Внутрішньоутробний вплив сигаретного диму матері та ризик надмірної ваги у дітей не залежить як від ваги при народженні, так і від зростаючого зростання

1 Інститут охорони здоров’я населення, Університет Оттави, Оттава, Онтаріа, Канада

2 Кафедра епідеміології та комунальної медицини Медичного факультету Університету Оттави, Оттава, Онтаріа, Канада

Анотація

Внутрішньоутробний вплив сигаретного диму (PEMCS) є однією з найпоширеніших образ для плоду, що розвивається, і постійно виступає як важливий фактор ризику надмірної ваги у потомства. Однак не існує єдиної думки щодо механізму дії або тривалості впливу. Це дослідження спрямоване на подальше вивчення ролі PEMCS у стані надмірної ваги у дітей до 10 років. Пари матері та дитини (

) були проаналізовані з Квебекське поздовжнє дослідження розвитку дитини (QLSCD) (1998–2010). Багатоваріативні моделі логістичної регресії використовувались для контролю за змішувачами та оцінки медіації. PEMCS асоціювався із статусом зайвої ваги у віці 10 років (АБО: 1,70; 95% ДІ: 1,20–2,43) після корекції щодо раннього впливу на життя та поведінки в дитинстві. Ці відносини залишались стійкими після корекції ваги при народженні та зростання наздоганяючих. Інші важливі прогнози включали оцінку за APGAR, іммігрант і статус ваги матері, тип сім'ї та споживання енергії дитиною. Підвищений ризик надмірної ваги серед нащадків матерів, що палять, не враховувався іншими відомими детермінантами, і, здається, PEMCS відіграє роль, що не залежить від ваги при народженні та приросту. Наші дослідження показують, що молоді матері можуть бути важливою аудиторією для націлювання на превентивні стратегії.

1. Вступ

Занепокоєння зростає через збільшення поширеності та тяжкості надмірної ваги та ожиріння у дітей у всьому світі. Зростання рівня надмірної ваги та ожиріння спостерігався серед обох статей, а також у всіх соціально-економічних групах із найсильнішим та найбільш істотним зростанням у розвинених країнах світу [1, 2]. Канада належить до країн із найбільшим поширенням надлишкової ваги та ожиріння серед дорослих та дітей [3, 4]. Канадське опитування заходів охорони здоров’я повідомило, що приблизно 17% та 6% канадських дітей у віці від 6 до 18 років мають надмірну вагу та ожиріння відповідно [4]. Ожиріння пов’язане не тільки з широким спектром несприятливих наслідків для фізичного здоров’я із наслідками протягом усього життя [5], але також із негативними психологічними та соціальними наслідками [6]. Важливий напрямок досліджень спрямований на виявлення причинних факторів надмірної ваги, які діють на ранніх етапах життя, для формування профілактичних стратегій, спрямованих на зменшення майбутньої захворюваності та смертності.

Надмірна вага у дитинстві в кінцевому підсумку є результатом енергетичного дисбалансу між споживанням та витратою [7], але біологічні механізми, що перебувають вгорі, та підвищена сприйнятливість деяких людей до цього дисбалансу недостатньо зрозумілі [8]. Внутрішньоутробне життя може бути критичним періодом для розвитку надмірної ваги в дитинстві. Відповідно до витоків розвитку гіпотези захворювання дорослих ("Гіпотеза Баркера"), несприятливий вплив на початку розвитку може призвести до постійних змін у фізіології та обміні речовин, що, в свою чергу, призводить до збільшення ризику захворювання у подальшому житті [9, 10]. Зокрема, сучасна модель передбачає, що ці внутрішньоутробні події діють через процеси пластичності розвитку або епігенетичні модифікації, щоб змінити розвиток плода до такої міри, що вони впливають на його здатність справлятися з середовищем післяпологового життя.

