Aplicación de modelos metabolómicos para la identificación de EPOC en poblaciones expuestas a humo de leña en una comunidad indígena de México / Application of metabolomic models for the identificaron of coPD in populations exposed to wood smoke in an indigenous community in Mexico

Resumen Propósito: Para la evaluación metabólica de la fisiopatología pulmonar se utiliza principalmente el aliento exhalado, el cual ha tomado una gran relevancia como método de diagnóstico no invasivo, de bajo costo, rápido y seguro. El objetivo del presente estudio fue aplicar modelos metabolómicos para la identificación de la Enfermedad Pulmonar Obstructiva Crónica (EPOC) en población vulnerable expuesta a la quema de biomasa en una comunidad indígena de México. Métodos: El estudio se conformó por 142 participantes, 44 pacientes con EPOC asociado a la quema de biomasa, 60 controles y 38 población indígena expuesta a la quema de biomasa (PIE). Las muestras de aliento exhalado se analizaron mediante una nariz electrónica (HERACLES II, Alpha MOS). Con los datos obtenidos se realizó un Análisis Canónico de Coordenadas principales (CAP), que fue utilizado para la predicción de EPOC de la PIE y se determinó la concentración de 1-hidroxipireno (1-OHP) en muestras de orina. Resultados: Se logró identificar un total 59 COVs en las muestras de aliento exhalado de los grupos de estudio, los cuales se utilizaron para establecer un modelo de discriminación entre la huella química del grupo de pacientes con EPOC y el grupo control. El modelo CAP indicó una separación entre las huellas químicas de los pacientes con EPOC y sujetos sanos, con una correcta predicción de 91,34%, con una sensibilidad y especificidad de 93,2 y 96,7% respectivamente. Se encontraron 10 participantes de la PIE con patrón obstructivo y una alta concentración de 1-OHP, determinando que existe una concentración del 1,31 ± 0,67gg/mol de creatinina. Esta concentración se encuentra más de 5 veces arriba de los valores de referencia establecidos en el 2001, que es de 0,24 gg/mol de creatinina. Al comparar los resultados de la huella química de la PIE se posicionó en el grupo de EPOC. Conclusión: Se logró obtener un diagnóstico oportuno en población vulnerable mediante el uso de la metabolómica y se demostró la exposición y los efectos pulmonares en población indígena de San Luis Potosí.

Abstract Purpose: to evaluate metabolic disorders of the pathophysiology of the lung, the exhaled breath is mainly used, this has become highly relevant as a non-invasive, low-cost, fast and safe diagnostic method. The objective of this study is to apply metabolomic models for the identification of Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) in a vulnerable population exposed to biomass burning in an indigenous community in Mexico. Methods: The study consisted of 142 participants, 44 patients with COPD associated with biomass burning, 60 controls and 38 indigenous population exposed to biomass burning (PIE). Exhaled breath samples were analyzed using an electronic nose (HERACLES II, Alpha MOS). With the data obtained, a Canonical Analy-sis of Principal Coordinates (CAP) was performed, which was used for the prediction of COPD of IEP and the concentration of 1-hydroxypyrene (1-OHP) in urine samples was determined. Results: A total of 59 VOCs were identified in the exhaled breath samples of the study groups, which were used to establish a discrimination model between the chemical fingerprint of the COPD patient group and the control group. The CAP model indicated a separation between the chemical fingerprints of COPD patients and healthy subjects, with a correct prediction of 91,34%, with a sensitivity and specificity of 93,2 and 96,7%, respectively. 10 IEP participants with an obstructive pattern and a high concentration of 1-OHP were found, determining that there is a concentration of 1,31 ± 0,67gg/mol of creatinine. This concentration is more than 5 times above the reference values established in 2001, which is 0,24 -jg/mol of creatinine. When comparing the results of the Chemical fingerprint of the PIE, it was positioned in the COPD group. Conclusion: It was possible to obtain an opportune diagnosis in a vulnerable population using metabolomics and exposure and pulmonary effects were demonstrated in the indigenous population of San Luis Potosí.

Evaluación de la exposición a Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos, salud renal y respiratoria en población indígena de Tocoy, San Antonio, S.L.P., México / Evaluation of exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons, renal and respiratory health in the indigenous population of Tocoy, San Antonio, S.L.P, México

Resumen La contaminación del aire interior es un problema de salud pública, ya que afecta a unos 2.600 millones de personas en todo el mundo que siguen cocinando con combustibles sólidos como la madera, los residuos de las cosechas, etc. Esta exposición aumenta el factor de riesgo de desarrollo de enfermedades crónicas. La población indígena es muy susceptible a estar expuesta a mezclas de contaminantes del humo de leña como los Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos (HAPs) debido a los métodos tradicionales de cocción. El objetivo de este trabajo fue evaluar la exposición a HAPs por medio de 10 metabolitos hidroxilados en orina de la población indígena de la Huasteca Potosina, mediante cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas; por otro lado, la salud renal y pulmonar fueron evaluadas con una prueba general de orina y la toxina urémica Indoxil sulfato, esta fue evaluada por medio cromatografía líquida de alto rendimiento, y la función pulmonar con una espirometría. Los resultados indican la presencia de metabolitos hidroxilados en el 89,47% de las muestras de orina, los más frecuentes fueron el 1-OH-PIRENO, el 1,2-OH-NAFTALENO. El Indoxil sulfato se presentó en el 100% de las muestras y la media era de 193,4 ± 91,85 gg/L En cuanto a la salud pulmonar, los resultados indican que algunos sujetos presentan patrones respiratorios regulares e irregulares. Estos resultados indican que la población se encuentra expuesta de manera crónica a una mezcla de contaminantes en el aire que podría producir el desarrollo de daño en los pulmones y los riñones y aumentar el riesgo al desarrollo de enfermedades crónicas.

