Tema del mes

De qué manera las intervenciones nutricionales como medio para reducir los efectos perjudiciales de la contaminación por partículas PM2.5

marzo 1, 2016

La contaminación atmosférica es un problema global con consecuencias de amplio alcance. Las partículas finas en suspensión conocidas como PM2,5 aumentan el riesgo de dolencias y mortalidad por enfermedades no transmisibles, sobre todo afecciones cardiovasculares y respiratorias. La administración de micronutrientes con propiedades antioxidantes, como las vitaminas B, C, E y los ácidos grasos omega-3 de origen marino, ha demostrado ser una medida para contrarrestar algunos de los efectos más perjudiciales de la inhalación de estas partículas.

La contaminación atmosférica es un problema global con consecuencias de amplio alcance. La exposición a los contaminantes del aire se ha asociado con un incremento de la morbilidad y la mortalidad por enfermedades cardiovasculares y respiratorias en todo el mundo. El riesgo aumenta sensiblemente en las áreas urbanas, donde las concentraciones de contaminantes suelen ser más altas. La toxicidad de los numerosos tipos de contaminantes y el grado de susceptibilidad a sus efectos varía mucho entre las personas.

El Dr. Fernando Holguin, profesor adjunto de medicina de la división “Pulmonary, Allergy and Critical Care” del Centro Médico de la Universidad de Pittsburgh en los Estados Unidos, ha dicho en una conferencia ofrecida recientemente en la ciudad española de Valencia (2) que «la creciente exposición a los contaminantes del aire está asociada con un incremento de la morbilidad y la mortalidad por enfermedades cardiovasculares y respiratorias en todo el mundo. El hecho de que los riesgos asociados varíen entre los diferentes contaminantes plantea enormes retos para la legislación y la elaboración de unas normas de producción industrial aceptables. Por lo tanto, hay que hacer hincapié en estrategias de protección para las personas que son más vulnerables y están más expuestas como un objetivo necesario”.

Las partículas finas en suspensión presentes en el aire contaminado alteran de forma negativa los niveles de los biomarcadores inflamatorios y las especies reactivas de oxígeno. Estas alteraciones aumentan el riesgo de dolencias y mortalidad por enfermedades no transmisibles, sobre todo afecciones cardiovasculares y respiratorias.

Aunque las concentraciones de algunos contaminantes han descendido considerablemente en los últimos años, como es el caso del plomo, el monóxido de carbono, el dióxido de azufre y el óxido nitroso, los niveles de partículas en suspensión con un diámetro aerodinámico inferior a 2,5 micrómetros (PM2,5) se han mantenido altos de manera persistente. Las PM2,5 son una mezcla compleja de sustancias en estado líquido y sólido, pero lo más importante es que su pequeño tamaño les permite ser absorbidas profundamente en el tejido pulmonar y penetrar más allá. Las Guías de Calidad del Aire (GCA) de la Organización Mundial de la Salud publicadas en 2005 recomendaban que las concentraciones de partículas PM2,5 en el aire se deberían mantener en un valor medio anual de 10 ìg/m3 y un valor medio diario de 25 ìg/m3. La exposición a unos niveles superiores a los 35 ìg/m3 aumenta el riesgo de mortalidad un 15 % en comparación con el valor límite recomendado de 10 ìg/m3 (media anual).

Al ser inhaladas, las partículas PM2,5 penetran en el tejido pulmonar y provocan una reacción local y sistémica del cuerpo, aumentando la respuesta inflamatoria y disminuyendo la capacidad antioxidante. Esto significa que el cuerpo tiene más dificultades para protegerse de las numerosas especies reactivas de oxígeno (ROS) que se generan durante el metabolismo normal, lo que conduce a un aumento general del estrés oxidativo (1). La inhalación de PM2,5 provoca daños cardiovasculares que incluyen disfunción endotelial, reducción de la variabilidad de la frecuencia cardiaca (VFC) y un mayor grado de aterosclerosis (3,4). Las PM2,5 también producen daños estructurales en los pulmones y se ha demostrado que aumentan el riesgo de cáncer de pulmón (1).

Parece razonable pensar que una alimentación más sana puede contrarrestar algunos de los peores efectos de la inhalación de PM2,5. En un estudio realizado con mujeres embarazadas expuestas a niveles elevados de PM2,5 en Polonia mostró que las participantes con los niveles séricos más altos de vitamina A tenían bebés con un peso normal, mientras que los bebés de las mujeres con los niveles más bajos nacían con bajo peso (5).

Los estudios en humanos han demostrado que la vitamina C (ácido ascórbico) reduce el daño genético protegiendo la estructura del ADN (6). El aumento de las concentraciones séricas de vitamina C reduce la rotura de la cadena de ADN desencadenada por la contaminación. El daño oxidativo disminuyó en los grupos expuestos a PM2,5 a los que se habían administrado suplementos de vitamina C cuando sus niveles plasmáticos superaron los 50 ìmol/l. Un estudio reciente (7) ha confirmado que las PM2,5 dan lugar a una mayor formación de especies reactivas de oxígeno, una inhibición de la expresión génica mitocondrial y unos niveles más altos de citoquinas inflamatorias en las células epiteliales bronquiales humanas. Sin embargo, al proporcionar vitamina C a las células se reducen enormemente los efectos tóxicos de las PM2,5.

