Efecto del estrés por calor ambiental en la salud materna, fetal e infantil: un estudio de cohorte (BIRTH)

Fondo

El cambio climático antropogénico ha llevado a un aumento significativo en las temperaturas globales, lo que resulta en eventos de calor más frecuentes, intensos y prolongados. Estos cambios climáticos tienen profundas implicaciones para la salud, especialmente para las poblaciones vulnerables en entornos de baja recursos. Las mujeres embarazadas son particularmente susceptibles, ya que la exposición al calor puede interrumpir la termorregulación materna y el desarrollo fetal, lo que puede conducir a complicaciones como la preeclampsia, la diabetes gestacional, los trastornos hipertensivos, los eventos cardiovasculares y el mayor riesgo de nacimiento prematuro, bajo peso al nacer (LBW), pequeños nacimientos (SGA) (SGA) y stillbirths.

Los estudios han indicado un aumento de 1.04 veces en las probabilidades de nacimiento prematuro por aumento de la temperatura de 1 ° C, con riesgos aún mayores durante las ondas térmicas. Además, se han observado asociaciones entre la exposición al calor y la muerte fetal, las anomalías congénitas y la diabetes gestacional. A pesar de la creciente evidencia epidemiológica, hay datos limitados sobre los mecanismos biológicos que impulsan estas asociaciones, particularmente en países de bajos y medianos ingresos (LMIC).

Se han propuesto varias vías biológicas en un intento de explicar el impacto del calor en el embarazo y los resultados del nacimiento. Estos incluyen hipertermia inducida por calor en el embarazo temprano, que se ha relacionado con los defectos del tubo neural. Se ha observado que la exposición a altas temperaturas induce insuficiencia placentaria debido al flujo sanguíneo alterado. La insuficiencia ueroplacental crónica puede causar hipoxia fetal y retraso del crecimiento intrauterino (IUGR) y recién nacidos pequeños para la edad gestacional (SGA). Las vías inducidas por el estrés por calor también implican estrés oxidativo, inflamación y liberación de prostaglandina. A fines del embarazo, la exposición al calor puede inducir el parto temprano y el parto prematuro a través de la liberación de oxitocina y prostaglandinas. El aumento de la temperatura central materna puede afectar la oxigenación fetal y el crecimiento al redistribuir el flujo sanguíneo del útero.

Justificación de estudio

A pesar de la creciente preocupación por el impacto del calor extremo en la salud materna y fetal, la evidencia en las vías biológicas en humanos sigue siendo escasa e inconsistente, en gran parte debido a los desafíos para aislar el estrés por calor como una exposición independiente durante el embarazo. Si bien los estudios en animales y la investigación experimental humana limitada han identificado cambios fisiológicos bajo estrés por calor, los mecanismos fisiopatológicos específicos que vinculan la exposición al calor con el embarazo adverso y los resultados del nacimiento en humanos siguen siendo poco conocidos. En particular, la mayoría de las pruebas disponibles provienen de países de altos ingresos, a pesar del hecho de que la carga del nacimiento prematuro, el malhato y la restricción del crecimiento fetal es desproporcionadamente mayor en los países de bajos y medianos ingresos (LMIC).

Este estudio tiene como objetivo abordar estas brechas explorando las vías biológicas potenciales que vinculan la exposición al calor con los resultados adversos maternos y de nacimiento en un entorno LMIC de alto riesgo. En la provincia de Sindh de Pakistán, donde este estudio se basa, las mujeres embarazadas con frecuencia están expuestas a temperaturas extremas tanto al aire libre como en el interior. A menudo participan en trabajos agrícolas manuales, cuidan el ganado y realizan tareas domésticas como cocinar sobre incendios abiertos, a menudo sin acceso a mecanismos de enfriamiento. Esta combinación de esfuerzo físico, exposición al calor y vulnerabilidad estructural los coloca en mayor riesgo.

