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Jun 25, 2023

Contenido de metales pesados ​​seleccionados en la sangre del cordón umbilical y datos antropométricos de madres y recién nacidos en Polonia: datos preliminares

Scientific Reports volumen 13, Número de artículo: 14077 (2023) Citar este artículo 1 Detalles de Altmetric Metrics La capacidad de acumular metales en órganos y tejidos provoca alteraciones en el

Scientific Reports volumen 13, número de artículo: 14077 (2023) Citar este artículo

1 altmétrica

Detalles de métricas

La capacidad de acumular metales en órganos y tejidos provoca alteraciones en el funcionamiento fisiológico del organismo, provocando estrés oxidativo. Esto afecta negativamente el funcionamiento de la placenta y puede provocar abortos espontáneos, partos prematuros y trastornos del crecimiento fetal. El objetivo del estudio fue examinar la relación entre los niveles de metales pesados ​​seleccionados en la sangre del cordón umbilical y los parámetros antropométricos de las madres y los recién nacidos. El contenido de elementos en la sangre del cordón umbilical se ha evaluado mediante espectroscopia de emisión óptica de plasma acoplado inductivamente de alta resolución (ICP-OES). Los resultados del estudio se recopilaron y analizaron estadísticamente utilizando el software IBM SPSS Statistics (PS IMAGO). Se utilizó el coeficiente de correlación de Pearson para probar asociaciones entre variables seleccionadas. Se realizó un análisis de regresión para identificar predictores de los parámetros antropométricos de las mujeres y los recién nacidos estudiados. El grupo de estudio estuvo formado por mujeres de entre 19 y 41 años, cuyo embarazo no fue complicado y no estuvieron expuestas a metales pesados ​​debido a su trabajo o al tabaquismo. Se identificaron los siguientes metales en todas las muestras de sangre del cordón umbilical recolectadas: plomo (26,25 ± 9,32 µg/L), zinc (2025,24 ± 717,83 µg/L), cobre (749,85 ± 203,86 µg/L), manganeso (32,55 ± 13,58 µg/L). ), cromo (8,34 ± 2,16 µg/L) y selenio (158,46 ± 41,58 µg/L). El análisis estadístico realizado indicó la relación entre el contenido de cobre en la sangre del cordón umbilical y el aumento de peso de las mujeres embarazadas. Se observó una relación significativa entre la circunferencia de la cabeza del recién nacido y el contenido de cromo. Además, se encontraron correlaciones positivas significativas entre el contenido de zinc y cobre, manganeso y plomo, manganeso y selenio, plomo y selenio, y plomo y cromo en la sangre del cordón umbilical. La relación entre las concentraciones de zinc y cobre se relacionó con la circunferencia de la cabeza neonatal. El aumento de peso en mujeres embarazadas se correlaciona positivamente con el nivel de cobre en la sangre del cordón umbilical. Existe una asociación entre la circunferencia de la cabeza al nacer y la concentración de cromo en la sangre del cordón umbilical. Los niveles de cobre y zinc en la sangre del cordón umbilical se correlacionan positivamente con la circunferencia de la cabeza al nacer.

