Maternal blood metal levels and fetal markers of metabolic function

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dc.contributor.author

Ashley-Martin, Jillian

Dodds, Linda

Arbuckle, Tye E.

Ettinger, Adrienne S.

Shapiro, Gabriel D.

Fisher, Mandy

Taback, Shayne

Bouchard, Maryse F.

Monnier, Patricia

Dallaire, Renee

Fraser, William D.

dc.date.accessioned

2024-05-03T14:06:47Z

dc.date.available

2024-05-03T14:06:47Z

dc.date.issued

2014-11-20

dc.description - en

Health Canada helps to protect the health of Canadians by assessing and managing the health risks associated with exposure to environmental contaminants. This study was done in partnership with scientists at Dalhousie University and aimed to investigate the potential adverse effects of prenatal exposure to metals on fetal growth using data from the Maternal-Infant Research on Chemicals (MIREC) Study. The fetal time period is a window of enhanced susceptibility to the potential adverse effects of environmental contaminants. Previous research has suggested that maternal exposure to metals commonly found in the environment may adversely affect fetal growth. Examination of fetal markers of metabolic function provides a means for assessing the susceptibility of fetal development to environmental contaminant exposures. This research examined the relationship between prenatal exposure to four metals (lead, mercury, arsenic, and cadmium) and biomarkers of metabolic function in umbilical cord blood. Individuals may be exposed to these metals through contaminated food or water, industrial emissions or cigarette smoking. Leptin and adiponectin are hormones whose levels may be predictive of childhood growth patterns. Umbilical cord blood levels of these hormones served as biomarkers of metabolic function in this study. It was observed that cord blood leptin levels were higher among female infants than male infants, while cord blood adiponectin levels were approximately the same among males and females. It was also observed that, compared to women with low exposure levels, women with high levels of exposure to cadmium were more likely to have infants with high cord blood leptin levels. This association was, however, only observed among male infants. No significant associations were observed between the other metals and these biomarkers of metabolic function. The study results suggest that prenatal exposure to some metals may have an impact on fetal metabolic development, which provides motivation to further examine the role of prenatal exposures to contaminants, such as cadmium, on childhood growth patterns in order to develop a more complete picture of their potential impact on child health and growth.

dc.description.abstract - en

Exposure to metals commonly found in the environment has been hypothesized to be associated with measures of fetal growth but the epidemiological literature is limited. The Maternal–Infant Research on Environmental Chemicals (MIREC) study recruited 2001 women during the first trimester of pregnancy from 10 Canadian sites. Our objective was to assess the association between prenatal exposure to metals (lead, arsenic, cadmium, and mercury) and fetal metabolic function. Average maternal metal concentrations in 1st and 3rd trimester blood samples were used to represent prenatal metals exposure. Leptin and adiponectin were measured in 1363 cord blood samples and served as markers of fetal metabolic function. Polytomous logistic regression models were used to estimate odds ratios (OR) and 95% confidence intervals (CI) for the association between metals and both high (≥90%) and low (≤10%) fetal adiponectin and leptin levels. Leptin levels were significantly higher in female infants compared to males. A significant relationship between maternal blood cadmium and odds of high leptin was observed among males but not females in adjusted models. When adjusting for birth weight z-score, lead was associated with an increased odd of high leptin. No other significant associations were found at the top or bottom 10th percentile in either leptin or adiponectin models. This study supports the proposition that maternal levels of cadmium influence cord blood adipokine levels in a sex-dependent manner. Further investigation is required to confirm these findings and to determine how such findings at birth will translate into childhood anthropometric measures.

