánico); de los cuales se tiene poca información

reportada, que proporcione elementos para su caracterización; ya que estas

partículas son difíciles de determinar, debido a la gran diversidad de tipos,

formas y similitud que presentan.

Por lo anterior durante los años 2006 y 2007, se realizaron dos

proyectos de investigación, en colaboración entre la UAM-I y el INE, de los

cuales el objetivo principal fue la identificación de las partículas biológicas

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(pólenes y esporas) presentes en la atmósfera, por medio del muestreo

realizado por DGCENICA a través de imágenes de microscopía electrónica de

barrido (MEB). En estos estudios se describió la morfología de las

biopartículas; se identificaron taxonómicamente utilizando claves palinológicas

y métodos de comparación y se elaboraron dos tipos de fichas, palinológicas y

taxonómicas. Además, se realizó la búsqueda de información en problemas de

vías respiratorias, particularmente sobre alergias (INE-UAMI, 2006; 2007).

Cabe mencionar que la DGCENICA, cuenta con una importante

experiencia en la realización de estudios y proyectos de investigación científica

sobre partículas atmosféricas (Gómez-Perales et al., 2004, 2007; Márquez et

al., 2005; Salcedo et al., 2005; Querol et al., 2008). Así mismo, ha realizado

diversos estudios sobre diagnósticos ambientales enfocados a partículas

suspendidas y compuestos orgánicos volátiles en diferentes ciudades

mexicanas.

Durante 2008, el INE a través de la DGCENICA llevó a cabo dos

estudios, el primero denominado “Diagnóstico de contaminantes atmosféricos

en el aire ambiente en la zona de Tula-Vito Apaxco” (INE, 2008), en el cual se

analizó la composición química de las partículas atmosférica, mientras que en

el segundo estudio titulado “Análisis morfológico y químico elemental de las

partículas suspendidas de las regiones de Tula y Salamanca” se enfocó a

identificar la morfología y composición química de partículas provenientes de

fuentes fijas (INE-UAMI, 2008).

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3 JUSTIFICACIÓN

El INE ha venido desarrollando una base de datos de imágenes de

biopartículas suspendidas obtenidas en diferentes zonas de nuestro país con

diferentes tipos de ecosistemas a través de la colaboración con la UAM-I.

Mediante las imágenes de microscopía electrónica de biopartículas producto de

estos estudios, se estas generando información de gran interés y utilidad para

los diferentes sectores de la sociedad, relacionados con la calidad del aire, en

particular con efectos en la salud humana.

En el entendimiento de la contaminación del aire por partículas

suspendidas es muy importante contar con información y conocimiento sobre la

composición química, caracterización, identificación taxonómica y origen de las

partículas suspendidas por fuentes naturales.

Por otro lado, en los últimos años el tema de cambio climático ha venido

a despertar el interés por conocer sus efectos al ambiente, por ello, el INE en

colaboración con la UAM-I busca generar información sobres los diversos tipos

de esporas y pólenes presentes en la atmósfera y a su vez relacionarlos con

las fuentes emisoras, con el fin de conocer de manera detallada y precisa la

dinámica entre los procesos de emisión de biopartículas y los efectos

generados por e| cambio climático, además de generar información

fundamental de las partículas biológicas como la morfología (tamaño, forma,

ornamentación, etc), identificación a nivel por lo menos de familia, relación de

la emisión de partículas con tipo de vegetación y transporte y efectos en la

calidad del aire y en la salud.

Por lo anterior, esta revisión bibliográfica que se realizó sobre la

información generada y actualizada sobre el cambio climático, y el impacto de

este proceso en la emisión de pólenes y esporas por fuentes naturales y el

papel de estas biopartículas en la contaminación atmosférica y por ende en la

salud, servirá de marco de referencia para seguir realizando estudios sobre

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estos temas. Así mismo la generación de información será fundamental para

comprender los cambios ambientales que se están dando en nuestro país.

4 METODOLOGÍA

En la elaboración de este documento, se realizaron las siguientes

actividades:

A. Se determinaron los temas a desarrollar, siendo los siguientes:

• Cambio Climático y Biodiversidad • Biopartículas, Emisiones por Fuentes Naturales y Cambio Climático • Biopartículas, Calidad Del Aire y Salud

B. Se realizó una búsqueda bibliográfica exhaustiva y actualizada,

incluyendo diferentes revistas científicas; atlas de polen y esporas

relacionados con la salud; información en Redes Aerobiológicas; Base

de datos de la UAM-I; buscadores en línea, entre los que se encuentran

Jstor, Blackwell, Ebsco, PubMed, Springer, entre otros y paginas Web.

C. Se analizó toda la información recopilada para desarrollar cada uno de

los temas mencionados anteriormente.

D. Se elaboró un documento que se presenta como Informe Parcial de este

proyecto vigente.

5 RESULTADOS PARCIALES: REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA

La información revisada para la elaboración de este documento esta

ordenada y analizada de la siguiente manera:

El primer tema corresponde a cambio climático y biodiversidad, se

proporciona el marco teórico de los efectos que produce este proceso a nivel

mundial, aterrizando la información en el impacto que tiene el cambio climático

en a biodiversidad de México.

El segundo tema se enmarca en los trabajos de las biopartículas, sobre

todo en el contexto de la Aerobiología y particularmente en el proceso de

fenología y como el cambio climático esta afectando la producción de granos

de polen y esporas.

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El tercer tema corresponde al análisis de las biopartículas en el

ambiente y su impacto en la calidad del aire y por lo tanto la repercusión de los

pólenes y esporas en el sector salud, como alergénicos, causantes de

enfermedades en las vías respiratorias.

5.1 Cambio Climático y Biodiversidad

El Cambio Climático, es un cambio atribuido de manera directa o

indirectamente a las actividades humanas que alteran la composición global

atmosférica, agregada a la variabilidad climática natural observada en periodos

comparables de tiempo. Por lo que, el cambio climático global y el aumento de

la temperatura se comprenderá mejor si partimos primero de como opera el

clima global.

