estudo da distribuição de doenças respiratórias no estado ... · • bronquite: inflamação da...

Cad. Saúde Colet., 2011, Rio de Janeiro, 19 (4): 454-60454

Artigo Original

ResumOO objetivo deste estudo foi correlacionar a ocorrência de doenças respiratórias com a poluição atmosférica em Santa Catari-na. As doenças respiratórias consideradas foram pulmonar obstrutiva crônica, asma, bronquite e infecções das vias aéreas superiores. Para entender as possíveis causas relacionadas às doenças respiratórias, utilizaram-se no estudo variáveis ambientais e socioeconômicas. A metodologia empregada foi a elaboração de modelos estatísticos a partir de regressão linear múltipla, a fim de diagnosticar quais são os fatores que determinam a distribuição das doenças respiratórias em Santa Catarina. Com base nos resultados, variáveis de concentração de monóxido de carbono e precipitação acumulada se mostraram presentes nos modelos, indicando que esses são fatores relevantes na distribuição das doenças. Este tipo de estudo pode ser útil para o serviço de vigilância, pois aponta fatores ambientais e socioeconômicos que estabelecem a distribuição de agravos à saúde.

Palavras-chave: doenças respiratórias; poluição do ar; saúde ambiental.

AbstRActThe aim of this study was to correlate the occurrence of respiratory diseases with air pollution in Santa Catarina state, Bra-zil. The respiratory diseases considered were chronic obstructive pulmonary disease, asthma, bronchitis and upper airway infections. To understand the possible causes related to respiratory diseases, were used environmental and socioeconomic variables. Statistical models from multiple linear regression were developed in order to diagnose what are the factors that determine the distribution of respiratory disease in Santa Catarina state. Based on the results, variables of carbon monoxide concentration and accumulated precipitation were shown in these models, indicating that they are relevant factors in respira-tory disease distribution. This type of study may be useful for health surveillance, because it indicates environmental and socioeconomic factors that establish the distribution of health problems.

Keywords: respiratory tract diseases; air pollution; environmental health.

Estudo da distribuição de doenças respiratórias no estado de Santa Catarina, BrasilStudy of the distribution of respiratory diseases in Santa Catarina state, Brazil

Fernanda Rodrigues Fonseca1, Cíntia Honório Vasconcelos2

Trabalho realizado no Departamento de Saúde Ambiental e Saúde do Trabalhador da Secretaria de Vigilância em Saúde do Ministério da Saúde – Brasília (DF), Brasil. 1 Mestre em Sensoriamento Remoto pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE); Consultora Técnica da Coordenação de Saúde Ambiental do

Departamento de Saúde Ambiental e Saúde do Trabalhador da Secretaria de Vigilância em Saúde do Ministério da Saúde (DSAST/SVS/MS) – Brasília (DF), Brasil.2 Doutora em Ciências Ambientais pela Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo (USP); Consultora técnica da Coordenação Geral

de Vigilância em Saúde Ambiental do DSAST/SVS/MS – Brasília (DF), Brasil. Endereço para correspondência: Fernanda Rodrigues Fonseca – SCS – quadra 4 – bloco A – 5º andar – Edifício Principal – CEP: 70304-000 – Brasília (DF),

Brasil – E-mail: [email protected] Fonte de financiamento: nenhuma. Conflito de interesse: nada a declarar.

Cad. Saúde Colet., 2011, Rio de Janeiro, 19 (4): 454-60 455

Distribuição de doenças respiratórias

INtRODuÇÃOAs doenças respiratórias constituem um problema

de saúde pública, ocupando posição de destaque entre as principais causas de internação no Sistema Único de Saúde (SUS).

Existem diferentes tipos de doenças respiratórias, incluin-do broncopatias, pneumopatias, transtornos respiratórios e infecções, cada uma com sintomas específicos. Contudo, tosse, nariz entupido, dores no peito e de garganta, garganta irritada, dificuldade em respirar quando não há esforço físico e dispneia, entre outros, são comuns a todas.

