El carbono es un componente importante de las partículas inhaladas (material particulado < 10 µm de diámetro [PM10]) emitidas directamente de la combustión de combustibles fósiles. Consiste en una base de carbón enriquecida con metales traza y compuestos orgánicos, y se piensa que participa en muchos de los efectos adversos de salud reportados en los estudios epidemiológicos sobre PM10. Los niños son especialmente vulnerables a los nocivos efectos del PM10, con impactos acumulativos sobre el desarrollo de la función pulmonar. Los macrófagos de las vías aéreas son el fagocito primario para el PM inhalado, y en modelos animales, se ha demostrado que la cantidad de material carbonado en los macrófagos de la vía aérea refleja la dosis inhalada y la carga total de partículas en el pulmón. En adultos, la cantidad de partículas pulmonares extraídas en autopsia manifiesta la exposición a largo plazo a PM10, y el PM en macrófagos de la vías respiratorias refleja la exposición al PM inhalable en lugares de trabajo.

Utilizando el contenido de carbono de los macrófagos de las vías respiratorias como marcador de la exposición individual a la materia particulada derivada del combustible fósil, investigadores de la Universidad de Leicester, en el Reino Unido, buscaron pruebas directas de dicha asociación. La función pulmonar se determinó mediante espirometría. Los autores aplicaron un modelo de exposición a la materia particulada primaria (MP), que es menor de 10 µm en diámetro aerodinámico (MP10), en el domicilio familiar del niño o sus proximidades. Para determinar si la función pulmonar reducida por otras razones se asocia con un incremento del contenido de carbono de los macrófagos de las vías respiratorias (causalidad reversa), también se estudiaron niños con asma severa.

Se pudo evaluar el contenido de carbono de los macrófagos de las vías respiratorias en 64 de 114 niños sanos (56%). Cada incremento en la MP10 primaria de 1,0 µg por m3 se asociaba con un incremento de 0,10 µm2 (intervalo de confianza del 95%: 0,01 a 0,18) en el contenido de carbono de los macrófagos de las vías respiratorias y cada incremento de 1,0 µm2 en el contenido de carbono se asociaba con una reducción del 17% (IC del 95%: 5,6 a 28,4%) en el volumen espiratorio forzado en un segundo, del 12,9% (IC del 95%: 0,9 a 24,8%) en la capacidad vital forzada y del 34,7% (intervalo de confianza del 95%: 11,3 a 58,1%) en el flujo espiratorio forzado entre el 25% y el 75% de la capacidad vital forzada. El contenido de carbono de los macrófagos de las vías respiratorias fue menor en los niños con asma que en los niños sanos.

En conclusión, existe una asociación inversa y dependiente de la dosis entre el contenido de carbono de los macrófagos de las vías respiratorias y la función pulmonar en los niños. No se encontró ninguna prueba de que la función pulmonar reducida causara por sí misma un incremento en el contenido de carbono.