El clima es consecuencia del vínculo que existe entre la atmósfera, los

océanos, las capas de hielos (criosfera), los organismos vivientes (biosfera) y

los suelos, sedimentos y rocas (geosfera). Sólo si se considera al sistema

climático bajo esta visión holística, es posible entender los flujos de materia y

energía en la atmósfera y finalmente comprender las causas del cambio global

(Global Climate Change Information Programme) (GCCIP, 1997). El Cambio

Global Climático, es un cambio atribuido de manera directa o indirectamente a

las actividades humanas que alteran la composición global atmosférica,

agregada a la variabilidad climática natural observada en periodos comparables

de tiempo.

Se considera que el cambio climático es la principal amenaza ambiental

del presente siglo; en el Cuarto Informe de Evaluación del Cambio Climático del

Panel Intergubernamental para el Cambio Climático (IPPC) a nivel mundial se

indica el efecto de las actividades antrópicas, que en las tres ultimas décadas

han influido en los sistemas biológicos y que a escalas regionales, el cambio de

uso de suelo, la contaminación y las especies invasoras son amenazas que se

añaden a las del cambio climático. Los primeros estudios sobre los efectos del

cambio climático en los ecosistemas están relacionados con movimientos

altitudinales de especies, ampliación y extinción de los ecosistemas y cambios

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en los patrones fenológicos de las especies. Sin embargo, aun existe

incertidumbre del efecto en conjunto de cambios de temperatura y la

precipitación sobre la vegetación (IPPC, 2007).

La repercusión de la nueva tendencia causada por el efecto del cambio

climático que parece tomar el clima sobre las plantas y su fenología preocupa a

diversas disciplinas, las más notables son la dinámica de la vegetación (riesgo

de desertificación), la agricultura y la salud pública (alergias respiratorias)

(Belmonte y Canela, 2008).

Algunos estudios señalan cambios fenotípicos y respuestas

conductuales y fisiológicas en numerosas especies como respuesta al cambio

ambiental e incluso algunas investigaciones indican que dichos cambios están

produciendo respuestas evolutivas forzadas en especies de diversos grupos

taxonómicos, incluyendo aves, mamíferos e insectos (Bradshaw y Holzapfel,

2006).

En ese sentido, las perspectivas sobre las posibles implicaciones del

cambio climático para la biodiversidad a nivel mundial son desalentadoras, e

incluyen el desplazamiento y la erradicación de especies de plantas y animales,

la modificación o sustitución de ecosistemas a nivel regional y, en el peor de los

casos, la extinción de especies (Peterson et al, 2002; Thomas et al., 2004;

Franco et al., 2006; Malcolm et al., 2006). Por lo que esta evidencia del cambio

climático estaría afectando la diversidad biológica, lo que acrecentaría el riesgo

del daño para el hombre y los ecosistemas naturales.

Por lo anterior los ecosistemas terrestres se afectarían en la estructura y

funcionamiento de éstos, además de alterar la fenología y las interacciones

entre especies, favoreciendo la expansión de especies invasoras y plagas, y

aumentará el impacto de las perturbaciones tanto naturales como de origen

humano. Las zonas y sistemas más vulnerables al cambio climático son las

islas y los ecosistemas aislados, como son las islas edáficas y los sistemas de

alta montaña, y los ecotonos o zonas de transición entre sistemas (Moreno, et

al., 2005).

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Para comentar del cambio climático y su efecto en México,

consideramos oportuno partir del siguiente marco: México está considerado

dentro de los cinco países con mayor diversidad biológica ya que en su

territorio convergen dos reinos biogeográficos: el neártico y el neotropical;

aunado a lo anterior la compleja fisiografía del país ha favorecido el desarrollo

de aproximadamente 35 mil especies de plantas, de las cuales 2,500 especies

son arbóreas y conforman el dosel superior de los bosques, cuyas

características difieren en estructura y composición, albergando, en muchos de

los casos, endemismos (tendencia de algunas plantas a limitarse de manera

natural a una zona determinada) de alto valor actual y potencial de los bosques

del futuro. En nuestro país los bosques se encuentran clasificados en cuatro

grandes ecosistemas, como: 1) de clima árido y semiárido, 2) de clima

templado-frío, 3) de clima cálido-húmedo, y 4) de clima cálido-seco

(SEMARNAT, 2005).

En este sentido las especies animales y vegetales del país hasta ahora

amenazadas por la presión de las actividades humanas, también lo estarán por

efectos del cambio climático. El Estudio de País, presentado en la Primera

Comunicación de México ante la Convención Marco de las Naciones Unidas

sobre el Cambio Climático en 1997, considera supuestos de un incremento de

2°C en temperatura y una disminución de 10% en la precipitación anual para

generar distintos escenarios de cambio climático. Con base en estas

diferencias en los valores de temperatura y precipitación, se estima que los

tipos de vegetación más afectados en México serán los bosques templados, los

bosques tropicales y los bosques mesófilos de montaña, lo que implicará un

cambio en la distribución de las especies que habitan en estos ecosistemas. Se

sabe que una modificación en el área de cobertura de los tipos de vegetación,

ya sea una contracción o una expansión, necesariamente traerá como

consecuencia una nueva distribución espacial de las especies, así como

cambios en la abundancia de aquellas más susceptibles (Arriaga y Gómez,

2004).

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Informe Parcial del Convenio INE/A1-050/2009 “Revisión Bibliográfica del Impacto del Cambio Climático en la Emisión de Pólenes y Esporas por Fuentes Naturales y sus Implicaciones en la Calidad del Aire” 17

En México todavía se conoce muy poco acerca de las repercusiones del

cambio climático en la distribución de las especies y la composición de las

comunidades vegetales en su conjunto. Algunos autores apuntan una perdida

de las selvas y una disminución de 18% de los bosques templados en México a

mediados del siglo presente. La estimación del efecto del cambio climático a

distintas escalas puede contribuir a identificar la vulnerabilidad de los tipos de

vegetación, de la diversidad de especies o, incluso, la diversidad genética.

