Η έκθεση στη ζέστη και το κρύο νωρίς στη ζωή μπορεί να επηρεάσει την ανάπτυξη της λευκής ουσίας στον εγκέφαλο

Οι σαρώσεις εγκεφάλου σε περισσότερα από 2.000 παιδιά προεφηβικής ηλικίας έχουν δείξει ότι η πρώιμη έκθεση στη ζέστη και το κρύο μπορεί να έχει μακροπρόθεσμες επιπτώσεις στη μικροδομή της λευκής ουσίας του εγκεφάλου, ειδικά σε όσους ζουν σε φτωχές περιοχές. Η μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο Nature Climate Change, υπογραμμίζει την ευπάθεια των εμβρύων και των παιδιών σε ακραίες θερμοκρασίες. Επικεφαλής της μελέτης ήταν το Ινστιτούτο Παγκόσμιας Υγείας της Βαρκελώνης (ISGlobal).

Στην τρέχουσα κλιματική έκτακτη ανάγκη, ο αντίκτυπος των ακραίων θερμοκρασιών στην ανθρώπινη υγεία προκαλεί μεγάλη ανησυχία για την επιστημονική κοινότητα και την κοινωνία. Τα παιδιά είναι ιδιαίτερα ευάλωτα στις αλλαγές θερμοκρασίας καθώς οι θερμορρυθμιστικοί μηχανισμοί τους είναι ακόμα ανώριμοι.

"Γνωρίζουμε ότι ο αναπτυσσόμενος εγκέφαλος των εμβρύων και των παιδιών είναι ιδιαίτερα ευαίσθητος στις περιβαλλοντικές επιρροές και υπάρχουν κάποιες προκαταρκτικές ενδείξεις ότι η έκθεση στο κρύο και τη ζέστη μπορεί να επηρεάσει την ψυχική ευεξία και τις γνωστικές ικανότητες σε παιδιά και εφήβους", λέει η Monika Guxens, ερευνητής στο ISGlobal, στο Erasmus MC και στο CIBERESP. "Ωστόσο, υπάρχουν λίγες μελέτες που αξιολογούν πιθανές αλλαγές στη δομή του εγκεφάλου ως αποτέλεσμα αυτών των εκθέσεων", προσθέτει.

Σε αυτή τη μελέτη, η ομάδα του Guxens εξέτασε τη δομή της λευκής ουσίας στον εγκέφαλο των προεφηβικών για να εντοπίσει περιόδους ευπάθειας στην έκθεση στο κρύο και τη ζέστη στην πρώιμη ζωή. Η ανάλυση περιελάμβανε 2.681 παιδιά από τη μελέτη Generation R στο Ρότερνταμ που υποβλήθηκαν σε μαγνητική τομογραφία (MRI) μεταξύ 9 και 12 ετών. Το πρωτόκολλο MRI αξιολόγησε την εγκεφαλική δραστηριότητα μετρώντας την ποσότητα και την κατεύθυνση της διάχυσης του νερού στη λευκή ουσία του εγκεφάλου.

Σε πιο ώριμους εγκεφάλους, το νερό ρέει περισσότερο προς μία κατεύθυνση παρά προς όλες τις κατευθύνσεις, δίνοντας χαμηλότερες τιμές για έναν δείκτη που ονομάζεται μέση διάχυση και υψηλότερες τιμές για έναν δείκτη που ονομάζεται κλασματική ανισοτροπία. Η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε μια προηγμένη στατιστική προσέγγιση για να εκτιμήσει, για κάθε συμμετέχοντα, την έκθεση σε μέσες μηνιαίες θερμοκρασίες από τη σύλληψη έως την ηλικία των 8 ετών και τον αντίκτυπό τους σε αυτές τις παραμέτρους MRI (μέση διαχυτικότητα και κλασματική ανισοτροπία) που μετρήθηκαν στις ηλικίες 9-12.

Η περίοδος δεκτικότητας μεταξύ εγκυμοσύνης και τριών ετών

Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η έκθεση στο κρύο κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης και του πρώτου έτους της ζωής, καθώς και η έκθεση στη θερμότητα από τη γέννηση έως την ηλικία των 3 ετών, συσχετίστηκαν με υψηλότερη μέση διάχυση στην προεφηβική ηλικία, υποδηλώνοντας βραδύτερη ωρίμανση της λευκής ουσίας. Σε αυτήν την περίπτωση, το κρύο και η ζέστη ορίζονται ως θερμοκρασίες που βρίσκονται στο κάτω και στο ανώτερο άκρο της κατανομής της θερμοκρασίας στην υπό μελέτη περιοχή.

