酷热是怀孕期间的一个特殊危害。新的研究正在探究原因
悉尼—— 上个月，Jem Cheng在悉尼大学（University of Sydney）从固定自行车上爬下来时，已经被汗水浸透了。踩踏板的工作不是问题;这位 30 岁的女孩在自己的日常锻炼中更加努力地推动自己。但这次骑行发生在一个“气候室”中，这是一个高天花板的大房间，在这一天被加热到36°C。 在Cheng踩踏板的86分钟里，室内的湿度从38%逐渐上升到令人非常不舒服的56%，使空气感觉更像是46°C。
“我觉得我本可以在那里多呆一会儿，”她后来说，在称重后发现她已经出汗了近1公斤。“但我可能不想。”
Cheng 是该大学热与健康研究孵化器 （HHRI） 的博士后，她的旅程只是一个示范。但很快，数十名孕妇将在同一个气候室里踩踏板。这项开创性的研究旨在复制数千万孕妇在变暖的世界中每天所经历的事情：在高温下进行体力消耗。该试验由惠康信托基金会（Wellcome Trust）资助的200万英镑，该信托基金今年将1650万英镑用于探索为什么怀孕期间高温存在风险的项目。
这种风险已经是不可否认的。数十项流行病学研究已将高温暴露与不良结局联系起来，包括早产、低出生体重、死产和胎儿先天性异常。早产是最常见的记录：2020 年的一项文献综述发现，在炎热地区或季节，温度每升高 1°C，早产风险就会增加 5%，而在热浪期间，早产风险会增加 16%。这意味着气候变化可能会加剧一个重大风险：在全球范围内，早产已经是5岁以下儿童死亡的主要原因。
少数研究（几乎全部来自高收入国家）表明，暴露在高温下也会危及孕妇：它与妊娠糖尿病和先兆子痫有关，这是一种以高血压为特征的危险疾病。本月发表在《美国医学会杂志》（JAMA Network Open）上的一项针对南加州40多万例怀孕的研究发现，怀孕期间长期暴露在高温下会使分娩期间患严重孕产妇疾病的风险增加27%。在面临气候变化最大威胁的全球南方低收入国家，这种影响可能更严重，而且孕妇更有可能在炎热的环境中长时间从事体力劳动。但是，“我们知道特别脆弱地区的数据很少，”伦敦卫生与热带医学学院冈比亚医学研究委员会部门的临床医生和流行病学家安娜·博内尔说。博内尔研究了怀孕的冈比亚自给农民的热应激，并获得了惠康的资助，以扩大她在那里的工作。
即使在为应对气候变化而投入巨资的富裕国家，在高温或灾难计划和相关文件中也很少承认孕妇面临的具体风险。几乎没有研究可以继续进行。孕妇对热应激的生理反应，胎儿风险在怀孕几周内的变化，以及热暴露的安全限度都不确定。
这些未知因素激发了HHRI气候室的新应用，悉尼研究人员用它来研究运动员、儿童和老人的热暴露情况，并模拟孟加拉国服装厂车间的条件。在完成一项小型初步试验后，该团队将在接下来的几年内招募怀孕的参与者在房间里骑自行车。“我们非常热衷于尝试获得适用于怀孕妇女的证据，”悉尼和皇家阿尔弗雷德王子医院的新生儿学家和死产研究员Adrienne Gordon说，他是气候室研究的联合首席研究员。
悉尼团队将把其数据与一项由印度城市和孟加拉国农村的合作者进行的对佩戴温度传感器的孕妇的配套研究的测量结果相结合。其结果将是一个首创的模型，旨在指定怀孕期间热暴露的安全限值。该研究的另一位共同负责人、悉尼的热生理学家奥利·杰伊（Ollie Jay）说，这种具体的建议至关重要，他指导了HHRI。“否则，我们只有：'避免极端高温'，或者'避免炎热的天气'，或者'避免运动'，”他说。对于许多最脆弱的人来说，这是非常困难的。