Además de identificar la vulnerabilidad de los componentes de la biodiversidad

ya que los ecosistemas tienen la capacidad para adaptarse a los cambios

naturales del clima. Además de considerar que la migración de las plantas es

para encontrar las condiciones óptimas para su desarrollo, dependen del grado

de deforestación y fragmentación de los sistemas naturales de las barreras

físicas (ríos, montañas, carreteras y ciudades) y de la competencia de especies

(CONABIO, 2009).

(Fig. 1) Algunos de los estudios sobre el efecto del cambio climático en la

biodiversidad de México Tomada del Capital Natural de México. 2009.

CONABIO.

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Informe Parcial del Convenio INE/A1-050/2009 “Revisión Bibliográfica del Impacto del Cambio Climático en la Emisión de Pólenes y Esporas por Fuentes Naturales y sus Implicaciones en la Calidad del Aire” 18

Fig. 1 Ejemplos de especies y ecosistemas afectados por el cambio climático. Tomada del Capital Natural de México.

2009. CONABIO.

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Informe Parcial del Convenio INE/A1-050/2009 “Revisión Bibliográfica del Impacto del Cambio Climático en la Emisión de Pólenes y Esporas por Fuentes Naturales y sus Implicaciones en la Calidad del Aire” 19

El cambio climático ha producido numerosos cambios en la biodiversidad

biológica por lo que ésta responde a los cambios en cuanto a distribución de

especies y pérdida de la biodiversidad. Tomando ventaja del conjunto de los

datos acumulados en México por la Comisión para el Conocimiento y Uso de la

Biodiversidad (CONABIO), así como de las nuevas herramientas de

información sobre biodiversidad y efectos cuantitativos del cambio climático, se

han visto reflejados en la distribución de 1.870 especies (1.179 aves, 416

mamíferos y 175 mariposas de las familias Papilionidae y Pieridae) (Peterson,

et al., 2002).

CONABIO (2009) menciona que no sólo el cambio climático afecta la

fenología de las especies vegetales, sino también el cambio de biodiversidad,

en cuanto a la perdida de cobertura vegetal (destrucción y transformación del

hábitat), seguido por la sobreexplotación de recursos y la presencia de

especies invasoras o de contaminantes, han constituido los factores de mayor

impacto sobre la mayoría de los ecosistemas terrestres. El impacto de los

patrones de uso de tierra es un factor importante de tomar en cuenta ya que su

efecto se reflejará también en el cambio de cobertura de todos los ecosistemas

terrestres, estos análisis son resultados de los datos compilados por INEGI de

1968 a 2002.

(Fig. 2) Impacto de la actividad humana sobre la biodiversidad de México y

magnitud del cambio (impacto) del cambio en los ecosistemas. Tomada de

Capital Natural de México. 2009. CONABIO.

Fig. 2 Impactos sobre la Biodiversidad de México. Tomada del Capital Natural de México. 2009. CONABIO

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Por otro lado, la vegetación está en sintonía con su entorno, y cambios

en la humedad y/o temperatura actuarán modificando la composición y la

distribución de las comunidades vegetales. A pesar de que las concentraciones

de polen y esporas dependen de gran medida de las especies existentes tanto

cultivadas como silvestres, las variaciones en dichas concentraciones

dependen de los factores meteorológicos. El cambio climático podría adelantar

o alargar el periodo polínico para algunas especies con capacidad alergénica,

además el incremento en los niveles de CO2 podría afectar la producción del

polen.

En este sentido, los granos de polen juegan un papel muy importante

cuando son liberados y transportados a un sitio de depósito donde son

preservados, archivándose de esta manera el registro de la vegetación;

Existiendo también diferencias en la producción y dispersión del polen entre las

plantas, por lo que su representación en los depósitos puede variar. Para

resolver este problema se analizan las lluvias de polen de la vegetación

productora y se establecen las relaciones entre los datos polínicos y la

frecuencia de las plantas por medio de métodos estadísticos. Los conjuntos

polínicos son un reflejo de la vegetación productora, y ésta se desarrolla bajo

ciertas condiciones climáticas. Estos datos polínicos, que son porcentajes de

polen, son entonces utilizados para calibrar las lluvias de polen fósiles que se

recuperan de los depósitos, posibilitando por lo tanto hacer inferencias sobre

los climas pasados (Lozano, 2004).

A través de los datos palinológicos se ha reconstruido la vegetación de

vastas zonas del planeta, en periodos clave para comprender el funcionamiento

del sistema climático. Algunas regiones de México han sido estudiadas desde

el punto de vista de la historia de la vegetación, relacionándose ésta con el

cambio climático global y regional. Es importante mencionar que para todos los

ambientes terrestres, los sedimentos que se depositan en los fondos de los

lagos son una valiosa fuente de información paleoclimática y paleoecológica,

dichos sedimentos lacustres poseen un conjunto de datos o líneas de evidencia

sobre el cambio climático y mediante su estudio es posible estimar

paleotemperaturas con el empleo de métodos isotópicos, tasas de erosión,

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información sobre composición y variación de los componentes de los

ecosistemas acuáticos y terrestres, y cambios en los niveles lacustres que se

interpretan en términos de cambios en la precipitación (Lozano, 2004).