Os principais fatores para a ocorrência deste tipo de do-ença são: tabagismo, baixo nível socioeconômico, condições ambientais inadequadas e respiração em ambientes poluídos. Os distúrbios respiratórios são provocados tipicamente por reações alérgicas, infecções e inalação de poeiras ou produtos químicos, e podem ser influenciados pelo tempo e clima, por meio de quedas súbitas na temperatura ou do aumento em níveis de poluentes1.

No Brasil, estas doenças estão cada vez mais frequentes, principalmente em função da poluição atmosférica. Gases tóxicos como os monóxido (CO) e dióxido de carbono (CO2), que são poluentes produzidos pela queima incompleta de combustíveis fósseis (carvão vegetal e mineral, gasolina, querosene e óleo diesel), são prejudiciais ao aparelho res-piratório humano, provocando o surgimento de doenças respiratórias2,3.

Santa Catarina é um dos estados brasileiros com sérios problemas relacionados a doenças respiratórias. Sua economia é bastante diversificada e baseia-se na agricultura, pecuária, indústria e extrativismo, sendo a extração de carvão uma das principais atividades da região Sul do estado – o extremo Sul é denominado região carbonífera4.

Frente a esta realidade, foi realizado um estudo sobre as doenças respiratórias agudas em Santa Catarina, utilizando variáveis ambientais e socioeconômicas para estimar os locais de maior risco e, desse modo, melhor orientar os instrumen-tos de controle das doenças.

metODOLOGIAAs doenças respiratórias usadas na análise, extraídas do

Sistema de Informações Hospitalares do SUS5, foram: • Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica (DPOC): enfer-

midade respiratória prevenível e tratável caracterizada pela presença de obstrução crônica do fluxo aéreo, que não é totalmente reversível. A obstrução é geralmente progressiva e está associada a uma resposta inflamató-ria anormal dos pulmões à inalação de partículas ou

gases tóxicos, causada primariamente pelo tabagismo. Embora a DPOC comprometa os pulmões, também produz consequências sistêmicas significativas. O processo inflamatório crônico pode produzir altera-ções dos brônquios (bronquite crônica), bronquíolos (bronquiolite obstrutiva) e parênquima pulmonar (enfisema pulmonar).

• Asma: doença inflamatória crônica caracterizada por hi-per-responsividade das vias aéreas, manifestando-se por obstrução ao fluxo aéreo, reversível espontaneamente ou pelo tratamento, com episódios recorrentes de sibilância, dispneia, aperto no peito e tosse, particularmente à noite e pela manhã, ao acordar.

• Bronquite: inflamação da membrana mucosa dos brônquios que produz tosse persistente acompanhada de expectoração. Apresenta-se nas formas de bronquite aguda e crônica.

• Infecções das Vias Aéreas Superiores (IVAS): estão entre as doenças infecciosas mais comuns na população, atingindo pessoas de todas as idades, principalmente crianças e idosos.

Para a análise, foi considerada a soma dos casos de todas as doenças citadas acima em cada município de Santa Cata-rina nos anos de 2007 a 2009. A fim de entender as possíveis causas relacionadas às doenças respiratórias, utilizaram-se no estudo variáveis ambientais e socioeconômicas.

A análise contemplou seis variáveis ambientais de 2007 a 2009, obtidas pelo Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos6 por meio do aplicativo Sistema de Informações Ambientais (SISAM). São elas: concentra-ção de poluentes CO; concentração de poluentes PM2,5; temperatura do ar; umidade relativa do ar; precipitação acumulada e focos de queima.

