Pesquisadores associam o declínio dos níveis de dióxido de enxofre atmosférico ao aumento da doença dos legionários

Legionela sp. colônias crescendo em uma placa de ágar e iluminadas com luz ultravioleta para aumentar o contraste. Obtido da Biblioteca de Imagens de Saúde Pública do CDC. Crédito:CDC/James Gathany (PHIL #:7925)

A diminuição dos níveis de dióxido de enxofre na atmosfera pode estar relacionada com o aumento global da doença dos legionários – uma forma grave de pneumonia causada pela inalação da bactéria patogénica Legionella. É o que relata um novo estudo da Universidade de Albany, publicado hoje na revista PNAS Nexus , que examinou as tendências do dióxido de enxofre atmosférico, a incidência da doença dos legionários e o papel das torres de resfriamento no alojamento da Legionella.

As fontes de Legionella – que podem multiplicar-se nos sistemas de água dos edifícios e espalhar-se pelo ar – são bem conhecidas, tal como as tendências sazonais que afectam as bactérias como um risco para a saúde pública. No entanto, o aumento global de casos tem sido um enigma.

De acordo com os Centros de Controlo e Prevenção de Doenças (CDC) dos EUA, de 2000 a 2018, os casos de doenças dos legionários registaram um aumento de nove vezes a nível nacional, com o Estado de Nova Iorque a carregar a maior carga de doenças e a ter o aumento mais rápido no país.

"A acidez atmosférica influencia o tempo de sobrevivência da Legionella", disse o co-autor Fangqun Yu, professor sênior de pesquisa do Centro de Pesquisa em Ciências Atmosféricas da UAlbany. "Isso é verdade para a Legionella encontrada em gotículas contaminadas de torres de resfriamento e outras fontes, como banheiras de hidromassagem e fontes decorativas. Aqui, examinamos a via de transmissão da Legionella no ar. Compreender como as mudanças nas condições ambientais influenciam a proliferação da Legionella é fundamental para mitigar esta importante risco para a saúde pública."

Impacto ambiental na bactéria Legionella e risco de doenças

A Legionella é altamente sensível à acidez e morre rapidamente em condições de pH baixo. Ao longo do último meio século, graças à legislação concebida para reduzir as emissões de dióxido de enxofre, os níveis de pH na atmosfera aumentaram, com grandes benefícios para a saúde humana e ambiental. Com menos dióxido de enxofre na atmosfera, no entanto, as gotículas de água emitidas pelas torres de refrigeração e outros sistemas de água são menos ácidas, tornando mais fácil para a Legionella residente sobreviver, ser transportada pelo ar e permanecer viável à medida que se espalha.

Os pesquisadores da UAlbany se concentraram em torres de resfriamento – sistemas de tratamento de água associados a sistemas HVAC industriais, comerciais e residenciais de grande porte. Entre os muitos locais onde a Legionella floresce (por exemplo, tanques de água quente, chuveiros, torneiras de pia), as torres de resfriamento são uma das principais preocupações porque podem emitir plumas de bactérias transportadas pelo ar, que, quando as condições são adequadas, podem se espalhar e infectar pessoas a até 10 km de distância. ausente.

Utilizando dados do CDC sobre a incidência da doença dos legionários, a equipa analisou o número de casos e as localizações em todo o país. As condições ambientais, incluindo dióxido de enxofre atmosférico, temperatura, precipitação, umidade relativa e índice de UV foram levadas em consideração na análise. Eles descobriram que os estados do Nordeste tinham a maior carga de doenças, com Nova York no topo da lista.

Estreitando-se em Nova York, a equipe examinou os efeitos do dióxido de enxofre atmosférico e das torres de resfriamento no número de casos da doença dos legionários. De 1992 a 2019, os casos aumentaram a uma taxa semelhante à diminuição da concentração de dióxido de enxofre. Com dados georreferenciados do banco de dados de torres de resfriamento registradas no Estado de Nova York, a equipe mapeou os números de casos em relação às localizações das torres de resfriamento e encontrou tendências que ligam a proximidade das torres de resfriamento e a incidência de doenças.