Distintos estudios elaborados en México para el análisis del cambio

climático y su relación con la vegetación se ven solo enfocados a la captura de

gases, distintos autores reportan investigaciones elaboradas con este énfasis;

García de la Rosa et al., 2007 registraron un incremento de la temperatura

ambiental y la precipitación durante el periodo de 1941-2000, en un bosque

mesófilo de montaña del pacifico mexicano; para tratar de mediar el aumento

de deforestación en la zona de estudio. Por otra parte Gómez-Díaz et al., 2007

elaboraron un estudio en el cual plantearon la simulación y cuantificación de los

cambios en las condiciones climáticas, como posible aumento en las

concentraciones de gases de efecto invernadero ejercidas en la Reserva de la

Biosfera “Barranca de Metztitlán”; realizaron la caracterización de las variables

climáticas temperatura y precipitación, tomando como periodo base 1961- 1990

y aplicaron los factores de corrección de cambio climático obtenidos de los

modelos de circulación general (GCM) Norte Americano (GFDL) e Inglés

(HADLEY) para los años 2020 y 2050; en este estudio observaron una

tendencia en el incremento de los ambientes secos y una reducción de los

ambientes templados, por lo que se espera una alteración en la composición y

distribución de todas las comunidades vegetales.

Villers y Trejo 1998 mencionan que la aplicación de dos modelos de

circulación general (GCM) como el Geophysical Fluid Dynamics Laboratory

(GFDL-R30) y el Canadian Climate Centre Model (CCCM), aplicados en

general al territorio de México, sugiere un impacto diferencial en términos del

área propicia para el desarrollo y mantenimiento de los grandes tipos de

vegetación: un marcado efecto negativo en los ecosistemas de afinidad fría y

templada (bosques de coníferas de altura, bosques mixtos y bosques

mesófilos) y uno probablemente menor en los de afinidad calido-húmeda

(selvas secas húmedas). Mientras que en los primeros se pronostica una

reducción proporcional que va de intermedia a total, en los últimos se

pronostica una ausencia de cambio e incluso un incremento proporcional

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pequeño del 5 o 10 por ciento. De cara al futuro puede preverse que, de seguir

la tendencia del cambio climático antropogénico proyectada actualmente el

cambio climático podría ser uno de los factores directos de mayor impacto

sobre la biodiversidad. Se esperan aumentos de temperatura y reducciones

generales en la precipitación, en combinación con tormentas.

5.2 Biopartículas, Emisiones por Fuentes Naturales y Cambio Climático

La Aerobiología, y en concreto la Aeropalinología, permite cuantificar

cambios en la fenología floral de plantas anemófilas. Por otro lado, los estudios

fenológicos de campo son de gran interés para predecir e interpretar los datos

aerobiológicos sobre el contenido de polen en el aire. En los últimos años se ha

incrementado el interés por esta ciencia integradora debido a que considera

que las bases de datos fenológicos ofrecen una importante información acerca

del impacto del cambio climático en la fenología reproductora y en la morfología

de las diferentes especies, así como en su biodiversidad. Las bases de datos

aerobiológicos ofrecen información detallada sobre la fenología reproductora

especialmente de especies anemófilas. Este interés está conduciendo hacia

una mayor valoración de los métodos tradicionales de fenología y al desarrollo

de nuevos métodos y aplicaciones de la fenología que están mejorando la

interpretación de los resultados aerobiológicos.

Los análisis y resultados obtenidos por medio de la aplicación de estas

disciplinas, pueden ser de gran utilidad para la detección de los pólenes que

causan alergia entre la población, la previsión de cosechas, la detección del

adelanto y retraso de la floración de las plantas y su relación con el cambio

climático.

Por lo anterior diversos autores han tratado ya este tema, analizando las

series de datos de contenido de polen en la atmósfera para diversos periodos

de tiempo y observando, con distinto grado de significación, las respuestas de

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los diferentes taxones a las situaciones particulares de cada área de estudio

con respecto al cambio del ambiente.

Por ejemplo, los estudios que actualmente se están desarrollando en el

campo de la Aerobiología, en España indican que la presencia de granos de

polen y esporas de hongos en el aire está en continuo aumento, lo que a juicio

de numerosos autores, ha podido provocar que las enfermedades de tipo

alérgico hayan experimentado un notable incremento en este país,

estimándose que cerca de ocho millones de españoles padecen alergopatías.

Es importante mencionar que en los últimos años, se ha demostrado que

en el aire, además de polen, existen partículas con actividad alergógena de

menor tamaño que, al encontrarse dentro del rango de la fracción respirable,

penetran por las fosas nasales hasta los bronquios, desencadenando de forma

rápida los molestos síntomas que sufren los alérgicos (D’Amato et al., 1998,

Spieksma et al., 1995).

Por otro lado Frei y Leuschner (2000), realizaron un monitoreo de polen

durante 30 años en la región de Basel, Suiza, estos autores analizaron la

producción de polen de algunas plantas (Alnus, Quercus y Betula) y observaron

un cambio en la producción de polen debido al cambio de temperatura y al

incremento nutrimentos como el de CO2 y NOx, durante este periodo, en donde

se modificaron las etapas de floración principalmente a principios de primavera

y verano; Emberlin et al. (2002) elaboraron un estudio similar monitoreando la

liberación de polen de Betula durante 20 años en distintas regiones del

noroeste de Europa, ellos registraron un cambio en la presencia de carga de

polen en la atmósfera durante los primeros meses de la primavera como

resultado del cambio de temperatura de 1 °C con respecto a años anteriores,

además proponen elaborar modelos predictivos de la liberación de los granos

de polen para prevenir enfermedades en la población debido al cambio en la

fenología de estas especies.

Por otra parte, Clot, (2003) elaboró un análisis en Suiza del polen en la

atmósfera desde 1979, señalando el incremento de enfermedades alergénicas

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principalmente causadas por plantas del género Taxus, Poa, Pinus, Betula,

Urtica y Fraxinus, como respuesta al incremento de temperatura global.

Además, señalan en sus observaciones que el incremento de la polinosis

prevalece principalmente en países industrializados. Posteriormente Orlandi et

al., (2005); realizaron una investigación sobre la floración del árbol del olivo

(Olea europea L.) en el área central de Italia; como respuesta a estudios

realizados con anterioridad sobre el cambio climático y su impacto. Los autores

relacionaron el clima y los periodos de floración de esta planta durante 22 años

y registraron la respuesta fisiológica al incremento mínimo de temperatura, ya

que la respuesta al calor en esta especie es inmediata durante esta etapa.

