NARAŻENIE NA ŚRODOWISKOWY DYM TYTONIOWY A ROZWÓJ PSYCHORUCHOWY DZIECI

Medycyna Pracy 2009;60(1):15 20 Instytut Medycyny Pracy im. prof. J. Nofera w Łodzi http://medpr.imp.lodz.pl Kinga Polańska 1 Wojciech Hanke 1,2 Wojciech Sobala 1 Danuta Ligocka 3 NARAŻENIE NA ŚRODOWISKOWY DYM TYTONIOWY A ROZWÓJ PSYCHORUCHOWY DZIECI EXPOSURE TO ENVIRONMENTAL TOBACCO SMOKE AND PSYCHOMOTOR DEVELOPMENT OF CHILDREN 1 Instytut Medycyny Pracy im. prof. J. Nofera, Łódź Zakład Epidemiologii Środowiskowej 2 Uniwersytet Medyczny, Łódź Zakład Informatyki i Statystyki Medycznej 3 Instytut Medycyny Pracy im. prof. J. Nofera, Łódź Zakład Zagrożeń Chemicznych PRACA ORYGINALNA Streszczenie Wstęp: W Polsce około 30% kobiet pali papierosy w czasie ciąży, a ponad połowa dzieci narażona jest na bierne wdychanie dymu papierosowego po urodzeniu. Środowiskowa ekspozycja na dym tytoniowy wiąże się z negatywnym wpływem na przebieg, wynik ciąży oraz stan zdrowia dziecka, włącznie z jego rozwojem psychoruchowym. Celem badania była ocena zależności między środowiskowym narażeniem na dym tytoniowy a rozwojem psychomotorycznym dzieci. Materiał i metody: Populację badaną stanowiło 63 dzieci, u których matek ocenę czynnego palenia oraz biernej ekspozycji na dym tytoniowy w czasie ciąży przeprowadzono na podstawie wywiadu kwestionariuszowego oraz analizy materiału biologicznego trzykrotnego pomiaru poziomu kotoniny w ślinie metodą chromatografii cieczowej z tandemową spektrometrią mas (LC-MSMS). Narażenie dzieci na dym tytoniowy po urodzeniu oceniono na podstawie wywiadu kwestionariuszowego przeprowadzonego z matką dziecka. Do oceny rozwoju psychomotorycznego dzieci użyto testu Bayley Scale for Infant and Toddler Development (BESID-III). Wyniki: Analiza wieloczynnikowa uwzględniająca płeć dziecka, kolejność urodzenia, wykształcenie rodziców wykazała istotną statystycznie zależność między narażeniem na dym tytoniowy w życiu płodowym a rozwojem zdolności poznawczych (b = 4,0; p = 0,04). Narażenie na dym tytoniowy negatywnie wpływało również na zdolności językowe oraz rozwój ruchowy dzieci, chociaż wyniki nie były istotne statystycznie, co mogło wynikać ze zbyt małej wielkości próby w przeprowadzonym badaniu. Wnioski: Narażenie dzieci na dym tytoniowy negatywnie wpływa na ich rozwój psychoruchowy, jednak trudno jest oddzielić wpływ ekspozycji w życiu płodowym od narażenia po urodzeniu. Konieczne jest zintensyfikowanie działań mających na celu eliminację pre- i postnatalnego narażenia dzieci na dym tytoniowy. Med. Pr. 2009;60(1):15 20 Słowa kluczowe: palenie tytoniu, bierna ekspozycja na dym tytoniowy, rozwój psychoruchowy dzieci Abstract Background: In Poland, prenatal exposure to tobacco smoke is observed in about 30 percent of children and postnatal in over 50 percent of children. This exposure has serious health consequences, including the negative effect on child neurodevelopment. The aim of the study was to assess the effect of environmental tobacco smoke (ETS) exposure on child psychomotor development. Material and methods: The study population consisted of 63 children with well assessed prenatal ETS exposure (a threefold analysis of cotinine level in saliva of pregnant women). To assess ETS exposure in infants within one year after birth a questionnaire-based interview was conducted with mothers. The Bayley Scale for Infant and Toddler Development (BESID-III) was used for the evaluation of child neurodevelopment. Results: Multivariate analysis (including gender, birth order of the child and parental educational status) indicated the statistically significant association between prenatal exposure to ETS and cognitive child development (b = 4.0; p = 0.04). ETS exposure has also a negative impact on motor (b = 2.7; p = 0.2) and language (b = 3.4; p = 0.08) abilities of the child although the results were not statistically significant. Conclusions: Maternal smoking was found to be related to a decrease in child neurodevelopment, however, it was impossible to separate the prenatal from postnatal exposure. A lot of effort should be made to eliminate ETS exposure of children. Med Pr 2009;60(1):15 20 Key words: tobacco smoking, environmental tobacco smoke exposure, child neurodevelopment Adres autorów: Instytut Medycyny Pracy im. prof. J. Nofera w Łodzi, Zakład Epidemiologii Środowiskowej, św. Teresy 8, 91-348 Łódź, e-mail: kinga@imp.lodz.pl Nadesłano: 5 stycznia 2009 Zatwierdzono: 26 stycznia 2009 * Praca wykonana w ramach projektu badawczego Influence of exposure to environmental tobacco smoke on children s health and neurodevelopment (Grant Nr D43 TW000621-10S2).

