La epidemiología implica medir la aparición de enfermedades y cuantificar las asociaciones entre enfermedades y exposiciones.

Medidas de ocurrencia de enfermedades

La aparición de enfermedades se puede medir por frecuencias (cuenta) pero está mejor descrito por tasas de interés, que se componen de tres elementos: el número de personas afectadas (numerador), el número de personas en la población de origen o base (es decir, la población en riesgo) de donde provienen las personas afectadas y el período de tiempo cubierto. El denominador de la tasa es el tiempo-persona total experimentado por la población de origen. Las tasas permiten comparaciones más informativas entre poblaciones de diferentes tamaños que los conteos solos. Riesgo, la probabilidad de que un individuo desarrolle una enfermedad dentro de un período de tiempo específico, es una proporción, que va de 0 a 1, y no es una tasa per se. Tasa de ataque, la proporción de personas en una población que se ven afectadas dentro de un período de tiempo específico, es técnicamente una medida de riesgo, no una tasa.

La morbilidad específica de la enfermedad incluye incidencia, que se refiere al número de personas a las que se les ha diagnosticado recientemente la enfermedad de interés. Predominio se refiere al número de casos existentes. Mortalidad se refiere al número de personas que mueren.

Incidencia se define como el número de nuevos casos diagnosticados dentro de un período de tiempo específico, mientras que el tasa de incidencia es este número dividido por el tiempo-persona total experimentado por la población de origen (tabla 1). Para el cáncer, las tasas generalmente se expresan como tasas anuales por cada 100,000 1,000 personas. Las tarifas para otras enfermedades más comunes pueden expresarse por un número menor de personas. Por ejemplo, las tasas de anomalías congénitas suelen expresarse por XNUMX nacidos vivos. Incidencia acumulada, la proporción de personas que se convierten en casos dentro de un período de tiempo específico, es una medida del riesgo promedio para una población. 

Tabla 1. Medidas de ocurrencia de enfermedades: Población hipotética observada durante un período de cinco años

*Para simplificar los cálculos, este ejemplo supone que todas las muertes ocurrieron al final del período de cinco años, de modo que las 100 personas de la población estuvieron vivas durante los cinco años completos.

Predominio incluye prevalencia puntual, el número de casos de enfermedad en un momento dado, y período de prevalencia, el número total de casos de una enfermedad que se sabe que existió en algún momento durante un período específico.

Mortalidad, que se refiere a las muertes en lugar de a los casos de enfermedad recién diagnosticados, refleja los factores que causan la enfermedad, así como los factores relacionados con la calidad de la atención médica, como la detección, el acceso a la atención médica y la disponibilidad de tratamientos efectivos. En consecuencia, los esfuerzos de generación de hipótesis y la investigación etiológica pueden ser más informativos y fáciles de interpretar cuando se basan en datos de incidencia en lugar de datos de mortalidad. Sin embargo, los datos de mortalidad suelen estar más disponibles en poblaciones grandes que los datos de incidencia.

El término índice de mortalidad generalmente se acepta que significa la tasa de muertes por todas las causas combinadas, mientras que tasa de mortalidad es la tasa de muerte por una causa específica. Para una determinada enfermedad, el tasa de letalidad (técnicamente una proporción, no una tasa) es el número de personas que mueren a causa de la enfermedad durante un período de tiempo específico dividido por el número de personas con la enfermedad. El complemento de la tasa de letalidad es el tasa de supervivencia. La tasa de supervivencia a cinco años es un punto de referencia común para enfermedades crónicas como el cáncer.

La ocurrencia de una enfermedad puede variar entre subgrupos de la población o con el tiempo. Una medida de enfermedad para una población entera, sin considerar ningún subgrupo, se llama tasa bruta. Por ejemplo, una tasa de incidencia para todos los grupos de edad combinados es una tasa bruta. Las tarifas para los grupos de edad individuales son las tasas específicas por edad. Para comparar dos o más poblaciones con diferentes distribuciones de edad, ajustado por edad (o, estandarizado por edad) las tasas deben calcularse para cada población multiplicando cada tasa específica por edad por el porcentaje de la población estándar (por ejemplo, una de las poblaciones en estudio, la población de EE. UU. en 1970) en ese grupo de edad, luego sumando todos los grupos de edad para producir una tasa general ajustada por edad. Las tarifas se pueden ajustar por factores distintos a la edad, como la raza, el sexo o el tabaquismo, si se conocen las tarifas específicas de la categoría.

La vigilancia y la evaluación de datos descriptivos pueden proporcionar pistas sobre la etiología de la enfermedad, identificar subgrupos de alto riesgo que pueden ser adecuados para programas de intervención o detección, y proporcionar datos sobre la eficacia de dichos programas. Las fuentes de información que se han utilizado para las actividades de vigilancia incluyen certificados de defunción, registros médicos, registros de cáncer, otros registros de enfermedades (p. ej., registros de defectos de nacimiento, registros de enfermedades renales en etapa terminal), registros de exposición ocupacional, registros de seguros de salud o discapacidad y compensación laboral. registros.

Medidas de Asociación

La epidemiología intenta identificar y cuantificar los factores que influyen en la enfermedad. En el enfoque más simple, la ocurrencia de la enfermedad entre personas expuestas a un factor sospechoso se compara con la ocurrencia entre personas no expuestas. La magnitud de una asociación entre la exposición y la enfermedad se puede expresar en fotometría absoluta) or relativo términos. (Véase también "Estudio de caso: Medidas").

Los efectos absolutos se miden por diferencias de tasa y diferencias de riesgo (Tabla 2). A diferencia de tasa es una tasa menos una segunda tasa. Por ejemplo, si la tasa de incidencia de leucemia entre los trabajadores expuestos al benceno es de 72 por 100,000 12 años-persona y la tasa entre los trabajadores no expuestos es de 100,000 por 60 100,000 años-persona, entonces la diferencia de tasas es de XNUMX por XNUMX XNUMX años-persona. A diferencia de riesgo es una diferencia en los riesgos o la incidencia acumulada y puede oscilar entre -1 y 1. 

Tabla 2. Medidas de asociación para un estudio de cohortes

Diferencia de Tasa (RD) = 500/100,000 - 250/100,000

= 250/100,000 por año

(146.06/100,000 - 353.94/100,000)*

Razón de tasas (o riesgo relativo) (RR) =  

Riesgo atribuible en los expuestos (AR_e) = 100/20,000 200 - 80,000/XNUMX XNUMX

= 250/100,000 por año

Porcentaje de riesgo atribuible en los expuestos (AR_e%) =

 Riesgo atribuible a la población (PAR) = 300/100,000 - 200/80,000

= 50/100,000 por año

Porcentaje de riesgo atribuible a la población (PAR%) =

 * Entre paréntesis, intervalos de confianza del 95 % calculados con las fórmulas de los recuadros.

Efectos relativos se basan en proporciones de tasas o medidas de riesgo, en lugar de diferencias. A razón de tasas es la razón de una tasa en una población a la tasa en otra. La razón de tasas también ha sido llamada Radio de riesgo, riesgo relativo, tasa relativay incidencia (o mortalidad) razón de tasas. La medida es adimensional y va de 0 a infinito. Cuando la tasa en dos grupos es similar (es decir, no hay efecto de la exposición), el razón de tasas es igual a la unidad (1). Una exposición que aumentara el riesgo arrojaría una razón de tasas mayor que la unidad, mientras que un factor de protección arrojaría una razón entre 0 y 1. La exceso de riesgo relativo es el riesgo relativo menos 1. Por ejemplo, un riesgo relativo de 1.4 también puede expresarse como un exceso de riesgo relativo del 40 %.

En los estudios de casos y controles (también llamados estudios de casos y referentes), se identifican personas con enfermedad (casos) y personas sin enfermedad (controles o referentes). Se comparan las exposiciones pasadas de los dos grupos. Las probabilidades de ser un caso expuesto se comparan con las probabilidades de ser un control expuesto. No se dispone de recuentos completos de las poblaciones fuente de personas expuestas y no expuestas, por lo que no se pueden calcular las tasas de enfermedad. En cambio, los casos expuestos se pueden comparar con los controles expuestos mediante el cálculo de probabilidades relativas, o el proporción de probabilidades (Tabla 3). 

Tabla 3. Medidas de asociación para estudios de casos y controles: Exposición a aserrín y adenocarcinoma de cavidad nasal y senos paranasales

Probabilidades relativas (odds ratio) (OR) =

Riesgo atribuible por ciento en los expuestos () =

Porcentaje de riesgo atribuible a la población (PAR%) =

donde = proporción de controles expuestos = 55/195 = 0.28

* Entre paréntesis, intervalos de confianza del 95 % calculados con las fórmulas del recuadro al dorso.

Fuente: Adaptado de Hayes et al. 1986.

Las medidas relativas del efecto se usan con más frecuencia que las medidas absolutas para informar la fuerza de una asociación. Sin embargo, las medidas absolutas pueden proporcionar una mejor indicación del impacto de una asociación en la salud pública. Un pequeño aumento relativo en una enfermedad común, como una enfermedad cardíaca, puede afectar a más personas (gran diferencia de riesgo) y tener más impacto en la salud pública que un gran aumento relativo (pero pequeña diferencia absoluta) en una enfermedad rara, como angiosarcoma del hígado.

Pruebas de significación

Las pruebas de significación estadística a menudo se realizan en medidas de efecto para evaluar la probabilidad de que el efecto observado difiera de la hipótesis nula (es decir, ningún efecto). Si bien muchos estudios, particularmente en otras áreas de la investigación biomédica, pueden expresar su importancia al valores p, los estudios epidemiológicos típicamente presentan intervalos de confianza (CI) (también llamado límites de confianza). Un intervalo de confianza del 95 %, por ejemplo, es un rango de valores para la medida del efecto que incluye la medida estimada obtenida de los datos del estudio y que tiene una probabilidad del 95 % de incluir el valor verdadero. Se considera que es poco probable que los valores fuera del intervalo incluyan la verdadera medida del efecto. Si el IC de una razón de tasas incluye la unidad, entonces no hay una diferencia estadísticamente significativa entre los grupos que se comparan.

Los intervalos de confianza son más informativos que los valores p solos. El tamaño de un valor p está determinado por una o ambas razones. O la medida de asociación (p. ej., razón de tasas, diferencia de riesgo) es grande o las poblaciones en estudio son grandes. Por ejemplo, una pequeña diferencia en las tasas de enfermedad observadas en una gran población puede generar un valor p muy significativo. Las razones del gran valor de p no se pueden identificar a partir del valor de p solo. Los intervalos de confianza, sin embargo, nos permiten separar los dos factores. Primero, la magnitud del efecto es discernible por los valores de la medida del efecto y los números abarcados por el intervalo. Los índices de riesgo más grandes, por ejemplo, indican un efecto más fuerte. Segundo, el tamaño de la población afecta el ancho del intervalo de confianza. Las poblaciones pequeñas con estimaciones estadísticamente inestables generan intervalos de confianza más amplios que las poblaciones más grandes.

El nivel de confianza elegido para expresar la variabilidad de los resultados (la “significación estadística”) es arbitrario, pero tradicionalmente ha sido del 95 %, lo que corresponde a un valor de p de 0.05. Un intervalo de confianza del 95 % tiene una probabilidad del 95 % de contener la verdadera medida del efecto. Ocasionalmente se utilizan otros niveles de confianza, como el 90%.

Las exposiciones pueden ser dicotómicas (p. ej., expuestas y no expuestas) o pueden implicar muchos niveles de exposición. Las medidas del efecto (es decir, la respuesta) pueden variar según el nivel de exposición. evaluando exposición-respuesta relaciones es una parte importante de la interpretación de los datos epidemiológicos. El análogo a la exposición-respuesta en los estudios con animales es "dosis-respuesta". Si la respuesta aumenta con el nivel de exposición, es más probable que una asociación sea causal que si no se observa ninguna tendencia. Las pruebas estadísticas para evaluar las relaciones exposición-respuesta incluyen la prueba de extensión de Mantel y la prueba de tendencia de chi-cuadrado.

