La exposición a la contaminación atmosférica se asocia con cambios cerebrales en regiones vulnerables al alzhéimer

Un estudio de la USC relaciona la exposición a partículas PM2,5 y dióxido de nitrógeno con variaciones en el grosor de la corteza cerebral, aunque los investigadores advierten de que no puede establecerse una relación causal.

La exposición a contaminantes habituales del aire exterior podría estar relacionada con cambios estructurales en regiones del cerebro especialmente vulnerables a la enfermedad de Alzheimer, según un estudio liderado por investigadores del Mark and Mary Stevens Neuroimaging and Informatics Institute de la Keck School of Medicine de la University of Southern California (USC).

La investigación, publicada en NeuroToxicology, analizó imágenes cerebrales y estimaciones de exposición residencial a la contaminación de 1.484 adultos sin demencia ni antecedentes de ictus. El trabajo se centró en dos contaminantes atmosféricos: las partículas finas PM2,5 y el dióxido de nitrógeno (NO₂).

Los resultados mostraron patrones diferentes en función del grupo estudiado. Entre 1.097 mujeres de mayor edad, con una edad media aproximada de 78 años, una mayor exposición a ambos contaminantes se relacionó con un menor grosor de la corteza cerebral en regiones asociadas a la memoria y particularmente vulnerables al alzheimer.

En concreto, por cada incremento de un microgramo por metro cúbico de exposición a PM2,5, la diferencia estimada en el grosor cortical fue equivalente aproximadamente a 13 meses de envejecimiento. En el caso del NO₂, cada aumento de una parte por billón se asoció con una diferencia equivalente a unos tres meses de envejecimiento.

Diferencias según edad y grupo estudiado

El estudio identificó, sin embargo, un patrón diferente entre los 387 hombres de otro grupo de investigación, con una edad media de aproximadamente 62 años. En ellos, una mayor exposición a la contaminación se asoció con un mayor grosor de la corteza en las mismas regiones vulnerables al alzhéimer.

Esta relación se fue debilitando entre los 55 y los 64 años y pasó a ser negativa a partir de aproximadamente los 65 años, aunque esta última asociación no alcanzó significación estadística.

Los investigadores plantean que las diferencias podrían reflejar distintas fases de una respuesta biológica a la contaminación a lo largo del envejecimiento. No obstante, advierten de que los dos grupos diferían tanto en edad como en sexo, por lo que el estudio no permite determinar qué factor explica las diferencias observadas.

La mayor parte de la evidencia obtenida en el grupo de mujeres apuntó hacia un adelgazamiento cortical. La exposición a PM2,5 se relacionó con un menor grosor en 23 de las 34 regiones cerebrales analizadas, distribuidas por los cuatro lóbulos del cerebro.

PM2,5 y NO₂, contaminantes vinculados a la combustión

Para estimar la exposición, los investigadores utilizaron el historial residencial de los participantes y calcularon los niveles de contaminación registrados durante los tres años anteriores a la realización de las imágenes por resonancia magnética.

Las PM2,5 son partículas de menos de 2,5 micrómetros de diámetro que pueden penetrar profundamente en los pulmones y, potencialmente, alcanzar el torrente sanguíneo. Entre sus fuentes se encuentran el tráfico, las centrales eléctricas, los incendios forestales y otros procesos de combustión.

El NO₂, por su parte, es un gas generado principalmente por la combustión de combustibles fósiles y presenta una estrecha relación con las emisiones del tráfico.

El equipo analizó el grosor de la corteza cerebral, la capa exterior del cerebro implicada en funciones como la memoria, el lenguaje y la toma de decisiones. Esta estructura tiende a adelgazar con la edad y una reducción acelerada del grosor en determinadas regiones puede constituir un indicador de neurodegeneración.

Un mayor grosor no implica necesariamente un efecto positivo

Los autores subrayan que el mayor grosor cortical observado entre los hombres más jóvenes no debe interpretarse necesariamente como un efecto beneficioso. Algunas investigaciones apuntan a que determinadas enfermedades pueden provocar un engrosamiento temporal de la corteza durante fases iniciales, antes de que aparezca el adelgazamiento asociado a la neurodegeneración.

Entre las posibles explicaciones se encuentran procesos inflamatorios o aumento del tamaño de las células cerebrales y cambios tempranos relacionados con la acumulación de proteínas como el amiloide. Sin embargo, el estudio no midió amiloide, proteína tau ni marcadores de inflamación, por lo que no puede determinar si alguno de estos mecanismos está detrás de los resultados.

Los investigadores también recalcan que se trata de un análisis realizado en un único momento y que, por tanto, no demuestra que la contaminación atmosférica provoque los cambios cerebrales observados.

Más evidencia sobre los efectos de la contaminación

El trabajo se suma a la creciente evidencia científica sobre la relación entre exposición ambiental, envejecimiento cerebral y riesgo de deterioro cognitivo. Los investigadores consideran especialmente relevante determinar cuándo comienzan los posibles efectos y cómo evolucionan a lo largo de la vida.

Para ello, plantean realizar estudios longitudinales que sigan a hombres y mujeres de los mismos grupos durante periodos prolongados e incorporen mediciones de inflamación, amiloide, tau y cambios cognitivos.

Los resultados podrían contribuir a comprender mejor si los diferentes patrones de grosor cortical representan distintas fases de una posible alteración cerebral asociada a la contaminación y si estos cambios pueden anticipar un mayor riesgo de desarrollar alzheimer.

Aunque el estudio no permite establecer causalidad, sus resultados refuerzan la consideración de la contaminación atmosférica como un factor ambiental potencialmente modificable con posibles implicaciones para la salud cerebral, además de sus efectos ya conocidos sobre los sistemas respiratorio y cardiovascular.