La exposición a la contaminación del aire puede aumentar el riesgo de demencia

La exposición a la contaminación del aire puede aumentar el riesgo de demencia

La enfermedad de Alzheimer es una enfermedad cerebral progresiva que eventualmente priva a los que la padecen de su capacidad de recordar, comunicarse y vivir de forma independiente. Por 2050, es proyectado afectará a casi 14 millones de estadounidenses y sus familias, con un costo económico de un billón de dólares, más que el total combinado estimado para tratar la enfermedad cardíaca y el cáncer. La conversación

De las principales causas de muerte en los Estados Unidos, la enfermedad de Alzheimer es la única que actualmente no podemos prevenir, curar o incluso detener. Nuestra últimas investigaciones busca cambiar esta situación proporcionando una mejor comprensión de las causas y los mecanismos ambientales detrás de la enfermedad.

Nuestros hallazgos nos llevan a concluir que la contaminación del aire exterior, en forma de pequeñas partículas liberadas de las plantas de energía y los automóviles que se filtran en nuestros pulmones y sangre, podría casi duplicar el riesgo de demencia en las mujeres mayores. Si nuestros resultados son aplicables a la población general, la contaminación por partículas finas en el aire ambiente puede ser responsable de uno de cada cinco casos de demencia.

Este estudio, el primero en combinar la investigación epidemiológica humana con experimentos con animales, se suma a creciente cuerpo de investigación de todo el mundo que vincula la contaminación del aire a la demencia. También proporciona la primera evidencia científica de que un gen crítico de riesgo de Alzheimer, APOE4, interactúa con partículas de aire para acelerar el envejecimiento del cerebro.

Donde hay humo

Investigación previa en la Universidad del Sur de California ya se ha establecido que la contaminación del aire acelera el riesgo de tener un ataque cardíaco. En base a este trabajo, establecimos el Grupo AirPollBrain para examinar si y cómo la exposición a partículas finas, conocida como PM2.5 porque las partículas miden 2.5 micrómetros o menos de diámetro, afecta el envejecimiento del cerebro.

Diseñamos este estudio para responder tres preguntas amplias. En primer lugar, queríamos saber si las personas mayores que viven en lugares con niveles más altos de PM2.5 al aire libre tienen un mayor riesgo de deterioro cognitivo, especialmente la demencia. También queríamos saber si las personas que portan el gen de alto riesgo para la enfermedad de Alzheimer, APOE4, son más sensibles al daño potencialmente causado por la exposición a largo plazo a PM2.5 en el aire.

Nuestra tercera pregunta era si se podían observar hallazgos similares con exposiciones controladas a partículas en ratones modificados para portar genes humanos de la enfermedad de Alzheimer. Si encontramos efectos similares en ratones, podría arrojar luz sobre los posibles mecanismos que subyacen a lo que está sucediendo en los cerebros humanos.

Nos centramos en las mujeres mayores y ratones hembras porque APOE4 confiere un mayor riesgo de enfermedad de Alzheimer en las mujeres que en los hombres.

Sujetos humanos

Para el componente del estudio epidemiológico humano, colaboramos con investigadores del Estudio de memoria de la Iniciativa de Salud de la Mujero WHIMS, que siguió a un gran grupo de mujeres mayores en todo el país, comenzando en los últimos 1990 cuando estas mujeres tenían 65 a 79 pero no tenían demencia ni ningún deterioro cognitivo significativo.

Combinamos datos de monitoreo de la EPA y simulaciones de la calidad del aire para construir un modelo matemático que nos permitiera estimar el nivel PM2.5 al aire libre diario en varios lugares donde estas mujeres vivían desde 1999 hasta 2010. Debido a que WHIMS siguió muy de cerca a los participantes del estudio, pudimos recopilar información detallada sobre otros factores que pueden afectar el riesgo de demencia de un individuo, como fumar, hacer ejercicio, índice de masa corporal, terapia hormonal y otros factores de riesgo clínicos como diabetes y corazón enfermedad. Esto nos permitió tener en cuenta estos otros factores y aislar mejor los efectos de la exposición a la contaminación del aire.

Encontramos que las mujeres expuestas a niveles más altos de PM2.5 tenían tasas más rápidas de deterioro cognitivo y un mayor riesgo de desarrollar demencia. Las mujeres mayores que vivían en lugares donde los niveles de PM2.5 excedían el estándar de la Agencia de Protección Ambiental de los EE. UU. Tenían un 81 mayor riesgo de deterioro cognitivo global y 92 eran más propensos a desarrollar demencia, incluido el Alzheimer. Este riesgo ambiental planteado por la exposición prolongada a PM2.5 fue de dos a tres veces mayor entre las mujeres mayores con dos copias del gen APOE4, en comparación con las mujeres que solo tenían el riesgo genético de fondo sin gen APOE4.

demencia 3 5Las áreas de no cumplimiento no cumplen con el estándar de la EPA. Las áreas designadas como inclasificables no tienen suficientes datos de monitoreo verificados para demostrar que cumplen con el estándar, pero están trabajando con la EPA para mejorar sus datos. USEPA

Modelos de ratón

Para los estudios de laboratorio, expusimos ratones hembras con genes de Alzheimer a la contaminación del aire de tamaño nanométrico durante semanas 15. los tecnología de recolección de partículas de aire, inventado por nuestro colega Constantinos Sioutas de la Escuela de Ingeniería Viterbi de USC, recoge partículas de aire del borde del campus de la USC como una muestra de aire representativa de las áreas urbanas.

