En 2012, Deborah Currie-Slichta, de la Universidad de Rochester en Nueva York, obtuvo un “cubo de cerebros”. Un colega de la universidad estaba estudiando cómo la contaminación del aire daña el corazón y los pulmones de los ratones y le pidió a Corey Slichta que examinara los cerebros de los animales en busca de daños. Como especialista en neurotoxicidad del plomo, Corey Slichta recuerda haber pensado: “¿Contaminación del aire?” ¿Qué tan malo es esto? Pero lo que vio en esos cerebros fue “tan asombroso”, dice, que cambió todo el enfoque de su investigación.
Centrarse en cómo la contaminación del aire afecta al cerebro1 Corey Slichta aterrizó en una zona apartada. Está bien establecido que la contaminación del aire, en forma de partículas, ozono u otros gases tóxicos, contribuye al asma. cáncer de pulmón y otras enfermedades respiratorias, y estas partículas contribuyen particularmente a las enfermedades cardíacas.2. Pero ella dice que en ese momento, pocas personas que estudiaban la contaminación del aire estaban interesadas en el cerebro, y aún menos neurocientíficos estaban interesados en la contaminación del aire. Sus presentaciones recibieron tan poca atención en las conferencias de neurociencia que dejó de asistir a las reuniones.
Ahora, esta área de investigación está recibiendo mayor atención y preocupación en todo el mundo.3. Estudio tras estudio ha demostrado que los niveles más altos de contaminación del aire están relacionados con el cáncer Mayor riesgo de demenciaAsí como altas tasas de depresión, ansiedad y psicosis.4. Los investigadores también han encontrado vínculos con condiciones del desarrollo neurológico, como el autismo, y déficits cognitivos en los niños.5.
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En 2020, la Comisión Lancet sobre Demencia reconoció la contaminación del aire como un factor de riesgo para la enfermedad.6Y en su informe de seguimiento del año pasado7 Afirmó que la exposición a partículas en el aire “es ahora una fuente de grave preocupación e inquietud”. Mientras tanto, el informe de 20228 El Comité sobre los efectos médicos de los contaminantes del aire del gobierno del Reino Unido ha pedido más investigaciones sobre los vínculos entre la contaminación del aire y la demencia. Asimismo, las Directrices globales sobre calidad del aire 2021 de la Organización Mundial de la Salud enfatizaron la importancia de estudiar los efectos neurológicos de la contaminación del aire en jóvenes y adultos.9.
La Organización Mundial de la Salud estima que el 99% de la población mundial está expuesta a una contaminación superior a los niveles recomendados, y muchas ciudades de países de ingresos bajos y medianos sufren una calidad del aire particularmente pobre. Pero no se trata sólo de las grandes ciudades, como Ciudad de México y… DelhiDonde la gente enfrenta riesgos. “Incluso una exposición de bajo nivel, que la gente cree que es lo suficientemente segura para la salud en general, desencadena algo a nivel cerebral”, dice Megan Herting, neurocientífica de la Universidad del Sur de California en Los Ángeles.
Los investigadores ahora deben intentar descubrir los mecanismos detrás de estos problemas para tomar medidas que los mitiguen, dice Ian Maudway, toxicólogo ambiental del Imperial College de Londres y coautor del informe 2022 del Reino Unido. Para Mudway, la pregunta importante es: “¿Qué está provocando estos efectos en la contaminación del aire?”
Haciendo enlaces
Los estudios de los cerebros de niños y perros en la Ciudad de México a finales de la década de 2000 y principios de la década de 2000 estuvieron entre los primeros en generar alarmas sobre la neurotoxicidad de la contaminación del aire. Las neuroimágenes revelaron que más niños que vivían en una ciudad altamente contaminada tenían lesiones en áreas de materia blanca que conectan áreas del cerebro que niños en áreas menos contaminadas, y la corteza prefrontal parecía ser particularmente vulnerable. Los niños de la ciudad, sin otros factores de riesgo de trastornos cerebrales, obtuvieron resultados relativamente pobres en tareas cognitivas.10 (Consulte “Proteínas problemáticas” para obtener más hallazgos).
Fuente: l. Calderón-Garcidueñas et al. Int. Caramba. el medio ambiente. Exactitud. salud publica 311568 (2021)/(CC-BY-4.0)
La contaminación es una mezcla muy compleja de componentes gaseosos y particulados que varía según la fuente. Los gases de escape de los vehículos y la fabricación industrial son las principales fuentes de partículas de diversos tamaños, cocinas, incendios forestales El polvo del desierto también contribuye. La combustión de combustible y otras fuentes libera óxidos de nitrógeno, azufre, monóxido de carbono y ozono. Estudios en varios países, incluidos aquellos con regulaciones. La calidad del aire ha mejorado dramáticamente En las últimas décadas se han encontrado vínculos entre la contaminación y ciertos trastornos cerebrales.
Un análisis realizado en 2023 de más de 389.000 participantes del Biobanco del Reino Unido mostró que la exposición prolongada a partículas en el aire, óxido nítrico y dióxido de nitrógeno se asocia con niveles más altos de depresión y ansiedad.11. El autor principal, Guoxing Li, toxicólogo ambiental de la Universidad de Pekín en China, enfatiza que incluso niveles muy bajos de exposición aumentan el riesgo de estas condiciones.
