A medida que aumenta la cantidad de partículas, también lo hacen los casos de demencia en una región. Estudios recientes muestran cómo las partículas pueden viajar desde los pulmones y la nariz hasta el cerebro y causar daños allí.

Mi primer día en Ciudad de México fue duro. El smog era tan denso que me faltaba el aire al subir las escaleras. Esperaba que me doliera la cabeza; la ciudad está situada en una meseta a 2.250 metros sobre el nivel del mar y el contenido de oxígeno del aire es más bajo que en la costa. Sin embargo, me sorprendió lo mucho que me picaba el aire contaminado en los ojos y los pulmones.

En 1992, las Naciones Unidas declararon Ciudad de México la metrópolis más contaminada del mundo. Desde entonces, su administración ha hecho mucho por mejorar la situación. Con algunos éxitos: La ciudad se enorgullece con razón de sus kilómetros de carriles bici y sus frondosos parques. Sin embargo, una mirada al borroso horizonte revela que los esfuerzos aún no son suficientes. La mayoría de los días, el aire contiene muchas más partículas de hollín que los límites recomendados por la Organización Mundial de la Salud. También aumentan los niveles de otros contaminantes. Más de 9,6 millones de vehículos y unas 50.000 chimeneas de fábricas expulsan sus gases de escape al centro de la ciudad. Envuelven la metrópoli en un brebaje tóxico que daña pulmones y corazones. Muchos científicos coinciden ahora en que la contaminación afecta incluso al sistema nervioso.

Un estudio publicado en 2018 encontró destrucción característica del alzhéimer en los cerebros de los residentes de la ciudad. Los sujetos de la prueba tenían todos menos de 40 años. Normalmente, los primeros signos de la enfermedad solo aparecen a una edad mucho mayor. Ciudad de México no es una excepción: Hace unos años, un equipo de la Universidad de Harvard publicó su análisis de datos sobre diez millones de beneficiarios de Medicare mayores de 65 años que vivían en 50 ciudades distintas del noreste de EE UU. Los científicos habían descubierto una fuerte correlación entre determinados contaminantes atmosféricos y la incidencia de varias enfermedades neurodegenerativas, incluida la enfermedad de Alzheimer..Otros estudios arrojaron resultados similares. "El impacto de la contaminación atmosférica se está convirtiendo en uno de los temas más candentes de la investigación sobre el Alzheimer", explica George Perry, neurobiólogo de la Universidad de Texas en San Antonio y redactor jefe de la revista Journal of Alzheimer's Disease. Muchos expertos han reconocido que la contaminación atmosférica puede contribuir al desarrollo de la enfermedad, afirma Perry. El toxicólogo Masashi Kitazawa, de la Universidad de California en Irvine, confirma esta apreciación. "En la investigación del Alzheimer, el efecto de los genes desempeña un papel fundamental, y durante mucho tiempo casi nadie ha querido mirar más allá", afirma. "En los últimos tres o cuatro años, sin embargo, se ha disparado el número de trabajos que relacionan la contaminación atmosférica y el deterioro cognitivo". En la forma más común de Alzheimer, que comienza a una edad avanzada, el estilo de vida y las influencias ambientales nocivas podrían explicar entre el 40% y el 65% del riesgo de desarrollar la enfermedad. La contaminación atmosférica es uno de los principales factores.

Cerebro contaminado con partículas

Los datos sobre gotas en suspensión llenas de toxinas o partículas sólidas con un diámetro aproximado de una trigésima parte de un cabello humano son especialmente preocupantes. Estas partículas (también conocidas como PM2_,5 por su tamaño específico) suelen producirse al quemar petróleo, gas, carbón y madera. La emiten sobre todo coches, camiones y centrales eléctricas. Con cada respiración, las partículas penetran profundamente en los pulmones y de ahí en la sangre. De este modo, las PM2_,5 tienen efectos devastadores en los sistemas respiratorio y cardiovascular humanos. El cáncer, los infartos de miocardio, los derrames cerebrales y las muertes prematuras aumentan con los niveles de contaminación.

