Children are not little adults: training for health care providers

Notes: • Please add details of the date, .me, place and sponsorship of the mee.ng for which you are using this presenta.on in the space indicated. • This is a large set of slides from which the presenter should select the most relevant ones to use in a specific presenta.on. These slides cover many facets of the problem. Present only those slides that apply most directly to the local situa.on in the region. 1 CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS TRAINING FOR HEALTH CARE PROVIDERS SECOND EDITION Children’s Health and the Environment WHO Training Package for the Health Sector World Health OrganizaFon hGps://www.who.int/health-topics/children- environmental-health WHO/CED/PHE/EPE/19.12.07 Un.l about six centuries ago, European ar.sts represented children as miniaturized adults just as we see in the 13th century icon on the leD of the slide. Note: Second picture will appear with mouse click On the right side of the slide you can see how ar.sts of the Renaissance painted children. By the Renaissance ar.sts realized that children were not simply miniaturized adults: they have big heads, long trunks and short limbs, as seen in this "Madonna and Child" by Raphael. Despite changes in art, we oDen forget that children are not liOle adults. Un.l the mid-20th century, doctors following the standard medical prac.ces of the industrialized countries understood paediatric exposures as simple extrapola.ons from adult occupa.onal exposures. By now, we know many of the physiological and behavioural differences between children and adults; with this knowledge, we can build healthy environments that protect children from their unique exposures and allow them to grow and thrive. Notes: Use images that are regionally or culturally appropriate for illustra.ng the inaccuracy of thinking of children’s environmental risks simply as scaled down adult risk. Photos: • Madonna and Child, GioOo (leD); The Niccolini-Cowper Madonna, Raphael (right) • Courtesy Na.onal Gallery of Art, Washington 2 CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS Children are not li-le adults All children deserve to grow and develop, play and learn, in a healthy environment where they can reach their full poten.al as ci.zens of the world. Sustainable development has at its core healthy children. Health is much more than mere absence of illness; it means protec.on not only from toxic chemicals, physical injury and infec.ons, but also from poverty, inequity and child labour. It is the responsibility of today’s adults to iden.fy hazards and condi.ons in the complex and changing environments of children that impair their ability to grow and mature safely and in good health. ADer this talk, we hope that you will be able to sa.sfy these four learning objec.ves: • Be able to list ways in which risks to children from environmental hazards are different from those for adults. • Be able to illustrate children’s increased and unique vulnerabili.es using real-world examples of environmental threats: biological, physical, and chemical. • Understand that the rela.onship between children and their environment begins before concep.on and con.nues throughout development. • Propose remedial and preven.ve ac.ons. Note: • When discussing environmental determinants of health and disease, the term “child” or “children” can be problema.c. Exposures to parents prior to concep.on, exposures to mothers during pregnancy and exposures to newborns (up to 28 days), infants (28 days to 1 year), young children (1-4), older children (5-9) and adolescents (10-19) can all have profound impacts. It is important to be aOen.ve to how different agencies collect and report childhood health and exposure data since each ins.tu.on or agency is likely to have a slightly different set of defini.ons and age categories. For the purposes of this presenta.on we will use the term children as defined in the United Na.ons Conven.on on the Rights of the Child: every human being below 18 years of age, unless under applicable law, majority is aOained earlier. References: • Cohen Hubal EA, de Wet T, Du Toit L, Firestone MP, Ruchirawat M, van Engelen J et al. (2014). Iden.fying important life stages for monitoring and assessing risks from exposures to environmental contaminants: results of a World Health Organiza.on review. Regul Toxicol Pharmacol. 69(1):113-24. doi:10.1016/j.yrtph.2013.09.008. • ATSDR (2012). Principles of pediatric environmental health. In: ATSDR case studies in environmental medicine. Atlanta: Agency for Toxic Substances and Disease Registry. (hOps://www.atsdr.cdc.gov/csem/csem.asp?csem=27&po=0, accessed 20 February 2018). • Pronczuk-Garbino J, editor (2005). Children’s health and the environment: A global perspec.ve. A resource manual for the health sector. Geneva: World Health Organiza.on. 3 CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS Learning objec5ves A"er this presenta-on, individuals will be able to: • List ways why risks to children from environmental hazards are different from those for adults • Illustrate children’s increased and unique vulnerabili-es to environmental threats • Understand the rela-onship between children and the environment – star-ng before concep-on and con-nuing throughout development • Propose remedial and preven-ve ac-ons (hOp://www.who.int/ceh/publica.ons/handbook/en/, accessed 8 November 2018). • Etzel RA, editor (2012). Environmental Health, 3rd ed. Elk Grove Village, IL: American Academy of Pediatrics. • WHO (2017). Inheri.ng a sustainable world? Atlas on children’s health and the environment. Geneva: World Health Organiza.on. (hOp://www.who.int/ceh/publica.ons/inheri.ng-a- sustainable-world/en/, accessed 2 April 2018). • UN (1989). Conven.on on the rights of the child. New York: United Na.ons. (hOps://trea.es.un.org/pages/ViewDetails.aspx?src=IND&mtdsg_no=IV-11&chapter=4&lang=en, accessed 12 February 2019). 4 Note: When selec.ng the slides to include in your presenta.on, please choose only those of relevance to the region and/or interests of your audience. We now recognize that children are oDen at a different and increased risk from environmental hazards compared to adults. There are four large categories of reasons that explain these differences. 1. Children oDen have different, and some.mes specific, exposures to environmental hazards compared to adults. 2. Due to their dynamic developmental physiology children are oDen subjected to higher exposures to pollutants found in air, water and food. These exposures may be handled quite differently by an immature set of systems to the way they are dealt with in fully mature, adult systems. Furthermore, the developmental component of a child’s physiology is changing: maturing, differen.a.ng and growing in phases known as "developmental windows". These "cri.cal windows of vulnerability" have no parallel in adult physiology and create unique risks for children exposed to hazards that can alter normal func.on and structure. 3. Children have a longer life expectancy. Therefore they have longer to manifest a disease with a long latency period, and longer to live with toxic damage. 4. Finally, children are poli.cally powerless; they are defenseless. With no poli.cal standing of their own, they must rely on adults to protect them from toxic environmental agents. Each of these points is illustrated in more detail in the following slides. Image: • © WHO /Joao Soares Gusmao 5 Outline • Different and specific exposures • Unique physiology • Windows of development • Systems development • Longer life expectancy • Poli-cally powerless CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS We begin with different and specific exposures of children Image: • © WHO /Joao Soares Gusmao 6 Outline • Different and specific exposures • Unique physiology • Windows of development • Systems development • Longer life expectancy • Poli-cally powerless CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS Children have unique exposure pathways. Environmental exposures to either mother or father can affect the viability and health of a fetus – these are known as “preconcep.on” exposures. Children can be exposed in utero to toxic environmental agents that cross the placenta. Such exposures can be chemical (pollutants and pharmaceu.cals), physical agents (radia.on, heat) and biological (viral, parasi.c). They can also be exposed, aDer birth, to pollutants that pass into their mother’s milk. Neither of these routes of exposure occur in adults or older children. Children also have pathways of exposure that differ from those of adults due to their size and developmental stage. For example, young children engage in normal exploratory behaviours including hand-to-mouth and object-to-mouth behaviours, and non-nutri.ve inges.on which may drama.cally increase exposure over that in adults. Children’s physical differences also cause them to reside in a different loca.on in the world, i.e. closer to the ground. Pollutants such as mercury, solvents and pes.cides are concentrated in their breathing zone and deliberate applica.ons of pes.cides and cleaning solu.ons make them more readily accessible to small children. Because they are small, they have a high surface area to volume ra.o and can have drama.cally higher absorp.on through dermal contact than adults. And, they may have much more limited ability to understand and move out of danger, both from toxic agents and dangerous situa.ons which could result in injury. This characteris.c is obvious in the pre-ambulatory phase, but persists through exploratory toddler behaviour and even into the high-risk behaviours seen in adolescence. References: • Pronczuk-Garbino J, editor (2005). Children’s health and the environment: A global perspec.ve. A resource manual for the health sector. Geneva: World Health Organiza.on. (hOp://www.who.int/iris/handle/10665/43162, 8 November 2018). 7 DIFFERENT AND SPECIFIC EXPOSURES Different and specific exposures Unique exposure pathways • Preconcep-on • Transplacental • BreasMeeding Exploratory behaviours leading to exposures • Hand-to-mouth, object-to-mouth • Non-nutri-ve inges-on Stature and living zones, microenvironments • Loca-on – lower to the ground • High surface area to volume ra-o Children do not understand danger • Pre-ambulatory • Adolescence – “high risk” behaviours CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS Increasing evidence from animal studies is iden.fying risks to offspring from exposure to environmental toxicants prior to concep.on both to mothers and fathers. Human data are limited but consistent with animal studies. Exposures to human ova can occur during fetal life when all ova develop and remain in the prophase of the cell cycle – as well as during later life up to and including the full development of the ovum during a normal ovula.on cycle. Evidence suppor.ng vulnerability to environmental exposures includes increased nondisjunc.onal events with increasing maternal age and transgenera.onal effects in male and female grandchildren of grandmothers exposed to DES during pregnancy. Exposure to sperm are more easily studied and data suggest an increased risk of some birth defects with paternal occupa.onal exposures including pes.cides and ionizing radia.on. References: • Etzel RA, editor (2012). Environmental Health, 3rd ed. Elk Grove Village, IL: American Academy of Pediatrics. • Schmidt CW (2013). Uncertain inheritance: transgenera.onal effects of environmental exposures. Environ Health Perspect. 112(10). doi:10.1289/ehp.121-A298. • UNEP, WHO (2013). Bergman A, Heindel JJ, Jobling S, Zoeller RT, editors. State of the science of endocrine disrup.ng chemicals – 2012. Geneva: United Na.ons Environment Programme, World Health Organiza.on. (hOp://www.who.int/ceh/publica.ons/endocrine/en/, accessed 21 February 2018). Image: • © WHO /Tom Pietrasik 8 DIFFERENT AND SPECIFIC EXPOSURES Preconcep5on CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS Exposures to Ovum Exposure to Sperm Transgenera-onal Effects Un.l the disasters of phocomelia caused by thalidomide and clear cell carcinoma caused by diethyls.lbesterol, it was widely believed that the placenta formed an impregnable, protec.ve barrier between the mother and the child. Now we know that this is far from true. Many pharmaceu.cals cross the placenta as do many pollutants. Some pollutants such as lead, mercury, and PCBs can be stored in maternal .ssues for years before pregnancy (known as maternal body burden) and be passed along to the fetus. In addi.on, physical environmental hazards such as radia.on and heat can harm a growing fetus. The issue of environmental health of children begins with the parents, and concerns about new exposures begin before birth. References: • Brent RL (2004). Environmental causes of human congenital malforma.ons: the pediatrician’s role in dealing with these complex clinical problems caused by a mul.plicity of environmental and gene.c factors. Pediatrics. 