2. Методи

2.1. Зразок дослідження

Квебекське поздовжнє дослідження розвитку дитини (QLSCD) - перспективне когортне дослідження, проведене Сант Квебеком, підрозділом Інституту статистики Квебеку (http://www.iamillbe.stat.gouv.qc.ca/default_an.htm). Дослідження має на меті вивчити вплив широкого кола сімейних, соціальних та біологічних факторів на розвиток дитини, включаючи здоров’я, когнітивні здібності та поведінку. На початку дослідження в провінції Квебек проживало трохи більше 7,5 мільйонів людей та близько 70 000 народжень на рік. Репрезентативна вибірка (

; 49% жінок) дітей, народжених у Квебеку в 1998 році, були набрані через Головний реєстр народжень Міністерства охорони здоров'я та соціальних служб Квебеку. У дослідженні використано стратифіковану схему випадкової вибірки. Вибірка була відібрана серед страт, які базувались на (1) географічних регіонах охорони здоров'я, (2) народжуваності та (3) співвідношенні чоловіків та жінок. Дітей, народжених протягом року, набирали, щоб мінімізувати будь-який ефект сезонності. Виключення з участі включали народження несинглетонів, дітей, народжених з основними захворюваннями, та тих, хто помер до досягнення 5-місячного віку. Подальші заходи тривають.

QLSCD збирає інформацію як про дітей, так і про їх батьків, використовуючи структуровані самостійно заповнені анкети та очні інтерв’ю з матерями та батьками (http://www.iamillbe.stat.gouv.qc.ca/outils_collecte_an.htm). З п’яти місяців до восьми років збір даних відбувався щорічно, але зараз він збирається раз на два роки, щоб мінімізувати навантаження респондентів. Протягом кожного періоду збору даних сім'ї-учасники та інтерв'юери підписували форму згоди. Форма згоди та методи дослідження затверджені Комітетом з етики Санте Квебека.

2.2. Висновок результату

Статус ваги в дитинстві у віці десяти років став результатом зацікавленості. Зростання (у метрах) та ваги (у кілограмах) вимірював навчений персонал за місцем проживання дитини, використовуючи детальний протокол та стандартні прилади (стандартна шкала та мірна стрічка). Виміри, що потрапляли між двома основними одиницями, були округлені донизу. Дітей класифікували як: «недостатню вагу/нормальну вагу» або «надлишкову вагу/ожиріння», використовуючи специфічні для статі та віку межі ІМТ, визначені Міжнародною робочою групою з ожиріння (IOTF) [20]. Ці обмеження для дітей віком від 2 до 18 років базуються на шести національних репрезентативних опитуваннях з Бразилії, Великобританії, Гонконгу, Нідерландів, Сінгапуру та США і є екстраполяцією визначень Всесвітньої організації охорони здоров’я надмірної ваги. (ІМТ

кг/м 2) та ожиріння (ІМТ кг/м 2) у віці 18 років. Як стандартні обмеження, що використовуються в галузі досліджень ожиріння серед дітей, вони дозволяють проводити як міжпровінційне, так і міжнародне порівняння [21].

2.3. Визначення експозиції

2.3.1. Внутрішньоутробний вплив куріння сигарет матері (PEMCS)

Основним предиктором для аналізу було те, чи піддається дитина-респондент тютюновому диму внутрішньоутробно. Ця змінна самостійно повідомляла мати, коли дитині було 5 місяців.

2.3.2. Вага при народженні

Дослідницька група отримала легальний доступ до медичних карток усіх сімей-учасниць протягом 90 днів після того, як матері підписали форму авторизації, створену Міністерством охорони здоров’я та соціальних служб. Вага при народженні витягувалася з обліку пологів кожної дитини з пологової лікарні та реєструвалась як безперервна змінна. Потім цю змінну класифікували на основі стандартних та клінічно значущих граничних показників для аналізів: низька вага при народженні (4 кг).