悉尼大学气候室中的一名孕妇，研究人员正在计划一项研究，以确定怀孕的安全热暴露限值。悉尼大学/STEFANIE
无论是否怀孕 ，人类通常将核心温度（内脏器官的温度）保持在37°C左右。 为了防止温度升高，我们必须以身体产生并从环境中吸收的速度失去热量。我们最有效的散热机制是出汗。
科学家对人体对热的反应的大部分知识都来自对男性的研究。“健康，年轻的白人男性是了解体温调节反应的经典测试对象，”西澳大利亚大学的生殖生理学家Caitlin Wyrwoll说，她也正在着手一项由惠康资助的极端高温和妊娠并发症研究。例如，一种称为通用热气候指数（UTCI）的模型被广泛用于测量不同环境条件下的热应激，包括用于妊娠研究。但它是基于一个 73.5 公斤重、体脂率为 14% 的男人。在美国，没有超重或肥胖的育龄妇女通常携带20%至31%的体脂，这一比例在怀孕期间会增加，这使得该模型的假设远非目的。
这很重要，因为孕妇保持正常的核心温度至关重要。证据不仅来自将热暴露与不良妊娠结局联系起来的数据，还来自研究表明，怀孕期间发高烧，尤其是在孕早期，与胎儿异常有关，包括神经管缺陷、心脏畸形和唇裂。这些研究有助于将39°C确定为“致畸”阈值。（致畸剂是导致胎儿畸形的因素。然而，关于妊娠期核心体温调节的研究却很少。更重要的是，几乎所有关于发情和怀孕的研究都只涉及顺性别女性。
长期以来，科学家们一直认为孕妇的体温调节能力不如其他人。它们的体重增加了很多，这意味着相对于它们的体重，它们散热的皮肤表面较少。超过四分之一的额外重量是脂肪，与其他组织相比，脂肪需要更少的热量来提高其温度。脂肪还可以使身体绝缘，使其更难排出热量。而建造另一个人的任务本身就是一个能源密集型过程，会产生大量的内部热量（见下图）。
然而，孕妇有额外的工具显然有助于体温调节。到妊娠晚期，血浆（血液中的非细胞液体成分）的体积增加了 50% 或更多。这使得更多的液体被分流到皮肤中的血管，这些血管在热应激下扩张，将热量释放到环境中以冷却血液。（只要空气比身体凉爽，这就会起作用;否则，就会出汗。在怀孕过程中，四肢的小动脉和小动脉也会放松，从而增强血液流动和冷却。一项 32 岁的研究表明，怀孕也会降低身体出汗的阈值。该研究和其他研究还发现，女性的核心温度在怀孕期间稳步下降。悉尼研究人员对15名孕妇进行了小型研究，她们在孕中期和孕晚期在HHRI气候室中以32°C的温度循环，结果表明，她们安全地调节了内部温度，表现与未怀孕的对照组一样好或更好。他们的核心温度甚至没有达到38°C。
不舒服的室内 自行车几乎无法捕捉到肯尼亚基利菲县农村妇女面临的各种热暴露，这是一项名为“非洲气候、高温和孕产妇及新生儿健康”的多国研究的一个地点，更广为人知的是 CHAMNHA。2021年，由非洲国际大学医学人类学家阿德莱德·卢桑比利（Adelaide Lusambili）领导的团队在那里采访了数十名孕妇、新妈妈、男*伴侣性**、婆婆、社区卫生保健工作者和社区领袖。
在这个干旱地区，平均气温为31°C，连续数月，大多数妇女别无选择，只能在阳光直射下工作，捡柴火，耕种，每天步行到越来越稀少的水坑，同时尽量避免与动物共享的水潭，因为担心污染物会伤害她们的胎儿。（这种不情愿使母亲和胎儿都面临脱水的风险。孕妇经历了失眠、心跳加速和昏厥，并将她们的身体描述为“沸腾”或“着火”。一些男人说，他们看到他们的妻子因为高温而呼吸困难。据社区卫生工作者报道，在最热的月份怀孕更有可能并发高血压，或以流产或早产告终。