16 K. Polańska i wsp. Nr 1 WSTĘP W Polsce około 30% kobiet pali papierosy w czasie ciąży (1,2), a ponad połowa dzieci narażona jest na bierne wdychanie dymu papierosowego w związku z paleniem przez rodziców (3). Palenie papierosów w czasie ciąży negatywnie wpływa na jej przebieg i wynik (4,5). Ostatnie badania wskazują ponadto na odległe konsekwencje zdrowotne prenatalnej ekspozycji na dym tytoniowy pod postacią zwiększonego ryzyka zaburzeń psychoruchowych u dzieci (6,7). Sugeruje się również, że bierne wdychanie dymu papierosowego po urodzeniu może dodatkowo zaburzać ich rozwój psychomotoryczny. W większości badań odnotowano zwiększone ryzyko problemów behawioralnych, nadpobudliwość ruchową w okresie wczesnym, trudności z nauką czytania, gorsze wyniki w przedmiotach ścisłych oraz obniżenie zdolności językowych wśród dzieci kobiet palących (6 8). W kilku badaniach nie zaobserwowano związku między ekspozycją na dym tytoniowy w życiu płodowym a zaburzeniami neurobehawioralnymi dzieci. Dla przykładu w badaniu opublikowanym na początku lat 90., po uwzględnieniu jako czynnika zakłócającego ekspozycji na dym tytoniowy po urodzeniu, nie zaobserwowano różnic w rozwoju neurobehawioralnym dzieci kobiet, które paliły papierosy w ciąży w porównaniu z dziećmi kobiet niepalących (9). Badania epidemiologiczne wskazują również, że środowiskowa ekspozycja dzieci po urodzeniu na dym tytoniowy może prowadzić do zmian psychomotorycznych. Analiza badań epidemiologicznych dotyczących tej tematyki przeprowadzona przez Eskanazi i Castorina wykazała, że dzieci narażone na dym tytoniowy po urodzeniu miały gorsze niż nienarażone wyniki testów mierzących poziom rozwoju intelektualnego, gorsze osiągnięcia w szkole oraz zdolności poznawcze i językowe (6). Jak wskazują powyższe przykłady, wyniki badań oceniających wpływ biernej ekspozycji na dym tytoniowy zarówno w życiu płodowym, jak i po urodzeniu na rozwój psychoruchowy dzieci nie są jednoznaczne (6). Wynika to z trudności w oddzieleniu prenatalnej ekspozycji na dym tytoniowy od innych czynników środowiskowych i genetycznych mogących mieć wpływ na rozwój dzieci. Przy interpretacji analizowanych wyników trzeba uwzględnić szereg czynników zakłócających, z których kluczowe znaczenie ma status społeczno-ekonomiczny rodziny (wykształcenie, zawód wykonywany obojga rodziców, warunki mieszkaniowe). Do innych potencjalnych czynników zakłócających zaliczyć można: wcześniactwo, hipotrofię, dietę dziecka (niedobory żelaza) oraz liczbę rodzeństwa (6,8). Istotne znaczenie ma również wiarygodne rozpoznanie ekspozycji potwierdzonej analizą materiału biologicznego. Większość kobiet palących w czasie ciąży kontynuuje palenie po urodzeniu dziecka, dlatego w badaniach często łączy się narażenie na dym tytoniowy w życiu płodowym z ekspozycją po porodzie i tylko w nielicznych rozdziela się omawiane ekspozycje. Podkreślić należy również, że w publikowanych dotychczas badaniach ekspozycja matki na dym tytoniowy tylko sporadycznie oceniana była na podstawie pomiarów przy pomocy biomarkerów ekspozycji, a w większości przypadków wyłącznie na podstawie danych z wywiadu zebranego z matką dziecka po porodzie. Celem badania była ocena zależności między środowiskowym narażeniem na dym tytoniowy a rozwojem psychoruchowym dzieci. METODYKA BADAŃ Badana populacja Populację badaną stanowiło 63 dzieci matek, które w czasie ciąży uczestniczyły we wcześniej realizowanym badaniu Kohorta kobiet ciężarnych. Ocena prenatalnej ekspozycji na dym tytoniowy Model badania oparty na kohorcie kobiet ciężarnych umożliwia wiarygodną