Estudo da variação intradiária das concentrações de pólen de gramíneas na atmosfera de Portugal Continental

The diurnal variation study of grass pollen concentrations in atmosphere of mainland Portugal

 

Elsa Caeiro^1,2, Luísa Lopes³, Ângela Gaspar⁴, Ana Todo-Bom⁵, José Ferraz de Oliveira⁶, Carlos Nunes⁷, Mário Morais-Almeida⁴, José Costa Trindade⁸, Rui Brandão²

¹ Sociedade Portuguesa de Alergologia e Imunologia Clínica

² Departamento de Biologia da Universidade de Évora

³ Unidade de Imunoalergologia do Hospital de Santa Lúzia, Elvas

⁴ Centro de Imunoalergologia do Hospital CUF Descobertas, Lisboa

⁵ Serviço de Imunoalergologia dos Hospitais da Universidade de Coimbra

⁶ Serviço de Imunoalergologia do Hospital de São João, Porto

⁷ Centro de Imunoalergologia do Algarve

⁸ Faculdade de Medicina de Lisboa

 

Contacto

 

RESUMO

Introdução: O pólen da família das Poaceae (gramíneas) é uma das principais fontes de aeroalergénios no mundo, particularmente na Europa Mediterrânica. Representa, por isso, um importante factor de risco de asma, rinite e/ou conjuntivite alérgica e constitui a principal causa de polinose em Portugal. Objectivo em Portugal. Objectivo: Analisar a variação intradiária das concentrações de pólen de gramíneas na atmosfera das 5 estações de monitorização continentais da Rede Portuguesa de Aerobiologia (RPA): Porto, Coimbra, Lisboa, Évora e Portimão. Métodos: Neste estudo utilizaram -se os dados diários e horários das monitorizações de pólen de gramíneas das cinco estações de monitorização continentais da RPA, ao longo de 7 anos (2002 -2008). Resultados: Entre as localidades encontraram-se diferenças significativas, em termos de curvas horárias. O pólen encontrou-se presente na atmosfera durante 24 horas em todas as localidades, e os valores das concentrações horárias variaram ao longo do dia e de ano para ano. As concentrações mais baixas registaram-se entre as 22 e as 6 horas e as mais elevadas, entre as 7 e as 21 horas, as quais em Évora ultrapassaram os 30 grãos de pólen/m3/hora. Em geral, registaram-se 2 picos de concentrações máximas, um de manhã (9 -10 horas) ou à tarde (12 -13 horas) e outro no final da tarde / início da noite (19 -20 horas). Conclusões: O ritmo diurno difere muito de local para local. Cada localidade tem o seu próprio padrão de variação das concentrações horárias do pólen atmosférico de gramíneas que se pode dever, quer às diferentes espécies presentes, quer às diferentes condições ambientais. O risco de exposição variou de localidade para localidade e ao longo do dia, sendo o Porto a localidade onde este é menor, enquanto Évora apresenta o maior risco.

Palavras-chave: Aerobiologia, gramíneas, Poaceae, Portugal, variação intradiária.

 

ABSTRACT

Background: Airborne grass pollen is one of the main sources of aeroallergens in the world, particularly in the Mediterranean Europe. Grass pollen is an important risk factor for asthma, allergic rhinitis and/or conjunctivitis and it constitutes the main cause of pollinosis in Portugal. Objective: To analyze the diurnal variations of Poaceae pollen concentrations in the atmosphere of 5 monitoring stations: Oporto, Coimbra, Lisbon, Évora and Portimão. Methods: In this study, daily and hourly sampling data of Poaceae pollen from five monitoring stations over a seven year interval (2002-2008), were used. Results: Statistical significant differences were observed in hourly pollen curves. Grass pollen was recorded in the atmosphere during 24 hours in all the monitoring stations, with the lowest values recorded between 22 and 6 hours and the highest values between 7 and 21 hours, where in Évora more than 30 pollen grains/m3/hour were recorded. In general, there are 2 high peaks pollen: one in the morning (9-10 hours) or afternoon (12-13 hours) and the other in the evening / early night (19-20 hours). Conclusions: The diurnal rhythm is very different from each locality. The differences can be mainly explained by the different species of grass pollen existing in these areas and by the different environmental conditions. The exposition degree varies from station to station, and throughout the day. In Portugal, the risk of exposure to this pollen is lower in Oporto and highest in Évora.

