Η έκθεση σε ζέστη και κρύο σε νεαρή ηλικία μπορεί να επηρεάσει την ανάπτυξη της λευκής ουσίας του εγκεφάλου

Εγκεφαλικές τομογραφίες σε περισσότερα από 2.000 παιδιά προεφηβικής ηλικίας διαπίστωσαν ότι η πρώιμη έκθεση στη ζέστη και το κρύο μπορεί να έχει μακροπρόθεσμες επιπτώσεις στη μικροδομή της λευκής ουσίας του εγκεφάλου, ιδιαίτερα σε όσους ζουν σε φτωχές περιοχές. Η μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature Climate Change, υπογραμμίζει την ευαλωτότητα των εμβρύων και των παιδιών σε ακραίες θερμοκρασίες. Η μελέτη διεξήχθη από το Ινστιτούτο Παγκόσμιας Υγείας της Βαρκελώνης (ISGlobal).

Στην τρέχουσα κλιματική κρίση, ο αντίκτυπος των ακραίων θερμοκρασιών στην ανθρώπινη υγεία προκαλεί μεγάλη ανησυχία στην επιστημονική κοινότητα και την κοινωνία. Τα παιδιά είναι ιδιαίτερα ευάλωτα στις μεταβολές της θερμοκρασίας επειδή οι θερμορυθμιστικοί μηχανισμοί τους είναι ανώριμοι.

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

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

Σε μεγαλύτερους σε ηλικία εγκεφάλους, το νερό ρέει περισσότερο προς μία κατεύθυνση παρά προς όλες τις κατευθύνσεις, με αποτέλεσμα χαμηλότερες τιμές για έναν δείκτη που ονομάζεται μέση διαχυτικότητα 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 την επίδρασή τους σε αυτές τις παραμέτρους μαγνητικής τομογραφίας (μέση διαχυτικότητα και κλασματική ανισοτροπία) που μετρήθηκαν σε ηλικίες 9 έως 12 ετών.

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 ζωής, καθώς και η έκθεση στη θερμότητα από τη γέννηση έως την ηλικία των 3 ετών, συσχετίστηκαν με υψηλότερη μέση διαχυτικότητα στην προεφηβεία, υποδεικνύοντας βραδύτερη ωρίμανση της λευκής ουσίας. Εδώ, το κρύο και η θερμότητα ορίζονται ως θερμοκρασίες στα κατώτερα και ανώτερα άκρα της κατανομής θερμοκρασίας στην περιοχή ενδιαφέροντος.

«Οι ίνες της λευκής ουσίας είναι υπεύθυνες για τη σύνδεση διαφορετικών περιοχών του εγκεφάλου, επιτρέποντάς τους να επικοινωνούν. Καθώς η λευκή ουσία αναπτύσσεται, αυτή η επικοινωνία γίνεται ταχύτερη και πιο αποτελεσματική. Η μελέτη μας είναι σαν ένα στιγμιότυπο σε μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή και αυτό που βλέπουμε σε αυτήν την εικόνα είναι ότι οι συμμετέχοντες που εκτίθενται περισσότερο στο κρύο και τη ζέστη παρουσιάζουν διαφορές σε μια παράμετρο - τη μέση διαχυτικότητα - που σχετίζεται με χαμηλότερα επίπεδα ωρίμανσης της λευκής ουσίας», εξηγεί η Laura Granes, ερευνήτρια των 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 συνδεσιμότητας παρατηρούνται κατά τα πρώτα χρόνια της ζωής», λέει ο συν-συγγραφέας της μελέτης Carles Soriano των IDIBELL, UB και CIBERSAM. «Τα αποτελέσματά μας υποδηλώνουν ότι κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου ταχείας ανάπτυξης του εγκεφάλου η έκθεση στο κρύο και τη 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 αντανακλούν διαφορετικές μικροδομικές αλλαγές και ότι η μέση διαχυτικότητα μπορεί να είναι ένας πιο αξιόπιστος δείκτης ωρίμανσης της λευκής ουσίας από την κλασματική ανισοτροπία.

Τα παιδιά από φτωχές οικογένειες διατρέχουν μεγαλύτερο κίνδυνο

Η ανάλυση που διαστρωματώθηκε με βάση τις κοινωνικοοικονομικές συνθήκες έδειξε ότι τα παιδιά που ζουν σε φτωχές περιοχές ήταν πιο ευάλωτα στην έκθεση στο κρύο και τη ζέστη. Αυτά τα παιδιά είχαν παράθυρα ευαισθησίας στο κρύο και τη ζέστη παρόμοια με αυτά που βρέθηκαν στη συνολική ομάδα, 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 στην νευροανάπτυξη μπορεί να είναι η επιδείνωση της ποιότητας του ύπνου. Άλλοι πιθανοί μηχανισμοί περιλαμβάνουν τη διαταραχή της πλακουντιακής λειτουργίας, την ενεργοποίηση του ορμονικού άξονα που οδηγεί σε αυξημένη παραγωγή κορτιζόλης ή φλεγμονώδεις διεργασίες.

«Τα ευρήματά μας βοηθούν να επιστήσουμε την προσοχή στην ευαλωτότητα των εμβρύων και των παιδιών στις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες», λέει ο Guxens. Τα ευρήματα υπογραμμίζουν επίσης την ανάγκη για στρατηγικές δημόσιας υγείας για την προστασία των πιο ευάλωτων κοινοτήτων ενόψει της επικείμενης κλιματικής καταστροφής.