La contaminación atmosférica se relaciona con cambios cerebrales en regiones vulnerables al Alzheimer, según estudio

La exposición a formas comunes de contaminación atmosférica podría estar relacionada con cambios estructurales en regiones del cerebro especialmente vulnerables a la enfermedad de Alzheimer, según un nuevo estudio dirigido por investigadores del Instituto de Neuroimagen e Informática Mark y Mary Stevens de la la Universidad del Sur de California (EEUU).

El estudio, publicado en la revista 'NeuroToxicology', analizó imágenes cerebrales y estimaciones de la contaminación atmosférica en los lugares de residencia de 1.484 adultos sin demencia ni antecedentes de ictus. En un grupo de mujeres mayores, una mayor exposición a partículas finas y dióxido de nitrógeno se asoció con un adelgazamiento de la corteza cerebral, la capa externa del cerebro, en regiones importantes para la memoria y habitualmente afectadas por la enfermedad de Alzheimer.

Los investigadores observaron un patrón diferente e inesperado en otro grupo formado por hombres más jóvenes: una mayor exposición a la contaminación se asoció con un mayor grosor de la corteza cerebral en las mismas regiones vulnerables al Alzheimer. Esta asociación se debilitó con la edad y se invirtió alrededor de los 65 años, aunque la asociación negativa posterior no alcanzó significación estadística.

Lo que podrían reflejar los resultados del estudio

Estos resultados divergentes podrían reflejar distintas fases de una compleja respuesta biológica a la contaminación, aunque los investigadores advierten de que el estudio no permite determinar si la edad, el sexo u otras diferencias entre ambos grupos explican los resultados.

"La contaminación atmosférica no se correspondió con un único patrón de estructura cerebral en todos los participantes. Los resultados contrastantes sugieren que la respuesta del cerebro a la contaminación podría cambiar a lo largo del proceso de envejecimiento. Será esencial seguir a las personas a lo largo del tiempo para determinar qué significan estos patrones para el riesgo de Alzheimer", ha explicado Lauren Salminen, autora principal del estudio y profesora adjunta de investigación en Neurología.

La huella de la contaminación en el cerebro

Los investigadores estudiaron dos grupos independientes: 387 hombres del 'Vietnam Era Twin Study of Aging', con una edad media de unos 62 años, y 1.097 mujeres del 'Women's Health Initiative Memory Study', cuya edad media era de aproximadamente 78 años.

A partir del historial de residencia de los participantes, el equipo estimó la exposición durante los tres años anteriores a la realización de la resonancia magnética a dos contaminantes atmosféricos habituales: las partículas finas PM2,5 y el dióxido de nitrógeno (NO2).

Las PM2,5 están formadas por partículas de menos de 2,5 micrómetros de diámetro, lo suficientemente pequeñas como para penetrar profundamente en los pulmones y potencialmente llegar al torrente sanguíneo. Pueden proceder de los gases de escape de los vehículos, las centrales eléctricas, los incendios forestales y otras fuentes de combustión. El NO2 es un gas generado principalmente por la quema de combustibles fósiles y está habitualmente asociado al tráfico.

A continuación, los investigadores midieron el grosor de la corteza cerebral en todo el cerebro. La corteza es la capa exterior y plegada del cerebro, implicada en la memoria, el lenguaje, la toma de decisiones y muchas otras funciones esenciales. Por lo general, se adelgaza con la edad y un adelgazamiento acelerado en determinadas regiones puede ser un signo de neurodegeneración.

Las cuatro áreas que estudiaron

En primer lugar, el equipo se centró en cuatro áreas especialmente vulnerables a la enfermedad de Alzheimer: las cortezas entorrinal, fusiforme, temporal inferior y temporal media. En conjunto, estas regiones se utilizaron para obtener una medida combinada del grosor cortical.

Entre las mujeres de mayor edad, una mayor exposición a ambos contaminantes se asoció con una corteza más delgada en este conjunto de regiones vulnerables al Alzheimer. Por cada microgramo adicional por metro cúbico de exposición a PM2,5, la diferencia estimada en el grosor cortical era equivalente aproximadamente a 13 meses de envejecimiento. Por cada parte por mil millones adicional de NO2, la diferencia equivalía aproximadamente a tres meses de envejecimiento.

El patrón también se extendió mucho más allá de las regiones relacionadas con el Alzheimer. Una mayor exposición a PM2,5 se vinculó con una corteza más delgada en 23 de las 34 regiones cerebrales analizadas, que abarcaban los cuatro lóbulos del cerebro.

Una corteza más gruesa no es un cerebro más sano

En el grupo de hombres más jóvenes, una mayor exposición a la contaminación se asoció con una corteza cerebral más gruesa en las regiones vulnerables a la enfermedad de Alzheimer. Aunque el grosor suele interpretarse como un indicador de un tejido más saludable, investigaciones recientes sugieren que la corteza puede engrosarse temporalmente durante las primeras fases de algunos procesos patológicos, antes de adelgazarse a medida que avanza la neurodegeneración.

Entre las posibles explicaciones se encuentran la inflamación, la hinchazón o el aumento del tamaño de las células cerebrales, así como cambios tempranos relacionados con la acumulación de amiloide, una proteína implicada en la enfermedad de Alzheimer. Sin embargo, el nuevo estudio no midió los niveles de amiloide, tau ni inflamación, por lo que no puede confirmar si alguno de estos procesos explica los resultados.

El patrón relacionado con la edad observado en los hombres ofrece una pista: la asociación entre la exposición a PM2,5 y un mayor grosor de la corteza cerebral se fue debilitando gradualmente entre los 55 y los 64 años y pasó a ser negativa a partir de aproximadamente los 65 años.

"Nuestros resultados plantean la posibilidad de que los cambios cerebrales relacionados con la contaminación no sean lineales. Un mayor grosor de la corteza en un momento determinado de la vida podría representar una respuesta biológica temprana, mientras que un adelgazamiento posterior podría reflejar un daño acumulado. Esta es una hipótesis importante, pero debe comprobarse en estudios que sigan a las mismas personas a medida que envejecen e incluyan biomarcadores del Alzheimer", ha finalizado Salminen.