Finalmente Tedeschini et al., (2006) presentan un trabajo sobre los

efectos del cambio climático en Platanus spp analizando su polinización en

diferentes áreas de Italia y España, caracterizado por distintos tipos de climas;

confirmando que las etapas de liberación de polen puede verse afectada por el

incremento de temperatura y humedad que varían año con año.

Para México se conocen pocos trabajos enfocados en la caracterización

de pólenes y esporas y su relación con el ambiente.; en 1996 Bronillet; realizo

una investigación del polen aéreo en el norte de la Ciudad de México, en el

cual identifico 24 taxa y los clasificó de acuerdo a su forma de crecimiento,

árboles, arbustos y herbáceas. El polen fue colectado por alrededor de un año,

con un pico importante en el mes de diciembre; marcándose principalmente en

la estación de secas; los grupos mas representativos fueron, Alnus, Casuarina,

Compositae y Graminae.

Durante el 2008-2009 se realizó un estudio denominado “Identificación

de partículas biológicas: granos de polen y esporas presentes en la atmósfera

utilizando muestras colectadas de partículas suspendidas e imágenes de

microscopía electrónica de barrido (MEB)”; como parte de un servicio social en

colaboración con el INE-UAM-I”. En este trabajo se analizaron muestras de

biopartículas presentes en el aire colectadas por la DGCENICA durante el

proyecto Tula-Vito Apaxco (INE, 2008); los resultados muestran la presencia de

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una gran cantidad de esporas fúngicas pertenecientes a los géneros; Cribraria,

Physarum, Cladosporium, Gyromitra, Penicillium y Tulostoma;. en cuanto a

pólenes reportados, se encontraron algunos géneros de plantas, incluyendo el

tipo de vegetación en donde crecen, como: Juniperus, Oxalis y Pinus-Bosque

de Coníferas;;Betula, Alnus y Baccharis-Bosque mesófilo de montaña y

Taxodium y Fraxinus-Vegetación riparia (orilla de ríos); Todas esta

biopartículas se caracterizaron y se elaboraron además fichas palinológicas y

taxonómicas y se revisó su repercusión y efecto en la salud humana.

En relación con los estudios enfocados a esporas, a nivel mundial se

encuentra la aportación de Sáenz y Gutiérrez (2006), quienes realizaron un

estudio sobre esporas atmosféricas en la comunidad de Madrid; en este

documento analizaron el proceso aerobiológico de las esporas fúngicas.

Además revisaron y analizaron la información generada hasta el momento del

tema de investigación, incluyendo el futuro de los estudios aerobiológicos, así

como los problemas metodológicos y la problemática de identificación de estas

partículas biológicas. Un aporte significativo de este trabajo son las

características morfológicas de las esporas en microscopia de luz.

Para México se conocen pocos trabajos enfocados al estudio de esporas

de hongos, desde el punto de vista aerobiológico, entre estos trabajos se

encuentran los de Elliott & Lehrer, (1992) que analizan la morfología y las

propiedades alergénicas de esporas de hongos del grupo de los

Basidiomicetes de 4 especies de Calvatia que han sido identificadas en

estudios aerobiológicos por medio de extractos probados en pacientes con

sensibilidad alérgica.

Por otro lado, Rosas et al., (1993) elaboraron un trabajo acerca de la

presencia de esporas de hongos del género Penicillium, en las áreas urbanas

en la Ciudad de México; específicamente en dos delegaciones (Cuauhtémoc y

Gustavo A. Madero); analizan las esporas colectadas y realizan un cultivo para

aislar e identificar los géneros presentes en esta región. Posteriormente

Calderón et al., (1997) analizan el efecto de un clima urbano sobre la

distribución espacial y temporal de esporas de hongos del grupo de los

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Deuteromicetos, durante el año de 1991 en dos áreas también en la Ciudad de

México; este estudio además contribuye con el conocimiento de varios tipos de

esporas de hongos comunes en el ambiente como Cladosporium y Alternaria.

Recientemente, Flores et al., (2007) realizan un estudio aerobiológico de

la Zona aledaña al relleno sanitario “San Nicolás”, en el Municipio de

Aguascalientes, el estudio se llevo a cabo durante dos años, analizando la

microbiota que presenta un gran interés para la salud como agentes patógenos

del ambiente. En este trabajo se lograron aislar alrededor de 21 especies de

bacterias así como 19 especies de hongos dentro de las cuales siete de ellas

correspondes a partículas reportadas como alergénicas destacando

Cladosporium herbarum, Aspergillus spp. y Penicillium spp.

5.3 Biopartículas, Calidad del Aire y Salud

La disminución de la calidad del aire debido a la contaminación

atmosférica en zonas urbanas es producto de un conjunto de factores físicos,

químicos y biológicos. La importancia del control de la contaminación

atmosférica tiene que ver con los daños directos que causa a la salud, a la flora

y a la fauna, o las alteraciones al medio ambiente (Cárdenas et al., 2003).

La modificación de la composición de la atmósfera, causada por el

hombre o por la naturaleza, altera la calidad del aire, causando cambios en el

clima por influencia en el balance radiactivo terrestre, debido a las

modificaciones en el equilibrio entre la energía absorbida por la tierra y la

liberada por la atmósfera, que en gran parte puede ser regulada por la acción

de los gases de efecto invernadero emitidos de forma natural. Por tanto esta

alteración de la composición de la atmósfera puede distinguirse en dos escalas:

la primera; las escalas local, regional y de larga distancia, en las que el

deterioro de la calidad del aire o el aporte de determinados contaminantes

pueden tener repercusiones negativas sobre los ecosistemas y la salud; la

segunda escala es a nivel global, donde el aporte de contaminantes específicos

o la destrucción de determinados componentes atmosféricos, pueden alterar el

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balance radiactivo terrestre y por ello inducir cambios en el clima (Querol,

2008).