Normalización

Para tener en cuenta factores distintos de la exposición primaria de interés y la enfermedad, se pueden tomar medidas de asociación. estandarizado a través de técnicas de estratificación o regresión. La estratificación significa dividir las poblaciones en grupos homogéneos con respecto al factor (p. ej., grupos de género, grupos de edad, grupos de fumadores). Se calculan las razones de riesgo o las razones de probabilidad para cada estrato y se calculan los promedios ponderados generales de las razones de riesgo o las razones de probabilidad. Estos valores generales reflejan la asociación entre la exposición primaria y la enfermedad, ajustada por el factor de estratificación, es decir, la asociación con los efectos del factor de estratificación eliminado.

A relación de tasa estandarizada (SRR) es el cociente de dos tasas estandarizadas. En otras palabras, una SRR es un promedio ponderado de razones de tasas específicas de estrato donde los pesos para cada estrato son la distribución persona-tiempo del grupo no expuesto o de referencia. Se pueden comparar los SRR de dos o más grupos si se utilizan las mismas ponderaciones. Se pueden construir intervalos de confianza para SRR como para razones de tasas.

El razón de mortalidad estandarizada (SMR) es un promedio ponderado de razones de tasas específicas por edad donde los pesos (por ejemplo, persona-tiempo en riesgo) provienen del grupo en estudio y las tasas provienen de la población de referencia, lo contrario de la situación en un SRR. La población de referencia habitual es la población general, cuyas tasas de mortalidad pueden estar fácilmente disponibles y basadas en grandes números y, por lo tanto, son más estables que las tasas de una cohorte o subgrupo no expuesto de la población ocupacional en estudio. El uso de los pesos de la cohorte en lugar de la población de referencia se denomina estandarización indirecta. La SMR es la relación entre el número observado de muertes en la cohorte y el número esperado, con base en las tasas de la población de referencia (la relación generalmente se multiplica por 100 para la presentación). Si no existe asociación, la SMR es igual a 100. Cabe señalar que debido a que las tasas provienen de la población de referencia y los pesos provienen del grupo de estudio, dos o más SMR tienden a no ser comparables. Esta falta de comparabilidad a menudo se olvida en la interpretación de los datos epidemiológicos y se pueden sacar conclusiones erróneas.

Efecto Trabajador Saludable

Es muy común que las cohortes ocupacionales tengan una mortalidad total más baja que la población general, incluso si los trabajadores tienen un mayor riesgo de muerte por causas seleccionadas debido a exposiciones en el lugar de trabajo. Este fenómeno, llamado efecto trabajador saludable, refleja el hecho de que es probable que cualquier grupo de personas empleadas sea más saludable, en promedio, que la población general, que incluye a los trabajadores y las personas que no pueden trabajar debido a enfermedades o discapacidades. La tasa global de mortalidad en la población general tiende a ser más alta que la tasa en los trabajadores. El efecto varía en fuerza según la causa de la muerte. Por ejemplo, parece ser menos importante para el cáncer en general que para la enfermedad pulmonar obstructiva crónica. Una de las razones de esto es que es probable que la mayoría de los cánceres no se hayan desarrollado a partir de una predisposición hacia el cáncer subyacente a la selección de trabajo/carrera a una edad más temprana. El efecto del trabajador saludable en un grupo dado de trabajadores tiende a disminuir con el tiempo.

Mortalidad Proporcional

A veces, no se dispone de una tabulación completa de una cohorte (es decir, persona-tiempo en riesgo) y solo hay información sobre las muertes o algún subconjunto de muertes experimentadas por la cohorte (por ejemplo, muertes entre jubilados y empleados activos, pero no entre trabajadores). que dejó el empleo antes de tener derecho a una pensión). El cómputo de años-persona requiere métodos especiales para hacer frente a la evaluación del tiempo-persona, incluidos los métodos de tablas de vida. Sin información total de persona-tiempo sobre todos los miembros de la cohorte, independientemente del estado de la enfermedad, no se pueden calcular las SMR y las SRR. En cambio, razones proporcionales de mortalidad (PMR) pueden ser utilizados. Un PMR es la relación entre el número observado de muertes por una causa específica en comparación con el número esperado, basado en la proporción del total de muertes por la causa específica en la población de referencia, multiplicado por el número total de muertes en el estudio. grupo, multiplicado por 100.

Debido a que la proporción de muertes por todas las causas combinadas debe ser igual a 1 (PMR=100), algunas PMR pueden parecer excesivas, pero en realidad están infladas artificialmente debido a déficits reales en otras causas de muerte. De manera similar, algunos déficits aparentes pueden reflejar simplemente excesos reales de otras causas de muerte. Por ejemplo, si los aplicadores aéreos de pesticidas tienen un gran exceso real de muertes debido a accidentes, el requisito matemático de que el PMR para todas las causas combinadas sea igual a 100 puede hacer que una u otra causa de muerte parezca deficiente incluso si la mortalidad es excesiva. Para mejorar este problema potencial, los investigadores interesados ​​principalmente en el cáncer pueden calcular proporciones proporcionales de mortalidad por cáncer (PCMR). Los PCMR comparan el número observado de muertes por cáncer con el número esperado en función de la proporción del total de muertes por cáncer (en lugar de todas las muertes) por el cáncer de interés en la población de referencia multiplicado por el número total de muertes por cáncer en el grupo de estudio, multiplicado por 100. Por lo tanto, el PCMR no se verá afectado por una aberración (exceso o déficit) en una causa de muerte no relacionada con el cáncer, como accidentes, enfermedades cardíacas o enfermedades pulmonares no malignas.

Los estudios de PMR se pueden analizar mejor utilizando razones de probabilidad de mortalidad (MORs), en esencia analizando los datos como si fueran de un estudio de casos y controles. Los "controles" son las muertes de un subconjunto de todas las muertes que se cree que no están relacionadas con la exposición en estudio. Por ejemplo, si el interés principal del estudio fuera el cáncer, se podrían calcular las razones de probabilidad de mortalidad comparando la exposición entre las muertes por cáncer con la exposición entre las muertes cardiovasculares. Este enfoque, como el PCMR, evita los problemas con el PMR que surgen cuando una fluctuación en una causa de muerte afecta el riesgo aparente de otra simplemente porque el PMR general debe ser igual a 100. Sin embargo, la elección de las causas de muerte de control es crítica. . Como se mencionó anteriormente, no deben estar relacionados con la exposición, pero es posible que no se conozca la posible relación entre la exposición y la enfermedad para muchas enfermedades de control potencial.

Riesgo atribuible

Hay medidas disponibles que expresan la cantidad de enfermedad que sería atribuible a una exposición si la asociación observada entre la exposición y la enfermedad fuera causal. Él riesgo atribuible en los expuestos (ARKANSAS_e) es la tasa de enfermedad en los expuestos menos la tasa en los no expuestos. Debido a que las tasas de enfermedad no se pueden medir directamente en los estudios de casos y controles, el AR_e es calculable solo para estudios de cohortes. Una medida relacionada, más intuitiva, la porcentaje de riesgo atribuible en los expuestos (ARKANSAS_e%), se puede obtener de cualquier diseño de estudio. La realidad aumentada_e% es la proporción de casos que surgen en la población expuesta que es atribuible a la exposición (ver tabla 2 y tabla 3 para la fórmula). La realidad aumentada_e% es la razón de tasas (o la razón de probabilidades) menos 1, dividida por la razón de tasas (o la razón de probabilidades), multiplicada por 100.

El riesgo atribuible a la población (PAR) y el porcentaje de riesgo atribuible a la población (PAR%), o fracción etiológica, expresa la cantidad de enfermedad en la población total, que se compone de personas expuestas y no expuestas, que se debe a la exposición si la asociación observada es causal. El PAR puede obtenerse de estudios de cohortes (tabla 28.3) y el PAR% puede calcularse tanto en estudios de cohortes como de casos y controles (tabla 2 y tabla 3).

Representatividad

Se han descrito varias medidas de riesgo. Cada uno asume métodos subyacentes para contar eventos y en los representantes de estos eventos a un grupo definido. Cuando los resultados se comparan entre estudios, la comprensión de los métodos utilizados es esencial para explicar las diferencias observadas.

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Objetivos y principios

La biomecánica es una disciplina que aborda el estudio del cuerpo como si fuera únicamente un sistema mecánico: todas las partes del cuerpo se asemejan a estructuras mecánicas y se estudian como tales. Las siguientes analogías pueden, por ejemplo, establecerse:

• huesos: palancas, miembros estructurales

• carne: volúmenes y masas

• articulaciones: superficies de apoyo y articulaciones

• revestimientos de juntas: lubricantes

• músculos: motores, resortes

• nervios: mecanismos de control de retroalimentación

• órganos: fuentes de alimentación

• tendones: cuerdas

• tejido: resortes

• cavidades corporales: globos.

El objetivo principal de la biomecánica es estudiar la forma en que el cuerpo produce fuerza y ​​genera movimiento. La disciplina se basa principalmente en la anatomía, las matemáticas y la física; las disciplinas afines son la antropometría (el estudio de las medidas del cuerpo humano), la fisiología del trabajo y la kinesiología (el estudio de los principios de la mecánica y la anatomía en relación con el movimiento humano).

Al considerar la salud ocupacional del trabajador, la biomecánica ayuda a comprender por qué algunas tareas causan lesiones y enfermedades. Algunos tipos relevantes de efectos adversos para la salud son la tensión muscular, los problemas articulares, los problemas de espalda y la fatiga.

Las distensiones y esguinces de espalda y los problemas más serios que involucran los discos intervertebrales son ejemplos comunes de lesiones en el lugar de trabajo que se pueden evitar. Estos ocurren a menudo debido a una sobrecarga particular repentina, pero también pueden reflejar el ejercicio de fuerzas excesivas por parte del cuerpo durante muchos años: los problemas pueden ocurrir repentinamente o pueden tardar en desarrollarse. Un ejemplo de un problema que se desarrolla con el tiempo es el “dedo de la costurera”. Una descripción reciente describe las manos de una mujer que, después de 28 años de trabajo en una fábrica de ropa, además de coser en su tiempo libre, desarrolló una piel endurecida y engrosada y una incapacidad para flexionar los dedos (Poole 1993). (Específicamente, sufría de una deformidad por flexión del dedo índice derecho, nódulos de Heberden prominentes en el dedo índice y pulgar de la mano derecha, y una callosidad prominente en el dedo medio derecho debido a la constante fricción de las tijeras). Las radiografías de sus manos mostraron cambios degenerativos severos en las articulaciones más externas de sus dedos índice y medio derechos, con pérdida de espacio articular, esclerosis articular (endurecimiento del tejido), osteofitos (crecimientos óseos en la articulación) y quistes óseos.

La inspección en el lugar de trabajo mostró que estos problemas se debían a la hiperextensión repetida (flexión hacia arriba) de la articulación más externa del dedo. La sobrecarga mecánica y la restricción del flujo sanguíneo (visible como un blanqueamiento del dedo) serían máximas en estas articulaciones. Estos problemas se desarrollaron en respuesta al esfuerzo muscular repetido en un sitio diferente al músculo.

La biomecánica ayuda a sugerir formas de diseñar tareas para evitar este tipo de lesiones o mejorar tareas mal diseñadas. Los remedios para estos problemas particulares son rediseñar las tijeras y alterar las tareas de costura para eliminar la necesidad de las acciones realizadas.

Dos principios importantes de la biomecánica son:

1. Los músculos vienen en pares.. Los músculos solo pueden contraerse, por lo que para cualquier articulación debe haber un músculo (o grupo de músculos) para moverla en una dirección y un músculo (o grupo de músculos) correspondiente para moverla en la dirección opuesta. La figura 1 ilustra el punto de la articulación del codo.
2. Los músculos se contraen más eficientemente cuando el par de músculos está en equilibrio relajado.. El músculo actúa de manera más eficiente cuando está en el rango medio de la articulación que flexiona. Esto es así por dos razones: primero, si el músculo intenta contraerse cuando está acortado, tirará contra el músculo opuesto alargado. Debido a que este último se estira, aplicará una contrafuerza elástica que el músculo que se contrae debe vencer. La figura 2 muestra la forma en que la fuerza muscular varía con la longitud del músculo.