Já as variáveis socioeconômicas levadas em conside-ração no estudo, retiradas do Atlas Brasileiro de Vulnera-bilidades Socioambientais7, foram: população urbana no ano 2008; população rural no ano 2008; população de um a quatro anos no ano 2008; população de 65 anos ou mais no ano 2008; grau de urbanização no ano 2008; índice de desenvolvimento humano municipal no ano 2000; índice de desenvolvimento humano municipal – escolaridade no ano 2000; índice de desenvolvimento humano municipal – longevidade no ano 2000; índice de Gini da renda fa-miliar per capita no ano 2000; vínculos empregatícios na indústria extrativa no ano 2008; vínculos empregatícios na indústria de transformação no ano 2008; e percentual de pessoas de 15 anos ou mais com menos de quatro anos de estudo, no ano 2000.

Para caracterizar a distribuição das doenças respiratórias em Santa Catarina foram elaborados modelos, a partir de


Fernanda Rodrigues Fonseca, Cíntia Honório Vasconcelos

regressão linear múltipla, cujo método avalia um determi-nado problema analisando o grau de relação entre uma ou mais variáveis.

A análise de regressão é uma metodologia estatística que utiliza a relação entre duas ou mais variáveis quantitativas ou qualitativas de tal forma que uma variável dependente possa ser predita a partir de outras explicativas8.

No presente estudo tem-se como variável dependente a soma dos casos das doenças respiratórias agudas e como variáveis independentes (explicativas) as socioeconômicas e ambientais.

A seguir são descritas sucintamente as etapas usadas neste estudo para a elaboração de modelos preditivos a partir da regressão linear múltipla:• coleta dos dados e preparação das variáveis independentes:

nesta etapa, as variáveis independentes foram correlacio-nadas com a dependente. Para melhorar a correlação ob-tida, foram testadas transformações nas variáveis depen-dente e independentes com a finalidade de se normalizar e linearizar a relação entre elas.

• redução do número de variáveis independentes: foram descartadas as que apresentaram baixa correlação, a 95% de confiança, com a dependente e as explicativas que pos-suíam o mesmo significado entre si.

• geração de possíveis modelos de regressão: com base nos resultados da etapa anterior, selecionaram-se alguns pro-váveis modelos de regressão.

• refinamento e seleção do melhor modelo: dentre os possí-veis, foi escolhido o modelo que obteve o melhor ajuste.

• validação do modelo: por fim, o modelo selecionado foi validado, com base em um conjunto de amostras separa-das inicialmente.

Para a realização de todos os processamentos e análises espaciais foi utilizado neste trabalho o aplicativo TerraView 4.0.0 e, ainda, o software R 2.4.0, para a geração e avaliação dos modelos estatísticos.

ResuLtADOs e DIscussÕesPara o ano de 2007 foi obtido um modelo com duas

variáveis com R2=0,76, R=0,87 e p=0,0000. São elas: con-centração de poluentes CO e população de um a quatro anos. Ambas as variáveis deste modelo apresentaram re-lação direta com a distribuição das doenças respiratórias, ou seja, quanto maior a concentração de poluentes CO e população de um a quatro anos de idade, maior o risco de aumento de casos de doenças respiratórias agudas. Esta re-lação coincide com a realidade, mostrando que a emissão

na atmosfera de um gás altamente tóxico, como o monó-xido de carbono, interfere diretamente na saúde humana, provocando incremento nas doenças respiratórias.

Outra observação relevante apontada no modelo esta-tístico é que a faixa etária da população mais vulnerável às doenças respiratórias agudas é a população infantil (um a quatro anos). Sua presença no modelo confirma estudos re-alizados no Brasil, nos quais autores afirmam que a principal causa de óbito entre as crianças com este perfil são as doenças respiratórias9.

O modelo gerado pode ser explicado ainda por um estudo realizado em Curitiba, onde foram investigados os efeitos da poluição atmosférica na morbidade por doenças respiratórias em crianças. No estudo, dados de doenças respiratórias em crianças foram relacionados com variáveis como níveis de material particulado, fumaça, dióxido de nitrogênio e ozônio. No resultado, todos os poluentes investigados apresentaram efeitos sobre as doenças respiratórias em crianças10.

