Izloženost toplini i hladnoći u ranoj dobi može utjecati na razvoj bijele tvari mozga

Skeniranje mozga više od 2000 predtinejdžera otkrilo je da rana izloženost toplini i hladnoći može imati dugoročne učinke na mikrostrukturu bijele tvari mozga, posebno kod onih koji žive u siromašnim područjima. Studija, objavljena u časopisu Nature Climate Change, ističe osjetljivost fetusa i djece na ekstremne temperature. Studiju je vodio Barcelonski institut za globalno zdravlje (ISGlobal).

U trenutnoj klimatskoj krizi, utjecaj ekstremnih temperatura na ljudsko zdravlje od velike je važnosti za znanstvenu zajednicu i društvo. Djeca su posebno osjetljiva na promjene temperature jer su im termoregulacijski mehanizmi nezreli.

„Znamo da je mozak fetusa i djece u razvoju posebno osjetljiv na utjecaje iz okoliša, a postoje i neki preliminarni dokazi da izloženost hladnoći i toplini može utjecati na mentalno blagostanje i kognitivne sposobnosti kod djece i adolescenata“, kaže Monika Guxens, istraživačica u ISGlobalu, Erasmus MC-u i CIBERESP-u. „Međutim, postoji malo studija koje procjenjuju potencijalne promjene u strukturi mozga kao rezultat tih utjecaja“, dodaje.

U ovoj studiji, Guxensov tim proučavao je strukturu bijele tvari u mozgu predtinejdžera kako bi identificirao razdoblja osjetljivosti na hladnoću i vrućinu u ranom životu. Analiza je obuhvatila 2681 dijete iz studije Generacija R u Rotterdamu koje je podvrgnuto magnetskoj rezonanciji (MR) u dobi između 9 i 12 godina. MRI protokol procijenio je moždanu aktivnost mjerenjem količine i smjera difuzije vode u bijeloj tvari mozga.

U starijim mozgovima voda teče više u jednom smjeru nego u svim smjerovima, što rezultira nižim vrijednostima za marker nazvan srednja difuzivnost i višim vrijednostima za marker nazvan frakcijska anizotropija. Istraživački tim koristio je napredni statistički pristup kako bi procijenio, za svakog sudionika, izloženost prosječnim mjesečnim temperaturama od začeća do 8. godine života i njihov utjecaj na ove MRI parametre (srednja difuzivnost i frakcijska anizotropija) izmjerene u dobi od 9 do 12 godina.

Razdoblje receptivnosti između trudnoće i tri godine

Rezultati su pokazali da je izloženost hladnoći tijekom trudnoće i prve godine života, te izloženost toplini od rođenja do 3. godine života, povezana s većom prosječnom difuzivnošću u preadolescenciji, što ukazuje na sporije sazrijevanje bijele tvari. Ovdje su hladnoća i toplina definirane kao temperature na donjem i gornjem kraju distribucije temperature u području interesa.

„Vlakna bijele tvari odgovorna su za povezivanje različitih područja mozga, omogućujući im komunikaciju. Kako se bijela tvar razvija, ta komunikacija postaje brža i učinkovitija. Naša studija je poput snimke u određenom trenutku, a ono što vidimo na ovoj slici jest da sudionici koji su više izloženi hladnoći i toplini pokazuju razlike u parametru - prosječnoj difuzivnosti - koji je povezan s nižim razinama sazrijevanja bijele tvari“, objašnjava Laura Granes, istraživačica IDIBELL-a i ISGlobal-a te prva autorica studije.

„U prethodnim studijama, promjene ovog parametra bile su povezane s pogoršanjem kognitivne funkcije i nekim problemima mentalnog zdravlja“, dodaje.

„Najveće promjene u parametrima povezanosti opažene su u prvim godinama života“, kaže koautor studije Carles Soriano iz IDIBELL-a, UB-a i CIBERSAM-a. „Naši rezultati sugeriraju da upravo tijekom ovog razdoblja brzog razvoja mozga izloženost hladnoći i toplini može imati dugotrajne učinke na mikrostrukturu bijele tvari.“

Nije pronađena povezanost između rane izloženosti temperaturi i frakcijske anizotropije u dobi od 9 do 12 godina. Autori sugeriraju da je moguće objašnjenje to da dva parametra odražavaju različite mikrostrukturne promjene te da srednja difuzivnost može biti pouzdaniji pokazatelj sazrijevanja bijele tvari od frakcijske anizotropije.

Djeca iz siromašnih obitelji su više izložena riziku

Analiza stratificirana prema socioekonomskim uvjetima pokazala je da su djeca koja žive u siromašnim područjima bila osjetljivija na hladnoću i vrućinu. Ta su djeca imala prozore osjetljivosti na hladnoću i vrućinu slične onima u ukupnoj kohorti, ali su počeli ranije. Ove razlike mogu biti povezane s životnim uvjetima i energetskim siromaštvom.

Jedan važan mehanizam koji bi mogao objasniti utjecaj temperature okoline na neurološki razvoj može biti pogoršanje kvalitete sna. Drugi mogući mehanizmi uključuju poremećaj funkcije posteljice, aktivaciju hormonske osi što dovodi do povećane proizvodnje kortizola ili upalne procese.

„Naši nalazi pomažu u skretanju pozornosti na ranjivost fetusa i djece na promjenjive temperature“, kaže Guxens. Nalazi također naglašavaju potrebu za strategijama javnog zdravstva kako bi se zaštitile najranjivije zajednice suočene s nadolazećom klimatskom katastrofom.