2.3.3. Зростання

Зростання наздогнання визначали як різницю між масою дитини, про яку повідомляли матері у віці 5 місяців, та вагою при народженні, отриманою з медичних карт. Змінна безперервного зростання наздоганяння була перетворена в третину для аналізу.

2.4. Коваріати

Потенційні провісники надмірної ваги у дітей, які були визначені з опублікованої літератури та доступні в базі даних QLSCD, були розглянуті для включення в остаточні моделі. Ці змінні включали ті, що стосуються фактів народження та раннього життя (чи були пологи передчасними, ранг народження, стать та оцінка APGAR дитини, чи страждала дитина хронічним захворюванням через 5 місяців та тривалість грудного вигодовування), материнські характеристики (вік при народженні дитини, найвищий рівень освіти, статус іммігранта, звички до куріння після вагітності та стан ваги), фактори способу життя дитини (споживання енергії, відносна фізична активність та сидяча поведінка), а також демографічні та соціально-економічні фактори сім'ї ( доходи домогосподарства, одинокий або двоє батьків та географічна зона проживання). Дані про коваріати отримували з різних циклів лонгітюдного дослідження, базуючись на часових точках збору даних та частоті відповіді в кожному циклі. Дані циклу, які вважалися найбільш епідеміологічно важливими для кожного коваріату, використовувались по можливості.

2.5. Аналізи

Усі статистичні аналізи проводились із використанням SAS версії 9.2 (SAS Institute; Cary, NC). Статистичний рівень значущості для всіх аналізів був встановлений на рівні альфа 0,05. Тест хі-квадрата незалежності та одновимірної логістичної регресії був використаний для вивчення грубих асоціацій між результатом та основними змінними предиктора (включаючи можливі опосередковувані змінні), між результатом та коваріатами, а також між основними змінними-предикторами та коваріатами.

3. Результати

3.1. Описовий

З 2120 учасників сімей, прийнятих на роботу в QLSCD у 1998 році, у 10 років все ще спостерігали за 1280 дітьми, а 1183 (55,8% від початкової вибірки) не мали даних про відсутність ключових змінних (PEMCS, виміряний зріст і вага, вага при народженні, і наздоганяючий ріст). Діти, включені в цей аналіз, були подібними до дітей, виключених за наявними змінними (дані не наведені).

Використовуючи визначення IOTF щодо надмірної ваги, 25% респондентів, включених в аналіз, мали надлишкову вагу у віці 10 років із середнім ІМТ 16,87 та 22,88 для груп нормальної ваги та надмірної ваги відповідно. У таблиці 1 представлені описові характеристики дітей, включених до цього дослідження, відповідно до їх надмірної ваги або статусу ожиріння. У порівнянні з іншими, діти з надмірною вагою частіше народжувались недоношеними (

) і мали високий бал за шкалою APGAR (

). Матері дітей з надмірною вагою частіше мали надмірну вагу (

). Надмірна вага у віці 10 років була суттєво пов’язана з перебуванням у найвищому квінтілі споживання енергії (). В цілому сім'ї з дитиною із зайвою вагою, як правило, мали нижчий дохід домогосподарства () і рідше мали неповну структуру сім'ї (

Груба шкала (0–10) оцінки стану здоров’я дитини відразу після народження шляхом набору балів за частоту серцебиття, дихання, кольору шкіри, тонусу та реакцій дитини.

На біваріативному рівні PEMCS суттєво і позитивно асоціювався із зайвою вагою у віці 10 років (). Як було описано вище, PEMCS позитивно асоціювався як з низькою вагою при народженні, так і із зростаючим зростанням; однак, ані низька маса тіла при народженні, ані приріст не були статистично достовірно пов'язаними із зайвою вагою у віці 10 років, хоча асоціація наближалася до статистичної значущості ().

