Columbia University Irving Medical Center
La anatomía interna de nuestros pulmones es sorprendentemente variable, y algunas de esas variaciones están asociadas con un mayor riesgo de enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), según un nuevo estudio de investigadores del Irving Medical Center de la Universidad de Columbia.
Las variaciones ocurren en ramas grandes de las vías respiratorias en los lóbulos inferiores de los pulmones y se detectan fácilmente con tomografías computarizadas estándar. Las exploraciones se podrían utilizar para encontrar personas que tienen más probabilidades de desarrollar EPOC, y los hallazgos sugieren que las personas con ciertas variaciones podrían, en el futuro, necesitar tratamientos más personalizados.
Ramas adicionales y faltantes
Los investigadores analizaron la estructura pulmonar para buscar factores de riesgo de EPOC distintos del tabaquismo.
La EPOC es una enfermedad pulmonar progresiva que causa inflamación de las vías respiratorias, dificulta la respiración y es la cuarta causa de muerte en los Estados Unidos y el mundo. La EPOC generalmente ocurre en personas con antecedentes de tabaquismo, comúnmente después de haber dejado de fumar, pero se reconoce cada vez más en aquellas que nunca han fumado.
«Las vías respiratorias de los pulmones funcionan, en parte, para ayudar a filtrar las partículas dañinas del aire, y la estructura de las vías respiratorias afecta la forma en que esas partículas se depositan en el pulmón, por lo que pensamos que la estructura podría desempeñar un papel», dice R. Graham Barr, MD, DrPH, jefe de medicina general de CUIMC y autor principal del estudio.
«Mi colega, Benjamin Smith, notó que se habían reportado variaciones en las vías aéreas grandes en estudios de autopsias antiguos. Queríamos ver qué tan comunes son en la población general y si estaban asociadas con EPOC.»
En el estudio, los investigadores examinaron tomografías computarizadas de más de 3,000 personas en el Estudio de Pulmón del Estudio Multiétnico de Aterosclerosis (MESA) y encontraron que el 26 por ciento poseía vías respiratorias que se ramificaban en un patrón que no seguía el modelo de libro de texto.
«La cantidad de variación pulmonar en lo alto del árbol de las vías respiratorias fue una gran sorpresa para nosotros», dice el Dr. Barr. «Estos cambios se producen a un nivel de ramificación equivalente al de los dedos, por lo que es como si una cuarta parte de nosotros tuviera cuatro o seis dedos en lugar de cinco.»
Aproximadamente el 16 por ciento de las personas poseen una rama adicional de las vías respiratorias en el pulmón, aproximadamente el 6 por ciento carece de una rama y otro 4 por ciento tiene una combinación de variantes u otros patrones.
Las personas con una rama adicional de las vías respiratorias tuvieron un 40 por ciento más de probabilidades de tener EPOC que las personas con anatomía estándar. Y las personas que carecían de una rama específica de las vías respiratorias tenían casi el doble de probabilidades de tener EPOC, pero solo si fumaban. Los hallazgos se replicaron en un segundo estudio de casi 3.000 pacientes con y sin EPOC.
El paradigma de la EPOC está cambiando
Se cree que alrededor del 10 por ciento de los estadounidenses mayores de 45 años tienen EPOC, que ahora es la cuarta causa de muerte en el país, detrás de las enfermedades cardíacas, el cáncer y los accidentes.
Hasta hace unos años, relativamente pocos investigadores buscaban factores de riesgo de EPOC porque la mayoría creía que casi siempre es causada por el tabaquismo.
«Fumar cigarrillos es muy importante, y evitar y dejar de fumar es de suma importancia para reducir el riesgo no solo de EPOC, sino también de enfermedades cardíacas, cáncer de pulmón, accidentes cerebrovasculares y muchas otras enfermedades», dice el Dr. Barr. «Pero no es toda la historia del riesgo de EPOC.»No todos los fumadores tienen EPOC, y hasta el 25 por ciento de las personas con EPOC nunca han fumado. «Además, la EPOC no está disminuyendo tan rápido como se esperaba, dada la disminución del tabaquismo en las últimas décadas.»