卢桑比利发现，极端高温也会对孕妇的健康产生间接影响，因为它“可能会损害安全行为”。例如，她的团队了解到，孕妇在炎热时不太可能使用蚊帐，这增加了她们接触可能传播疟疾的蚊子的机会。炎热的天气使他们害怕步行数公里穿过几乎无荫的地形，前往医疗机构进行产前护理或分娩。“随着气候变化，我们将不得不重新考虑其中一些对高温妈妈有害的行为，”卢桑比利说。“这些妇女需要帮助。”
戈登、杰伊和他们的团队希望划定行为在哪些方面陷入危险。在这项新研究中，他们的目标是招募270名孕妇和90名年龄匹配的非孕妇作为对照。孕妇的参与将从孕早期晚期（胎儿畸形的风险已基本过去）延伸到孕晚期。他们将在每个三个月内骑车测力计长达 1 小时，三分之一的参与者在 30°C 下骑行，另外三分之一在 35°C 下骑行，其余的在 40°C 下骑行。 运动30分钟后，腔室的相对湿度会逐渐增加。
詹姆斯·斯莫尔科姆和奥利·杰伊（Ollie Jay）检查用于控制气候室的传感器，悉尼大学/STEFANIE ZINGSHEIM
其中孕妇戴着面罩，以估计她在骑自行车时产生的内部热量，悉尼大学/STEFANIE ZINGSHEIM
在研究开始前几个小时，这些女性将吞下一颗温度感应药丸，该药丸在骑行过程中会进入肠道，每15秒将核心温度无线传输到外部记录器，然后通过通常的路线离开她们的身体。这些测量将使科学家能够确定关键的拐点，当参与者无法再保持稳定状态并且他们的核心温度开始急剧攀升时。（研究人员届时将停止会议。
然后，他们将分析各种因素（包括温度、怀孕阶段、产妇年龄、心率以及体型和体型）如何影响该拐点。这些数据将为生物物理模型提供信息，并最终为原型在线工具提供信息，该工具将使用孕妇所在位置的天气预报和其他个人指标，例如他们的年龄和怀孕周数，“然后说......戈登说：“在这种强度下锻炼，你可以暴露在X分钟的最高温度是X分钟。“它将具有这种程度的细节。”研究人员希望该工具最终将用于全球南方，以保护像Lusambili调查中的孕妇免受过度热应激。
“他们试图进行这项研究是令人钦佩的，”北卡罗来纳大学医学院的产科医生和生物伦理学家Anne Drapkin Lyerly说。“很多怀孕建议都是基于恐惧和'安全总比后悔好'的框架。她说，“不要运动”和卧床休息以避免早产等告诫没有显示出任何好处，而且本身也存在风险。
尽管如此，莱尔利还是注意到研究孕妇带来的敏感性。“我认为陪审团可能会决定孕妇是否愿意参加，以及这些孕妇是谁，”她说。“在这种情况下，确保女性有机会说'不'是极其重要的。
杰伊和戈登说，他们把安全放在首位。与任何研究一样，参与者可以随时以任何理由退出。预计会有叛逃，该团队招募的孕妇数量是对照组的三倍。产妇的产科风险必须低;近期胎儿超声扫描正常;并被他们的医生批准参加。如果参与者的核心温度达到 38°C，她的会话将停止。 这在她的体温和39°C的致畸阈值之间留下了1°C的缓冲，Jay称之为“非常保守”。在整个试验过程中，研究助产士将在场回答参与者的问题并监测胎心率。任何辍学的孕妇，或胎儿心率引起关注的孕妇，都将在附近的皇家阿尔弗雷德王子医院立即接受超声波扫描，以衡量胎儿的健康状况。杰伊说，怀孕的参与者“在我们的实验室里可能比在普通的夏日更安全。
