Climat : l'université Bar-Ilan montre le lien entre les écarts de températures et la croissance du fœtus
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Une étude nationale israélienne dirigée par un chercheur de la faculté de médecine Azrieli de l’Université Bar-Ilan, a révélé des liens constants entre les températures élevées et basses et le faible poids du foetus à la naissance, en particulier l’exposition à la chaleur au cours des 2ème et 3ème trimestres. L’étude évalue les fenêtres de sensibilité aux températures extrêmement basses et élevées pendant la grossesse et la croissance fœtale dans une cohorte nationale de 624940 naissances uniques à terme en Israël au cours de la période 2010-2014.
L’étude a été dirigée par le Dr Keren Agay-Shay, directeur du laboratoire de recherche sur la santé et l’environnement (HER) de la faculté de médecine Azrieli de l’université de Bar-Ilan, en collaboration avec des chercheurs du département de géographie et d’environnement de Bar-Ilan, l’université de Haïfa, l’Université Ben Gourion, le service météorologique d’Israël et ISGlobal, Universitat Pompeu Fabra et CIBER Epidemiologia y Salud Publica, tous situés en Espagne. Les chercheurs ont collecté, cartographié, modélisé et analysé les données sur toutes les naissances vivantes enregistrées, les informations résidentielles au moment de la naissance et les températures extérieures tout au long de la grossesse. Ils ont ensuite divisé le pays en trois zones climatiques et effectué une analyse statistique comparant toutes les données au cours des jours, des semaines et des trimestres tout au long de la grossesse.
Les données des certificats de naissance pour toutes les naissances vivantes ont été obtenues auprès du Registre national des naissances et des anomalies congénitales du ministère de la Santé. Ces données comprennent les résultats de la naissance des nourrissons, les caractéristiques sociodémographiques des parents et l’adresse résidentielle au moment de la naissance.
Cartographie des informations résidentielles
Les adresses de naissance ont été géocodées ou converties en coordonnées géographiques, en utilisant des services de géocodage tels que HERE et Google, et la base de données israélienne de cartographie des propriétés GZIRNET. 80% de toutes les adresses de naissance au niveau du domicile ou de la rue ont été géocodées. Les 20% restants ont été géocodés au niveau de l’établissement. Ces 20% comprenaient les naissances de femmes sans adresse postale qui vivent dans de petits établissements non urbains, tels que les conseils locaux, les villages, les établissements communautaires et les kibboutzim, ainsi que les naissances pour lesquelles les données d’adresse postale sont manquantes.
Chaud, froid et entre les deux
Les températures quotidiennes ont été estimées à partir d’un modèle spatio-temporel à échelle de résolution fine (une heure et un km2), sur la base des données du Service météorologique israélien. L’adresse de résidence de la mère à la naissance, ainsi que la date estimée de la dernière période menstruelle ont été utilisées pour attribuer des estimations des températures quotidiennes moyennes, minimales et maximales au cours de chaque jour de grossesse.
Divisions des zones climatiques
Le climat très variable d’Israël, déterminé par l’altitude, la latitude et la proximité de la mer Méditerranée, a été classé en trois zones climatiques : méditerranéen (été sec et chaud) semi-aride et désertique/aride (climat sec et températures chaudes).
Analyses statistiques
Pour chaque zone, les températures quotidiennes moyennes au cours de diverses périodes (jours, semaines, trimestres, toute la grossesse) ont été converties en centiles en fonction de la répartition entre toutes les femmes de la cohorte qui résidaient dans la zone climatique. Cela a été classé en centiles. Ensuite, les chercheurs ont effectué une analyse statistique et évalué les associations entre les centiles de température et le poids à la naissance en tenant compte du groupe ethnique et religieux du nouveau-né, du sexe et de l’état matrimonial maternel, de l’origine, de l’âge, de l’éducation, de la classe socio-économique et de la situation professionnelle.
Résultats
Des associations cohérentes ont été observées entre les températures élevées et basses et le poids fœtal à la naissance. Les liens les plus forts ont été observés au cours du deuxième et particulièrement du troisième trimestre pour le chaud et le froid. L’analyse des associations entre le poids moyen à la naissance à terme et les percentiles de température spécifiques à la zone pour les trois zones climatiques combinées a indiqué des associations inverses en forme de U, de sorte que les températures les plus froides et les plus chaudes étaient associées à des poids moyens à la naissance à terme inférieurs à ceux des températures proches du milieu de chaque distribution. Le motif en forme de U inversé était évident sur la base de la température moyenne pour la grossesse dans son ensemble.
Exposition pendant la grossesse : par rapport aux femmes exposées à des températures moyennes comprises entre le 41 et le 50e centile, les femmes exposées à des températures froides (égales ou inférieures au 10e centile) avaient un poids de naissance estimé inférieur à 56 g (IC à 95 % : -63 g, -50 g) et celles exposées à des températures élevées (au-dessus du 90e centile) avaient un poids moyen à la naissance estimé inférieur à 65 g (IC à 95 % : -72 g, -58 g). Les associations spécifiques au trimestre ont également montré des modèles en forme de U inverse, les associations les plus fortes étant estimées pour les températures extrêmes au cours du troisième trimestre. Les associations inverses entre le poids de naissance à terme et les températures les plus fraîches et les plus chaudes étaient également significatives pour les premier et deuxième trimestres, mais étaient plus faibles que les estimations correspondantes pour le troisième trimestre.