Objetivos de estudio

1. Determinar la asociación entre la exposición al calor ambiental durante el embarazo y los resultados adversos de nacimiento, incluyendo LBW, parto prematuro, SGA y muertes fetales.
2. Investigar los mecanismos biológicos que vinculan la exposición al calor con los resultados adversos del embarazo, centrándose en la termorregulación, la inflamación, la tensión cardiovascular y el flujo sanguíneo placentario.
3. Evaluar si las características maternas como el estado nutricional y la sociodemografía modifican los efectos de la exposición al calor en los resultados del embarazo.

Métodos

Diseño de estudio y sitios de estudio

Este es un estudio de cohorte prospectivo que inscribe a mujeres embarazadas en menos de 14 semanas de gestación. Los participantes serán seguidos hasta doce meses después del parto. El estudio se realiza en tres distritos rurales de Sindh: Matiari, Tando Muhammad Khan (TMK) y Tharparkar. Estas regiones experimentan temperaturas extremas de verano y enfrentan múltiples desafíos socioeconómicos, incluida la infraestructura deficiente, la inseguridad alimentaria y las altas tasas de complicaciones de salud materna y neonatal.

Tamaño de muestra

Para detectar un aumento del 15% en el riesgo de LBW entre las mujeres embarazadas expuestas al estrés por calor (en comparación con no expuesto, en una proporción de 1: 2), suponiendo una potencia del 80%, una importancia del 5% y un 20% de desgaste, inscribiremos a 6,000 participantes. La prevalencia de LBW basal (26.2%) se deriva de la Encuesta Nacional de Nutrición 2018 para las rurales de Pakistán. Para el subestudio fisiológico anidado, el tamaño de la muestra requerido para detectar un cambio del 10% en los marcadores (por ejemplo, frecuencia cardíaca, temperatura de la piel) con una potencia del 90% y una importancia del 5% se estima en los participantes. Sin embargo, explicando un mayor desgaste y viabilidad, reclutaremos a 1,000 mujeres para este subestudio para permitir un perfil fisiológico adecuado.

Reclutamiento e inscripción de los participantes

Las mujeres embarazadas serán identificadas a través de centros de salud pública y divulgación comunitaria en colaboración con Lady Health Workers (LHWS). Los equipos de campo llevarán a cabo la detección preliminar, el mapeo de sitios y la participación comunitaria para identificar a las mujeres recién casadas, aquellas con 1-2 años desde su último embarazo o la concepción de planificación. Los kits de prueba de embarazo ayudarán a la identificación temprana.

La confirmación se realizará a través de la ecografía por los médicos del estudio en las oficinas de estudio designadas. Después del consentimiento informado, se completará un formulario de reclutamiento. Estas oficinas servirán como centros de evaluación prenatal, ultrasonido y muestreo biológico. Para el subestudio, los participantes serán seleccionados en función de la voluntad de usar dispositivos y permitir el monitoreo de la temperatura de la piel. Se proporcionará soporte de transporte.

Procedimientos de recopilación de datos

Evaluaciones de línea de base

En la inscripción, la edad gestacional se confirmará mediante ultrasonido utilizando la longitud de la grupa de la corona fetal, precisa a ± 7 días (Interrodth-21st). Los datos de línea de base incluirán datos demográficos, antecedentes médicos y obstétricos anteriores, condiciones de trabajo y vivienda, y antropometría. Los retiros dietéticos estandarizados de 24 horas se realizarán durante las visitas al ANC, capturando el tipo de comida, la frecuencia, la estacionalidad y las recetas.

Evaluaciones de seguimiento

Las ultrasonidos en serie, Doppler y las evaluaciones ecocardiográficas seguirán en 12-14, 18-22, 28-32 y 36-37 semanas de gestación. Se recolectarán muestras de sangre materna y orina para evaluar la anemia, la deficiencia de hierro, la diabetes mellitus gestacional (GDM) y la deshidratación. En la inscripción y a las 28-32 semanas de seguimiento, se medirá lo siguiente: recuento sanguíneo completo (CBC), HSP-70, proteína C reactiva (CRP), cortisol, factor de crecimiento placentario (PLGF), oxitocina y prostaglandina F2α (PGF2α). Las muestras se manejarán utilizando protocolos estandarizados, transportados en contenedores controlados por temperatura (2-8 ° C) y almacenados en el Laboratorio de Investigación de Nutrición de la Universidad de Aga Khan (NRL), Karachi, para su análisis.

