Contaminación ambiental, factor de enfermedades neurodegenerativas

La exposición constante a material particulado (PM) suspendido en el aire tiene implicaciones sociales y económicas importantes, quizá una de las más relevantes es ser la principal causa ambiental de muertes prematuras a nivel mundial y se ha asociado con un mayor riesgo de desarrollar enfermedades neurológicas que involucran el estado de ánimo y el control de la conducta motora, como la enfermedad de Parkinson, la depresión, el autismo y la ansiedad, donde la transmisión dopaminérgica se ve afectada.

Una investigación publicada en la revista científica Environmental Toxicology and Pharmacology, bajo el título “In vitro exposure to ambient fine and ultrafine particles alters dopamine uptake and release, and D₂ receptor affinity and signaling”, proporciona información que respalda la noción de que la transmisión dopaminérgica puede verse afectada directamente por las partículas finas (FP) de tamaño aerodinámico menor o igual a 2.5 micras y ultrafinas (UFP) menores o iguales a 0.1 micras; en la captura y liberación de dopamina, así como en la afinidad y señalización del receptor a dopamina D₂.

La dopamina es el neurotransmisor catecolaminérgico (productor de catecolaminas) más importante del Sistema Nervioso Central y participa en la regulación de diversas funciones como la conducta motora y la comunicación neuroendocrina. Las regiones cerebrales con más abundancia de dopamina incluyen el cuerpo estriado (parte del sistema motor extrapiramidal), cuya función se encuentra relacionada con los movimientos de grupos musculares.

La mala calidad del aire se debe al crecimiento constante de la población en las zonas urbanas y a la concentración de las actividades económicas y productivas, que emiten altos índices de gases contaminantes a la atmósfera, los cuales han rebasado más de cinco veces las concentraciones máximas diarias recomendadas (25 microgramos por metro cuadrado) por instancias internacionales, como la Organización Mundial de la Salud.

De acuerdo con María de los Angeles Andrade Oliva, estudiante de doctorado y coasesorada por José Antonio Arias Montaño, investigador del Departamento de Fisiología, Biofísica y Neurociencias y Andrea De Vizcaya Ruíz del Departamento de Toxicología del Cinvestav, la exposición a estos contaminantes presentes en el aire causa estrés oxidante y respuestas inflamatorias a nivel periférico (sistema respiratorio y cardiovascular) y central, además de la alteración de la transmisión dopaminérgica, lo que se relaciona con el desarrollo de enfermedades neurodegenerativas.

En este estudio in vitro se evaluó el efecto de la captura y liberación de dopamina, tanto de las partículas finas, como las ultrafinas, las cuales inhibieron la captura por sinaptosomas (terminales nerviosas del cuerpo estriado) de una manera dependiente de la concentración. Como resultado, la inhibición máxima por FP y la inhibición máxima combinada para UFP fueron similares al 40 por ciento, las partículas ultrafinas ejercieron de forma más potente para inhibir la captura de dopamina.

El objetivo de esta investigación fue determinar los posibles mecanismos que ocasionaban los daños al cerebro y cómo repercuten a nivel fisiológico, se descubrió que tanto las partículas finas como las ultrafinas reducen la captura de dopamina y aumentan su liberación evocada por despolarización con alto potasio en sinaptosomas estriatales. También aumentan la afinidad y la señalización (medida por el incremento de la potencia de la dopamina para inhibir la formación de AMPc) de los receptores D₂.

Desde hace algunos años se dio a conocer que existía una correlación entre contaminación del aire y la carga genética en el desarrollo de las enfermedades neurodegenerativas, pero investigaciones anteriores del Cinvestav se han enfocado en el efecto de las partículas contaminantes como la principal desencadenante de problemas en la salud.

En concreto, un trabajo previo, realizado por Andrade Oliva, se concentró solo en el efecto de las partículas finas. Sin embargo, este estudio agregó a las partículas ultrafinas, pues tienen la capacidad de ingresar a las vías respiratorias más profundas causando afectaciones al cerebro, directamente en la transmisión dopaminérgica del cuerpo estriado.

Los efectos tóxicos de material particulado en el cerebro están relacionados con el daño a la barrera hematoencefálica y la translocación de partículas y citocinas producidas en sistemas periféricos. Además, minerales, metales y los componentes carbonosos y orgánicos contenidos en PM están implicados en la toxicidad celular y los efectos neurotóxicos.

Para la estudiante de doctorado, los resultados obtenidos funcionarían en la creación de estrategias y en el establecimiento de regulaciones ambientales con el fin de que las altas concentraciones de contaminantes en el ambiente no perjudiquen en mayor medida la salud y calidad de vida de la población. Además de situar al material particulado como factor de riesgo para el desarrollo de enfermedades neurológicas.