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

Skenovanie mozgu viac ako 2 000 detí v predpubertálnom veku ukázalo, 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 Nature Climate Change zdôrazňuje zraniteľnosť plodov a detí extrémnymi teplotami. 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 citlivé na zmeny teploty, pretože ich termoregulačné mechanizmy sú ešte nezrelé.

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

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

Vo vyspelejších mozgoch voda prúdi viac v jednom smere ako vo všetkých smeroch, čo dáva nižšie hodnoty pre marker nazývaný priemerná difúzivita a vyššie hodnoty pre marker nazývaný frakčná anizotropia. Výskumný tím použil pokročilý štatistický prístup na odhad pre každého účastníka vystavenia priemerným mesačným teplotám od počatia do veku 8 rokov a ich vplyvu na tieto parametre MRI (priemerná difúzivita a frakčná anizotropia) merané vo veku 9–12 rokov.

Obdobie vnímavosti medzi tehotenstvom a tromi rokmi

Výsledky ukázali, že vystavenie chladu počas tehotenstva a prvého roku života, ako aj vystavenie teplu od narodenia do veku 3 rokov boli spojené s vyššou priemernou difúziou v preadolescencii, čo naznačuje pomalšie dozrievanie bielej hmoty. V tomto prípade sú chlad a teplo definované ako teploty, ktoré sú na spodnom a hornom konci teplotnej distribúcie v skúmanom regióne.

"Vlákna bielej hmoty sú zodpovedné za prepojenie rôznych oblastí mozgu, čo im umožňuje komunikovať. Ako sa biela hmota vyvíja, táto komunikácia sa stáva rýchlejšou a efektívnejšou. Naša štúdia je ako fotografia v určitom časovom bode a na tomto obrázku vidíme, že účastníci, ktorí sú viac vystavení chladu a teplu, vykazujú rozdiely v parametri – priemerná difúzivita – ktorá súvisí s nižšími úrovňami dozrievania bielej hmoty,“ vysvetľuje Laura Granes, výskumníčka IDIBELL a ISGlobal a prvá autorka štúdie..

"V predchádzajúcich štúdiách boli zmeny v tomto parametri spojené so zhoršením kognitívnych funkcií a niektorými problémami duševného zdravia," dodáva.

„Najväčšie zmeny v komunikačných parametroch sú pozorované 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."

Nenašla sa 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 rôzne mikroštrukturálne zmeny a že stredná difúzivita môže byť spoľahlivejším indikátorom dozrievania bielej hmoty v porovnaní s frakčnou anizotropiou.

Viac ohrozené sú deti z chudobných rodín

Analýza stratifikovaná podľa sociálno-ekonomických podmienok zistila, že deti žijúce v chudobných oblastiach boli zraniteľnejšie voči chladu a teplu. U týchto detí boli okná náchylnosti na chlad a teplo podobné tým, ktoré sa našli vo všeobecnej kohorte, ale začali skôr. Tieto rozdiely môžu súvisieť so životnými podmienkami a energetickou chudobou.

Jedným dôležitým mechanizmom, ktorý môže vysvetliť vplyv okolitej teploty na vývoj neurónov, môže byť zhoršenie kvality spánku. Medzi ďalšie možné mechanizmy patrí dysfunkcia placenty, aktivácia hormonálnej osi vedúca k zvýšenej produkcii kortizolu alebo zápalové procesy.

"Naše výsledky pomáhajú upozorniť na zraniteľnosť plodov a detí na meniace sa teploty," hovorí Gouksens. Výsledky tiež zdôrazňujú potrebu vypracovať stratégie verejného zdravia na ochranu najzraniteľnejších komunít zoči-voči hroziacej klimatickej núdzi.