Las elevadas concentraciones de partículas PM2,5 en las ciudades mexicanas han causado alteraciones de la función endotelial y deficiencia de vitamina D en los niños (8). En un estudio realizado con residentes de un hogar de ancianos en Ciudad de México se descubrió que las PM2,5 suprimen los niveles de los biomarcadores superóxido dismutasa de Cu/Zn y glutatión, que se producen normalmente en respuesta al estrés oxidativo (9). La administración de suplementos con aceite de pescado (bien conocido por sus propiedades antiinflamatorias) consiguió aumentar los niveles de estos dos biomarcadores y tuvo un efecto protector contra la exposición a las PM2,5.

En los años 90 se demostró que existía una relación entre las PM2,5 y la reducción de la variabilidad de la frecuencia cardiaca (VFC). La VFC mide las variaciones de tiempo entre latidos consecutivos y refleja cómo es el control del latido cardiaco con la regulación autonómica (1). Una baja VFE es a menudo un precursor de problemas cardiovasculares como arritmias, infartos y muerte súbita cardiaca. La administración diaria de 2g de aceite de pescado a los residentes del hogar de ancianos de Ciudad de México mencionado anteriormente (y que habían estado expuestos a las PM2,5) logró prevenir el descenso de la VFC en el grupo de tratamiento (10). En otro ensayo, se administró de forma aleatoria a 20 sujetos sanos de mediana edad 3 g diarios de aceite de pescado o un placebo durante 4 semanas (11). Después fueron expuestos a altas concentraciones de PM2,5 (average 278 µg/m3) en una cámara experimental. La VFC disminuyó drásticamente en el grupo de placebo y se mantuvo en ese nivel durante 20 horas, mientras que el grupo que recibió el aceite de pescado apenas se vio afectado.

También se ha demostrado que los nutrientes que donan metilo, como el folato, las vitaminas B6 y B12 y la metionina, pueden ayudar a prevenir la reducción de la VFC asociada con la exposición a las PM2,5. En el Normative Aging Study (12) se comprobó que estos nutrientes tenían un efecto protector en los participantes de edad avanzada, si bien hay que señalar que no se trata de un ensayo clínico doble ciego aleatorizado. Las PM2,5 afectan principalmente a las personas con polimorfismos genéticos asociados con la tetrafolato reductasa (13). Parece razonable pensar que las vitaminas B y otros nutrientes ricos en metilo podrían ser especialmente beneficiosos para el mantenimiento de la VFC cuando estas personas están expuestas a las PM2,5.

En un ensayo clínico realizado con 80 individuos que vivían cerca de una central eléctrica de carbón se utilizaron biomarcadores del nivel de estrés oxidativo para demostrar que la administración diaria de 500 mg de vitamina C y 800 mg de vitamina E protegía contra los efectos de las PM2,5 y restablecía los niveles normales de estrés oxidativo (14).

Por desgracia, hoy en día es normal que los niveles de PM2,5 excedan los 35 μg/m3 en las ciudades más contaminadas del mundo. Según la OMS, incluso estos niveles relativamente moderados aumentan el riesgo de mortalidad un 15%. Parece que los nutrientes con propiedades antioxidantes y antiinflamatorias como el aceite de pescado, las vitaminas B, C y E y los nutrientes ricos en metilo ofrecen cierta protección contra los esfuerzos fisiológicos de la exposición a las PM2,5, si bien son necesarios más estudios que permitan cuantificarla mejor. Además, es probable que otros nutrientes con propiedades similares tengan un efecto beneficioso.

referencias

  1. Zhang W, Eggersdorfer, M., Salem N S, Chen, J J, Peter, S, & Qin, L.; “Nutrition Solutions to Counter Health Impact of Air Pollution : Scientific Evidence of Marine Omega-3 Fatty Acids and Vitamins Alleviating Some Harmful Effects of”; 2015;  2(2), 1–6. goo.gl/WH1TTY
  2. Nutraceutical Business Review;  “Breathing Easy: Nutrient Solutions for Air Pollution”; 25th September 2014; goo.gl/g4dhdb
  3. Montiel-Davalos A, Ibarra-Sanchez Mde. J, Ventura-Gallegos JL et al.; “Oxidative stress and apoptosis are induced in human endothelial cells exposed to urban particulate matter”; Toxicol In Vitro 2010; 24(1): 135-141.

  4. Sun Q, Wang A, Jin X, et al., “ Long-term air pollution exposure and acceleration of atherosclerosis and vascular inflammation in an animal model”; J Am Med Assoc 2005;  294(23): 3003-3010.
  5. Jedrychowski W, Masters E, Choi H et al. ; “Pre-pregnancy dietary vitamin A intake may alleviate the adverse birth outcomes associated with prenatal pollutant exposure: epidemiologic cohort study in Poland”; Int J Occup Environ Health. 2007; Apr-Jun;13(2):175-80.
  6. Sram RJ, Binkova B, & Rossner P; “Vitamin C for DNA damage prevention”; Mutat Res. 2012 May 1;733(1-2):39-49. doi: 10.1016/j.mrfmmm.2011.12.001. Epub 2011 Dec 13.