Monitoreo de exposición ambiental

La temperatura interior ambiental se registrará continuamente utilizando registradores de temperatura/humedad portátiles. Los termómetros del globo de bulbo húmedo proporcionarán índices ambientales al aire libre, contabilizarán múltiples factores de estrés por calor (por ejemplo, temperatura radiante, humedad, ropa) y calcular WBGT para cada participante durante todo el embarazo.

Un subconjunto de participantes usará relojes inteligentes para monitorear la frecuencia cardíaca, el sueño y la actividad física. La temperatura de la piel se registrará utilizando registradores de botón I usados ​​en cinturones abdominales. Un equipo de campo supervisará la función del dispositivo y la transferencia de datos quincenalmente.

Entrega y seguimiento postnatal:

En la entrega, el peso del recién nacido, la longitud, la circunferencia del brazo medio-superior (MUAC) y la circunferencia de la cabeza serán registradas por el personal capacitado dentro de las 48 horas posteriores al nacimiento. Un sistema de notificación de entrega y llamadas de rutina cuando el participante esté a corto plazo garantizará la captura de resultados oportuno.

Para un sub-cohorte, el tejido placentario y la sangre del cordón se recolectarán dentro de los 10-15 minutos después de la entrega, se almacenará en congelación y se almacenará a -80 ° C. Se archivarán bioespecímenes adicionales (heces y esputo) para futuros análisis, incluida la epigenética.

La díada madre-infantil se seguirá durante doce meses después del parto, con evaluaciones mensuales de antropometría, prácticas de alimentación, inmunización, morbilidad y neurodesarrollo.

Medidas de resultado

Los resultados primarios del estudio incluyen la incidencia de bajo peso al nacer (peso al nacer <2,500 g), nacimiento prematuro (nacimiento antes de 37 semanas completadas de gestación), pequeños infantes de edad gestacional (SGA), basados ​​en estándares entre ganancias entre primeros.

Los resultados secundarios incluirán la incidencia de mal humor, hipertensión gestacional, complicaciones maternas, mortalidad neonatal y otros resultados adversos rastreados durante el período posparto

Los resultados fisiológicos intermedios incluirán la frecuencia cardíaca materna, la presión arterial y los niveles de actividad, que se evaluarán en una submuestra de 1000 participantes utilizando tecnología de monitoreo portátil.

Capacitación del personal del estudio y garantía de calidad

Se contratará personal local experimentado, incluidos médicos, sonólogos, enfermeras/ parteras y recolectores de datos. Los médicos del estudio tendrán una capacitación previa en obstetricia y ginecología (OBGYN) y al menos dos años de experiencia en ultrasonido obstétrico. Recibirán una capacitación de 3 meses en ultrasonido y ecocardiografía materna en la Universidad Aga Khan (AKU), junto con la finalización de la Sociedad Internacional de Ultrasonido en Obstetricia y Ginecología (ISUOG) Curso de ultrasonido.

Cada sitio de estudio tendrá tres equipos (dos recolectores de datos y un supervisor por equipo). La capacitación centralizada incluirá orientación a los protocolos de estudio, una revisión de herramientas de preguntas por preguntas y capacitación de antropometría según las pautas de Asistencia Técnica de Alimentos y Nutrición III (FANTA III). Se realizará práctica de campo y estudio piloto. El personal que opera los dispositivos portátiles recibirá capacitación adicional en el manejo de los dispositivos y la recuperación de datos regular.

La antropometría materna e infantil seguirá los estándares InterRegwth-21st. El peso materno se medirá con escalas Seca 874 U (precisión: 0.1 kg). El peso del recién nacido se registrará dentro de las 48 horas utilizando escamas infantiles SECA 354. La longitud reclinada infantil se medirá con un infantómetro; La circunferencia de la cabeza y MUAC se registrarán en el milímetro más cercano. Todos los equipos serán calibrados quincenalmente. El mismo antropometrista registrará el peso materno, y dos antropometristas cegados tomarán de forma independiente.

