Vystavenie teplu a chladu v ranom veku môže ovplyvniť vývoj bielej hmoty mozgu

Skenovanie mozgu viac ako 2 000 detí pred pubertou zistilo, že skoré vystavenie teplu a chladu môže mať dlhodobé účinky na mikroštruktúru bielej hmoty mozgu, najmä u tých, ktorí žijú v chudobných oblastiach. Štúdia publikovaná v časopise Nature Climate Change zdôrazňuje zraniteľnosť plodov a detí voči extrémnym teplotám. Štúdiu viedol Barcelonský inštitút pre globálne zdravie (ISGlobal).

V súčasnej klimatickej núdzi je vplyv extrémnych teplôt na ľudské zdravie veľkým problémom pre vedeckú komunitu a spoločnosť. Deti sú obzvlášť zraniteľné voči teplotným zmenám, pretože ich termoregulačné mechanizmy sú ešte nezrelé.

„Vieme, že vyvíjajúci sa mozog plodov a detí je obzvlášť citlivý na vplyvy prostredia a existujú určité predbežné dôkazy o tom, že vystavenie chladu a teplu môže ovplyvniť duševnú pohodu a kognitívne schopnosti detí a dospievajúcich,“ hovorí Monika Guxens, výskumníčka v ISGlobal, Erasmus MC a CIBERESP. „Existuje však len málo štúdií, ktoré by hodnotili potenciálne zmeny v štruktúre mozgu v dôsledku týchto vplyvov,“ dodáva.

V tejto štúdii sa Guxensov tím zaoberal štruktúrou bielej hmoty v mozgu predpubertálnych detí, aby identifikoval obdobia zraniteľnosti voči chladu a teplu v ranom veku. Analýza zahŕňala 2 681 detí zo štúdie Generácia R v Rotterdame, ktoré podstúpili vyšetrenie magnetickou rezonanciou (MRI) vo veku od 9 do 12 rokov. Protokol MRI hodnotil mozgovú aktivitu meraním množstva a smeru difúzie vody v bielej hmote mozgu.

V starších mozgoch voda prúdi viac jedným smerom ako všetkými smermi, čo vedie k nižším hodnotám markera nazývaného priemerná difuzivita a vyšším hodnotám markera nazývaného frakčná anizotropia. Výskumný tím použil pokročilý štatistický prístup na odhad vystavenia každého účastníka priemerným mesačným teplotám od počatia do 8 rokov a ich vplyvu na tieto parametre MRI (priemerná difuzivita a frakčná anizotropia) merané vo veku 9 až 12 rokov.

Obdobie vnímavosti medzi tehotenstvom a tromi rokmi

Výsledky ukázali, že vystavenie chladu počas tehotenstva a prvého roku života a vystavenie teplu od narodenia do 3 rokov boli spojené s vyššou priemernou difuzivitou v preadolescencii, čo naznačuje pomalšie dozrievanie bielej hmoty. Chlad a teplo sú tu definované ako teploty na dolnom a hornom konci rozloženia teplôt v oblasti záujmu.

„Vlákna bielej hmoty sú zodpovedné za prepojenie rôznych oblastí mozgu, čo im umožňuje komunikáciu. S vývojom bielej hmoty sa táto komunikácia stáva rýchlejšou a efektívnejšou. Naša štúdia je ako snímka v určitom časovom bode a na tomto obrázku vidíme, že účastníci viac vystavení chladu a teplu vykazujú rozdiely v parametri – priemernej difuzivite – ktorý je spojený s nižšou úrovňou dozrievania bielej hmoty,“ vysvetľuje Laura Granesová, výskumníčka spoločností IDIBELL a ISGlobal a prvá autorka štúdie.

„V predchádzajúcich štúdiách boli zmeny tohto parametra spojené so zhoršením kognitívnych funkcií a niektorými problémami duševného zdravia,“ dodáva.

„Najväčšie zmeny v parametroch konektivity sa pozorujú v prvých rokoch života,“ hovorí spoluautor štúdie Carles Soriano z IDIBELL, UB a CIBERSAM. „Naše výsledky naznačujú, že práve počas tohto obdobia rýchleho vývoja mozgu môže mať vystavenie chladu a teplu dlhodobé účinky na mikroštruktúru bielej hmoty.“

Nebola zistená žiadna súvislosť medzi skorým vystavením teplote a frakčnou anizotropiou vo veku 9 – 12 rokov. Autori naznačujú, že možným vysvetlením je, že tieto dva parametre odrážajú odlišné mikroštrukturálne zmeny a že priemerná difuzivita môže byť spoľahlivejším indikátorom dozrievania bielej hmoty ako frakčná anizotropia.

Deti z chudobných rodín sú viac ohrozené

Analýza stratifikovaná podľa socioekonomických podmienok ukázala, že deti žijúce v chudobných oblastiach boli zraniteľnejšie voči chladu a teplu. Tieto deti mali podobné obdobia náchylnosti na chlad a teplo ako deti v celkovej kohorte, ale začali skôr. Tieto rozdiely môžu súvisieť so životnými podmienkami a energetickou chudobou.

Jedným dôležitým mechanizmom, ktorý môže vysvetliť vplyv teploty okolia na neurologický vývoj, môže byť zhoršenie kvality spánku. Medzi ďalšie možné mechanizmy patrí narušenie placentárnej funkcie, aktivácia hormonálnej osi vedúca k zvýšenej produkcii kortizolu alebo zápalové procesy.

„Naše zistenia pomáhajú upriamiť pozornosť na zraniteľnosť plodov a detí voči meniacim sa teplotám,“ hovorí Guxens. Zistenia tiež zdôrazňujú potrebu stratégií verejného zdravia na ochranu najzraniteľnejších komunít tvárou v tvár hroziacej klimatickej katastrofe.