Los niveles ambientales de metales pesados ​​varían considerablemente y pueden depender del tipo de metal, su forma química, la proximidad de aglomeraciones metropolitanas o carreteras transitadas e incluso de los tipos de plantas que se encuentran en un área determinada. Los niveles de metales pesados ​​en los tejidos humanos también dependen del estilo de vida del individuo, por ejemplo fumar. La acumulación de metales pesados ​​en órganos como el cerebro, el corazón, el hígado y los riñones perjudica el funcionamiento físico del organismo, dañando los procesos metabólicos y provocando estrés oxidativo1. Los factores de riesgo ambientales que afectan el embarazo y el parto ejercen sus efectos no sólo durante el embarazo sino también durante la preconcepción. Los metales pesados ​​pueden afectar las funciones reproductivas tanto masculinas como femeninas. Pueden alterar el ciclo menstrual, provocar dificultades para concebir e incluso provocar defectos de nacimiento2,3,4. La contaminación ambiental puede tener un impacto en la calidad del esperma5,6. La investigación científica indica que la contaminación ambiental puede tener efectos adversos no sólo en la fertilidad humana sino también en el embarazo y puede provocar complicaciones y resultados negativos en el embarazo6,7. La placenta, que sirve de barrera protectora al feto contra las toxinas, es permeable a los metales pesados. El desequilibrio redox causado por los metales pesados ​​tiene efectos adversos sobre la función placentaria. Esto puede provocar fracaso del embarazo (p. ej., aborto espontáneo), parto prematuro o restricción del crecimiento fetal6,7. La concentración de metales pesados ​​en la sangre del cordón umbilical refleja la cantidad real de metales que cruza la barrera placentaria y llega al feto8. La exposición de mujeres embarazadas a metales pesados ​​da como resultado la acumulación de metales en la sangre del cordón umbilical y puede tener un impacto en los parámetros antropométricos de los recién nacidos. Dada su capacidad para atravesar fácilmente la placenta, el plomo puede afectar negativamente al desarrollo del feto y, posteriormente, del recién nacido. Acumulado en los huesos, puede liberarse al torrente sanguíneo de la madre y luego llegar al feto. El plomo tiene un efecto neurotóxico y altera el desarrollo neurológico del feto. Además, la hemoglobina fetal tiene mayor afinidad por el plomo que la hemoglobina adulta. El cuerpo femenino es más susceptible a los efectos del cadmio que el cuerpo masculino. A través de su efecto sobre las vías hormonales y la generación de estrés oxidativo, el cadmio puede desempeñar un papel en la pérdida del embarazo y otros fallos obstétricos7. También ha habido informes sobre la relación entre la exposición prenatal al cadmio y el bajo peso, la longitud al nacer y la circunferencia de la cabeza9. La exposición al cromo durante el embarazo puede estar asociada con una restricción del crecimiento fetal. Una mayor concentración de cromo en muestras biológicas de mujeres embarazadas se asocia con una menor circunferencia abdominal y menor peso fetal, según lo evaluado mediante ecografía10,11. Oligoelementos como el zinc, el cobre y el selenio desempeñan un papel importante en el crecimiento fetal normal, por lo que sus niveles adecuados en la sangre del cordón umbilical son cruciales para el desarrollo fetal. Además, estos elementos se correlacionan positivamente con el peso al nacer de los recién nacidos12. Otros estudios indican que los niveles de cobre o manganeso se asocian significativamente con un menor peso corporal en los recién nacidos13,14. El manganeso es un antioxidante importante durante el embarazo, pero su concentración en la sangre del cordón umbilical, tanto baja como alta, puede afectar los parámetros antropométricos del nacimiento15. Los análisis del impacto de metales pesados ​​como el níquel, el talio o el antimonio sobre los parámetros antropométricos de los recién nacidos han demostrado que, a pesar de sus bajos niveles en la sangre del cordón umbilical, estos metales tienen un efecto negativo sobre el crecimiento fetal16. Los materiales biológicos más comúnmente utilizados para evaluar los niveles de exposición a contaminantes ambientales son la sangre, que se utiliza para evaluar los niveles de compuestos relativamente persistentes, es decir, aquellos con una vida media de varios meses o años, y la orina, que se utiliza para evaluar los niveles de compuestos no persistentes, es decir, aquellos cuya vida media se mide en horas17.

El objetivo del presente estudio fue examinar la relación entre los niveles de metales pesados ​​seleccionados en la sangre del cordón umbilical y los parámetros antropométricos de las madres y sus recién nacidos. Los oligoelementos analizados en el estudio son constituyentes de las partículas PM10 y PM2,5, así como contaminantes del suelo y del agua potable. La exposición a los efectos tóxicos de los metales pesados ​​en el período previo a la concepción y prenatal es un marcador importante de la salud de niños y adultos en todo el mundo y, en este contexto, la contaminación ambiental se convierte en una preocupación cada vez mayor.

El estudio se llevó a cabo entre 134 mujeres que dieron a luz en hospitales de Lublin, Polonia. Las mujeres eran residentes de la provincia de Lublin, situada en el este de Polonia, cerca de la frontera del país con Bielorrusia y Ucrania. La frontera oriental de la región forma parte de la frontera oriental de la Unión Europea. El problema climático clave en la región son las emisiones de los sistemas de calefacción de los hogares y del transporte por carretera. Los niveles elevados de partículas (PM10 y PM2,5) en el aire se registran principalmente en los meses fríos, cuando los niveles de contaminación provenientes de fuentes de bajas emisiones son mayores. Los niveles ambientales de metales pesados ​​monitoreados en la región son relativamente bajos, por debajo de los valores objetivo y límite. La provincia de Lublin se sitúa en el medio de las regiones polacas en términos de niveles de contaminación18,19. El estudio se llevó a cabo en el Hospital Regional Público Independiente Juan de Dios de Lublin y en el Hospital Regional Especializado Cardenal Stefan Wyszynski de Lublin. La investigación se suspendió de noviembre a diciembre de 2020 debido a la introducción del bloqueo en Polonia, relacionado con la aparición del SARS-CoV-2, por lo que es difícil calcular el número mínimo de personas en la muestra.

Las muestras de sangre de cordón umbilical analizadas en el estudio fueron recolectadas entre 2020 y 2021. El estudio se llevó a cabo previo consentimiento de los responsables de las salas de parto donde se llevó a cabo el estudio.

Participaron en el estudio todas las mujeres que dieron su consentimiento para participar en el estudio y cumplieron con los criterios de inclusión. Los criterios de inclusión en el estudio fueron los siguientes: lugar de residencia: condado de Lublin, 18 años o más, embarazo único y sin complicaciones, parto con ≥ 38 semanas de gestación, consentimiento de la paciente. Los criterios de exclusión fueron los siguientes: consumo de tabaco, uso de sustancias psicoactivas, diagnóstico de cáncer u otra enfermedad que complique el embarazo, exposición ocupacional prolongada a metales pesados, embarazo múltiple, edad materna menor de 18 años. Inicialmente se reclutó para el estudio a un total de 200 mujeres en trabajo de parto. Sin embargo, como algunas de las mujeres no cumplían todos los criterios de inclusión, finalmente se analizaron 134 muestras de sangre en el estudio.

