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Estudios demuestran que la contaminación puede alterar la función cerebral de los estudiantes y alterar las hormonas

El aire sucio puede dañar su cerebro y estresar el cuerpo

Última Actualización en: abril 26, 2018

Era el año 1952. El escenario: Londres, Inglaterra. “El 8 de diciembre, el aire fresco del otro lado del Canal de la Mancha se asentó sobre el valle del río Támesis y no se movió. Los 8 millones de residentes de Londres hicieron lo que habían estado haciendo durante siglos: Se acurrucaban dentro y se calentaban con sus estufas de carbón. El humo corría como el agua del grifo de un millón de chimeneas. En el aire inmóvil, los vapores calientes se enfriaban y, en lugar de elevarse, se asentaban de nuevo en el suelo. El humo se hizo tan espeso que la visibilidad se redujo a cero”. Devra Davis, Cuando el humo corría como el agua, Basic Books 200

En diciembre de 1952, un evento conocido como el Gran Smog cubrió Londres, Inglaterra, en una neblina tóxica. En sólo cinco días, 4.000 personas murieron por problemas relacionados con la respiración.
NT Stobbs/Wikimedia Commons (CC BY-SA 2.0)

Esa niebla súper espesa de contaminación, hace 65 años, convirtió el aire en una sopa tóxica que duró cinco largos días. Los reporteros locales lo llamarían el Gran Smog. La inhalación del aire ennegrecido envió a 150.000 personas al hospital con problemas respiratorios. En total, unos 4.000 morirían. Este desastre proporcionó algunas de las pruebas más fuertes y tempranas de que el aire urbano podía resultar mortal.

Evolucionó debido a una desafortunada combinación de mal tiempo y contaminación especialmente intensa. Sin embargo, aún hoy, la contaminación del aire enferma y mata a la gente. Mucha gente. Un estudio de 2016 reportó que respirar aire sucio es ahora la cuarta causa principal de muerte en el mundo.

La contaminación atmosférica tiende a ser el mayor riesgo para las personas de edad muy avanzada, para los muy jóvenes y para las personas que ya padecen algunas enfermedades crónicas. ¿Qué tipos? El asma (un trastorno respiratorio) y las enfermedades cardíacas son dos de las principales afecciones que ponen en riesgo a las personas.

Pero los científicos están aprendiendo que la contaminación del aire puede plantear serios riesgos para cualquiera. No tienes que ser viejo o estar enfermo. Usted no tiene que aspirar humos horribles o aire tan lleno de contaminantes que pueda verlos y saborearlos.

De hecho, los datos emergentes muestran que incluso los contaminantes demasiado pequeños para ser vistos a simple vista pueden dañar a los niños y adolescentes sanos. Esa contaminación puede alterar el funcionamiento de sus cerebros. Puede dificultar que los niños se concentren. También puede eliminar las hormonas, mensajeros químicos que dirigen las actividades del cuerpo. En resumen, puede dañar seriamente las mentes y los cuerpos de los jóvenes.

Contaminar el cerebro

Lilian Calderón-Garcidueñas trabaja en la Universidad de Montana en Missoula. Como patóloga, es una doctora que examina los tejidos del cuerpo para diagnosticar enfermedades. Busca enfermedades causadas por partículas contaminantes que son pequeñas, a menudo demasiado pequeñas para poder verlas. Los científicos llaman a estas pequeñas motas partículas. Proceden de muchas fuentes. Las centrales eléctricas, las fábricas, los hogares y los automóviles vomitan partículas. También los incendios forestales.

Una vez inhaladas, estas partículas pueden penetrar profundamente en los pulmones. El oxígeno que usted respira pasa desde los pulmones a través de una membrana delgada. Desde allí entra en la sangre. Muchas partículas son lo suficientemente pequeñas como para cruzar esa membrana hacia la sangre también. Son conocidas como nanopartículas. Pueden desencadenar inflamación dondequiera que viajen. Y la sangre puede llevarlos a todas partes, incluso al cerebro.

Algunas partículas pueden entrar al cerebro más directamente. Si se inhalan por la nariz, pueden entrar en contacto con los nervios que traen señales de olor al cerebro a través de una estructura conocida como el bulbo olfativo. Del mismo modo que el pequeño tamaño de los contaminantes les permite deslizarse en la sangre a través de las membranas pulmonares, el tamaño de las nanopartículas les permite entrar en las células nerviosas de ese bulbo. Y desde allí, esos contaminantes inflamatorios pueden subir al cerebro.

La inflamación puede ser algo bueno. El cuerpo lo utiliza para eliminar las células dañadas y los gérmenes dañinos. Pero la inflamación en el cerebro es peligrosa. Puede destruir las células sensibles, causando problemas de memoria.