113(4 Suppl):957-68. • Walkowiak J, Wiener JA, Fastabend A, Heinzow B, Krämer U, Schmidt E et al. (2001). Environmental exposure to polychlorinated biphenyls and quality of the home environment: effects on psychodevelopment in early childhood. Lancet. 358:1602. doi:10.1016/S0140-6736(01)06654-5. • WHO (2006). Environmental health criteria 237: principles for evalua.ng health risks in children associated with exposure to chemicals. Geneva: World Health Organiza.on. (hOp://www.who.int/iris/handle/10665/43604, accessed 19 October 2018). • WHO, UNEP (2013). Bergman Å, Heindel JJ, Jobling S, Kidd KA, Zoeller RT, editors. State of the science of endocrine disrup.ng chemicals - 2012. Geneva: World Health Organiza.on. (hOp://www.who.int/ceh/publica.ons/endocrine/en/, accessed 19 October 2018). • Cohen Hubal EA, de Wet T, Du Toit L, Firestone MP, Ruchirawat M, van Engelen J et al. (2014). Iden.fying important life stages for monitoring and assessing risks from exposures to environmental contaminants: results of a World Health Organiza.on review. Regul Toxicol Pharmacol. 69(1):113-24. doi:10.1016/j.yrtph.2013.09.008. • WHO (2012). Possible developmental early effects of endocrine disrupters on child health. Geneva: World Health Organiza.on. (hOps://www.who.int/ceh/publica.ons/endocrine_disrupters_child/en/, accessed 19 October 2018). • Milunsky A, Ulcickas M, Rothman KJ, WilleO W, Jick SS, Jick H (1992). Maternal heat exposure and neural tube defects. JAMA. 268(7):882-5. 9 DIFFERENT AND SPECIFIC EXPOSURES Transplacental CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS Lessons from pharmaceu-cals: thalidomide, diethyls-lbestrol (DES), alcohol Many chemicals cross the placenta • Maternal Body Burden • Lead, mercury, polychlorinated biphenyls (PCBs) • Substances of abuse: alcohol, tobacco Some physical factors may affect the fetus directly • Ionizing radia-on, heat Maternal exposures, before and during pregnancy, do maZer! Breast milk is another unique source of exposure for very small children. It is clear that many environmental chemicals pass into breast milk, par.cularly lipophilic chemicals. Morbidity from such exposures is rare and is associated with unusual high-exposure events during which the mothers are also ill. Consequently, fear of chemical exposures should not cause a healthy mother to cease breas;eeding. For example, it is known that mercury, PCBs, lead and other POPs are present in human breast milk, but this route of exposure has not been shown to be damaging in the absence of maternal illness. Furthermore, the milk of other mammals, such as cows, oDen used as the basis for infant formula, is also subject to environmental contamina.on, and may contain higher levels of some pollutants than human milk. The condi.on of human milk is thus an important indica.on of the level of environmental contamina.on in the world the infant is entering, but human breast milk should s.ll be the food of first choice for any infant of a healthy mother. Notes: Replace with image of nursing mother appropriate to the region/country. References: • Pronczuk J, Akre J, Moy G, Vallenas C (2002). Global perspec.ves in breast milk contamina.on: infec.ous and toxic hazards. Environ Health Perspect. 110(6):A349. doi:10.1289/ehp.021100349. • WHO, UNEP (2013). Results of the global survey on concentra.ons in human milk of persistent organic pollutants by the United Na.ons Environment Programme and the World Health Organiza.on: Note by the Secretariat. UNEP/POPS/COP.6/INF/33. Geneva: Secretariat of the Stockholm Conven.on on Persistent Organic Pollutants. (hOps://wedocs.unep.org/handle/20.500.11822/19392, accessed 21 February 2018). • Lehmann GM, Verner M, Luukinen B, Henning C, Assimon SA, LaKind JS et al. (2014). Improving the risk assessment of lipophilic persistent environmental chemicals in breast milk. Crit Rev Toxicol. 44(7): 600–617. doi:10.3109/10408444.2014.926306. 10 DIFFERENT AND SPECIFIC EXPOSURES Breas@eeding CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS Breast milk is the safest and most complete nutriJon for infants • Mothers should avoid toxic exposures • Milk (human, cow, sheep) can be a marker of environmental contamina-on DDT, DDE, PCBs, TCDD (dioxins), nico-ne, lead, methylmercury, alcohol • Morbidity rarely seen • Unusual exposure event • Mother also ill Exploratory behaviour is exemplified by hand-to-mouth ac.vity; developmentally maximum in children between 1 and 3 years of age. This graph shows es.mates of soil and dust consump.on of children and adults in the USA made by the US Environmental Protec.on Agency (EPA). The average child ingests three .mes as much soil and dust as an adult, but a child in the upper percen.le can ingest more than six .mes more soil and dust(200 mg/day) than an adult. Children oDen learn by puwng things in their mouths and can ingest significant quan..es of contaminated soil, dust and dirt at early ages. References: • U.S. Environmental Protec.on Agency (2011). Exposure factors handbook: 2011 edi.on. Washington, DC: Na.onal Center for Environmental Assessment. (hOps://cfpub.epa.gov/ncea/efp/recordisplay.cfm?deid=236252, accessed 19 October 2018). Figure: • Derived from informa.on in: U.S. Environmental Protec.on Agency (2017). Update for chapter 5 of the exposure factors handbook: soil and dust inges.on. Washington, DC: Na.onal Center for Environmental Assessment. (hOps://cfpub.epa.gov/ncea/efp/recordisplay.cfm?deid=337521, accessed 19 October 2018). DIFFERENT AND SPECIFIC EXPOSURES Soil and dust mean consump5on CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS 90 60 30 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 2 - 5 12 and o lder m g/ da y Age in years 11 Children are smaller than adults: they live in a different zone in the world. Here is an example of different exposures in different breathing zones. Measurements inside homes following pes.cide applica.ons find that due to paOerns of evapora.on (re-vola.liza.on), concentra.ons are always highest closest to the floor, where children live. Compounded by their higher rate of breathing, children are exposed to more contaminants than are adults. In addi.on we know that significant pes.cide residues can remain on plush toys aDer applica.on and undergo re- vola.liza.on and secondary deposi.on for two or more weeks, leading to increased exposures through non-nutri.ve inges.on as discussed in rela.on to the previous slide. These images from WHO show how children inhabit a different zone from that of the adults standing in the background. Note the small girl with her fingers in the mouth and the baby, who is unable to move from the cot. References: • Gurunathan S, Robson M, Freeman N, Buckley B, Roy A, Meyer R et al. (1998). Accumula.on of chlorpyrifos on residen.al surfaces and toys accessible to children. Environ Health Perspect. 106(1):9-16. doi:10.1289/ehp.981069. • U.S. Environmental Protec.on Agency (2009). Metabolically derived human ven.la.on rates: a revised approach based upon oxygen consump.on rates. Washington, DC: Na.onal Center for Environmental Assessment. (hOps://cfpub.epa.gov/ncea/risk/recordisplay.cfm?deid=202543, accessed 19 October 2018). Photos: © WHO/Diego Rodriguez (leD) and © WHO (right) DIFFERENT AND SPECIFIC EXPOSURES Stature and breathing zones CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS 12 Notes: Insert here a regionally appropriate picture of a child doing something dangerous despite an obvious warning label. Children are oDen exposed to dangerous chemicals or situa.ons in which injury can occur and are unable or unwilling to respond with appropriate cau.on because of cogni.ve immaturity. Adolescents are known to exhibit risk-taking behaviour even if cogni.vely they are aware that the behaviour is dangerous. References: • Moya J, Bearer CF, Etzel RA (2004). Children's behavior and physiology and how it affects exposure to environmental contaminants. Pediatrics. 113(4 Suppl):996-1006. DIFFERENT AND SPECIFIC EXPOSURES Children do not recognize danger CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS • Pre-ambulatory children are unable to remove themselves from danger • Pre-reading children cannot read warning signs & labels • Pre-adolescent / adolescent children may take unreasonable risks due to cogni-ve immaturity and "risk-taking" behaviours 13 We proceed to children’s unique physiology Image: • © WHO /Joao Soares Gusmao 14 Outline • Different and specific exposures • Unique physiology • Windows of development • Systems development • Longer life expectancy • Poli-cally powerless CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS Children have a dynamic physiology that is not only turned up to “high” because of growth demands, but also vulnerable to damage during differen.a.on and matura.on of organs and systems. Xenobio.cs, or foreign chemicals, are handled differently by a developing body than they are by an adult one. • Their needs for energy, water and oxygen are higher, because they go through an intense anabolic process. • Absorp.on is different and frequently increased because children are anabolic and ac.ve. They are geared to absorb nutrients very efficiently. This is exemplified most classically by lead. Lead follows calcium, which is essen.al for skeletal and cellular growth. A child will absorb between 40% and 50% of a given ingested dose of lead, whereas a non-pregnant adult will absorb between 3% and 10%. Nutri.onal deficiencies, par.cularly anaemia, which is common in rapidly growing children, will increase lead absorp.on. • Some xenobio.cs are dangerous when ingested and need to be detoxified by metabolism. Others are not dangerous when ingested but become dangerous when metabolized. Whatever the type of xenobio.c, these processes are likely to be different in children, but unfortunately not in predictable ways. Par.cularly during gesta.on and in the first 6–12 months of life, important metabolic pathways such as cytochrome P450 systems and glutathione conjuga.on are significantly less efficient than later in life. Most known toxicants are detoxified in the body, so immaturity of these systems increases the dura.on of residence and amount of any given internal dose. • Distribu.on is different from that in adults and varies with age. For example, the blood–brain barrier differs in the developing brain versus the adult brain, so substances such as lead readily cross into the developing central nervous system (CNS). • Elimina.on may be decreased in early postnatal life. For example the glomerular filtra.on rate (GFR) of newborns is substan.ally less than that of adults, and premature infants will experience even lower rates. The figure shown illustrates the increase in GFR over .me. All of these physiological processes are likely to be different in children from those in adults, but unfortunately not in predictable ways. Finally, children’s systems con.nue to grow, mature and change through adolescence. If disrupted during cri.cal periods, damage may be severe and lifelong. Environmental hazards may operate to harm a developmentally dynamic child by mechanisms that do not operate in the adult. References: • WHO (2006). Environmental health criteria 237: principles for evalua.ng health risks in children associated with exposure to chemicals. Geneva: World Health Organiza.on. (hOp://www.who.int/iris/handle/10665/43604, accessed 19 October 2018). • WHO, UNEP (2013). Bergman Å, Heindel JJ, Jobling S, Kidd KA, Zoeller RT, editors. State of the science of endocrine disrup.ng chemicals - 2012. Geneva: World Health Organiza.on. (hOp://www.who.int/ceh/publica.ons/endocrine/en/, accessed 19 October 2018). • WHO (2010). Childhood lead poisoning. Geneva: World Health Organiza.on. (hOps://www.who.int/ceh/publica.ons/childhoodpoisoning/en/, accessed 19 October 2018). • WHO (2010). Children’s exposure to mercury compounds. Geneva: World Health Organiza.on. UNIQUE PHYSIOLOGY More vulnerable Xenobio-cs may be handled differently by an immature body CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS Glomerular filtration rate over time • Increased energy, water and oxygen, consump-on of anabolic state • Absorp-on • Biotransforma-on • Distribu-on • Elimina-on • Cri-cal windows of development 15 (hOp://www.who.int/ceh/publica.ons/children_exposure/en/, accessed 19 October 2018). • WHO (2010). Persistent organic pollutants: impact on child health. Geneva: World Health Organiza.on. (hOp://www.who.int/ceh/publica.ons/persistent_organic_pollutant/en/, accessed 19 October 2018). • ATSDR (2007). Toxicological Profile for Lead. Atlanta, GA: U.S. Department of Health and Human Services, Public Health Service. (hOps://www.atsdr.cdc.gov/ToxProfiles/tp.asp?id=96&.d=22, accessed 26 February 2018). • Hoseini R, Otukesh H, Rahimzadeh N, Hoseini S (2012). Glomerular func.on in neonates. Iran J Kidney Dis. 6(3):166-72. • Baum M (2016). Neonatal Nephrology. Curr Opin Pediatr. 