"El impacto de la contaminación atmosférica se perfila como una de las áreas más candentes de la investigación sobre el Alzheimer" George Perry

Antes se pensaba que el cerebro estaba protegido de un ataque de este tipo. Al fin y al cabo, cuenta con la barrera hematoencefálica, una capa de células apretadas que recubre los vasos sanguíneos del cerebro. La barrera impide que las sustancias tóxicas se filtren de la sangre al tejido cerebral. Por desgracia, existen pruebas convincentes de que las PM2_,5 pueden penetrar en el cerebro de dos maneras: en primer lugar, las partículas pueden alterar la barrera hematoencefálica y hacerla más permeable a los contaminantes. En segundo lugar, pueden sortear la barrera por completo penetrando en el nervio olfativo a través de la nariz y viajando desde aquí hasta el bulbo olfatorio. Resulta que el cerebro no está mejor protegido que otros órganos de la implacable embestida de la contaminación atmosférica.

Señales tempranas de Alzheimer incluso en bebés y niños pequeños

Gran parte de los trabajos recientes que relacionan la mala calidad del aire y las enfermedades cerebrales se basan en las investigaciones de Lilian Calderón-Garcidueñas. Esta neuropatóloga de la Universidad de Montana nació cerca de Ciudad de México y creció cerca de la metrópoli. Lleva décadas investigando los efectos de la contaminación en la salud de la región. A principios de la década de 2000, diseccionó 32 perros que habían vivido en el suroeste de Ciudad de México. Encontró signos de procesos degenerativos en sus cerebros.

Este descubrimiento la llevó a examinar a personas que habían vivido en barrios similares. Lo que vio -depósitos como los encontrados en pacientes con Alzheimer en los cerebros de bebés y niños pequeños- la alarmó. La exposición a la contaminación atmosférica, escribió en 2008, debería considerarse un factor de riesgo de la enfermedad de Alzheimer. Esto se aplica en particular a las personas que son más susceptibles a la enfermedad debido a su composición genética.

Estudios más recientes respaldan las conclusiones de Calderón-Garcidueñas. Jennifer Weuve, profesora asociada de la Escuela de Salud Pública de la Universidad de Boston, dirigió uno de los primeros estudios realizados en EE.UU. sobre la relación entre la contaminación atmosférica y las enfermedades neurológicas. Ella y su equipo publicaron los resultados en 2012. "Teníamos dos indicios de la relación entre el envejecimiento del cerebro y la contaminación atmosférica", explica. El primero era el efecto sobre el sistema cardiovascular: un número creciente de infartos de miocardio y accidentes cerebrovasculares. "El cerebro depende de una circulación sanguínea que funcione. Así que, por supuesto, esto suscitó la preocupación de que el cerebro también pudiera verse afectado".

La segunda pista era más sutil. Los toxicólogos realizaron varios estudios bien controlados en animales expuestos a aire con altos niveles de partículas en suspensión. Efectivamente, las partículas penetraron en el cerebro. "Algunas de estas partículas contenían neurotoxinas conocidas, como el manganeso. Sabíamos que esto no podía ser bueno", afirma Weuve.

Los datos de otros estudios epidemiológicos confirman ahora que las partículas son un factor de riesgo. Para un estudio publicado en 2018, los investigadores controlaron la salud de unos 131.000 londinenses de entre 50 y 79 años durante ocho años. Contabilizaron el mayor número de casos de demencia entre quienes estaban expuestos a la peor contaminación atmosférica. El vínculo entre el alzhéimer y_{las partículas} PM2_,5 era especialmente fuerte. Un estudio de casi 100.000 personas en Taiwán llegó a conclusiones similares. Científicos de la Universidad de Toronto analizaron datos de 6,6 millones de personas en la provincia canadiense de Ontario. Las personas que vivían a menos de 50 metros de una carretera principal tenían un riesgo de demencia un 12% mayor que las que vivían a más de 200 metros.

¿Todo coincidencia?

Estos estudios tienen sus limitaciones. Demuestran cuándo dos factores -en este caso la contaminación atmosférica y la enfermedad de Alzheimer- se dan cada vez más juntos. Sin embargo, no pueden demostrar si están relacionados ni cómo. Para ello se necesitan estudios en los que los organismos estén específicamente expuestos a un presunto factor de riesgo. Sin embargo, no sería ético pedir a la gente que se exponga a sabiendas a aire contaminado durante meses o años. Pero sólo con los datos de tales experimentos controlados pueden los investigadores determinar si la contaminación atmosférica hace a los habitantes de una región más susceptibles de padecer Alzheimer o si son otros factores los que subyacen al aumento de casos de la enfermedad.

