Los contaminantes atmosféricos comunes alteran los mecanismos de defensa respiratoria, según un estudio
La contaminación atmosférica es el segundo factor de riesgo de muerte a nivel mundial, y la mayor parte de la población global está expuesta a niveles nocivos de estos contaminantes.
La contaminación del aire representa una grave amenaza ambiental para la salud pública. Actualmente, la contaminación atmosférica se sitúa como la segunda causa de muerte a nivel mundial, y la mayoría de la población está expuesta a concentraciones perjudiciales de contaminantes. Sin embargo, los procesos biológicos que explican su influencia en la salud y la mortalidad humana siguen sin esclarecerse por completo, lo que dificulta el desarrollo de estrategias terapéuticas efectivas.
En este sentido, un nuevo estudio publicado en The Journal of Clinical Investigation y liderado por un equipo coordinado por la Universidad de Osaka ha identificado el mecanismo mediante el cual la exposición a partículas contaminantes de ≤2,5 µm (PM2.5) provoca disfunción en las vías respiratorias.
Una proporción significativa de los contaminantes del aire, tanto de origen natural como antropogénico, se agrupan dentro de la categoría PM2.5, que incluye partículas procedentes del polvo, el humo de incendios forestales y las emisiones de vehículos, entre otros. Al ser inhaladas, estas partículas finas pueden producir daños considerables en el sistema respiratorio y contribuir al desarrollo de diversas enfermedades pulmonares.
Con el fin de profundizar en cómo estos contaminantes afectan al aparato respiratorio, los investigadores realizaron una serie de experimentos en modelos murinos. Los ratones fueron expuestos a partículas contaminantes del ambiente, tras lo cual se analizaron sus vías respiratorias para evaluar posibles alteraciones estructurales y funcionales.
“Descubrimos que las PM2.5 del aire afectan negativamente a la depuración mucociliar, un importante mecanismo de protección del tracto respiratorio”, afirmó la autora principal, Noriko Shinjyo. “La depuración mucociliar consiste básicamente en atrapar los contaminantes en una mucosidad pegajosa y luego expulsarlos de las vías respiratorias mediante proyecciones similares a pelos llamadas cilios”, señaló.
Los resultados de la investigación revelaron que la exposición a material particulado de ≤2,5 µm (PM2.5) induce la formación de especies reactivas de aldehído en las vías respiratorias. Asimismo, también identificaron a la enzima aldehído deshidrogenasa 1A1 (ALDH1A1), expresada de forma selectiva en el epitelio respiratorio, como responsable de la desintoxicación de estas especies reactivas.
Los contaminantes causan pérdida de la función de ALDH1A1
Los investigadores comprobaron que los contaminantes inducen daño oxidativo en las vías respiratorias, lo que favorece la generación de aldehídos derivados del peróxido lipídico. Estas especies reactivas pueden dañar las células epiteliales protectoras, incluidos los cilios, estructuras fundamentales para la limpieza de las vías respiratorias. Como consecuencia, la capacidad para eliminar residuos y contaminantes se ve comprometida, lo que incrementa el riesgo de infecciones.
La pérdida de función de la enzima ALDH1A1 provoca la acumulación de aductos de aldehído en las vías respiratorias, lo que altera de forma específica el aclaramiento mucociliar (MCC), un mecanismo esencial de defensa frente a los patógenos respiratorios.
Además, el equipo de investigación también comprobó que la ausencia de ALDH1A1 incrementa el riesgo de infecciones respiratorias graves en células expuestas a contaminantes atmosféricos, como neumonías. La relevancia de esta enzima quedó aún más clara al observar que la estimulación farmacológica de los niveles de ALDH1A1 mejoraba la función mucociliar en ratones frente a la exposición a PM2.5.
A partir de estos hallazgos, el equipo amplió su investigación con el objetivo de identificar estrategias que permitieran restaurar la función celular y revertir el daño causado. Se centraron en el estudio de un gen de la familia ALDH, conocido por su papel en la protección frente a aldehídos tóxicos, para evaluar su capacidad de contrarrestar los efectos perjudiciales de la contaminación en las vías respiratorias.
Gracias a estos hallazgos, se ha logrado comprender mejor cómo las partículas contaminantes PM2.5 afectan el sistema de autolimpieza pulmonar. Además, el estudio identifica una posible diana terapéutica: la enzima ALDH1A1. Dado que la contaminación del aire continúa siendo un problema de salud pública global, estos descubrimientos abren la puerta al desarrollo de tratamientos dirigidos a reforzar las defensas del sistema respiratorio.