Figura 1. Los músculos esqueléticos ocurren en pares para iniciar o revertir un movimiento

Figura 2. La tensión muscular varía con la longitud del músculo

En segundo lugar, si el músculo trata de contraerse en un rango distinto al medio del movimiento de la articulación, operará con una desventaja mecánica. La Figura 3 ilustra el cambio en la ventaja mecánica del codo en tres posiciones diferentes.

Figura 3. Posiciones óptimas para el movimiento articular

Un criterio importante para el diseño del trabajo se deriva de estos principios: el trabajo debe organizarse de modo que ocurra con los músculos opuestos de cada articulación en equilibrio relajado. Para la mayoría de las articulaciones, esto significa que la articulación debe estar aproximadamente en su rango medio de movimiento.

Esta regla también significa que la tensión muscular será mínima mientras se realiza una tarea. Un ejemplo de la infracción de la regla es el síndrome de uso excesivo (RSI, o lesión por esfuerzo repetitivo) que afecta los músculos de la parte superior del antebrazo en los operadores de teclados que habitualmente operan con la muñeca flexionada hacia arriba. A menudo, este hábito se impone al operador por el diseño del teclado y la estación de trabajo.

Aplicaciones

Los siguientes son algunos ejemplos que ilustran la aplicación de la biomecánica.

El diámetro óptimo de los mangos de las herramientas

El diámetro de un mango afecta la fuerza que los músculos de la mano pueden aplicar a una herramienta. Las investigaciones han demostrado que el diámetro óptimo del mango depende del uso que se le dé a la herramienta. Para ejercer empuje a lo largo de la línea del mango, el mejor diámetro es el que permite que los dedos y el pulgar asuman un agarre ligeramente superpuesto. Esto es de unos 40 mm. Para ejercer el par, un diámetro de unos 50-65 mm es óptimo. (Desafortunadamente, para ambos propósitos, la mayoría de los identificadores son más pequeños que estos valores).

El uso de alicates

Como caso especial de un mango, la capacidad de ejercer fuerza con pinzas depende de la separación del mango, como se muestra en la figura 4.

Figura 4. Fuerza de agarre de las mordazas de los alicates ejercida por usuarios masculinos y femeninos en función de la separación del mango

Postura sentada

La electromiografía es una técnica que se puede utilizar para medir la tensión muscular. En un estudio de la tensión en el erector de la columna músculos (de la espalda) de sujetos sentados, se encontró que inclinarse hacia atrás (con el respaldo inclinado) reducía la tensión en estos músculos. El efecto puede explicarse porque el respaldo soporta más el peso de la parte superior del cuerpo.

Los estudios de rayos X de sujetos en una variedad de posturas mostraron que la posición de equilibrio relajado de los músculos que abren y cierran la articulación de la cadera corresponde a un ángulo de cadera de aproximadamente 135º. Se acerca a la posición (128º) que adopta naturalmente esta articulación en condiciones de ingravidez (en el espacio). En la postura sentada, con un ángulo de 90º en la cadera, los músculos isquiotibiales que recorren las articulaciones de la rodilla y la cadera tienden a tirar del sacro (la parte de la columna vertebral que se conecta con la pelvis) a una posición vertical. El efecto es eliminar la lordosis natural (curvatura) de la columna lumbar; las sillas deben tener respaldos apropiados para corregir este esfuerzo.

Destornillador

¿Por qué los tornillos se insertan en el sentido de las agujas del reloj? La práctica probablemente surgió en el reconocimiento inconsciente de que los músculos que giran el brazo derecho en el sentido de las agujas del reloj (la mayoría de las personas son diestras) son más grandes (y por lo tanto más potentes) que los músculos que lo giran en el sentido contrario a las agujas del reloj.

Tenga en cuenta que las personas zurdas estarán en desventaja al insertar tornillos a mano. Alrededor del 9% de la población es zurda y, por lo tanto, requerirá herramientas especiales en algunas situaciones: tijeras y abrelatas son dos ejemplos.

Un estudio de personas que usaban destornilladores en una tarea de ensamblaje reveló una relación más sutil entre un movimiento particular y un problema de salud particular. Se encontró que cuanto mayor era el ángulo del codo (más recto el brazo), más personas tenían inflamación en el codo. La razón de este efecto es que el músculo que rota el antebrazo (el bíceps) también tira de la cabeza del radio (hueso del brazo inferior) hacia el capítulo (cabeza redondeada) del húmero (hueso del brazo superior). El aumento de la fuerza en el ángulo más alto del codo provocó una mayor fuerza de fricción en el codo, con el consiguiente calentamiento de la articulación, lo que provocó la inflamación. En el ángulo más alto, el músculo también tuvo que tirar con mayor fuerza para efectuar la acción de atornillado, por lo que se aplicó una fuerza mayor de la que se habría requerido con el codo a unos 90º. La solución fue acercar la tarea a los operadores para reducir el ángulo del codo a unos 90º.

Los casos anteriores demuestran que se requiere una comprensión adecuada de la anatomía para la aplicación de la biomecánica en el lugar de trabajo. Los diseñadores de tareas pueden necesitar consultar a expertos en anatomía funcional para anticipar los tipos de problemas discutidos. (El ergonomista de bolsillo (Brown y Mitchell 1986), basado en investigaciones electromiográficas, sugiere muchas formas de reducir la incomodidad física en el trabajo).

Manejo manual de materiales

El término manejo manual incluye levantar, bajar, empujar, tirar, transportar, mover, sujetar y sujetar, y abarca una gran parte de las actividades de la vida laboral.

La biomecánica tiene una relevancia directa obvia para el trabajo de manipulación manual, ya que los músculos deben moverse para realizar tareas. La pregunta es: ¿cuánto trabajo físico se puede esperar razonablemente que haga la gente? La respuesta depende de las circunstancias; en realidad hay tres preguntas que deben hacerse. Cada uno tiene una respuesta que se basa en criterios investigados científicamente:

1. ¿Cuánto se puede manejar sin dañar el cuerpo (en forma, por ejemplo, de tensión muscular, lesión de disco o problemas en las articulaciones)? Esto se llama el criterio biomecánico.
2. ¿Cuánto se puede manejar sin sobrecargar los pulmones (respirar con dificultad hasta el punto de jadear)? Esto se llama el criterio fisiológico.
3. ¿Cuánto se siente capaz la gente de manejar cómodamente? Esto se llama el criterio psicofísico.

Hay una necesidad de estos tres criterios diferentes porque hay tres reacciones muy diferentes que pueden ocurrir a las tareas de levantamiento: si el trabajo dura todo el día, la preocupación será cómo la persona se siente sobre la tarea—el criterio psicofísico; si la fuerza a aplicar es grande, la preocupación sería que los músculos y las articulaciones se no sobrecargado hasta el punto de daño—el criterio biomecánico; y si el tasa de trabajo es demasiado grande, entonces bien puede exceder el criterio fisiológico, o la capacidad aeróbica de la persona.

Muchos factores determinan el alcance de la carga colocada sobre el cuerpo por una tarea de manipulación manual. Todos ellos sugieren oportunidades para el control.

Postura y Movimientos

Si la tarea requiere que una persona gire o se incline hacia adelante con una carga, el riesgo de lesiones es mayor. La estación de trabajo a menudo se puede rediseñar para evitar estas acciones. Se producen más lesiones de espalda cuando el levantamiento comienza al nivel del suelo en comparación con el nivel de la mitad del muslo, y esto sugiere medidas de control simples. (Esto también se aplica a levantamientos altos).

La carga.

La carga en sí puede influir en el manejo debido a su peso y ubicación. Otros factores, como su forma, su estabilidad, su tamaño y su capacidad de deslizamiento pueden afectar la facilidad de una tarea de manejo.

Organización y entorno.

La forma en que se organiza el trabajo, tanto físicamente como en el tiempo (temporalmente), también influye en el manejo. Es mejor repartir la carga de descargar un camión en un muelle de entrega entre varias personas durante una hora en lugar de pedirle a un trabajador que dedique todo el día a la tarea. El entorno influye en el manejo: la poca luz, los pisos desordenados o irregulares y la limpieza deficiente pueden hacer que una persona tropiece.

Factores personales.

Las habilidades de manejo personal, la edad de la persona y la ropa usada también pueden influir en los requisitos de manejo. Se requiere educación para el entrenamiento y el levantamiento tanto para proporcionar la información necesaria como para dar tiempo al desarrollo de las habilidades físicas de manipulación. Las personas más jóvenes corren más riesgo; en cambio, las personas mayores tienen menos fuerza y ​​menor capacidad fisiológica. La ropa apretada puede aumentar la fuerza muscular requerida en una tarea a medida que las personas se esfuerzan contra la tela apretada; ejemplos clásicos son el uniforme de bata de enfermera y los overoles ajustados cuando las personas trabajan por encima de sus cabezas.

Límites de peso recomendados

Los puntos mencionados anteriormente indican que es imposible establecer un peso que sea "seguro" en todas las circunstancias. (Los límites de peso han tendido a variar de un país a otro de manera arbitraria. A los estibadores indios, por ejemplo, se les “permitió” una vez levantar 110 kg, mientras que a sus contrapartes en la ex República Democrática Popular de Alemania se les “limitó” a 32 kg. .) Los límites de peso también han tendido a ser demasiado grandes. Ahora se piensa que los 55 kg sugeridos en muchos países son demasiado grandes sobre la base de evidencia científica reciente. El Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) de los Estados Unidos adoptó 23 kg como límite de carga en 1991 (Waters et al. 1993).

Cada tarea de elevación debe evaluarse según sus propios méritos. Un enfoque útil para determinar un límite de peso para una tarea de levantamiento es la ecuación desarrollada por NIOSH:

RWL = LC x HM x VM x DM x AM x CM x FM

Dónde

RWL = límite de peso recomendado para la tarea en cuestión

HM = la distancia horizontal desde el centro de gravedad de la carga hasta el punto medio entre los tobillos (mínimo 15 cm, máximo 80 cm)

VM = la distancia vertical entre el centro de gravedad de la carga y el suelo al inicio de la elevación (máximo 175 cm)

DM = el recorrido vertical del ascensor (mínimo 25 cm, máximo 200 cm)

AM = factor de asimetría: el ángulo del que se desvía la tarea directamente frente al cuerpo

CM = multiplicador de acoplamiento: la capacidad de agarrar bien el elemento que se va a levantar, que se encuentra en una tabla de referencia

FM = multiplicadores de frecuencia: la frecuencia del levantamiento.

Todas las variables de longitud en la ecuación se expresan en unidades de centímetros. Cabe señalar que 23 kg es el peso máximo que NIOSH recomienda para levantar. Esto se redujo de 40 kg después de que la observación de muchas personas que realizan muchas tareas de levantamiento revelara que la distancia promedio desde el cuerpo al comienzo del levantamiento es de 25 cm, no los 15 cm asumidos en una versión anterior de la ecuación (NIOSH 1981 ).

Índice de elevación.

Al comparar el peso a levantar en la tarea y el RWL, se obtiene un índice de levantamiento (LI) se puede obtener según la relación:

LI=(peso a manipular)/RWL.

Por lo tanto, un uso particularmente valioso de la ecuación de NIOSH es la ubicación de las tareas de levantamiento en orden de gravedad, utilizando el índice de levantamiento para establecer las prioridades de acción. (Sin embargo, la ecuación tiene una serie de limitaciones que deben entenderse para su aplicación más eficaz. Véase Waters et al. 1993).

Estimación de la compresión espinal impuesta por la tarea

Se dispone de software informático para estimar la compresión espinal producida por una tarea de manipulación manual. Los programas de predicción de fuerza estática 2D y 3D de la Universidad de Michigan ("Backsoft") estiman la compresión espinal. Las entradas requeridas para el programa son:

• la postura en la que se realiza la actividad de manipulación

• la fuerza ejercida

• la dirección del ejercicio de la fuerza

• el número de manos que ejercen la fuerza

• el percentil de la población en estudio.