ocenę ekspozycji na dym tytoniowy w życiu płodowym. Z matkami dzieci, które zostały włączone do badania, jeszcze w czasie ciąży przeprowadzony został szczegółowy wywiad kwestionariuszowy mający na celu uzyskanie informacji dotyczących charakterystyki społeczno-demograficznej oraz statusu palenia i biernej ekspozycji na dym tytoniowy. Informacja uzyskana od kobiet ciężarnych poddana została weryfikacji za pomocą analizy biomarkera ekspozycji na dym tytoniowy kotyniny w ślinie. Ślina zbierana była od kobiet ciężarnych trzykrotnie. Metoda oznaczenia polega na wyekstrahowaniu kotyniny ze śliny dichlorometanem w środowisku alkalicznym, a następnie ilościowym oznaczeniu związku metodą wysokosprawnej chromatografii cieczowej z tandemową spektrometrią mas (LC-MSMS). Analit, po rozdziale na kolumnie chromatografu cieczowego, wprowadzany jest przez sondę ESI (jonizacja ES+) do tandemowego spektrometru mas (MS/MS), gdzie ulega jonizacji, a następnie fragmentacji w komorze kolizyjnej. Jony rozdzielane są w polu elektromagnetycznym filtra kwadrupolowego, zgodnie ze stosunkiem masa/

Nr 1 Narażenie na dym tytoniowy a rozwój psychoruchowy dzieci 17 /ładunek, a następnie rejestrowane przez detektor. Do oznaczeń ilościowych wykorzystano następujące fragmentacje jonów: kotynina: 176,9 79,9; wzorzec wewnętrzny: 179,9 79,9. Analizę wykonywano z wykorzystaniem chromatografu cieczowego Waters 2695 (Alliance System) wyposażonego w pompę poczwórną, automatyczny dozownik oraz detektor tandemowy spektrometr mas QuattroMicro (Waters). Do rozdziału chromatograficznego stosowano kolumnę analityczną XTerra C18 MS wypełnioną modyfikowanym żelem krzemionkowym typu C18 o wymiarach 150 21 mm. Faza ruchoma: acetonitryl 10 mm bufor octanowy (octan amonu/ /kwas octowy) w stosunku objętościowym 9:1. Przepływ fazy ruchomej 0,2 ml/min; temperatura kolumny: 30 C; temperatura komory autosamplera: 20 C. Analizy ilościowej dokonano przez porównanie stosunku powierzchni piku kotyniny do wzorca wewnętrznego kotyniny-d 3, a stężenie obliczano na podstawie krzywej kalibracyjnej. Za niepalące uznano kobiety, u których stężenie kotyniny w ślinie było poniżej 10 ng/ml. Ocena postnatalnej ekspozycji na dym tytoniowy Ocena narażenia dzieci na dym tytoniowy przeprowadzona została na podstawie wywiadu kwestionariuszowego przeprowadzonego z matką dziecka. Oceniane były źródła i wielkość ekspozycji. poddane transformacji logarytmicznej. Ze względu na silną współzależność między paleniem w ciąży i po porodzie nie analizowano tych narażeń łącznie w jednym modelu. Wszystkich obliczeń statystycznych dokonano przy użyciu pakietu statystycznego R (10). WYNIKI Zależność między paleniem w czasie ciąży i po porodzie została przedstawiona na rycinie 1. Większość kobiet niepalących w czasie ciąży (kotynina w ślinie < 10 ng/ml) deklarowała niepalenie w pierwszym roku po urodzeniu dziecka. Dla nielicznych kobiety niepalących po porodzie poziom kotyniny w ślinie pobieranej w czasie ciąży wskazywał, że kobiety te paliły papierosy w czasie jej trwania. Kobiety palące w czasie ciąży kontynuowały palenie po urodzeniu dziecka. Przeprowadzone badanie wykazało, że prenatalna ekspozycja na dym tytoniowy negatywnie wpływała na rozwój zdolności poznawczych (p = 0,06) oraz językowych dzieci (p = 0,08), tzn. wzrost ekspozycji wiązał się ze zmniejszeniem analizowanych umiejętności (ryc. 2). Nie odnotowano istotnej statystycznie zależności między narażeniem dzieci na dym tytoniowy po urodzeniu a ich rozwojem psychoruchowym (p = 0,2) (ryc. 3). Analiza wieloczynnikowa uwzględniająca