28(2):170–172. doi:10.1097/MOP.0000000000000325. Figure: • Hoseini R, Otukesh H, Rahimzadeh N, Hoseini S (2012). Glomerular func.on in neonates. Iran J Kidney Dis. 6(3):166-72. 16 The difference in size and propor.on between children and adults means that dermal exposures may be greater. Except for premature infants and newborns, children’s skin presents the same barrier to dermal exposures as that of adults, but there is more of it on a surface area to volume basis. Infants have a surface area to volume ra.o more than double that of adults, and in young children the ra.o is almost double that of adults. Also, children tend to have more skin exposed and more cuts, abrasions and rashes than adults; this could easily lead to increased dermal absorp.on as a propor.on of body weight. References: • Lowry JA, Jones BL, SandriOer TL, Kearns GL (2015). Chapter 60: Principles of drug therapy. In: Kliegman RM, Stanton BMD, St. Geme J, Schor NF. Nelson textbook of pediatrics, 20th edi.on. Philadelphia: Elsevier. • U.S. Environmental Protec.on Agency (2009). Highlights of the child-specific exposure factors handbook (final report). Washington, DC: U.S. Environmental Protec.on Agency. (EPA/600/R-08/135, hOp://cfpub.epa.gov/ncea/cfm/recordisplay.cfm?deid=199243, accessed 28 November 2018). Figure: • Derived from informa.on in: U.S. Environmental Protec.on Agency (2011). Exposure factors handbook: 2011 edi.on. Washington, DC: Na.onal Center for Environmental Assessment. (hOps://cfpub.epa.gov/ncea/efp/recordisplay.cfm?deid=236252, accessed 28 November 2018). UNIQUE PHYSIOLOGY Surface area to body weight ra5o CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS 0.052 0.043 0.034 0.028 0.026 0.024 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 <1 1 - 5 6 - 10 11 - 15 16 - 20 ≥ 21 m 2 / kg Age (years) 17 Children breathe more air per kilogram of body weight than adults at rest, as shown here. An infant breathes at a rate about five .mes that of an adult and children ages 3 to 5 years old breathe at a rate 60% more than adults do. Children also tend to be more physically ac.ve than adults. Therefore, environmental toxicants found in the air, both indoors and outdoors, will be delivered to children at higher internal doses than to adults. These toxicants include ozone, oxides of nitrogen, par.culate maOer, lead, mercury as well as molds, vola.le organic compounds (VOCs), and other air toxicants. Figure: • Derived from informa.on in: U.S. Environmental Protec.on Agency (2009). Metabolically derived human ven.la.on rates: a revised approach based upon oxygen consump.on rates. Washington, DC: Na.onal Center for Environmental Assessment. (hOps://cfpub.epa.gov/ncea/risk/recordisplay.cfm?deid=202543, accessed 19 October 2018). UNIQUE PHYSIOLOGY Oxygen demand CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 <1 1 2 3-5 6-10 11-15 16-20 21-30 31-40 41-50 51-60 61-70 71-80 81+ L/ m in -k g Age in years Daily average ven-la-on rate, adjusted for body weight (VE/BW) Females Males 18 Oral exposures are also likely to be greater in children. Children are anabolic and ac.vely building their bodies. They need more calories per unit of body weight than adults. Therefore, toxicants that are carried in food will be delivered at 2–4 .mes higher rates in young children than in adults. Children also tend to have a restricted diet with a higher propor.on of fruits and vegetables at young ages, so that pollutants such as pes.cides or mycotoxins present in these foods are likely to be delivered in higher quan..es to children. Notes: Diets vary regionally and ethnically, so special men.on of children’s diets may need to be modified. Figure: • Derived from informa.on in: U.S. Environmental Protec.on Agency (2011). Exposure factors handbook: 2011 edi.on. Washington, DC: Na.onal Center for Environmental Assessment. (hOps://cfpub.epa.gov/ncea/efp/recordisplay.cfm?deid=236252, accessed 28 November 2018). 19 UNIQUE PHYSIOLOGY Body weight-adjusted food intake CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS 91 113 79 47 28 28 29 29 0 20 40 60 80 100 120 Birth - 1 mo nth 1 - 2 3 - 5 6 - 10 11 - 15 16 - 20 21 - 49 ≥ 50 g/ kg -d ay Age (years) Hydra.on is another oral exposure likely to be increased in children. Children need more water per unit of body weight than adults. Therefore, toxicants in water will be delivered to young children at 2–5 .mes the adult rate. Notes: Diets vary regionally and ethnically, so special men.on of children’s diets may need to be modified. Figure: • Derived from informa.on in: U.S. Environmental Protec.on Agency (2011). Exposure factors handbook: 2011 edi.on. Washington, DC: Na.onal Center for Environmental Assessment. (hOps://cfpub.epa.gov/ncea/efp/recordisplay.cfm?deid=236252, accessed 28 November 2018). UNIQUE PHYSIOLOGY Body weight-adjusted water intake CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS 38 38 49 39 24 23 18 13 9 9 0 10 20 30 40 50 Birth - 1 month 1 - 2 month s 3 - 5 month s 6 - 11 month s 1 year 2 years 3 - 5 years 6 - 10 years 11 - 15 years 16 - 20 years m L/ kg -d ay Age 20 For a given oral dose of water-soluble lead, a child can absorb 40-50% of the lead while an adult only absorbs 3-10%. References: • ATSDR (2007). Toxicological profile for lead. Atlanta, GA: U.S. Department of Health and Human Services, Public Health Service. (hOps://www.atsdr.cdc.gov/ToxProfiles/tp.asp?id=96&.d=22, accessed 26 February 2018). UNIQUE PHYSIOLOGY Absorp5on A child is building a “body for a life-me” The demands of rapid growth and development • Require higher breathing rate, caloric and water intakes • Sa-sfied by enhanced absorp-on and reten-on of nutrients For example: • GI absorp-on of lead in toddler: 40–50% of oral dose • GI absorp-on of lead in non-pregnant adult: 3-10% CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS 21 We know a lot about how chemicals are metabolized (or biotransformed) by children from pharmaceu.cal data — illustrated by the next three slides. A rela.vely new database is available on the web site of Clark University/Connec.cut Department of Public Health and sponsored by the U.S. Environmental Protec.on Agency (EPA). It is a rich source of pharmacokine.c informa.on specifically developed to look at differences between children and adults with the sewng of regulatory limits in mind. This graph is a composite assessment of 40 drugs for which there are complete data across these age categories. Not surprisingly, there are highly significant differences in average half-life showing slower elimina.on in the very young than in adults (depicted by the green line). Pre-term = pre-term neonate; FT = full-term neonate; w = week; m = month; y = year Figure: • Ginsberg G (2002). Evalua.on of child/adult pharmacokine.c differences from a database derived from the Therapeu.c Drug Literature. Toxicol Sci. 66(2):185-200. Used with copyright permission of Toxicological Sciences. Full Text available at hOp://toxsci.oxfordjournals.org/content/66/2/185.long. UNIQUE PHYSIOLOGY Lessons learned from pharmaceu5cals CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS In the aggregate, slower elimina-on in the very young No sta-s-cal difference a"er 2 months 22 When the authors looked at substrates metabolized in the liver by P450 enzymes by age they found even more differences. Not only was elimina.on slower in the infants, but more rapid elimina.on was seen in children aged from 6 months to 12 years than in adults. This provides an important reminder that not all ages of children are alike, and children in some cases, and at some stages, may be able to eliminate xenobio.cs more efficiently than adults! CYP = cytochrome P450 pathways; Pre-term = pre-term neonate; FT = full-term neonate; w = week; m = month; y = year Figure: • Ginsberg G (2002). Evalua.on of child/adult pharmacokine.c differences from a database derived from the Therapeu.c Drug Literature. Toxicol Sci. 66(2):185-200. Used with copyright permission of Toxicological Sciences. Full Text available at hOp://toxsci.oxfordjournals.org/content/66/2/185.long. UNIQUE PHYSIOLOGY Lessons learned from pharmaceu5cals CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS More differences for substances predominantly metabolized by P450 enzymes in liver 23 But here is the ul.mate message. Although, in general, infants eliminate pharmaceu.cals more slowly than adults and older children may eliminate drugs more rapidly than adults, there is very high variability even between closely related drugs that share the same metabolic pathways. For example, in the comparison of the half-life of caffeine in neonates and adults, the difference in half-life was 13X greater than the difference between neonates and adults for theophylline. Generaliza.ons are not possible — and the authors concluded that the standard safety factors used to account for age differences in pharmacokine.c models may be inadequate to protect young infants. It is important to remember that, when xenobio.cs require metabolic “ac.va.on” before they become toxic, this higher metabolic capacity in the older children may make them more suscep.ble to toxicants than are adults and young infants. CYP = cytochrome P450 pathways Figure: • Ginsberg G (2002). Evalua.on of child/adult pharmacokine.c differences from a database derived from the Therapeu.c Drug Literature. Toxicol Sci. 66(2):185-200. Used with copyright permission of Toxicological Sciences. Full Text available at hOp://toxsci.oxfordjournals.org/content/66/2/185.long. UNIQUE PHYSIOLOGY Lessons learned from pharmaceu5cals CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS High variability even for closely related drugs Neonate/adult difference for caffeine 13X greater than for theophylline GeneralizaJons are not possible! 24 Nitrate is an example of an environmental contaminant that is gaining importance because of increasing agricultural run-off and pollu.on of groundwater in many loca.ons. Nitrates in water — the highest exposure to water occurs in babies aged less than 6 months who are not breased, because they consume more water per kg body weight than adults. Nitrates must be ac.vated to nitrites before they become dangerous — this is more efficiently accomplished in newborns because they have a higher pH in their gastrointes.nal tract. Nitrites oxidize haemoglobin from ferrous to ferric, forming methaemoglobin, which is incapable of carrying oxygen. This condi.on is termed methaemoglobinaemia. Fetal haemoglobin, normally present in young infants, is much more easily oxidized than adult haemoglobin. Detoxifica.on is less efficient in babies because they possess half of the detoxifica.on capacity of one of the two enzyme systems that can repair methaemoglobin. Thus, children exposed to nitrates are at increased risk of methaemoglobinaemia, where blood cannot adequately supply .ssues with oxygen. This example shows not only how exposures may be different, but also how metabolic immaturity may increase the harm done by an environmental chemical. Notes: Exclusive breaseeding of small infants for the first 6 months eliminates this threat from nitrates in drinking water. References: • ATSDR (2013). Case studies in environmental medicine: nitrate/nitrite toxicity. Atlanta, GA: U.S. Department of Health and Human Services, Public Health Service. (hOp://www.atsdr.cdc.gov/csem/nitrate_2013/docs/nitrite.pdf, accessed 28 February 2018). UNIQUE PHYSIOLOGY Nitrates and methaemoglobinaemia Special problem for infants • Increased exposure from contaminated well-water • Increased “ac-va-on” as nitrates convert to nitrites • Increased toxicity: fetal haemoglobin more easily oxidized • Decreased “detoxifica-on”: 50% capacity of NADH- dependent reductase CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS 25 Image: • © WHO /Joao Soares Gusmao Outline • Different and specific exposures • Unique physiology • Windows of development • Systems development • Longer life expectancy • Poli-cally powerless CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS 26 The fetus is connected to the mother through the placenta, where gas and nutrient exchange can occur. Exposure to chemicals such as pollutants or drugs can affect the metabolism of the mother or fetus and disturb development at or aDer the developmental stage. Physiological differences between children and adults are not only manifest in immature metabolic pathways. Because important systems are s.ll differen.a.ng and growing, children have unique suscep.bili.es not seen in adults — and cri.cal .me windows for those suscep.bili.es. This slide illustrates the significance of the .ming of exposure. The cri.cal .mes are as follows: preconcep.on; gesta.on; postnatal, especially the first few years of life. There has been an explosion of knowledge about child development in past decade or so, and it is hard to remember that it was only about 50 years ago that the discovery was made that the fetus is vulnerable to exposures. The phocomelia epidemic resul.ng from use of thalidomide by pregnant women was an early and drama.c example of the ability of chemicals to traverse the placenta and damage the fetus. It was found that thalidomide administered during a small, 4-day window between gesta.onal days 20 and 24, possibly increased the risk of au.sm. More than one system of the fetus can be suscep.ble and different pathology may occur depending upon the dose and .ming of exposure in utero. Now we know that other exposures during gesta.on, some of which are listed here, can harm the systems of the developing child. We also know that preconcep.on exposure of parents, as well as postnatal exposure of both parents, can harm children. Notes: • It is important to point out the different responses to insults shown on the boOom bar of the figure. Significant insult during the embryonic phase will result in pregnancy loss (first 2 weeks) or major organ malforma.on. During the fetal stage, damage is more subtle and related to system dysfunc.on. References: • Strömland K, Nordin V, Miller M, Åkerström B, Gillberg C (1994). Au.sm in thalidomide embryopathy: a popula.on study. Dev Med Child Neurol. 