L'esposizione al caldo e al freddo in età precoce può influenzare lo sviluppo della materia bianca cerebrale.

Scansioni cerebrali di oltre 2.000 preadolescenti hanno scoperto che l'esposizione precoce al caldo e al freddo può avere effetti a lungo termine sulla microstruttura della materia bianca del cervello, in particolare in coloro che vivono in aree povere. Lo studio, pubblicato sulla rivista Nature Climate Change, evidenzia la vulnerabilità di feti e bambini alle temperature estreme. Lo studio è stato condotto dal Barcelona Institute for Global Health (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 alle variazioni di temperatura perché i loro meccanismi di termoregolazione sono ancora immaturi.

"Sappiamo che il cervello in via di sviluppo di feti e bambini è particolarmente suscettibile alle influenze ambientali, e ci sono prove preliminari che l'esposizione al freddo e al caldo possa influire sul benessere mentale e sulle capacità cognitive di bambini e adolescenti", afferma Monika Guxens, ricercatrice presso ISGlobal, Erasmus MC e CIBERESP. "Tuttavia, sono pochi gli studi che valutano i potenziali cambiamenti nella struttura cerebrale dovuti a queste influenze", aggiunge.

In questo studio, il team di Guxens ha esaminato la struttura della materia bianca nel cervello dei preadolescenti per identificare i periodi di vulnerabilità al freddo e al caldo nella prima infanzia. L'analisi ha incluso 2.681 bambini dello studio Generation R di Rotterdam, sottoposti a risonanza magnetica (RM) tra i 9 e i 12 anni. Il protocollo di risonanza magnetica ha valutato l'attività cerebrale misurando la quantità e la direzione della diffusione dell'acqua nella materia bianca del cervello.

Nei cervelli più anziani, l'acqua scorre più in una direzione che in tutte le direzioni, con conseguenti valori inferiori per un marcatore chiamato diffusività media e valori più elevati 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 effetto su questi parametri di risonanza magnetica (diffusività media e anisotropia frazionaria) misurati tra i 9 e i 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, e l'esposizione al caldo dalla nascita ai 3 anni, erano associate a una diffusività media più elevata nella preadolescenza, a indicare una maturazione più lenta della sostanza bianca. Qui, freddo e caldo sono definiti come temperature ai limiti inferiore e superiore della distribuzione di temperatura nella regione di interesse.

"Le fibre della sostanza bianca sono responsabili della connessione tra diverse aree del cervello, consentendo loro di comunicare. Con lo sviluppo della sostanza bianca, questa comunicazione diventa più veloce ed efficiente. Il nostro studio è come un'istantanea scattata in un determinato momento, e ciò che vediamo in questa immagine è che i partecipanti più esposti al freddo e al caldo mostrano differenze in un parametro – la diffusività media – che è associato a livelli inferiori di maturazione della sostanza bianca", spiega Laura Granes, ricercatrice IDIBELL e ISGlobal e prima autrice dello studio.

"In studi precedenti, i cambiamenti di questo parametro sono stati associati a un peggioramento delle funzioni cognitive e ad alcuni problemi di salute mentale", aggiunge.

"I maggiori cambiamenti nei parametri di connettività si osservano nei primi anni di vita", afferma Carles Soriano, coautore dello studio, dell'IDIBELL, UB e CIBERSAM. "I nostri risultati suggeriscono che è durante questo periodo di rapido sviluppo cerebrale che l'esposizione al freddo e al caldo può avere effetti duraturi sulla microstruttura della materia bianca".

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

I bambini provenienti da famiglie povere sono più a rischio

Analisi stratificate per condizioni socioeconomiche hanno mostrato che i bambini che vivono in aree povere erano più vulnerabili all'esposizione al freddo e al caldo. Questi bambini presentavano finestre di suscettibilità al freddo e al caldo simili a quelle riscontrate nella coorte complessiva, ma con un inizio più precoce. Queste differenze potrebbero essere correlate alle condizioni di vita e alla povertà energetica.

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

"I nostri risultati contribuiscono a richiamare l'attenzione sulla vulnerabilità di feti e bambini ai cambiamenti di temperatura", afferma Guxens. I risultati evidenziano anche la necessità di strategie di salute pubblica per proteggere le comunità più vulnerabili di fronte all'imminente catastrofe climatica.