A Figura 1 mostra os valores sobre casos das doenças no ano de 2007, juntamente com valores estimados, obtidos pelo modelo, e seus resíduos, com o intuito de avaliar a exatidão.

Na Figura 1b foi observado que a maioria dos muni-cípios da região carbonífera de Santa Catarina (em des-taque) apresentaram altos valores de casos das doenças respiratórias agudas, coincidindo com os dados observa-dos da mesma região (Figura 1a). A Figura 1c indica a presença de resíduos resultantes da diferença entre o va-lor observado e o valor estimado. As cores em tom verde (claro e escuro) representam os dados subestimados. Já as em tom marrom (claro e escuro) demonstram os dados superestimados. E, finalmente, em cinza, faixa que varia entre -9 e 10, representam a semelhança entre os casos observados e estimados.

O modelo gerado para o ano 2008 incluiu três variáveis (R2= 0,72; R=0,85; p=0,0000): concentração de poluentes CO, população rural e população de um a quatro anos.

Todas as variáveis selecionadas apresentaram relação di-reta com a distribuição das doenças respiratórias. A diferença neste modelo, quando comparado ao de 2007, foi a inclusão da população rural, indicando que ela se encontra mais vulne-rável ao risco de adoecer que a residente nas áreas urbanas.

Na região Sul do estado, área que coincide com a pre-sença de indústrias de extração de carvão, a relação direta entre população rural e casos de doenças respiratórias indi-ca a vulnerabilidade das pessoas, uma vez que as indústrias se concentram na zona rural. Na região Norte do estado, o modelo apresenta os mesmos fatores, mas provavelmente a origem da emissão de monóxido de carbono não é derivada da região carbonífera.



Observa-se também que apesar dos altos valores de casos das doenças, eles ainda encontram-se subestimados. Na Figura 2 são apresentados os valores observados e estimados dos casos das doenças no ano de 2008, juntamente com seus resíduos.

Para o modelo gerado com dados de 2009 foram obtidas três variáveis, alcançando R2 de 0,78, R=0,88 e p=0,0000. As selecionadas foram: precipitação acumulada, população rural e população de um a quatro anos.

As variáveis população rural e população infantil (um a quatro anos de idade) apresentaram relação direta com as doenças respiratórias, com exceção da variável precipita-ção acumulada, que registrou associação indireta, ou seja, quanto menor a precipitação maior o risco de ocorrerem casos de doenças respiratórias. Esse fato aponta a relação entre as condições climáticas e o agravo das doenças, as quais, nesse caso, são maiores nos períodos de estiagem. A relação é comprovada ainda por um estudo realizado no

município de Presidente Prudente, no interior de SP, que analisou a influência dos fatores climáticos na incidência de casos de doenças do aparelho respiratório. Os resulta-dos apontaram que em períodos de estiagem prolongada houve aumento do número de casos de internação por agravos respiratórios11.

Na Figura 3 estão os mapas representativos dos valores observados, estimados e resíduos.

Como nos modelos anteriores, os municípios da região carbonífera apresentam altos valores, mesmo esses sendo subestimados.

A seleção das variáveis em todos os modelos gerados justifica-se por melhor explicar a ocorrência dos casos de doenças respiratórias aguda. Variáveis ambientais e socioe-conômicas que não se mantiveram nos modelos finais para cada ano, mas que tiveram forte associação com as variáveis selecionadas, também podem ser utilizadas como fatores

Legenda0 ~ 1011 ~ 3031 ~ 50 31 ~ 5051 ~ 100Acima de 100

Legenda0 ~ 1011 ~ 30

51 ~ 100Acima de 100

Legenda0 ~ 1011 ~ 3031 ~ 5051 ~ 100Acima de 100

Resíduos(c)

Estimado(b)

Observado(a)

