Izpostavljenost vročini in mrazu zgodaj v življenju lahko vpliva na razvoj bele snovi v možganih

Skeniranje možganov več kot 2000 predpubertetnih otrok je pokazalo, da ima lahko zgodnja izpostavljenost vročini in mrazu dolgoročne učinke na mikrostrukturo možganske bele snovi, zlasti pri tistih, ki živijo v revnih območjih. Študija, objavljena v Nature Climate Change, poudarja ranljivost zarodkov in otrok na ekstremne temperature. Študijo je vodil Barcelonski inštitut za globalno zdravje (ISGlobal).

V trenutnih podnebnih razmerah je vpliv ekstremnih temperatur na zdravje ljudi zelo zaskrbljujoč za znanstveno skupnost in družbo. Otroci so še posebej občutljivi na temperaturne spremembe, saj so njihovi termoregulacijski mehanizmi še nezreli.

»Vemo, da so razvijajoči se možgani zarodkov in otrok še posebej občutljivi na vplive okolja in obstaja nekaj predhodnih dokazov, da lahko izpostavljenost mrazu in vročini vpliva na duševno počutje in kognitivne sposobnosti pri otrocih in mladostnikih,« pravi Monika Guxens, raziskovalec pri ISGlobal, Erasmus MC in CIBERESP. "Vendar pa obstaja le malo študij, ki ocenjujejo morebitne spremembe v možganski strukturi zaradi teh izpostavljenosti," dodaja.

V tej študiji je Guxensova ekipa preučevala strukturo bele snovi v možganih pred puberteto, da bi prepoznala obdobja ranljivosti za izpostavljenost mrazu in vročini v zgodnjem življenju. Analiza je vključevala 2.681 otrok iz študije Generation R v Rotterdamu, ki so bili podvrženi slikanju z magnetno resonanco (MRI) v starosti od 9 do 12 let. Protokol MRI je ocenil možgansko aktivnost z merjenjem količine in smeri difuzije vode v možganski beli snovi.

V zrelejših možganih voda teče bolj v eno smer kot v vse smeri, kar daje nižje vrednosti za marker, imenovan povprečna difuznost, in višje vrednosti za marker, imenovan frakcijska anizotropija. Raziskovalna skupina je uporabila napreden statistični pristop, da bi za vsakega udeleženca ocenila izpostavljenost povprečnim mesečnim temperaturam od spočetja do starosti 8 let in njihov vpliv na te parametre MRI (povprečna difuznost in delna anizotropija), izmerjene v starosti 9–12 let.

Obdobje receptivnosti med nosečnostjo in tremi leti

Rezultati so pokazali, da je bila izpostavljenost mrazu med nosečnostjo in v prvem letu življenja ter izpostavljenost toploti od rojstva do 3. Leta starosti povezana z večjo povprečno difuznostjo v predpuberteti, kar kaže na počasnejše zorenje bele snovi. V tem primeru sta mraz in toplota opredeljena kot temperaturi, ki sta na spodnjem in zgornjem koncu temperaturne porazdelitve v proučevanem območju.

"Vlakna bele snovi so odgovorna za povezovanje različnih področij možganov, kar jim omogoča komunikacijo. Ko se bela snov razvija, postaja ta komunikacija hitrejša in učinkovitejša. Naša študija je kot fotografija v določenem trenutku in kaj ki ga vidimo na tej sliki, kaže, da udeleženci, ki so bolj izpostavljeni mrazu in vročini, kažejo razlike v parametru – srednji difuznosti – ki je povezan z nižjimi stopnjami zorenja bele snovi,« pojasnjuje Laura Granes, raziskovalka IDIBELL in ISGlobal ter prva avtorica študije..

»V prejšnjih študijah so bile spremembe tega parametra povezane s poslabšanjem kognitivnih funkcij in nekaterimi težavami z duševnim zdravjem,« dodaja.

»Največje spremembe komunikacijskih parametrov opazimo v prvih letih življenja,« pravi soavtor študije Carles Soriano iz IDIBELL, UB in CIBERSAM. "Naši rezultati kažejo, da ima lahko izpostavljenost mrazu in vročini v tem obdobju hitrega razvoja možganov dolgotrajne učinke na mikrostrukturo bele snovi."

Ni bilo nobene povezave med zgodnjo izpostavljenostjo temperaturi in delno anizotropijo v starosti 9–12 let. Avtorji predlagajo, da je možna razlaga ta, da oba parametra odražata različne mikrostrukturne spremembe in da je lahko povprečna difuzivnost bolj zanesljiv pokazatelj zorenja bele snovi v primerjavi z delno anizotropijo.

Otroci iz revnih družin so bolj ogroženi

Analiza, stratificirana glede na socialno-ekonomske razmere, je pokazala, da so otroci, ki živijo v revnih območjih, bolj ranljivi za izpostavljenost mrazu in vročini. Pri teh otrocih so bila okna dovzetnosti za mraz in vročino podobna tistim v splošni kohorti, vendar so se začela prej. Te razlike so lahko povezane z življenjskimi razmerami in energetsko revščino.

Eden od pomembnih mehanizmov, ki lahko pojasni vpliv temperature okolja na nevrorazvoj, je lahko poslabšanje kakovosti spanja. Drugi možni mehanizmi vključujejo disfunkcijo placente, aktivacijo hormonske osi, ki vodi do povečane proizvodnje kortizola, ali vnetne procese.

"Naši rezultati pomagajo opozoriti na ranljivost plodov in otrok na spreminjajoče se temperature," pravi Gouksens. Rezultati tudi poudarjajo potrebo po razvoju strategij javnega zdravja za zaščito najbolj ranljivih skupnosti pred grozečo podnebno krizo.