Los datos antropométricos de las madres y de los recién nacidos incluidos en el estudio se recogieron mediante una encuesta diagnóstica mediante un cuestionario estandarizado. Se recogieron los siguientes datos relacionados con las mujeres estudiadas: edad, peso corporal antes del embarazo y aumento de peso durante el embarazo. La información recopilada relativa a los recién nacidos incluyó los siguientes parámetros antropométricos: peso al nacer (en gramos), longitud al nacer (en centímetros), circunferencia de la cabeza y circunferencia del pecho al nacer (en centímetros).

La circunferencia de la cabeza se mide con una cinta centimétrica en la dimensión frontooccipital al nivel de la tuberosidad frontal y la protuberancia occipital. La circunferencia de la cabeza de un recién nacido eutrófico es de 34 a 35 cm. La medición de la circunferencia del tórax se realiza en la pared frontal del tórax al nivel de los pezones, en la espalda en la línea de los ángulos inferiores de los omóplatos. La circunferencia torácica de un recién nacido eutrófico es de 32 a 33 cm.

La medición de la longitud del cuerpo del recién nacido comienza con la medición de la longitud del cuello parietal SI, desde el parietal posterior (pequeño) a lo largo de la columna hasta el comienzo del surco glúteo. Luego, el centímetro debe llevarse a lo largo de la extremidad inferior hasta la flexión de la rodilla y luego hasta el talón del recién nacido. La longitud del cuerpo oscila entre 46 y 54 cm.

Todos los datos relativos a las mujeres incluidas en el estudio fueron proporcionados por ellas en el cuestionario. Las mediciones antropométricas de los recién nacidos fueron realizadas por los propios investigadores en las primeras horas de vida del recién nacido (los mismos resultados de las mediciones se anotaron en la documentación médica de los recién nacidos: Historia clínica del recién nacido y Libro de salud del bebé).

La sangre de los vasos umbilicales se recogió, después de cortar el cordón umbilical, en tubos sin metal con sal disódica dihidrato del ácido etilendiaminotetraacético (EDTA). Cada muestra fue etiquetada con el número de código del paciente, como se especifica en el cuestionario y el formulario de consentimiento de participación en el estudio. Luego, las muestras se almacenaron a -25 °C hasta que se realizó el análisis químico. La digestión de la muestra de sangre se llevó a cabo utilizando un bloque calefactor DigiPREP (SCP Science). Después de sacarlas del frigorífico, las muestras se dejaron hasta que alcanzaron la temperatura del papel. Luego se extrajeron 2 ml de sangre en DigiTUBE, se agregaron 1,8 ml de HNO3 Suprapur al 65 % y 3,4 ml de agua desionizada. La digestión se llevó a cabo en recipientes cerrados a una temperatura de 120 °C durante 90 min. Las muestras digeridas se filtraron y se transfirieron cuantitativamente a recipientes Digitube y se llenaron con agua desionizada hasta 10 ml.

Los niveles de metales pesados ​​en las muestras de sangre del cordón umbilical se midieron mediante espectroscopia de emisión óptica de plasma acoplado inductivamente (ICP-OES) de alta resolución (PlasmaQuant PQ 9000 Elite, Analytik Jena). La exactitud del método se determinó basándose en materiales de referencia matriciales certificados. El flujo de gas se estableció de la siguiente manera: gas nebulizador 0,6 l/min, gas auxiliar 0,5 l/min, gas plasma 14,0 l/min. Para el análisis se utilizaron las siguientes líneas analíticas: Se—196,0280 nm, Zn, 206,2000 nm, Cu 213,5981 nm, Pb 220,3534 nm, Cd 228,8018 nm, Mn 257,6100 nm, Cr 267, 7160 nm y el tiempo de lectura de la señal fue de 3 s. El modo de lectura axial se utilizó para todos los elementos, a excepción del manganeso, que se determinó mediante el modo axial atenuado. La velocidad de transporte de la muestra se fijó en 1,0 ml/min. Las mediciones de concentración para cada muestra se realizaron por triplicado. La precisión del método se determinó basándose en materiales de referencia certificados (Seronom Whole Blood L2 y L3). Los valores de los límites de cuantificación de los elementos analizados en las muestras después de la digestión fueron los siguientes: Zn, Se, Pb, Cu—5 μg/L, Cr, Mn—1 μg/L.

Inicialmente se seleccionaron para el análisis los siguientes metales: plomo, cadmio, cromo, níquel, zinc, cobre, molibdeno, manganeso, cobalto, antimonio, talio, vanadio y selenio. En todas las muestras de sangre de cordón umbilical recolectadas se encontraron los siguientes metales: plomo, zinc, cobre, manganeso y selenio. Los niveles de otros metales (cadmio, níquel, molibdeno, cobalto, antimonio, talio y vanadio) estaban por debajo del límite de detección (LOD).

La precisión de las mediciones de los niveles de metales pesados ​​en la sangre del cordón umbilical se evaluó mediante el coeficiente de varianza porcentual (CV%). El nivel más bajo de precisión se encontró para las mediciones de concentración de plomo, mientras que el nivel más alto de precisión se encontró para el zinc y el manganeso, lo que se debió a los niveles de metales en la sangre del cordón umbilical. Los resultados de las mediciones para los intervalos de confianza del 95% (IC del 95%) se muestran en la Fig. 1.