Los programas 2D y 3D se diferencian en que el software 3D permite cálculos aplicados a posturas en tres dimensiones. El resultado del programa brinda datos de compresión espinal y enumera el porcentaje de la población seleccionada que sería capaz de realizar la tarea particular sin exceder los límites sugeridos para seis articulaciones: tobillo, rodilla, cadera, primer disco sacro lumbar, hombro y codo. Este método también tiene una serie de limitaciones que deben comprenderse completamente para obtener el máximo valor del programa.

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Las funciones del sistema inmunitario son proteger el cuerpo de agentes infecciosos invasores y proporcionar vigilancia inmunitaria contra las células tumorales que surgen. Tiene una primera línea de defensa que es inespecífica y que puede iniciar reacciones efectoras por sí mismo, y una rama específica adquirida, en la que los linfocitos y los anticuerpos llevan la especificidad de reconocimiento y posterior reactividad hacia el antígeno.

La inmunotoxicología ha sido definida como “la disciplina que se ocupa del estudio de los eventos que pueden conducir a efectos no deseados como resultado de la interacción de los xenobióticos con el sistema inmunológico. Estos eventos no deseados pueden resultar como consecuencia de (1) un efecto directo y/o indirecto del xenobiótico (y/o su producto de biotransformación) en el sistema inmunológico, o (2) una respuesta inmunológica del huésped al compuesto y/o su(s) metabolito(s), o antígenos del huésped modificados por el compuesto o sus metabolitos” (Berlin et al. 1987).

Cuando el sistema inmunitario actúa como un objetivo pasivo de las agresiones químicas, el resultado puede ser una disminución de la resistencia a la infección y ciertas formas de neoplasia, o una desregulación/estimulación inmunitaria que puede exacerbar la alergia o la autoinmunidad. En el caso de que el sistema inmunitario responda a la especificidad antigénica del xenobiótico o antígeno del huésped modificado por el compuesto, la toxicidad puede manifestarse como alergias o enfermedades autoinmunes.

Se han desarrollado modelos animales para investigar la supresión inmunitaria inducida por sustancias químicas y varios de estos métodos están validados (Burleson, Munson y Dean 1995; IPCS 1996). Para fines de prueba, se sigue un enfoque escalonado para hacer una selección adecuada de la abrumadora cantidad de ensayos disponibles. Generalmente, el objetivo del primer nivel es identificar posibles inmunotóxicos. Si se identifica una inmunotoxicidad potencial, se realiza un segundo nivel de análisis para confirmar y caracterizar aún más los cambios observados. Las investigaciones de tercer nivel incluyen estudios especiales sobre el mecanismo de acción del compuesto. Se han identificado varios xenobióticos como inmunotóxicos que causan inmunosupresión en tales estudios con animales de laboratorio.

La base de datos sobre alteraciones de la función inmunitaria en seres humanos por sustancias químicas ambientales es limitada (Descotes 1986; NRC Subcommittee on Immunotoxicology 1992). El uso de marcadores de inmunotoxicidad ha recibido poca atención en estudios clínicos y epidemiológicos para investigar el efecto de estos químicos en la salud humana. Dichos estudios no se han realizado con frecuencia, y su interpretación a menudo no permite sacar conclusiones inequívocas, debido, por ejemplo, a la naturaleza no controlada de la exposición. Por lo tanto, en la actualidad, la evaluación de la inmunotoxicidad en roedores, con su posterior extrapolación al hombre, constituye la base de las decisiones sobre peligros y riesgos.

Las reacciones de hipersensibilidad, en particular el asma alérgica y la dermatitis de contacto, son importantes problemas de salud ocupacional en los países industrializados (Vos, Younes y Smith 1995). El fenómeno de la sensibilización por contacto se investigó primero en el conejillo de indias (Andersen y Maibach 1985). Hasta hace poco, esta ha sido la especie de elección para las pruebas predictivas. Se encuentran disponibles muchos métodos de prueba con cobayas, siendo los más empleados la prueba de maximización con cobayas y la prueba del parche ocluido de Buehler. Las pruebas con conejillos de Indias y los enfoques más nuevos desarrollados en ratones, como las pruebas de hinchazón de oídos y el ensayo de ganglios linfáticos locales, brindan al toxicólogo las herramientas para evaluar el riesgo de sensibilización de la piel. La situación con respecto a la sensibilización de las vías respiratorias es muy diferente. Todavía no existen métodos bien validados o ampliamente aceptados disponibles para la identificación de alérgenos respiratorios químicos, aunque se han logrado avances en el desarrollo de modelos animales para la investigación de la alergia respiratoria química en cobayas y ratones.

Los datos humanos muestran que los agentes químicos, en particular las drogas, pueden causar enfermedades autoinmunes (Kammüller, Bloksma y Seinen 1989). Hay una serie de modelos animales experimentales de enfermedades autoinmunes humanas. Estos comprenden tanto patología espontánea (por ejemplo, lupus eritematoso sistémico en ratones negros de Nueva Zelanda) como fenómenos autoinmunes inducidos por inmunización experimental con un autoantígeno de reacción cruzada (por ejemplo, artritis inducida por adyuvante H37Ra en ratas de la cepa Lewis). Estos modelos se aplican en la evaluación preclínica de fármacos inmunosupresores. Muy pocos estudios han abordado el potencial de estos modelos para evaluar si un xenobiótico exacerba la autoinmunidad inducida o congénita. Prácticamente faltan modelos animales que sean adecuados para investigar la capacidad de los productos químicos para inducir enfermedades autoinmunes. Un modelo que se utiliza de forma limitada es el ensayo del nódulo linfático poplíteo en ratones. Al igual que la situación en humanos, los factores genéticos juegan un papel crucial en el desarrollo de enfermedades autoinmunes (EA) en animales de laboratorio, lo que limitará el valor predictivo de dichas pruebas.

El sistema inmune

La función principal del sistema inmunológico es la defensa contra bacterias, virus, parásitos, hongos y células neoplásicas. Esto se logra mediante las acciones de varios tipos de células y sus mediadores solubles en un concierto finamente afinado. La defensa del huésped se puede dividir aproximadamente en resistencia no específica o innata e inmunidad específica o adquirida mediada por linfocitos (Roitt, Brostoff y Male 1989).

Los componentes del sistema inmunológico están presentes en todo el cuerpo (Jones et al. 1990). El compartimento de los linfocitos se encuentra dentro de los órganos linfoides (figura 1). La médula ósea y el timo se clasifican como órganos linfoides primarios o centrales; los órganos linfoides secundarios o periféricos incluyen ganglios linfáticos, bazo y tejido linfoide a lo largo de superficies secretoras tales como los tractos gastrointestinal y respiratorio, el llamado tejido linfoide asociado a mucosas (MALT). Aproximadamente la mitad de los linfocitos del cuerpo se encuentran en cualquier momento en MALT. Además, la piel es un órgano importante para la inducción de respuestas inmunitarias a los antígenos presentes en la piel. Importantes en este proceso son las células epidérmicas de Langerhans que tienen una función presentadora de antígenos.

Figura 1. Órganos y tejidos linfoides primarios y secundarios

Las células fagocíticas del linaje monocito/macrófago, denominado sistema fagocítico mononuclear (MPS), se encuentran en los órganos linfoides y también en sitios extraganglionares; los fagocitos extraganglionares incluyen células de Kupffer en el hígado, macrófagos alveolares en el pulmón, macrófagos mesangiales en el riñón y células gliales en el cerebro. Los leucocitos polimorfonucleares (PMN) están presentes principalmente en la sangre y la médula ósea, pero se acumulan en los sitios de inflamación.

Defensa no específica

Una primera línea de defensa a los microorganismos es ejecutada por una barrera física y química, como en la piel, el tracto respiratorio y el tracto alimentario. Esta barrera se ve favorecida por mecanismos de protección no específicos que incluyen células fagocíticas, como macrófagos y leucocitos polimorfonucleares, que pueden matar patógenos, y células asesinas naturales, que pueden lisar células tumorales y células infectadas por virus. El sistema del complemento y ciertos inhibidores microbianos (p. ej., lisozima) también participan en la respuesta no específica.

inmunidad específica

Después del contacto inicial del huésped con el patógeno, se inducen respuestas inmunitarias específicas. El sello distintivo de esta segunda línea de defensa es el reconocimiento específico de los determinantes, los llamados antígenos o epítopos, de los patógenos por parte de los receptores en la superficie celular de los linfocitos B y T. Después de la interacción con el antígeno específico, la célula portadora del receptor es estimulada para que prolifere y se diferencie, produciendo un clon de células de progenie que son específicas para el antígeno desencadenante. Las respuestas inmunitarias específicas ayudan a la defensa no específica presentada a los patógenos estimulando la eficacia de las respuestas no específicas. Una característica fundamental de la inmunidad específica es que se desarrolla la memoria. El contacto secundario con el mismo antígeno provoca una respuesta más rápida y vigorosa pero bien regulada.

El genoma no tiene la capacidad de transportar los códigos de una serie de receptores de antígenos suficientes para reconocer el número de antígenos que se pueden encontrar. El repertorio de especificidad se desarrolla mediante un proceso de reordenamientos genéticos. Este es un proceso aleatorio, durante el cual se producen diversas especificidades. Esto incluye especificidades para componentes propios, que son indeseables. Un proceso de selección que tiene lugar en el timo (células T) o en la médula ósea (células B) opera para eliminar estas especificidades indeseables.

La función efectora inmunitaria normal y la regulación homeostática de la respuesta inmunitaria dependen de una variedad de productos solubles, conocidos colectivamente como citoquinas, que son sintetizados y secretados por los linfocitos y por otros tipos de células. Las citocinas tienen efectos pleiotrópicos sobre las respuestas inmunitarias e inflamatorias. Se requiere la cooperación entre diferentes poblaciones celulares para la respuesta inmunitaria: la regulación de las respuestas de anticuerpos, la acumulación de células y moléculas inmunitarias en los sitios inflamatorios, el inicio de las respuestas de fase aguda, el control de la función citotóxica de los macrófagos y muchos otros procesos fundamentales para la resistencia del huésped. . Estos están influenciados por, y en muchos casos dependen de, las citocinas que actúan individualmente o en concierto.

Se reconocen dos ramas de la inmunidad específica: la inmunidad humoral y la inmunidad mediada por células o celular:

Inmunidad humoral. En el brazo humoral, los linfocitos B se estimulan tras el reconocimiento del antígeno por parte de los receptores de la superficie celular. Los receptores de antígenos en los linfocitos B son inmunoglobulinas (Ig). Las células B maduras (células plasmáticas) comienzan la producción de inmunoglobulinas específicas de antígeno que actúan como anticuerpos en el suero o a lo largo de las superficies mucosas. Hay cinco clases principales de inmunoglobulinas: (1) IgM, Ig pentamérica con capacidad aglutinante óptima, que se produce primero después de la estimulación antigénica; (2) IgG, la principal Ig en circulación, que puede atravesar la placenta; (3) IgA, Ig secretora para la protección de superficies mucosas; (4) IgE, fijación de Ig a mastocitos o granulocitos basófilos involucrados en reacciones de hipersensibilidad inmediata y (5) IgD, cuya función principal es como receptor de linfocitos B.

Inmunidad mediada por células. El brazo celular del sistema inmunitario específico está mediado por linfocitos T. Estas células también tienen receptores de antígenos en sus membranas. Reconocen antígenos si son presentados por células presentadoras de antígenos en el contexto de antígenos de histocompatibilidad. Por lo tanto, estas células tienen una restricción además de la especificidad del antígeno. Las células T funcionan como células auxiliares para varias respuestas inmunitarias (incluida la humoral), median el reclutamiento de células inflamatorias y pueden, como células T citotóxicas, matar células diana después del reconocimiento específico del antígeno.

