Published December 1, 2022 | Version v1
Publication Open

Environmental heat stress on maternal physiology and fetal blood flow in pregnant subsistence farmers in The Gambia, west Africa: an observational cohort study

Creators

  • 1. London School of Hygiene & Tropical Medicine
  • 2. MRC Unit the Gambia
  • 3. Imperial College London
  • 4. George Institute for Global Health
  • 5. University of Oxford
  • 6. Institute of Social and Preventive Medicine
  • 7. University of Bern
  • 8. Oeschger Centre for Climate Change Research
  • 9. University of Brighton

Description

Anthropogenic climate change has caused extreme temperatures worldwide, with data showing that sub-Saharan Africa is especially vulnerable to these changes. In sub-Saharan Africa, women comprise 50% of the agricultural workforce, often working throughout pregnancy despite heat exposure increasing the risk of adverse birth outcomes. In this study, we aimed to improve understanding of the pathophysiological mechanisms responsible for the adverse health outcomes resulting from environmental heat stress in pregnant subsistence farmers. We also aimed to provide data to establish whether environmental heat stress also has physiological effects on the fetus.We conducted an observational cohort study in West Kiang, The Gambia, at the field station for the Medical Research Council Unit The Gambia at London School of Hygiene & Tropical Medicine (named the MRC Keneba field station). Pregnant women who were aged 16 years or older and who were at <36 weeks' gestation of any gravida or parity were invited to participate in the study. Participants were eligible if they were involved in agricultural or related manual daily tasks of living. Participants were ineligible if they refused to provide consent, had multiple pregnancies (eg, if they had twins), were acutely unwell, or were diagnosed with pre-eclampsia or eclampsia. Heat stress was measured by wet bulb globe temperature (WBGT) and by using the universal thermal climate index (UTCI), and maternal heat strain was directly measured by modified physiological strain index calculated from heart rate and skin temperature. Outcome measures of fetal heart rate (FHR) and fetal strain (defined as a FHR >160 beats per min [bpm] or <115 bpm, or increase in umbilical artery resistance index) were measured at rest and during the working period. Multivariable repeated measure models (linear regression for FHR, and logistic regression for fetal strain) were used to evaluate the association of heat stress and heat strain with acute fetal strain.Between Aug 26, 2019, and March 27, 2020, 92 eligible participants were recruited to the study. Extreme heat exposure was frequent, with average exposures of WBGT of 27·2°C (SD 3·6°C) and UTCI equivalent temperature of 34·0°C (SD 3·7°C). The total effect of UTCI on fetal strain resulted in an odds ratio (OR) of 1·17 (95% CI 1·09-1·29; p<0·0001), with an adjusted direct effect of OR of 1·12 (1·03-1·21; p=0·010) with each 1°C increase in UTCI. The adjusted OR of maternal heat strain on fetal strain was 1·20 (1·01-1·43; p=0·038), using the UTCI model, with each unit increase.Data from our study show that decreasing maternal exposure to heat stress and heat strain is likely to reduce fetal strain, with the potential to reduce adverse birth outcomes. Further work that explores the association between heat stress and pregnancy outcomes in a variety of settings and populations is urgently needed to develop effective interventions.The Wellcome Trust.