Intrauterine and postnatal exposure to tobacco and wood smoke on hypothalamic development and cognition: an integrative review of the literature / Exposición intrauterina y postnatal al humo de tabaco y de leña en el desarrollo hipotalámico y la cognición: una revisión integrativa de la literatura

SUMMARY: Exposure to air pollution and its pollutants has been associated with important effects on human health since the first years of life, thus it has been seen that exposure to tobacco smoke and wood smoke is directly related to cardiovascular and pulmonary diseases, respiratory and cancers. However, exposure to air pollution during fetal development and its effects on brain structure and function during early childhood and adolescence have been little studied. In this review we have analyzed the literature on prenatal exposure to tobacco and wood smoke and its relationship with hypothalamic development and cognition in the first years of life.The molecular, morphological and physiological aspects of the relationship between pre- and postnatal exposure to tobacco and wood smoke with neural developmental, cognitive and behavioral problems during early childhood and adolescence have not yet been fully clarified. The information available in the scientific literature based on antecedents obtained from epidemiological studies has been negatively affected by confounding variables and great methodological challenges that make it impossible to affirm an exact causal relationship with certainty.

RESUMEN: La exposición a la contaminación del aire se ha asociado con importantes efectos en la salud humana desde los primeros años de vida. Estudios han demostrado con certeza que la exposición al humo de tabaco y humo de leña está directamente relacionada con enfermedades cardiovasculares, pulmonares, respiratorias y cánceres. Sin embargo, la exposición a la contaminación del aire durante el desarrollo fetal y sus efectos a posteriori sobre la estructura y función del cerebro durante la primera infancia y la adolescencia son aún desconocidos. En esta revisión analizamos la literatura sobre la exposición prenatal al tabaco y al humo de leña y su relación con el desarrollo hipotalámico y la cognición en los primeros años de vida. Los aspectos moleculares, morfológicos y fisiológicos de la asociación entre la exposición pre y postnatal al humo de tabaco o al humo de leña con problemas del desarrollo neurológico normal, cognitivos y de comportamiento durante la primera infancia y la adolescencia aún no se han aclarado completamente. La información disponible en la literatura científica basada en antecedentes obtenidos de estudios epidemiológicos ha sido afectada negativamente por variables de confusión y grandes desafíos metodológicos que hacen imposible afirmar una relación directa y causal exacta con certeza.

Impact of maternal exposure to wood smoke pollution on fetal lung morphology in a rat model / Impacto de la exposición materna a la contaminación por humo de leña en la morfología pulmonar fetal en un modelo de rata

SUMMARY: Residential heating with wood is an important source of ambient air pollution. Evidence links air pollution to serious health effects such as respiratory and cardiovascular mortality and morbidity. We hypothesized that prenatal exposure to wood smoke pollution causes morphological changes in the development of the rat lung, leading to altered lung structure and function during later life. We presumed that analysis of the fetal lung stereology provides novel insights into the underlying processes mediating particulate matter associated developmental changes and damage. The objective of the study was to investigate the effects of exposure during gestational period to wood smoke pollution on lung fetal morphology. To test this, pregnant rats were exposed during pregestational and gestational periods to wood smoke pollution. Complete lungs samples were obtained from 24 fetus from healthy female G3 rats subjected to cesarean at 19 days post-fecundation. The lungs were prepared for histological and stereological analysis. The volume fraction of terminal bronchioles VV [tb, lung] and volume fraction of parenchyma VV [par, lung], surface density of terminal bronchioles SV [tb, lung] as well as numerical density of bronchiolar exocrinocytes NA [ec,lung] were calculated by light microscopy. Statistical analysis detected significant differences between groups in volume density VV [tb, lung; %] (p=0.0012) and surface density SV [tb, lung; mm2/mm3] (p<0.0001) of the terminal bronchioles. However, it did not show differences between groups in the stereological parameter volume density VV [par, lung; %] (p=0.0838) and numerical density of bronchiolar exocrinocytes NA [ec,lung; nº/mm2] (p=0.0705). The analysis of the evidence obtained indicates that exposure to environmental pollution was affects lung maturation, and particularly the proportion and area of terminal bronchioles in the fetal lung. In conclusion, maternal exposure to wood smoke pollution during pregnancy was associated with a decrease in the lower conducting airways of lungs, which, according to urban pollution studies, could be related to early childhood lower respiratory illness. The public health implications of this study are that reducing or avoiding exposure to wood smoke is important before and during pregnancy.