Los efectos de la contaminación atmosférica en la salud de la población

mundial se han documentado ampliamente durante más de 70 años. Las

primeras evidencias surgieron con los episodios de contaminación del valle del

Mosa, Bélgica (1931), Donora, Pensilvania, EE.UU. (1948) y Londres,

Inglaterra (1952). En ellos resultó obvia la asociación entre exposiciones

extremadamente elevadas a partículas y/o bióxido de azufre y morbi-mortalidad

cardiovasculares (Pope et al., 1991, 1995; Dockery et al., 1993; Schwartz,

1996). Estos episodios desencadenaron la aplicación de medidas y programas

de control y prevención de la contaminación, gracias a los cuales la calidad del

aire ha mejorado en muchas ciudades del mundo. No obstante de esta mejoría,

los efectos de la contaminación atmosférica en México sobre salud están

asociados a los hallazgos recientes de estudios epidemiológicos, en diversas

investigaciones se siguen encontrando asociaciones entre la concentración de

partículas en el ambiente y la mortalidad total, cardiovascular, pulmonar y de

cáncer de pulmón, así como con indicadores de morbilidad, tales como

admisiones hospitalarias, visitas a sala de emergencias, exacerbación de

síntomas en asmáticos y disminución de la función pulmonar (Borja-Aburto et

al., 1997; Loomis et al., 1999; Tzintzun et al., 2005).

Es importante señalar que las partículas biológicas, los componentes

químicos y los desechos industriales; se encuentran catalogados dentro de los

componentes que producen con mayor frecuencia alergias, siendo las

partículas biológicas las que impactan, principalmente en las vías respiratorias;

además de provocar dermatitis y conjuntivitis. Méndez et al. (1996) y Borja-

Aburto et al. (1998), reportan la aparición y severidad de síntomas en piel,

mucosas y en sistema respiratorio, con agravamiento de padecimientos como

sinusitis, bronquitis, asma y enfisema Estas partículas constituyen en

determinadas temporadas, un componente importante de las partículas

suspendidas de la atmósfera.

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Existen diversos esfuerzos a nivel nacional e internacional para controlar

y mejorar la calidad del aire en zonas urbanas o con problemas por

concentración de partículas antropogénicas. En varios países, incluido México,

se han establecido normas de calidad del aire para este tipo de partículas y

otros contaminantes, así como mecanismos de respuesta y programas de

prevención para asegurar mejoras en la calidad del aire (Rojas y Garibay,

2003).

En México debido a las altas concentraciones de contaminantes

atmosféricos, la Secretaria de Salud emitió la Norma Oficial Mexicana que

establece los limites máximos permitidos como medida de protección a la salud

(Vega et al., 2001).

Con respecto al párrafo anterior, quisiéramos señalar que en México no

existe una Norma Oficial sobre calidad del aire para partículas biológicas

(pólenes y esporas).

Dentro de las biopartículas atmosféricas el polen es el causante principal

y uno de los elementos más importantes que provocan alergia, asma y

rinoconjuntivitis; la polinización de las plantas depende de distintas variables

climáticas y meteorológicas, por lo tanto las grandes concentraciones de

bióxido de carbono y las altas temperaturas pueden incrementar la cantidad de

polen liberado, pero también, el cambio en la distribución geográfica de las

plantas puede inducir grandes temporadas de liberación de polen. La alergia al

polen también puede incrementarse debido a los efectos combinados con la

polución del aire. Diversos estudios muestran, que la carga de polen en el aire

depende de dos factores principales: los granos de polen liberados a nivel

regional y los granos liberados por recursos remotos y transportados a la región

por grandes masas de aire. El pronostico local y regional de las emisiones de

pólenes puede basarse, en modelos fenológicos y distintas observaciones,

tales como el monitoreo aerobiológico (Sofiev et al., 2009).

El cambio climático tiene consecuencias significativas en la salud de las

poblaciones a través de cambios en la temperatura y la precipitación,

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incluyendo también los eventos extremos como: huracanes, tornados,

tormentas, heladas, frentes fríos, etc. No obstante, estos efectos se presentan

normalmente por medio de canales indirectos tales como la calidad del aire,

agua y los ecosistemas.

Se han realizado varios estudios en donde se analizan los efectos de las

partículas biológicas y su impacto en la salud a nivel mundial, distintos

investigadores como Valero y Cadahia (2002; 2005; 2008); Gatusso et al.,

(2003); y Vergamini et al., (2006) por mencionar algunos, coinciden en

reconocer algunas familias de plantas que producen polen alergénico como, :

Pinaceae, Poaceae, Salicaceae, Cupressaceae, Betulaceae, Fagaceae,

Oleaceae, entre otras.

En cuanto a esporas fúngicas, diversos autores como: Portón et al.,

(2002); Bueno et al., (2003); Valero et al., (2005) Sáenz y Gutiérrez (2006);

coinciden también en que la producción de esporas de los géneros Aspergillus,

Penicillium, Cladosporium, etc., se encuentran entre las partículas que causan

problemas de alergias.

A continuación se comentan algunos trabajos sobre problemas de

alergias causadas por estas partículas biológicas y al final se presenta una

tabla, que incluye varios trabajos resumidos sobre plantas y su efecto

alergénico.

De Linares et al., (2006) realizaron un trabajo en España denominado

Estudio de la actividad alergénica de Olea europaea L. y su relación con

ingresos de pacientes en los servicios de urgencias (Hospital San Cecilio de

Granada). En este trabajo analizaron el ingreso de pacientes en los Servicios

de Urgencias del Hospital Clínico San Cecilio de Granada, que presentaron

algún síntoma de alergias.; en la metodología mencionan que la obtención de

muestras de aire se realizó en el periodo de polinización de Olea europaea

comprendido entre los meses de abril y junio con un captador Casca de

Impactor y un captador volumétrico tipo Hirst (Burkard Spore Trap), los cuales

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funcionaron de forma simultánea y adyacentes en la terraza de la Facultad de

Ciencias de la Universidad de Granada en España.

