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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.5.2014.tde-27022014-144116
Document
Author
Full name
Samya de Lara Lins de Araujo Pinheiro
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2013
Supervisor
Committee
Saldiva, Paulo Hilario Nascimento (President)
Ynoue, Rita Yuri
Andrade, Maria de Fatima
Braga, Alfésio Luis Ferreira
Pereira, Luiz Alberto Amador
Title in Portuguese
Clima e mortalidade: uma abordagem observacional ecológica na cidade de São Paulo
Keywords in Portuguese
Ecologia
Estudos cross-over
Estudos de séries temporais
Mortalidade
Poluição do ar
Temperatura ambiente
Abstract in Portuguese
INTRODUÇÃO: Em um cenário de mudanças climáticas, o delineamento da associação e dos mecanismos de efeito entre fatores de risco ambientais, como temperatura e poluição, e saúde tornou-se foco de diversos estudos epidemiológicos. À medida que a exposição à poluição e às condições meteorológicas ocorre de forma simultânea, além do efeito isolado, devemos buscar compreender a interação entre tais fatores, observando se atuam como modificadores de efeito. O presente estudo caracterizou o efeito da temperatura e da poluição do ar, isolado e sinérgico, na mortalidade, a partir de dados secundários. MÉ- TODOS: Três tipos de metodologias foram aplicadas para avaliar a associação isolada da temperatura média e da concentração média diária de poluentes (MP10, NO2, O3) na mortalidade de indivíduos acima dos 40 anos por doenças cardiovasculares e na mortalidade de indivíduos acima dos 60 anos por doenças respiratórias, na cidade de São Paulo - Brasil entre 1998 e 2008. As estimativas de risco relativo produzidas em análises case-crossover com pareamento temporal bidirecional e com pareamento pelo fator confundidor, i.e. temperatura média ou poluente, foram comparadas aos resultados de uma análise tradicional de séries temporais. Para avaliar o efeito sinérgico entre os fatores de risco, interpretamos representações gráficas de superfícies geradas em modelos bivariados. RESULTADOS: Não foram observadas diferenças entre os resultados das análises case-crossover e da análise de séries temporais. Para mortalidade cardiovascular, estimou-se uma mudança percentual no risco relativo devido a um aumento de 10 ug/m3 na concentração do MP10 e do NO2, respectivamente, de 0,85% (0,45-1,25) e 0,26% (0,04-0,48). O aumento percentual no risco de mortalidade respiratória foi de 1,60% (0,74-2,46) e 1,29% (0,46-2,12), respectivamente para MP10 e O3. O efeito da temperatura foi analisado através das funções ajustadas para parametrizar sua relação com a mortalidade. O padrão observado para mortalidade cardiovascular foi de U-shaped. Para mortalidade respiratória foi de J-espelhado, identificando maior risco relativo em temperaturas altas. As análises case-crossover confirmaram que a associação positiva parametrizada para os poluentes não sofre confusão da temperatura, bem como a curva parametrizada para a temperatura não sofre confusão dos níveis de poluentes na análise de séries temporais. As figuras 3D produzidas pelo modelo bivariado ilustraram a dinâmica interativa entre os fatores de risco. O efeito na mortalidade cardiovascular é positivo em baixas concentrações de NO2 e de O3 combinadas com baixas temperaturas. A dimensão deste efeito é comparável ao efeito de altas concentrações em altas temperaturas. Para mortalidade respiratória, a combinação dos fatores mostra um padrão intuitivo de simples somatória dos efeitos. CONCLUSÕES: Métodos analíticos, como o método case-crossover, com controles mais intrínsecos do que parametrizações para variáveis confundidoras, produziram estimativas de risco relativo na mortalidade semelhantes às geradas na análise tradicional de séries temporais. A simultaneidade de exposição a diferentes níveis de fatores ambientais, como temperatura e poluição, pode gerar condições de efeito combinado tão preocupantes quanto as previstas para extremas concentrações
Title in English
Climate and mortality: ecological observational approach in Sao Paulo
Keywords in English
Air pollution
Cross-over studies
Ecology
Mortality
Temperature
Time series studies
Abstract in English
INTRODUCTION : In a climate change scenario, the description of the association and of the pathophysiological mechanisms linking environmental risk factors, such as temperature and air pollution, and health has been the focus in several epidemiological studies. Exposure to air pollution and weather conditions occurs simultaneously, therefore, in addition to the isolated effect, factors interactions and modification effects are key issue. The present study characterized the effect of temperature and air pollution, both isolated and synergistic effects, on mortality, from secondary data. METHODS: Three methods were applied to evaluate the association of average temperature and average daily concentration of pollutants (PM10, NO2, O3) on mortality caused by cardiovascular diseases among individuals over 40 years old and on mortality caused by respiratory diseases among individuals over 60 years old, in the city of Sao Paulo - Brazil, from 1998 to 2008 . We compared the estimates of relative risk produced in several case-crossover approaches, time-stratified bidirectional and matched by the confounding factor, i.e. average temperature or pollutant, to the results of a traditional time-series analysis. The risk factors synergistic effect was evaluated by the graphical interpretation of response surfaces generated by bivariate models. RESULTS: No statistical differences were observed between the results from the case-crossover and time-series analyses . The relative risk percent changes for cardiovascular mortality associated with an increase of 10 ug/m3 in the 24-h average concentrations of PM10 and NO2 are, respectively, 0.85% (0.45-1.25) and 0.26% (0.04-0.48). The percentage increase in the risk of respiratory mortality was 1.60% (0.74- 2.46) and 1.29% (0.46-2.12), respectively, for PM10 and O3. The effect of temperature was analyzed by smooth functions plots. The pattern observed for cardiovascular mortality was U-shaped. For respiratory mortality, the smooth function was J-shaped horizontal flipped, identifying higher relative risk at hot temperatures. The case-crossover analyzes confirmed that the positive association parameterized for pollutants is unlikely to be caused by confounding by temperature, as well as the parametric curve for temperature is unlikely to be caused by confounding by pollutant levels in time-series analysis. The bivariate model surface plots illustrated the dynamic interaction within the risk factors. The effect on cardiovascular mortality is positive at low concentrations of NO2 and O3 in combination with cold temperatures. The magnitude of this effect is comparable to the effect of high concentrations at hot temperatures. For respiratory mortality, the combination of risk factors is simple summation of effects, with no effect modifications of the original patterns. CONCLUSIONS: Analytical methods such as case-crossover method, controlled for confounding variables by design, produced estimates of relative risk in mortality similar to those generated in the traditional time-series analysis. The simultaneous exposure to several levels of environmental factors, such as temperature and air pollution, may represent conditions as harmful as the predicted to extreme concentrations, due to the combined effect
 
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Publishing Date
2014-03-07
 
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