Variabilidad de los niveles de metales pesados ​​en sangre de cordón umbilical en relación con la media − CV [%].

El estudio se llevó a cabo de acuerdo con los principios de la Declaración de Helsinki y el diseño del estudio fue aprobado por el Comité de Bioética de la Universidad Médica de Lublin (KE-0254/280/2018).

Los resultados del estudio se recopilaron y analizaron estadísticamente utilizando el software IBM SPSS Statistics (PS IMAGO). Los valores de los parámetros medibles analizados en el estudio se presentaron utilizando los valores media (M), desviación estándar (SD), mediana (me), mínimo (Min) y máximo (Max). Se utilizó el coeficiente de correlación de Pearson para probar asociaciones entre variables seleccionadas. Se realizó un análisis de regresión para identificar predictores de parámetros antropométricos de las mujeres y recién nacidos estudiados. Se realizó un análisis de regresión con factores moderadores para evaluar las variables (prueba F). El nivel de significación estadística se fijó en p < 0,05.

El estudio se llevó a cabo de acuerdo con los principios de la Declaración de Helsinki y el diseño del estudio fue aprobado por el Comité de Bioética de la Universidad Médica de Lublin (KE-0254/280/2018). El consentimiento informado se obtuvo de todos los participantes en el estudio. Todos los métodos se llevarán a cabo de acuerdo con las directrices y regulaciones pertinentes.

La edad media de las mujeres fue de 30,07 ± 4,29 años, el aumento de peso experimentado por las mujeres durante el embarazo fue de 4,00 a 43,00 kg, con una media de 14,34 ± 6,73 kg. Su peso corporal antes del embarazo era de 78,78 ± 10,81 kg. El peso medio al nacer de los recién nacidos estudiados fue de 3.501,49 ± 442,68 g. La longitud de su cuerpo fue de 50 a 58 cm, con una media de 54,10 ± 2,07 cm. El perímetro cefálico medio fue 34,06 ± 1,35 cm y el perímetro torácico medio fue 33,87 ± 1,58 cm.

La Tabla 1 presenta las concentraciones medias de metales pesados. La concentración de zinc en las muestras alcanzó el nivel más alto en comparación con los otros metales analizados y fue de 1165 a 4592 µg/L. La concentración media de manganeso fue de 32,55 ± 13,58 µg/L. El nivel medio de plomo en la sangre del cordón umbilical fue de 26,25 ± 9,32 µg/L, siendo la concentración más alta de 49,45 µg/L. El nivel medio de cobre fue de 749,85 ± 203,86 µg/L. Los niveles de cromo oscilaron entre 4,99 µg/L y 14,73 µg/L y fueron los más bajos entre todos los elementos analizados.

La Tabla 2 presenta correlaciones entre las concentraciones de metales pesados ​​en la sangre del cordón umbilical y los datos sociodemográficos y antropométricos de madres y recién nacidos. El análisis estadístico no encontró diferencias estadísticamente significativas entre el contenido de metales pesados ​​en la sangre del cordón umbilical y la edad de los encuestados (p > 0,05).

El análisis de las correlaciones entre el contenido de metales pesados ​​en la sangre del cordón umbilical y el peso corporal antes del embarazo no reveló diferencias estadísticamente significativas (p > 0,05). Sin embargo, hubo una correlación positiva débil entre la concentración media de cobre en la sangre del cordón umbilical y el aumento de peso durante el embarazo (p = 0,023).

Se observó una correlación positiva entre la concentración de plomo y el peso al nacer (p = 0,047). Además, se descubrió que la concentración de cromo en la sangre del cordón umbilical depende de la circunferencia de la cabeza de los recién nacidos: cuanto mayor es la circunferencia, menor es el nivel de cromo (p = 0,021). No se encontró correlación entre la longitud corporal y la circunferencia torácica de los recién nacidos y el contenido de metales pesados ​​en la sangre del cordón umbilical (p > 0,05).

El análisis de regresión univariante realizado para tres pares de variables se presenta en la Tabla 3. En el primer caso, la variable explicada fue el aumento de peso gestacional de las mujeres que participaron en el estudio, y la variable explicativa fue el contenido de cobre en la sangre del cordón umbilical. . Con base en los coeficientes de regresión, se puede concluir que la concentración de cobre en la sangre del cordón umbilical se relaciona positivamente con el aumento de peso durante el embarazo (β = 0,278; p < 0,05). El resultado de la prueba F fue estadísticamente significativo y el modelo probado explica el 7,7% de la variación de la variable dependiente.

En el segundo caso, la variable explicativa fue el peso del recién nacido al nacer y la variable explicativa fue el contenido de plomo en la sangre del cordón umbilical. El análisis de regresión mostró que cuanto mayor era el contenido de plomo en la sangre del cordón umbilical, mayor era el peso del recién nacido al nacer (β = 0,211; p > 0,05). El modelo probado explicó el 21,0% de la varianza, pero el resultado de la prueba F no fue estadísticamente significativo.