"Οι ίνες λευκής ύλης είναι υπεύθυνες για τη σύνδεση διαφορετικών περιοχών του εγκεφάλου, επιτρέποντάς τους να επικοινωνούν. Καθώς αναπτύσσεται η λευκή ουσία, αυτή η επικοινωνία γίνεται ταχύτερη και πιο αποτελεσματική. Η μελέτη μας μοιάζει με μια φωτογραφία σε μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή και τι βλέπουμε σε αυτή την εικόνα να δείχνει ότι οι συμμετέχοντες που εκτίθενται περισσότερο στο κρύο και τη ζέστη παρουσιάζουν διαφορές σε μια παράμετρο -μέση διάχυση- που σχετίζεται με χαμηλότερα επίπεδα ωρίμανσης της λευκής ουσίας», εξηγεί η Laura Granes, ερευνήτρια IDIBELL και ISGlobal και πρώτη συγγραφέας της μελέτης..

"Σε προηγούμενες μελέτες, οι αλλαγές σε αυτήν την παράμετρο έχουν συσχετιστεί με επιδείνωση της γνωστικής λειτουργίας και ορισμένα προβλήματα ψυχικής υγείας", προσθέτει.

«Οι μεγαλύτερες αλλαγές στις παραμέτρους επικοινωνίας παρατηρούνται στα πρώτα χρόνια της ζωής», λέει ο συν-συγγραφέας της μελέτης Carles Soriano από τις IDIBELL, UB και CIBERSAM. "Τα αποτελέσματά μας υποδηλώνουν ότι κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου ταχείας ανάπτυξης του εγκεφάλου η έκθεση στο κρύο και στη ζέστη μπορεί να έχει μακροχρόνιες επιπτώσεις στη μικροδομή της λευκής ουσίας."

Δεν βρέθηκε συσχέτιση μεταξύ της πρώιμης έκθεσης σε θερμοκρασία και της κλασματικής ανισοτροπίας στις ηλικίες 9-12 ετών. Οι συγγραφείς προτείνουν ότι μια πιθανή εξήγηση είναι ότι οι δύο παράμετροι αντικατοπτρίζουν διαφορετικές μικροδομικές αλλαγές και ότι η μέση διάχυση μπορεί να είναι πιο αξιόπιστος δείκτης ωρίμανσης της λευκής ουσίας σε σύγκριση με την κλασματική ανισοτροπία.

Τα παιδιά από φτωχές οικογένειες κινδυνεύουν περισσότερο

Ανάλυση στρωματοποιημένη με βάση τις κοινωνικοοικονομικές συνθήκες διαπίστωσε ότι τα παιδιά που ζούσαν σε φτωχές περιοχές ήταν πιο ευάλωτα στην έκθεση στο κρύο και τη ζέστη. Σε αυτά τα παιδιά, τα παράθυρα ευαισθησίας στο κρύο και τη ζέστη ήταν παρόμοια με αυτά που βρέθηκαν στη γενική κοόρτη, αλλά ξεκίνησαν νωρίτερα. Αυτές οι διαφορές μπορεί να σχετίζονται με τις συνθήκες διαβίωσης και την ενεργειακή φτώχεια.

Ένας σημαντικός μηχανισμός που μπορεί να εξηγήσει την επίδραση της θερμοκρασίας περιβάλλοντος στη νευροανάπτυξη μπορεί να είναι η επιδείνωση της ποιότητας του ύπνου. Άλλοι πιθανοί μηχανισμοί περιλαμβάνουν δυσλειτουργία του πλακούντα, ενεργοποίηση του ορμονικού άξονα που οδηγεί σε αυξημένη παραγωγή κορτιζόλης ή φλεγμονώδεις διεργασίες.

"Τα αποτελέσματά μας βοηθούν να επιστήσουμε την προσοχή στην ευπάθεια των εμβρύων και των παιδιών στις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες", λέει ο Gouksens. Τα αποτελέσματα υπογραμμίζουν επίσης την ανάγκη ανάπτυξης στρατηγικών δημόσιας υγείας για την προστασία των πιο ευάλωτων κοινοτήτων ενόψει μιας επικείμενης κλιματικής έκτακτης ανάγκης.