RESUMEN: La calefacción residencial con leña es una fuente importante de contaminación ambiental. La evidencia vincula la contaminación del aire con graves efectos sobre la salud, como la mortalidad y la morbilidad respiratoria y cardiovascular. Hipotetizamos que la exposición prenatal a la contaminación por humo de leña causa cambios en el desarrollo del pulmón de rata, lo que conduce a una morfo-función pulmonar alteradas durante la vida posterior, creemos que el análisis de la estereología pulmonar fetal proporcionará nuevos conocimientos sobre los procesos subyacentes que median esos cambios. El objetivo del estudio fue investigar los efectos de la exposición prenatal a la contaminación ambiental por humo de leña sobre la morfología pulmonar fetal. Ratas preñadas fueron expuestas durante los períodos pregestacional y gestacional a la contaminación por humo de leña. En fetos de 19 días post-fecundación fue obtenido el pulmón para análisis histológico y estereológico. Fue determinado la fracción de volumen de bronquiolos terminales VV [tb, pulmón], fracción de volumen del parénquima VV [par, pulmón], densidad superficial de los bronquiolos terminales SV [tb, pulmón] así como la densidad numérica de exocrinocitos NA [ec, pulmón]. El análisis estadístico detectó diferencias significativas entre grupos en la densidad de volumen V [tb, pulmón; %] (p=0,0012) y densidad superficial SV [tb, pulmón; mm2/mm3] (p<0,0001) de los bronquiolos terminales. Sin embargo, no demostró diferencias entre grupos en la densidad de volumen VV [par, pulmón; %] (p=0,0838) y numérica de exocrinocitos bronquiolares NA [ec, pulmón; nº / mm ] (p=0,0705). El análisis de la evidencia obtenida indica que la exposición a la contaminación ambiental afectó la maduración pulmonar, y particularmente la proporción y área de bronquiolos terminales en el pulmón fetal. En conclusión, la exposición materna a la contaminación por humo de leña durante la gestación se asoció a una disminución de las vías respiratorias conductoras de aire en pulmón, lo que, según estudios de contaminación urbana, podría estar relacionado con enfermedades de las vías respiratorias inferiores en la primera infancia. Las implicaciones para la salud pública de este estudio son que reducir o evitar la exposición al humo de leña es importante previo y durante la gestación. Por otro lado, la contaminación por humo de leña tiene un gran impacto en la salud pública que, en teoría, es posible prevenir.

Exposure to wood smoke pollution during pre-gestational period of rat has effects on placenta volume and fetus size / La exposición a la contaminación por humo de leña durante el período pregestacional de la rata tiene efectos sobre el volumen de la placenta y el tamaño del feto

SUMMARY: Studies in humans showed that prenatal exposure to urban air pollution (AP) influences fetal development, and increases the incidence of adverse pregnancy outcomes and some diseases in postnatal life. However, most of these were performed in environments where the main source of environmental particulate matters (PM) emission is diesel combustion by motor vehicles and industries, thereby ignoring the effects produced by wood smoke pollution. We hypothesized that morphological changes in the placenta could contribute to the reduction in fetal size associated with different periods of exposure to AP produced by wood smoke pollution prior to and during pregnancy. The objective of the study was to investigate the quantitative effects of long-term exposure to environmental levels of wood smoke pollution on the macroscopic and microscopic morphology of the placenta in rats. To test this, pregnant rats were exposed during pregestational and gestational periods to wood smoke pollution in indoor and outdoor environments. At 19 days of gestation, the placentas were obtained by caesarean and were prepared for histological, planimetric and stereological analysis. The volume and proportions of the placental compartments were estimated. In addition, stereological estimators in fetal capillaries were calculated in the labyrinth region. Crown rump length, fetus weight and litter weight were influenced by pregestational and gestational exposure periods. Exposure to wood smoke pollution during pregestational period has significant effect on the volume of the placenta, and consequently on fetal height. In conclusion, this study demonstrated that long-term outdoor exposure to wood smoke pollution from residential heating affects fetal health, decreasing the absolute volume of the entire placenta and the placental interface between the mother and fetus, decreasing the total volume of blood vessels present in the labyrinth region ofthe placenta and affecting the size of the fetus.