Mecanismos de inmunotoxicidad

La inmunosupresión

La resistencia eficaz del huésped depende de la integridad funcional del sistema inmunitario, que a su vez requiere que las células y moléculas componentes que orquestan las respuestas inmunitarias estén disponibles en cantidades suficientes y en forma operativa. Las inmunodeficiencias congénitas en humanos a menudo se caracterizan por defectos en ciertas líneas de células madre, lo que da como resultado una producción deficiente o nula de células inmunitarias. Por analogía con las inmunodeficiencias humanas congénitas y adquiridas, la inmunosupresión inducida por sustancias químicas puede resultar simplemente de un número reducido de células funcionales (IPCS 1996). La ausencia o el número reducido de linfocitos puede tener efectos más o menos profundos sobre el estado inmunitario. Algunos estados de inmunodeficiencia e inmunosupresión severa, como puede ocurrir en el trasplante o la terapia citostática, se han asociado en particular con una mayor incidencia de infecciones oportunistas y de ciertas enfermedades neoplásicas. Las infecciones pueden ser bacterianas, virales, fúngicas o protozoarias, y el tipo de infección predominante depende de la inmunodeficiencia asociada. Se puede esperar que la exposición a sustancias químicas ambientales inmunosupresoras produzca formas más sutiles de inmunosupresión, que pueden ser difíciles de detectar. Estos pueden conducir, por ejemplo, a una mayor incidencia de infecciones como la gripe o el resfriado común.

En vista de la complejidad del sistema inmune, con la gran variedad de células, mediadores y funciones que forman una red complicada e interactiva, los compuestos inmunotóxicos tienen numerosas oportunidades para ejercer un efecto. Aunque la naturaleza de las lesiones iniciales inducidas por muchos productos químicos inmunotóxicos aún no se ha dilucidado, cada vez hay más información disponible, en su mayoría derivada de estudios en animales de laboratorio, con respecto a los cambios inmunobiológicos que resultan en la depresión de la función inmunológica (Dean et al. 1994) . Los efectos tóxicos pueden ocurrir en las siguientes funciones críticas (y se dan algunos ejemplos de compuestos inmunotóxicos que afectan estas funciones):

•  desarrollo y expansión de diferentes poblaciones de células madre (el benceno ejerce efectos inmunotóxicos a nivel de células madre, causando linfocitopenia)
•  proliferación de diversas células linfoides y mieloides, así como tejidos de soporte en los que estas células maduran y funcionan (los compuestos organoestánnicos inmunotóxicos suprimen la actividad proliferativa de los linfocitos en la corteza tímica a través de la citotoxicidad directa; la acción timotóxica del 2,3,7,8-tetracloro -dibenzo-p-dioxina (TCDD) y compuestos relacionados probablemente se deba a una función alterada de las células epiteliales del timo, más que a una toxicidad directa para los timocitos)
•  captación, procesamiento y presentación de antígenos por macrófagos y otras células presentadoras de antígenos (uno de los objetivos del 7,12-dimetilbenz(a)antraceno (DMBA) y del plomo es la presentación de antígenos por macrófagos; un objetivo de la radiación ultravioleta es el antígeno- presentación de células de Langerhans)
•  función reguladora de las células T auxiliares y T supresoras (la función de las células T auxiliares se ve afectada por los organoestaños, el aldicarb, los bifenilos policlorados (PCB), TCDD y DMBA; la función de las células T supresoras se reduce con el tratamiento con dosis bajas de ciclofosfamida)
•  producción de diversas citocinas o interleucinas (el benzo(a)pireno (BP) suprime la producción de interleucina-1; la radiación ultravioleta altera la producción de citocinas por parte de los queratinocitos)
•  la síntesis de varias clases de inmunoglobulinas IgM e IgG se suprime después del tratamiento con PCB y óxido de tributilestaño (TBT), y aumenta después de la exposición al hexaclorobenceno (HCB).
•  regulación y activación del complemento (afectado por TCDD)
•  función de las células T citotóxicas (3-metilcolantreno (3-MC), DMBA y TCDD suprimen la actividad de las células T citotóxicas)
•  función de las células asesinas naturales (NK) (la actividad de las NK pulmonares es suprimida por el ozono; la actividad de las NK esplénicas se ve afectada por el níquel)
•  quimiotaxis de macrófagos y leucocitos polimorfonucleares y funciones citotóxicas (el ozono y el dióxido de nitrógeno alteran la actividad fagocítica de los macrófagos alveolares).

Alergia

Alergia puede definirse como los efectos adversos para la salud que resultan de la inducción y provocación de respuestas inmunitarias específicas. Cuando se producen reacciones de hipersensibilidad sin implicación del sistema inmunitario, el término pseudo-alergia se usa En el contexto de la inmunotoxicología, la alergia es el resultado de una respuesta inmunitaria específica a sustancias químicas y fármacos de interés. La capacidad de una sustancia química para sensibilizar a las personas generalmente está relacionada con su capacidad para unirse covalentemente a las proteínas del cuerpo. Las reacciones alérgicas pueden tomar una variedad de formas y estas difieren con respecto a los mecanismos inmunológicos subyacentes y la velocidad de la reacción. Se han reconocido cuatro tipos principales de reacciones alérgicas: Reacciones de hipersensibilidad de tipo I, que son provocadas por anticuerpos IgE y en las que los síntomas se manifiestan a los pocos minutos de la exposición del individuo sensibilizado. Las reacciones de hipersensibilidad de tipo II resultan del daño o la destrucción de las células huésped por parte de los anticuerpos. En este caso, los síntomas se hacen evidentes en cuestión de horas. Las reacciones de hipersensibilidad de tipo III, o de Arthus, también están mediadas por anticuerpos, pero contra antígenos solubles, y son el resultado de la acción local o sistémica de complejos inmunitarios. Las reacciones de hipersensibilidad de tipo IV, o de tipo retardado, son provocadas por los linfocitos T y normalmente los síntomas se desarrollan de 24 a 48 horas después de la exposición del individuo sensibilizado.

Los dos tipos de alergia química de mayor relevancia para la salud laboral son la sensibilidad de contacto o alergia cutánea y la alergia de las vías respiratorias.

Hipersensibilidad de contacto. Una gran cantidad de productos químicos pueden causar sensibilización de la piel. Después de la exposición tópica de un individuo susceptible a un alérgeno químico, se induce una respuesta de linfocitos T en los ganglios linfáticos que drenan. En la piel, el alérgeno interactúa directa o indirectamente con las células epidérmicas de Langerhans, que transportan la sustancia química a los ganglios linfáticos y la presentan en forma inmunogénica a los linfocitos T sensibles. Los linfocitos T activados por alérgenos proliferan, lo que da como resultado una expansión clonal. El individuo ahora está sensibilizado y responderá a una segunda exposición dérmica al mismo químico con una respuesta inmunitaria más agresiva, lo que resultará en una dermatitis alérgica de contacto. La reacción inflamatoria cutánea que caracteriza a la dermatitis alérgica de contacto es secundaria al reconocimiento del alérgeno en la piel por parte de linfocitos T específicos. Estos linfocitos se activan, liberan citocinas y provocan la acumulación local de otros leucocitos mononucleares. Los síntomas se desarrollan entre 24 y 48 horas después de la exposición del individuo sensibilizado y, por lo tanto, la dermatitis alérgica de contacto representa una forma de hipersensibilidad de tipo retardado. Las causas comunes de la dermatitis alérgica de contacto incluyen productos químicos orgánicos (como el 2,4-dinitroclorobenceno), metales (como el níquel y el cromo) y productos vegetales (como el urushiol de la hiedra venenosa).

Hipersensibilidad respiratoria. La hipersensibilidad respiratoria generalmente se considera una reacción de hipersensibilidad de tipo I. Sin embargo, las reacciones de fase tardía y los síntomas más crónicos asociados con el asma pueden involucrar procesos inmunitarios mediados por células (Tipo IV). Los síntomas agudos asociados con la alergia respiratoria se ven afectados por el anticuerpo IgE, cuya producción se provoca después de la exposición del individuo susceptible al alérgeno químico inductor. El anticuerpo IgE se distribuye sistémicamente y se une, a través de receptores de membrana, a los mastocitos que se encuentran en los tejidos vascularizados, incluido el tracto respiratorio. Después de la inhalación de la misma sustancia química, se provocará una reacción de hipersensibilidad respiratoria. El alérgeno se asocia con la proteína y se une y entrecruza el anticuerpo IgE unido a los mastocitos. Esto a su vez provoca la desgranulación de los mastocitos y la liberación de mediadores inflamatorios como la histamina y los leucotrienos. Estos mediadores provocan broncoconstricción y vasodilatación, lo que da lugar a síntomas de alergia respiratoria; asma y/o rinitis. Los productos químicos que se sabe que causan hipersensibilidad respiratoria en el hombre incluyen anhídridos de ácido (como el anhídrido trimelítico), algunos diisocianatos (como el diisocianato de tolueno), sales de platino y algunos colorantes reactivos. Además, se sabe que la exposición crónica al berilio causa enfermedad pulmonar por hipersensibilidad.

Autoimmunity

Autoimmunity se puede definir como la estimulación de respuestas inmunitarias específicas dirigidas contra antígenos "propios" endógenos. La autoinmunidad inducida puede resultar de alteraciones en el equilibrio de los linfocitos T reguladores o de la asociación de un xenobiótico con componentes tisulares normales para volverlos inmunogénicos (“autoalterado”). Los fármacos y productos químicos que se sabe que inducen o exacerban incidentalmente efectos como los de la enfermedad autoinmune (EA) en individuos susceptibles son compuestos de bajo peso molecular (peso molecular de 100 a 500) que generalmente se consideran no inmunogénicos. El mecanismo de la DA por exposición química es mayormente desconocido. La enfermedad se puede producir directamente por medio de anticuerpos circulantes, indirectamente a través de la formación de complejos inmunitarios o como consecuencia de la inmunidad mediada por células, pero es probable que se produzca a través de una combinación de mecanismos. La patogenia es más conocida en los trastornos hemolíticos inmunitarios inducidos por fármacos:

•  El fármaco puede adherirse a la membrana de los glóbulos rojos e interactuar con un anticuerpo específico del fármaco.
•  El fármaco puede alterar la membrana de los glóbulos rojos para que el sistema inmunitario considere a la célula como extraña.
•  El fármaco y su anticuerpo específico forman complejos inmunitarios que se adhieren a la membrana de los glóbulos rojos para producir lesiones.
•  La sensibilización de glóbulos rojos ocurre debido a la producción de autoanticuerpos de glóbulos rojos.

Se ha descubierto que una variedad de productos químicos y fármacos, en particular los últimos, inducen respuestas similares a las autoinmunes (Kamüller, Bloksma y Seinen 1989). La exposición ocupacional a productos químicos puede conducir incidentalmente a síndromes similares a los de la EA. La exposición a cloruro de vinilo monomérico, tricloroetileno, percloroetileno, resinas epoxi y polvo de sílice puede inducir síndromes similares a la esclerodermia. Se ha descrito un síndrome similar al lupus eritematoso sistémico (LES) después de la exposición a la hidracina. La exposición al diisocianato de tolueno se ha asociado con la inducción de púrpura trombocitopénica. Los metales pesados, como el mercurio, se han implicado en algunos casos de glomerulonefritis por complejos inmunitarios.

Evaluación de riesgos humanos

La evaluación del estado inmunitario humano se realiza principalmente utilizando sangre periférica para el análisis de sustancias humorales como inmunoglobulinas y complemento, y de leucocitos sanguíneos para la composición de subconjuntos y la funcionalidad de subpoblaciones. Estos métodos suelen ser los mismos que se utilizan para investigar la inmunidad humoral y mediada por células, así como la resistencia inespecífica de pacientes con sospecha de enfermedad de inmunodeficiencia congénita. Para estudios epidemiológicos (p. ej., de poblaciones expuestas ocupacionalmente), los parámetros deben seleccionarse sobre la base de su valor predictivo en poblaciones humanas, modelos animales validados y la biología subyacente de los marcadores (consulte la tabla 1). La estrategia de detección de efectos inmunotóxicos después de la exposición (accidental) a contaminantes ambientales u otras sustancias tóxicas depende en gran medida de las circunstancias, como el tipo de inmunodeficiencia esperable, el tiempo entre la exposición y la evaluación del estado inmunitario, el grado de exposición y el número de personas expuestas. El proceso de evaluación del riesgo inmunotóxico de un xenobiótico particular en humanos es extremadamente difícil y, a menudo, imposible, debido en gran parte a la presencia de varios factores de confusión de origen endógeno o exógeno que influyen en la respuesta de los individuos al daño tóxico. Esto es particularmente cierto para los estudios que investigan el papel de la exposición química en las enfermedades autoinmunes, donde los factores genéticos juegan un papel crucial.

