L’esposizione al caldo e al freddo nelle prime fasi della vita può influenzare lo sviluppo della sostanza bianca nel cervello

Scansioni cerebrali di oltre 2.000 bambini preadolescenti hanno dimostrato che l'esposizione precoce al caldo e al freddo può avere effetti a lungo termine sulla microstruttura della sostanza bianca del cervello, soprattutto in coloro che vivono in aree povere. Lo studio, pubblicato su Nature Climate Change, evidenzia la vulnerabilità dei feti e dei bambini alle temperature estreme. Lo studio è stato condotto dall'Istituto di Barcellona per la salute globale (ISGlobal).

Nell'attuale emergenza climatica, l'impatto delle temperature estreme sulla salute umana è motivo di grande preoccupazione per la comunità scientifica e la società. I bambini sono particolarmente vulnerabili agli sbalzi di temperatura poiché i loro meccanismi di termoregolazione sono ancora immaturi.

"Sappiamo che il cervello in via di sviluppo dei feti e dei bambini è particolarmente sensibile alle influenze ambientali, e ci sono alcune prove preliminari che l'esposizione al freddo e al caldo può influenzare il benessere mentale e le capacità cognitive nei bambini e negli adolescenti", afferma Monika Guxens, ricercatore presso ISGlobal, Erasmus MC e CIBERESP. "Tuttavia, ci sono pochi studi che valutano i potenziali cambiamenti nella struttura del cervello come risultato di queste esposizioni", aggiunge.

In questo studio, il team di Guxens ha esaminato la struttura della sostanza bianca nel cervello dei preadolescenti per identificare i periodi di vulnerabilità all'esposizione al freddo e al caldo nei primi anni di vita. L'analisi ha incluso 2.681 bambini dello studio Generation R di Rotterdam che sono stati sottoposti a scansioni di risonanza magnetica (MRI) di età compresa tra 9 e 12 anni. Il protocollo MRI ha valutato l'attività cerebrale misurando la quantità e la direzione della diffusione dell'acqua nella sostanza bianca del cervello.

Nei cervelli più maturi, l'acqua scorre più in una direzione che in tutte le direzioni, dando valori più bassi per un marcatore chiamato diffusività media e valori più alti per un marcatore chiamato anisotropia frazionaria. Il team di ricerca ha utilizzato un approccio statistico avanzato per stimare, per ciascun partecipante, l'esposizione alle temperature medie mensili dal concepimento all'età di 8 anni e il loro impatto su questi parametri MRI (diffusione media e anisotropia frazionaria) misurati all'età di 9-12 anni.

Il periodo di ricettività tra la gravidanza e i tre anni

I risultati hanno mostrato che l'esposizione al freddo durante la gravidanza e il primo anno di vita, così come l'esposizione al calore dalla nascita ai 3 anni di età, erano associati a una diffusività media più elevata nella preadolescenza, indicando una maturazione più lenta della sostanza bianca. In questo caso, il freddo e il caldo sono definiti come le temperature che si trovano alle estremità inferiore e superiore della distribuzione della temperatura nella regione oggetto di studio.

"Le fibre della sostanza bianca sono responsabili della connessione di diverse aree del cervello, consentendo loro di comunicare. Man mano che la materia bianca si sviluppa, questa comunicazione diventa più rapida ed efficiente. Il nostro studio è come una fotografia in un determinato momento nel tempo, e ciò che quello che vediamo in questa immagine mostra che i partecipanti più esposti al freddo e al caldo mostrano differenze in un parametro - la diffusività media - che è associato a livelli più bassi di maturazione della sostanza bianca," spiega Laura Granes, ricercatrice di IDIBELL e ISGlobal e prima autrice dello studio.

"In studi precedenti, i cambiamenti in questo parametro sono stati associati a un peggioramento della funzione cognitiva e ad alcuni problemi di salute mentale", aggiunge.

"I maggiori cambiamenti nei parametri di comunicazione si osservano nei primi anni di vita", afferma il coautore dello studio Carles Soriano di IDIBELL, UB e CIBERSAM. "I nostri risultati suggeriscono che è durante questo periodo di rapido sviluppo del cervello che l'esposizione al freddo e al caldo può avere effetti a lungo termine sulla microstruttura della sostanza bianca."

Non è stata trovata alcuna associazione tra l'esposizione precoce alla temperatura e l'anisotropia frazionata all'età di 9-12 anni. Gli autori suggeriscono che una possibile spiegazione è che i due parametri riflettono diversi cambiamenti microstrutturali e che la diffusività media potrebbe essere un indicatore più affidabile della maturazione della sostanza bianca rispetto all'anisotropia frazionaria.

I bambini provenienti da famiglie povere sono più a rischio

Un'analisi stratificata in base alle condizioni socioeconomiche ha rilevato che i bambini che vivono in aree povere erano più vulnerabili all'esposizione al freddo e al caldo. In questi bambini, le finestre di suscettibilità al freddo e al caldo erano simili a quelle riscontrate nella coorte generale, ma iniziavano prima. Queste differenze potrebbero essere legate alle condizioni di vita e alla povertà energetica.

Un meccanismo importante che potrebbe spiegare l'effetto della temperatura ambientale sullo sviluppo neurologico potrebbe essere il deterioramento della qualità del sonno. Altri possibili meccanismi includono la disfunzione placentare, l'attivazione dell'asse ormonale che porta ad un aumento della produzione di cortisolo o processi infiammatori.

"I nostri risultati aiutano ad attirare l'attenzione sulla vulnerabilità dei feti e dei bambini ai cambiamenti di temperatura", afferma Gouksens. I risultati evidenziano inoltre la necessità di sviluppare strategie di sanità pubblica per proteggere le comunità più vulnerabili di fronte all'imminente emergenza climatica.