Nuevas evidencias sobre la relación entre la contaminación atmosférica y el riesgo de padecer la enfermedad de Alzheimer

15/03/2017 0 comentarios
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El efecto de la exposición a los contaminantes atmosféricos sobre la salud humana es un tema que concentra cada vez más esfuerzos en el campo de la salud global. En este contexto, la posibilidad de que la contaminación fuera un factor desencadenante de enfermedades neurológicas no es una nueva línea de investigación pero aún cuenta con evidencias escasas. En particular, el estudio de la interrelación entre la polución atmosférica y las enfermedades neurodegenerativas y demencias como el alzhéimer constituye una de las nuevas fronteras de la ciencia en la que aún no hay nada bien establecido. Esta situación ha empezado a cambiar recientemente pues dos estudios publicados a principios de este año apuntan a que la exposición al aire contaminado (especial énfasis en las PM2.5) comporta un riesgo considerable de padecer alzhéimer.

El término salud global se ha acuñado a partir de las observaciones que indican un claro aumento en la incidencia de enfermedades conocidas como crónicas no-transmisibles (chronic non-communicable diseases). Este es un grupo de enfermedades que engloba a las coronarias y pulmonares, ictus, diabetes y cáncer que son causa de entre un 60-80 % de todas las muertes mundiales. El aumento de dichas enfermedades se asocia a los cambios económicos globales y al envejecimiento de la población. Entre los factores que las desencadenan se suelen citar: la pobreza, los malos hábitos de vida y prácticas alimentarias y la reducción del ejercicio físico. Además, es cada vez más frecuente incluir en este grupo de factores la exposición a los contaminantes atmosféricos, en especial, a las partículas sólidas en suspensión en el aire. Esta insistencia hace que la materia particulada (Particulate matter, PM), que es una mezcla muy heterogénea de materiales tanto sólidos como líquidos de muy distintos tamaños, se haya convertido en la piedra de toque de muchos estudios epidemiológicos que vinculan la exposición a estos materiales con la morbilidad y mortalidad de estas enfermedades, muy especialmente las cardiovasculares. De ello hemos tratado en otra entrada de este blog.

Lilian Calderón-GarcidueñasUn tema de salud global que aún no ha llegado a los extremos de gran atención de las enfermedades cardiovasculares es el estudio de los efectos de la contaminación atmosférica sobre el cerebro. Un caso candente y de gran trascendencia es cómo los contaminantes pueden desencadenar o influir en el desarrollo de enfermedades neurodegenerativas como las demencias y entre ellas la enfermedad de Alzheimer (AD). Uno de los investigadores pioneros en este campo es Lilian Calderón-Garcidueñas, una médico precoz que empezó la carrera a los 15 años y ahora está en las Universidades de Montana en Missoula (EE.UU.) y en la del Valle de México. Hacia el año 2000, ella fue la primera en observar que con gran frecuencia los perros viejos de la ciudad de México que vivían en zonas con altos índices de contaminación atmosférica parecían desconcertados, desorientados e incluso perdían la habilidad de reconocer a sus dueños. Tras la muerte de estos perros el examen de sus cerebros puso en evidencia que presentaban un mayor número de placas amiloides, típicas de AD, en comparación con otros perros que habían vivido en ciudades menos contaminadas. Dicho sea de paso, el perro es uno de los animales que presenta de forma natural los síntomas anatómicos y patológicos de la AD con lo que podríamos hablar de una variante canina de la AD. Este no es el caso de los ratones, ampliamente usados como modelos de AD en el laboratorio, pues para que presenten la enfermedad es preciso incorporarles genes humanos característicos de AD. Más tarde Lilian ha encontrado niveles altos de depósitos amiloides en los cerebros de niños y jóvenes muertos en accidente cuya vida ha transcurrido en ciudad de México y por tanto han vivido expuestos a niveles de contaminación elevados. A pesar de que estos y otros trabajos de Lilian no cuentan con controles estrictos ni que la presencia de placas sea una condición sine qua non para las demencias veremos más adelante que algunos trabajos posteriores avalan sus hipótesis pioneras. Recomiendo encarecidamente dar un vistazo a una de sus últimas presentaciones que está disponible en internet.