36(4):351-6. • WHO (2006). Environmental health criteria 237: principles for evalua.ng health risks in children associated with exposure to chemicals. Geneva: World Health Organiza.on. (hOp://www.who.int/iris/handle/10665/43604, accessed 19 October 2018). Figure: • Reprinted from Moore KL, The developing human: clinically oriented embryology, © 1973, with permission from Elsevier. WINDOWS OF DEVELOPMENT Windows of development CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS 27 Preconcep.on paternal exposures are now increasingly recognized as important to the health and development of the fetus. Such exposures may increase the chance of certain diseases or adverse pregnancy outcomes as seen in the offspring. This is supported by research in animals and may well have a gene.c or epigene.c mechanism. Notes: You may want to stress exposures/occupa.ons that are regionally specific if there are data to support prenatal or preconcep.on effects. References: • Bearer CF (2000). The special and unique vulnerability of children to environmental hazards. Neurotoxicology. 21(6):925-34. • Logman JFS, De Vries LE, Hemels ME, KhaOak S, Einarson TR (2005). Paternal organic solvent exposure and adverse pregnancy outcomes: a meta-analysis. Am J Ind Med. 47(1):37-44. doi: 10.1002/ajim.20102. • Robledo CA, Yeung E, Mendola P, Sundaram R, Maisog J, Sweeney AM et al. (2014). Preconcep.on maternal and paternal exposure to persistent organic pollutants and birth size: the LIFE study. Environ Health Perspect. 123(1):88-94. doi:10.1289/ehp.1308016. • Braun JM, Messerlian C, Hauser R (2017). Fathers maOer: why it’s .me to consider the impact of paternal environmental exposures on children’s health. Curr Epidemiol Rep. 4(1):46-55. doi:10.1007/s40471-017-0098-8. • Brender JD, Suarez L (1990). Paternal occupa.on and anencephaly. Am J Epidemiol. 131(3):517-21. • Olshan AF, Breslow NE, Daling JR, FalleOa JM, Grufferman S, Robison LL et al. (1990). Wilms' tumour and paternal occupa.on. Cancer Res. 50(11):3212-7. • Savitz DA, Whelan EA, Kleckner RC (1989). Effect of parents' occupa.onal exposures on risk of s.llbirth, preterm delivery, and small-for-gesta.onal-age infants. Am J Epidemiol. 129(6):1201-18. • Zhao ZH, SchaOen H, Sun QY (2017). Environmentally induced paternal epigene.c inheritance and its effects on offspring health. Reproduc.ve and Developmental Medicine. 1(2):89-99. doi: 10.4103/2096-2924.216862. • Lewis SEM, Aitken RJ (2005). DNA damage to spermatozoa has impacts on fer.liza.on and pregnancy. Cell Tissue Res. 322(1):33-41. doi:10.1007/s00441-005-1097-5. WINDOWS OF DEVELOPMENT Fathers and their offspring CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS Paternal exposure to: • Mercury, ethylene oxide, rubber chemicals, solvents – spontaneous aborFon • Organic solvents – neural tube defects • POPs – low birth weight • PesFcides – cryptorchidism • Benzene, aniline, creosote, diesel fuel, turpenFne, lacquer thinner, insecFcides, fungicides, herbicides – childhood cancer • RadiaFon, chromium, benzene – preterm delivery, low birth weight, small for gestaFonal age Possible mechanisms: • AlteraFons in sperm DNA • EpigeneFc changes affecFng DNA methylaFon, histone modificaFon and noncoding RNA Paternal occupaFon: • Painters – anencephaly • Mechanics, welders – Wilms tumour • TexFles – sFllbirth, preterm delivery 28 Mothers’ exposures both prior to concep.on and during pregnancy are associated with a variety of outcomes including spontaneous abor.on, s.llbirth or neonatal death, poor intrauterine growth, major birth defects and func.onal deficits. PCB= polychlorinated biphenyls DES= diethyl s.lbestrol Notes: You may want to stress exposures/occupa.ons that are regionally specific if there are data to support prenatal or preconcep.on effects. References: • WHO (2006). Environmental health criteria 237: principles for evalua.ng health risks in children associated with exposure to chemicals. Geneva: World Health Organiza.on. (hOp://www.who.int/iris/handle/10665/43604, accessed 19 October 2018). • Milunsky A, Ulcickas M, Rothman KJ, WilleO W, Jick SS, Jick H (1992). Maternal heat exposure and neural tube defects. JAMA. 268(7):882-5. • Vargesson N (2015). Thalidomide-induced teratogenesis: history and mechanisms. Birth Defects Res C Embryo Today. 105(2): 140–156. doi:10.1002/bdrc.21096. • Schulze-Rath R, Hammer GP, BleOner M (2008). Are pre- or postnatal diagnos.c X-rays a risk factor for childhood cancer? A systema.c review. Radiat Environ Biophys. 47(3):301-12. doi:10.1007/s00411-008-0171-2. WINDOWS OF DEVELOPMENT Mothers and their offspring CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS Pre-concep)on PCBs and Pb maternal body burdens are linked to abor-on, s-llbirth and learning disabili-es Folate deficiency leads to neural tube defects In utero Thalidomide phocomelia DES vaginal cancer X-rays leukaemia Heat neural tube defects Alcohol FAS (fetal alcohol syndrome) Lead, neurodevelopmental methyl mercury effects & PCBs 29 Image: • © WHO /Joao Soares Gusmao Outline • Different and specific exposures • Unique physiology • Windows of development • Systems development • Longer life expectancy • Poli-cally powerless CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS 30 And we know that growth con.nues through adolescence. This is not only physical growth, but also the matura.on and con.nued differen.a.on of physiological func.ons. This graph shows the drama.c growth of major organs as well as their very different trajectories. Not only do the organs grow, but their func.on also matures and modifies at different life stages, through the end of adolescence. Figure: • Republished with permission of Na.onal Research Council, from Na.onal Research Council (1993). Pes.cides in the Diets of Infants and Children. Washington, DC: The Na.onal Academies Press. doi:10.17226/2126; permission conveyed through Copyright Clearance Center, Inc. Birth to adolescence SYSTEMS DEVELOPMENT CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS Vital organ growth • Brain • Lungs • Kidneys • Reproduc-ve organs Physiological func-on • Central nervous system • Immune system • Endocrine system 31 As an example, let’s look at the central nervous system (CNS). This diagram shows CNS development beginning with the prenatal period at the top of the diagram and progressing chronologically to the postnatal period at the boOom of the diagram. You can see that neurodevelopment con.nues through the second decade with significant changes in myelina.on, synaptogenesis and neurotransmiOer distribu.on throughout the matura.on phase. Furthermore, the way the brain develops is determined in part by the interac.on an individual has with the environment. Studies in musicians who began playing an instrument at a young age have shown varia.ons in brain architecture and ac.vity compared to non-musicians. • Violinists must precisely place the fingers of the leD hand on the strings of the violin in order to play the correct pitch. MRI data showed that the cor.cal area of violinists’ brains devoted to the leD hand, but not the right, is expanded compared to non-players. The size of the expansion was correlated with the age at which a player began prac.cing; the younger a violinist began to play, the greater the size of the corresponding cor.cal area. Notably, the cor.cal area expansion was not correlated with amount of prac.ce; this is a cri>cal window of development where .ming not dose makes the difference! If ac.vity can alter brain architecture, so can toxic exposures. • Func.onal MRI of children nine to 11 years of age who had undergone four years of musical training showed increased ac.va.on in certain parts of the brain when asked to detect differences in rhythm or melody compared to controls with no musical training. Posi.ve exposure to musical training was linked to enhanced brain ac.vity. Similarly, a nega.ve or toxic exposure may have a detrimental effect on brain ac.vity and even brain structure in developing children. MRI: Magne.c Resonance Imaging is a technique used to view structure and anatomy in the body. fMRI: func.onal MRI is a technique used to measure and map brain ac.vity . References: • Rice D, Barone S Jr (2000). Cri.cal periods of vulnerability for the developing nervous system: evidence from humans and animal models. Environ Health Perspect.108(Suppl 3):511-33. doi:10.1289/ehp.00108s3511. • Schlaug G, Norton A, Overy K, Winner E (2005). Effects of music training on the child's brain and cogni.ve development. Ann N Y Acad Sci. 1060:219-30. doi:10.1196/annals.1360.015. Figure: • © Georg Thieme Verlag KG. In: Herschkowitz N, Kagan J, Ziles K (1997). Neurobiological bases of behavioral development in the first year. Neuropediatrics. 28(6):296-306. doi:10.1055/s-2007-973720. Neurodevelopment: con5nues through puberty SYSTEMS DEVELOPMENT CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS • Growth 4–17 years in fiber tracts for motor and speech • Ac-vity alters architecture • Adolescence extensive elimina-on of some synapses • Redistribu-on of neurotransmiZers 32 The respiratory system develops through non-linear growth, beginning in the prenatal period. For example, alveolar development begins in the third trimester. At birth a baby has only about 30-50% of the alveoli he or she will have in adulthood. In the post-natal period, alveolar development occurs most rapidly in the first two years of life, though it may con.nue for many years. Certain types of exposures during these growth periods are known to have adverse consequences on structure (e.g. second-hand tobacco smoke, par.culates and ozone) and func.on (e.g. poor indoor air quality and outdoor ozone). Reference: • WHO (2006). Environmental health criteria 237: principles for evalua.ng health risks in children associated with exposure to chemicals. Geneva: World Health Organiza.on. (hOp://www.who.int/iris/handle/10665/43604, accessed 19 October 2018). • Calogero C, Sly PD (2010). Developmental physiology: lung func.on during growth and development from birth to old age.In: Frey U, Merkus PFJM, editors. Paediatric lung func.on. European Respiratory Monograph 47. Sheffield, UK: European Respiratory Society Journals Ltd. Figure: • Adapted from informa.on in: Calogero C, Sly PD (2010). Developmental physiology: lung func.on during growth and development from birth to old age.In: Frey U, Merkus PFJM, editors. Paediatric lung func.on. European Respiratory Monograph 47. Sheffield, UK: European Respiratory Society Journals Ltd. Respiratory development: con5nues through childhood Growth • Tobacco smoke • Par-culates • Ozone Func-on • Indoor air • Ozone SYSTEMS DEVELOPMENT CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS 33 There is strong evidence that exposure to air pollu.on impairs lung func.on and lung func.on development in children. A birth cohort study of 614 mother-child pairs in the Boston area found that even at low levels within US EPA standards, childhood exposure to ambient air pollu.on and local traffic was associated with reduced lung func.on in mid-childhood around eight years of age. Fewer studies have been published on the effect of household air pollu.on on respiratory development. However, a study following 3273 children between six and 13 years of age in four Chinese ci.es found that use of coal as a household fuel was associated with lower lung capacity, especially when no ven.la.on was available. On a posi.ve note, studies in southern