Excavando en el cerebro

La Ciudad de México, donde Calderón-Garcidueñas realiza su investigación, es el hogar de casi 9 millones de personas. Cada día se mueven con unos 3,5 millones de coches. Y los gases de escape de los coches contaminan el aire. “Las carreteras de alto tráfico son una fuente muy importante de partículas[contaminación]”, señala Calderón-Garcidueñas.

Los gases de escape de los automóviles son una fuente importante de contaminación del aire. Se ha relacionado con problemas de salud en adultos y niños.
disqis/iStockphoto

Las investigaciones han demostrado que los adultos mayores que viven en áreas con mucha contaminación del aire relacionada con el tráfico son más propensos a sufrir la enfermedad de Alzheimer que las personas que viven en sitios más limpios. El Alzheimer causa un tipo de daño cerebral que resulta en pérdida de memoria y otros problemas con el pensamiento, el lenguaje y el comportamiento.

Los síntomas del Alzheimer generalmente aparecen en la vejez. Sin embargo, los investigadores creen que la enfermedad puede comenzar años -incluso décadas- antes. Calderón-Garcidueñas quiere saber con cuánta anticipación. La respuesta, dice, podría algún día ayudar a los investigadores a prevenir algunos casos de esta enfermedad que roba la memoria.

Algunos perros de edad avanzada pueden desarrollar anomalías cerebrales observadas en personas con enfermedad de Alzheimer. Los grupos de proteínas cerosas, llamadas placas (PLAKS, por sus siglas en inglés), pueden comenzar a ensuciar sus cerebros. Pero hace 15 años, Calderón-Garcidueñas reportó haber encontrado estas mismas placas en el cerebro de cachorros de 11 meses de edad! Los perros habían estado viviendo al aire libre, expuestos a la fuerte contaminación del aire de la Ciudad de México.

En ese momento, dijo a Science News, esto es “definitivamente preocupante”. Aún más preocupante fue su hallazgo del mismo tipo de placas en los cerebros de niños aparentemente sanos de la Ciudad de México. Las placas no habían causado síntomas. Sólo pudo encontrar esas placas gracias a las autopsias realizadas a niños que habían muerto en accidentes automovilísticos u otros accidentes.

Pero no todos los niños los tenían. Aquellos que vivían en suburbios distantes, respirando aire más limpio, no tenían placas cerebrales. La contaminación del aire pareció explicar estas lesiones cerebrales.

Más tarde, Calderón-Garcidueñas mostró que los adolescentes de la Ciudad de México tenían más problemas con la memoria y la atención que los adolescentes de las ciudades menos contaminadas. Estábamos detectando estos problemas con atención y procesamiento de pensamientos “que parecían estar relacionados con áreas de alta contaminación”, dijo. Su siguiente paso fue ver cómo podría suceder eso. Se pregunta si podría haber pistas en el código genético de una persona.

Cuando la contaminación conspira con nuestros genes

Hoy en día, Calderón-Garcidueñas estudia cómo los genes con los que algunas personas nacieron podrían combinarse con la contaminación del aire para aumentar su riesgo de problemas de memoria, incluyendo la enfermedad de Alzheimer. Su trabajo se ha centrado en un gen llamado APOE. Es la abreviatura de apolipoproteína E (AY-poh-lih-poh-poh-PRO-teen E). Este gen le da al cuerpo instrucciones para producir proteínas que le ayudan a procesar las grasas en los alimentos.

Las manchas circulares grandes cerca del centro y la parte superior de esta imagen son grupos de proteínas, llamadas placas, en el cerebro de un paciente con enfermedad de Alzheimer. Esta enfermedad causa problemas con la memoria, el pensamiento, el lenguaje y el comportamiento.
KGH/Wikimedia Commons (CC BY 3.0)

Las personas pueden nacer con cualquiera de unas pocas versiones ligeramente diferentes del gen. Aquellos con el tipo llamado APOE 4 tienen un riesgo más alto de desarrollar la enfermedad de Alzheimer. Calderón-Garcidueñas estudió recientemente a niños y adolescentes con esta versión del gen. Algunos vivían en la Ciudad de México, otros en pueblos más limpios. De los dos grupos, los de la Ciudad de México eran más propensos a haber desarrollado las placas cerebrales reveladoras. Su equipo describió esos hallazgos en la Investigación Ambiental de octubre de 2016.

