La exposición intensiva a las partículas finas en suspensión o PM2.5 y a las nanopartículas tóxicas ricas en hierro, magnéticas y altamente oxidativas (llamadas CFDNP, por sus siglas en inglés), producidas por la contaminación atmosférica, desempeña un papel clave en la neuroinflamación y degeneración cerebral asociadas con casos de Alzheimer prematuro entre las y los habitantes de la Ciudad de México.
De acuerdo con varias investigaciones publicadas en revistas científicas como Biomolecules, Environmental Research, Environmental Science & Technology y Journal of Alzheimer’s Disease, entre otras, llevadas a cabo por un equipo de científicos mexicanos y estadounidenses, encabezados por la mexicana Lilian Calderón Garciadueñas, los signos y síntomas de la enfermedad neurodegenerativa y mortal empiezan a aparecer en la tercera y cuarta décadas de vida de las y los capitalinos.
“Los jóvenes de la Ciudad de México y su área metropolitana tienen exposiciones de por vida a estos contaminantes tóxicos por encima de los estándares de la Organización Mundial de la Salud (OMS) y de la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos”, señalan los científicos en el artículo La enfermedad de Alzheimer comienza en la niñez en la contaminada Área Metropolitana de la Ciudad de México. Una gran crisis sanitaria en marcha, publicado en la revista Environmental Research (https://doi.org/10.1016/j.envres.2020.109137).
Los investigadores analizaron las autopsias de 134 capitalinos y encontraron que en el 99% de ellos había, en sus tejidos cerebrales, altas concentraciones de nanopartículas tóxicas ricas en hierro, magnéticas y altamente oxidativas, derivadas de estos contaminantes y la fricción de neumáticos, las CFDNP.
La fuente más peligrosa de estos contaminantes, indican los científicos, son los vehículos que usan diésel como combustible, especialmente los camiones de transporte de pasajeros y de mercancías. A pesar de que dominan las emisiones de contaminantes en la Ciudad de México, nunca han sido regulados ni verificados, lo que expone a la población a altas concentraciones de contaminantes.
Las partículas en suspensión (PM) de la megalópolis son variadas y muy dañinas y componen la nata cafesosa o grisácea que todos los días cubre la ciudad y que se agudiza en ciertas épocas del año. Son tóxicas y todas entran al organismo por las vías respiratorias o mucosas; incluso llegan a penetrar al interior de los orgánulos de las células.
“Los jóvenes de la Ciudad de México y su área metropolitana tienen exposiciones de por vida a estos contaminantes tóxicos por encima de los estándares de la Organización Mundial de la Salud (OMS) y de la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos”, señalan los científicos.
Tabla periódica flotante
Los elementos y compuestos que flotan en el aire citadino conforma una gran porción de los elementos químicos conocidos, una especie de tabla periódica gaseosa y flotante: óxido de aluminio, calcio, hierro, magnesio, potasio, carbono negro, así como metales traza producto de la combustión como zinc, cobre, plomo, titanio, estaño, selenio, bario, vanadio, níquel, cadmio y cromo.
Las partículas más pequeñas, tanto las ultrafinas como nanopartículas industriales, que miden menos de 100 nanómetros –esto es, diez mil veces más pequeñas que el grosor de un cabello humano– pueden ingresar en cada orgánulo de las células, incluidas las mitocondrias.
A esto hay que agregar otros compuestos volátiles como arsénico, cadmio y mercurio, además de monóxido de carbono, dióxido de nitrógeno, ozono y dióxido de azufre. Estos compuestos y elementos se acumulan y causan estragos en el cerebro y corazón; de igual manera, pueden atravesar la barrera placentaria y afectar a los fetos en desarrollo.
A lo largo de la vida de las y los habitantes de la ciudad, estas partículas se van acumulando en las células de los órganos del cuerpo. De hecho, los investigadores encontraron que esta acumulación causa daños en el tronco del encéfalo y deterioro cognitivo en el 66% de los habitantes mayores de 30 años.
“Tanto las partículas PM2.5 como las nanopartículas tóxicas CFDNP desempeñan un papel clave en el desarrollo de la neuroinflamación y la neurodegeneración en los jóvenes urbanos”, afirman los científicos. “Se está produciendo una grave crisis sanitaria con repercusiones sociales, educativas, judiciales, económicas y negativas en general, para la salud de 25 millones de habitantes”.