dc.description.abstract-fosrctranslation - fr

L'hypothèse est que l'exposition aux métaux couramment présents dans l'environnement est associée aux mesures de la croissance fœtale, mais la littérature épidémiologique est limitée. L'étude MIREC (Maternal-Infant Research on Environmental Chemicals) a recruté 2 001 femmes au cours du premier trimestre de la grossesse dans 10 sites canadiens. Notre objectif était d'évaluer l'association entre l'exposition prénatale aux métaux (plomb, arsenic, cadmium et mercure) et la fonction métabolique fœtale. Les concentrations maternelles moyennes de métaux dans les échantillons de sang des 1er et 3e trimestres ont été utilisées pour représenter l'exposition prénatale aux métaux. La leptine et l'adiponectine ont été mesurées dans 1 363 échantillons de sang de cordon et ont servi de marqueurs de la fonction métabolique fœtale. Des modèles de régression logistique polytomique ont été utilisés pour estimer les rapports de cotes (OR) et les intervalles de confiance (IC) à 95 % pour l'association entre les métaux et les taux d'adiponectine et de leptine fœtaux élevés (≥ 90 %) et faibles (≤ 10 %). Les niveaux de leptine étaient significativement plus élevés chez les nourrissons de sexe féminin que chez les garçons. Une relation significative entre le cadmium dans le sang maternel et le risque d'avoir un taux élevé de leptine a été observée chez les hommes mais pas chez les femmes dans les modèles ajustés. Lors de l'ajustement du score z du poids à la naissance, le plomb était associé à une probabilité accrue d'un taux élevé de leptine. Aucune autre association significative n'a été trouvée dans le 10e centile supérieur ou inférieur dans les modèles de leptine ou d'adiponectine. Cette étude soutient la proposition selon laquelle les niveaux maternels de cadmium influencent les niveaux d'adipokine dans le sang de cordon d'une manière dépendante du sexe. Des recherches plus approfondies sont nécessaires pour confirmer ces résultats et déterminer comment ces résultats à la naissance se traduiront en mesures anthropométriques chez l'enfant.

dc.description.fosrctranslation - fr

Santé Canada contribue à protéger la santé des Canadiens en évaluant et en gérant les risques pour la santé associés à l'exposition aux contaminants environnementaux. Cette étude a été réalisée en partenariat avec des scientifiques de l'Université Dalhousie et visait à étudier les effets néfastes potentiels de l'exposition prénatale aux métaux sur la croissance fœtale à l'aide des données de l'étude MIREC (Maternal-Infant Research on Chemicals). La période fœtale est une fenêtre de sensibilité accrue aux effets néfastes potentiels des contaminants environnementaux. Des recherches antérieures ont suggéré que l'exposition maternelle aux métaux couramment présents dans l'environnement pouvait nuire à la croissance fœtale. L'examen des marqueurs fœtaux de la fonction métabolique permet d'évaluer la susceptibilité du développement fœtal aux expositions aux contaminants environnementaux. Cette recherche a examiné la relation entre l'exposition prénatale à quatre métaux (plomb, mercure, arsenic et cadmium) et les biomarqueurs de la fonction métabolique dans le sang du cordon ombilical. Les individus peuvent être exposés à ces métaux par le biais d’aliments ou d’eau contaminés, d’émissions industrielles ou de cigarettes. La leptine et l'adiponectine sont des hormones dont les niveaux peuvent prédire les schémas de croissance de l'enfant. Les taux sanguins de cordon ombilical de ces hormones ont servi de biomarqueurs de la fonction métabolique dans cette étude. Il a été observé que les taux de leptine dans le sang de cordon étaient plus élevés chez les nourrissons de sexe féminin que chez les nourrissons de sexe masculin, tandis que les taux d'adiponectine dans le sang de cordon étaient à peu près les mêmes chez les garçons et les filles. Il a également été observé que, comparativement aux femmes ayant de faibles niveaux d'exposition, les femmes ayant des niveaux élevés d'exposition au cadmium étaient plus susceptibles d'avoir des nourrissons présentant des taux élevés de leptine dans le sang du cordon. Cette association n’a cependant été observée que chez les nourrissons de sexe masculin. Aucune association significative n'a été observée entre les autres métaux et ces biomarqueurs de la fonction métabolique. Les résultats de l'étude suggèrent que l'exposition prénatale à certains métaux peut avoir un impact sur le développement métabolique du fœtus, ce qui incite à examiner plus en profondeur le rôle des expositions prénatales à des contaminants, tels que le cadmium, sur les schémas de croissance de l'enfant afin de développer une image plus complète de leur impact potentiel sur la santé et la croissance des enfants.

dc.identifier.doi

https://doi.org/10.1016/j.envres.2014.10.024

dc.identifier.uri

https://open-science.canada.ca/handle/123456789/2386

dc.language.iso

en

dc.publisher

Elsevier

dc.subject - en

Health

Health and safety

dc.subject - fr

Santé

Santé et sécurité

dc.subject.en - en

Health

Health and safety

dc.subject.fr - fr

Santé

Santé et sécurité

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Maternal blood metal levels and fetal markers of metabolic function

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Article

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