La contaminación del aire podría aumentar el riesgo de sufrir alzhéimer y otras demencias

La exposición a la contaminación del aire puede ser más importante para el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer de lo que se creía. Cecilie Arcurs via Getty Images

Jiu-Chiuan Chen, University of Southern California

La enfermedad del Alzheimer es la causa más común de demencia. Va destruyendo poco a poco la memoria, la capacidad de tener un pensamiento coherente y la capacidad de comportarse de forma adecuada, y finalmente termina por impedir también que el enfermo realice incluso las tareas más sencillas.

Mientras se sigue investigando una cura de esta enfermedad, nuestro conocimiento sobre los factores genéticos y ambientales que pueden incrementar el riesgo de que una persona desarrolle de forma tardía tanto alzhéimer como otras demencias relacionadas ha ido aumentado.

Mis compañeros y yo, que pertenecemos a campos como la medicina preventiva, la neurología o la gerontología, nos hemos centrado en particular en el papel que en este tema tiene la contaminación del aire en espacios abiertos.

En 2017 realizamos una investigación previa que se convirtió en el primer estudio publicado en Estados Unidos en el que se usaban datos tanto de personas como de animales, y en el que se demostraba que la contaminación del aire agrava los procesos de envejecimiento cerebral, lo que aumenta el riesgo de sufrir demencia. Nuestros últimos estudios demuestran que las ancianas que viven en lugares con niveles altos de PM2.5 (unas partículas diminutas producidas por los motores de los coches y las centrales eléctricas) sufren pérdidas de memoria y reducciones del volumen cerebral similares a las que produce el alzhéimer en mayor proporción que aquellas ancianas que viven en lugares con el aire más limpio.

Todas las investigaciones sobre este tema apuntan a que una forma de evitar un factor de riesgo de la enfermedad del Alzheimer sería reducir la exposición a las partículas PM2.5. Desgraciadamente, se trata de algo que es fácil de decir pero muy complicado de llevar a cabo.

Riesgo silencioso de demencia

La PM2.5, también conocida como hollín, está formada por partículas en suspensión de tamaño microscópico procedentes de sustancias químicas, tubos de escape de los coches, polvo y otros agentes contaminantes. Se estima que uno de cada seis estadounidenses vive en condados que presentan niveles no saludables de contaminación por este tipo de partículas.

Hemos estado investigando si las PM2.5 podían acelerar los procesos de envejecimiento cerebral durante el estadio preclínico, es decir, durante la fase “silenciosa” de la enfermedad, previa a la aparición de síntomas de alzhéimer o de otras demencias relacionadas.

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El primer estudio realizado a escala nacional en Estados Unidos sobre los vínculos entre la exposición a las partículas PM2.5 y las deficiencias cognitivas se publicó en 2017. Allí demostramos que las ancianas que habían vivido en lugares con niveles de PM2.5 en espacios abiertos superiores al estándar establecido por la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA) eran dos veces más proclives a sufrir deterioros cognitivos clínicamente relevantes que las ancianas que habían vivido en lugares con menor contaminación ambiental. Dado que realizamos este estudio en colaboración con la Iniciativa para el Estudio de la Salud de la Memoria de las Mujeres, que hizo un seguimiento muy estrecho de las participantes en el estudio, también pudimos tener en cuenta otros factores de riesgo de demencia tales como el tabaco, la falta de ejercicio o las terapias hormonales.

Imagen de cómo se reduce el tamaño del cerebro de un enfermo de alzhéimer.
Atrofias cerebrales producidas por el alzhéimer. National Institute On Aging

En nuestro nuevo estudio queríamos investigar qué tipo de cambios se producían en los cerebros de los ancianos cuando estos habían tenido exposición a distintos niveles de PM2.5 durante los años anteriores a que comenzaran los síntomas de alzhéimer.

Hicimos un seguimiento de la evolución de un grupo 712 ancianas que tenían una edad media de 78 años. A fecha del inicio del estudio no sufrían demencias, y se les habían realizado escáneres cerebrales MRI al menos cinco años atrás. A través de un análisis combinado de la monitorización de los datos de la EPA y de la simulación de las condiciones ambientales, fuimos capaces de calcular los valores de PM2.5 en exteriores a los que las participantes habían estado expuestas con anterioridad a su primer escáner MRI.