Establecer correlaciones entre exposición a la contaminación y efectos neurológicos en humanos presenta muchas dificultades. Una de ellas es la falta de datos históricos a largo plazo sobre contaminación atmosférica. Otra dificultad es cómo evaluar el efecto neurotóxico. A pesar de ello no faltan estudios tal y como lo demuestra una revisión de la bibliografía publicada en septiembre de 2016 en la revista NeuroToxicology. La revisión se hizo en busca de estudios epidemiológicos que pudieran relacionar contaminación y demencia o efectos relacionados con ella y es exhaustiva hasta diciembre de 2014 y más limitada hasta agosto de 2015. Los trabajos que cumplen los criterios del estudio son 18 en total que se han hecho sobre distintas poblaciones de Taiwán, Suecia, Alemania, China, Reino Unido y EE.UU. Un resumen de estos estudios puede consultarse en el apéndice D de dicha publicación.

Contaminación en Barcelona

Con la excepción de uno de estos estudios epidemiológicos, el resto describe que como mínimo existe una asociación notable entre una exposición alta a contaminantes y un empeoramiento cognitivo u otra función biológica relacionada con la demencia. Sin embargo, se observa que entre los trabajos hay una gran diversidad de datos a la hora de asignar un efecto concreto a un contaminante determinado. De cualquier manera, los autores se atreven a concluir que estas pruebas epidemiológicas respaldan la existencia de una relación entre la exposición a la contaminación atmosférica y la demencia. Curiosamente, en el mismo volumen de esta revista se ha publicado otro trabajo de revisión sobre los mecanismos por los que las PM ejercen su acción neurotóxica.

Un ejemplo de los trabajos epidemiológicos recogidos en esta revisión es el que fue liderado por Jennifer Weuve de la Universidad de Boston. Esta investigadora también es responsable del artículo de revisión citado. En este estudio publicado en 2012 participaron 19.409 enfermeras americanas retiradas de edades entre 70 y 81 años. Se observó que una mayor exposición a PM, según medidas efectuadas cerca de sus hogares, resultó en un declive cognitivo más rápido. Así se comprobó que un aumento de 10 μg/m3 en el aire respirado aumentó su perdida de habilidad en los test de memoria como si hubieran envejecido 2 años adicionales.

Otro ejemplo en el que se buscaban pruebas epidemiológicas de una posible relación entre contaminación y mayor riesgo de AD se debe a Bing-Fang Hwang y colaboradores de la China Medical University de Taiwán que se publicó en 2015. Este grupo ha estudiado una cohorte de 95.690 individuos de Taiwán con una edad de 65 años o mayores durante el período de diez años entre 2001 y 2010. El objetivo de este trabajo prospectivo era buscar posibles asociaciones entre la exposición a dos contaminantes: ozono y PM2.5 con los nuevos casos de AD que se registraron en Taiwán durante este período. Los autores encontraron correlaciones positivas entre ambas variables pero evito dar números sobre ellas. Es interesante ver un vídeo disponible en internet en que Lilian comenta este trabajo junto a otras particularidades de la contaminación en ciudad de México. Una de las que me ha llamado la atención está hacia el final (minuto 19). Parece ser que en el sur de esta ciudad hay un gran riesgo de contaminación por endotoxinas procedentes de bacterias gram-negativas presentes en las heces de perros domésticos. Estas heces dan lugar a nanopartículas cargadas con las endotoxinas que al entrar en el cerebro vía nasal desencadenan neuroinflamación. Una situación similar se me antoja que está ocurriendo en alguna ciudad mediterránea densamente poblada de personas y canes.

Advertencias de contaminación en BarcelonaUn tercer ejemplo se debe al grupo de otro experto de nombre Jiu-Chiuan Chen de la Keck School of Medicine de la University of Southern California. En este estudio han participado 1403 mujeres de edad avanzada. A estas participantes se les sometió a medidas periódicas de resonancia magnética cerebral. Las que habían permanecido expuestas a un incremento de 3,5 μg/m3 de PM2.5 a lo largo de los 6-7 años entre estas exploraciones se les detectó una pérdida de unos 6 cm3 de materia blanca. Esta substancia es el tejido que aísla las fibras nerviosas que conectan las diferentes partes del cerebro. Estas observaciones son consistentes con experimentos de laboratorio con cultivos neuronales. Las neuronas cultivadas en presencia de PM2.5 pierden su envoltura de mielina lo cual se corresponde con la disminución de substancia blanca detectada en las resonancias.