En el tercer caso se realizó un análisis de regresión en el que la variable explicativa fue el perímetro cefálico del recién nacido y la variable explicativa fue la concentración de cromo en sangre de cordón umbilical. Cuanto mayor es la concentración de cromo en la sangre del cordón umbilical, menor es la circunferencia de la cabeza del recién nacido (β = − 0,499; p < 0,05). El modelo probado explicó el 49,9% de la variable dependiente y el resultado de la prueba F fue estadísticamente significativo (F = 6,306; p < 0,05).

Los resultados del análisis estadístico demostraron correlaciones positivas significativas entre el contenido de zinc y cobre, manganeso y plomo, manganeso y selenio, plomo y selenio, y plomo y cromo. Los valores de correlación oscilaron entre 0,447 y 0,842 (p < 0,001)—Tabla 4.

La Tabla 5 presenta un análisis de correlación entre los índices de concentración de metales pesados ​​seleccionados en la sangre del cordón umbilical y variables antropométricas en las madres y recién nacidos estudiados. Se encontró una correlación positiva estadísticamente significativa entre la relación de concentración de cobre y zinc y la circunferencia de la cabeza del recién nacido (p = 0,031). No hubo correlaciones estadísticamente significativas entre las variables demográficas y médicas en madres y recién nacidos y los índices de concentración de plomo/selenio y manganeso/selenio en sangre de cordón umbilical (p > 0,05).

El seguimiento de la exposición humana a sustancias químicas ambientales es posible mediante el análisis de concentraciones de sustancias individuales en muestras biológicas17. En las muestras de sangre de cordón umbilical analizadas en el presente estudio se identificaron los siguientes metales: plomo, zinc, cobre, manganeso, selenio y cromo. Los niveles de otros metales: cadmio, níquel, molibdeno, cobalto, antimonio, talio y vanadio estaban por debajo del LOD. Esto puede indicar una baja exposición ambiental a estos elementos o una alta eficiencia de la barrera placentaria entre las mujeres del condado de Lublin. Estudios realizados en regiones de Polonia que están más contaminadas que la provincia de Lublin (en la Pequeña Polonia y Silesia) demostraron la presencia de cadmio en la sangre del cordón umbilical, lo que no se observó en el presente estudio20,21,22,23,24,25. En un estudio de Kiebała et al. En cuanto al contenido de cromo, cobre, níquel, plomo y zinc en el polvo callejero recogido a lo largo de las principales vías de tráfico de Lublin, la concentración más alta (de todos los metales estudiados) se observó para el zinc y la más baja para el plomo23. En el presente estudio, el zinc fue el elemento con mayor concentración en las muestras de sangre de cordón umbilical analizadas. La literatura sobre el tema describe la relación entre los niveles de zinc en la sangre del cordón umbilical y los parámetros antropométricos en los recién nacidos12,25,26. En un estudio de Kucukaydin et al., el nivel de zinc en la sangre del cordón umbilical en mujeres que experimentaron parto prematuro con PROM (rotura prematura de membranas) fue de 117,0 ± 43,0 μg/L y fue menor que en el grupo de mujeres que dieron a luz sin PROM. (157,0 ± 45,0 µg/L)27. Asimismo, Akdas et al. observaron que el nivel de zinc en la sangre del cordón umbilical disminuye en condiciones que complican el embarazo en comparación con los embarazos fisiológicos24. Al analizar las concentraciones de microelementos y metales en la sangre del cordón umbilical de mujeres en Polonia, Gari et al. encontraron que la mediana para el zinc fue de 1000 μg/L28, valor inferior al observado en el presente estudio. Cabrera-Rodríguez et al. no observaron asociación entre el contenido de zinc en la sangre del cordón umbilical y el peso al nacer de los recién nacidos16. Estos resultados están en línea con nuestros hallazgos, que mostraron que los niveles de zinc en la sangre del cordón umbilical no se asociaron significativamente ni con el peso al nacer ni con otros parámetros antropométricos en los recién nacidos.

Suliburska et al. observaron una relación entre el contenido de cobre en el líquido amniótico y el diámetro biparietal fetal, la circunferencia abdominal y la longitud femoral29. A su vez, nuestro estudio demostró que los niveles de cobre en muestras de sangre de cordón umbilical se correlacionaban positivamente con la circunferencia cefálica y negativamente con la circunferencia torácica de los recién nacidos. En su estudio sobre una población china, Li et al. informaron que el contenido de cobre en la sangre del cordón umbilical era de 123,1 a 699,6 μg/l (mediana: 298,2 μg/l)30. Nuestro estudio encontró niveles de cobre considerablemente más altos en las muestras analizadas que las del artículo mencionado anteriormente. Sakamoto et al. también informaron niveles más bajos de cobre en la sangre del cordón umbilical. en una población de mujeres japonesas (mediana: 438 µg/L)31. Los niveles de cobre observados por Elkabany et al. en Egipto fueron similares a los reportados en nuestro estudio32. Estudios realizados en Polonia y en el extranjero señalan una relación entre la concentración de cobre en la sangre del cordón umbilical y el peso al nacer12,22. Sin embargo, nuestros resultados no corroboran esta asociación.

