L'exposició al fred i a la calor en els primers anys de vida pot afectar el desenvolupament de la matèria blanca del cervell

Els escàners cerebrals realitzats a més de 2.000 preadolescents suggereixen que l'exposició al fred i a la calor en els primers anys de vida pot tenir efectes duradors en la microestructura de la matèria blanca del cervell, especialment quan es viu en barris pobres. L'estudi, publicat en Nature Climate Change, posa de manifest la vulnerabilitat dels fetus i de la població infantil a les temperatures extremes. Aquesta recerca ha estat liderada per l'Institut de Salut Global de Barcelona (ISGlobal), centre impulsat per la Fundació ”la Caixa”, i el IDIBELL, en col·laboració amb l'Erasmus University Medical Center Rotterdam (ERASMUS MC) i el Centre de Recerca Biomèdica en Xarxa (CIBER): àrees d'Epidemiologia Salut Pública (CIBERESP), i Salut Mental (CIBERSAM).

En l'actual situació d'emergència climàtica, l'impacte de les temperatures extremes en la salut humana és una de les principals preocupacions de la comunitat científica i la societat. La població infantil és especialment vulnerable als canvis de temperatura, ja que els seus mecanismes de termoregulació són encara immadurs.

“Sabem que el cervell en desenvolupament dels fetus i els nens i nenes és particularment susceptible a les exposicions ambientals, i hi ha alguna evidència que l'exposició al fred i a la calor pot afectar el benestar mental i el rendiment cognitiu en menors”, afirma Mònica Guxens, investigadora d’ISGlobal, Erasmus MC i CIBERESP. “No obstant això, falten estudis que avaluïn els possibles canvis en l'estructura cerebral com a resultat d'aquestes exposicions”, afegeix.

En aquest estudi, un equip dirigit per Guxens va analitzar l'estructura de la substància blanca en el cervell de preadolescents per a identificar finestres de susceptibilitat a l'exposició al fred i a la calor en els primers anys de vida. L'anàlisi va incloure a 2.681 nenes i nens de l'Estudi Generació R, una cohort de naixement de Rotterdam, que es van sotmetre a una ressonància magnètica (IRM) entre els 9 i els 12 anys d'edat. El protocol d’IRM va avaluar la connectivitat cerebral mesurant la magnitud i la direcció de la difusió de l'aigua en la substància blanca del cervell. En els cervells més madurs, l'aigua flueix més en una sola direcció que en totes, la qual cosa dona valors més baixos per a un marcador anomenat difusivitat mitjana i valors més alts per a un altre marcador anomenat anisotropia fraccional. L'equip de recerca va utilitzar un enfocament estadístic avançat per a estimar, per a cada participant, l'exposició a temperatures mitjanes mensuals des de la concepció fins als 8 anys d'edat, i el seu efecte sobre aquests paràmetres de connectivitat per ressonància magnètica (difusivitat mitjana i anisotropia fraccional) mesurats als 9-12 anys.

Finestra de susceptibilitat entre l'embaràs i els tres anys

Els resultats mostren que l'exposició al fred durant l'embaràs i el primer any de vida, i l'exposició a la calor des del naixement fins als 3 anys d'edat es van associar amb una major difusivitat mitjana en la preadolescència, la qual cosa apunta a una maduració de la substància blanca més lenta. 'Fred' i 'calor', en aquest cas, es defineixen com a aquelles temperatures que es troben en l'extrem inferior i superior, respectivament, en la distribució de temperatures en la regió d'estudi.

“Les fibres de la substància blanca s'encarreguen de connectar les diferents àrees del cervell, permetent la comunicació entre elles. A mesura que la substància blanca es desenvolupa, aquesta comunicació és més ràpida i eficient. El nostre estudi és com una fotografia en un moment determinat del temps i el que veiem en aquesta imatge és que els participants més exposats al fred i a la calor mostren diferències en un paràmetre —la difusivitat mitjana— que es relaciona amb un nivell de maduració inferior de la substància blanca”, explica Laura Granés, investigadora de l’IDIBELL i ISGlobal i primera autora de l'estudi. “En estudis previs, l'alteració d'aquest paràmetre s'ha relacionat amb una pitjor funció cognitiva i amb determinats problemes de salut mental”, afegeix.

“Els majors canvis en els paràmetres de connectivitat s'observen en els primers anys de vida”, afirma Carles Soriano, coautor de l'estudi i investigador de l’IDIBELL, la UB i el CIBERSAM. “Els nostres resultats suggereixen que és durant aquest període de ràpid desenvolupament cerebral quan l'exposició al fred i a la calor pot tenir efectes duradors en la microestructura de la substància blanca”.

No es va trobar cap associació entre l'exposició a la temperatura en els primers anys de vida i l'anisotropia fraccional als 9-12 anys. L’equip de recerca sosté que una possible explicació és que aquestes dues mètriques reflecteixen canvis microestructurals diferents, i que la difusivitat mitjana pot ser un indicador més sòlid de la maduració de la substància blanca, en comparació amb l'anisotropia fraccional.

La pobresa augmenta el risc

Una anàlisi estratificada per condicions socioeconòmiques va mostrar que les nenes i els nens que vivien en barris més pobres eren més vulnerables a l'exposició al fred i a la calor. En aquests grups les finestres de susceptibilitat al fred i a la calor eren similars a les identificades en la cohort general, però començaven abans. Aquestes diferències poden estar relacionades amb les condicions de l'habitatge i la pobresa energètica.

Un mecanisme important que podria explicar l'efecte de la temperatura ambient en el neurodesenvolupament podria estar relacionat amb una pitjor qualitat de la son. Altres possibles mecanismes són l'alteració de les funcions placentàries, l'activació de l'eix hormonal que condueix a una major producció de cortisol o els processos inflamatoris.

“Les nostres troballes ajuden a conscienciar sobre la vulnerabilitat dels fetus i la població infantil als canvis de temperatura”, afirma Guxens. Els resultats també subratllen la necessitat de dissenyar estratègies de salut pública per a protegir les comunitats més vulnerables davant la imminent emergència climàtica.

Referència

Granés L, Essers E, Ballester J, Petricola S, Tiemeier H, Iñiguez C, Soriano-Mas C and Guxens M. Cold and heat exposure in early life and white matter microstructure in preadolescents. Nat Climate Change. 2024. Doi: 10.1038/s41558-024-02027-w