На основі багатоваріантного аналізу логістичної регресії скоригована зв'язок між PEMCS та надмірною вагою у віці 10 років була позитивною та статистично значущою (АБО: 1,70; 95% ДІ: 1,20–2,43) (таблиця 2). Додаткові суттєві предиктори в остаточній багатоваріантній моделі включали оцінку APGAR, іммігрантський статус матері, статус ваги матері, тип сім’ї та споживання енергії. Найсильнішим предиктором стану надмірної ваги у віці 10 років був статус ваги матері (АБО: 2,90; 95% ДІ: 2,10–3,99) (Таблиця 2).

При багатофакторному дослідженні можливого посередництва взаємозв'язку між PEMCS та статусом зайвої ваги у віці 10 років (таблиця 3) додавання маси тіла при народженні до базової моделі (модель 1) не мало суттєвого впливу на оцінене співвідношення шансів для PEMCS як предиктора надмірна вага в дитинстві. Подібна несуттєва зміна величини відбулася після додавання до моделі зростання наздоганяючого. Коли до моделі додали і вагу народження, і зростання наздоганянь, оцінка балів знову змінилася дуже незначно.

З урахуванням ваги при народженні (модель 2)

З урахуванням догнаного зростання (модель 3)

З урахуванням обох (модель 4)

З урахуванням: статі, оцінки за APGAR, тривалості виключного грудного вигодовування, статусу іммігранта матері, ІМТ матері, споживання енергії, рівня фізичної активності, рівня сидячої поведінки, доходу сім'ї та типу сім'ї.

Коригується для всіх змінних, перелічених для моделі 1, з додаванням ваги при народженні.

Коригується для всіх змінних, перелічених для моделі 1, з додаванням приросту.

4. Обговорення

Незважаючи на добре задокументовані шкідливі наслідки PEMCS, це залишається однією з найпоширеніших образ для плоду, що розвивається. Епідеміологічні дані, що демонструють зв'язок між PEMCS та підвищеним ризиком надмірної ваги, є сильними та послідовними, проте основні механізми залишаються в основному спекулятивними. Наше дослідження прагнуло оцінити взаємозв'язок між PEMCS та ризиком надмірної ваги або ожиріння дітей та вивчити можливу посередницьку роль ваги при народженні та зростання наздоганянь. Оскільки PEMCS постійно виступає як важливий фактор ризику низької ваги при народженні, його пропонують як можливого посередника відносин із надмірною вагою PEMCS. Немовлята з низькою вагою при народженні часто переживають фазу швидкого наздоганяючого розвитку в період дитинства або дитинства, і це було запропоновано як потенційний шлях до зв'язку PEMCS із зайвою вагою. Наскільки нам відомо, наше дослідження є першим, хто емпірично дослідив гіпотезу про комбінований посередницький ефект низької ваги при народженні та зростаючого зростання.

Встановлено, що PEMCS є важливим та незалежним предиктором надмірної ваги в дитинстві у віці 10 років серед дітей Квебеку, навіть після пристосування до кількох важливих соціальних та біологічних факторів. Незважаючи на те, що наше дослідження продемонструвало позитивну зв'язок між PEMCS і низькою вагою при народженні, і зростаючим зростанням, жоден потенційний посередник не був пов'язаний із зайвою вагою у віці 10 років у нашій вибірці. Крім того, ніякого послаблення асоціації статусу надмірно вагової PEMCS не відбулося, коли вага, народження, зростання або те, і інше були включені в багатовимірну модель. Таким чином, наші висновки не підтверджують гіпотезу про те, що низька вага при народженні та/або ріст наздоганяючих факторів є посередниками відносин із надмірною вагою PEMCS до дитинства.