Con los datos obtenidos en este trabajo se estudió la correlación de

síntomas de alergia a Olea europaea con el contenido de granos de polen de

olivo y la concentración alergógena real, para ver cuál de estos datos se ajusta

más a los síntomas que sufren los alérgicos y por tanto conocer qué

información será más útil para los pacientes de alergia y responsables de

salud. Dentro de esta contribución se mencionan otros trabajos como el de

Bousquet et al., (1985) y Domínguez et al., (1991) quienes coinciden que el

polen de olivo (Olea europaea) es considerado como la causa más importante

de alergia en la Región Mediterránea. Su alergeno más relevante es Ole e 1,

proteína reconocida como alergeno mayor, que representa el 20% del total de

proteína del polen; como resultado de estas investigaciones, se ha demostrado

que tanto la actividad alergénica como las concentraciones de polen en aire

evolucionan de manera similar excepto en los periodos previos y posteriores a

la estación principal de Olea.

Diversos estudios clínicos también han demostrado que la prevalencia

de la polinosis se ha duplicado en las últimas dos décadas en la mayoría de los

países europeos y especialmente, en el medio urbano. Dichos trabajos se

basan principalmente en pacientes que asisten a las consultas, pero apenas

existen estudios sobre el porcentaje de alérgicos en la población general. En

este sentido se ha realizado un estudio epidemiológico en la población

estudiantil de la Universidad de León en España. Los antecedentes de

enfermedades alérgicas y otros datos de sus hábitos de vida de los

estudiantes, se determinaron mediante las respuestas a un cuestionario. Se

analizaron las reacciones alérgicas cutáneas, mediante técnica Prick-test, a los

siguientes alergenos: Dermatophagoides pteronyssinus, Dermatophagoides

farinae, Tyrofagus putrescentiae, epitelio de perro, epitelio de gato, Alternaria

alternata, Aspergillus fumigatus, Penicillium notatum, Cladosporium herbarum,

Mucor mucedo, Lolium perenne, Cynodon dactylon, Plantago lanceolata,

Artemisia vulgaris, Chenopodium album, Taraxacum officinale, Cupressus

arizonica, Platanus acerifolia, Quercus ilex, Populus sp., Fraxinus excelsior,

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Pinus sp., Betula alba, Acer negundo y Látex. Dichos antígenos están

estandarizados en unidades de masa (Bial-Arístegui). Un 50,5% de los

estudiantes dieron reacción positiva (diámetro mayor de la pápula igual o

superior a 3 mm) a alguno de los alergenos anteriormente mencionados. Los

resultados correspondientes a los porcentajes de alergenicidad a los extractos

polínicos analizados en este trabajo fueron los siguientes: Artemisia 12%,

Chenopodiaceae 19,8%, Plantago 16,6% y Taraxacum 19,8%. (Valencia-

Barreara, et al., 2006).

Cabe señalar que a nivel mundial se reconocen distintas familias de

plantas cuya producción de polen puede provocar asma y problemas de alergia

a nivel respiratorio. En este campo, los principales estudios se han realizado en

España, en donde se ha trabajado de manera continua las causas y orígenes

de estas enfermedades.

Finalmente en la Tabla 1 se presentan algunos estudios que relacionan

las biopartículas y su problemática en la salud.

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5.3.1 TABLA 1 Familias y géneros que producen pólenes alergénicos Familia Géneros Distribución Descripción del grano de

polen Efectos sobre la salud Referencia

Betulaceae Betula, Alnus y Corylus En regiones templadas y frías del Hemisferio Boreal o en la Cordillera de los Andes en el Hemisferio Austral

Betula granos de polen de forma esferoidal, de 18 a 28 µm, aperturas del tipo trizonoporado, pared delgada, con annulus prominentes, lisa o con pequeñas granulaciones.

Corylus granos de polen de forma suboblada a triangular, de 20 a 26 µm, aperturas trizonoporado, pared delgada con gránulos finos y annulus poco marcados.

Alnus granos de polen de forma oblada, de 22 a 34 µm, aperturas pentazonoporado, pared fina con pequeñas granulaciones y annulus gruesos; la principal marca distintiva son los“arci”

El polen de Betula resulta ser el más alergénico siendo causa de polinosis en el 10 y 20% de la población del centro y norte de Europa. Por la exposición a Corylus y Alnus con los cuales Betula comparte antígenos.

(Subiza, et al., 2000c).

Casuarinaceae Casuarina. cunninghamiana, C. stricta y C. equisetifolia,

Regiones cálidas (Australia)

El polen es trizonoporado, triangular en vista polar y elíptico en vista ecuatorial. Tamaño de entre 25 y 30 mm de diámetro. Este tipo

La concentración del polen de Casuarina en España, supone el 2.5% del total de pólenes anuales aunque en octubre alcanza el 80%. La

(García et

al., 2000)

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Informe Parcial del Convenio INE/A1-050/2009 “Revisión Bibliográfica del Impacto del Cambio Climático en la Emisión de Pólenes y Esporas por Fuentes Naturales y sus Implicaciones en la Calidad del Aire” 33

de polen es parecido al de las otras especies como Corylus (avellano) y Betula (abedul) pero de mayor tamaño.

incidencia del polen de Casuarina en varias ciudades españolas, obteniendo las mayores concentraciones en Málaga, seguidas de Antequera y Granada. En 1942, se describieron 3 casos de pacientes afectados de rinitis y o asma durante la época de polinización de Casuarina.

Cupressaceae Incluye 18 géneros y alrededor de 125 especies entre ellas se encuentran Juniperus ashei, Cryptomeria japónica, Cupressus sempervirens, C. arizonica

Por casi todo el globo y representada por dos grupos muy diferentes en los hemisferios Boreal y Austral

Los granos de polen son de forma esferoidal, con un tamaño que varía de 19 a 38 µm (pequeño- mediano), no presenta apertura alguna y su pared es delgada, con gránulos finos y muy gruesos irregularmente esparcidos.