“Se está produciendo una grave crisis sanitaria con repercusiones sociales, educativas, judiciales, económicas y negativas en general, para la salud de 25 millones de habitantes”
Las investigaciones, realizadas a lo largo de dos décadas y publicadas en diversas revistas científicas, han descubierto que estas partículas tóxicas generan la proliferación de dos proteínas llamadas tau hiperfosforilada, que daña y desintegra las microestructuras de las neuronas, y la proteína beta amiloide o β-amiloide, que ocasiona la acumulación de placas enmarañadas al exterior de las células en el tejido cerebral y son precursoras de la enfermedad de Alzheimer, y estas han sido encontradas incluso en niñas y niños capitalinos expuestos a la contaminación atmosférica.
Para los científicos, estos efectos se manifiestan desde la niñez de la población capitalina, que es blanco de los contaminantes del aire y padece déficits cognitivos, así como cambios metabólicos y estructurales del cerebro.
De hecho, en infantes de 11 meses han localizado estas dos proteínas que generan las alteraciones cerebrales clave de Alzheimer que, al sumarse a la predisposición genética de las personas que poseen una variante genética susceptible, llamada alelo del gen APOE4, se incrementa notablemente la aparición y progresión de la enfermedad, hasta tres o dos décadas antes.
También han encontrado en jóvenes residentes del área metropolitana de la Ciudad de México la acumulación de estas proteínas asociadas a las primeras etapas de la enfermedad de Alzheimer y de otras moléculas indicativas de Parkinson.
“En comparación con personas que viven en ciudades más limpias, exhiben un desequilibrio cerebral temprano en los genes involucrados en la oxidación, estrés, inflamación y respuestas inmunes innatas y adaptativas”, indican.
De acuerdo con la OMS, en el mundo hay alrededor de 55 millones de personas que padecen demencias, de las cuales entre el 60% y el 80%, corresponden al Alzheimer. En México, de acuerdo con el subregistro de la Secretaría de Salud, un millón 300 mil personas tienen este mal, de las cuales el 60% son mujeres.
Hasta ahora no existe ninguna cura para las demencias, además de que son progresivas y mortales.
Journal of Alzheimer’s Disease.
Además de las proteínas tau hiperfosforilada y la proteína beta amiloide, indicativas de Alheimer, en los habitantes de la ciudad de méxico se encontraron la proteína α-sinucleína, una de las responsables del Parkinson, y la molécula TDP-43, que se produce en el núcleo de las células y ocasiona males neurodegenerativos.
Cuádruple aberrante del Alzheimer y Parkinson
En otro estudio dado a conocer en Journal of Alzheimer’s Disease, en enero de 2023, los científicos informaron la realización de análisis en 203 autopsias forenses de personas menores de 40 años en la Ciudad de México, que estuvieron expuestas a altas concentraciones de partículas ultrafinas PM2.5 y nanopartículas; en ellas encontraron cuatro de los precursores patológicos de la enfermedad de Alzheimer, la demencia más común en el planeta, así como del Parkinson.
Además de las proteínas tau hiperfosforilada y la proteína beta amiloide, encontraron la proteína α-sinucleína, una de las responsables del Parkinson, y la molécula TDP-43, que se produce en el núcleo de las células y ocasiona males neurodegenerativos.
La presencia de estas cuatro proteínas, que los científicos llamaron “cuadruple aberrante”, genera en los adultos jóvenes déficits cognitivos, anomalías del equilibrio y marcha, atrofia frontal, temporal, caudada y cerebelosa en la resonancia magnética (consultar en: 10.3233/JAD-220850).
Asimismo, al analizar a 2 mil 466 voluntarios de la Ciudad de México con educación universitaria descubrieron una asociación entre caídas, trastorno de conducta del sueño con movimientos oculares rápidos y el síndrome de piernas inquietas e insomnio, indicativos de la acumulación de PM2.5 y nanopartículas CFDNP.
Esta asociación ocurrió al menos una vez en el último año, en el 29% de los voluntarios. Asimismo, el 43% de los participantes se quejó de despertarse temprano y el 35% de insomnio al iniciar el sueño.
Esto ocasiona que las proteínas de las células no se formen adecuadamente, lo que los científicos llaman “las proteinopatías mal plegadas”, que están vinculadas con la excitación crítica del tronco encefálico y los centros motores, que desempeñan un papel crucial en las enfermedades neurodegenerativas letales.
