La contaminación del aire constituye uno de los principales factores ambientales de riesgo para la salud a escala mundial. Según la Organización Mundial de la Salud, la exposición a contaminantes atmosféricos se asocia a millones de muertes prematuras cada año, muchas de ellas relacionadas con enfermedades cardiovasculares. A pesar de esta evidencia, los mecanismos específicos por los que la contaminación afecta al corazón, especialmente en relación con el desarrollo de arritmias graves, no estaban del todo claros.

Un estudio liderado por el grupo de Enfermedades Cardiovasculares del Vall d’Hebron Instituto de Investigación (VHIR), perteneciente al CIBER de Enfermedades Cardiovasculares (CIBERCV), con la participación del grupo de Nanopartículas Farmacocinéticas del VHIR, adscrito al CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), aporta nuevas evidencias experimentales que ayudan a llenar este vacío de conocimiento.

La investigación, publicada en la revista Particle and Fiber Toxicology, demuestra que la exposición continua a partículas diésel, un componente habitual de la contaminación urbana, incrementa de manera significativa el riesgo de desarrollar arritmias ventriculares, un tipo de alteración del ritmo cardíaco que puede tener consecuencias muy graves, como la muerte súbita.

“Lo que mostramos en este trabajo es una relación causal directa entre la contaminación por partículas diésel y la aparición de arritmias ventriculares”, explica Antonio Rodríguez Sinovas, jefe del Grupo de Investigación en Enfermedades Cardiovasculares del VHIR. “A diferencia de estudios anteriores, aquí no hablamos solo de asociaciones estadísticas, sino de un efecto directo observado en un modelo experimental controlado”.

El estudio ha sido realizado por un equipo multidisciplinario formado por investigadores del VHIR, el Institut de Recerca Sant Pau, el Instituto de Investigaciones Biomédicas de Barcelona (IIBB-CSIC) y la Universidad Autónoma de Madrid, todos ellos integrados en el CIBERCV.

Un modelo experimental para entender los efectos reales de la contaminación

Para analizar con precisión los efectos de la contaminación sobre el corazón, los investigadores utilizaron un modelo animal que permite reproducir una exposición de tres semanas a las partículas contaminantes. Durante tres semanas, las ratas fueron expuestas de manera repetida a partículas diésel mediante un procedimiento que simula su inhalación.*

Al finalizar este período, los investigadores estudiaron el funcionamiento eléctrico del corazón utilizando técnicas electrofisiológicas avanzadas. Los resultados mostraron un aumento claro tanto de la incidencia como de la duración de las arritmias ventriculares sostenidas, que son las formas más graves de arritmia. Además, los electrocardiogramas de los animales expuestos presentaban alteraciones asociadas a un mayor riesgo arrítmico. Estos datos indican que la contaminación no solo puede desencadenar episodios de arritmia, sino que modifica el corazón de manera que lo hace más vulnerable a padecerlas.

“Un aspecto especialmente relevante es que estos cambios se observan en corazones que previamente eran sanos”, destaca Ignacio Ferreira González, jefe del Grupo de Enfermedades Cardiovasculares del VHIR. “Esto nos indica que la contaminación puede actuar como un factor desencadenante de enfermedad, y no solo como un agravante en personas con patologías previas”.

Estrés oxidativo e inflamación: el origen del problema

El estudio profundiza en los mecanismos biológicos responsables de estos efectos. Los investigadores detectaron un aumento sostenido del estrés oxidativo en el corazón, un proceso que se produce cuando hay un exceso de moléculas reactivas de oxígeno capaces de dañar las células. Este estrés oxidativo se asoció a una respuesta inflamatoria exagerada y persistente.

Como consecuencia, el tejido cardíaco desarrolló fibrosis, es decir, una acumulación excesiva de tejido cicatricial rígido que interfiere con la correcta propagación de los impulsos eléctricos del corazón. Esta combinación de cambios estructurales y moleculares crea lo que los investigadores llaman un “sustrato arrítmico”, que facilita la aparición de arritmias graves.

“El estrés oxidativo actúa como un mecanismo central que conecta la contaminación con el daño cardíaco”, señala Rodríguez Sinovas. “Cuando este proceso se mantiene en el tiempo, el corazón entra en una situación de mayor fragilidad eléctrica”.

Según Ferreira González, estos resultados ayudan a entender por qué los episodios de contaminación elevada se asocian, también en humanos, a un aumento de ingresos hospitalarios y de mortalidad cardiovascular. “Este estudio nos permite proponer un mecanismo para las observaciones clínicas que llevamos años viendo”, añade.

Nanopartículas antioxidantes como posible estrategia protectora

Uno de los aspectos más innovadores del trabajo es el análisis de una posible estrategia para reducir los efectos nocivos de la contaminación sobre el corazón. Los investigadores trataron a un grupo de animales expuestos a partículas diésel con nanopartículas de óxido de cerio (CeO₂NP), un compuesto con propiedades antioxidantes muy potentes, capaces de neutralizar las moléculas responsables del daño celular.

Este tratamiento redujo de manera significativa el estrés oxidativo y la inflamación, disminuyó la fibrosis del miocardio y normalizó las alteraciones del electrocardiograma. Como resultado, la incidencia y la gravedad de las arritmias ventriculares se redujeron de forma notable.

“Estas nanopartículas demuestran que si intervenimos sobre el estrés oxidativo podemos revertir muchos de los efectos de la contaminación”, explica Rodríguez Sinovas. “Aún estamos lejos de una aplicación clínica, pero abre una línea de investigación muy prometedora”.

Ferreira González subraya que estos resultados no deben interpretarse como una alternativa a la reducción de la contaminación. “La prioridad absoluta debe ser disminuir las emisiones y mejorar la calidad del aire. Pero, al mismo tiempo, es importante explorar estrategias que puedan proteger a las personas más vulnerables mientras este objetivo global no se alcanza”.

*Declaración institucional sobre animales de investigación