A pesar de todo lo expuesto más arriba, la relación entre la contaminación atmosférica y las demencias sigue siendo un tema conflictivo hasta tal punto que sus propios proponentes aconsejan que es preciso seguir investigando para confirmar que existe una conexión causa-efecto y, a su vez, profundizar en el estudio de cómo las partículas y otros contaminantes entran en el cerebro y producen efectos dañinos. A pesar de esta cautela, están apareciendo estudios epidemiológicos, en modelos animales, de imagen cerebral y de técnicas sofisticadas de modelización de exposición a PM2.5 que podríamos calificar como alarmantes. Dos ejemplos de estos estudios se han publicado a principios del presente año.

El primero es un estudio observacional que se ha publicado en The Lancet a principios de enero. Este es el primer trabajo que analiza la posible relación que hay entre vivir cerca de una carretera muy transitada y la aparición de una enfermedad neurodegenerativa. Los investigadores liderados por Hong Chen de la Public Health Ontario en Canadá han monitorizado a todos los individuos de edades entre 20 y 85 años que vivían en Ontario (6,6 millones) durante la década de 2001 a 2012. Mediante los códigos postales determinaron la proximidad de las viviendas de estas personas a la carretera más próxima y analizaron los historiales médicos para ver si desarrollaban algún tipo de demencia, enfermedad de Parkinson o esclerosis múltiple.

La mayoría de esta población (95 %) vivía a un kilómetro de una carretera principal y la mitad a unos 200 metros. A lo largo de estos diez años, más de 243.000 personas desarrollaron una demencia, 31.500 párkinson y 9250 esclerosis múltiple. Mientras que no se observó ninguna relación entre el desarrollo de párkinson o esclerosis y el vivir a una cierta distancia de una carretera, la incidencia de demencias aumentaba conforme a la cercanía de una carretera principal. El caso extremo se observó en la población que vivía a unos 50 metros con un aumento de riesgo de padecer AD entre 7-11 %, es decir, 1 de cada 10 casos de AD en este grupo de personas podría ser atribuible a la exposición al tráfico. A esta distancia la concentración de partículas era 10 veces mayor que 100 metros más allá. A medida que las viviendas se alejaban de las carreteras el riesgo disminuía. Así, entre los 50-100 metros el riesgo disminuía al 4 % y bajaba a 2 % en los que vivían a 101-200 metros de distancia. A partir de esta distancia el riesgo no aumentaba. Los investigadores señalan como culpables de estos efectos a los óxidos de nitrógeno y PM procedentes del tráfico, sin embargo, admiten que puede haber otros factores implicados tales como el ruido u otros contaminantes. Este artículo va acompañado en el mismo número de The Lancet por un comentario por parte de Lilian Calderón-Garcidueñas donde plantea una serie de cuestiones que se abren a partir de estos datos. En la frase final llega a recomendar que se deben implementar medidas preventivas, ahora, en lugar de tener que tomar acciones reactivas en las décadas que viene.

Advertencias de contaminación en MadridEl segundo estudio ha sido publicado a principios de febrero en la revista Translational Psychiatry. También como el anterior este trabajo es una primicia en cuanto es el primero que analiza el efecto acelerador del envejecimiento cerebral debido a la interacción entre un gen asociado a AD (ApoE4) y las partículas PM2.5. El trabajo ha sido realizado por el ya mencionado grupo de Jiu-Chiuan Chen de la Keck School of Medicine. Este trabajo consta de una parte epidemiológica y una parte de experimentación animal. El estudio epidemiológico se ha hecho sobre 3647 mujeres de entre 65 y 79 años asociadas al Women's Health Initiative Memory Study (WHIMS). Estas vivían distribuidas en 48 estados de EE.UU. y no presentaban demencias al inicio del estudio. La evolución de la salud y agilidad mental de este grupo fue controlada periódicamente mediante cuestionarios clínicamente validados durante 15 años (1995-2010). La exposición a la contaminación atmosférica de cada una de las personas se calculó empleando datos públicos recogidos por la EPA (Environmental Protection Agency). Cruzando ambas series de datos los investigadores concluyeron que las mujeres que vivían en áreas con altas concentraciones de partículas PM2.5 tuvieron un riesgo 68 % mayor de padecer déficit cognitivo que las que estaban menos expuestas a estos contaminantes. Para los casos de demencia este riesgo subía a 91 %. Para el caso de las personas que genéticamente estaban predispuestas a padecer AD, es decir, presentaban dos copias del gen ApoE4 (ApoE4,4) este riesgo era aún mucho mayor (295 %).