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تسبب تغير المناخ البشري المنشأ في درجات حرارة قصوى في جميع أنحاء العالم، حيث تظهر البيانات أن أفريقيا جنوب الصحراء معرضة بشكل خاص لهذه التغييرات. في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى، تشكل النساء 50 ٪ من القوى العاملة الزراعية، وغالبًا ما يعملن طوال فترة الحمل على الرغم من التعرض للحرارة مما يزيد من خطر حدوث نتائج سلبية عند الولادة. في هذه الدراسة، استهدفنا تحسين فهم الآليات الفيزيولوجية المرضية المسؤولة عن النتائج الصحية الضارة الناتجة عن الإجهاد الحراري البيئي لدى مزارعي الكفاف الحوامل. كنا نهدف أيضًا إلى توفير بيانات لتحديد ما إذا كان للإجهاد الحراري البيئي أيضًا آثار فسيولوجية على الجنين. أجرينا دراسة جماعية قائمة على الملاحظة في غرب كيانج، غامبيا، في المحطة الميدانية لوحدة مجلس البحوث الطبية في غامبيا في كلية لندن للصحة والطب الاستوائي (سميت محطة ميدانية MRC Keneba). تمت دعوة النساء الحوامل اللواتي تتراوح أعمارهن بين 16 عامًا أو أكثر واللواتي كن في أقل من 36 أسبوعًا من الحمل أو التكافؤ للمشاركة في الدراسة. كان المشاركون مؤهلين إذا كانوا يشاركون في مهام الحياة اليومية الزراعية أو اليدوية ذات الصلة. كان المشاركون غير مؤهلين إذا رفضوا تقديم الموافقة، أو كان لديهم حالات حمل متعددة (على سبيل المثال، إذا كان لديهم توأم)، أو كانوا على ما يرام بشكل حاد، أو تم تشخيص إصابتهم بتسمم الحمل أو تسمم الحمل. تم قياس الإجهاد الحراري من خلال درجة حرارة المصباح الرطب (WBGT) وباستخدام مؤشر المناخ الحراري العالمي (UTCI)، وتم قياس الإجهاد الحراري للأمهات مباشرة من خلال مؤشر الإجهاد الفسيولوجي المعدل المحسوب من معدل ضربات القلب ودرجة حرارة الجلد. تم قياس مقاييس نتائج معدل ضربات قلب الجنين (FHR) وإجهاد الجنين (المحدد على أنه معدل ضربات قلب الجنين >160 نبضة في الدقيقة [نبضة في الدقيقة] أو <115 نبضة في الدقيقة، أو زيادة في مؤشر مقاومة الشريان السري) أثناء الراحة وخلال فترة العمل. تم استخدام نماذج القياس المتكررة متعددة المتغيرات (الانحدار الخطي لـ FHR، والانحدار اللوجستي للإجهاد الجنيني) لتقييم ارتباط الإجهاد الحراري والإجهاد الحراري بالإجهاد الجنيني الحاد. بين 26 أغسطس 2019 و 27 مارس 2020، تم تعيين 92 مشاركًا مؤهلاً للدراسة. كان التعرض للحرارة الشديدة متكررًا، مع متوسط تعرض WBGT يبلغ 27درجةمئوية (SD 3درجةمئوية) ودرجة حرارة مكافئة UTCI تبلغ 34درجةمئوية (SD 3درجةمئوية). أدى التأثير الكلي لـ UTCI على إجهاد الجنين إلى نسبة احتمالات (OR) قدرها 1·17 (95 ٪ CI 1·09-1·29 ؛ p<0·0001)، مع تأثير مباشر معدل لـ OR 1·12 (1· 03-1·21 ؛ p=0·010) مع كل زيادة 1 درجة مئوية في UTCI. كان OR المعدل للإجهاد الحراري للأمهات على إجهاد الجنين هو 1 20 (1 01-1 43 ؛ p=0 0 38)، باستخدام نموذج UTCI، مع زيادة كل وحدة. تظهر البيانات من دراستنا أن تقليل تعرض الأمهات للإجهاد الحراري والإجهاد الحراري من المرجح أن يقلل من إجهاد الجنين، مع إمكانية تقليل النتائج السلبية للولادة. هناك حاجة ماسة إلى مزيد من العمل الذي يستكشف العلاقة بين الإجهاد الحراري ونتائج الحمل في مجموعة متنوعة من البيئات والسكان لتطوير تدخلات فعالة. ويلكوم ترست.