Keywords: Aerobiology, diurnal variation, grass, Poaceae, Portugal.

 

INTRODUÇÃO

O pólen atmosférico de gramíneas constitui a principal causa de rinite, asma, conjuntivite e eczema nos indivíduos alérgicos ao pólen na área Mediterrânica^1,2, nomeadamente em Portugal^3,4.

Dado que o pólen, particularmente o pólen de gramíneas, é um factor de risco para as doenças alérgicas respiratórias exercendo um impacto negativo sobre a qualidade de vida dos indivíduos sensibilizados, é de particular interesse, quer dos profissionais de saúde, quer do doente conhecer a sua distribuição intradiária, ou seja a variação horária das concentrações de pólen de gramíneas ao longo do dia, de modo a adequar de forma mais eficaz medidas de evicção e de intervenção terapêutica.

O pólen de gramíneas encontra-se presente na atmosfera ao longo de todo o ano, mas as concentrações mais elevadas verificam-se em Maio e Junho por todo o País, e também em Julho nas regiões mais a norte⁵.

A variação diurna tem sido estudada por muitos investigadores⁶e, geralmente, os respectivos estudos efectuaram-se em áreas urbanas, cujas fontes de pólen ficam distantes dos equipamentos de colecta polínica, pelo que os padrões observados reflectem não só o momento de libertação do pólen das anteras como também os respectivos mecanismos de dispersão e transporte de pólen até ao local de amostragem⁷.

O ritmo intradiário do pólen na atmosfera varia de espécie para espécie, e inclusive dentro da mesma espécie.

A distribuição das concentrações de pólen no ar ao longo do dia depende de muitos factores, nomeadamente, de factores endógenos, da composição específica de cada taxon, do clima, da altitude em que se encontra a fonte polínica, das distâncias entre tais fontes e os locais de amostragem^8,9,10 e das condições meteorológicas, sendo de salientar a acção de factores como a temperatura^11,12 e de processos atmosféricos, como a velocidade do vento, a turbulência e a convecção^8,12.

A dispersão do pólen para a atmosfera ocorre após deiscência das anteras, estando este processo geralmente associado às alterações da temperatura e da humidade relativa no ambiente^8,13. De acordo com Reddi et al.¹⁴ entre os géneros da família Poaceae os períodos da ântese podem decorrer durante vários meses e numa escala diária a duração da libertação de pólen pode ser muito longa¹⁵, variando entre 2 a 13 horas ou pode fazer-se ao longo do dia em tempos diferentes; por exemplo, durante o dia certas espécies de gramíneas, tal como Cynodon dactylon, apresentam vários momentos de ântese¹⁴. Cada espécie de gramínea tem uma fenologia própria, possuindo o seu próprio horário de libertação de pólen¹¹.

Dado que, em Portugal, tanto quanto é do nosso conhecimento, não existe qualquer estudo publicado acerca deste assunto e, dada a sua importância em patologia alérgica, desenvolveu-se o presente estudo que teve como objectivo analisar a variação intradiária das concentrações de pólen de gramíneas na atmosfera de cada estação de monitorização continental da Rede Portuguesa de Aerobiologia (RPA), estações que abrangem praticamente todo o território nacional.

MATERIAL E MÉTODOS

Neste estudo utilizaram-se os dados disponíveis das concentrações horárias e diárias do pólen atmosférico de Poaceae monitorizado nas 5 estações de monitorização continentais da RPA: Porto (2003-2008), Coimbra (2003-2008), Lisboa (2002-2008), Évora (2001-2008) e Portimão (2002-2008). De cada ano de amostragem utilizaram-se apenas os dados do período correspondente à estação de pólen atmosférico principal (EPAP) das gramíneas (Quadro 1), o qual foi determinado através do método de Nilsson & Persson¹⁶.

 

Quadro 1

 

Também se utilizaram os dados diários da precipitação desse mesmo período que foram fornecidos pelo Instituto Nacional de Meteorologia.