płeć, kolejność urodzenia dziecka, wykształcenie rodziców wykazała istotną statystycznie zależność między narażeniem Ocena rozwoju psychomotorycznego dzieci Ocena rozwoju psychoruchowego dzieci dokonana została przy użyciu testu Bayley Scale for Infant and Toddler Development, third edition (BESID-III, 2005). Test ten został przeprowadzony przez przeszkoloną osobę u dzieci w 12. miesiącu życia. Pozwala on na ocenę 5 obszarów rozwoju dziecka: zdolności poznawcze (cognitive), rozwój ruchowy (motor), zdolności językowe (language), poziom rozwoju społecznego i emocjonalnego (social-emotional) oraz zachowanie (behavior). Ocena rozwoju psychoruchowego dzieci z użyciem powyższej skali skorygowana jest o wiek dziecka (korekta ta obejmuje również dzieci urodzone przedwcześnie, tj. przed 37. tygodniem ciąży). Analiza statystyczna Zależność między rozwojem dziecka (ocenianym przy pomocy testu Bayleya) a narażeniem na dym tytoniowy oceniono przy pomocy modelu regresji liniowej. W modelu wieloczynnikowym uwzględniono potencjalne czynniki zakłócające. Stężenia kotyniny w ślinie zostały Ryc. 1. Zależność między paleniem w czasie ciąży i po porodzie. Fig. 1. Relationship between smoking during pregnancy and within one year after delivery.

18 K. Polańska i wsp. Nr 1 Ryc. 2. Zależność miedzy poziomem kotyniny w ślinie kobiet ciężarnych a rozwojem psychoruchowym dzieci. Fig. 2. Relationship between cotinine level during pregnancy and child psychomotor development. Ryc. 3. Zależność miedzy bierną ekspozycją na dym tytoniowy a rozwojem psychoruchowym dzieci. Fig. 3. Relationship between postnatal exposure and child psychomotor development.

Nr 1 Narażenie na dym tytoniowy a rozwój psychoruchowy dzieci 19 Tabela 1. Zależność między poziomem kotyniny w ślinie a rozwojem psychoruchowym dzieci analiza wieloczynnikowa Table 1. Relationship between cotinine level during pregnancy and child psychomotor development multivariate analysis Zmienna Variable Trend dla logarytmu stężeń kotoniny w ślinie kobiet ciężarnych / Trend for logarithm of saliva cotinine level during pregnancy Zdolności poznawcze Cognitive abilities Zdolności językowe Language abilities Rozwój ruchowy Motor abilities b = 4,0454 p = 0,0361 b = 3,414 p = 0,0806 b = 2,748 p = 0,188 Model uwzględnia płeć dziecka, kolejność urodzenia, wykształcenie rodziców / Adjusted for gender of the child, birth order and educational level of the parents na dym tytoniowy w życiu płodowym a rozwojem zdolności poznawczych (b = 4,0; p = 0,04) (tab. 1). Narażenie na dym tytoniowy negatywnie wpływało również na zdolności językowe oraz rozwój ruchowy dzieci, chociaż wyniki nie były istotne statystycznie, co mogło wynikać ze zbyt małej wielkości próby w przeprowadzonym badaniu. OMÓWIENIE WYNIKÓW I WNIOSKI Przeprowadzone badanie wykazało zależność między narażeniem dzieci na dym tytoniowy w życiu płodowym a ich rozwojem psychoruchowym głównie pod postacią zaburzeń zdolności poznawczych. Badania epidemiologiczne dotyczące wpływu pre- i postnatalnej ekspozycji na dym tytoniowy na rozwój psychoruchowy dzieci nie dają jednoznacznej odpowiedzi dotyczącej siły związku miedzy narażeniem a efektem zdrowotnym. Dla przykładu w badaniu Gusella i Fred palenie przez matkę negatywnie wpływało na rozwój ruchowy dzieci (11), podczas gdy analiza przeprowadzona przez Richardson i wsp. nie wykazała zależności między środowiskowym narażeniem na dym tytoniowy a zdolnościami poznawczymi i ruchowymi dzieci (12). W innym z badań po uwzględnieniu w analizie wykształcenia matki jako czynnika zakłócającego prenatalna