Descubrimos, en primer lugar, que estas ancianas eran más propensas a sufrir una reducción del tamaño del cerebro similar a la observada en enfermos de alzhéimer. Y cuando comparamos los escáneres cerebrales de las ancianas procedentes de lugares con mayores niveles de PM2.5 con los escáneres de aquellas que habían vivido en sitios menos contaminados, descubrimos que las primeras tenían un 24% más de posibilidades de sufrir demencias en los cinco años siguientes.

Pero lo que quizás resultó más preocupante es que las ancianas que no tenían problemas de memoria también presentaban cambios cerebrales similares a los que provoca el alzhéimer. La contracción de sus masas cerebrales era mayor en el caso de aquellas que habían vivido más expuestas a partículas PM2.5 en espacios abiertos, incluso en lugares en los que los niveles de esas partículas entraban dentro de los estándares actuales de la EPA.

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Hace poco investigadores españoles realizaron un estudio en el que examinaron escáneres cerebrales MRI de individuos sanos pero con riesgo de padecer alzhéimer, y encontraron también vínculos entre la exposición a la contaminación ambiental y una reducción del volumen y el grosor de ciertas áreas cerebrales concretas a las que se sabe que afecta dicha enfermedad.

Contaminación y reducción del tamaño del cerebro

También analizamos la memoria episódica, que abarca los recuerdos de sucesos concretos y sufre deterioro durante las fases tempranas de alzhéimer. Dado que el debilitamiento de la memoria episódica está asociado a vivir en lugares con niveles altos de PM2.5, ¿seríamos capaces de encontrar alguna prueba de que este deterioro cognitivo concreto era consecuencia de una contracción de la masa cerebral similar a la que produce el alzhéimer?

Los datos de la Iniciativa para el Estudio de la Salud de la Memoria de las Mujeres y los MRI anteriores nos permitieron analizar la evolución de los cambios cerebrales experimentados por cerca de 1 000 mujeres. Descubrimos que había una relación directa entre vivir en lugares con niveles altos de PM2.5 en espacios abiertos y el deterioro de la memoria episódica. Aproximadamente entre un 10% y un 20% de la pérdida de memoria podría achacarse a una reducción de la masa cerebral similar a la provocada por el alzhéimer.

Dado que se cree que la fase silenciosa de la demencia empieza décadas antes de que empiecen a aparecer los síntomas, los hallazgos de nuestras investigaciones más recientes han hecho que aumente la preocupación sobre si la exposición a la contaminación ambiental durante etapas más tempranas (entre la infancia y la madurez) podría ser igual de perjudicial o incluso peor que la exposición durante la vejez. https://www.youtube.com/embed/0GXv3mHs9AU?wmode=transparent&start=0 Los cambios que el alzhéimer provoca en nuestro cerebro. National Institute On Aging.

Los genes también parecen tener un papel en este proceso. Nuestras investigaciones han demostrado que un gen clave para el desarrollo del alzhéimer, el APOE4, interactúa con las partículas ambientales y de este modo acelera el envejecimiento cerebral. Descubrimos que el riesgo ambiental provocado por la exposición a las partículas de PM2.5 era entre dos y tres veces superior entre las ancianas con dos copias del APOE4 que entre aquellas que no poseían dicho gen.

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A partir de este dato, otros investigadores han estudiado la posible relación entre ese gen y el entorno. Un estudio sueco publicado en 2019 no encontró vínculos sólidos entre ambos factores. Sin embargo, otro estudio de 2020 basado en datos de ancianos residentes en dos barrios de Nueva York encontró un nexo entre la exposición prolongada a la contaminación ambiental y el deterioro cognitivo; un deterioro que se daba en mayor proporción entre las personas que contaban con el gen APOE4.

Un riesgo evitable

En Estados Unidos, la Ley de Aire Limpio le exige a la EPA que establezca unos estándares de calidad del aire que garanticen un margen de seguridad suficiente para proteger a los segmentos de población más sensibles, como los ancianos o los niños.

El Gobierno estadounidense tuvo la oportunidad de endurecer estos estándares en 2020, una acción que según los científicos de la EPA podría evitar miles de muertes prematuras derivadas de patologías como las enfermedades cardiacas. Los científicos defendieron imponer estándares más exigentes, y para ello citaron otros problemas de salud provocados por las partículas PM2.5. Sin embargo, el director de la EPA, Andrew Wheeler, rechazó esta propuesta, y el pasado 7 de diciembre anunció que los estándares no se variarían.