Paparan panas dan dingin pada usia dini dapat memengaruhi perkembangan materi putih otak

Pemindaian otak terhadap lebih dari 2.000 anak praremaja menemukan bahwa paparan dini terhadap panas dan dingin dapat berdampak jangka panjang pada struktur mikro materi putih otak, terutama pada mereka yang tinggal di daerah miskin. Studi yang dipublikasikan dalam jurnal Nature Climate Change ini menyoroti kerentanan janin dan anak-anak terhadap suhu ekstrem. Studi ini dipimpin oleh Institut Kesehatan Global Barcelona (ISGlobal).

Dalam keadaan darurat iklim saat ini, dampak suhu ekstrem terhadap kesehatan manusia menjadi perhatian besar bagi komunitas ilmiah dan masyarakat. Anak-anak sangat rentan terhadap perubahan suhu karena mekanisme pengaturan suhu tubuh mereka belum matang.

"Kita tahu bahwa perkembangan otak janin dan anak-anak sangat rentan terhadap pengaruh lingkungan, dan ada beberapa bukti awal bahwa paparan dingin dan panas dapat memengaruhi kesejahteraan mental dan kemampuan kognitif pada anak-anak dan remaja," kata Monika Guxens, seorang peneliti di ISGlobal, Erasmus MC, dan CIBERESP. "Namun, hanya ada sedikit penelitian yang menilai potensi perubahan dalam struktur otak sebagai akibat dari pengaruh ini," tambahnya.

Dalam penelitian ini, tim Guxens mengamati struktur materi putih di otak anak-anak praremaja untuk mengidentifikasi periode kerentanan terhadap dingin dan panas di awal kehidupan. Analisis tersebut melibatkan 2.681 anak dari penelitian Generasi R di Rotterdam yang menjalani pemindaian pencitraan resonansi magnetik (MRI) antara usia 9 dan 12 tahun. Protokol MRI menilai aktivitas otak dengan mengukur jumlah dan arah difusi air di materi putih otak.

Pada otak yang lebih tua, air mengalir lebih banyak dalam satu arah daripada ke semua arah, yang menghasilkan nilai yang lebih rendah untuk penanda yang disebut difusivitas rata-rata dan nilai yang lebih tinggi untuk penanda yang disebut anisotropi fraksional. Tim peneliti menggunakan pendekatan statistik tingkat lanjut untuk memperkirakan, untuk setiap peserta, paparan terhadap suhu bulanan rata-rata sejak konsepsi hingga usia 8 tahun dan efeknya pada parameter MRI ini (difusivitas rata-rata dan anisotropi fraksional) yang diukur pada usia 9 hingga 12 tahun.

Periode penerimaan antara kehamilan dan tiga tahun

Hasil penelitian menunjukkan bahwa paparan dingin selama kehamilan dan tahun pertama kehidupan, serta paparan panas sejak lahir hingga usia 3 tahun, dikaitkan dengan difusivitas rata-rata yang lebih tinggi pada masa praremaja, yang menunjukkan pematangan materi putih yang lebih lambat. Di sini, dingin dan panas didefinisikan sebagai suhu di ujung bawah dan atas distribusi suhu di wilayah yang dimaksud.

"Serat-serat materi putih bertanggung jawab untuk menghubungkan berbagai area otak, sehingga memungkinkan mereka untuk berkomunikasi. Seiring berkembangnya materi putih, komunikasi ini menjadi lebih cepat dan lebih efisien. Studi kami seperti potret pada titik waktu tertentu, dan apa yang kami lihat dalam gambar ini adalah bahwa partisipan yang lebih terpapar dingin dan panas menunjukkan perbedaan dalam parameter - difusivitas rata-rata - yang dikaitkan dengan tingkat pematangan materi putih yang lebih rendah," jelas Laura Granes, peneliti IDIBELL dan ISGlobal serta penulis pertama studi tersebut.

"Dalam penelitian sebelumnya, perubahan parameter ini telah dikaitkan dengan memburuknya fungsi kognitif dan beberapa masalah kesehatan mental," tambahnya.

"Perubahan terbesar dalam parameter konektivitas diamati pada tahun-tahun pertama kehidupan," kata rekan penulis studi Carles Soriano dari IDIBELL, UB dan CIBERSAM. "Hasil kami menunjukkan bahwa selama periode perkembangan otak yang pesat inilah paparan terhadap dingin dan panas dapat memiliki efek jangka panjang pada mikrostruktur materi putih."

Tidak ditemukan hubungan antara paparan suhu dini dan anisotropi fraksional pada usia 9–12 tahun. Penulis menyarankan bahwa kemungkinan penjelasannya adalah bahwa kedua parameter tersebut mencerminkan perubahan mikrostruktur yang berbeda dan itu berarti difusivitas mungkin merupakan indikator pematangan materi putih yang lebih andal daripada anisotropi fraksional.

Anak-anak dari keluarga miskin lebih berisiko

Analisis yang dikelompokkan berdasarkan kondisi sosial ekonomi menunjukkan bahwa anak-anak yang tinggal di daerah miskin lebih rentan terhadap paparan dingin dan panas. Anak-anak ini memiliki rentang kerentanan terhadap dingin dan panas yang serupa dengan yang ditemukan pada kelompok secara keseluruhan, tetapi mereka mulai lebih awal. Perbedaan ini mungkin terkait dengan kondisi kehidupan dan kemiskinan energi.

Salah satu mekanisme penting yang dapat menjelaskan pengaruh suhu lingkungan terhadap perkembangan saraf adalah penurunan kualitas tidur. Mekanisme lain yang mungkin termasuk gangguan fungsi plasenta, aktivasi aksis hormonal yang menyebabkan peningkatan produksi kortisol, atau proses inflamasi.

"Temuan kami membantu menarik perhatian pada kerentanan janin dan anak-anak terhadap perubahan suhu," kata Guxens. Temuan ini juga menyoroti perlunya strategi kesehatan masyarakat untuk melindungi masyarakat yang paling rentan dalam menghadapi bencana iklim yang mengancam.