"En un mundo perfecto, todo el mundo llevaría un monitor de contaminación atmosférica para que pudiéramos obtener datos en tiempo real sobre su exposición a los contaminantes" Jennifer Weuve

"En un mundo perfecto, todo el mundo llevaría un monitor de contaminación atmosférica para que pudiéramos obtener datos en tiempo real sobre sus niveles de contaminantes", dice Weuve. "Pero no vivimos en un mundo perfecto". Por eso su equipo trabaja con expertos que crean modelos para estimar los niveles de contaminación de una región. Sin embargo, esto no basta: Con el Alzheimer, lo que cuenta es la exposición crónica y a largo plazo. "Ni siquiera tenemos un registro mundial de enfermos de Alzheimer, y mucho menos recursos suficientes para hacer un seguimiento de las personas durante muchos años antes de que desarrollen la enfermedad". En algunas regiones del mundo, la contaminación atmosférica es tan grave que la gente muere de cardiopatías antes de manifestar síntomas de Alzheimer de aparición tardía.

Los científicos están utilizando modelos animales para investigar la conexión con más detalle. Con su ayuda, también están rastreando los mecanismos biológicos que podrían causar el deterioro cognitivo. En 2015, un equipo dirigido por el neurobiólogo Colin Combs, de la Universidad de Dakota del Norte, bombeó aire contaminado a jaulas con ratones genéticamente idénticos. Los investigadores variaron la concentración de contaminantes y la duración del tratamiento. Cuanto mayor era la exposición, más daños observaban en los animales. "Nuestros datos apoyan la teoría de que la exposición a largo plazo a partículas en suspensión en el aire altera el cerebro y favorece el desarrollo de una patología temprana similar al Alzheimer", explica Combs. En 2018, científicos del Centro Médico Cedars-Sinai de Los Ángeles informaron de que los metales pesados del aire contaminado penetran en el cerebro de las ratas al cabo de pocos meses. Al parecer, las sustancias activan allí genes que favorecen los procesos neurodegenerativos y el cáncer.

La contaminación ambiental daña los vasos sanguíneos y aumenta así el riesgo de Alzheimer y otras formas de demencia. El ADN de muchas personas con Alzheimer de aparición tardía contiene variantes genéticas que las hacen más susceptibles a la enfermedad. La contaminación atmosférica podría interactuar con algunas de ellas y favorecer así el desarrollo de la enfermedad, explica la psicóloga clínica Margaret Gatz, de la Universidad del Sur de California. Los cerebros de los afectados envejecerían entonces más deprisa y morirían más neuronas. "Hay pruebas de que los factores de riesgo vascular son más peligrosos para las personas con la variante del gen _APOE4", explica, "pero muchos estudios se han centrado en el riesgo genético de la enfermedad y prácticamente han ignorado el estilo de vida y el componente ambiental".

"Lo que las sustancias tóxicas de las partículas hacen al cerebro encaja bien con las ideas sobre cómo se desarrollan los daños relacionados con el Alzheimer.Como explica la neurotoxicóloga Deborah Cory-Slechta, del Centro Médico de la Universidad de Rochester, tanto en animales como en humanos, las sustancias estimulan las células inmunitarias del cerebro, conocidas como microglía, para que liberen citoquinas. Estas moléculas de señalización ayudan a controlar la defensa inmunitaria y la inflamación. En circunstancias normales, esto protege nuestro cerebro contra intrusos externos.

La exposición prolongada al aire contaminado puede provocar una sobreproducción de citocinas proinflamatorias y, por tanto, una inflamación crónica, con la consiguiente muerte de las células nerviosas. "Las partículas ultrafinas parecen ser el factor más importante en este proceso", señala Cory-Slechta.

Sin embargo, es difícil determinar qué componentes de las partículas causan los problemas. "Para empezar, disponemos de muy pocos datos históricos al respecto", explica la investigadora. Esto dificulta la evaluación de la concentración relativa de contaminantes en el medio ambiente. En segundo lugar, contienen muchos componentes que difícilmente pueden analizarse por separado. Las partículas de los gases de escape comprenden cientos de sustancias, desde toxinas como el dióxido de azufre y los óxidos de nitrógeno hasta partículas respirables procedentes de la abrasión de frenos, neumáticos y embragues de los vehículos de motor.

Según Cory-Slechta, los contaminantes atmosféricos tienden a acumularse en el cerebro a lo largo de muchos años. Aún no se sabe exactamente qué llega allí a través de los pulmones. Tampoco se sabe cuándo empiezan a causar problemas. El hierro, el zinc, el cobre y otros metales son necesarios para el cerebro, pero sólo en determinadas cantidades", explica, "un exceso de hierro desencadena estrés oxidativo, que puede provocar neurodegeneración". Algunos contaminantes, como el aluminio, no desempeñan un papel importante en el cerebro, pero tienden a acumularse allí y provocar una reacción inflamatoria." No sólo los metales son problemáticos. Los contaminantes orgánicos también podrían estar implicados en las enfermedades neurodegenerativas, según el neurotoxicólogo.