Translated Description (French)

Le changement climatique anthropique a provoqué des températures extrêmes dans le monde entier, les données montrant que l'Afrique subsaharienne est particulièrement vulnérable à ces changements. En Afrique subsaharienne, les femmes représentent 50 % de la main-d' œuvre agricole, travaillant souvent tout au long de la grossesse malgré l'exposition à la chaleur, ce qui augmente le risque d'issues défavorables à la naissance. Dans cette étude, nous avons cherché à améliorer la compréhension des mécanismes physiopathologiques responsables des effets néfastes sur la santé résultant du stress thermique environnemental chez les agricultrices de subsistance enceintes. Nous avons également cherché à fournir des données pour établir si le stress thermique environnemental a également des effets physiologiques sur le fœtus. Nous avons mené une étude de cohorte d'observation à West Kiang, en Gambie, à la station de terrain de l'unité du Conseil de la recherche médicale en Gambie à la London School of Hygiene & Tropical Medicine (appelée station de terrain MRC Keneba). Les femmes enceintes âgées de 16 ans ou plus et qui étaient à moins de 36 semaines de gestation, quelle que soit leur gravité ou leur parité, ont été invitées à participer à l'étude. Les participants étaient éligibles s'ils étaient impliqués dans des tâches quotidiennes agricoles ou manuelles connexes. Les participantes n'étaient pas admissibles si elles refusaient de donner leur consentement, si elles avaient eu plusieurs grossesses (par exemple, si elles avaient des jumeaux), si elles étaient gravement malades ou si elles avaient reçu un diagnostic de pré-éclampsie ou d'éclampsie. Le stress thermique a été mesuré par la température du globe du bulbe humide (WBGT) et en utilisant l'indice climatique thermique universel (UTCI), et la contrainte thermique maternelle a été directement mesurée par l'indice de contrainte physiologique modifié calculé à partir de la fréquence cardiaque et de la température de la peau. Les mesures des résultats de la fréquence cardiaque fœtale (FHR) et de la tension fœtale (définie comme une FHR >160 battements par minute [bpm] ou <115 bpm, ou une augmentation de l'indice de résistance de l'artère ombilicale) ont été mesurées au repos et pendant la période de travail. Des modèles de mesures répétées multivariables (régression linéaire pour la FHR et régression logistique pour la souche fœtale) ont été utilisés pour évaluer l'association du stress thermique et de la souche thermique avec la souche fœtale aiguë. Entre le 26 août 2019 et le 27 mars 2020, 92 participants éligibles ont été recrutés pour l'étude. L'exposition à la chaleur extrême était fréquente, avec des expositions moyennes de WBGT de 27·2°C (SD 3·6°C) et une température équivalente UTCI de 34·0°C (SD 3·7°C). L'effet total de l'UTCI sur la souche fœtale a entraîné un rapport de cotes (RC) de 1·17 (IC à 95 % 1·09-1·29 ; p<0·0001), avec un effet direct ajusté du RC de 1·12 (1·03-1·21 ; p=0·010) à chaque augmentation de 1 °C de l'UTCI. Le RC ajusté de la contrainte thermique maternelle sur la souche fœtale était de 1·20 (1·01-1·43 ; p=0·038), en utilisant le modèle UTCI, avec chaque augmentation d'unité. Les données de notre étude montrent que la diminution de l'exposition maternelle au stress thermique et à la contrainte thermique est susceptible de réduire la contrainte fœtale, avec le potentiel de réduire les résultats indésirables à la naissance. D'autres travaux explorant l'association entre le stress thermique et les résultats de la grossesse dans divers contextes et populations sont nécessaires de toute urgence pour développer des interventions efficaces. The Wellcome Trust.

Translated Description (Spanish)

El cambio climático antropogénico ha causado temperaturas extremas en todo el mundo, y los datos muestran que el África subsahariana es especialmente vulnerable a estos cambios. En el África subsahariana, las mujeres constituyen el 50% de la fuerza laboral agrícola, y a menudo trabajan durante todo el embarazo a pesar de que la exposición al calor aumenta el riesgo de resultados adversos en el parto. En este estudio, nuestro objetivo fue mejorar la comprensión de los mecanismos fisiopatológicos responsables de los resultados adversos para la salud resultantes del estrés por calor ambiental en las agricultoras de subsistencia embarazadas. También intentamos proporcionar datos para establecer si el estrés por calor ambiental también tiene efectos fisiológicos en el feto. Realizamos un estudio de cohorte observacional en West Kiang, Gambia, en la estación de campo para la Unidad del Consejo de Investigación Médica de Gambia en la Escuela de Higiene y Medicina Tropical de Londres (llamada estación de campo MRC Keneba). Se invitó a participar en el estudio a mujeres embarazadas de 16 años o más y que tenían <36 semanas de gestación de cualquier gravida o paridad. Los participantes eran elegibles si participaban en tareas diarias agrícolas o manuales relacionadas con la vida. Las participantes no eran elegibles si se negaban a dar su consentimiento, tenían embarazos múltiples (por ejemplo, si tenían gemelos), estaban gravemente enfermas o fueron diagnosticadas con preeclampsia o eclampsia. El estrés por calor se midió mediante la temperatura del globo de bulbo húmedo (WBGT) y mediante el uso del índice de clima térmico universal (UTCI), y la tensión por calor materno se midió directamente mediante el índice de tensión fisiológica modificada calculado a partir de la frecuencia cardíaca y la temperatura de la piel. Las medidas de resultado de la frecuencia cardíaca fetal (FCF) y la tensión fetal (definida como una FCF >160 latidos por minuto [lpm] o <115 lpm, o aumento en el índice de resistencia de la arteria umbilical) se midieron en reposo y durante el período de trabajo. Se utilizaron modelos de medidas repetidas multivariables (regresión lineal para la FCF y regresión logística para la tensión fetal) para evaluar la asociación del estrés por calor y la tensión por calor con la tensión fetal aguda. Entre el 26 de agosto de 2019 y el 27 de marzo de 2020, se reclutaron 92 participantes elegibles para el estudio. La exposición al calor extremo fue frecuente, con exposiciones medias de WBGT de 27·2°C (SD 3·6°C) y temperatura equivalente UTCI de 34·0°C (SD 3·7°C). El efecto total de UTCI sobre la tensión fetal resultó en una razón de probabilidades (OR) de 1·17 (IC 95% 1·09-1·29; p<0·0001), con un efecto directo ajustado de OR de 1·12 (1·03-1·21; p=0·010) con cada aumento de 1°C en UTCI. La OR ajustada de la tensión por calor materno en la tensión fetal fue de 1·20 (1·01-1·43; p=0·038), utilizando el modelo UTCI, con cada aumento de unidad. Los datos de nuestro estudio muestran que es probable que la disminución de la exposición materna al estrés por calor y la tensión por calor reduzca la tensión fetal, con el potencial de reducir los resultados adversos del parto. Se necesita urgentemente más trabajo que explore la asociación entre el estrés por calor y los resultados del embarazo en una variedad de entornos y poblaciones para desarrollar intervenciones efectivas. The Wellcome Trust.