En una actualización más reciente, el equipo de Calderón-Garcidueñas encontró más apoyo para la relación entre la contaminación y la enfermedad de Alzheimer. Y sus últimos datos son los más inquietantes. Observaron los cerebros de 203 personas que habían muerto en la Ciudad de México, desde bebés (11 meses de edad) hasta adultos de mediana edad (40 años). Las proteínas anormales que sirven como “sellos” de la enfermedad de Alzheimer aparecieron en el 99.5 por ciento de esos cerebros. Los investigadores concluyen que la enfermedad de Alzheimer en realidad puede comenzar en la primera infancia. Y la enfermedad había progresado a un ritmo más rápido en aquellas personas con el gen APOE 4.

Los detalles de ese trabajo aparecen en la Investigación Ambiental de julio de 2018.

“Nuestros hallazgos muestran que los niños necesitan ser protegidos contra la contaminación del aire”, dice Calderón-Garcidueñas. La mayoría de los niños no pueden controlar dónde viven.

Puede ser difícil para ellos evitar la contaminación del aire si viven en una carretera muy transitada o en una ciudad con muchos coches. Eso significa que es aún más importante mantenerse alejado de otras sustancias que pueden dañar el cerebro, dice Calderón-Garcidueñas. Tales cosas incluyen el alcohol, las drogas y el tabaco.

“Es importante reducir las exposiciones que pueden controlar”, dice sobre los niños en comunidades contaminadas.

La contaminación del aire está ligada a una menor atención

Es posible que no pueda verlo o sentirlo, pero la contaminación del aire puede variar mucho de un día para otro. Tales fluctuaciones podrían llevar a cambios similares en el día a día en el funcionamiento del cerebro de un niño, dice Jordi Sunyer. Eso es lo que muestra su trabajo. Como epidemiólogo, Sunyer estudia la relación entre los contaminantes y las enfermedades. Coordina un programa de salud infantil en el Instituto Barcelona de Salud Global, ISGlobal. Está en Barcelona, España.

“La atención es crítica para el éxito escolar”, señala Sunyer. Es el primer paso en el proceso de aprendizaje. Los estudiantes que se distraen fácilmente tendrán más dificultades para concentrarse en la información y recordarla.

“Sabemos que hay muchos factores a lo largo del día que pueden hacer que la atención fluctúe”, dice Sunyer. Sentirse somnoliento puede hacer que sea más difícil mantenerse concentrado en una tarea. También puede ser demasiado caliente o demasiado frío. Sunyer tenía la corazonada de que la contaminación del aire también podría hacer esto.

Los investigadores encontraron que la contaminación del aire puede reducir la atención de los niños, lo cual es importante para el aprendizaje. Lo que es más, algunos de los contaminantes más peligrosos no aparecerán como neblina. Pueden estar presentes incluso en días claros y soleados.
diego_cervo/iStockphoto

Así que su grupo estudió a 2.687 niños. Todos tenían entre 7 y 10 años. Cada uno de ellos asistió a una de las 39 escuelas de Barcelona.

Cada participante tomó una prueba de computadora cuatro veces durante el año escolar. Contenía una serie de tareas a las que había que prestar atención. Por ejemplo, uno pidió a los niños que vieran a los peces nadar en un arroyo. Se les dijo que hicieran clic a la izquierda o a la derecha dependiendo de en qué dirección nadaba el pez. “Es una tarea sencilla, pero cuando los niños se aburren y pierden la atención, comienzan a hacer clic en la respuesta equivocada”, señala Sunyer.

Los investigadores también midieron los niveles de contaminación del aire en los días en que los niños habían sido evaluados. Luego compararon los puntajes de los niños cuando los niveles de contaminación en Barcelona habían sido relativamente altos o bajos. Y demostraron que los niños puntuaban un poco peor en los días con niveles más altos de ciertos contaminantes del aire. ¿Qué tipos? Dióxido de nitrógeno y hollín (carbono elemental). Ambos pueden ser expulsados por el tráfico y las chimeneas industriales. Los investigadores compartieron sus resultados en la edición de marzo de 2017 de Epidemiology.

Sunyer ahora se centra en ayudar a las escuelas de Barcelona a identificar formas de reducir los niveles de contaminación a los que están expuestos los niños.

Por ejemplo, las escuelas podrían crear más zonas a su alrededor en las que no se permita que los automóviles y autobuses estén al ralentí, lo que significa que deben hacer funcionar sus motores mientras están estacionados. Otra idea: Plante más árboles y vegetación alrededor de las escuelas. Las plantas pueden ayudar a eliminar los contaminantes del aire, señala Sunyer. Lo hacen absorbiendo gases y pequeñas partículas a través de sus hojas y raíces.

La contaminación del aire puede aumentar las hormonas del estrés

Otra razón para controlar la contaminación del aire: Puede estresar el cuerpo.