Tabla 1. Clasificación de las pruebas para marcadores inmunes

Dado que rara vez se dispone de datos humanos adecuados, la evaluación del riesgo de inmunosupresión inducida por productos químicos en humanos se basa en la mayoría de los casos en estudios con animales. La identificación de xenobióticos inmunotóxicos potenciales se lleva a cabo principalmente en estudios controlados en roedores. Los estudios de exposición in vivo presentan, en este sentido, el enfoque óptimo para estimar el potencial inmunotóxico de un compuesto. Esto se debe a la naturaleza multifactorial y compleja del sistema inmunitario y de las respuestas inmunitarias. Los estudios in vitro tienen un valor creciente en la aclaración de los mecanismos de inmunotoxicidad. Además, al investigar los efectos del compuesto utilizando células de origen animal y humano, se pueden generar datos para la comparación de especies, que se pueden utilizar en el enfoque de “paralelogramo” para mejorar el proceso de evaluación de riesgos. Si hay datos disponibles para los tres pilares del paralelogramo (animal in vivo y animal y humano in vitro), puede ser más fácil predecir el resultado en el pilar restante, es decir, el riesgo en humanos.

Cuando la evaluación del riesgo de inmunosupresión inducida por productos químicos tiene que basarse únicamente en datos de estudios en animales, se puede seguir un enfoque en la extrapolación al hombre mediante la aplicación de factores de incertidumbre al nivel sin efecto adverso observado (NOAEL). Este nivel puede basarse en parámetros determinados en modelos relevantes, como ensayos de resistencia del huésped y evaluación in vivo de reacciones de hipersensibilidad y producción de anticuerpos. Idealmente, la relevancia de este enfoque para la evaluación de riesgos requiere confirmación mediante estudios en humanos. Dichos estudios deben combinar la identificación y medición del tóxico, los datos epidemiológicos y las evaluaciones del estado inmunitario.

Para predecir la hipersensibilidad por contacto, se dispone de modelos de conejillos de indias que se han utilizado en la evaluación de riesgos desde la década de 1970. Aunque sensibles y reproducibles, estas pruebas tienen limitaciones ya que dependen de la evaluación subjetiva; esto se puede superar con métodos más nuevos y cuantitativos desarrollados en el ratón. Con respecto a la hipersensibilidad inducida por sustancias químicas inducida por la inhalación o ingestión de alérgenos, las pruebas deben desarrollarse y evaluarse en términos de su valor predictivo en el hombre. Cuando se trata de establecer niveles seguros de exposición ocupacional de alérgenos potenciales, se debe tener en cuenta la naturaleza bifásica de la alergia: la fase de sensibilización y la fase de provocación. La concentración requerida para provocar una reacción alérgica en un individuo previamente sensibilizado es considerablemente más baja que la concentración necesaria para inducir la sensibilización en el individuo inmunológicamente inexperto pero susceptible.

Dado que prácticamente no existen modelos animales para predecir la autoinmunidad inducida por sustancias químicas, se debe hacer hincapié en el desarrollo de tales modelos. Para el desarrollo de dichos modelos, nuestro conocimiento de la autoinmunidad inducida por sustancias químicas en humanos debe avanzar, incluido el estudio de marcadores genéticos y del sistema inmunitario para identificar individuos susceptibles. Los seres humanos que están expuestos a fármacos que inducen la autoinmunidad ofrecen esa oportunidad.

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El epidemiólogo está interesado en las relaciones entre las variables, principalmente la exposición y las variables de resultado. Por lo general, los epidemiólogos quieren determinar si la aparición de una enfermedad está relacionada con la presencia de un agente en particular (exposición) en la población. Las formas en que se estudian estas relaciones pueden variar considerablemente. Uno puede identificar a todas las personas que están expuestas a ese agente y hacerles un seguimiento para medir la incidencia de la enfermedad, comparando dicha incidencia con la ocurrencia de la enfermedad en una población adecuada no expuesta. Alternativamente, uno puede simplemente muestrear entre los expuestos y no expuestos, sin tener una enumeración completa de ellos. O, como tercera alternativa, se pueden identificar todas las personas que desarrollan una enfermedad de interés en un período de tiempo definido (“casos”) y un grupo adecuado de individuos libres de enfermedad (una muestra de la población fuente de casos), y determinar si los patrones de exposición difieren entre los dos grupos. El seguimiento de los participantes del estudio es una opción (en los llamados estudios longitudinales): en esta situación, existe un lapso de tiempo entre la ocurrencia de la exposición y el inicio de la enfermedad. Una opción alternativa es una muestra representativa de la población, donde tanto la exposición como la enfermedad se miden en el mismo momento.

En este artículo, se presta atención a los diseños de estudio comunes: cohorte, caso-referente (caso-control) y transversal. Para preparar el escenario para esta discusión, considere una gran fábrica de rayón viscosa en un pueblo pequeño. Se inicia una investigación sobre si la exposición al disulfuro de carbono aumenta el riesgo de enfermedad cardiovascular. La investigación tiene varias opciones de diseño, algunas más y otras menos obvias. Una primera estrategia es identificar a todos los trabajadores que han estado expuestos al disulfuro de carbono y hacerles un seguimiento de la mortalidad cardiovascular.

Escuadrón de estudio

Un estudio de cohorte abarca a los participantes de la investigación que comparten un evento común, la exposición. Un estudio de cohorte clásico identifica un grupo definido de personas expuestas, luego se les da seguimiento a todos y se registra su experiencia de morbilidad y/o mortalidad. Además de una exposición cualitativa común, la cohorte también debe definirse en otros criterio de elegibilidad, como rango de edad, sexo (masculino o femenino o ambos), duración mínima e intensidad de la exposición, ausencia de otras exposiciones y similares, para mejorar la validez y eficiencia del estudio. Al ingreso, todos los miembros de la cohorte deben estar libres de la enfermedad en estudio, de acuerdo con el conjunto de criterios empíricos utilizados para medir la enfermedad.

Si, por ejemplo, en el estudio de cohorte sobre los efectos del disulfuro de carbono en la morbilidad coronaria, la enfermedad coronaria se mide empíricamente como infartos clínicos, aquellos que, al inicio del estudio, han tenido antecedentes de infarto coronario deben ser excluidos de la cohorte. Por el contrario, se pueden aceptar anomalías electrocardiográficas sin antecedentes de infarto. Sin embargo, si la aparición de nuevos cambios electrocardiográficos es la medida de resultado empírica, los miembros de la cohorte también deben tener electrocardiogramas normales al inicio del estudio.

La morbilidad (en términos de incidencia) o la mortalidad de una cohorte expuesta debe compararse con una cohorte de referencia que idealmente debería ser lo más similar posible a la cohorte expuesta en todos los aspectos relevantes, excepto por la exposición, para determinar el riesgo relativo de enfermedad o muerte por exposición. El uso de una cohorte similar pero no expuesta como proveedor de la experiencia de referencia es preferible a la (mala) práctica común de comparar la morbilidad o mortalidad de la cohorte expuesta con cifras nacionales estandarizadas por edad, porque la población general no alcanza a cumplir incluso con los requisitos más importantes. requisitos elementales para la validez de la comparación. La Razón de Morbilidad (o Mortalidad) Estandarizada (SMR), resultante de tal comparación, generalmente genera una subestimación de la verdadera razón de riesgo debido a un sesgo que opera en la cohorte expuesta, lo que lleva a la falta de comparabilidad entre las dos poblaciones. Este sesgo de comparación se ha denominado “Efecto del trabajador sano”. Sin embargo, en realidad no es un verdadero “efecto”, sino un sesgo de confusión negativa, que a su vez ha surgido de la rotación selectiva de salud en una población ocupada. (Las personas con problemas de salud tienden a salir de las cohortes "expuestas", o nunca ingresar a ellas, y su destino final suele ser la sección desempleada de la población general).

Debido a que una cohorte "expuesta" se define como una determinada exposición, solo efectos causados ​​por esa única exposición (o combinación de exposiciones) se pueden estudiar simultáneamente. Por otra parte, el diseño de cohortes permite el estudio de varias enfermedades al mismo tiempo. También se pueden estudiar simultáneamente diferentes manifestaciones de la misma enfermedad, por ejemplo, angina, cambios en el ECG, infartos de miocardio clínicos y mortalidad coronaria. Si bien es adecuado para probar hipótesis específicas (p. ej., "la exposición al disulfuro de carbono causa enfermedad coronaria"), un estudio de cohortes también brinda respuestas a la pregunta más general: "¿Qué enfermedades son causadas por esta exposición?"

Por ejemplo, en un estudio de cohorte que investiga el riesgo de que los trabajadores de una fundición mueran de cáncer de pulmón, los datos de mortalidad se obtienen del registro nacional de causas de muerte. Aunque el estudio fue para determinar si el polvo de fundición causa cáncer de pulmón, la fuente de datos, con el mismo esfuerzo, también brinda información sobre todas las demás causas de muerte. Por lo tanto, se pueden estudiar al mismo tiempo otros posibles riesgos para la salud.

El momento de un estudio de cohortes puede ser retrospectivo (histórico) o prospectivo (concurrente). En ambos casos la estructura de diseño es la misma. Se produce una enumeración completa de las personas expuestas en algún momento o período de tiempo, y el resultado se mide para todos los individuos a través de un punto final definido en el tiempo. La diferencia entre prospectivo y retrospectivo está en el momento del estudio. Si es retrospectivo, el punto final ya ha ocurrido; si es prospectivo, hay que esperarlo.

En el diseño retrospectivo, la cohorte se define en algún momento del pasado (por ejemplo, los expuestos el 1 de enero de 1961, o los que realizaron trabajos expuestos entre 1961 y 1970). La morbilidad y/o mortalidad de todos los miembros de la cohorte luego se sigue hasta el presente. Aunque “todos” significa que también se debe rastrear a quienes han dejado el trabajo, en la práctica rara vez se puede lograr una cobertura del 100 por ciento. Sin embargo, cuanto más completo es el seguimiento, más válido es el estudio.

En el diseño prospectivo, la cohorte se define en el presente, o durante algún período futuro, y luego se sigue la morbilidad en el futuro.

Al realizar estudios de cohortes, se debe permitir suficiente tiempo para el seguimiento a fin de que los puntos finales de interés tengan suficiente tiempo para manifestarse. A veces, debido a que los registros históricos pueden estar disponibles solo por un período corto en el pasado, es deseable aprovechar esta fuente de datos porque significa que se necesitaría un período más corto de seguimiento prospectivo antes de poder obtener los resultados del estudio. disponible. En estas situaciones, una combinación de los diseños de estudio de cohorte retrospectivo y prospectivo puede ser eficiente. El diseño general de las tablas de frecuencia que presentan datos de cohortes se muestra en la tabla 1.

Tabla 1. El diseño general de las tablas de frecuencia que presentan datos de cohortes

La proporción observada de enfermos en la cohorte expuesta se calcula como:

y el de la cohorte de referencia como:

La relación de tasas entonces se expresa como:

N₀ y N₁ generalmente se expresan en unidades de persona-tiempo en lugar de como el número de personas en las poblaciones Los años-persona se calculan para cada individuo por separado. Diferentes personas a menudo ingresan a la cohorte durante un período de tiempo, no en la misma fecha. Por lo tanto, sus tiempos de seguimiento comienzan en fechas diferentes. Asimismo, después de su muerte, o después de que haya ocurrido el evento de interés, ya no están “en riesgo” y no deben continuar aportando años-persona al denominador.

