Study of urine toxicants in patients with Amiotrophic Lateral Sclerosis

Abstract

Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) is a neurodegenerative disease that affects both upper and lower motor neurons. While familial ALS cases exist, most ALS cases are believed to result from a combination of genetic predisposition, aging, and environmental factors. However, the ethology of the disease remains poorly understood. In recent years, the incidence of ALS has increased markedly, highlighting the urgent need to identify external factors potentially involved in its onset. In response to this disease, a case control study to examine the potential involvement of specific environmental toxicants has been conducted. The study included a cohort of 14 ALS patients and 28 matched controls from Cantabria, whose urine samples were analysed to quantify and compare concentrations of several compounds. On the one hand five heavy metals: lead, selenium, copper, manganese and zinc. On the other hand, two volatile hydrocarbons: hippuric acid and t,t-muconic acid. Compared to the controls, ALS patients had significantly higher urinary concentrations of copper (p=0.007), lead (p<0.000) and manganese (p=0.043). In contrast, hippuric acid levels were significantly higher (p=0.003) in the control group. No statistically significant association was found for selenium, zinc and t,t-muconic acid. The significant differences observed in the urinary levels of certain compounds suggest a potential association between environmental exposures and disease onset. Futures studies involving larger cohorts will be essential to clarify the precise nature and strength of these associations and to understand the potential role of environmental toxicants in ALS pathogenesis.

La Esclerosis Lateral Amiotrófica (ELA) es una enfermedad neurodegenerativa que afecta tanto a la primera como a la segunda motoneurona. Aunque existen casos familiares, la gran mayoría de los casos de ELA resulta de la interacción entre predisposición genética, envejecimiento y factores ambientales. Sin embargo, la etiología de la enfermedad sigue sin estar claramente definida. En los últimos años, la incidencia de la ELA ha aumentado notablemente, lo que pone de manifiesto la urgente necesidad de identificar los factores externos que puedan estar implicados en su aparición, En respuesta a esta tendencia epidemiológica, y con el objetivo de contribuir a una mejor y más profunda comprensión de la enfermedad, se llevó a cabo un estudio de casos y controles para examinar la posible implicación de ciertos tóxicos ambientales. El estudio incluyó una cohorte de 14 pacientes con ELA y 28 controles emparejados pertenecientes a Cantabria y cuyas muestras de orina fueron analizadas para cuantificar y comparar las concentraciones de varios compuestos. Por un lado, se estudiaron cinco metales pesados: plomo, selenio, manganeso, cobre y zinc. Por otro lado, dos hidrocarburos volátiles: ácido hipúrico y ácido t,t-mucónico. En comparación con el grupo control, los pacientes con ELA presentaron concentraciones urinarias significativamente más altas de cobre (p=0,007), plomo (p<0,000) y manganeso (p=0,043). Por el contrario, los niveles de ácido hipúrico fueron significativamente más altos (p=0,003) en el grupo control. No se encontraron asociaciones estadísticamente significativas para el selenio, zinc y ácido t,t-mucónico. Las diferencias significativas observadas en los niveles urinarios de ciertos compuestos sugieren una posible asociación entre la exposición ambiental y la aparición de la enfermedad. Futuros estudio con cohortes más amplias serán esenciales para aclarar la naturaleza y magnitud precisa de estas asociaciones, así como para comprender el posible papel de los tóxicos ambientales en la patogénesis de la ELA.