Imagina que estás atrapado en una habitación llena de humo. Tu corazón está acelerado. Saltas a la acción. En sólo unos segundos, usted abre la ventana y sale del edificio en llamas para llegar a un lugar seguro. La reacción rápida del cuerpo ante tal emergencia se llama respuesta de pelear o escapar.

Los eventos aterradores, como un incendio, no son las únicas cosas que pueden activar esa respuesta de pelear o huir. La contaminación del aire también puede, según los nuevos datos. Lo hace a través de las hormonas.

Las hormonas son los mensajeros químicos del cuerpo. Controlan muchas actividades importantes. Las hormonas del estrés ayudan a las personas a reaccionar rápidamente ante situaciones potencialmente mortales. Cuando nos enfrentamos a una situación de miedo, el cuerpo aumenta la producción de ciertas hormonas, como la adrenalina (Ah-DREN-uh-lin). Respirar aire contaminado puede desencadenar una respuesta similar, informan ahora investigadores en China.

Huichu Li trabaja en la Universidad de Fudan, en Shanghai. Él y sus colegas estudiaron a 55 estudiantes que asistían a la universidad en esa ciudad. La contaminación del aire es una de las peores del mundo. Los investigadores les dieron a todos estos estudiantes purificadores de aire para usar en sus dormitorios. La mitad recibió purificadores de aire de trabajo. Esto ayudó a eliminar las partículas del aire. La otra mitad recibió purificadores de aire reales que parecían funcionar, pero no lo hicieron. Los investigadores habían quitado un filtro. Ahora los dispositivos ya no podían eliminar las partículas de contaminación del aire.

Los estudiantes usaron los purificadores de aire durante nueve días. Posteriormente, los investigadores recolectaron sangre y orina de cada estudiante. Las personas con purificadores de aire que no funcionan tenían niveles más altos de hormonas del estrés en la sangre.

En una emergencia, las hormonas del estrés y la respuesta de pelear o escapar pueden ser útiles. Pero cuando el cuerpo aumenta su producción con demasiada frecuencia o durante demasiado tiempo, esas hormonas pueden dañar el corazón y los vasos sanguíneos. Afortunadamente, los estudiantes en esta prueba estaban sanos. Ninguno se enfermó por su exposición de 9 días.

Aún así, sus cuerpos estaban “claramente teniendo reacciones dañinas a la… contaminación del aire”, señala Robert Brook. Es doctor en medicina interna por la Universidad de Michigan en Ann Arbor. No estaba involucrado en el estudio. Pero Brook puede entender sus impactos. Se ha estado enfocando en cómo la contaminación del aire afecta el corazón.

Brook teme que las exposiciones repetidas a corto plazo a la contaminación del aire puedan sumar. “A lo largo de muchos años de exposición, estos pequeños efectos sobre la salud podrían conducir a efectos más graves a largo plazo”. Después de años de exposición, dice, “Eso podría poner a los jóvenes sanos en riesgo de desarrollar presión arterial alta, diabetes o incluso enfermedades del corazón o derrames cerebrales”.

El equipo de la Universidad de Fudan publicó sus resultados el pasado mes de agosto en la revista Circulation de la American Heart Association. Sus autores señalan que los estudios futuros deberían analizar si el uso de purificadores de aire en casas y edificios podría, con el tiempo, ayudar a proteger la salud.

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Nuevos estudios como el publicado por el equipo de Fudan muestran lo lejos que hemos llegado en la comprensión de los efectos de la contaminación del aire en la salud desde el Great Smog de Londres. Sin embargo, como en muchas áreas de la ciencia, “todavía hay mucho que aprender”, dice Brook. Dice que una cosa está cada vez más clara: todos -incluso los jóvenes sanos- pueden resultar perjudicados por la contaminación del aire.

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Fuentes & Referencias
https://www.researchgate.net/publication/324066426_Hallmarks_of_Alzheimer_disease_are_evolving_relentlessly_in_Metropolitan_Mexico_City_infants_children_and_young_adults_APOE4_carriers_have_higher_suicide_risk_and_higher_odds_of_reaching_NFT_stage_V_a?ev=auth_pubhttp://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013935116302626?via%253Dihubhttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5287434/https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28808144https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28808145
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Miguel Ángel Nuñez Moya

Miguel Ángel Nuñez Moya se unió a la revista en el 2017. Cubre la investigación y las políticas ambientales con un enfoque en los recursos naturales y la sostenibilidad. Sus temas incluyen agricultura, silvicultura, pesca, biología de la conservación y temas relacionados. Después de graduarse en geología en España, MIgue, como le dicen cariñosamente, recibió una maestría de la Universidad de California, Riverside. El plan de escape de la academia involucró al programa de comunicación científica de la Universidad de California, Santa Cruz.

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