Los datos experimentales mostraron que los ratones expuestos sistemáticamente a esta materia particulada acumularon depósitos más grandes de proteínas llamadas beta-amiloide en sus cerebros. En los seres humanos, el beta-amiloide se considera un factor patológico de la neurodegeneración y es un objetivo principal de las intervenciones terapéuticas para prevenir la aparición del Alzheimer o retrasar su progreso. Similar a nuestra observación epidemiológica en mujeres mayores, estos efectos fueron más fuertes para los ratones hembra APOE4, que están predispuestos a la enfermedad de Alzheimer.

Estudios futuros

Nuestros estudios futuros analizarán si estos hallazgos también se aplican a los hombres y si algunos medicamentos en desarrollo pueden brindar protección contra la exposición a la contaminación del aire. También se necesita más trabajo para confirmar una relación causal y para comprender cómo la contaminación del aire entra y daña el cerebro.

El envejecimiento cerebral debido a la exposición a la contaminación del aire puede comenzar en el desarrollo, por lo que también queremos ver la exposición temprana de la vida a la contaminación del aire en relación con la enfermedad de Alzheimer. Ya sabemos que obesidad y diabetes son los factores de riesgo del Alzheimer. También sabemos que los niños que viven cerca de las autopistas tienden a ser más obesos, un efecto que se agrava si los adultos en el hogar son fumadores.

Con base en los modelos de ratón existentes, se podría predecir que la exposición al desarrollo de la contaminación del aire podría aumentar el riesgo de la enfermedad de Alzheimer. Esta es una pieza importante del rompecabezas científico que nos gustaría entender mejor.

Contaminación del aire, salud pública y políticas

La contaminación del aire no conoce fronteras. Esto le da a nuestro estudio implicaciones globales que los responsables de las políticas y los funcionarios de salud pública deberían tomar en serio.

La Ley de Aire Limpio requiere que la Agencia de Protección Ambiental desarrolle Estándares nacionales de calidad del aire ambiental que proporcionan un margen de seguridad adecuado para proteger a las poblaciones sensibles, como los niños y los ancianos. En 2012, la EPA apretó el estándar estadounidense para PM2.5. Sin embargo, en 2015 casi 24 millones de personas vivían en condados que todavía tenían niveles insalubres de contaminación de partículas durante todo el año, y más de 41 millones vivían en condados que experimentaron picos de contaminación a corto plazo.

Estudios recientes han demostrado que la prevalencia de la demencia en los Estados Unidos disminuyó entre 2000 y 2012. Sin embargo, no sabemos si esta tendencia está relacionada con las regulaciones de contaminación del aire, o si la exposición a niveles más bajos de PM2.5 en años recientes todavía representa un cierto grado de amenaza a largo plazo para los estadounidenses mayores, especialmente aquellos en riesgo de demencia.

Si la exposición prolongada a PM2.5 de hecho aumenta el riesgo de demencia, esto implicaría que las organizaciones de salud pública están subestimando la carga de enfermedad y los costos de atención médica ya de por sí grandes asociados con la contaminación del aire. Por ejemplo, la última evaluación de la Organización Mundial de la Salud la carga mundial de enfermedades causada por PM2.5 no incluye la demencia. Los niveles de contaminación del aire son mucho más altos en India, China y muchas otras naciones en desarrollo que en los niveles de EE. UU.

salud La Organización Mundial de la Salud recomienda reducir PM 2.5 a un promedio anual de microgramos 10 por metro cúbico. Phoenix 7777 / Wikipedia, CC BY-SA

Del mismo modo, EPA tiene estimado que la Ley de Aire Limpio proporcionará casi US $ 2 trillón en beneficios entre 1990 y 2020, en gran parte debido a la reducción de muertes y enfermedades. Si existe una conexión entre la contaminación por partículas y la demencia, la Ley de Aire Limpio puede proporcionar beneficios incluso mayores que los estimados de la EPA.

Los Estados Unidos Plan nacional para abordar la enfermedad de Alzheimer, que fue un mandato de la legislación promulgada en 2011, tiene como objetivo prevenir o tratar eficazmente la enfermedad de Alzheimer por 2025. Creemos que cualquier medida que socave la operación de la EPA o debilite las regulaciones de aire limpio tendrá consecuencias imprevistas que dificultarán el logro de este objetivo.

Sobre el Autor

Caleb Finch, Profesor de la Universidad, Leonard Davis School of Gerontology, Universidad del Sur de California y Jiu-Chiuan Chen, Profesor Asociado de Medicina Preventiva, Universidad del Sur de California

Este artículo se publicó originalmente el La conversación. Leer el articulo original.

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