Nutrition Supplements, Oral Health and Adverse Pregnancy Outcomes in Malawi

Abstract

Vuosittain 32 miljoonaa lasta syntyy ennenaikaisesti tai liian pieninä raskausviikkoihin nähden, pääasiassa matalan tulotason maissa. Näillä lapsilla on suuresti kohonnut riski sekä kuolemalle että pitkäaikaiselle sairastavuudelle. Äidin aliravitsemus ja infektiosairaudet ovat eräitä tärkeimpiä, tunnistettuja riskitekijöitä, jotka myös altistavat toinen toiselleen. Monipuolista lisäravinteiden antamista raskauden aikana suositellaankin enenevässä määrin etenkin matalan tulotason maissa. Hampaiden kiinnityskudossairautta parodontiittia on tutkittu runsaasti ennenaikaisen synnytyksen riskitekijänä mutta hammaskarieksen ja sen seurannaissairauden, periapikaali-infektion rooli on lähes tuntematon. Kuten parodontiitin, periapikaali-infektion ja raskauskomplikaatioiden yhteys on biologisesti mahdollinen.

Tämän väitöskirjatyön tavoitteena oli tutkia raskaudenaikaisen rasvitsemuslisän, suusairauksien ja raskauskomplikaatioiden välisiä yhteyksiä Malawin maaseudulla, eteläisessä Afrikassa. Väitöskirjatyö perustuu kolmeen osatutkimukseen. Ensimmäisessä osatutkimuksessa arvioitiin sekä monipuolisen hivenaine- ja monivitamiinilisän (MMN) että maapähkinäpohjaisen lisäravinnon (LNS) vaikutusta karieksen ja parodontaalisairauksien esiintyvyyteen verrattuna yleisesti käytettyyn rauta- ja foolihappo-lisään (IFA). Toisessa osatutkimuksessa selvitettiin äidin suusairauksien yhteyttä raskauden kestoon ja lapsen syntymäkokoon. Kolmas osatutkimus selvitti toisessa osatutkimuksessa havaitun periapikaali-infektion ja lyhentyneen raskauden keston sekä lapsen pienen syntymäkoon välisen yhteyden taustalla vaikuttavia syy-seuraussuhteita ja kahta mahdollista mekanismia, hammasperäisten bakteerien aiheuttamaa kohdunsisäistä inflammaatiota (suora mekanismi) sekä systeemistä inflammaatiota (epäsuora mekanismi).

Tutkimukseen rekrytoitiin 1391 raskaana olevaa naista ennen 20 raskausviikkoa. Heidät satunnaistettiin kolmeen ryhmään, joissa tutkittavat saivat päivittäin IFA kapselin, MMN kapselin tai LNS annoksen, joka sisälsi proteiinia, hiilihydraatteja, välttämättömiä rasvahappoja sekä 21 hivenainetta. Äidiltä kerättiin veri- ja sylkinäytteet ennen 20 raskausviikkoa sekä 36 raskausviikolla. Synnytyksen jälkeen kerättiin istukka ja sikiökalvonäytteet sekä mitattiin lapsen paino, pituus ja pään ympärys. Analyyseihin sisällytettiin 1024 naista, jotka osallistuivat kliiniseen sekä radiologiseen suuterveystutkimukseen kuuden viikon sisällä synnytyksestä.

Karieksen esiintyvyys oli tilastollisesti merkitsevästi korkeampi MMN (69,1 %) ja LNS (63,3 %) ryhmissä verrattuna IFA ryhmään (56,7 %, P = 0.004). Keskimääräinen raskauden kesto (95 % luottamusväli) oli 0,4 viikkoa (0,1–0,8) lyhyempi, lapsen syntymäpaino 79 g (13–145) alhaisempi ja pituus 0,5 cm (0,2–0,9) lyhyempi naisilla, joilla oli periapikaali-infektio kuin naisilla, joilla ei ollut infektiota. Ennenaikaisuuden ilmaantuvuus oli 3,5 % (95 % luottamusväli 1,1–8,1 %) ja lyhytkasvuisuuden 9,0 % (95 % luottamusväli 2,7–15,2 %) korkeampi periapikaali-infektioryhmässä. Lisäravinnon saannin ja parodontaalisairauksien tai parodontiitin ja syntymätulosten välillä ei havaittu yhteyttä. Periapikaali-infektioilla oli annos-vasteyhteys c-reaktiivisen proteiinin (CRP), hapan alpha-1-glykoproteiinin (AGP)- ja kortisolipitoisuuksien kanssa 36 raskausviikolla. CRP:n, AGP:n tai kortisolin lisääminen regressiomalleihin heikensi periapikaali-infektion ja raskauden keston sekä lapsen painon ja pituuden välistä yhteyttä. Nämä tulokset viittaavat siihen että periapikaali-infektioiden ja raskaustulosten yhteys välittyy osin CRP:n, AGP:n ja kortisolin kautta.