A metodologia de amostragem e de análise das amostras foi a que se encontra normalizada para a RPA¹⁷. O pólen colectou-se usando um captador volumétrico Burkard Seven Day Volumetric Spore-trape^®. Todas as amostras foram processadas e analisadas no laboratório de Palinologia do Departamento de Biologia da Universidade de Évora, sendo a respectiva identificação e quantificação efectuada ao microscópio óptico, com uma ampliação de 400x, leitura por lâmina ao longo de 4 linhas longitudinais e os resultados expressos em número de grãos de pólen por metro cúbico de ar. Para se estimar a variação horária deste tipo polínico utilizou-se o método proposto por Galán et al.¹⁸ em que se seleccionam os dias em que não se registou precipitação e que apresentaram valores médios iguais ou superiores ao valor da média alcançada durante a EPAP^18-20.

Procedeu-se também ao cálculo do IDI (Índice de Distribuição Intradiurna) pelo método utilizado por Trigo et al.¹³, que usa os valores máximo e mínimo das contagens horárias dos dias considerados e a seguinte fórmula:IDI = (M – m)/ T, onde M é o valor máximo obtido num determinado intervalo de tempo, m o valor mínimo e T é o valor total. O valor deste índice encontra-se compreendido entre 0 e 1 e depende da distribuição das concentrações de pólen ao longo do dia.

Análise estatística

Através da utilização de testes não-paramétricos:ANOVA de Kruskall Wallis, ANOVA de Friedman e teste de Wilcoxon do programa de estatística SPSS 18.0, compararam-se os dados das várias estações de monitorização no sentido de averiguar se os dados diferiam entre as estações de monitorização, e se dentro de cada estação diferiam de ano para ano.

RESULTADOS

Na Figura 1 encontram-se representadas graficamente as curvas da variação intradiurna das concentrações de pólen de gramíneas atmosféricas para cada uma das localidades em estudo. Pela análise da Figura 1 pode afirmar-se o seguinte:

 

Figura 1

 

1) No Porto, as concentrações mais elevadas registaram-se entre as 4 e as 19 horas, com 2 picos de concentração máxima; o primeiro às 9 horas e o segundo pelas 19 horas;

2) Na cidade de Coimbra, as concentrações mais elevadas registaram-se entre as 6 e as 20 horas, com 2 picos polínicos coincidentes com os observados no Porto;

3) Em Lisboa, as concentrações mais elevadas observaram-se entre as 8 e as 22 horas, com 2 picos de concentração máxima, o primeiro dos quais às 12 horas e o segundo, mais acentuado, às 20 horas;

4) Na localidade de Évora, as concentrações mais elevadas verificaram-se entre as 6 e as 22 horas, com 2 picos de concentração máxima, um próximo das 13 horas e outro às 16 horas;

5) Na cidade de Portimão, as suas concentrações mais elevadas registaram-se entre as 9 e as 21 horas, com 2 picos de concentração máxima, um às 10 horas e o outro às 18 horas.

Quando se compararam as curvas das concentrações horárias do pólen de gramíneas das diferentes estações verificou-se que existiam diferenças bastante significativas entre todas as estações de monitorização (p < 0,01).

As Figuras 2 a 6 mostram a variação da distribuição intradiária das concentrações de pólen de gramíneas atmosférico para os vários anos de estudo disponíveis em cada uma das estações de monitorização aqui analisadas.

 

Figura 2

 

Figura 3

 

Figura 4

 

Figura 5

 

Figura 6

 

Na análise da distribuição intradiária das concentrações de pólen entre os vários anos de amostragem, quer em termos de valores percentuais, quer em valores absolutos, verificou-se o seguinte nas várias estações de monitorização:

– Na estação do Porto, em valores percentuais não se encontraram diferenças significativas entre os anos (p > 0,05), mas estas foram significativas para valores absolutos (p < 0,01). O ano de 2007 foi o ano que mais diferiu relativamente aos outros anos, diferiu significativamente de 2003 (p < 0,05), 2004, 2006 e 2008 (p < 0,01), seguido pelo ano de 2006 que diferiu significativamente de 2003 (p < 0,05) e 2005 (p < 0,01). Os restantes anos não apresentaram diferenças significativas entre si (p > 0,05).

