Aeropalinología

La Aeropalinología puede ser considerada como una parte de la aerobiología. El término Aerobiología fue acuñado en los años treinta por F. Meyer, con el fin de incluir bajo esta denominación los estudios sobre las esporas de hongos, granos de polen y bacterias contenidos en la atmósfera (Gregory, 1973). Sin embargo, Pathirane (1975), consideró la Aerobiología como una ciencia multidisciplinaria que comprende la liberación, retención, dispersión, deposición e incidencia atmosférica de esporas, pólenes y otros microorganismos aerovagantes. Desde entonces, se han ido incluyendo en esta ciencia el estudio de otras partículas biológicas aéreas como: virus, microalgas, microhongos, fragmentos de líquenes (soredios), pequeñas semillas, fragmentos de plantas superiores, protozoos, pequeños insectos, etc. Foto modificada de: http://pollenuk.worc.ac.uk/Next.htm

También se considera de gran importancia, en el ámbito de la Aerobiología la propagación de enfermedades en el hombre, animales y plantas, incluyendo las infecciones cruzadas en los hospitales y la interacción entre la materia biótica y los contaminantes atmosféricos. Por otra parte, las partículas y los gases contaminantes pueden influir en la forma, ultra-estructura y viabilidad de los granos de polen y las esporas, así como modificar sus proteínas (alergenos), aunque la importancia de esta interacción y el efecto final en los humanos son todavía poco conocidos (Nilsson, 1992). Por tanto, la Aerobiología es una ciencia que ha ido abarcando cada vez más campos y aplicaciones científicas.

Después de estas consideraciones, podemos definir la Aerobiología como una disciplina dedicada al estudio de todas las partículas biológicas microscópicas, que viven en el aire y que son transportadas pasivamente por el viento. Dentro de esta disciplina se encuadra la Aeropalinología, que estudia exclusivamente el polen y las esporas de hongos y de otros vegetales. Los procesos aerobiológicos, según Spieksma (1992), se dividen en: liberación, transporte, deposición y resuspensión.

• El fenómeno de liberación consiste en el paso de partículas (polen y esporas) desde la fuente de producción a la atmósfera. Normalmente, estas partículas son liberadas por medio de procesos pasivos como la acción del viento o de procesos mecánicos de la propia planta (Gregory, 1973; Gervais et Millet, 1978; Von Whal & Puls, 1989).
• Los fenómenos relacionados con la permanencia, transporte y dispersión en el aire, están fuertemente ligados a los procesos atmosféricos. Esta parte de la aerobiología está determinada por el estudio de los factores físicos, como: las turbulencias del aire, la insolación, la lluvia, etc. Pero también hay que tener en cuenta los aspectos aerodinámicos de las partículas como: forma, volumen, tamaño, peso, elasticidad, etc. (Spieksma, 1992). 
• El fenómeno de deposición de las partículas en la superficie (agua, suelo, vegetación) se produce por efecto de la acción de la gravedad. Nilsson (1992) distingue dos tipos de deposición: deposición seca y deposición húmeda, en función de que intervenga o no la lluvia. Los granos de polen pueden quedar depositados, siendo retenidos por el sustrato, o bien impactar en diferentes tipos de receptores, teniendo lugar la polinización o causando enfermedades en los humanos, este último efecto es el que une directamente la aeropalinología con la alergología.
• En último lugar, después de la deposición de las partículas en los sustratos, existe la posibilidad de reflotación o resuspensión en el aire, repitiéndose los fenómenos de transporte y deposición.

La alergia es un trastorno del sistema inmunitario (Buisseret, 1982) y los granos de polen presentan proteínas que son capaces de afectar el sistema inmunológico de una cierta parte de la población humana, aproximadamente un 23% en España (Domínguez Vilches, 1992). La palabra alergia procede de los términos griegos "allos" (otro) y "ergon" (trabajo) y se define, según el Diccionario de la Lengua Española, como el conjunto de fenómenos de carácter respiratorio, nervioso, o eruptivo, producidos por la absorción de ciertas sustancias que dan al organismo una sensibilidad especial ante una nueva acción de tales sustancias, aún en cantidades mínimas.