RESUMEN: Estudios en humanos demostraron que la exposición prenatal a la polución del aire urbano influye en el desarrollo fetal y aumenta la incidencia de resultados adversos de la gestación y algunas enfermedades postnatales. Sin embargo, la mayoría de ellos fueron realizados en entornos donde la principal fuente de emisión de material particulado, fue la combustión de petróleo por vehículos a motor e industrias, ignorando los efectos producidos por el humo de leña producido por la calefacción intradomiciliaria. Hipotetizamos respecto a que los cambios de la placenta contribuirían a la disminución del tamaño fetal relacionado a los períodos de exposición al humo de leña durante los periodos pregestacional y gestacional. El objetivo del estudio fue investigar los efectos cuantitativos de la exposición al humo de leña sobre la morfología macroscópica y microscópica en placenta de ratas. Para probar esto, ratas preñadas fueron expuestas durante los períodos pregestacional y gestacional a la contaminación por humo de leña en ambientes interiores y exteriores. A los 19 días de gestación, las placentas fueron obtenidas por cesárea y fueron preparadas para un análisis histológico, planimétrico y estereológico. Fue estimado el volumen absoluto y las proporciones de los compartimentos placentarios. Además, fueron calculados estimadores estereológicos en capilares fetales del laberinto y trofoblasto. La longitud, el peso del feto y el peso de la camada fueron influenciados por los períodos de exposición pregestacional y gestacional. La exposición a la contaminación por humo de leñá durante el período pregestacional tuvo un efecto significativo en el volumen de la placenta y, en consecuencia, en la altura del feto. En conclusión, este estudio demostró que la exposición a largo plazo al humo de leña afecta la salud del feto, disminuyendo el volumen absoluto de la placenta, además, afecta la interfaz placentaria entre la madre y feto, disminuyendo el volumen total de vasos sanguíneos presentes en la región del laberinto placentario y por consecuente afectando el tamaño del feto.

Occupational Tasks Influencing Lung Function and Respiratory Symptoms Among Charcoal-Production Workers: A Time-Series Study

BACKGROUND: Tasks involved in traditional charcoal production expose workers to various levels of charcoal dust and wood smoke. This study aimed to identify specific tasks influencing lung function and respiratory symptoms. METHODS: Interviews, direct observation, and task/symptom checklists were used to collect data from 50 charcoal-production workers on 3 nonwork days followed by 11 workdays. The peak expiratory flow rate (PEFR) was measured four times per day. RESULTS: The PEFR was reduced and the prevalence of respiratory symptoms increased over the first 6–7 workdays. The PEFR increased until evening on nonwork days but not on workdays. Loading the kiln and collecting charcoal from within the kiln markedly reduced the PEFR and increased the odds of respiratory symptoms. CONCLUSION: Tasks involving entry into the kiln were strongly associated with a short-term drop in the PEFR and the occurrence of respiratory symptoms, suggesting a need for the use of protective equipment and/or the operation of an effective kiln ventilation system.

Inhalación de humo de leña: una causa relevante pero poco reconocida de Enfermedad Pulmonar Obstructiva Crónica / Wood smoke inhalation: a major cause but little recognized the chronic obstructive pulmonary disease

La enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) es una de las enfermedades más frecuentes a nivel mundial, cuya prevalencia está en aumento y representa una enormecarga de salud para la sociedad. En América Latina, las cifras estimadas de prevalencia varían entre el 7.8% y 19.7%. Si bien el humo de cigarrillo es el factor de riesgo más importante para el desarrollo de esta enfermedad, la exposición al humo de combustiblesde biomasa, especialmente leña, dentro del hogar, para cocinar y calefaccionar, es también una causa relevante aunque poco reconocida de EPOC en los países en vías de desarrollo. Teniendo en cuenta que la mitad de la población mundial, unos 3 mil millones de personas, utilizan combustibles de este tipo, el impacto que pudiera tener sobre la salud de la población expuesta, es un tema de especial consideración.

Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) is a leading cause of morbidity and mortality worldwide that is increasing and which represents a substantial economic and social burden. The prevalence of COPD in Latin America ranges from 7.8% to 19.7%.Although smoking tobacco is the leading cause in developing COPD, the use of biomass fuels for cooking or heating is also an important cause of this disease, particularly in developing countries. As half of the world population, around 3 thousand million people, use solid fuels, the impact that the use of such fuels could have on the health of theaffected population is an issue that deserves specific consideration.