California, where ambient air pollu.on has been reduced over several decades, found that declining levels of the pollutants NO2, PM2.5 and PM10 were associated with improvements in lung func.on growth from 11 to 14 years of age. This indicates that the nega.ve effects of exposure to air pollu.on may be mi.gated by improving air quality. The developing respiratory systems of children are highly vulnerable to environmental effects. It is incumbent upon us to improve air quality in order to prevent stunted growth and long-term effects to children. References: • Rice MB, Rifas-Shiman SL, Litonjua AA, Oken E, Gillman MW, Kloog I et al. (2016). Life.me exposure to ambient pollu.on and lung func.on in children. Am J Resp Crit Care Med. 193(8):881–8. doi:10.1164/rccm.201506- 1058OC. • Roy A, Chapman RS, Hu W, Wei F, Liu X, Zhang J (2012). Indoor air pollu.on and lung func.on growth among children in four Chinese ci.es. Indoor Air. 22(1):3–11. doi:10.1111/j.1600-0668.2011.00748.x. • Gauderman WJ, Urman R, Avol E, Berhane K, McConnell R, Rappaport E et al. (2015) Associa.on of improved air quality with lung development in children. N Engl J Med. 372(10):905–13. doi:10.1056/NEJMoa1414123. Image: • © WHO /Sergey Volkov Respiratory development: air pollu5on impairs func5on Ambient and household air pollu-on impair lung func-on and growth in children • Including at low levels • May be mi-gated by improvements to air quality SYSTEMS DEVELOPMENT CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS “Dirty air stunts growth” 34 Increased onset of asthma, as depicted in this graph, has been reported in areas with high ozone levels. The rela.ve risk of developing asthma was 3.3 for children living in areas with high ozone levels who par.cipated in three or more sports, compared to children living in the same areas who played no sports. In low-ozone communi.es, athle.c children did not experience increased risk of developing asthma compared to non-athle.c children in their communi.es, sugges.ng that exposure to ozone in polluted areas was what caused the onset of asthma in athle.c children. Although this study has not yet been replicated, it is the first prospec.ve study to suggest a link between high levels of exposure to outdoor ozone pollu.on and the onset of asthma in children. Similar examples of ongoing vulnerability and cri.cal windows of development can be cited for other major organs and systems. References: • McConnell R, Berhane K, Gilliland F, London SJ, Islam T, Gauderman WJ et al. (2002). Asthma in exercising children exposed to ozone: a cohort study. Lancet. 359(9304):386-91. doi:10.1016/S0140-6736(02)07597-9. Figure: • Derived from informa.on in: McConnell R, Berhane K, Gilliland F, London SJ, Islam T, Gauderman WJ et al. (2002). Asthma in exercising children exposed to ozone: a cohort study. Lancet. 359(9304):386-91. doi:10.1016/S0140- 6736(02)07597-9. Respiratory development: ambient ozone and asthma SYSTEMS DEVELOPMENT CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 0 1 2 3+ Number of sports Rela%ve Risk of Asthma High Ozon e Low Ozone 35 Image: • © WHO /Joao Soares Gusmao Outline • Different and specific exposures • Unique physiology • Windows of development • Systems development • Longer life expectancy • Poli-cally powerless CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS 36 Children, ideally, are around longer in the world than adults. Not only do they live longer, allowing more .me in which to develop diseases with long latency, but they also have longer to live with disabili.es. In addi.on, they inherit the world we are crea.ng, with all its problems and promises. So these three main characteris.cs of children: 1. unique and different types of exposures; 2. dynamic developmental physiology; and 3. longer life expectancy represent the scien.fic reasons that children are not liOle adults with respect to environmental hazards. An important difference is that the unique issues of the .ming of exposure with respect to cri.cal windows enlarges on the old concept of toxicology captured in the phrase “the dose makes the poison” to become “the dose and the >ming make the poison”. Two examples: • Asbestos exposure in children and cancer many years aDer it • Childhood exposure to lead and its rela.onship with adult hypertension and mortality Notes: This image may be replaced with one showing a regionally appropriate baby. References: • ATSDR (2014). Case studies in environmental medicine: asbestos toxicity. Atlanta, GA: U.S. Department of Health and Human Services, Public Health Service. (hOps://www.atsdr.cdc.gov/csem/csem.asp?csem=29&po=0, accessed 6 March 2018). • ATSDR (2017). Case studies in environmental medicine: lead toxicity. Atlanta, GA: U.S. Department of Health and Human Services, Public Health Service. (hOps://www.atsdr.cdc.gov/csem/csem.asp?csem=34&po=0, accessed 28 November 2018). Photo: • © WHO/Yoshi Shimizu. Longer life expectancy Exposures early in life permit manifesta-on of environmental illnesses with long latency periods • More disease such as cancer • Longer morbidity LONGER LIFE EXPECTANCY CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS Children inherit the world we make! 37 Image: • © WHO /Joao Soares Gusmao Outline • Different and specific exposures • Unique physiology • Windows of development • Systems development • Longer life expectancy • Poli-cally powerless CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS 38 The fourth characteris.c category takes us into the realm of laws, policy and advocacy. • Children have no poli.cal voice. • They are defenseless in a world that adults have created for them and vulnerable to environmental hazards. • Children do not vote. There’s a long tradi.on of advocacy in paediatrics with respect to speaking out against abuse and neglect and speaking for toy and product safety. Since the 1990s paediatricians and other professionals have been advoca.ng for changes in laws and regula.ons that will specifically protect children from environmental harm. There are a variety of mechanisms, either proposed or in effect, designed to improve children’s environmental health. They range from local ini.a.ves, rules and laws to interna.onal trea.es and resolu.ons. It is cri.cal that prac..oners of children’s environmental health become and stay poli.cally ac.ve, in all countries. Photo: • © WHO/Anna Kari POLITICALLY POWERLESS Poli5cally powerless • No poli-cal voice • Advocacy by health sector • Environmental laws and regula-ons • Local • Na-onal • Interna-onal CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS 39 Health and environment professionals have a cri.cal role to play in maintaining and s.mula.ng changes that will restore and protect children’s environmental health. Understanding environmental influences will allow us to create spaces that keep our children healthy. So, as we look to our poli.cal and personal lives to support sustainable development, we can look to our prac.ces for ways to enhance the environmental health of our pa.ents. All of us can do something. At the one-to-one pa.ent level we can include environmental e.ologies in our differen.al diagnoses and in our preven.ve advice. We can be dissa.sfied with the diagnosis of “idiopathic” and look hard for poten.al environmental causes of disease and disability. We can publish sen.nel cases and develop and write up community-based interven.ons. We can educate our pa.ents, families, colleagues and students didac.cally. Finally, we can become vigorous advocates for the environmental health of our children and future genera.ons. It is not enough to be an informed ci.zen, we need to write leOers and ar.cles, tes.fy at hearings and approach our elected officials with educa.onal and posi.ve messages, avoiding "scares" and "alarmism“, but providing evidence for ac.on and clear proposals for remedial and preven.ve ac.vi.es. And, we can recognize that as professionals with an understanding of both health and the environment, we are powerful role models. Our choices will be no.ced: they should be thoughul and sustainable. Photo: • © WHO/Yoshi Shimizu POLITICALLY POWERLESS Cri5cal role of health and environment professionals • Diagnose and treat • Publish, research • Sen-nel cases • Community-based interven-ons • Educate • Pa-ents and families • Colleagues and students • Advocate • Provide good role models CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS 40 This beau.ful picture was drawn by a child in India. It serves as a reminder that we must recognize the risks to our children and assume our responsibili.es for preven.ng them, because we hold our future in our hands — and it is our children. Thank you. Photo • © WHO SEARO/HRIDAY (www.hriday-shan.org) We hold our future in our hands, and it is our children CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS 41 Acknowledgements for current version Reviewers: Katherine M. Shea (US), Fiona Goldizen (Australia), Julia Gorman (WHO Intern) IniWal edits by Kathy Prout (WHO) Final review, technical and copy-ediWng: Gloria Chen (WHO Consultant) WHO CEH training project coordinator: Marie-Noël Bruné Drisse (WHO) WHO is grateful to the ISDE for organizing the working mee:ng of the Training Package in 2016. This publica:on was made possible with financial support from the Federal Ministry for the Environment, Nature Conserva:on, Building and Nuclear Safety, Germany. Update: February 2019 Design by L’IV Com Sàrl, Villars-sous-Yens, Switzerland. CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS 42 Acknowledgements from past versions WHO is grateful to the US EPA Office of Children’s Health ProtecWon for financial support that made this project possible and for some of the data, graphics and text used in preparing these materials for a broad audience. First draj prepared by Katherine M. Shea (USA). With the advice of the Working Group Members on the Training Package for the Health Sector: CrisWna Alonzo (Uruguay); Yona Amitai (Israel); Stephan Boese-O’Reilly (Germany); Stephania Borgo (ISDE, Italy); Irena Buka (Canada); Ernesto Burgio (ISDE, Italy); Lilian Corra (ArgenWna); Ruth A. Etzel (WHO); Ligia Fruchtengarten (Brazil); Amalia Laborde (Uruguay); Leda Nemer (WHO/EURO); Jenny Pronczuk (WHO); Roberto Romizzi (ISDE, Italy); ChrisWan Schweizer (WHO/EURO); Katherine M. Shea (USA). Reviewers: Giorgio Tamburlini (Italy); Irma Makalinao (Philippines); Irena Buka (Canada), Ruth A. Etzel (USA) Update: November 2014 WHO CEH Training Project CoordinaWon: Jenny Pronczuk Medical Consultant: Katherine M. Shea (USA) Technical Assistance: Marie-Noel Bruné EdiWng: Kathy Prout CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS 43 Suggested cita>on: • WHO (2019). Children are not liOle adults. In: WHO training package for the health sector: children’s health and the environment. Geneva: World Health Organiza.on. (hOps://www.who.int/ceh/capacity/training_modules/en/). Disclaimer © World Health Organiza2on 2019. Some rights reserved. This work is available under the Crea2ve Commons ACribu2on-NonCommercial-ShareAlike 3.0 IGO licence (CC BY-NC-SA 3.0 IGO; hCps://crea2vecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/igo). Under the terms of the CC BY-NC-SA 3.0 IGO licence, you may copy, redistribute and adapt the work for non-commercial purposes, provided the work is appropriately cited, as indicated below. In any use of this work, there should be no sugges2on that WHO endorses any specific organiza2on, products or services. The use of the WHO logo is not permiCed. If you adapt the work, then you must license your work under the same or equivalent Crea2ve Commons licence. If you create a transla2on of this work, you should add the following disclaimer along with the suggested cita2on: “This transla2on was not created by the World Health Organiza2on (WHO). WHO is not responsible for the content or accuracy of this transla2on. The original English edi2on shall be the binding and authen2c edi2on”. Any media2on rela2ng to disputes arising under the licence shall be conducted in accordance with the media2on rules of the World Intellectual Property Organiza2on. Third-party materials. 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All reasonable precau2ons have been taken by WHO to verify the informa2on contained in this training module. However, the training module is being distributed without warranty of any kind, either expressed or implied. The responsibility for the interpreta2on and use of the e-learning training lies with the reader. In no event shall WHO be liable for damages arising from its use. The designa2ons employed and the presenta2on of the material in this training module do not imply the expression of any opinion whatsoever on the part of the World Health Organiza2on concerning the legal status of any country, territory, city or area or of its authori2es, or concerning the delimita2on of its fron2ers or boundaries. DoCed lines on maps represent approximate border lines for which there may not yet be full agreement. The men2on of specific companies or of certain manufacturers’ products does not imply that they are endorsed or recommended by the World Health Organiza2on in preference to others of a similar nature that are not men2oned. Errors and omissions excepted, the names of proprietary products are dis2nguished by ini2al capital leCers. The authors alone are responsible for the views expressed in this training package and they do not necessarily represent the decisions, policy or views of the World Health Organiza2on. CHILDREN ARE NOT LITTLE ADULTS 44