Si el RR es superior a 1, la morbilidad de la cohorte expuesta es superior a la de la cohorte de referencia y viceversa. El RR es una estimación puntual y se debe calcular un intervalo de confianza (IC). Cuanto más grande sea el estudio, más estrecho será el intervalo de confianza. Si RR = 1 no se incluye en el intervalo de confianza (p. ej., el IC del 95 % es de 1.4 a 5.8), el resultado puede considerarse "estadísticamente significativo" en el nivel de probabilidad elegido (en este ejemplo, α = 0.05).

Si se utiliza la población general como población de referencia, c₀ se sustituye por la cifra “esperada”, CE₁ ), derivado de las tasas de morbilidad o mortalidad estandarizadas por edad de esa población (es decir, el número de casos que habrían ocurrido en la cohorte, si no hubiera tenido lugar la exposición de interés). Esto produce la razón de mortalidad (o morbilidad) estandarizada, SMR. Por lo tanto,

También para el SMR, se debe calcular un intervalo de confianza. Es mejor dar esta medida en una publicación que un valor p, porque la prueba de significancia estadística no tiene sentido si la población general es la categoría de referencia. Tal comparación implica un sesgo considerable (la efecto trabajador saludable mencionado anteriormente), y las pruebas de significación estadística, desarrolladas originalmente para la investigación experimental, son engañosas en presencia de un error sistemático.

Supongamos que la pregunta es si el polvo de cuarzo causa cáncer de pulmón. Por lo general, el polvo de cuarzo se presenta junto con otros carcinógenos, como los derivados del radón y los gases de escape de diésel en las minas o los hidrocarburos poliaromáticos en las fundiciones. Las canteras de granito no exponen a los trabajadores de la piedra a estos otros carcinógenos. Por lo tanto, el problema se estudia mejor entre los trabajadores de la piedra empleados en las canteras de granito.

Supongamos entonces que todos los 2,000 trabajadores, que han sido empleados por 20 canteras entre 1951 y 1960, se inscriben en la cohorte y se sigue su incidencia de cáncer (alternativamente, solo la mortalidad) comenzando diez años después de la primera exposición (para permitir un tiempo de inducción) y finalizando en 1990. Este es un seguimiento de 20 a 30 años (dependiendo del año de entrada) o, digamos, en promedio, un seguimiento de 25 años de la mortalidad (o morbilidad) por cáncer entre 1,000 de los trabajadores de la cantera que eran específicamente trabajadores del granito. Se debe registrar el historial de exposición de cada miembro de la cohorte. Se debe rastrear a los que han salido de las canteras y registrar su historial de exposición posterior. En países donde todos los habitantes tienen números de registro únicos, este es un procedimiento sencillo, regido principalmente por las leyes nacionales de protección de datos. Cuando no existe tal sistema, rastrear a los empleados con fines de seguimiento puede ser extremadamente difícil. Cuando existan registros apropiados de defunción o enfermedad, la mortalidad por todas las causas, todos los cánceres y las localizaciones específicas del cáncer pueden obtenerse del registro nacional de causas de defunción. (Para la mortalidad por cáncer, el registro nacional de cáncer es una mejor fuente porque contiene diagnósticos más precisos. Además, también se pueden obtener datos de incidencia (o morbilidad).) Las tasas de mortalidad (o tasas de incidencia de cáncer) se pueden comparar con “ números esperados”, calculados a partir de tasas nacionales utilizando como base los años-persona de la cohorte expuesta.

Suponga que se encuentran 70 casos fatales de cáncer de pulmón en la cohorte, mientras que el número esperado (el número que habría ocurrido si no hubiera habido exposición) es 35. Entonces:

c₁ = 70, CE₁) = 35

Por lo tanto, el SMR = 200, lo que indica un aumento del doble en el riesgo de morir de cáncer de pulmón entre los expuestos. Si se dispone de datos detallados de exposición, la mortalidad por cáncer se puede estudiar en función de diferentes tiempos de latencia (digamos, 10, 15, 20 años), trabajo en diferentes tipos de canteras (diferentes tipos de granito), diferentes períodos históricos, diferentes exposiciones intensidades, etc. Sin embargo, 70 casos no se pueden subdividir en demasiadas categorías, porque el número que cae en cada una rápidamente se vuelve demasiado pequeño para el análisis estadístico.

Ambos tipos de diseños de cohortes tienen ventajas y desventajas. Un estudio retrospectivo puede, por regla general, medir sólo la mortalidad, porque por lo general faltan datos sobre manifestaciones más leves. Los registros de cáncer son una excepción, y quizás algunos otros, como los registros de accidentes cerebrovasculares y los registros de altas hospitalarias, en los que también se dispone de datos de incidencia. Evaluar la exposición pasada siempre es un problema y los datos de exposición suelen ser bastante débiles en los estudios retrospectivos. Esto puede conducir al efecto de enmascaramiento. Por otro lado, dado que los casos ya se han producido, los resultados del estudio están disponibles mucho antes; en, digamos, dos o tres años.

Un estudio de cohorte prospectivo se puede planificar mejor para cumplir con las necesidades del investigador, y los datos de exposición se pueden recopilar de manera precisa y sistemática. Se pueden medir varias manifestaciones diferentes de una enfermedad. Las mediciones tanto de la exposición como del resultado se pueden repetir, y todas las mediciones se pueden estandarizar y se puede verificar su validez. Sin embargo, si la enfermedad tiene una latencia prolongada (como el cáncer), deberá pasar mucho tiempo, incluso de 20 a 30 años, antes de que se puedan obtener los resultados del estudio. Pueden pasar muchas cosas durante este tiempo. Por ejemplo, rotación de investigadores, mejoras en las técnicas de medición de la exposición, remodelación o cierre de las plantas elegidas para el estudio, etc. Todas estas circunstancias hacen peligrar el éxito del estudio. Los costos de un estudio prospectivo también suelen ser más altos que los de un estudio retrospectivo, pero esto se debe principalmente al número mucho mayor de mediciones (monitoreo de exposición repetida, exámenes clínicos, etc.) y no a un registro de muerte más costoso. Por lo tanto, la costos por unidad de información no superan necesariamente los de un estudio retrospectivo. En vista de todo esto, los estudios prospectivos son más adecuados para enfermedades con latencia más bien corta, que requieren un seguimiento corto, mientras que los estudios retrospectivos son mejores para enfermedades con latencia larga.

Estudios de casos y controles (o caso-referente)

Volvamos a la planta de rayón viscosa. Un estudio de cohorte retrospectivo puede no ser factible si se han perdido las listas de trabajadores expuestos, mientras que un estudio de cohorte prospectivo arrojaría resultados sólidos en mucho tiempo. Una alternativa sería entonces la comparación entre los fallecidos por enfermedad coronaria en la localidad, en el transcurso de un período de tiempo definido, y una muestra de la población total en el mismo grupo de edad.

El diseño clásico de casos y controles (o caso-referente) se basa en el muestreo de una población dinámica (abierta, caracterizada por una rotación de miembros). Esta población puede ser la de todo un país, un distrito o un municipio (como en nuestro ejemplo), o puede ser la población definida administrativamente a partir de la cual se ingresan pacientes en un hospital. La población definida proporciona tanto los casos como los controles (o referentes).

La técnica consiste en reunir todos los casos de la enfermedad en cuestión que existen en un punto en el tiempo (casos prevalentes), o han ocurrido durante un tiempo definido período de tiempo (casos incidentes). Los casos, por lo tanto, pueden extraerse de los registros de morbilidad o mortalidad, o recopilarse directamente de los hospitales u otras fuentes que tengan diagnósticos válidos. Los controles se dibujan como un muestra de la misma población, ya sea de entre los no casos o de toda la población. Otra opción es selecciona pacientes con otra enfermedad como controles, pero luego estos pacientes deben ser representativos de la población de donde provienen los casos. Puede haber uno o más controles (es decir, referentes) para cada caso. El enfoque de muestreo difiere de los estudios de cohortes, que examinan a toda la población. No hace falta decir que las ganancias en términos de costos más bajos de los diseños de casos y controles son considerables, pero es importante que la muestra sea representante de toda la población a partir de la cual se originaron los casos (es decir, la “base del estudio”); de lo contrario, el estudio puede estar sesgado.

Cuando se han identificado casos y controles, sus antecedentes de exposición se recopilan mediante cuestionarios, entrevistas o, en algunos casos, a partir de registros existentes (p. ej., registros de nómina de los que se pueden deducir los antecedentes laborales). Los datos se pueden obtener de los propios participantes o, si han fallecido, de familiares cercanos. Para garantizar un recuerdo simétrico, es importante que la proporción de casos y referentes muertos y vivos sea igual, porque los familiares cercanos suelen dar un historial de exposición menos detallado que los propios participantes. La información sobre el patrón de exposición entre los casos se compara con la de los controles, proporcionando una estimación de la proporción de probabilidades (OR), una medida indirecta de la riesgo entre los expuestos de contraer la enfermedad en relación con la de los no expuestos.

Debido a que el diseño de casos y controles se basa en la información de exposición obtenida de pacientes con una determinada enfermedad (es decir, casos) junto con una muestra de personas no enfermas (es decir, controles) de la población de donde se originaron los casos, la conexión con las exposiciones puede ser investigado por sólo una enfermedad. Por el contrario, este diseño permite el estudio concomitante del efecto de varias exposiciones diferentes. El estudio de casos y referencias es adecuado para abordar preguntas de investigación específicas (p. ej., "¿La enfermedad coronaria es causada por la exposición al disulfuro de carbono?"), pero también puede ayudar a responder la pregunta más general: "¿Qué exposiciones pueden causar esta enfermedad?". ?”

La cuestión de si la exposición a disolventes orgánicos causa cáncer hepático primario se plantea (a modo de ejemplo) en Europa. Los casos de cáncer de hígado primario, una enfermedad comparativamente rara en Europa, se recopilan mejor a partir de un registro nacional de cáncer. Suponga que todos los casos de cáncer ocurridos durante tres años forman la serie de casos. La base de población para el estudio es entonces un seguimiento de tres años de toda la población en el país europeo en cuestión. Los controles se extraen como una muestra de personas sin cáncer de hígado de la misma población. Por razones de conveniencia (lo que significa que se puede usar la misma fuente para tomar muestras de los controles), se pueden usar como controles pacientes con otro tipo de cáncer, no relacionado con la exposición a solventes. El cáncer de colon no tiene una relación conocida con la exposición a solventes; por lo tanto, este tipo de cáncer puede incluirse entre los controles. (El uso de controles de cáncer minimiza el sesgo de recuerdo en el sentido de que la precisión de la historia dada por casos y controles es, en promedio, simétrica. Sin embargo, si más tarde se revelara alguna conexión actualmente desconocida entre el cáncer de colon y la exposición a solventes, este tipo de control causaría una subestimación del verdadero riesgo, no una exageración del mismo).

Para cada caso de cáncer de hígado se dibujan dos controles con el fin de lograr un mayor poder estadístico. (Se podrían dibujar aún más controles, pero los fondos disponibles pueden ser un factor limitante. Si los fondos no estuvieran limitados, tal vez hasta cuatro controles serían óptimos. Más allá de cuatro, se aplica la ley de rendimientos decrecientes). Después de obtener el permiso apropiado de los datos Se abordan las autoridades de protección, los casos y controles, o sus familiares cercanos, generalmente mediante un cuestionario enviado por correo, solicitando una historia ocupacional detallada con especial énfasis en una lista cronológica de los nombres de todos los empleadores, los departamentos de trabajo, las tareas laborales en diferentes empleos, y el período de empleo en cada tarea respectiva. Estos datos se pueden obtener de familiares con alguna dificultad; sin embargo, los familiares no suelen recordar bien las sustancias químicas específicas o los nombres comerciales. El cuestionario también debe incluir preguntas sobre posibles datos confusos, como el consumo de alcohol, la exposición a alimentos que contienen aflatoxinas y la infección por hepatitis B y C. Para obtener una tasa de respuesta lo suficientemente alta, se envían dos recordatorios a los que no respondieron en intervalos de tres semanas. Esto generalmente da como resultado una tasa de respuesta final superior al 70%. Luego, un higienista industrial revisa el historial ocupacional, sin conocimiento del estado del caso o control del encuestado, y la exposición se clasifica en exposición alta, media, baja, ninguna y desconocida a los solventes. Los diez años de exposición inmediatamente anteriores al diagnóstico de cáncer no se tienen en cuenta, porque no es biológicamente plausible que los carcinógenos de tipo iniciador puedan ser la causa del cáncer si el tiempo de latencia es tan corto (aunque los promotores, de hecho, podrían). En esta etapa también es posible diferenciar entre diferentes tipos de exposición a solventes. Debido a que se ha proporcionado un historial laboral completo, también es posible explorar otras exposiciones, aunque la hipótesis inicial del estudio no las incluía. Luego se pueden calcular las razones de probabilidad para la exposición a cualquier solvente, solventes específicos, mezclas de solventes, diferentes categorías de intensidad de exposición y para diferentes ventanas de tiempo en relación con el diagnóstico de cáncer. Es recomendable excluir del análisis a aquellos con exposición desconocida.