En su estudio sobre mujeres no fumadoras con embarazos sin complicaciones, Lewicka et al. observaron que los niveles de cobre en el líquido amniótico se reducían con mayor frecuencia en pacientes con sobrepeso u obesidad que en mujeres con un IMC normal33. En nuestro estudio, hubo una correlación positiva entre el contenido de cobre en la sangre del cordón umbilical y el aumento de peso durante el embarazo en mujeres que viven en el condado de Lublin. Una alta concentración de cobre en sangre junto con un nivel bajo de zinc se asocia con estrés oxidativo y desarrollo de cánceres, incluido el cáncer de endometrio1. Observamos una correlación positiva muy fuerte entre los niveles de zinc y cobre en las muestras de sangre del cordón umbilical estudiadas. El análisis estadístico reveló que cuanto mayor es la desproporción entre los niveles de cobre y zinc en la sangre del cordón umbilical, mayor es la circunferencia de la cabeza al nacer.

Los resultados de nuestro estudio demostraron una fuerte correlación positiva entre el nivel de selenio y los niveles de plomo y manganeso. Los niveles de selenio en sangre pueden depender de diversos factores, como la dieta, la suplementación, la edad, el sexo, la ubicación geográfica o los genes34,35. Además, la concentración de selenio en sangre periférica de las mujeres está asociada con el peso corporal y el IMC36. No observamos tales asociaciones al analizar los niveles de selenio en la sangre del cordón umbilical entre las mujeres del condado de Lublin. Un estudio sobre recién nacidos sanos realizado por Bebas et al. demostraron un nivel de selenio significativamente mayor en la sangre del cordón umbilical en recién nacidos a término (72,25 ± 10,5 µg/L) en comparación con los bebés nacidos antes de las 37 semanas de embarazo (64,85 ± 7,67 µg/L)37. Estos valores son casi un 50% más bajos que los niveles de selenio en nuestras muestras. Un nivel bajo de selenio se asocia con una menor actividad de la glutatión peroxidasa (GPx), que mejora la protección antioxidante de la placenta e influye indirectamente en el crecimiento fetal, lo que puede conducir a una restricción del crecimiento intrauterino (RCIU)38. Yang et al. sugirieron que un nivel elevado de selenio (≥ 63,1 µg/L) puede inhibir el efecto tóxico del manganeso en el desarrollo neurológico y que cuanto menor es la concentración de selenio, más débil es su efecto protector39. En el presente estudio también se ha confirmado la interacción entre la presencia de selenio en la sangre del cordón umbilical y el nivel de manganeso. En un grupo de mujeres japonesas, el contenido medio de selenio en la sangre del cordón umbilical ascendió a 139 µg/L (126-157 µg/L)31, que es ligeramente inferior a los valores observados en nuestro estudio.

Rollin et al. demostraron que el nivel de manganeso en la sangre del cordón umbilical oscila entre 25,8 μg/L y 43,0 μg/L, y se encontraron niveles más altos de este elemento en mujeres que viven en áreas urbanas en comparación con mujeres que viven en áreas rurales40. Esto puede estar relacionado con la exposición ambiental, ya que el nivel de manganeso en el aire atmosférico es mayor en las zonas urbanas con mucho tráfico que en las aldeas41. Vigeh et al. sugirió que la exposición prenatal al manganeso puede estar asociada con el crecimiento fetal. Se observó un mayor nivel de manganeso en la sangre del cordón umbilical en el caso de RCIU (44,7 ± 19,1 μg/L) en comparación con embarazos no complicados (38,2 ± 13,1 μg/L)42. Lin et al. informaron que el nivel de manganeso en la sangre del cordón umbilical era de 47,0 ± 1,4 μg/L. En un estudio de Guan et al., la concentración media de manganeso en muestras de sangre de cordón umbilical fue de 78,75 µg/L. Se observaron concentraciones más altas de este elemento en mujeres embarazadas expuestas a factores ocupacionales peligrosos. Hubo una relación estadística curvilínea (en forma de U invertida) entre la concentración de manganeso en la sangre del cordón umbilical y el peso al nacer, la circunferencia de la cabeza y la circunferencia del pecho15. En comparación con todos los estudios citados anteriormente, nuestro estudio no confirmó relaciones significativas entre los niveles de manganeso en la sangre del cordón umbilical y los parámetros antropométricos en los recién nacidos.