Como ya hemos dicho, el trabajo se acompaña con una parte de experimentación animal realizada en el laboratorio de Constantinos Sioutas de esta misma University of Southern California en Los Ángeles. En cierto modo se trató de ver si las observaciones en humanos eran reproducibles en un modelo animal de AD. Para ello los investigadores han expuesto a ratones hembras, genéticamente modificados para que manifiesten los síntomas típicos de AD, a un ambiente similar al de una zona contaminada con altos niveles de PM2.5 durante 15 semanas. Para ello han usado una tecnología propia que consiste en recoger partículas PM2.5 de zonas urbanas, suspenderlas en agua y nebulizar esta suspensión en las jaulas donde viven los ratones de modo que se cree una atmósfera con concentraciones altas de partículas que es continuamente respirada por los animales. Después de esta exposición se examinó el cerebro de los animales y se comprobó que presentaban una mayor proporción de placas amiloides que otros animales control que habían respirado aire limpio. Con estos resultados los autores sugieren que la exposición a PM causa envejecimiento cerebral en mujeres de edad avanzada y que este efecto es mayor en mujeres portadoras de la variante genética ApoE4.

Ratones expuestos a contaminantes y controlesCon toda la cautela posible valga decir que estos dos trabajos recientes han contribuido en gran manera a estrechar el círculo sobre los efectos neurotóxicos que desencadena la exposición a la contaminación por PM2.5 y en particular en agravar el riesgo de demencias. No cabe duda de que las PM2.5 tienen un amplio abanico de toxicidades y por tanto pueden tener graves consecuencias para la salud humana. Lo obvio es evitar la exposición a ellas. Esta es una tarea harto difícil pues, por ejemplo, quemar cualquier material o substancia (p.e. derivados del petróleo, gas, leña, cualquier vegetación,...) produce estas partículas. Por mucho que se prohiba la circulación de vehículos antiguos, los que vivimos en una ciudad no podemos evitarlas pero lo que sí podemos es rebajar nuestra exposición. En este sentido valga un ejemplo práctico. Es más que obvio que el tabaco es un material combustible y por tanto su humo rico en partículas ultrafinas. Aunque en algún momento del pasado el tabaco se consideró un elemento protector contra AD, estudios epidemiológicos han desacreditado esta leyenda urbana y han establecido que fumar supone un riesgo de padecer esta enfermedad. Según cifras de la OMS de 2014 atribuyen un 14 % de los casos de alzhéimer al uso del tabaco. Estudios actualmente en marcha muy posiblemente nos confirmarán que estos riesgos no solo son debidos a los componentes volátiles del humo del tabaco sino que las PM2.5 contribuyen en gran medida a este riesgo. Si queremos rebajar los riesgos debidos a las PM2.5 una buena manera es mediante actitudes personales, una de ellas sería dejar de fumar siempre y cuando no se esté en la situación de la abuela de la foto adjunta.

Jugando con fuegoFinalmente es apropiado decir que las noticias que han generado estos trabajos en los medios de comunicación han sido escasas, más numerosas en medios anglosajones (p.e. Eurekalert, The Guardian, The Independent) pero pobres en castellano (p.e. El País, 20 minutos, Muy Interesante) y catalán (p.e. ARA).

Una última recomendación para los más curiosos es consultar la aplicación web Airvisual que informa en tiempo real sobre la contaminación mundial por PM2.5. No es muy efectiva a la hora de mostrar la contaminación a nivel local pero sí global. En la península ibérica suele verse una mancha roja (contaminación alta) hacia el noreste que se podría atribuir al funcionamiento de la central térmica de Andorra de Teruel.