Publication dans Environmental Health Perspectives
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An Israeli nation-wide study of more than 600,000 births, led by a researcher at Bar-Ilan University’s Azrieli Faculty of Medicine, reveals consistent links between high and low temperatures and low fetal birth weight, particularly exposure to heat during the second and third trimesters.
The study evaluates critical windows of susceptibility to extreme low and high temperatures during pregnancy and fetal growth in a nationwide cohort of 624,940 singleton term births in Israel during the period 2010-2014.
The study was led by Dr. Keren Agay-Shay, Director of the Health & Environment Research (HER) Lab at the Azrieli Faculty of Medicine of Bar-Ilan University, together with researchers from Bar-Ilan’s Department of Geography and Environment, the University of Haifa, Ben-Gurion University, the Israel Meteorological Service, and ISGlobal, Universitat Pompeu Fabra amd CIBER Epidemiologia y Salud Publica, all located in Spain.
The researchers collected, mapped, modeled and analyzed data on all recorded live births, residential information at the time of birth, and outdoor temperatures throughout the pregnancy. They subsequently divided the country into three climatic zones and performed a statistical analysis comparing all the data during the days, weeks and trimesters throughout the pregnancy.
Recorded live births
Birth certificate data for all live births was obtained from the National Birth and Birth Defect Registry in the Ministry of Health. These data include infant birth outcomes, parental sociodemographic characteristics, and residential address at the time of birth.
Mapping residential information
Birth addresses were geocoded, or converted into geographic coordinates, using geocoding services such as HERE and Google, and the Israeli property-mapping database GZIRNET. Eighty percent (80%) of all birth addresses at the home or street level were geocoded. The remaining 20% was geocoded at the settlement level. This 20% comprised births to women with no street address who live in small, non-urban settlements, such as local councils, villages, community settlements, and kibbutzim, as well as births with street address data missing.
Hot, cold and in between
Daily temperatures were estimated, from a fine resolution scale (one-hour and one-square kilometer resolution) spatiotemporal model, based on data from the Israel Meteorological Service. Maternal residence address at birth, as well as estimated date of last menstrual period were used to assign estimates of daily mean, minimum and maximum temperatures during each day of pregnancy.
Climate zone divisions
Israel’s highly variable climate, determined by altitude, latitude, and proximity to the Mediterranean Sea, was classified into three climatic zones: Mediterranean (characterized by a dry, hot summer), and semi-arid and desert/arid, both characterized by dry climate and hot temperatures.
Statistical analysis
For each zone average daily temperatures during various time periods, such as days, weeks, trimesters and entire pregnancy were converted into percentiles based on the distribution among all women in the cohort who resided in the climatic zone. This was categorized to centiles.
Next, the researchers performed a statistical analysis and evaluated the associations between temperature centiles and birth weight adjusting for newborn ethnic-religious group, sex, and maternal marital status, origin, age, education, socioeconomic class and employment status.
Results
Consistent associations were observed between high and low temperatures and fetal birth weight. The strongest links were observed during the second, and particularly the third, trimester for heat and cold.
Analysis of associations between term mean birth weight and zone-specific temperature percentiles for all three climate zones combined indicated inverse U-shaped associations, such that the coldest and warmest temperatures were associated with lower term mean birth weights than were temperatures near the middle of each distribution.
The inverse U-shaped pattern was evident based on average temperature for the pregnancy as a whole. Exposure during pregnancy: compared with women exposed to average temperatures in the 41-50th percentile range, those women exposed to cold temperatures (equal to or below the 10th percentile) had lower estimated mean birth weight of 56g (95 CI%: –63g, –50g) and those exposed to hot temperatures (above the 90th percentile) had lower estimated mean birth weight of 65g (95 CI%: –72g, –58g).
Trimester-specific associations also showed inverse U-shaped patterns, with the strongest associations estimated for extreme temperatures during the third trimester. Inverse associations between term birth weight and the coolest and warmest temperatures were also significant for the first and second trimesters, but were weaker than corresponding estimates for the third trimester.
Analysis and recommendations
“Our study demonstrated the significant associations between exposure to high and low outdoor temperature and birthweight in all term births born in Israel during five years. Lower birthweight may indicate abnormalities in intrauterine growth and is a risk factor for morbidity during early childhood and over the entire life course, » says Dr. Keren Agay-Shay, Director of the HER Lab at the Azrieli Faculty of Medicine of Bar-Ilan University. « In our study we used a novel high resolution spatiotemporal model that was not used previously. The patterns of associations were consistent when stratified by urbanicity and geocoding hierarchy, when estimated for daily minimum and maximum temperatures, when exposures were classified based on temperature distributions in 49 natural regions, and when estimated for all live births (including preterm births and those with birth defects), » adds Agay-Shay.
The identification of susceptible windows during pregnancy may clarify underlying mechanisms and potential strategies to reduce risks in pregnant women exposed to extreme temperatures. Study estimates suggest a potential window of vulnerability to cold from 3-36 weeks, with the strongest association during week 36, and potential windows of vulnerability to heat from weeks 3-9 and 19-34.
Due to increasing temperatures resulting from climate change, the researchers stress that public health organizations are advised to develop strategies to address these challenges on a national, as well as a community, level. Additionally, identifying windows of vulnerability to temperature can assist clinicians in constructing and refining the set of recommendations they provide to pregnant women.
This research was supported by a grant from the Israel Science Foundation.
Publication dans Environmental Health Perspectives,
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