Те, що PEMCS залишається важливим фактором ризику надмірної ожиріння у дітей, незалежно від широкого кола загальних корелятів як впливу, так і результат підтверджує висновки останніх систематичних оглядів [14, 15]. Той факт, що ця асоціація сильна після корекції ваги при народженні, підтверджує висновки Бейерлейна та його колег [23, 24] та попередні дослідження, які не оцінювали цю асоціацію безпосередньо, а контролювали низьку масу тіла при багатофакторному аналізі [25, 26]. Наші результати також підтверджуються роботами гризунів, які показують, що вплив нікотину на плід може спричинити збільшення маси тіла без різниці середньої ваги при народженні між оголеними та не опроміненими [27, 28]. Однак кілька досліджень повідомляють про низьку масу тіла при народженні як про медіатора взаємозв'язку між PEMCS та станом із надмірною вагою [29, 30]. Висновок про те, що зв'язок PEMCS та надлишкової ваги залишились незмінними після коригування на міру зростання наздоганяючого, на нашу думку, не був описаний у попередніх дослідженнях.

Враховуючи те, що ми не знайшли вагомих доказів посередництва, пов’язаного з вагою при народженні або зростанням наздоганяючих, механізм, за допомогою якого PEMCS може призвести до надмірної ваги серед нащадків, залишається незрозумілим. Можливі альтернативні механізми існують на рівні гіпоталамусу або жирових клітин. Сюди входять змінена поведінка апетиту через зміни холінергічних нейромедіаторних систем [31] або навіть зміни в ефективності перетравлення їжі [32]. Існує певна емпірична підтримка ролі невідповідної установки системного гіпоталамусного контролю як апетиту, так і витрат енергії [33]. Також було показано, що вплив плоду нікотином спричиняє аномальну проліферацію, диференціювання та синаптичну активність жиру як у мозку, так і в периферичних вегетативних шляхах [34]. Деякі з них показали, що навіть при народженні немовлята, народжені від мам, що палять, мають збережений пондеральний індекс (вага на довжину) [35] з відносно більшою масою жирової маси [36]. Більшість цих механістичних доказів отримані в результаті досліджень ex vivo та тваринних моделей. Серед висновків, зроблених на основі цих доказів, ці дослідження зосереджені на нікотині, який є лише однією з тисяч хімічних речовин, що містяться в комерційній сигареті.

Можна стверджувати, що взаємозв'язок між PEMCS та надмірною вагою у нащадків зовсім не причинний, а через необлікований незрозумілий фактор, такий як постнатальне вплив куріння. Однак попередні дослідження припустили, що куріння батьків може пояснити незначну [37] або жодну [38] зв'язок між PEMCS та надмірною вагою потомства, що спростовує цю ідею. Крім того, в недавньому австралійському дослідженні поширеність надмірної ваги серед дітей, матері яких палили до та/або після вагітності, але не під час вагітності, була подібною до тих, хто взагалі ніколи не курив [39].

Походження надмірної ваги та уявлення про початкове хронічне захворювання на ранніх етапах життя є складними. Подальші перспективні дослідження з повторними вимірами висоти та ваги необхідні для подальшої кількісної оцінки та порівняння наслідків ранніх життєвих ризиків. Незалежно від механізму дії, якщо докази продовжують підтримувати причинно-наслідкову роль ПЕМКС у сприянні надмірній вазі та ожирінню в дитячому віці, це представляє важливу можливість для профілактики. PEMCS є ключовим фактором ризику, що піддається модифікації, для ряду несприятливих наслідків вагітності, підкреслюючи його важливість як цілі для профілактичних дій. З огляду на відстеження статусу відносної ваги з дитинства до дорослого життя, орієнтування на надмірну вагу та ожиріння на ранніх стадіях життя, у свою чергу, може мати вплив протягом життя на фізичне здоров'я та якість життя.

Подяка

Дані були зібрані Інститутом статистики Квебеку для поздовжнього дослідження розвитку дитини в Квебеку. Автори також хотіли б відзначити як Меган Картер, так і доктора Тіма Рамзі. На момент виконання цієї роботи Дж. Гравель отримував стипендію Фредеріка Бантінга та Чарльза Бест Канада для аспірантів від Канадського інституту досліджень здоров’я (CIHR).