“我们非常清楚，我们需要让它变得非常安全，”戈登补充道，“但我们也非常清楚，这些事情正在发生在世界各地的孕妇身上，在运动和热暴露方面，没有人测量任何东西。
一些先驱者 正在尝试。Bonell 和她的团队最近进行了首次实地研究，探讨了热应激对母亲和胎儿的生理影响，该研究于 2022 年 12 月发表。她的团队追踪了冈比亚92名自给自足的农民孕妇，发现她们经常暴露在极端高温下。它直接导致了胎儿拉伤，科学家们将其定义为脐动脉血流量减少 - 表明胎盘功能不正常 - 或胎心率超出每分钟115至160次的正常范围。Bonell和她的团队发现，根据UTCI测量的温度每升高1°C，胎儿经历压力的可能性就会增加17%，UTCI调整了空气温度，湿度，风速和附近物体辐射的热量对身体的影响。
目前尚不清楚这些影响如何导致早产、死产和低出生体重等结果。“明确的证据非常有限，”2022 年的一项审查总结道。但假设很多。高温可能会促使胚胎或胎儿细胞在错误的时间关闭或打开关键基因，正如对胚胎小鼠和新生仔猪的研究表明的那样。处于压力下的细胞也会产生热休克蛋白，这有助于稳定细胞。但这些蛋白质可能会超速运转，引起炎症;有些还调节分娩期间协调、有力的子宫肌肉收缩。据推测，这两种机制都可能导致早产。另一对可能的罪魁祸首是催产素，催产素是触发分娩的主要激素，以及前列腺素，它们会加速分娩。1990 年代的研究表明，它们是在暴露于热应激的怀孕农场动物中分泌的。
也许在潜在原因列表中，最重要的是流向胎盘的血流量减少。对怀孕母羊的研究表明，慢性热应激会导致胎盘变小，胎儿营养不良。它还会减少为胎盘供血的子宫血流量高达30%，从而可能引发早产或死产。怀孕奶牛的情况大致相同。
Bonell希望她由Wellcome资助的新研究将有助于澄清人类正在发生的事情。她的团队将在冈比亚招募762名孕妇，并比较生活在该国相对凉爽的沿海地区和更热的内陆地区的孕妇之间的慢性热应激水平。她和她的团队将在定期检查时测量胎盘血流量。他们将跟踪产妇的生理和妊娠结果，包括母亲的健康状况，并对新生儿进行神经发育测试。胎盘组织样本将被运送给剑桥大学的生理学家Amanda Sferruzzi-Perri，他将研究器官脉管系统或基因表达的差异是否与不良结果相关。
杰伊和戈登的团队还将增加全球南方女性实地生活的证据基础。他们希望与Sitaram Bhartia科学研究所和国际腹泻病研究中心的合作伙伴合作，在印度城市和孟加拉国农村招募近6000名怀孕早期的妇女进行前瞻性研究，该研究将使用可穿戴温度传感器定期跟踪她们的热暴露水平。主要结果指标将是早产，尽管该团队还将检查其他严重后果的发生率，例如死产和低出生体重，以及包括妊娠糖尿病和先兆子痫在内的孕产妇并发症。
在 1000 名女性的子集中，该团队将定期评估心率、脱水和核心温度。这些测量将加强悉尼小组使用气候室开发的模型。总的来说，这项实地研究将提供“关于个体水平热暴露对妊娠结果影响的更准确的数据，”悉尼围产期流行病学家Camille Raynes-Greenow说，他是该研究孟加拉国分部的共同负责人。
最终，她希望看到各地都能采取有效且文化上可接受的措施来保护孕妇及其新生儿免受极端高温的影响。这些可能包括关于怀孕最敏感的几周的教育，在最需要遮荫的地方种植树木，以及改变建筑法规以要求隔热和冷却建筑。但她说，解开伤害机制对这些努力至关重要。“如果我们不知道是什么造成了伤害，我们怎么能制定干预措施来减轻它？”