La sintomatología de la alergia respiratoria al polen se conoce como polinosis y es bien conocida: estornudos, picores en ojos y nariz, lagrimeo, rinorrea, etc. Sus efectos dependen de la localización de la reacción alérgica: en la nariz y nasofaringe produce rinitis y en los bronquios y bronquiolos se traduce en asma, que es el caso más grave. Consultar en: http://www.alergiainfantillafe.org/polenyalergia.htm

Hasta hace poco tiempo la mayoría de las investigaciones alergológicas se centraban en el estudio de los procesos, anteriores (biología floral) y posteriores (polinosis), al de la trayectoria alergológica en sentido estricto. Dichos estudios se basaban fundamentalmente en las propiedades alergénicas de las partículas, sin tener en cuenta sus características aerobiológicas. Sin embargo, la comprensión de los síntomas de la alergia respiratoria requiere el conocimiento de las partículas alergénicas aéreas, de sus propiedades dinámicas, así como de los procesos aerobiológicos que actúan sobre las mismas (Spieksma, 1992).

 

El organismo distingue los tejidos, células, proteínas y algunas macromoléculas extrañas de los suyos propios, identificándolos como inocuos o potencialmente perjudiciales, decidiendo si debe ignorarlos o debe defenderse de ellos. Existen en el organismo determinadas células que reconocen al antígeno, al disponer en su superficie de receptores específicos (Buisseret, 1982). Más información en:  http://www.aaaai.org/springallergy/understanding_pollen_mold.stm

 

Cuando la respuesta, ante la exposición del antígeno (alergeno), es la formación de anticuerpos específicos Ig E, se dice que la hipersensibilidad o reacción es de tipo I o inmediata. Los anticuerpos Ig E específicos son esenciales en la reacción alérgica (Mueller, 1990; Brostoff & Hall, 1991). Las glicoproteínas de los granos de polen son capaces de inducir esta formación de Ig E específica en los pacientes atópicos (García González, 1994).

Las alergias deben su carácter específico a la propia Ig E; una persona es alérgica a un determinado alergeno (por ejemplo, polen de gramínea), porque produce Ig E en respuesta a la unión de una determinada proteína de dicho alergeno.

Para conocer qué alergenos del aire producen polinosis existe una prueba muy sencilla, que se realiza inyectando una gota del extracto sospechoso por vía subcutánea en la piel del brazo (test cutáneo). Si el paciente ha sintetizado Ig E contra el alergeno, los mastocitos de la piel se activan, produciéndose su desgranulación. A los 10 o 15 minutos se manifiesta una reacción alérgica aguda y local, en forma de roncha con prurito, rodeada de un halo de piel enrojecida.

Otras pruebas habituales en alergología, y que comentaremos en el desarrollo del tema, son: los RAST (Reaction Allergo-inmuno-Sorbent-Test), los test de provocación, y las técnicas de detección de proteínas (inmunoblotting).

Métodos e Instrumentos de muestreo aerobiológico

En este mismo siglo, el bacteriólogo francés Pierre Miquel (1885-1922) desarrolló el primer colector volumétrico capaz de succionar un volumen de 20 litros de aire por hora, concluyendo que el número de microbios en el aire variaba enormemente en el mismo sitio a diferentes horas, estaciones o altitud. La disminución de los microorganismos con la altitud, también había sido demostrada por Pasteur, en un experimento que realizó en 1860 desde las orillas del Jura hasta los 2000 m, cerca del Mont Blanc (Ariatti & Comtois, 1993).

A lo largo del tiempo se han ido desarrollando diversos métodos e instrumentos de muestreo de partículas aerovagantes, todos ellos basados en una serie de principios físicos (deposición gravitacional, impactación, succión, filtración, precipitación electrostática, precipitación térmica e intrusión líquida (Mandrioli, 1994). Cada uno de los muestreadores presenta una serie de ventajas e inconvenientes que hay que tener en cuenta a la hora de elegir el método más adecuado para el análisis que se quiere efectuar, en nuestro caso el análisis de polen y esporas.

Los métodos de deposición gravitacional, consisten en la exposición de una superficie horizontal cubierta de una sustancia adhesiva, sobre la cual pueden depositarse las partículas por acción de la gravedad. Son los más simples y han sido muy utilizados, sin embargo con dichos métodos, no se pueden calcular concentraciones polínicas. Solo dan una idea de la presencia y abundancia de las partículas. Entre los muestreadores basados en este sistema de captación citaremos el de Durham.

