Излагането на топлина и студ в ранна възраст може да повлияе на развитието на бялото вещество в мозъка

Сканирането на мозъка на повече от 2000 деца в предпубертетна възраст показа, че ранното излагане на топлина и студ може да има дълготрайни ефекти върху микроструктурата на бялото вещество на мозъка, особено при тези, живеещи в бедни райони. Проучването, публикувано в Nature Climate Change, подчертава уязвимостта на фетусите и децата към екстремни температури. Проучването е ръководено от Барселонския институт за глобално здраве (ISGlobal).

В настоящата извънредна климатична ситуация въздействието на екстремните температури върху човешкото здраве е от голямо значение за научната общност и обществото. Децата са особено уязвими към температурни промени, тъй като техните терморегулаторни механизми са все още незрели.

„Знаем, че развиващият се мозък на фетусите и децата е особено чувствителен към влиянията на околната среда и има някои предварителни доказателства, че излагането на студ и топлина може да повлияе на психическото благополучие и когнитивните способности на децата и юношите“, казва Моника Guxens, изследовател в ISGlobal, Erasmus MC и CIBERESP. „Въпреки това има малко проучвания, оценяващи потенциалните промени в структурата на мозъка в резултат на тези експозиции“, добавя тя.

В това проучване екипът на Guxens разглежда структурата на бялото вещество в мозъците на пред-юношеските деца, за да идентифицира периоди на уязвимост към излагане на студ и топлина в ранния живот. Анализът включва 2681 деца от проучването Generation R в Ротердам, които са били подложени на сканиране с магнитен резонанс (MRI) на възраст между 9 и 12 години. Протоколът за MRI оценява мозъчната активност чрез измерване на количеството и посоката на дифузия на вода в бялото вещество на мозъка.

В по-зрелите мозъци водата тече повече в една посока, отколкото във всички посоки, което дава по-ниски стойности за маркер, наречен средна дифузивност, и по-високи стойности за маркер, наречен фракционна анизотропия. Изследователският екип използва усъвършенстван статистически подход, за да оцени за всеки участник излагането на средни месечни температури от зачеването до 8-годишна възраст и тяхното въздействие върху тези параметри на ЯМР (средна дифузивност и частична анизотропия), измерени на възраст 9–12 години.

Периодът на възприемчивост между бременността и три години

Резултатите показват, че излагането на студ по време на бременност и през първата година от живота, както и излагането на топлина от раждането до 3-годишна възраст, са свързани с по-висока средна дифузия в предюношеството, което показва по-бавно съзряване на бялото вещество. В този случай студът и топлината се определят като температури, които са в долния и горния край на разпределението на температурата в изследваната област.

„Влакната на бялото вещество са отговорни за свързването на различни области на мозъка, което им позволява да комуникират. С развитието на бялото вещество тази комуникация става по-бърза и по-ефективна. Нашето изследване е като снимка в определен момент от време и какво което виждаме в това изображение, показва, че участниците, по-изложени на студ и топлина, показват разлики в параметър – средна дифузивност – който е свързан с по-ниски нива на съзряване на бялото вещество“, обяснява Лаура Грейнс, изследовател на IDIBELL и ISGlobal и първи автор на изследването.

„В предишни проучвания промените в този параметър са били свързани с влошаване на когнитивната функция и някои проблеми с психичното здраве“, добавя тя.

„Най-големите промени в комуникационните параметри се наблюдават през първите години от живота“, казва съавторът на изследването Карлес Сориано от IDIBELL, UB и CIBERSAM. „Нашите резултати предполагат, че именно през този период на бързо развитие на мозъка излагането на студ и топлина може да има дълготраен ефект върху микроструктурата на бялото вещество.“

Не е открита връзка между ранното излагане на температура и частичната анизотропия на възраст 9–12 години. Авторите предполагат, че възможно обяснение е, че двата параметъра отразяват различни микроструктурни промени и че средната дифузивност може да бъде по-надежден индикатор за съзряването на бялото вещество в сравнение с фракционната анизотропия.

Децата от бедни семейства са изложени на по-голям риск

Анализ, стратифициран по социално-икономически условия, установи, че децата, живеещи в бедни райони, са по-уязвими от излагане на студ и топлина. При тези деца прозорците на чувствителност към студ и топлина са подобни на тези в общата кохорта, но започват по-рано. Тези разлики може да са свързани с условията на живот и енергийната бедност.

Един важен механизъм, който може да обясни ефекта на околната температура върху неврологичното развитие, може да бъде влошаването на качеството на съня. Други възможни механизми включват плацентарна дисфункция, активиране на хормоналната ос, което води до повишено производство на кортизол, или възпалителни процеси.

„Нашите резултати ни помагат да привлечем вниманието към уязвимостта на фетусите и децата към променящите се температури“, казва Гуксенс. Резултатите също подчертават необходимостта от разработване на стратегии за обществено здраве за защита на най-уязвимите общности в лицето на задаващата се извънредна климатична ситуация.