El mes pasado, un estudio de 16 años de más de 200.000 residentes en Escocia encontró que una mayor exposición acumulada al dióxido de nitrógeno se asociaba con un aumento de las admisiones hospitalarias por trastornos de salud mental y conductual.12.
Mientras tanto, estudios realizados en Francia, Estados Unidos y China documentaron que en áreas donde mejoró la calidad del aire, disminuyeron las tasas de demencia, deterioro cognitivo y depresión en las personas mayores.7.
Los estudios observacionales también han relacionado la contaminación del aire con cambios estructurales en el cerebro, como la disminución del volumen del hipocampo, lo que es consistente con un mayor riesgo de demencia en las personas mayores.13. Los estudios de Herting sobre datos de neuroimagen de los cerebros en desarrollo de miles de jóvenes en todo Estados Unidos sugieren que la contaminación del aire altera el desarrollo de los tractos de materia blanca. El año pasado, su equipo informó que una mayor exposición a la contaminación del aire parece cambiar la comunicación entre las regiones del cerebro.14.
Pero tales estudios aún no han llegado a un acuerdo sobre un patrón claro de daño, dice Herting. Ella sospecha que el momento de exposición durante el desarrollo puede moldear la vulnerabilidad.
A pesar de toda la evidencia que vincula la contaminación del aire con el daño cerebral, los investigadores dicen que es difícil identificar una causa clara utilizando únicamente estudios observacionales. Por ejemplo, la gente de comunidades pobres, Que a menudo respiran aire de peor calidad.Es probable que tengan más factores de riesgo de sufrir trastornos cerebrales, estrés, bajo nivel educativo y obesidad, en comparación con quienes viven en zonas de altos ingresos. Muchos estudios existentes estiman la exposición basándose en direcciones residenciales, sin tener en cuenta cómo las ocupaciones y estilos de vida de las personas influyen en su exposición.
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Los tipos específicos de contaminantes que la gente respira ciertamente importan, afirman los investigadores. Las mediciones estándar de la calidad del aire se basan en niveles de componentes gaseosos elementales y partículas de menos de 10 micrómetros de diámetro (PM10) o 2,5 micrómetros (PM2.5). Pero las partículas en el aire transportan una variedad de sustancias químicas, desde sales simples hasta innumerables compuestos altamente tóxicos. Varía según los sitios. “Todas las partículas se tratan como igualmente tóxicas, pero en el aire hay una variedad diversa de cada sustancia química (cientos de miles de sustancias químicas)”, dice Mudway.
Además, las partículas ultrafinas no se controlan de forma rutinaria, señala Corey Slichta. Sin embargo, las partículas de menos de 100 nanómetros de diámetro son las partículas químicamente más reactivas en el aire y las que tienen más probabilidades de penetrar el cuerpo y el cerebro, dice.
Incluso sin esta brecha en los datos de monitoreo, dice Mudway, los estudios observacionales de personas que respiran muchos contaminantes no pueden aislar las sustancias químicas responsables de una comprensión mecanicista. La enfermedad cardiovascular es un factor de riesgo conocido para la demencia. Entonces, el daño que la contaminación del aire causa al corazón y a los vasos sanguíneos es otro factor de confusión. “La única manera de descubrir esto es mediante la experimentación”, dice Mudway.
al laboratorio
Los estudios de laboratorio pueden demostrar, por ejemplo, que, en condiciones controladas, una variedad de contaminantes transportados por el aire en el mundo real dañan el cerebro. Eso es lo que Cori Slichta vio en 2012, cuando comparó los cerebros de ratones que respiraban aire de la universidad con aquellos que respiraban aire filtrado. Estudios posteriores de su laboratorio informaron que los ratones expuestos a partículas ultrafinas durante el desarrollo (incluso en el útero y por el aliento de sus madres) tenían tractos de materia blanca y ventrículos cerebrales agrandados.15. Los ratones que fueron evaluados durante el desarrollo continuaron mostrando mayor impulsividad y déficits en la memoria a corto plazo.
Los cambios físicos en el cerebro se superponen en parte con los que se encuentran en personas con afecciones del desarrollo neurológico como el autismo y la esquizofrenia. En los animales más viejos, la contaminación del aire parece acelerar la deposición de proteínas amiloides y tau asociadas con la enfermedad de Alzheimer. Otros estudios en animales han encontrado daños a nivel anatómico, celular y molecular.
Los escáneres cerebrales muestran áreas de espesor cortical reducido (áreas coloreadas) en niños expuestos a niveles más altos de contaminación del tráfico durante su primer año de vida.Crédito: T. Beckwith et al./PLoS ONE (CC-BY-4.0)
Aunque los signos de daño varían de un estudio a otro, Caleb Finch, que investiga el envejecimiento en la Universidad del Sur de California, dice que hay un aspecto común: “Es una respuesta inflamatoria”. Los estudios realizados por su laboratorio y otros muestran que los genes que median las respuestas inflamatorias están activados; Los mensajeros asociados con la inflamación se vuelven más abundantes; Hay signos de estrés oxidativo. Se activan las células de microglía que detectan el daño y protegen las neuronas. Todas las clases importantes de células cerebrales se ven afectadas, dice Finch.