El muestreador de impacto más simple consiste en un pequeño cilindro cubierto de adhesivo y montado en una posición fija, al que posteriormente se le adosó una regleta, para que la recogida de partículas tuviera lugar en una sola cara, y no en toda la superficie del mismo. La principal desventaja de estos muestreadores es que su eficacia cambia con la velocidad del viento, por lo que más tarde se desarrollaron muestreadores rotatorios, de tal manera que, con la ayuda de un motor, se podía mantener una velocidad constante de rotación. El primero de estos aparatos fue el "Rotorod" (Mandrioli, 1994), del que después surgieron varias versiones, como por ejemplo el "Rotoslide".

Los muestreadores de succión son los que, por medio de una bomba de vacío u otro dispositivo similar, absorben el aire donde están contenidas las partículas. Para recogerlas se pueden emplear varios métodos, entre los que se incluyen: la filtración, la impactación, la precipitación electrostática, la precipitación térmica y la intrusión líquida (Mandrioli et al., 1998). Estos muestreadores presentan un inconveniente, conseguir que la corriente de aire que entra al muestreador sea igual al flujo de aire aspirado por el motor. Entre los captadores de este tipo se encuentran, el "spore trap Hirst" del que se han hecho varias versiones y el muestreador "Andersen", especialmente diseñado para la recogida y cultivo de esporas. En los muestreadores de succión-filtración, el aire atraviesa los poros de un filtro que retiene o permite el paso de las partículas dependiendo de su tamaño. Entre ellos se encuentra el "captador de aeroplancton" CAP (Suárez Cervera & Seoane Camba, 1985), que se basa en la filtración automática del aire, y el volumen aspirado por la bomba se mide exactamente por medio de un contador de gas.

Foto tomada de: http://helios.bto.ed.ac.uk/bto/FungalBiology/chap10_3.htm

El muestreador All Glass Impinger (AGI) consiste en un cilindro de cristal unido a un aspirador que introduce aire a una velocidad de 10-15 litros/minuto a una presión de 10 cm de agua. El aire para por un "orificio crítico" en el que las partículas se aceleran y quedan depositadas en una superficie de cristal en la base del cilindro y quedan atrapadas en un líquido.

Como ejemplo de muestreador de filtración, el sistema "Cour" (Cour, 1974) consiste en sustituir un porta o una cinta colectora por una superficie de gasa hidrófila impregnada en aceite de silicona. Con este método, se pueden recoger pólenes de tamaño y velocidad de caída muy variados, pero sus principales inconvenientes estriban en que su eficacia varía con la velocidad del viento y en que no es posible conocer las concentraciones polínicas diarias.

Un buen conocimiento del polen y esporas que se encuentran en la atmósfera, requiere de dos factores principales: la corología y la fenología de los vegetales que viven en una determinada zona, o en áreas relativamente próximas, y la climatología de la región. El contenido polínico del aire de cualquier zona depende, fundamentalmente, de las plantas que crecen en su entorno. Esto no implica que no puedan aparecer granos de polen de vegetales situados a distancias relativamente grandes, pero siempre en proporciones menores. Igarashi (1979) cita la captura de granos de polen de Criptomeria de ejemplares situados a 16 km de distancia y Mandrioli et al. (1984) comprobaron que pólenes de Quercus, Fagus y Ostrya, podían recorrer hasta 200 ó 300 km. Recientemente Cabezudo et al. (1996) detectaron la presencia de Cannabis, en la atmósfera de la ciudad de Málaga, procedente de África. También es necesario conocer los periodos de floración de los diferentes taxones, ya que nos permite establecer, a grandes rasgos, unas estaciones fenológicas que se corresponden con la presencia en la atmósfera de determinados granos de polen.

Existe una gran complejidad en las relaciones establecidas entre el clima y el espectro de polen en el aire. La influencia de los factores meteorológicos es muy variable según las especies; sin embargo, como característica general, se considera que el aumento de la temperatura, de las horas de luz y vientos moderados, favorecen la emisión y dispersión de granos de polen. La humedad relativa elevada, disminuye las concentraciones polínicas, ya que los granos de polen sedimentan. Y por último las precipitaciones, durante el periodo en el cual se produce la diseminación mayoritaria del polen de cada taxón (estación polínica), ejercen un efecto negativo sobre el nivel polínico ya que provocan un lavado de la atmósfera. Para mayor información consultar: http://www.uco.es/rea/ Página de la Red Española de Aerobiología.

 

Para consultar en la Red:

La polinosis - http://www.alergianet.com/polinosis.htm