Algunas especies de esta familia causan polinosis, entre los países registrados están Estados Unidos (Texas), Japón, Francia, Italia, Israel y España

(Subiza et

al., 2000b)

Pinaceae Integrada por 10 géneros que incluyen 225 especies

Distribuidas por todo el globo. En España y en general en Europa meridional

El polen es típicamente bisaculiforme, grande, esferoidal o elíptico, provisto de una cubierta cérea y de dos vejigas laterales hemiesféricas, que se llenan de aire y que contribuyen así a la distribución a distancia del polen.

Las pináceas no se consideran un alérgeno respiratorio importante, lo que se ha atribuido al tamaño del polen, excesivo para ser inhalado o para depositarse en las vías aéreas superiores. En las zonas donde los recuentos aerobiológicos de pináceas son masivos, el porcentaje de pacientes sensibilizados

(Jauregui et

al., 2000)

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no suele superar el 10% de todos los pacientes polínicos, aun admitiendo la reactividad cutánea cono único criterio de alergia

Poaceae Consta de unos 650-700 géneros y alrededor de 12,000 especies. Géneros mas importantes en producir polinosis son: Pleum, Dactylis, Lolium, Trisetum, Festuca, Poa, Anthoxantum, Hulcus, Agrostis y Alopecurus. Las subfamilias Chloridoideae (Cynodon) y Panicoideae (Sorghum y Paspalum, importantes en el sur de EEUU)

En todo el mundo

El polen es de forma esferoidal u ovoide, de tamaño de 22-80 µm, presenta aperturas de tipo monoporado con opérculo grande; la pared es fina y se engruesa ligeramente en el poro; además la ornamentación es lisa o con granulaciones finas.

Son la causa más importante de polinosis en Europa, debido a la gran alergenicidad de sus pólenes y a su extensa distribución vegetal (20% de la superficie vegetal del mundo). Aunque incluye varios miles de especies, su importancia alergológica se centra en un reducido número capaz de producir polen abundante y aerovagante (granos de 20-45 µm de diámetro).

Poaceae

(Subiza et

al., 2000a)

Salicaceae Salix (sauces) y Populus (álamos y chopos) que reúnen entre ambos unas 530 especies.

España El polen de estos árboles presenta una alergenicidad escasa, por lo cual su importancia respecto a la polinosis y como causa de rinoconjuntivitis y/o asma es muy limitada.

(Barjau et al., 2000)

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6 Actividades a Realizar durante la Segunda Etapa del Proyecto Las actividades involucradas en la segunda etapa son:

A. Revisión del archivo de imágenes de pólenes y esporas obtenidas por microscopia electrónica de barrido de los estudios realizados durante el 2006, 2007 y 2008.

B. Se continuará con la caracterización e identificación de los pólenes y

esporas por lo menos a nivel de familia y en la elaboración de fichas: técnicas, palinológicas y taxonómicas.

C. Se integrará toda la información anterior para elaborar un primer

borrador del catalogo de biopartículas.

D. Elaboración del informe final integrando los resultados del informe parcial

E. Entrega del informe final.

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Informe Parcial del Convenio INE/A1-050/2009 “Revisión Bibliográfica del Impacto del Cambio Climático en la Emisión de Pólenes y Esporas por Fuentes Naturales y sus Implicaciones en la Calidad del Aire” 36

7 CONCLUSIONES PRELIMINARES

La contaminación ambiental y el calentamiento atmosférico son un serio

problema que cada vez afecta más a los países desarrollados. El aumento

continuo de la población, su concentración progresiva en grandes centros

urbanos y el desarrollo industrial ocasionan, día a día, un deterioro del medio

ambiente, que finalmente repercute de modo negativo en la salud de las

personas. Este efecto se hace más patente en enfermedades respiratorias

como bronquitis, enfisema, asma, etc.

Hay que recordar que las partículas suspendidas son emitidas tanto por

fuentes naturales como antropogénicas, por lo que es importante conocer el

papel que juegan cada una de ellas, para valorar sus posibles efectos en la

salud y en los ecosistemas, lo cual permitirá definir y crear medidas de control

en la calidad del aire, a corto y mediano plazo.

Es importante que en los estudios sobre contaminación atmosférica y

por ende en la calidad del aire; se analice y se integre la información generada

tanto de partículas biológicas como antropogénicas, con el fin de complementar

estos estudios y de esta forma evaluar de una manera mucho más completa

los posibles efectos a la salud humana y la biodiversidad.

Por lo anterior, sería importante que en México se pudieran realizar

monitoreos de pólenes y esporas a nivel nacional y poder establecer un Índice

y Recuento Polínico, que permita analizar el papel que estas partículas

biológicas están jugando en las comunidades. La información que se analice de

estos parámetros, será de gran importancia, para los Sectores Salud y

Ambiental, esta información será vital para proponer medidas preventivas, ya

que esta es una problemática a nivel mundial que se acentúa cada día, tanto

en zonas urbanas como en las rurales.

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Cabe señalar que al momento de realizar un monitoreo de partículas

biológicas se debe de contar con información sobre la vegetación circundante a

la zona de estudio y con la vegetación donde se encuentran los sitios de

monitoreo. Además de tener toda la información meteorológica (humedad

relativa, temperatura) de las zonas que se están estudiando, ya que estos

parámetros hay que tomarlos en cuenta para el transporte de las biopartículas.

Finalmente en esta revisión bibliográfica es importante señalar que los

granos de polen que se presentaron con mayor frecuencia en el ambiente son

los géneros: Betula, Alnus, Fraxinus, Cupressus Juniperus, Pinus y Taxodium.

En cuanto a las esporas de hongos, son las que se encuentran con

mayor frecuencia y número en el ambiente; los géneros más representativos

son: Aspergillus, Penicillium y Cladosporium reportados en el Sector Salud

como causantes de alergias.

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