Loppupäätelmänä totean että hivenaine- ja monivitamiinilisän antaminen raskaana oleville naisille ympäristössä, jossa sekä aliravitsemus että suusairaudet ovat yleisiä saattaa lisätä karieksen esiintymistä tai etenemistä. Hoitamattoman karieksen aiheuttama periapikaali-infektio puolestaan aiheuttaa systeemisen inflammaation, joka voi johtaa ennenaikaiseen syntymään ja kohdunsisäiseen kasvuviiveeseen. Tämän tutkimuksen tulokset viittaavat siis siihen, että periapikaali-infektio on yleinen, aiemmin tunnistamaton ja suhteellisen helposti hoidettava raskauskomplikaatioiden riskitekijä. Karieksen ehkäisy tulisi ottaa huomioon erityisesti suunniteltaessa ravitsemusinterventio-ohjelmia raskaana oleville naisille matalan tulotason maissa.

Every year, 32 million infants are born preterm (PTB) or with intrauterine growth restriction (IUGR), predisposing them to a high risk of mortality and morbidity. Most of these infants are born in low-income countries. Maternal malnutrition and infections are among the most important interlinked risk factors for adverse pregnancy outcomes. Therefore, nutritional supplementation with multiple micronutrients during pregnancy is increasingly recommended in low-resource settings. Periodontitis, i.e. infection in the tooth-supporting tissues, has been extensively investigated as a risk for poor pregnancy outcomes, but the role of dental caries and its sequel, periapical infection (PAI), is almost unknown. As with periodontitis, the pathway between PAI and adverse pregnancy outcomes is biologically plausible.

The aim of this thesis was to investigate the interlinkage between nutrition supplementation, oral diseases and pregnancy outcomes in a rural Malawian population. The thesis was based on three studies: Study I assessed whether supplementation with multiple micronutrients (MMN) or lipid-based nutrient supplement (LNS) influence dental caries development or periodontal health when compared with commonly used iron and folic-acid supplementation (IFA). Study II investigated the associations between maternal caries, PAI or periodontitis and pregnancy duration and birth size of the infant. Study III explored two possible causal mechanisms underlying the association between PAI and adverse pregnancy outcomes detected in Study II: spread of periapical bacteria to the fetoplacental unit (direct pathway) and systemic inflammation (indirect pathway).

For the study, 1391 pregnant women were enrolled before their twentieth gestational week. They were provided with a daily capsule of IFA or MMN or a sachet of LNS containing proteins, carbohydrates, essential fatty acids and 21 micronutrients. Maternal blood and salivary samples were collected at enrollment and at 36 gestational weeks, and placental tissue after delivery. Infant weight, length and head circumference were measured after birth. Of the enrolled participants, 1024 underwent clinical and radiological oral health examination within six weeks after delivery and were included in the analysis.

When comparing the nutrition supplement groups, the prevalence of caries was significantly higher in the MMN and LNS groups than in the IFA group (69.1%, 63.3% and 56.7% respectively; P = 0.004). When assessing the birth outcomes by infection group, the mean (95% CI) pregnancy duration was 0.4 weeks (0.1–0.8) shorter and infants’ mean birth weight 79 g (13–145) lower and length 0.5 cm (0.2–0.9) shorter in women who had PAI compared to those without. PTB incidence was 3.5% (95%; CI 1.1–8.1%) and prevalence of stunting 9.0% higher (95% CI 2.7–15.2%) in women who had PAI. No significant differences in the periodontal disease parameters were seen between supplementation groups or in birth outcomes between groups of women with or without periodontitis. PAI was associated with c-reactive protein (CRP), alpha-1-acid glycoprotein (AGP) and cortisol concentrations in a dose-dependent manner at 36 gestation weeks. When CRP, AGP or cortisol concentration was added into regression models, the association between PAI and duration of pregnancy or infant birth weight and length was attenuated, suggesting that AGP, CRP and cortisol were on the causal pathway between PAI and birth outcomes.

In conclusion, maternal diet supplementation with multiple micronutrients during pregnancy in low-resource environments in which malnutrition and oral diseases are common may enhance caries development. PAI, the common sequel of caries, elevates systemic inflammation, which can lead to PTB and IUGR. This study thus suggests that PAI is a common, previously unidentified and relatively easily modifiable risk factor for adverse pregnancy outcomes. Caries prevention should be considered, especially when planning nutrient intervention programs for pregnant women in low-resource environments.