<<NOTA PARA O USUÁRIO: Por favor, adicione detalhes da data, hora, local e patrocínio do encontro para o qual você está usando essa apresentação no local indicado. <<NOTA PARA O USUÁRIO: Esse é um amplo grupo de slides do qual o apresentador deve selecionar os mais relevantes para usar em uma apresentação específica. Esses slides cobrem muitas facetas do problema. Apresente somente aqueles slides que se aplicam mais diretamente para a situação da região.>> TREINAMENTO PARA A ÁREA DA SAÚDE [Data ... Local ... Evento ... Patrocinador ... Organizador] CRIANÇAS NÃO SÃO PEQUENOS ADULTOS Saúde Infantil e o Meio Ambiente Pacote de Treinamento da OMS para setor de saúde Organização Mundial da Saúde www. who.intlceh Traduzido pela Pontiflcla Universidade Catól ica do Rio Grande do Sul com permissão da Organização Mundial da Saúde Publicado pela Organização Mundial da Saude sob o titulo Childron's heallh and the environment. Pacote de treinamento da OMS para o setor de saúde Crianças Nilo São Pequenos Adultos © Wo~d Health Organization A Organização Mundial da Saude cedeu os direitos de tradução e publicação para uma edição em português para a Ponlillcla Universidade Católica do Rio Grande do Sul {PUCRS) . que é a única responsáve l pela qualidade e fidelidade da tradução em português . No caso de qualquer inconsislência entre as edições em inglês e português. a edição original em inglês será a autêntica e mandatória. Todas as crianças merecem o direito de crescer em um ambiente saudável onde elas possam desenvolver seus potenciais como cidadãos do mundo. O desenvolvimento sustentável tem em seu núcleo crianças saudáveis. Saúde é muito mais do que mera ausência de doença. É responsabilidade dos adultos de hoje a identificação dos riscos e condições que reduzem a capacidade das crianças crescerem e se desenvolverem com segurança e com boa saúde. Saúde é mais do que ausência de doença Crianças precisam de ambientes saudáveis onde possam crescer, desenvolver- se, brincar e aprender. O ambiente delas é complexos, múltiplo e transitório. Os adultos devem garantir que as crianças estejam protegidas de: •exposição a produtos químicos tóxicos, danos físicos e infecções; •pobreza e subnutrição; e •trabalho infantil. Para as gerações atuais e as próximas! <<NOTA PARA O USUÁRIO: Apesar do termo “crianças” ser usado para abranger todos as faixa-etárias desde o nascimento até os 19 anos, a terminologia exata da OMS se refere a “recém-nascidos” (1 a 28 dias) , Crianças não são pequenos adultos CRIANÇAS PRECISAM DE AMBIENTES SAUDÁVEIS ❖ Saúde é mais do que a ausência de doença. ❖ Crianças precisam de ambientes saudáveis para crescer, se desenvolverem, brincar e aprender. ❖ Adultos devem garantir que as crianças estejam protegidas de riscos ambientais. ❖ Agora e para as próximas gerações! “lactente" (até 12 meses), "crianças" (de 1 up a 10 anos), "adolescentes" (10 a 19 anos). Por favor, note que a UNICEF e outras organizações podem usar diferentes grupos de idades (UNICEF considera criança como sendo até os 18 anos). Ref: •Children in the New Millennium; Environmental Impact on Health. UNEP/UNICEF/WHO, 2002 (www.who.int/water_sanitation_health/hygiene/settings/millennium/en/). Depois dessa discussão, esperamos que você esteja apto a cumprir esses quatro objetivos: • listar de que maneira os riscos ambientais são diferentes da criança para o adulto • Demonstrar as vulnerabilidades típicas e aumentadas das crianças às ameaças ambientais usando exemplos reais: – biológico; – físico; e – químico. • Entender que a relação entre criança e ambiente inicia antes da concepção e continua por todo o desenvolvimento • Propor ações corretivas e preventivas Refs: •ATSDR Case Study on Pediatric Environmental Health, 2002 (www.atsdr.cdc.gov/HEC/CSEM/pediatric/index.html) •Children's Health and the Environment – A global perspective. A resource guide for the health sector, WHO, 2004. •American Academy of Pediatrics Committee on Environmental Health. Pediatric Environmental Health, 2nd ed. Etzel RA, Ed. Elk Grove Village, IL: American Academy of Pediatrics, 2003. Crianças não são pequenos adultos OBJETIVOS DE APRENDIZADO DEPOIS DESSA APRESENTAÇÃO, DEVE-SE SER CAPAZ DE: ❖ Listar razões pelas quais os riscos ambientais são diferentes das crianças para os adultos ❖ Demonstrar as vulnerabilidades aumentadas e típicas das crianças em relação a ameaças ambientais ❖ Entender a relação entre criança e meio ambiente - iniciando antes da concepção e continuando por todo o desenvolvimento ❖ Propor ações preventivas e de remediação Até cerca de 500 a 600 anos atrás, artistas tradicionais do Ocidente representavam as crianças como miniaturas de adultos como podemos ver na imagem do século XIII (ver a pintura do lado esquerdo do slide) Até certa de 50 a 60 anos atrás, médicos seguiam os padrões de prática médica dos países industrializados que entendiam que a exposição pediátrica era tão simples quanto à exposição ocupacional no adulto. No lado direito do slide você pode ver como os artistas renascentistas pintavam as crianças. Os artistas do Renascimento perceberam que as crianças não eram simplismente miniaturas de adultos: eles têm cabeças grandes, tronco longo e pernas curtas, como é visto em “Madona” de Rafael. (lado direito) <<NOTA DO USUÁRIO: Use imagens que são regionalmente e culturalmente apropriadas para ilustrar a imprecisão do pensamento de que os riscos ambientais para as crianças são simplesmente o risco reduzido para o adulto. Images: National Gallery of Art, Smithsonian Institute, Washington, DC. Crianças não são pequenos adultos CRIANÇAS NÃO SÃO PEQUENOS ADULTOS Giotto, National Gallery, Washington DC Raphaa/ , Naliooa/ Ga//ery ol M. Washington , DC Nós agora sabemos que crianças, incluindo fase embrionária, fetal, pré-escolar e todos os estágios da vida até completar a adolescência, estão sob um diferente e aumentado risco por fatores ambientais em relação aos adultos, por razões que podem ser divididas em quatro grandes categorias: 1. Crianças tem riscos ambientais diferentes, e por vezes únicos, em relação aos adultos. 2. Devido à fisiologia dinâmica do desenvolvimento as crianças são frequentemente sujeitas à maior exposição de poluentes encontrados no ar, água e alimentos. Os sistemas imaturos da criança processam essas exposições de maneira diferente da que ocorre no adulto. Além disso, o desenvolvimento da fisiologia da criança está mudando: maturação, diferenciação e crescimento em fases conhecidas como “janelas de desenvolvimento”. Essas “janelas críticas de vulnerabilidade” não têm nenhuma semelhança com a fisiologia do adulto e criam riscos únicos para as crianças expostas aos perigos que podem alterar a função normal e estrutural. 3. Crianças têm uma expectativa de vida maior. Assim, elas têm mais tempo para manifestar uma doença com período de latência maior e mais tempo para viverem com um dano tóxico. 4. Finalmente, crianças são politicamente sem poder: elas são indefesas. Sem posição política própria, elas dependem de adultos para protegerem-nas de agentes tóxicos do ambiente. Cada um destes aspectos é detalhado nos slides seguintes. <<<<NOTA DO USUÁRIO: Use imagens que são regionalmente e culturalmente apropriadas para ilustrar a imprecisão do pensamento de que os riscos ambientais para as crianças são simplesmente o risco reduzido para o adulto. Image: National Gallery of Art, Smithsonian Institute, Washington, DC. Crianças não são pequenos adultos CRIANÇAS NÃO SÃO PEQUENOS ADULTOS Raphael . Natíonal Gallery of Arl. Washington , DC 1. Exposições únicas e diferentes 2. Fisiologia dinâmica do desenvolvimento 3. Maior expectativa de vida 4. Politicamente impotentes Crianças têm vias de exposição únicas. Eles podem ser expostas no útero a agentes tóxicos do ambiente que podem atravessar a placenta. Tais exposições podem ser químicas (poluentes e fármacos), por agentes físicos (radiação, calor) e biológicos (viral, parasitário). Eles também podem ser expostos após o nascimento a poluentes que podem passar através do leite materno. Nenhuma dessas vias de exposição ocorrem nos adultos ou em crianças maiores. Crianças também têm vias de exposição que diferem dos adultos devido ao tamanho e estágios de desenvolvimento. Por exemplo, crianças jovens se envolvem em comportamentos exploratórios normais os quais incluem levar a mão e objetos à boca e ingestão não nutritiva o que pode dramaticamente aumentar a exposição em relação à vida adulta. Diferenças físicas das crianças também podem levá-las a viver em uma zona diferente: mais perto do chão. Poluentes como mercúrio, solventes, pesticidas são mais concentrados na zona de respiração das crianças, que é mais baixa. Aplicações deliberadas de pesticidas e de produtos de limpeza os tornam mais acessíveis a crianças pequenas. Como são pequenas, crianças têm uma área maior de superfície em relação ao volume corporal e podem ter uma absorção cutânea maior do que os adultos. Além disso, têm capacidade muito limitada para entender e se afastar do perigo, tanto de agentes tóxicos quanto de situações perigosas que podem causar dano. Essa característica é clara na fase pré-deambulatoria, mas persiste com o comportamento exploratório da criança, e pode, até mesmo, ser visto nos comportamentos de risco da adolescência. Crianças não são pequenos adultos 1. EXPOSIÇÕES ÚNICAS E DIFERENTES ❖ Vias de exposição exclusivas • Transplacentária • Amamentação ❖ Comportamentos exploratórios que levam a exposições • mão-boca , objeto-boca • Ingestão não nutritiva ❖ Estatura e zonas de ventilação, microambientes • Localização - mais baixos , mais perto do chão • Área de superfície corporal maior em relação ao volume ❖ Crianças não identificam perigo • Fase pré-deambulatória • Adolescência - comportamento de alto risco 6 Até que ocorressem os desastres da focomelia causados pela talidomida e carcinoma de células claras causado pelo dietilestilbestrol, era amplamente aceito que a placenta formava uma barreira protetora impenetrável entre a mãe e a criança. Agora sabe-se que isso está longe de ser verdade. Muitos produtos farmacêuticos atravessam a placenta, assim como muitos poluentes. Além disso, os riscos ambientais físicos como radiação e calor podem afetar o feto em crescimento. A questão da saúde ambiental das crianças começa com os pais e as preocupações com as novas exposições começam no útero. Refs: •Brent RL. Environmental causes of human congenital malformations: The pediatrician’s role in dealing with these complex clinical problems caused by a multiplicity of environmental and genetic factors. Pediatrics, 2004, 113:957. •Walkowiak J et al. Environmental exposure to polychlorinated biphenyls and quality of the home environment: effects on psychodevelopment in early childhood. Lancet, 2001, 358:1602. There is uncertainty whether environmental levels of exposure to polychlorinated biphenyls (PCBs) adversely affect mental and motor development in early childhood. We aimed to establish whether such an effect is of only prenatal or additional postnatal origin, and if a favourable home environment can counteract this effect. Methods: Between 1993 and 1995 we recruited 171 healthy mother–infant pairs and prospectively measured psychodevelopment in newborn infants aged 7, 18, 30 and 42 months. We estimated prenatal and perinatal PCB exposure of newborn babies in cord blood and maternal milk. At 42 months we measured postnatal PCB concentrations in serum. At 18 months the quality of the home environment was assessed using the Home Observation for Measurement of the Environment scale. Mental and psychomotor development of the children were assessed using the Bayley Scales of Infant Development until 30 months and the Kaufman Assessment Battery for Children at 42 months. Findings: Negative associations between milk PCB and mental/motor development were reported at all ages, becoming significant from 30 months onwards. Over 30 months, for a PCB increase from 173 (5th percentile) to 679 ng/g lipids in milk (95th percentile) there was a decrease of 8.3 points (95% CI -16.5 to 0.0) in the Bayley Scales of Infant Development mental scores, and a 9.1 point decrease (95% CI -17.2 to -1.02) in the Bayley Scales of Infant