Молочные зубы помогли ученым понять, как раннее воздействие металлов связано с последующим развитием мозга

Согласно проведенному исследованию, молочные зубы могут хранить подробную «биологическую хронику» раннего воздействия металлов — от внутриутробного периода до первых месяцев жизни ребенка. Именно в эти периоды развивающийся мозг может быть особенно чувствителен к воздействию тяжелых металлов, а последствия могут проявляться позже — в детском и подростковом возрасте.

Исследователи использовали биомаркеры молочных зубов, чтобы отследить воздействие металлов на плод и младенца, а затем сопоставили эти данные с поведенческими показателями и результатами МРТ головного мозга у детей 8–14 лет.

Как молочные зубы помогают восстановить раннюю историю воздействия металлов?

Факторы окружающей среды, включая воздействие металлов, могут взаимодействовать с генетическими особенностями и повышать риск нарушений психического здоровья. По данным, приведенным в материале, такие расстройства сегодня затрагивают примерно каждого седьмого ребенка и подростка в мире. При этом точно оценить, какие факторы воздействовали на ребенка еще на ранних сроках беременности, обычно сложно.

Для этой задачи авторы использовали молочные зубы как биомаркер. Они начинают формироваться во втором триместре беременности и накапливают следы веществ слоями, почти как годичные кольца дерева. Благодаря этому можно восстановить изменения воздействия металлов буквально по неделям.

Образцы зубов анализировали в точках, соответствующих периоду от четырех месяцев беременности до 10 месяцев после рождения. Одна точка отбора приходилась примерно на каждые 7–10 дней. Это позволило восстановить еженедельные концентрации девяти металлов — примерно с 20 недель до рождения и до 40–44 недель после рождения.

Изучались следующие металлы:

• марганец;
• цинк;
• свинец;
• магний;
• литий;
• медь;
• стронций;
• барий;
• олово.

Отдельно исследователи оценивали поведение детей с помощью анкетирования, а также анализировали структуру и функции мозга по данным МРТ. Для МРТ использовались три показателя:

• общий объем мозга;
• показатель функциональной связности между участками мозга;
• состояние проводящих нервных путей.

Данные параметры особенно активно формируются в раннем возрасте, а максимальная скорость роста приходится на перинатальный период.

Какие периоды оказались наиболее чувствительными?

Как свидетельствуют данные, опубликованные в новостной ленте клиники Генезис, исследователи обнаружили, что уровень марганца в дентине достигал пика во втором триместре беременности, затем резко снижался перед родами, а после рождения уменьшение становилось менее выраженным. Большинство других металлов, кроме бария и стронция, оставались относительно стабильными и немного повышались после рождения.

При анализе поведения детей были выявлены два послеродовых периода, когда более высокое воздействие смесей металлов было связано с изменениями поведенческих показателей в более позднем возрасте:

• 4–8 недель после рождения;
• 32–42 недели после рождения.

В ранний период основной вклад был связан с марганцем. В более поздний период — с марганцем, магнием и оловом. Однако, когда исследователи отдельно рассматривали интернализующие и экстернализующие поведенческие факторы, эти временные окна уже не сохранялись.

Почему первые месяцы жизни особенно важны?

Авторы исследования отдельно выделяют период с 6-го по 9-й месяц после рождения. В это время ребенок становится активнее: начинает ползать, чаще контактирует с окружающей средой, у него меняется питание. Из-за этого могут меняться и источники воздействия разных веществ, и то, как организм усваивает питательные элементы и токсины.

В этот же период мозг продолжает быстро развиваться. Защитный барьер между кровью и мозгом еще окончательно не сформирован, нервная система остается очень пластичной, а связи между клетками мозга активно перестраиваются. Поэтому внешние факторы в это время могут иметь более заметное значение.

Исследователи подчеркивают: речь не о том, что цинк, магний или марганец сами по себе опасны. Напротив, часть этих элементов нужна организму. Важны их уровень, время воздействия и сочетание с другими металлами. Как дефицит, так и избыток некоторых элементов могут быть вредными.

При этом авторы осторожны в выводах. Исследование показывает связь между ранним воздействием металлов и более поздними изменениями в поведении и показателях МРТ, но не доказывает прямую причину. Нужны дополнительные работы, чтобы подтвердить результаты и точнее понять, в какие периоды развивающийся мозг наиболее уязвим.