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

Skeniranje mozga više od 2000 djece u predadolescentnom razdoblju pokazalo je da rano izlaganje 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, naglašava ranjivost fetusa i djece na ekstremne temperature. Studiju je vodio Barcelonski institut za globalno zdravlje (ISGlobal).

U trenutačnoj klimatskoj krizi, utjecaj ekstremnih temperatura na ljudsko zdravlje od velike je zabrinutosti znanstvene zajednice i društva. Djeca su posebno osjetljiva na promjene temperature jer su njihovi termoregulacijski mehanizmi još uvijek nezreli.

"Znamo da je mozak fetusa i djece u razvoju posebno osjetljiv na utjecaje iz okoliša i postoje neki preliminarni dokazi da izloženost hladnoći i vrućini može utjecati na mentalno blagostanje i kognitivne sposobnosti djece i adolescenata", kaže Monika Guxens, istraživač na ISGlobal, Erasmus MC i CIBERESP. "Međutim, malo je studija koje procjenjuju potencijalne promjene u strukturi mozga kao rezultat ovih izloženosti", dodaje ona.

U ovoj studiji, Guxensov tim promatrao je strukturu bijele tvari u mozgu predadolescenata kako bi identificirao razdoblja osjetljivosti na izloženost hladnoći i toplini u ranom životu. Analiza je uključila 2681 dijete iz Generation R studije u Rotterdamu koja su bila podvrgnuta magnetskoj rezonanciji (MRI) u dobi od 9 do 12 godina. MRI protokol procjenjivao je aktivnost mozga mjerenjem količine i smjera difuzije vode u bijeloj tvari mozga.

U zrelijim mozgovima voda teče više u jednom smjeru nego u svim smjerovima, dajući niže vrijednosti za marker koji se naziva prosječna difuznost i više vrijednosti za marker koji se naziva frakcijska anizotropija. Istraživački tim upotrijebio je napredni statistički pristup za procjenu, za svakog sudionika, izloženosti prosječnim mjesečnim temperaturama od začeća do dobi od 8 godina i njihov utjecaj na ove MRI parametre (srednja difuznost i frakcijska anizotropija) mjerene u dobi od 9 do 12 godina.

Razdoblje receptivnosti između trudnoće i treće godine

Rezultati su pokazali da je izlaganje hladnoći tijekom trudnoće i prve godine života, kao i izlaganje toplini od rođenja do 3 godine starosti, povezano s višom prosječnom difuznošću u predadolescenciji, što ukazuje na sporije sazrijevanje bijele tvari. U ovom slučaju, hladnoća i toplina su definirane kao temperature koje su na donjem i gornjem kraju distribucije temperature u regiji koja se proučava.

"Vlakna bijele tvari odgovorna su za povezivanje različitih područja mozga, omogućujući im komunikaciju. Kako se bijela tvar razvija, ta komunikacija postaje brža i učinkovitija. Naše istraživanje je poput fotografije u određenom trenutku u vremenu, a što koju vidimo na ovoj slici pokazuje da sudionici koji su više izloženi hladnoći i toplini pokazuju razlike u parametru - srednjoj difuznosti - koji je povezan s nižim razinama sazrijevanja bijele tvari," objašnjava Laura Granes, IDIBELL i ISGlobal istraživač i prvi autor studije.

"U prethodnim studijama, promjene u ovom parametru bile su povezane s pogoršanjem kognitivnih funkcija i nekim problemima mentalnog zdravlja", dodaje ona.

"Najveće promjene u komunikacijskim parametrima opažene su u prvim godinama života", kaže koautor studije Carles Soriano iz IDIBELL-a, UB 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 ranog izlaganja temperaturi i frakcijske anizotropije u dobi od 9 do 12 godina. Autori sugeriraju da je moguće objašnjenje da ta dva parametra odražavaju različite mikrostrukturne promjene i da bi srednja difuznost mogla biti pouzdaniji pokazatelj sazrijevanja bijele tvari u usporedbi s frakcijskom anizotropijom.

Djeca iz siromašnih obitelji su više izložena riziku

Analiza stratificirana prema socioekonomskim uvjetima pokazala je da su djeca koja žive u siromašnim područjima ranjivija na izloženost hladnoći i toplini. U ove su djece prozori osjetljivosti na hladnoću i toplinu bili slični onima u općoj kohorti, ali su počeli ranije. Te razlike mogu biti povezane sa životnim uvjetima i energetskim siromaštvom.

Jedan važan mehanizam koji može objasniti učinak temperature okoline na neurorazvoj mogao bi biti pogoršanje kvalitete sna. Drugi mogući mehanizmi uključuju disfunkciju placente, aktivaciju hormonalne osovine koja dovodi do povećane proizvodnje kortizola ili upalne procese.

"Naši rezultati pomažu privući pozornost na osjetljivost fetusa i djece na promjene temperature", kaže Gouksens. Rezultati također naglašavaju potrebu za razvojem javnozdravstvenih strategija za zaštitu najranjivijih zajednica pred prijetećom klimatskom krizom.