Los estudios más recientes de la EPOC muestran que quizás la mitad de las personas con EPOC pueden comenzar con una función pulmonar baja al principio de la vida y la afección progresa más lentamente que el paciente con EPOC clásico que fumaba, dice el Dr. Smith, profesor asistente de medicina clínica. «Estas personas pueden tener un pronóstico diferente y necesitar un tratamiento diferente, y los patrones de ramificación que encontramos pueden servir como una forma de identificar a estas personas y personalizar el riesgo y el tratamiento en el futuro.»
Las variantes de las vías respiratorias son marcadores de cambios anatómicos más profundos
Los doctores Barr y Smith creen que los patrones alternativos de ramificación central están relacionados con la EPOC porque son indicativos de cambios anatómicos más profundos en el pulmón.
Las imágenes de resonancia magnética avanzadas publicadas en el estudio revelaron que las personas con una rama adicional de las vías respiratorias también tenían un mayor número de ramas más pequeñas más profundas en los pulmones. Debido a que las partículas de humo y contaminación se capturan en los puntos de ramificación, estos pulmones pueden ser susceptibles a la EPOC porque recogen más partículas.
En los pulmones en los que falta una rama de las vías respiratorias, la EPOC puede surgir de vías respiratorias más estrechas que se producen más profundamente en estos pulmones. Las vías respiratorias estrechas indican que es más difícil mover el aire a través de estos pulmones, lo que puede provocar más inflamación y lesiones pulmonares.
Base genética para las variantes de las vías respiratorias
Aunque los investigadores necesitan confirmar que las variaciones de ramificación que reportaron son estables a lo largo de la vida, «Creemos que naciste con estas variaciones», dice el Dr. Barr. Cuando los doctores Barr y Smith observaron las tomografías computarizadas de algunos participantes de 10 años antes, los patrones de ramificación idénticos eran evidentes.
Los investigadores también vieron que los patrones de ramificación inusuales se dan en familias y probablemente están determinados genéticamente. Descubrieron que una variante está asociada con un gen que se sabe que regula la ramificación pulmonar en el útero y que también puede actuar para aumentar la inflamación en los pulmones más maduros.
Se están realizando estudios para abordar estas cuestiones.
Acerca del estudio
El estudio, titulado «Variación de la Rama de la Vía Aérea Humana y Enfermedad Pulmonar Obstructiva Crónica», se publicó en enero. 16 ahead of print in Proceedings of the National Academy of Sciences.
Otros autores: Hussein Traboulsi (McGill Univ.), John H. M. Austin (Columbia), Ani Manichaikul (Univ. of Virginia), Eric A. Hoffman (Univ. de Iowa), Eugene R. Bleecker (Univ. de Arizona), Wellington V. Cardoso (Columbia), Christopher Cooper (UCLA), David J. Couper (UNC-Chapel Hill), Stephen M. Dashnaw (Columbia), Jia Guo (Columbia), MeiLan K. Han (Univ. de Michigan), Nadia N. Hansel (Johns Hopkins), Emlyn W. Hughes (Columbia), David R. Jacobs Jr. (Univ. de Minnesota), Richard E. Kanner (Univ. of Utah), Joel D. Kaufman (Univ. de Washington), Eric Kleerup (UCLA), Ching-Long Lin (Univ. de Iowa), Kiang Liu (Noroeste), Christian M. Lo Cascio (Colombia), Fernando J. Martínez (Cornell Univ.), Jennifer N. Nguyen (Univ. de Virginia), Martin R. Prince (Cornell Univ.), Stephen Rennard (Univ. de Nebraska), Stephen S. Rich (Univ. of Virginia), Leora Simon (McGill Univ.), Yanping Sun (Columbia), Karol E. Watson (UCLA), Prescott G. Woodruff (UCSF), y Carolyn J. Baglole (McGill Univ.).
El apoyo financiero fue proporcionado por los Institutos Nacionales de Salud (R01HL130506, R01HL077612, R01HL093081, R01HL112986, RC1HL100543, RD831697, N01HC95159, N01HC95160, N01HC95169, N01HC95162, N01HC95164, U01HL114494, N01HC95159-HC95169), el Instituto de Investigación del Centro de Salud de la Universidad McGill y el Fondo de Investigación en Salud de Quebec.
Un coautor (EAH) es cofundador y accionista de Vida Diagnostics, que se utilizó para evaluar algunas, pero no las principales, medidas pulmonares del estudio.