Files

pdf.pdf

Files (16.1 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:60a5742d79add6b63625ca0179327c79
16.1 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الإجهاد الحراري البيئي على فسيولوجيا الأم وتدفق دم الجنين لدى مزارعي الكفاف الحوامل في غامبيا، غرب أفريقيا: دراسة جماعية قائمة على الملاحظة
Translated title (French)
Stress thermique environnemental sur la physiologie maternelle et le flux sanguin fœtal chez les agricultrices de subsistance enceintes en Gambie, en Afrique de l'Ouest : une étude de cohorte observationnelle
Translated title (Spanish)
Estrés por calor ambiental en la fisiología materna y el flujo sanguíneo fetal en agricultores de subsistencia embarazadas en Gambia, África occidental: un estudio de cohorte observacional

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4310828249
DOI
10.1016/s2542-5196(22)00242-x

Is supplement to
https://openalex.org/W4235252973 (Other)
https://openalex.org/W3081332639 (Other)
https://openalex.org/W2943855382 (Other)
https://openalex.org/W2805271636 (Other)
https://openalex.org/W2148718224 (Other)
https://openalex.org/W2128797028 (Other)
https://openalex.org/W2103425699 (Other)
https://openalex.org/W2055704044 (Other)
https://openalex.org/W2019060938 (Other)
https://openalex.org/W1606496894 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Gambia

References

  • https://openalex.org/W1422458373
  • https://openalex.org/W1820692900
  • https://openalex.org/W1861077996
  • https://openalex.org/W1876572116
  • https://openalex.org/W1950609946
  • https://openalex.org/W1981232587
  • https://openalex.org/W1992266924
  • https://openalex.org/W1995829408
  • https://openalex.org/W2004114805
  • https://openalex.org/W2008114606
  • https://openalex.org/W2033809812
  • https://openalex.org/W2054282043
  • https://openalex.org/W2072050321
  • https://openalex.org/W2109270820
  • https://openalex.org/W2249114758
  • https://openalex.org/W2272783527
  • https://openalex.org/W2495808984
  • https://openalex.org/W2605898080
  • https://openalex.org/W2791967944
  • https://openalex.org/W2804012375
  • https://openalex.org/W2806832817
  • https://openalex.org/W2902994076
  • https://openalex.org/W2903225676
  • https://openalex.org/W2904804263
  • https://openalex.org/W2929296236
  • https://openalex.org/W3007009028
  • https://openalex.org/W3018763289
  • https://openalex.org/W3036509103
  • https://openalex.org/W3095952743
  • https://openalex.org/W3110437710
  • https://openalex.org/W3138972714
  • https://openalex.org/W3172062634
  • https://openalex.org/W3175486695
  • https://openalex.org/W4205344245
  • https://openalex.org/W4211028450
  • https://openalex.org/W4231694042
  • https://openalex.org/W4245264131
  • https://openalex.org/W4280572835
  • https://openalex.org/W4294826717