Análisis estadístico

Los análisis primarios utilizarán modelos variables, de retraso distribuidos y no lineales para evaluar las asociaciones entre el estrés por calor y los resultados adversos del nacimiento. La exposición al calor se cuantificará utilizando el índice climal climal universal (UTCI) y la temperatura del globo de bulbo húmedo (WBGT), con el índice de calor medio calculado en las ventanas gestacionales (semanales, mensuales, trimestrales y totales de embarazo). Las categorías de exposición se definirán utilizando umbrales de distribución, cortes basados ​​en la literatura y métricas acumulativas (por ejemplo, días de calor extremo> 40 ° C o> 45 ° C, exposición en los 7 días anteriores al suministro y rango de temperatura diurna).

Las estadísticas descriptivas resumirán los datos maternos, ambientales y de nacimiento. Las asociaciones con el peso al nacer se evaluarán utilizando regresiones lineales y logísticas multivariables, estratificadas por trimestre. Los modelos aditivos generalizados explorarán las relaciones de exposición no lineal. Los análisis de sensibilidad y mediación evaluarán las definiciones de estrés por calor y las vías biológicas (estrés, inflamación, disfunción placentaria), respectivamente. Todos los modelos se ajustarán para los factores de confusión clave.

Garantía de calidad de datos

Los datos se recopilarán utilizando dispositivos portátiles equipados con una aplicación de recopilación de datos dedicada, lo que permite la captura en tiempo real y el almacenamiento seguro de la información de los participantes en la inscripción y el seguimiento. Al final de cada día, los datos se transmitirán a través de una conexión segura a Internet al servidor de la Universidad Aga Khan (AKU). En áreas donde el acceso a Internet no está disponible, el líder del equipo exportará los datos manualmente a un dispositivo protegido por contraseña para garantizar que no se pierdan datos. Los datos ambientales de dispositivos portátiles y fijos serán recuperados periódicamente por el personal designado y cargarán al servidor. Todos los datos serán archivados en un repositorio seguro con acceso restringido a través de la autenticación de AKU LAN, y el acceso al usuario se administrará de acuerdo con los roles asignados. Un sistema de respaldo remoto, sincronizado diariamente, salvaguardará los datos contra la pérdida o la corrupción.

Para garantizar la calidad de los datos, las verificaciones de validación automatizada se integrarán en la plataforma de entrada de datos para marcar valores e inconsistencias fuera de rango, particularmente en mediciones antropométricas y datos dietéticos. Un hijo dedicado supervisará centralmente las actividades de imágenes basadas en el campo y realizará evaluaciones diarias de calidad de los datos de ultrasonido, doppler y ecocardiografía para garantizar la claridad de las imágenes y la precisión diagnóstica. Los procedimientos operativos estándar (SOPS) se difundirán a todos los equipos de estudio y se seguían estrictamente en todas las etapas, incluido el reclutamiento de participantes, la recopilación de datos, la gestión de datos y el análisis. Los ensayos bioquímicos también se adherirán a los protocolos estandarizados con medidas de control de calidad internas apropiadas.

Consideraciones éticas

El protocolo de estudio ha sido revisado y aprobado por el Comité de Revisión Ética (ERC) del Comité de Bioética Nacional de la Universidad de Aga Khan (NBC). El consentimiento informado se obtendrá de todos los participantes antes de la inscripción. La confidencialidad de los datos y la privacidad del participante se mantendrán estrictamente durante todo el estudio.

En cada estudio y visita de seguimiento, los participantes serán examinados por médicos del estudio para cualquier problema de salud, incluida la presión arterial alta, la deshidratación o las complicaciones relacionadas con el embarazo. Aquellos que requieran atención se remitirán a las instalaciones de atención médica apropiadas con apoyo de transporte. Se realizarán vías de referencia para administrar complicaciones y emergencias en los centros de salud. Los hallazgos incidentales, como las anormalidades cardíacas o fetales detectadas durante las evaluaciones, serán revelados a los participantes y remitidos para atención especializada. Los datos de resultados del embarazo se recopilarán solo con el consentimiento de los participantes, y toda la información se mantendrá confidencial.