0 70

Quilômetro

140 210 0 70

Quilômetro

140 210

2007

0 70

Quilômetro

140 210

Figura 1. Resultados gerados pelo modelo de regressão, com base nos dados de doença respiratória aguda (DRA) do ano de 2007: (a) DRA observado; (b) DRA estimado; (c) resíduos. O extremo Sul de Santa Catarina, em destaque, refere-se à região carbonífera



Legenda0 ~ 1011 ~ 3031 ~ 5051 ~ 100Acima de 100

Observado(a)

0 70

Quilômetro

140 210

2008

Legenda

Estimado(b)

0 70

Quilômetro

140 210

Legenda0 ~ 1011 ~ 3031 ~ 5051 ~ 100Acima de 100

Resíduos(c)

0 70

Quilômetro

140 210

31 ~ 50

0 ~ 1011 ~ 30

51 ~ 100Acima de 100


de risco para ocorrência de novos casos de doenças. Por exemplo: a variável ambiental ‘concentração de PM2,5’ apre-sentou forte relação com a ‘concentração de CO’. Dentre as variáveis socioeconômicas, ‘vínculos empregatícios na indústria de transformação’, ‘população urbana’ e ‘popula-ção de 65 anos e mais’ mostraram-se correlacionadas com a ‘população de 1 a 4 anos’, presente em todos os modelos, a qual permaneceu no modelo final. Estas associações são confirmadas por estudos realizados em Spokane, Washing-ton, que também apontaram forte ligação entre a poluição do ar e internações por doenças respiratórias. No estudo, consideraram-se casos de internações por doenças respi-ratórias em pessoas maiores de 65 anos. Os dados de em idosos foram relacionados com concentrações de material particulado (PM10) e ozônio (O3). Como resultado, ambos os poluentes indicaram risco de aumento de internações respiratórias na população em questão12.

cONcLusÕesAcredita-se que o aumento da gravidade das doenças res-

piratórias pode ser determinado pela interação de variáveis climáticas, juntamente com condições ambientais inadequa-das e baixo nível socioeconômico.

É interessante notar que, dentre os modelos gerados a par-tir de regressão linear múltipla, houve coincidência na seleção de algumas variáveis. As de concentração de poluentes CO, precipitação, população de um a quatro anos e população rural se mostraram presentes nos modelos, indicando que são fatores relevantes para as condições ideais de desenvolvimen-to de doenças respiratórias em Santa Catarina.

O estudo indicou ainda que é necessário dar atenção especial à população rural, uma vez que se encontra mais vulnerável ao risco de adoecer que a residente nas áreas urbanas. Acredita-se que na região Sul do estado, área que coincide com a presença de indústrias de extração de carvão,



a relação direta entre população rural e casos de doenças res-piratórias indica vulnerabilidade, uma vez que as indústrias se concentram na zona rural. Na região Norte do estado, a pesquisa aponta os mesmos fatores, mas provavelmente a origem da emissão de monóxido de carbono não é derivada da região carbonífera.

Este tipo de estudo pode ser útil para o serviço de vigilân-cia à saúde das populações expostas, pois aponta fatores am-

bientais e socioeconômicos determinantes que estabelecem a distribuição de agravos à saúde.

Propõe-se, então, melhor planejamento urbano, visando à qualidade de vida da população. Para a redução e controle da poluição atmosférica, é necessário tomar algumas medidas preventivas, junto aos setores público e privado, que auxiliem na diminuição da emissão de gases tóxicos, priorizando a saúde da população.


Legenda0 ~ 1011 ~ 3031 ~ 5051 ~ 100Acima de 100

Observado(a)

0 70

Quilômetro

140 210

2009

Legenda

Estimado(b)

0 70

Quilômetro

140 210

Legenda0 ~ 1011 ~ 3031 ~ 5051 ~ 100Acima de 100

Resíduos(c)

0 70

Quilômetro

140 210

31 ~ 50

0 ~ 1011 ~ 30

51 ~ 100Acima de 100

ReFeRêNcIAs

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Recebido em: 30/08/2011 Aprovado em: 23/11/2011

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