– Na estação de Coimbra, não se observaram diferenças estatisticamente significativas entre os anos, em termos de percentagens (p > 0,05). No entanto, observaram-se diferenças significativas relativamente ao número de grãos de pólen (p < 0,01). Os anos 2007 e 2003 diferiram de forma significativa com os anos 2004, 2005 e 2006 (p < 0,05), 2007 ainda diferiu de 2008 (p < 0,01). Não se observaram diferenças significativas entre os restantes anos (p > 0,05).

– Na estação de Lisboa, tal como nas estações anteriores, não se verificaram diferenças entre os anos em termos de valores percentuais (p > 0,05), mas registaram -se em termos de valores absolutos (p < 0,01). Em termos de número de grãos de pólen, 2007 diferiu significativamente de 2002, 2004 e 2008(p < 0,05). Os restantes anos não apresentaram diferenças significativas entre si (p > 0,05).

– Na estação de Évora, em termos percentuais não se detectaram diferenças significativas interanuais (p > 0,05), mas apenas em valores absolutos (p <0,01), com 2001 a diferir de todos os anos (p < 0,05) com excepção com 2005, 2005 a diferir de todos os anos (p < 0,01) com excepção com 2002 e 2008, 2008 a diferir ainda com 2003, 2004 e 2007 (p < 0,01) e 2003 com 2004 e 2007 (p < 0,01), e os restantes a não diferirem entre si (p > 0,05).

– Na estação de Portimão, como na maioria das estações, não se registaram diferenças significativas entre os anos, em termos percentuais (p > 0,05) mas apenas em termos de concentrações polínicas (p < 0,01). Os anos 2003, 2006 e 2007 diferiram significativamente dos anos 2002, 2004, 2005 e 2008 (p < 0,05) e 2005 diferiu de 2004 (p < 0,01). Os outros anos não diferiram uns relativamente aos outros (p > 0,05).

Para todas as regiões obtiveram-se valores de IDI baixos, inferiores a 0,10, com excepção dos anos de 2002, 2007 e 2008 em Lisboa, e do ano de 2002 em Évora, onde se obtiveram valores compreendidos entre 0,10 e 0,20 (Figuras 2 a 6).

DISCUSSÃO

As variações nas concentrações horárias do pólen atmosférico de gramíneas ao longo do dia e os distintos picos observados nas curvas de concentrações horárias de pólen, em todas as localidades estudadas, reflectem a floração de distintas espécies de gramíneas e a respectiva fenologia floral.

Os baixos valores médios dos índices de distribuição intradiária, inferiores a 0,10, para todas as regiões analisadas, segundo Trigo et al.¹³ reflectem curvas de distribuição achatadas e os valores elevados não estão ligados a um pico pronunciado. De acordo com os mesmos autores, os taxa que ocorrem próximo do colector apresentam picos pronunciados comparativamente com os que ocorrem longe, portanto, o IDI baixo, como o obtido para as gramíneas em todas as localidades neste estudo, pode indicar que este tipo polínico foi transportado de longas distâncias, refletindo, por isso, a realidade de cada região em análise.

São possíveis várias interpretações para os picos de concentrações observados, nomeadamente: 1) tratarem–se de momentos da deiscência das anteras e de libertação de pólen para a atmosfera; ou 2) decorrerem de fenómenos de transporte a longa distância; ou, então, 3) decorrerem de fenómenos mais complexos de dispersão e transporte polínico associados a processos de convecção das camadas inferiores da atmosfera e posterior deposição, seja pela acção mecânica da precipitação ou via gravitacional, e que acabam por sobrepor-se a outros fenómenos de transporte anteriormente referidos. Esta deposição justifica assim a ocorrência de picos no final do dia.

Quando se compararam as curvas das concentrações horárias do pólen de gramíneas das várias localidades verificou -se que diferiam muito umas das outras, indo de encontro com os investigadores como Kasprzyk et al.¹⁵, que referem no seu estudo que a periodicidade diurna difere muito entre locais.

De uma maneira geral, o pólen encontrou-se presente na atmosfera durante 24 horas. As concentrações horárias apresentaram variações ao longo do dia e, geralmente, observaram-se 2 picos de concentração máxima ao longo do dia, facto geralmente, referido para localidades fora da Península Ibérica, no Reino Unido²¹, Finlândia²², Polónia²³ e, embora a maioria dos investigadores mencionem para as localidades espanholas a existência de apenas um pico^19,24-29, para Mérida e Badajoz, Moreno-Corchero³⁰ refere a existência de 2 picos polínicos.