Los casos y controles pueden muestrearse y analizarse como serie independiente or grupos emparejados. El emparejamiento significa que los controles se seleccionan para cada caso en función de ciertas características o atributos, para formar pares (o conjuntos, si se elige más de un control para cada caso). El emparejamiento generalmente se realiza en función de uno o más de tales factores, como la edad, el estado vital, el historial de tabaquismo, el tiempo calendario del diagnóstico del caso y similares. En nuestro ejemplo, los casos y los controles se emparejan por edad y estado vital. (El estado vital es importante, porque los propios pacientes suelen proporcionar un historial de exposición más preciso que los parientes cercanos, y la simetría es esencial por razones de validez). ) confuso.

Si un control coincide con un caso, el diseño se denomina diseño de pares combinados. Siempre que los costos de estudiar más controles no sean prohibitivos, más de un referente por caso mejora la estabilidad de la estimación del OR, lo que hace que el tamaño del estudio sea más eficiente.

El diseño de los resultados de un estudio de casos y controles no emparejado se muestra en la tabla 2.

Tabla 2. Diseño de muestra de datos de casos y controles

A partir de esta tabla, las probabilidades de exposición entre los casos y las probabilidades de exposición entre la población (los controles) se pueden calcular y dividir para obtener la razón de probabilidades de exposición, OR. Para los casos, la probabilidad de exposición es c₁ / c₀, y para los controles es n₁ / n₀. La estimación del OR es entonces:

Si se han expuesto relativamente más casos que controles, el OR es superior a 1 y viceversa. Los intervalos de confianza deben calcularse y proporcionarse para el OR, de la misma manera que para el RR.

A modo de ejemplo adicional, un centro de salud ocupacional de una gran empresa atiende a 8,000 empleados expuestos a una variedad de polvos y otros agentes químicos. Estamos interesados ​​en la conexión entre la exposición al polvo mixto y la bronquitis crónica. El estudio implica el seguimiento de esta población durante un año. Hemos fijado como criterio diagnóstico de bronquitis crónica “tos matutina y producción de flemas durante tres meses durante dos años consecutivos”. Los criterios para la exposición “positiva” al polvo se definen antes de que comience el estudio. Cada paciente que acude al centro de salud y cumple estos criterios durante un período de un año es un caso, y el siguiente paciente que consulta por problemas no pulmonares se define como un control. Suponga que se inscriben 100 casos y 100 controles durante el período de estudio. Sean 40 casos y 15 controles clasificados como expuestos al polvo. Después

c₁ = 40, c₀ = 60, n₁ = 15, y n₀ = 85.

En consecuencia,

En el ejemplo anterior, no se ha considerado la posibilidad de confusión, que puede conducir a una distorsión del OR debido a diferencias sistemáticas entre casos y controles en una variable como la edad. Una forma de reducir este sesgo es hacer coincidir los controles con los casos según la edad u otros factores sospechosos. Esto da como resultado un diseño de datos que se muestra en la tabla 3.

Tabla 3. Diseño de los datos de casos y controles si un control se empareja con cada caso

El análisis se centra en los pares discordantes: es decir, “caso expuesto, control no expuesto” (f_{+ -}); y “caso no expuesto, control expuesto” (f_–+). Cuando ambos miembros de un par están expuestos o no, el par no se tiene en cuenta. El OR en un diseño de estudio de pares emparejados se define como

En un estudio sobre la asociación entre el cáncer nasal y la exposición al polvo de madera, hubo en total 164 pares de casos y controles. En solo un par, tanto el caso como el control habían estado expuestos, y en 150 pares, ni el caso ni el control habían estado expuestos. Estos pares no se consideran más. El caso, pero no el control, había sido expuesto en 12 pares, y el control, pero no el caso, en un par. Por eso,

y debido a que la unidad no está incluida en este intervalo, el resultado es estadísticamente significativo, es decir, existe una asociación estadísticamente significativa entre el cáncer nasal y la exposición al polvo de madera.

Los estudios de casos y controles son más eficientes que los estudios de cohortes cuando el la enfermedad es rara; de hecho, pueden proporcionar la única opción. Sin embargo, las enfermedades comunes también se pueden estudiar con este método. Si el la exposición es rara, una cohorte basada en la exposición es el diseño epidemiológico preferible o el único factible. Por supuesto, también se pueden realizar estudios de cohortes sobre exposiciones comunes. La elección entre diseños de cohortes y de casos y controles cuando tanto la exposición como la enfermedad son comunes suele decidirse teniendo en cuenta consideraciones de validez.

Debido a que los estudios de casos y controles se basan en datos de exposición retrospectivos, generalmente basados ​​en el recuerdo de los participantes, su punto débil es la inexactitud y la crudeza de la información de exposición, lo que resulta en el enmascaramiento del efecto a través de no diferencial Clasificación errónea (simétrica) del estado de exposición. Además, a veces el recuerdo puede ser asimétrico entre casos y controles, los casos generalmente se cree que recuerdan "mejor" (es decir, sesgo de recuerdo).

El recuerdo selectivo puede causar un sesgo que magnifica el efecto a través de diferencial clasificación errónea (asimétrica) del estado de exposición. Las ventajas de los estudios de casos y controles radican en su rentabilidad y su capacidad para proporcionar una solución a un problema con relativa rapidez. Debido a la estrategia de muestreo, permiten la investigación de poblaciones objetivo muy grandes (p. ej., a través de registros nacionales de cáncer), aumentando así el poder estadístico del estudio. En países donde la legislación de protección de datos o la falta de buenos registros de población y morbilidad dificulta la ejecución de estudios de cohortes, los estudios de casos y controles en hospitales pueden ser la única forma práctica de realizar investigaciones epidemiológicas.

Muestreo de casos y controles dentro de una cohorte (diseños de estudios de casos y controles anidados)

También se puede diseñar un estudio de cohorte para muestreo en lugar de seguimiento completo. Este diseño se ha llamado anteriormente un estudio de casos y controles "anidado". Un enfoque de muestreo dentro de la cohorte establece diferentes requisitos sobre la elegibilidad de la cohorte, porque ahora las comparaciones se realizan dentro de la misma cohorte. Por lo tanto, esto debería incluir no solo a los trabajadores muy expuestos, sino también a los trabajadores menos expuestos e incluso a los no expuestos, a fin de proporcionar contrastes de exposicion dentro de sí mismo Es importante darse cuenta de esta diferencia en los requisitos de elegibilidad al ensamblar la cohorte. Si primero se lleva a cabo un análisis de cohorte completo en una cohorte cuyos criterios de elegibilidad se basaban en una exposición "mucha", y luego se realiza un estudio de casos y controles "anidado" en la misma cohorte, el estudio se vuelve insensible. Esto introduce un efecto de enmascaramiento porque los contrastes de exposición son insuficientes "por diseño" en virtud de la falta de variabilidad en la experiencia de exposición entre los miembros de la cohorte.

Sin embargo, siempre que la cohorte tenga una amplia gama de experiencias de exposición, el enfoque de casos y controles anidados es muy atractivo. Uno reúne todos los casos que surgieron en la cohorte durante el período de seguimiento para formar la serie de casos, mientras que sólo un muestra de los no casos se dibuja para la serie de control. Luego, los investigadores, como en el diseño tradicional de casos y controles, recopilan información detallada sobre la experiencia de exposición entrevistando casos y controles (o sus parientes cercanos), examinando las listas de personal de los empleadores, construyendo un matriz de exposición laboral, o combinando dos o más de estos enfoques. Los controles pueden combinarse con los casos o pueden tratarse como una serie independiente.

El enfoque de muestreo puede ser menos costoso en comparación con la obtención de información exhaustiva sobre cada miembro de la cohorte. En particular, debido a que solo se estudia una muestra de controles, se pueden dedicar más recursos a la evaluación detallada y precisa de la exposición para cada caso y control. Sin embargo, prevalecen los mismos problemas de poder estadístico que en los estudios de cohortes clásicos. Para lograr un poder estadístico adecuado, la cohorte siempre debe estar compuesta por un número “adecuado” de casos expuestos según la magnitud del riesgo que se deba detectar.

Diseños de estudios transversales

En un sentido científico, un diseño transversal es una muestra transversal de la población de estudio, sin tener en cuenta el tiempo. Tanto la exposición como la morbilidad (prevalencia) se miden en el mismo momento.

Desde el punto de vista etiológico, el diseño de este estudio es débil, en parte porque se trata de prevalencia en lugar de incidencia. La prevalencia es una medida compuesta, que depende tanto de la incidencia como de la duración de la enfermedad. Esto también restringe el uso de estudios transversales a enfermedades de larga duración. Más grave aún es el fuerte sesgo negativo causado por la eliminación dependiente de la salud del grupo expuesto de aquellas personas más sensibles a los efectos de la exposición. Por lo tanto, los problemas etiológicos se resuelven mejor mediante diseños longitudinales. De hecho, los estudios transversales no permiten sacar conclusiones sobre si la exposición precedió a la enfermedad o viceversa. La sección transversal es etiológicamente significativa solo si existe una verdadera relación de tiempo entre la exposición y el resultado, lo que significa que la exposición actual debe tener efectos inmediatos. Sin embargo, la exposición puede medirse transversalmente de modo que represente un período de tiempo pasado más largo (p. ej., el nivel de plomo en sangre), mientras que la medida de resultado es una de prevalencia (p. ej., velocidades de conducción nerviosa). El estudio entonces es una mezcla de un diseño longitudinal y transversal en lugar de una mera sección transversal de la población de estudio.

Encuestas descriptivas transversales

Las encuestas transversales suelen ser útiles para fines prácticos y administrativos, más que científicos. Los principios epidemiológicos se pueden aplicar a las actividades de vigilancia sistemática en el ámbito de la salud ocupacional, tales como:

• observación de morbilidad en relación con la ocupación, el área de trabajo o ciertas exposiciones

• encuestas periódicas a los trabajadores expuestos a riesgos laborales conocidos

• examen de los trabajadores que entran en contacto con nuevos riesgos para la salud

• programas de vigilancia biológica

• encuestas de exposición para identificar y cuantificar los peligros

• programas de selección de diferentes grupos de trabajadores

• evaluar la proporción de trabajadores que necesitan prevención o control periódico (p. ej., presión arterial, cardiopatía coronaria).

Es importante elegir indicadores de morbilidad representativos, válidos y específicos para todo tipo de encuestas. Una encuesta o un programa de cribado puede utilizar solo un número bastante pequeño de pruebas, en contraste con el diagnóstico clínico, y por lo tanto, el valor predictivo de la prueba de cribado es importante. Los métodos insensibles no logran detectar la enfermedad de interés, mientras que los métodos altamente sensibles producen demasiados resultados falsos positivos. No vale la pena buscar enfermedades raras en un entorno laboral. Todas las actividades de búsqueda de casos (es decir, detección) también requieren un mecanismo para atender a las personas que tienen hallazgos “positivos”, tanto en términos de diagnóstico como de terapia. De lo contrario, solo se producirá frustración con la posibilidad de que surja más daño que bien.

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