Вплив спеки та холоду в ранньому віці може вплинути на розвиток білої речовини мозку

Сканування мозку понад 2000 дітей підліткового віку показало, що ранній вплив спеки та холоду може мати довгостроковий вплив на мікроструктуру білої речовини мозку, особливо у тих, хто живе в бідних районах. Дослідження, опубліковане в журналі Nature Climate Change, підкреслює вразливість плодів та дітей до екстремальних температур. Дослідження проводилося під керівництвом Барселонського інституту глобального здоров'я (ISGlobal).

У нинішній кліматичній надзвичайній ситуації вплив екстремальних температур на здоров'я людини викликає серйозне занепокоєння у наукової спільноти та суспільства. Діти особливо вразливі до перепадів температури, оскільки їхні механізми терморегуляції ще незрілі.

«Ми знаємо, що мозок плодів та дітей, що розвивається, особливо чутливий до впливу навколишнього середовища, і є деякі попередні докази того, що вплив холоду та спеки може впливати на психічне благополуччя та когнітивні здібності дітей та підлітків», — каже Моніка Гуксенс, дослідниця ISGlobal, Erasmus MC та CIBERESP. «Однак існує мало досліджень, що оцінюють потенційні зміни в структурі мозку в результаті цих впливів», — додає вона.

У цьому дослідженні команда Гуксенса вивчала структуру білої речовини мозку дітей передпідліткового віку, щоб визначити періоди вразливості до холоду та спеки в ранньому житті. Аналіз включав 2681 дитину з дослідження Generation R у Роттердамі, які пройшли магнітно-резонансну томографію (МРТ) у віці від 9 до 12 років. Протокол МРТ оцінював активність мозку, вимірюючи кількість та напрямок дифузії води в білій речовині мозку.

У старшому мозку вода тече більше в одному напрямку, ніж в усіх напрямках, що призводить до нижчих значень маркера, який називається середньою дифузійністю, та вищих значень маркера, який називається фракційною анізотропією. Дослідницька група використала передовий статистичний підхід для оцінки для кожного учасника впливу середньомісячних температур від зачаття до 8 років та їхнього впливу на ці параметри МРТ (середня дифузійність та фракційна анізотропія), виміряні у віці від 9 до 12 років.

Період сприйнятливості між вагітністю та трьома роками

Результати показали, що вплив холоду під час вагітності та першого року життя, а також вплив тепла від народження до 3 років пов'язані з вищим середнім коефіцієнтом дифузії у препубертатному віці, що вказує на повільніше дозрівання білої речовини. Тут холод і тепло визначаються як температури на нижньому та верхньому кінцях розподілу температури в області інтересу.

«Волоконна білої речовини відповідають за з’єднання різних ділянок мозку, що дозволяє їм спілкуватися. У міру розвитку білої речовини це спілкування стає швидшим та ефективнішим. Наше дослідження схоже на знімок у певний момент часу, і те, що ми бачимо на цьому зображенні, полягає в тому, що учасники, які більше піддавалися впливу холоду та тепла, демонструють відмінності в параметрі – середній дифузійності – що пов’язано з нижчим рівнем дозрівання білої речовини», – пояснює Лаура Грейнс, дослідниця IDIBELL та ISGlobal і перший автор дослідження.

«У попередніх дослідженнях зміни цього параметра були пов’язані з погіршенням когнітивних функцій та деякими проблемами психічного здоров’я», – додає вона.

«Найбільші зміни параметрів зв’язності спостерігаються в перші роки життя», — каже співавтор дослідження Карлес Соріано з IDIBELL, UB та CIBERSAM. «Наші результати свідчать про те, що саме в цей період швидкого розвитку мозку вплив холоду та тепла може мати довготривалий вплив на мікроструктуру білої речовини».

Не було виявлено зв'язку між раннім впливом температури та фракційною анізотропією у віці 9–12 років. Автори припускають, що можливим поясненням є те, що ці два параметри відображають різні мікроструктурні зміни, і що середній коефіцієнт дифузії може бути надійнішим показником дозрівання білої речовини, ніж фракційна анізотропія.

Діти з бідних сімей більше ризикують

Аналіз, стратифікований за соціально-економічними умовами, показав, що діти, які проживають у бідних районах, були більш вразливими до впливу холоду та спеки. Ці діти мали періоди сприйнятливості до холоду та спеки, подібні до тих, що були виявлені в загальній когорті, але вони почалися раніше. Ці відмінності можуть бути пов'язані з умовами життя та енергетичною бідністю.

Одним із важливих механізмів, який може пояснити вплив температури навколишнього середовища на нейророзвиток, може бути погіршення якості сну. Інші можливі механізми включають порушення функції плаценти, активацію гормональної осі, що призводить до збільшення вироблення кортизолу, або запальні процеси.

«Наші висновки допомагають привернути увагу до вразливості плодів та дітей до зміни температури», — каже Гуксенс. Результати дослідження також підкреслюють необхідність стратегій охорони здоров’я для захисту найбільш вразливих спільнот перед обличчям кліматичної катастрофи, що насувається.