Lin et al. encontraron que el nivel medio de plomo en la sangre del cordón umbilical era de 12,9 ± 7,2 μg/L43. En un estudio realizado entre mujeres del noreste de Japón, Iwai-Shimada et al. informaron que el nivel de plomo en la sangre del cordón umbilical era de 8,02 a 12,5 μg/l (mediana: 9,89 μg/l)44. Al analizar la sangre de cordón umbilical extraída inmediatamente después del parto de mujeres españolas tras un embarazo fisiológico, Bocca et al. observaron que la concentración media de plomo en las muestras fue de 7,9 μg/L2. Nuestro estudio mostró concentraciones más altas de plomo en la sangre del cordón umbilical de las mujeres del condado de Lublin, con un valor medio de 26,25 μg/L. Basándose en su estudio entre mujeres polacas que dieron a luz por vía vaginal después de un embarazo sin complicaciones, Durska demostró que el nivel medio de plomo en la sangre del cordón umbilical era de 21,4 μg/L. El contenido de plomo en la sangre del cordón umbilical no tuvo influencia sobre el estado de salud y las medidas antropométricas de los recién nacidos, y no se asoció con la educación, ocupación o posición social materna45. Un estudio realizado en Polonia por Gari et al. señalaron niveles de plomo más bajos en la sangre del cordón umbilical que los observados en nuestro estudio: mediana: 9,9 μg/L28. Un estudio de Gundacker et al. encontraron una correlación negativa entre la concentración media de plomo en la sangre del cordón umbilical y la duración del embarazo y el peso al nacer. La concentración mediana de este elemento en la sangre del cordón umbilical fue de 13 μg/L46. Nuestro estudio demostró que el nivel de plomo en la sangre del cordón umbilical era inferior al valor citado. Lin et al., que estudiaron el transporte placentario de plomo, informaron que la concentración media de plomo en la sangre del cordón umbilical era de 12,9 ± 7,2 μg/L. Se observaron niveles más bajos de este metal en casos de niveles más altos de zinc o manganeso en la sangre materna43. Nuestro estudio mostró una correlación positiva entre el contenido de plomo en la sangre del cordón umbilical y los niveles de manganeso y zinc. Esta correlación puede sugerir que la transferencia placentaria de zinc y manganeso se ve reforzada por los altos niveles de plomo en mujeres embarazadas.

La exposición al cromo durante el embarazo puede estar asociada con una restricción del crecimiento fetal. Peng et al. demostraron que cuanto mayor es la concentración de cromo en muestras de orina de mujeres embarazadas, menor es la circunferencia abdominal materna y el peso fetal estimado evaluado con ecografía en el segundo y tercer trimestre10. Los estudios realizados por Huang et al. y Pan et al. entre mujeres chinas embarazadas mostró que las madres de bebés prematuros en una población ambientalmente expuesta al cromo tenían niveles de cromo en orina más altos que las mujeres que dieron a luz a término11,47. Por tanto, el cromo puede ser un factor tóxico para el crecimiento fetal y un factor etiológico potencial del nacimiento prematuro. En su estudio sobre la influencia de los elementos de la sangre del cordón umbilical en el desarrollo fetal, Cabrera-Rodríguez et al. observaron una relación significativa entre el contenido de cromo en la sangre del cordón umbilical y la longitud corporal al nacer. Cuanto mayor es la concentración de este elemento, menor es la longitud corporal16. Nuestro estudio demuestra una asociación significativa entre el nivel de cromo y la circunferencia de la cabeza en los recién nacidos. Observamos concentraciones más altas de cromo en recién nacidos con una circunferencia de cabeza más pequeña. Cabrera-Rodríguez et al. demostraron que tanto las concentraciones de elementos individuales como la suma de los niveles de cromo, níquel y antimonio en la sangre del cordón umbilical pueden ser un factor de riesgo de bajo peso al nacer16.

El uso de la sangre del cordón umbilical como biomarcador de la exposición fetal a la contaminación ambiental aumentará la conciencia sobre las posibles consecuencias para la salud del niño en el futuro, facilitará su identificación y permitirá una rápida implementación de la terapia dirigida48,49.

El presente estudio proporciona información sobre la acumulación de metales pesados ​​en la sangre del cordón umbilical entre las mujeres de Polonia cuyo embarazo transcurrió sin complicaciones. Analizamos las relaciones entre las concentraciones de elementos en muestras de sangre del cordón umbilical y datos antropométricos y demográficos de madres y recién nacidos. La fortaleza de nuestro estudio es que el análisis se centró no solo en el peso y la longitud al nacer, sino también en la circunferencia de la cabeza y el pecho de los recién nacidos. La literatura sobre el tema no incluye muchos informes que analicen las relaciones entre el aumento de peso durante el embarazo y las concentraciones de metales pesados ​​en la sangre del cordón umbilical.

El presente estudio tiene ciertas limitaciones. En primer lugar, el tamaño de la muestra fue relativamente pequeño, lo que se debió a los criterios de inclusión bastante restrictivos. El grupo más grande de mujeres excluidas del estudio fueron pacientes con comorbilidades relacionadas con el embarazo, como hipotiroidismo, diabetes e hipertensión. Además, las mujeres estudiadas vivían en un área administrativa limitada en Polonia. La espectroscopia de emisión óptica de plasma acoplado inductivamente de alta resolución (ICP-OES) fue el método utilizado para medir los metales pesados ​​en la sangre del cordón umbilical. Teniendo en cuenta los bajos niveles de detección de los metales pesados ​​analizados, quizás otros métodos de análisis serían más sensibles. Tampoco se analizó la estacionalidad de las muestras de sangre de cordón umbilical tomadas. Se necesitan más investigaciones para comprender el impacto de los cambios causados ​​por los metales pesados ​​en las madres y sus bebés y para verificar si el nivel de metales pesados ​​en la sangre del cordón umbilical puede usarse como biomarcador para determinar la salud futura de los niños expuestos.