De la depuradora al sistema nervioso

Entre ellos figuran, por ejemplo, los lipopolisacáridos. Proceden originalmente de las bacterias. Se distribuyen en el aire ambiente desde las plantas de tratamiento de residuos y otras fuentes. Pueden adherirse a partículas diminutas y provocar una reacción inflamatoria en los pulmones cuando se inhalan. En experimentos con animales, los científicos han demostrado que los lipopolisacáridos y otras sustancias orgánicas a veces penetran en el cerebro y desencadenan inflamación y la consiguiente neurodegeneración.

Jiu-Chiuan Chen, médico y epidemiólogo de la Universidad del Sur de California, está especializado en el estudio de los contaminantes atmosféricos en el cerebro. Aunque aún es discutible cómo actúan los componentes por separado, la mezcla contribuye claramente al daño cerebral y a los problemas cognitivos, explica. Chen fue coautor de un estudio publicado en 2019 que describía un vínculo entre la contaminación por partículas, los cambios estructurales en el cerebro y la pérdida de memoria en mujeres mayores. Él y sus colegas analizaron datos de técnicas de imagen y pruebas cognitivas utilizando un modelo matemático que incorporaba valores de dos fuentes diferentes sobre la calidad del aire en el entorno de vida de los sujetos de prueba.

Debilitamiento de la memoria a largo plazo

"Descubrimos que la memoria episódica se deterioraba antes en las mujeres con mayor exposición a contaminantes", explica. Este tipo de memoria a largo plazo permite a las personas recordar una experiencia pasada, incluyendo dónde y cuándo ocurrió y qué emociones desencadenó el momento. Las pérdidas que Chen observó en las mujeres aparecieron incluso antes de los síntomas de la enfermedad de Alzheimer. Además, los efectos no dependían del estado del sistema cardiovascular de los sujetos de la prueba. Se ha demostrado que las personas con una memoria episódica debilitada tienen un riesgo mucho mayor de desarrollar la enfermedad de Alzheimer.

"Hay más de diez estudios que relacionan la alta exposición a contaminantes en edades avanzadas y la demencia", dice Chen. "Las pruebas son bastante convincentes". Sin embargo, no está tan claro si la exposición a una edad temprana también es un factor. "Los toxicólogos ya están realizando experimentos con animales jóvenes y observan cambios patológicos. Parece que las partículas pequeñas pueden acelerar el proceso de formación de placas. Pero aún no estamos seguros de si esto también ocurre en humanos". Añade que podría haber un componente genético: algunos pueden ser más susceptibles a los efectos de la contaminación que otros. Puede haber un subgrupo de personas con un riesgo muy alto. "Nuestros estudios actuales aún no son lo suficientemente exhaustivos como para responder a esta pregunta".

Algunos también ven algo bueno en los hallazgos hasta la fecha: ofrecen la oportunidad de tomar medidas para reducir el riesgo de enfermedad de muchas personas. La epidemióloga Melinda Power, de la Universidad George Washington, estudia los factores de riesgo modificables del deterioro cognitivo y la demencia. "Ahora mismo, parece que la prevención mediante el cambio de factores ambientales y de estilo de vida es nuestra mejor apuesta", dice, "y la exposición a la contaminación atmosférica parece ser particularmente importante".

La epidemióloga Kelly Bakulski, de la Universidad de Michigan, añade que los datos abogan por controles más estrictos de la calidad del aire. "A diferencia de nuestros genes, podemos influir en los factores ambientales. Eliminar los contaminantes de nuestro entorno no tendrá efectos nocivos, sino muchos positivos", explica.

Los cambios en el estilo de vida también ayudan a reducir el riesgo de enfermedad. "Se ha demostrado que la actividad física reduce el riesgo de Alzheimer", explica Margaret Gatz. El ejercicio mejora el flujo sanguíneo al cerebro. También aumenta la producción de una proteína llamada BDNF, que favorece el crecimiento y mantenimiento de las células cerebrales. Conocemos los estragos que causa la enfermedad. Por tanto, ya es hora de tomar medidas preventivas. "Tenemos los medios para hacerlo", dice Bakulski, "y dado el riesgo, debemos utilizarlos".

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