Expunerea la căldură și frig la începutul vieții poate afecta dezvoltarea substanței albe din creier

Scanarea creierului a peste 2.000 de copii preadolescenti au arătat că expunerea timpurie la căldură și frig poate avea efecte pe termen lung asupra microstructurii substanței albe a creierului, în special la cei care trăiesc în zone sărace. Studiul, publicat în Nature Climate Change, evidențiază vulnerabilitatea fetușilor și copiilor la temperaturi extreme. Studiul a fost condus de Institutul de Sănătate Globală din Barcelona (ISGlobal).

În situația de urgență climatică actuală, impactul temperaturilor extreme asupra sănătății umane este de mare îngrijorare pentru comunitatea științifică și societate. Copiii sunt deosebit de vulnerabili la schimbările de temperatură, deoarece mecanismele lor de termoreglare sunt încă imature.

„Știm că creierul în curs de dezvoltare al fetușilor și copiilor este deosebit de sensibil la influențele mediului și există unele dovezi preliminare că expunerea la frig și căldură poate afecta bunăstarea mentală și abilitățile cognitive la copii și adolescenți”, spune Monika. Guxens, cercetător la ISGlobal, Erasmus MC și CIBERESP. „Cu toate acestea, există puține studii care evaluează potențialele modificări ale structurii creierului ca urmare a acestor expuneri”, adaugă ea.

În acest studiu, echipa lui Guxens a analizat structura materiei albe din creierul pre-adolescentilor pentru a identifica perioadele de vulnerabilitate la expunerea la frig și căldură la începutul vieții. Analiza a inclus 2.681 de copii din studiul Generation R din Rotterdam care au suferit scanări prin rezonanță magnetică (RMN) cu vârste cuprinse între 9 și 12 ani. Protocolul RMN a evaluat activitatea creierului prin măsurarea cantității și direcției difuziei apei în substanța albă a creierului.

În creierele mai mature, apa curge mai mult într-o direcție decât în toate direcțiile, dând valori mai mici pentru un marker numit difuzivitate medie și valori mai mari pentru un marker numit anizotropie fracțională. Echipa de cercetare a folosit o abordare statistică avansată pentru a estima, pentru fiecare participant, expunerea la temperaturile medii lunare de la concepție până la vârsta de 8 ani și impactul acestora asupra acestor parametri RMN (difuzivitate medie și anizotropie fracțională) măsurați la vârsta de 9-12 ani.

Perioada de receptivitate dintre sarcină și trei ani

Rezultatele au arătat că expunerea la frig în timpul sarcinii și primul an de viață, precum și expunerea la căldură de la naștere până la vârsta de 3 ani, au fost asociate cu o difuzivitate medie mai mare în preadolescență, indicând o maturare mai lentă a substanței albe. În acest caz, frigul și căldura sunt definite ca temperaturi care se află la capetele inferioare și superioare ale distribuției temperaturii în regiunea studiată.

„Fibrele materiei albe sunt responsabile pentru conectarea diferitelor zone ale creierului, permițându-le să comunice. Pe măsură ce materia albă se dezvoltă, această comunicare devine mai rapidă și mai eficientă. Studiul nostru este ca o fotografie la un anumit moment în timp și ce anume vedem în această imagine arată că participanții mai expuși la frig și căldură prezintă diferențe într-un parametru - difuzivitate medie - care este asociat cu niveluri mai scăzute de maturare a substanței albe", explică Laura Granes, cercetător IDIBELL și ISGlobal și primul autor al studiului..

„În studiile anterioare, modificările acestui parametru au fost asociate cu înrăutățirea funcției cognitive și cu unele probleme de sănătate mintală”, adaugă ea.

„Cele mai mari modificări ale parametrilor de comunicare se observă în primii ani de viață”, spune coautorul studiului Carles Soriano de la IDIBELL, UB și CIBERSAM. „Rezultatele noastre sugerează că în această perioadă de dezvoltare rapidă a creierului expunerea la frig și căldură poate avea efecte de lungă durată asupra microstructurii substanței albe.”

Nu a fost găsită nicio asociere între expunerea timpurie la temperatură și anizotropia fracționată la vârstele 9-12 ani. Autorii sugerează că o posibilă explicație este aceea că cei doi parametri reflectă modificări microstructurale diferite și că difuzivitatea medie poate fi un indicator mai fiabil al maturării substanței albe în comparație cu anizotropia fracționată.

Copiii din familii sărace sunt mai expuși riscului

Analiza stratificată în funcție de condițiile socioeconomice a constatat că copiii care trăiesc în zone sărace sunt mai vulnerabili la expunerea la frig și căldură. La acești copii, ferestrele de susceptibilitate la frig și căldură au fost similare cu cele găsite în cohorta generală, dar au început mai devreme. Aceste diferențe pot fi legate de condițiile de viață și de sărăcia energetică.

Un mecanism important care poate explica efectul temperaturii ambientale asupra neurodezvoltării poate fi deteriorarea calității somnului. Alte mecanisme posibile includ disfuncția placentară, activarea axei hormonale care duce la creșterea producției de cortizol sau procese inflamatorii.

„Rezultatele noastre ajută la atragerea atenției asupra vulnerabilității fetușilor și copiilor la schimbările de temperatură”, spune Gouksens. Rezultatele evidențiază, de asemenea, nevoia de a dezvolta strategii de sănătate publică pentru a proteja comunitățile cele mai vulnerabile în fața unei urgențe climatice care se profilează.