Краткосрочные и долгосрочные эффекты пренатального воздействия торфяного дыма

Введение. Загрязнение атмосферного воздуха продуктами горения, образующимися в условиях природных пожаров, представляет реальную угрозу развития нарушений репродуктивного здоровья у населения, находящегося в условиях высокой задымлённости из-за природных пожаров.

Материалы и методы. Самок белых беспородных крыс подвергали воздействию торфяного дыма с 14-го по 18-й день гестации. Обследование потомства проводили на 4-е, 7-е, 14-е, 21-е, 40-е и 90-е сутки постнатального развития. Оценивали постнатальную гибель, физическое развитие, скорость созревания сенсомоторных рефлексов, мышечную силу, двигательную активность и показатели электроэнцефалограммы потомства.

Результаты. Воздействие торфяного дыма в пренатальный период приводит к значительному снижению выживаемости и нарушению физического развития потомства белых крыс. У новорождённых крысят выявлены низкая масса тела, выраженная задержка формирования вестибулярной реакции, мышечной силы и координации движений. В период полового созревания и у взрослых животных изменения поведения и ЭЭГ зафиксированы только у самцов из полученного потомства.

Ограничения исследования. Данное исследование ограничено изучением потомства белых крыс, подвергавшихся воздействию торфяного дыма с 14-го по 18-й день беременности.

Заключение. Последствия воздействия торфяного дыма в пренатальный период характеризовались повышением смертности в неонатальный период, нарушением физического и сенсомоторного развития, изменением функционального состояния ЦНС потомства.

Соблюдение этических стандартов. Исследование одобрено локальным этическим комитетом ФГБНУ ВСИМЭИ (Протокол № 32 от 10.01.2023 г.), проведено в соответствии с Европейской конвенцией о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях (ETS N 123), директивой Европейского парламента и Совета Европейского союза 2010/63/EC от 22.09.2010 г. о защите животных, использующихся для научных целей.

Участие авторов:
Вокина В.А. – концепция и дизайн исследования, проведение эксперимента, обработка, анализ и интерпретация данных, обзор литературы по теме статьи, написание текста;
Соседова Л.М. – концепция и дизайн исследования, обзор литературы по теме статьи, написание текста;
Панкова А.А. – проведение эксперимента, сбор и первичная обработка материала, статистическая обработка данных;
Абрамова В.А. – сбор и первичная обработка материала, статистическая обработка данных, подготовка иллюстраций;
Рукавишников В.С. – методология исследования, проверка критически важного содержания, утверждение окончательного варианта статьи;
Савченков М.Ф. ‒ редактирование, утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование. Работа выполнялась по плану НИР в рамках государственного задания.

Поступила: 19.03.2025 / Принята к печати: 26.06.2025 / Опубликована: 31.07.2025

1. Confalonieri U., Menne B., Akhtar R., Ebi K.L., Hauengue M., Kovats R.S., et al. Human health. In: Parry M.L., Canziani O.F., Palutikof J.P., van der Linden P.J., Hanson C.E., eds. ClimateChange 2007: Impacts, Adaptation and Vulnerability. Contribution of Working Group II to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge: Cambridge University Press; 391–431: 2007.

2. Langmann B., Duncan B., Textor C., Trentmann J., van der Werf G.R. Vegetation fire emissions and their impact on air pollution and climate. Atmos. Environ. 2009; 43: 107–16. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2008.09.047

3. Wu J., Winer A., Delfino R.J. Exposure assessment of particulate matter air pollution before, during, and after the 2003 Southern California Wildfires. Atmos. Environ. 2006, 40: 3333–48. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2006.01.056

4. Fisk W.J., Chan W.R. Health benefits and costs of filtration interventions that reduce indoor exposure to PM2.5 during wildfires. Indoor Air. 2017; 27(1): 191–204. https://doi.org/10.1111/ina.12285

5. Delfino R.J., Brummel S., Wu J., Stern H., Ostro B., Lipsett M., et al. The relationship of respiratory and cardiovascular hospital admissions to the southern California wildfires of 2003. Occup. Environ. Med. 2009; 66(3): 189–97. https://doi.org/10.1136/oem.2008.041376

6. Loomis D., Grosse Y., Lauby-Secretan B., El Ghissassi F., Bouvard V., Benbrahim-Tallaa L., et al. The carcinogenicity of outdoor air pollution. Lancet Oncol. 2013; 14(13): 1262–3. https://doi.org/10.1016/s1470-2045(13)70487-x

7. Huttunen K., Siponen T., Salonen I., Yli-Tuomi T., Aurela M., Dufva H., et al. Low-level exposure to ambient particulate matter is associated with systemic inflammation in ischemic heart disease patients. Environ. Res. 2012; 116: 44–51. https://doi.org/10.1016/j.envres.2012.04.004

8. Liu J.C., Pereira G., Uhl S.A., Bravo M.A., Bell M.L. A systematic review of the physical health impacts from non-occupational exposure to wildfire smoke. Environ. Res. 2015; 136: 120–32. https://doi.org/10.1016/j.envres.2014.10.015

9. Milton L.A., White A.R. The potential impact of bushfire smoke on brain health. Neurochem. Int. 2020; 139: 104796. https://doi.org/10.1016/j.neuint.2020.104796

10. Schuller A., Montrose L. Influence of woodsmoke exposure on molecular mechanisms underlying Alzheimer’s disease: existing literature and gaps in our understanding. Epigenet. Insights. 2020; 13: 2516865720954873. https://doi.org/10.1177/2516865720954873

