Expunerea la căldură și frig la o vârstă fragedă poate afecta dezvoltarea substanței albe a creierului

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

În actuala criză climatică, impactul temperaturilor extreme asupra sănătății umane este o preocupare majoră pentru comunitatea științifică și societate. Copiii sunt deosebit de vulnerabili la schimbările de temperatură, deoarece mecanismele lor de termoreglare sunt imature.

„Știm că creierul în curs de dezvoltare al fetușilor și copiilor este deosebit de susceptibil la influențele mediului și există unele dovezi preliminare că expunerea la frig și căldură poate afecta bunăstarea mintală 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 influențe”, adaugă ea.

În acest studiu, echipa lui Guxens a analizat structura substanței albe din creierul preadolescenților pentru a identifica perioadele de vulnerabilitate la frig și căldură în primii ani de viață. Analiza a inclus 2.681 de copii din studiul Generation R din Rotterdam, care au fost supuși scanărilor prin rezonanță magnetică (IRM) cu vârste cuprinse între 9 și 12 ani. Protocolul IRM a evaluat activitatea cerebrală prin măsurarea cantității și direcției de difuzie a apei în substanța albă a creierului.

În creierele persoanelor mai în vârstă, apa curge mai mult într-o singură direcție decât în toate direcțiile, rezultând 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 efectul acestora asupra acestor parametri RMN (difuzivitatea medie și anizotropia fracțională) măsurați la vârstele de 9 până la 12 ani.

Perioada de receptivitate dintre sarcină și trei ani

Rezultatele au arătat că expunerea la frig în timpul sarcinii și în 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. Aici, frigul și căldura sunt definite ca temperaturi la capetele inferioare și superioare ale distribuției temperaturii în regiunea de interes.

„Fibrele substanței albe sunt responsabile de 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 instantanee la un anumit moment în timp, iar ceea ce vedem în această imagine este că participanții mai expuși la frig și căldură prezintă diferențe într-un parametru - difuzivitatea medie - care este asociat cu niveluri mai scăzute de maturare a substanței albe”, explică Laura Granes, cercetătoare IDIBELL și ISGlobal și primă autoare a 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 schimbări ale parametrilor de conectivitate se observă în primii ani de viață”, spune co-autorul 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 s-a constatat nicio asociere între expunerea timpurie la temperatură și anizotropia fracțională la vârstele de 9-12 ani. Autorii sugerează că o posibilă explicație este că cei doi parametri reflectă modificări microstructurale diferite și că difuzivitatea medie ar putea fi un indicator mai fiabil al maturării substanței albe decât anizotropia fracțională.

Copiii din familii sărace sunt mai expuși riscurilor

Analiza stratificată în funcție de condițiile socioeconomice a arătat că acei copii care locuiesc în zone sărace au fost mai vulnerabili la expunerea la frig și căldură. Acești copii au avut ferestre de susceptibilitate la frig și căldură 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 ar putea explica efectul temperaturii ambientale asupra neurodezvoltării ar putea fi deteriorarea calității somnului. Alte mecanisme posibile includ perturbarea funcției placentare, activarea axei hormonale care duce la creșterea producției de cortizol sau procese inflamatorii.

„Constatările noastre contribuie la atragerea atenției asupra vulnerabilității fetușilor și copiilor la schimbările de temperatură”, spune Guxens. Constatările subliniază, de asemenea, necesitatea unor strategii de sănătate publică pentru a proteja comunitățile cele mai vulnerabile în fața catastrofei climatice iminente.