Por ello, los científicos recomiendan hacer más investigaciones para caracterizar la composición química de las partículas contaminantes del aire, las fuentes de emisión, las concentraciones de exposición acumuladas, así como su relación con los trastornos del sueño profundo REM y el síndrome de piernas inquietas, entre los capitalinos.
En el aire de la ciudad de México hay arsénico, cadmio y mercurio, además de monóxido de carbono, dióxido de nitrógeno, ozono y dióxido de azufre. Estos compuestos y elementos se acumulan y causan estragos en el cerebro y corazón.
Impacto de las nanopartículas tóxicas
El impacto de los contaminantes del aire en la salud pública comienza en el útero y no puede ignorarse, alertan los científicos en un artículo publicado en la revista Frontiers in Neurology (ver: https://doi.org/10.3389/fneur.2022.901447).
La contaminación del aire, señalan, afecta nuestra salud desde la vida intrauterina y se ha demostrado con el hallazgo de nanopartículas sólidas altamente reactivas y tóxicas CFDNP en los cerebros humanos fetales, semanas después del nacimiento.
Observaron que la barrera placentaria no limita el acceso de estas partículas ambientales, por lo que causan cambios neuronales y endoteliales subcelulares que plantean preocupaciones médicas, incluidas las consecuencias neurológicas y neurodegenerativas de por vida.
De igual forma, las nanopartículas se acumulan dentro de importantes orgánulos celulares como las mitocondrias y en regiones clave de conducción eléctrica en el tejido del corazón, lo cual es un factor de riesgo para las arritmias cardíacas comunes.
Al reflexionar sobre los efectos de estos contaminantes en la vida diaria de las personas, los investigadores se preguntan: “¿Cómo manejamos, como profesionales de la salud, la presencia de proteínas cuádruple aberrantes en los cerebros de niños y adultos jóvenes altamente expuestos? ¿Qué podríamos decirles a los padres de jóvenes urbanitas con problemas de conducta? ¿A los profesores que se preguntan sobre el bajo rendimiento académico en las aulas? ¿O a la mujer joven con un trastorno de conducta del sueño (RBD) con movimientos oculares rápidos?”. No hay respuestas sencillas a un problema tan complejo y simple a la vez: atacar la contaminación ambiental de la capital de México.
La contaminación del aire afecta nuestra salud desde la vida intrauterina y se ha demostrado con el hallazgo de nanopartículas sólidas altamente reactivas y tóxicas en los cerebros humanos fetales, semanas después del nacimiento.
El Alzheimer, resaltan, es producto no solo de un factor sino de la presencia constante y continua de biomarcadores que podrían iniciar incluso desde la niñez. Por ello, proponen que para enfrentar esta situación se cambie el concepto de las enfermedades neurodegenerativas, cuando se trata de personas expuestas a la contaminación del aire durante largos periodos.
Esto plantea controversia por la duración de las etapas preclínicas, ya que se están detectando déficits cognitivos desde la infancia asociados con alteraciones estructurales cerebrales, al igual que daños cognitivos en adultos jóvenes, por lo que la estimación de 10 años para la duración del Alzheimer preclínico o los síntomas iniciales de 4 años y la demencia de 6 años no tiene nada que ver con los hallazgos reportados en sus investigaciones.
En autopsias forenses en el área metropolitana de la Ciudad de México de personas fallecidas en accidentes, homicidios y suicidios arrojaron la presencia de proteínas cuádruple aberrante, de las cuales en el 99.5% de los casos presentaban características distintivas de Alzheimer; en el 23%, de enfermedad de Parkinson; y en el 18%, de patologías neurodegenerativas TDP-43.
Con daños tempranos y progresivos neurovasculares y las anomalías extensas de los orgánulos asociados a la presencia de nanopartículas tóxicas, los científicos sugieren la urgencia de desarrollar métodos de diagnóstico temprano de estas enfermedades, así como el replanteamiento de la definición de etapas preclínicas por la presencia de las proteínas neuronales aberrantes.
Para los 25 millones de residentes del área metropolitana de la Ciudad de México que están expuestas constantemente a partículas finas PM2.5, en concentraciones superiores al estándar promedio anual y las altas concentraciones de nanopartículas altamente tóxicas, la cuestión es “¿cómo protegerlos ante el desarrollo temprano y la progresión de Alzheimer, Parkinson y males neurodegenerativos desde la niñez?”, se preguntan los científicos.
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