Asociaciones de la contaminación del aire con el cerebro de los niños: Un estudio de imágenes cerebrales

Los estudios epidemiológicos están poniendo de relieve los efectos negativos de la exposición a la contaminación atmosférica en el neurodesarrollo infantil. Sin embargo, la mayoría de los estudios evaluaron el neurodesarrollo infantil mediante pruebas neuropsicológicas o cuestionarios. El uso de imágenes por resonancia magnética (MRI) para medir con precisión el desarrollo cerebral global y por regiones proporcionaría detalles de la morfología y la conectividad cerebrales. Esto nos ayudaría a comprender los cambios cognitivos y conductuales observados en relación con la exposición a la contaminación atmosférica. Además, la mayoría de los estudios evaluaron sólo unos pocos contaminantes atmosféricos.

Este proyecto investiga si la exposición a muchos contaminantes atmosféricos durante el embarazo y la infancia está asociada con la morfología y la conectividad del cerebro en niños en edad escolar y preadolescentes.

Se utilizaron datos del Estudio Generación R, una cohorte de nacimiento basada en la población establecida en Rotterdam, Países Bajos, en 2002-2006 (n = 9.610). Se usaron modelos de regresión del uso del suelo (LUR) para estimar los niveles de 14 contaminantes atmosféricos en los hogares de los participantes durante el embarazo y la infancia: óxidos de nitrógeno (NOxSigla para los Óxidos de Nitrógeno, que son una mezcla de gases compuestos de Nitrógeno y Oxígeno.), dióxido de nitrógeno (NO2), partículas con diámetro aerodinámico ≤10 μm (MP10Sigla para el Material Particulado con un diámetro menor a 10μm (micrómetros), es decir, a 10 milésimas de parte de un milímetro, o a 10 millonésimas de parte de un metro.) o ≤2,5 μm (MP2,5Sigla para el Material Particulado con un diámetro menor a 2.5μm (micrómetros), es decir, a 2.5 milésimas de parte de un milímetro, o a 2.5 millonésimas de parte de un metro.  ), MP entre 10 μm y 2,5 μm (PMCOARSE), absorbancia de la fracción MP2,5 - una medida del hollín (MP2,5absorbance), la composición de MP2.5Sigla para el Material Particulado con un diámetro menor a 2.5μm (micrómetros), es decir, a 2.5 milésimas de parte de un milímetro, o a 2.5 millonésimas de parte de un metro.   como hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs), carbono orgánico (OC), cobre (Cu), hierro (Fe), silicio (Si), zinc (Zn), y el potencial oxidativo de MP2.5 evaluado mediante dos métodos acelulares: ditiotreitol (OPDTT) y resonancia de espín electrónico (OPESR). Se realizaron mediciones por resonancia magnética de la morfología estructural (es decir, volúmenes cerebrales, grosor cortical y superficie cortical) mediante imágenes ponderadas en T1 en niños en edad escolar de 6 a 10 años y en preadolescentes de 9 a 12 años, de la conectividad estructural (es decir, microestructura de la sustancia blanca) mediante imágenes con tensor de difusión (DTI) en preadolescentes y de la conectividad funcional (es decir, puntuación de la conectividad entre áreas cerebrales) mediante resonancia magnética funcional en estado de reposo (rs-fMRI) en preadolescentes. Evaluamos la función cognitiva mediante la prueba de Evaluación Neuropsicológica del Desarrollo (NEPSY-II) en niños en edad escolar. Para cada resultado, se realizaron análisis de regresión ajustados a varias características socioeconómicas y de estilo de vida. Se realizaron análisis de un único contaminante seguidos de análisis de múltiples contaminantes utilizando el enfoque de deleción/sustitución/adición (DSA).

El proyecto cuenta con datos de contaminación atmosférica y resonancia magnética cerebral de 783 niños en edad escolar y 3.857 preadolescentes. En primer lugar, la exposición a la contaminación atmosférica durante el embarazo o la infancia no se asoció con los volúmenes cerebrales globales (por ejemplo, cerebro total, materia gris cortical y materia blanca cortical) en niños en edad escolar o preadolescentes. Sin embargo, una mayor exposición a varios contaminantes atmosféricos durante el embarazo o la infancia se asoció a un menor tamaño del cuerpo calloso y el hipocampo, y a un mayor tamaño de la amígdala, el núcleo accumbens y el cerebelo en preadolescentes, pero no en niños en edad escolar. En segundo lugar, una mayor exposición a varios contaminantes atmosféricos durante el embarazo se asoció con un córtex más delgado en varias regiones del cerebro, tanto en niños en edad escolar como en preadolescentes. Una mayor exposición a la contaminación atmosférica durante la infancia también se asoció con un córtex más delgado en una única región en preadolescentes. Un córtex más delgado en dos regiones mediaba la asociación entre una mayor exposición a la contaminación atmosférica durante el embarazo y un control inhibitorio deficiente en niños en edad escolar. En tercer lugar, una mayor exposición a la contaminación atmosférica durante la infancia se asoció con superficies corticales más pequeñas en varias regiones del cerebro, excepto en una región en la que observamos una mayor superficie cortical en los preadolescentes. En relación con la conectividad estructural cerebral, una mayor exposición a la contaminación atmosférica durante el embarazo y la infancia se asoció con una alteración de la microestructura de la sustancia blanca en los preadolescentes. En relación con la conectividad funcional cerebral, una mayor exposición a la contaminación atmosférica, principalmente durante el embarazo y la primera infancia, se asoció con una mayor conectividad funcional cerebral entre varias regiones cerebrales en preadolescentes. En general, se identificaron varios contaminantes atmosféricos asociados con la morfología estructural, la conectividad estructural y la conectividad funcional del cerebro, como NOx, NO2, MP de diversas fracciones de tamaño (es decir, MP10, PMCOARSE y MP2,5), absorbancia de MP2,5, HAP, OC, tres componentes elementales de MP2,5 (es decir, Cu, Si, Zn) y el potencial oxidativo de MP2,5.

Los resultados de este proyecto sugieren que la exposición a la contaminación atmosférica durante el embarazo y la infancia desempeña un papel adverso en el desarrollo cerebral. Se observó esta relación incluso a niveles de exposición que estaban por debajo de las legislaciones de la Unión Europea. Los autores reconocen que identificar los efectos independientes de contaminantes específicos fue especialmente difícil. La mayoría de las conclusiones se refieren en general a los contaminantes atmosféricos relacionados con el tráfico. Sin embargo, se identificaron contaminantes procedentes específicamente de los forros de freno, el desgaste de los neumáticos y las emisiones del tubo de escape procedentes de la combustión de diésel.

La dirección actual hacia soluciones innovadoras para vehículos de energía más limpia es un paso en la dirección correcta. Sin embargo, los hallazgos indican que estas medidas podrían no ser completamente adecuadas para mitigar los problemas de salud atribuibles a la contaminación atmosférica relacionada con el tráfico, ya que también observamos asociaciones con marcadores de forros de freno y desgaste de neumáticos.

Título Original:

"Associations of Air Pollution on the Brain in Children: A Brain Imaging Study"

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