Abstract Interior air pollution is a public health concern, it affects about 2.6 billion people around the world who still cook using solid fuels such as wood, crop wastes, among others. This exposition increases the risk of the development of non-communicable diseases (NCDs). The indigenous population is very susceptible to being exposed to mixtures of pollutants from the wood smoke such as Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) due to traditional methods of cooking, heating and waste burning. Therefore, the objective of this work was to evaluate the exposure to PAHs through the application of 10 hydroxylated metabolites (OH-PAHs) in the urine of the indigenous population from the Huasteca Potosina, this by gas chromatography coupled to mass spectrometry and to assess renal health of the population at the time of the study, with a general test of urine and through the uremic toxin Indoxyl Sulfate (IS), this by high-performance liquid chromatography, and the and pulmonary health with spirometry. The results indicate the presence OH-PAHs in 89.47% of the urine samples, the most frequent metabolites were 1-OH-PYRENE, 2-OH-NAPTHALENE. IS was present in 100% of the samples in mean concentrations of 193.4 ± 91.85 gg/L. For pulmonary health, the results indicate some subjects have regular and irregular respiratory patterns. These results indicate that the population is highly exposed to a mixture of pollutants in the air that might damage the lungs and kidneys and increase the risk of NCDs development.

Caracterización y biomonitoreo de contaminantes orgánicos e inorgánicos en una zona ladrillera de San Luis Potosí / Characterization and biomonitoring of organic and inorganic contaminants in a brick-making area of San Luis Potosí

Resumen El sector ladrillero se caracteriza por la elaboración del ladrillo de forma artesanal donde utilizan técnicas rudimentarias, hornos de baja tecnología y diversos combustibles de poca calidad generando humos negros con gran cantidad de contaminantes. Por lo que el objetivo de este estudio fue caracterizar los metales en suelo, HAPs en aire y biomonitoreo de HAPs en trabajadores de la zona ladrillera "Las Terceras" San Luis Potosí, México. Con el fin de conocer la exposición laboral se determinó la concentración de HAPs en partículas PM10, se caracterizó el suelo de la zona de trabajo y se realizó un biomonitoreo de me-tabolitos hidroxilados HAPs (OH-HAPs) en orina de los trabajadores. En aire se encontraron 14 de los 16 HAPs prioritarios por la Agencia de Protección Ambiental en la fracción de PM10, con una concentración media de 5293,05 gg/m3 (3,11-10510,81). Los resultados del análisis químico de los polvos mostraron que están constituidos principalmente de cuarzo (SiO2) y arcillas (SiAlOx) con presencia de óxidos de Fe-Ti, fosfatos de tierras raras (Lantano, Cerio, Neodimio Torio), silicatos de zirconio, sulfatos de bario, óxidos de zinc. En el biomonitoreo participaron 42 trabajadores ladrilleros, los resultados de la exposición a OH-HAPs en orina demostraron la media total de los OH-HAPs de 15,7 (6,92-195) ng/ml. Estos resultados muestran que el monitoreo ocupa-cional de las zonas ladrilleras es importante debido al escenario de riesgo y a las condiciones precarias de este trabajo, además de la alta exposición a contaminantes que afectan la salud de los trabajadores y sus familias, así como la propuesta de estrategias que ayuden a minimizar los impactos ambientales y prevenir los efectos en salud de las poblaciones.

Abstract The brick-making sector is characterized by artisanal brick production using rudimentary techniques, low-tech kilns and various low-quality fuels that generate black fumes with a large amount of pollutants. Therefore, the objective of this study was to characterize metals in soil, PAHs in air and biomonitoring of PAHs in workers of the "Las Terceras" brick area in San Luis Potosí, Mexico. In order to know the occupational exposure, the concentration of PAHs in PM10 particles was determined, the soil of the work area was characterized and a biomonitoring of hydroxylated PAH metabolites (OH-HAPs) in the urine of the workers was carried out. In air, 14 of the 16 PAHs prioritized by the Environmental Protection Agency were found in the PM10 fraction, with an average concentration of 5293.05 gg/m3 (3.11-10510.81). The results of the chemical analysis of the dusts showed that they are mainly constituted of quartz (SiO2) and clays (SiAlOx) with presence of Fe-Ti oxides, rare earth phosphates (Lanthanum, Cerium, Neodymium Thorium), zirconium silicates, barium sulfates, zinc oxides. The biomonitoring involved 42 brick workers, the results of OH-HAPs exposure in urine showed the mean total OH-HAPs of 15.7 (6.92-195) ng/ml. These results show that occupational moni-toring of brick-making areas is important due to the risk scenario and the precarious conditions of this work, in addition to the high exposure to pollutants that affect the health of workers and their families, as well as the proposal of strategies that help minimize environmental impacts and prevent health effects on populations.