ekspozycja na dym tytoniowy nie miała istotnego statystycznie wpływu na rozwój dzieci (13). Niejednoznaczność wyników w przeprowadzonych badaniach może wynikać z braku wiarygodnie ocenionej ekspozycji na dym tytoniowy w życiu płodowym i po urodzeniu, a także z braku właściwego doboru czynników zakłócających, które mogą wpływać na obserwowane zależności. W odróżnieniu od innych prac, w realizowanym badaniu bardzo dużą uwagę skupiono na ocenie ekspozycji na dym tytoniowy z jednoczesną weryfikacją informacji dotyczących statusu palenia za pomocą analizy materiału biologicznego. W analizie wieloczynnikowej uwzględniono potencjalne czynniki zakłócające mogące wpływać na rozwój psychoruchowy dzieci co stanowi dodatkową zaletę przeprowadzonego badania. Ze względu na silną zależność między paleniem w czasie ciąży oraz po porodzie w badanej grupie kobiet nie było możliwe rozróżnienie wpływu narażenia w czasie ciąży od tego występującego po porodzie na rozwój dziecka w 1. roku życia. WNIOSKI 1. Narażenie dzieci na dym tytoniowy w życiu płodowym i po urodzeniu negatywnie wpływa na ich rozwój psychoruchowy. 2. Trudno jest oddzielić wpływ ekspozycji w życiu płodowym od narażenia po urodzeniu. 3. Konieczne jest zintensyfikowanie działań mających na celu eliminację narażenia dzieci na dym tytoniowy w jak najwcześniejszym okresie ich życia. PIŚMIENNICTWO 1. Polańska K., Hanke W., Sobala W., Jurewicz J.: Ekspozycja na dym tytoniowy kobiet w ciąży wyniki badania prospektywnego w regionie łódzkim. Przegl. Lek. 2007;64(10): 824 826 2. Polańska K., Hanke W., Laudański T., Kalinka J.: Stężenie kotoniny w osoczu jako biomarker czynnej i biernej ekspozycji kobiet ciężarnych na dym tytoniowy. Ginekol. Pol. 2007;78:796 801 3. Zatoński W.: Zdrowie dzieci a bierne palenie tytoniu. Centrum Onkologii Instytut, Warszawa 2000, s. 8 4. National Center For Chronic Disease Prevention and Health Promotion. Women and smoking: a report of the surgeon general [2001]. Adres: http://www.cdc.gov/tobacco/ sgr/sgr_forwomen 5. National Center For Chronic Disease Prevention and Health Promotion. The health consequences of smoking: a report of the surgeon general [2004]. Adres: http://www.cdc. gov/tobacco/sgr/sgr_2004/index.htm 6. Eskenazi B., Castorina R.: Association of prenatal maternal or postnatal child environmental tobacco smoke exposure and neurodevelopmental and behavioral problems in children. Environ. Health Perspect. 1999;107:991 1000 7. DiFranza J.R., Aligne C.A., Weitzman M.: Prenatal and postnatal environmental tobacco smoke exposure and children s health. Pediatrics 2004;113(4):1007 1015

20 K. Polańska i wsp. Nr 1 8. Williams J.H.G., Ross L.: Consequences of prenatal toxin exposure for mental health in children and adolescents: A systematic review. Eur. Child Adolesc. Psychiatry 2007;16(4):243 253 9. Fergusson D.M., Lloyd M.: Smoking during pregnancy and its effects on child cognitive ability from the ages of 8 to 12 years. Paediatr. Perinat. Epidemiol. 1991;5(2): 189 200 10. The R Project for Statistical Computing. Adres: http:// www.r-project.org 11. Gusella J.L., Fried P.A.: Effects of maternal social drinking and smoking on offspring at 13 months. Neurobehav. Toxicol. Teratol. 1984;6(1):13 17 12. Richardson G.A., Day N.L., Goldschmidt L.: Prenatal alcohol, marijuana, and tobacco use: Infant mental and motor development. Neurotoxicol. Teratol. 1995;17(4):479 487 13. Trasti N., Vik T., Jacobsen G., Bakketeig L.S.: Smoking in pregnancy and children s mental and motor development at age 1 and 5 years. Early Hum. Dev. 1999;55(2): 137 147