Development motor scores. There was also a negative effect of postnatal PCB exposure via Crianças não são pequenos adultos 1. EXPOSIÇÕES ÚNICAS E DIFERENTES TRANSPLACENTÁRIA Lições de fármacos: Talidomida, dietilestilbestrol (DES), álcool ❖ Muitos produtos químicos atravessam a placenta • Chumbo, mercúrio , bifenis policlorados (PCBs) . .. • Substâncias de abuso: álcool, metadona ❖ Alguns fatores físicos podem afetar o feto diretamente: • Radiação ionizante, calor Exposições maternas são importantes! EHP breastfeeding at 42 months. Home environment had a positive effect from 30 months onwards (Bayley Scales of Infant Development mental score increase of 9.4 points [95% CI 2.2–16.7]). Interpretation: Prenatal PCB exposure at current European background levels inhibits, and a favourable home environment supports, mental and motor development until 42 months of age. PCB exposure also has an effect postnatally. Image from www.ehponline.org/docs/2004/112-6/EHP112pa371PDF – Environmental Health Perspectives O leite materno é outra fonte única de exposição para crianças muito pequenas. É evidente que muitas substâncias químicas do ambiente passam pelo leite materno, principalmente substâncias lipofílicas. Morbidade de tais exposições é rara e está associada a eventos de alta exposição incomuns durante os quais geralmente as mães também estão doentes. Consequentemente, o medo da exposição a produtos químicos não devem levar uma mãe saudável a cessar a amamentação. Por exemplo, é sabido que o mercúrio, PCBs, chumbo e outros poluentes orgânicos persistentes estão presentes no leite humano, mas essa via de exposição não tem sido demonstrada como prejudicial na ausência de doença materna. Além disso, o leite de outros mamíferos, como vacas, frequentemente são utilizados como base para a fórmula para lactentes e são também sujeitos à contaminação do ambiente, podendo conter níveis mais elevados de alguns poluentes do que o leite humano. A condição do leite humano é, portanto, uma importante indicação do nível de contaminação do meio ambiente no mundo em que a criança está entrando, mas o leite materno ainda deve ser o alimento de primeira escolha para qualquer criança de uma mãe saudável. <<NOTA PARA O USUÁRIO: substitua por uma imagem de uma mãe em uma enfermaria de acordo com a região/país.>> Ref: •Pronczuk J et al. Global perspectives in breast milk contamination: Infectious and toxic hazards. Environ Health Perspect, 2002, 110:A349. Breast milk is the natural and optimal food for infants. In addition to meeting nutritional needs, it provides numerous immunological, developmental, psychological, economic and practical advantages. It has been postulated that breastfeeding may also be involved in the prevention of some adult health problems such as diabetes and coronary heart disease. Malnutrition among infants and young children, which remains one of the most severe global public health problems, is among the main reasons that the World Health Organization (WHO) so strongly supports breastfeeding. However, WHO recognizes the growing concern expressed by scientists, health professionals, environmentalists and mothers about the potential risks posed by the presence of toxicants and infectious agents in breast milk. In this paper we review the main infectious hazards (tuberculosis, hepatitis B and human immunodeficiency virus) and selected chemical hazards (tobacco, persistent contaminants) and the activities undertaken by WHO. We conclude that in cases where there is a high degree of pollution from chemical sources occurring simultaneously in a bacterially contaminated environment, the choice is not simply between polluted breast milk and risk-free substitutes. Rather, informed choice is based on assessing the known and unknown risks of artificial feeding versus the unknown, but potential, risks of chemical contamination of breast milk. Clearly, the possible toxicity of compounds requires further investigation. Of much greater importance, however, are effective measures to protect the environment for the entire population by controlling the use of these toxic Crianças não são pequenos adultos WHO 1. EXPOSIÇÕES ÚNICAS E DIFERENTES AMAMENTAÇÃO ❖ Leite materno é o mais seguro e mais completo alimento para o recém- nascido • Mães devem evitar exposições tóxicas • Leite (humano , vaca , ovelha) pode ser um marcador da contaminação do ambiente ❖ DDT, DDE, PCBs, TCDD (dioxinas), nicotina, chumbo, metilmercúrio, álcool ❖ Morbidade raramente vista • Apenas em evento com exposição maciça , não usual e com: • Mãe também doente 8 products. Current scientific evidence does not support altering WHO's global public health recommendation of exclusive breastfeeding for 6 months followed by safe and appropriate complementary foods, with continued breast- feeding, up to 2 years of age or beyond. O comportamento exploratório é exemplificado pela atividade mão-à-boca, que atinge seu máximo em crianças entre 1 e 3 anos de idade. Este gráfico mostra a estimativa de ingesta de solo de crianças e adultos nos EUA feito pela Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA). A média da ingesta de solo da criança é o dobro da do adulto, mas a criança no percentil superior pode ingerir oito vezes mais solo que um adulto. Crianças frequentemente aprendem a colocar coisas na boca e podem ingerir quantidades significantes de solo contaminado, poeira e sujeira em idade precoce. Fonte: United States Environmental Protection Agency. Child-specific exposure factors handbook (External Review Draft) EPA/600/R-06/096A cfpub.epa.gov/ncea/CFM/recordisplay.cfm?deid=05674 Crianças não são pequenos adultos 1. EXPOSIÇÕES ÚNICAS E DIFERENTES COMPORTAMENTO E INGESTÃO DE TERRA 400 350 300 -~ 250 "C m 200 E 150 100 50 o --IL------'- -- --'------- USEPA Criança (média) □ Criança (percentil superior) ■ Adulto 9 As crianças são menores do que os adultos: assim, elas vivem em uma zona diferente do mundo. Aqui está um exemplo de exposições diferentes em diferentes zonas de respiração. Medidas domiciliares após a aplicação de pesticidas mostraram que as concentrações são sempre mais altas mais próximo do chão, onde as crianças vivem. Como as crianças respiram mais ar, e o ar é mais contaminado em sua zona de ventilação devido a padrões de evaporação (revolatilização) após aplicações em rodapés, elas são mais expostas a contaminantes do que os adultos. Além disso, sabe-se que resíduos significativos de pesticidas podem permanecer em brinquedos de pelúcia após a aplicação e passar por revolatilização e deposição secundária por duas ou mais semanas, levando a um aumento da exposição através da ingestão não-nutritiva, como discutido no slide anterior. Figure: Eds. Guzelian. Similarities and differences between children and adults; implications for risk assessment. ILSI, 1992. Reproduced with permission from International Life Sciences Institute Ref: •Gurunathan S et al. Accumulation of chlorpyrifos on residential surfaces and toys accessible to children. Environ Health Perspect, 1998, 106:9-16. Quantitative examination of major pathways and routes of exposure to pesticides is essential for determining human risk. The current study was conducted in two apartments and examines the accumulation of the pesticide chlorpyrifos in childrens' toys after the time suggested for re-entry after application. It has been established for the first time that a semivolatile pesticide will accumulate on and in toys and other sorbant surfaces in a home via a two-phase physical process that continues for at least 2 weeks postapplication. A summation of the above for a 3–6-year-old child yielded an estimated nondietary total dose of 208 microg/kg/day. Potential exposure from the inhalation pathway was negligible, while dermal and nondietary oral doses from playing with toys contributed to 39 and 61% of the total dose, respectively. If children with high frequency mouthing behaviour are considered as candidates for acute exposure to chlorpyrifos residues, the estimated acute dose could be as high as 356 microg/kg/day. Routine reapplication of pesticides could lead to continued accumulation in toys and other sorbant surfaces, e.g. pillows, with large sorbant reservoirs, which can become a long-term source of exposure to a child. Estimates of a child's nondietary exposure to chlorpyrifos associated with toys and other sorbant surfaces for a period of 1 week following application appear to be of public health concern, and studies of actual childhood exposure from this pathway are warranted in the home environment. The above information should be used to determine if current procedures for postapplication re-entry are sufficient and to evaluate the need for procedures to store frequently used household toys, pillows, and other sorbant objects during insecticidal application. Crianças não são pequenos adultos 1. EXPOSIÇÕES ÚNICAS E DIFERENTES ESTATURA E ZONAS DE RESPIRAÇÃO ventilação 80 -----------------, .. • • E 60 :::1 40 ~ o, :i 20 o ■ chlld zone (25 cm) D adult zona (100 cm) o.s 1 1 5 ~ 5 7 1 n :>4 Guze/ian,/ LSI, 1992 Intervalo de tempo (em horas pós-aplicação) 10

Essa imagem da OMS mostra como as crianças habitam uma zona diferente da do adulto que está em segundo plano na foto. Note a pequena menina com os dedos na boca e o bebê restrito ao berço. Crianças não são pequenos adultos 1. EXPOSIÇÕES Ú ICAS E DIFERENTES ESTATURA E ZONAS DE RESPIRAÇÃO OMS 11 Esta diferença no tamanho e proporção significa que a exposição da derme pode ser maior. Exceto para prematuros e recém-nascidos, a pele das crianças apresenta a mesma barreira para exposições dérmicas como a de adultos, mas há mais exposições por superfície em relação ao volume corporal total. Os bebês têm uma área de superfície em relação ao volume três vezes maior do que os adultos e em crianças a proporção é de duas vezes maior que a dos adultos. Além disso, as crianças tendem a ter mais pele exposta e mais cortes, escoriações e erupções cutâneas do que os adultos; isso pode facilmente levar a um aumento da absorção dérmica em proporção ao peso corporal. Refs: •Reed MD et al. Principles of drugs. In: Behrman RE et al. eds. Nelson Textbook of Pediatrics, 16th ed. Philadelphia, WB Saunders Co, 2000. •Image derived from information in: Selevan SG et al. Identifying critical windows of exposure for children’s health. Environ Health Perspect, 2000, 108(Suppl 3):54. Crianças não são pequenos adultos 1. EXPOSIÇÕES ÚNICAS E DIFERENTES TAMANHO E ÁREA DE SUPERFÍCIE CORPORAL 0.07 0.06 o.os 0.04 0.03 0.02 0.01 Q-1"'--- Área de superf íc ie / Massa corporal ■ Recém-nasc ido Lactente O Criança Adulto 12 <<NOTA PARA O USUÁRIO: Insira aqui uma foto ,apropriada para a região, de uma criança fazendo algo perigoso apesar dos óbvios avisos de perigo. >> Crianças são frequentemente expostas a produtos químicos perigosos ou a situações nas quais pode ocorrer dano à saúde e não são capazes de responderem com cuidado apropriado devido à imaturidade cognitiva. Adolescentes também apresentam comportamento de risco mesmo que sejam conscientes de que o comportamento é arriscado. (Dra. Irena Buka, Diretora da Unidade Especial de Saúde Ambiental Pediátrica, Misericordia Children's Health Centre, comunicação pessoal). Ref: Moya J et al. Children's behavior and physiology and how it affects exposure to environmental contaminants. Pediatrics. 2004 Apr;113(4 Suppl):996-1006. Infant, child, and adolescent exposures to environmental toxicants are different from those of adults because of differences in behavior and physiology. Because of these differences, there is the potential for quantitatively different exposures at various stages of development. Pediatricians are well aware of these behavioral and physiologic differences from a clinical standpoint--namely, food and water intake, soil ingestion, mouthing behavior, inhalation physiology, and activity level--as they relate to the ratio of these parameters between the adult and the child when considering Crianças não são pequenos adultos 1. EXPOSIÇÕES ÚNICAS E DIFERENTES CRIANÇAS/ ADOLESCENTES NÃO RECONHECEM PERIGO ❖ Crianças que não caminham são incapazes de evitar o perigo ❖ Crianças pré-escolares não conseguem ler avisos ou rótulos ❖ Pré-adolescentes/ adolescentes podem se expor a riscos excessivos devido à imaturidade cognitiva e comportamentos desafiadores. 