La acumulación de metales pesados ​​en el cuerpo comienza ya en la etapa fetal de la vida y sus consecuencias pueden manifestarse no sólo durante el embarazo y el parto, sino también en el período neonatal como un menor peso o longitud corporal. La placenta es un órgano filtrante que forma una barrera protectora contra la exposición a metales pesados4,8. En el presente estudio, no se detectaron cadmio, molibdeno, cobalto, antimonio, talio y vanadio en las muestras de sangre del cordón umbilical tomadas a los participantes del estudio. Debido a la calidad relativamente buena del entorno de vida de los participantes, los niveles de estos metales pueden haber sido marginales. Otra explicación es que los metales estaban presentes en los tejidos pero retenidos en la placenta. Las diferencias en las concentraciones de oligoelementos en muestras biológicas pueden deberse a la ubicación geográfica, la estacionalidad de la recolección del material, la contaminación ambiental, la disponibilidad, la preparación y el procesamiento de alimentos, las prácticas culturales y las diferencias étnicas en la composición corporal2,7,16,33.

Nuestro análisis mostró que el aumento de peso en mujeres embarazadas se correlaciona positivamente con el nivel de cobre en la sangre del cordón umbilical. Se ha establecido que el IMC se correlaciona positivamente con la concentración de cobre en sangre periférica. El exceso de cobre se observa con mayor frecuencia en pacientes obesos1,33. Estos resultados pueden servir como base para determinar valores de referencia de este elemento en mujeres embarazadas. Existe una asociación entre la circunferencia de la cabeza al nacer y la concentración de cromo en la sangre del cordón umbilical: a mayor peso, mayor contenido de plomo, y a mayor circunferencia, menor contenido de cromo. Los niveles de cobre y zinc en la sangre del cordón umbilical se correlacionan positivamente con la circunferencia de la cabeza al nacer. Cuanto mayor sea el nivel de zinc, mayor será el nivel de cobre; cuanto mayor sea el nivel de manganeso, mayores serán los niveles de plomo y selenio; y cuanto mayor sea el nivel de plomo, mayores serán los niveles de selenio y cromo.

Los efectos de los metales pesados ​​tóxicos, cuya concentración se analiza en muestras de sangre del cordón umbilical, deben considerarse no sólo en el contexto de mediciones individuales, sino también en el contexto de mezclas de metales emitidos al medio ambiente. Oligoelementos como zinc, cobre, manganeso, selenio y cromo afectan el curso normal de los procesos metabólicos, bioquímicos y enzimáticos. Las interacciones entre elementos pueden tener un impacto en la homeostasis fetal31. A su vez, la transferencia placentaria de sustancias tóxicas, por ejemplo plomo o drogas, se ve facilitada por niveles bajos de elementos esenciales como zinc, manganeso y selenio en la sangre materna43. La coexistencia de varias sustancias puede cambiar la biodisponibilidad o toxicidad de cada una de ellas. Las mediciones de elementos individuales en la sangre del cordón umbilical pueden ser insuficientes para determinar la exposición real a contaminantes en mujeres embarazadas y fetos, y posteriormente en recién nacidos. Los elementos inorgánicos, tanto individualmente como en mezclas, se asocian con parámetros antropométricos reducidos en los recién nacidos16.

Es necesario emprender actividades pertinentes para controlar la concentración de sustancias químicas nocivas en el medio ambiente. Lo importante es aumentar la conciencia social sobre este riesgo y proporcionar una educación sanitaria adecuada para fomentar la prevención temprana de la exposición excesiva a los contaminantes presentes en el entorno natural de vida de las personas.

Los datos presentados en este estudio están disponibles previa solicitud al autor correspondiente.

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Universidad Estatal de Ciencias Aplicadas de Krosno, 38-400, Krosno, Polonia

Joanna Grzesik-Gąsior

Departamento de Química Analítica, Universidad Médica de Lublin, 20-059, Lublin, Polonia

Jan Sawicki

Departamento de Atención Coordinada de Maternidad, Facultad de Ciencias de la Salud, Universidad Médica de Lublin, 20-059, Lublin, Polonia

Agnieszka Pieczykolan y Agnieszka Bień

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Conceptualización JG-G. y AB; metodología, JG-G. y JS; análisis formal, JG-G.; recursos, AP y JG-G. redacción: preparación del borrador original, JG-G. y AB; redacción: revisión y edición, JG-G., AB y JS; administración de proyectos, JG-G, AB y JS; interpretó los datos y llevó a cabo una revisión crítica del manuscrito, AB Todos los autores han leído y aceptado la versión publicada del manuscrito.

Correspondencia a Joanna Grzesik-Gąsior.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Grzesik-Gąsior, J., Sawicki, J., Pieczykolan, A. et al. Contenido de metales pesados ​​seleccionados en la sangre del cordón umbilical y datos antropométricos de madres y recién nacidos en Polonia: datos preliminares. Representante científico 13, 14077 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-41249-4

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Recibido: 25 de mayo de 2023

Aceptado: 23 de agosto de 2023

Publicado: 28 de agosto de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-41249-4

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