"As bactérias Legionella podem ser dispersas através de aerossóis por distâncias consideráveis, que variam de acordo com as condições ambientais predominantes, como umidade, temperatura, velocidade e direção do vento", disse o co-autor Arshad A. Nair, associado de pós-doutorado no Centro de Pesquisa em Ciências Atmosféricas da UAlbany. "O risco de hospitalização por doença do legionário aumenta com a proximidade de uma torre de resfriamento. Aqui, demonstramos que o alcance médio de risco elevado se estende até 7,3 km de uma torre de resfriamento; esse alcance tem aumentado nas últimas duas décadas."

Informar a estratégia de saúde pública

As conclusões da equipa são especialmente importantes para proteger populações vulneráveis que enfrentam desproporcionalmente condições que aumentam o risco de doença dos legionários, como viver perto de áreas industriais ou densamente povoadas ou ter problemas de saúde pré-existentes.

"Embora existam muitos relatórios documentados ligando torres de resfriamento a surtos maiores de doenças dos legionários, este estudo ajuda a explicar os muitos casos 'esporádicos'", disse Ursula Lauper, professora assistente clínica do Departamento de Ciências da Saúde Ambiental da Escola de Saúde Pública da UAlbany e Chefe da Seção de Controle e Análise de Sistemas de Água do Departamento de Saúde do NYS. “É importante que as torres de resfriamento sejam monitoradas, testadas e limpas regularmente. A regulamentação do NYS exige que as torres de resfriamento sejam amostradas para Legionella a cada 90 dias durante o uso.

"Como sabemos que existem diferentes taxas de incidência da doença dos legionários em todo o estado, estamos a utilizar os resultados deste estudo para desenvolver estratégias de prevenção e sensibilização. Continuamos a trabalhar em estreita colaboração com os nossos escritórios regionais e parceiros do departamento de saúde local para fazer cumprir as medidas regulamentações de torres de resfriamento do estado e para investigar clusters enquanto também trabalha em questões mais amplas, como efeitos atmosféricos."

"A razão pela qual o número de legionários tem aumentado desde 2000 pode ser explicada por múltiplas mudanças complexas que pretendemos examinar mais profundamente em estudos futuros", disse Shao Lin, professor e presidente do Departamento de Ciências da Saúde Ambiental da UAlbany na Escola de Saúde Pública. "As políticas de redução de emissões em andamento reduziram significativamente os níveis de poluição do ar e a carga de doenças cardiorrespiratórias no estado de Nova York. Esta nova pesquisa visa esclarecer um dos muitos fatores que moldam o risco de doenças respiratórias."

Proteger as pessoas e o meio ambiente

Apesar das novas descobertas, a redução da poluição e da acidez atmosférica é inquestionavelmente boa para as pessoas e para o ambiente. Yu comparou as descobertas da equipe à compreensão dos efeitos colaterais de um medicamento que salva vidas.

“Neste caso, espera-se que os ‘efeitos colaterais’ sejam muito menores do que os bem reconhecidos benefícios para a saúde da redução da poluição atmosférica”, disse Yu. “Nosso estudo é uma tentativa de identificar esses efeitos colaterais, o que pode ajudar a informar estratégias para mitigá-los, mantendo a qualidade do ar e seus muitos benefícios.

"Este trabalho mostra uma importante colaboração entre a comunidade acadêmica e as agências estaduais para abordar uma questão ambiental emergente do mundo real. Este tipo de colaboração é especialmente crítico, pois a qualidade do ar e as condições ambientais podem ter associações complexas com outras doenças (incluindo doenças cardiovasculares e respiratórias). , distúrbios neurológicos e complicações perinatais), especialmente com mudanças climáticas e composições químicas atmosféricas."

“Mais pesquisas são necessárias para elaborar recomendações políticas específicas para abordar esta questão”, disse Lin. "Em seguida, nossa equipe colaborará com o NYSDOH para se aprofundar, incluindo o controle de possíveis fatores de confusão, como copoluentes, fatores ambientais e genéticos e condições meteorológicas associadas às mudanças climáticas. Também usaremos métodos de IA para desenvolver um modelo preditivo de Legionella, incluindo fatores naturais, construídos e sociais”.

Mais informações: Fangqun Yu et al, O aumento misteriosamente rápido na incidência da doença dos legionários se correlaciona com o declínio do dióxido de enxofre atmosférico, PNAS Nexus (2024). DOI:10.1093/pnasnexus/pgae085
Informações do diário: PNAS Nexus

Fornecido pela Universidade de Albany

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