Nas várias localidades portuguesas, as concentrações mais baixas registaram-se entre as 22 e as 6 horas e as mais elevadas observaram-se entre as 7 e as 21 horas, sendo esses períodos semelhantes em localidades espanholas.

Por exemplo, em Mérida e Badajoz as concentrações de pólen são elevadas entre as 8 e as 21 horas³⁰, em Cáceres entre as 7 e as 18 horas²⁹, em Córdoba entre as 8 e as 20 horas^19,24-26,32, e em Málaga entre as 8 e as 18 horas²⁷.

Na localidade de Évora, durante o período de elevadas concentrações (6 às 22 horas), as concentrações horárias ultrapassaram os 30 grãos de pólen/m3/hora. Por conseguinte, na localidade de Évora, a qualquer hora do dia foi ultrapassado o valor limiar diário, 25 grãos de pólen/m3/dia, valor proposto pela Spanish Aerobiology Network (REA)³³, a partir do qual os doentes alérgicos às gramíneas apresentam sintomas clínicos mais graves.

A estação localizada na cidade de Évora apresentou características de uma área rural; os picos registaram-se durante a tarde, tal como, em estudo efectuado por Norris-Hill⁶ numa área rural, no Reino Unido, em que as concentrações máximas se registaram tipicamente entre as 14 e as 16 horas. Nas áreas urbanas, as concentrações máximas ocorrem durante a manhã e posteriormente no final da tarde / início da noite^6,9,34; os picos tardios devem-se à localização das fontes de pólen, que habitualmente ficam distantes, localizadas nas áreas da periferia ou sub-urbanas, e às correntes de convecção sobre as cidades¹².

CONCLUSÕES

O ritmo diurno diferiu muito entre as várias estações.

Cada localidade tem o seu próprio padrão de variação das concentrações horárias do pólen atmosférico de gramíneas que se deverá às diferentes espécies de gramíneas e às diferentes condições ambientais dessas localidades.

A região do Porto é a que apresenta menor risco de exposição a este pólen. A proximidade do Oceano Atlântico e do rio Douro relativamente à cidade do Porto fazem com que a humidade relativa do ar desta localidade aumente e, estas condições juntamente com os ventos desprovidos de pólen provenientes desses quadrantes exercem um efeito negativo sobre as concentrações atmosféricas do pólen de gramíneas. Também Lisboa e Portimão em parte sofrem esse tipo de impacto, Lisboa por se encontrar junto ao rio Tejo e sofrer influência do Oceano Atlântico e Portimão por sofrer influência do Mar Mediterrâneo e do Oceano Atlântico.

A região de Évora, comparativamente com as outras localidades, é onde existe o maior risco de exposição ao pólen de gramíneas, o que se deve ao seu carácter de cidade do interior e de ambiente próximo do rural.

Com base nos resultados aqui apresentados, torna–se vidente que durante a Primavera, período da principal estação de pólen atmosférico das gramíneas, os doentes alérgicos ao pólen de gramíneas, estão expostos durante todo o dia a esse pólen, particularmente entre as 7 e as 21 horas. O grau de exposição é variável de localidade para localidade e ao longo do dia.

Este trabalho vem reforçar a importância das constantes onitorizações polínicas numa dada localidade / região e consequentemente da necessidade do seu alargamento para outras regiões.

Este estudo ao dar a conhecer o período do dia em que se registam as concentrações mais elevadas de pólen de gramíneas na atmosfera, de várias localidades ao longo de todo o País, poderá ser extremamente útil na prática clínica, na área da prevenção e tratamento da doença alérgica respiratória em doentes com sensibilização ao pólen de gramíneas.

 

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Contacto:

Elsa Caeiro

Departamento de Biologia

Universidade de Évora

7004 -516 Évora

E-mail: aerobiologia@uevora.pt

 

AGRADECIMENTOS

À Sociedade Portuguesa de Alergologia e Imunologia Clínica, pelo apoio e por ter permitido a realização deste trabalho.

Declaração de conflitos de interesse: Nenhum.

 

Data de recepção / Received in: 02/02/2012

Data de aceitação / Accepted for publication in: 23/12/2012