11. Abdo M., Ward I., O’Dell K., Ford B., Pierce J.R., Fischer E.V., et al. Impact of wildfire smoke on adverse pregnancy outcomes in Colorado, 2007–2015. Int. J. Environ. Res. Public Health. 2019; 16(19): 3720. https://doi.org/10.3390/ijerph16193720

12. Holstius D.M., Reid C.E., Jesdale B.M., Morello-Frosch R. Birth weight following pregnancy during the 2003 Southern California wildfires. Environ. Health Perspect. 2012; 120(9): 1340–5. https://doi.org/10.1289/ehp.1104515

13. Heft-Neal S., Driscoll A., Yang W., Shaw G., Burke M. Associations between wildfire smoke exposure during pregnancy and risk of preterm birth in California. Environ. Res. 2022; 203: 111872. https://doi.org/10.1016/j.envres.2021.111872

14. Mccoy S.J., Zhao X. Wildfire and infant health: A geospatial approach to estimating the health impacts of wildfire smoke exposure. Appl. Econ. Lett. 2021; 28: 32–7. https://doi.org/10.1080/13504851.2020.1730747

15. Requia W.J., Papatheodorou S., Koutrakis P., Mukherjee R., Roig H.L. Increased preterm birth following maternal wildfire smoke exposure in Brazil. Int. J. Hyg. Environ. Health. 2022; 240: 113901. https://doi.org/10.1016/j.ijheh.2021.113901

16. Requia W.J., Amini H., Adams M.D., Schwartz J.D. Birth weight following pregnancy wildfire smoke exposure in more than 1.5 million newborns in Brazil: A nationwide case-control study. Lancet Reg. Health Am. 2022; 11: 100229. https://doi.org/10.1016/j.lana.2022.100229

17. Wegesser T.C., Pinkerton K.E., Last J.A. California Wildfires of 2008: coarse and fine particulate matter toxicity. Environ. Health Perspect. 2009; 117(6): 893–7. https://doi.org/10.1289/ehp.0800166

18. Вокина В.А., Андреева Е.С., Новиков М.А., Соседова Л.М. Устройство для моделирования интоксикации у мелких лабораторных животных продуктами горения биомассы. Патент РФ № 213283 U1; 2022. https://elibrary.ru/rvksgf

19. Kulikov A.V., Tikhonova M.A., Kulikov V.A. Automated measurement of special preference in the open field test with transmitted lighting. J. Neurosci. Meth. 2008; 170: 345–51. https://doi.org/10.1016/j.jneumeth.2008.01.024

20. О санитарно-эпидемиологическом состоянии территорий Российской Федерации, пострадавших от пожара и мерах, принимаемых Роспотребнадзором по состоянию на 9 августа 2010 года. Доступно: https://37.rospotrebnadzor.ru/document/1190/

21. О санитарно-эпидемиологическом состоянии территорий Российской Федерации, пострадавших от пожара и мерах, принимаемых Роспотребнадзором по состоянию на 8 августа 2010 года. Доступно: https://37.rospotrebnadzor.ru/document/1184/

22. WHO. WHO global air quality guidelines: particulate matter (PM2.5 and PM10), ozone, nitrogen dioxide, sulfur dioxide and carbon monoxide; 2021. Available at: https://iris.who.int/handle/10665/345329

23. Willson B.E., Gee N.A., Willits N.H., Li L., Zhang Q., Pinkerton K.E., et al. Effects of the 2018 Camp Fire on birth outcomes in non-human primates: Case-control study. Reprod. Toxicol. 2021; 105: 128–35. https://doi.org/10.1016/j.reprotox.2021.08.005

24. Capitanio J.P., Del Rosso L.A., Gee N., Lasley B.L. Adverse biobehavioral effects in infants resulting from pregnant rhesus macaques’ exposure to wildfire smoke. Nat. Commun. 2022; 13(1): 1774. https://doi.org/10.1038/s41467-022-29436-9

25. Voulgarakis A., Field R.D. Fire influences on atmospheric composition, air quality and climate. Curr. Pollut. Rep. 2015; 1: 70–81. https://doi.org/10.1007/s40726-015-0007-z

26. Kim K.H., Kabir E., Kabir S. A review on the human health impact of airborne particulate matter. Environ. Int. 2015; 74: 136–43. https://doi.org/10.1016/j.envint.2014.10.005

27. Prass T.S., Lopes S.R., Dórea J.G., Marques R.C., Brandão K.G. Amazon forest fires between 2001 and 2006 and birth weight in Porto Velho. Bull. Environ. Contam. Toxicol. 2012; 89(1): 1–7. https://doi.org/10.1007/s00128-012-0621-z

28. Breton C., Park C., Wu J. Effect of prenatal exposure to wildfire-generated PM2.5 on birth weight. Epidemiology. 2011; 22: 66. https://doi.org/10.1097/01.ede.0000391864.79309.9c

29. O’Donnell M.H., Behie A.M. Effects of wildfire disaster exposure on males birth weight in an Australian population. Evol. Med. Public Health. 2015; 2015(1): 344–54. https://doi.org/10.1093/emph/eov027

30. Гелашвили О.А. Вариант периодизации биологически сходных стадий онтогенеза человека и крысы. Саратовский научно-медицинский журнал. 2008; 22(4): 125–6.