13 weight and surface area. Pediatricians recognized the importance of pica as a cause of lead poisoning, the noxious effect of second-hand smoke, and the greater propensity for addiction during the adolescent years. For determining the differences in impact of many environmental toxicants between adults and children, research is needed to document where and whether these differences result in deleterious effects. Crianças apresentam fisiologia dinâmica que não só é “aumentada” devido à demanda de crescimento, mas que também é vulnerável a danos durante a diferenciação e maturação dos órgãos e sistemas. •As necessidades de energia, água e oxigênio são mais elevados, porque elas passam por um intenso processo anabólico. •A absorção é diferente, e frequentemente aumenta, porque as crianças são anabólicas e ativas. Elas estão programadas para absorver nutrientes muito eficientemente. Isso é exemplificado mais classicamente pelo chumbo. Chumbo acompanha o cálcio, que é essencial para o esqueleto e o crescimento celular. A criança absorve entre 40 e 70 % de uma dada dose ingerida de chumbo, enquanto que uma adulta não-grávida absorve 5-20 %. Deficiências nutricionais, particularmente anemia, que é comum em crianças em crescimento rápido, aumentam a absorção de chumbo. Alguns xenobióticos são perigosos se ingeridos e precisam ser detoxificados pelo metabolismo. Outros não são perigosos quando ingeridos, mas tornam-se perigosos quando metabolizados. Seja qual for o tipo de xenobiótico, estes processos tendem a ser diferentes em crianças, mas infelizmente não de forma previsível. Particularmente durante a gestação e nos primeiros 6-12 meses de vida, vias metabólicas importantes, tais como os sistemas do citocromo P450 e a conjugação de glutationa são significativamente menos eficientes do que mais tarde na vida . A maioria dos agentes tóxicos são detoxificados (ou descontaminados) do corpo, de forma que a imaturidade desses sistemas aumenta o tempo de permanência destes agentes no corpo assim como a sua dose interna. •A distribuição de agentes químicos é diferente da dos adultos e varia com a idade. Por exemplo, a barreira hematoencefálica não está totalmente desenvolvida nos primeiros 36 meses de vida, de modo que substâncias como o chumbo rapidamente atravessam para dentro do sistema nervoso central (SNC). •A eliminação pode estar diminuída no período pós-natal. Por exemplo, a taxa de filtração glomerular (TFG) dos recém-nascidos é menor do que 40% da taxa do adulto. Crianças prematuras podem ter somente 5% da TFG do adulto. Todos esses processos fisiológicos são diferentes nas crianças em relação aos adultos, mas infelizmente não o são de forma previsível. Finalmente, os sistemas das crianças continuam a crescer, amadurecer e mudar durante a adolescência. Se o desenvolvimento for quebrado ou interrompido durante períodos críticos, o dano pode ser severo e para a vida toda. Riscos ambientais podem prejudicar a dinâmica de desenvolvimento de uma criança através de mecanismos que não agem no adulto. Crianças não são pequenos adultos 2. FISIOLOGIA DINÂMICA DO DESENVOLVIMENTO MAIS VULNERÁVEIS Xenobióticos podem ser metabolizados de forma diferente por um organismo imaturo ❖ Aumento do consumo de água, energia e oxigênio pelo estado anabólico ❖ Absorção ❖ Biotransformação ❖ Distribuição ❖ Eliminação ❖ Janelas críticas do desenvolvimento WHO 14 Crianças respiram mais ar por quilograma de peso corporal do que adultos no repouso, como é mostrado aqui. Uma criança tem três vezes a ventilação por minuto de um adulto e as de 6 anos de idade, tem o dobro. Crianças também tendem a ser mais fisiologicamente ativas do que os adultos. Fica claro, portanto, que substâncias tóxicas ambientais encontradas no ar, em casa ou ao ar livre, serão inaladas pelas crianças em doses internas mais altas do que nos adultos. Essas substâncias tóxicas incluem ozônio, óxido de nitrogênio, partículas em suspensão, chumbo, mercúrio, bem como fungos, compostos orgânicos voláteis (COV) e outras substâncias tóxicas do ar. Ref: •Miller MD et al. Differences between children and adults: implications for risk assessment at California EPA. Int J Toxicol, 2002, 21:403-18 (review). The California legislature enacted a law requiring the California Environmental Protection Agency (Cal/EPA) Office of Environmental Health Hazard Assessment (OEHHA) to evaluate whether our risk assessment methodologies are adequately protective of infants and children. In addition both OEHHA and the California Air Resources Board must examine whether the Ambient Air Quality Standards set for criteria air pollutants and the health values developed for air toxins are adequately protective of infants and children. We have initiated a program to look at potential differences in response to toxicants between children and adults. We are evaluating this issue from the perspective of exposure differences as well as toxicokinetic and toxicodynamic differences between children and adults. Data on specific chemicals are rather limited. As a result, we will be pooling information to determine whether there are generic differences between children and adults that may be applicable to risk assessment in general or to risk assessment of specific classes of compounds. This paper discusses the rationale for approaching the issue of determining whether our risk assessment methods are adequate for infants and children and includes a discussion of some of the available information on both qualitative and quantitative differences in response to toxicants between children and adults or immature and mature laboratory animals. We provide examples of differences between children and adults in absorption, metabolism, and excretion of toxicants as well as qualitative differences in toxic response. Crianças não são pequenos adultos 2. FISIOLOGIA DINÂMICA DO DESENVOLVIMENTO DEMANDA DE OXIGÊNIO Ventilação por minuto por kg de peso corporal/ dia 600 500 400 300 200 100 o <1 4 12 Idade em anos litros/Kg/dia 1 24 Miller, lnl J To,icotogy (2002) 21(5);403 15 As exposições orais também geralmente são maiores em crianças. Crianças estão anabólica e ativamente construindo seus corpos. Eles precisam de mais calorias e de mais água por unidade de peso corporal do que os adultos. Portanto, as quantidades de substâncias tóxicas carregadas junto aos alimentos serão proporcionalmente 2-3 vezes maiores em crianças do que em adultos e as levadas junto à água serão 5-7 vezes maiores que as do adulto. As crianças também tendem a ter uma dieta restrita, com uma maior proporção de frutas e legumes em idades mais jovens. Assim, poluentes como pesticidas ou micotoxinas presentes nesses alimentos são ingeridos em quantidades superiores pelas crianças. << NOTA AO USUÁRIO: Dietas variam regionalmente e etnicamente, portanto a menção especial à dieta das crianças pode precisar ser modificada. >> Refs: Image derived from information in: •Johnson KB. The Johns Hopkins Hospital The Harriet Lane Handbook, 13th ed. Mosby: St. Louis, 1993. •Miller MD et al. Differences between children and adults: Implications for risk assessment at California EPA. Int J Toxicology, 2002, 21:403-18. Crianças não são pequenos adultos 2. FISIOLOGIA DINÂMICA DO DESENVOLVIMENTO CALORIAS E NECESSIDADE DE ÁGUA Necessidade de Manutenção cal /kg/dia mi /kg/dia 180 ~--------------~ 160 -+--------- 140 +--------- 120 +- -------- 100 80 60 40 20 o .-------'----~ ■ <1 1.0-3.0 4.0-6.0 -- ---- -----i D 7.0-10.0 1--- -------< O 11. 0-14 O 15-18 t--r ------; D 19-24 ~:::;==j 25-50 ■ 50+ Calorias Água Idade em anos 16 <<LEIA O SLIDE>> GI = gastrointestinal Ref: •ATSDR Case study on lead (www.atsdr.cdc.gov/HEC/CSEM/lead/index.html). Crianças não são pequenos adultos 2. FISIOLOGIA DINÂMICA DO DESENVOLVIMENTO ABSORÇÃO ❖ Acriança está construindo um "corpo para a vida inteira" ❖ As demandas do rápido crescimento e desenvolvimento: ■ Requerem maior frequência respiratória e maior ingesta calórica e de água ■ Dão-se às custas de maior absorção e retenção de nutrientes Exemplo: Absorção GI de chumbo - em criança: 40-70% da dose oral (1/3 de retenção) - adulta não-grávida: 5-20% (1 % de retenção) 17 Sabemos muito sobre como os produtos químicos são metabolizados (ou biotransformados) pelas crianças através de dados farmacológicos - ilustrado pelos próximos três slides. Um banco de dados relativamente novo está disponível no site da Universidade de Clark / Departamento de Saúde Pública de Connecticut e é patrocinado pela Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA). Essa é uma rica fonte de informações sobre a farmacocinética especificamente desenvolvida para o estudo das diferenças entre crianças e adultos, com o objetivo de estabelecer limites regulamentares. Este gráfico é uma avaliação composta de 40 medicamentos para os quais existem dados completos através destas categorias de idade. Não surpreendentemente existem diferenças altamente significativas na meia-vida média mostrando uma eliminação mais lenta nas crianças em relação aos adultos (representado pela linha verde). Figure: Ginsberg G. Evaluation of child/adult pharmacokinetic differences from a database derived from the Therapeutic Drug Literature. Toxicol Sci, 2002, 66:185. Used with copyright permission of Toxicological Sciences Pharmacokinetics (PK) of xenobiotics can differ widely between children and adults due to physiological differences and the immaturity of enzyme systems and clearance mechanisms. This makes extrapolation of adult dosimetry estimates to children uncertain, especially at early postnatal ages. While there are few PK data for environmental toxicants in children, there is a wealth of such data for therapeutic drugs. Using published literature, a Children's PK Database has been compiled which compares PK parameters between children and adults for 45 drugs. This has enabled comparison of child and adult PK function across a number of cytochrome P450 (CYP) pathways, as well as certain Phase II conjugation reactions and renal elimination. These comparisons indicate that premature and full-term neonates tend to have 3 to 9 times longer half-life than adults for the drugs included in the database. This difference disappears by Crianças não são pequenos adultos 2. FISIOLOGIA DINÂMICA DO DESENVOLVIMENTO LIÇÕES APRENDIDAS COM FÁRMACOS , ... --------------------, . ·e :i J.tO :.; .., ADUU1 t• .... T112 40 Substrate database ,.,,.P < 0.001 Ginsberg , Toxico/ Scí (2002)66(2) :185 Pre-termo Termo 1s- 2m 2- 6m 6m- 2a 2- 12a 12- 18a ❖ No total , eliminação mais lenta nos muito jovens ❖ Sem diferença estatística após 2 meses ❖ Banco de dados da farmacocinética das crianças (www.clarku .edu/faculty/dhattis) 18 2–6 months of age. Beyond this age, half-life can be shorter than in adults for specific drugs and pathways. The range of neonate/adult half-life ratios exceeds the 3.16-fold factor commonly ascribed to interindividual PK variability. Thus, this uncertainty factor may not be adequate for certain chemicals in the early postnatal period. The current findings present a PK developmental profile that is relevant to environmental toxicants metabolized and cleared by the pathways represented in the current database. The manner in which this PK information can be applied to the risk assessment of children includes several different approaches: qualitative (e.g. enhanced discussion of uncertainties), semiquantitative (age group-specific adjustment factors), and quantitative (estimation of internal dosimetry in children via physiologically based PK modelling). Quando os autores analisaram substratos metabolizados no fígado por enzimas P450, por idade, encontraram ainda mais diferenças. Não só a eliminação foi mais lenta nas crianças, mas eliminação mais rápida foi vista mais em crianças de 6 meses a 12 anos do que em adultos. Isto fornece um lembrete importante de que nem todas as crianças de idades diferentes são iguais, e as crianças, em alguns casos, e em algumas etapas, podem ser capazes de eliminar os xenobióticos mais eficientemente do que os adultos! CYP = vias citocromo P450 Figure: Ginsberg G. Evaluation of child/adult pharmacokinetic differences from a database derived from the therapeutic drug literature. Toxicol Sci, 2002, 66:185. Used with copyright permission of Toxicological Sciences Crianças não são pequenos adultos 2. FISIOLOGIA DINÂMICA DO DESENVOLVIMENTO LIÇÕES APRENDIDAS COM FÁRMACOS ~ o.-----------------------., 1 T11218 substances involving CYPs *P<0.05, **P<0.01 , ***P<0 .001 , ****P<0.000 1 Ginsberg , Toxico/ Sei (2002)66 (2): 185 Pretermo Termo 1s- 2m 2-6m 6m- 2a. 2- 12a. 12- 18a. ❖ Maiores diferenças para substâncias predominantemente metabolizadas por enzimas do citocromo P450 no fígado 19 Mas aqui é a mensagem mais importante. Embora, em geral, lactentes eliminem produtos farmacêuticos mais lentamente do que os adultos e as crianças mais velhas possam eliminar drogas mais rapidamente do que adultos, há uma variabilidade muito elevada, mesmo entre as drogas estreitamente relacionadas e que partilham as mesmas vias metabólicas. Por exemplo, na comparação da meia-vida da cafeína em recém-nascidos e adultos, a diferença de meia-vida foi 13x superior à diferença entre os recém-nascidos e adultos para a teofilina. Generalizações não são possíveis - e os autores concluíram que os fatores de segurança padrão usados para explicar as diferenças de idade em modelos farmacocinéticos podem ser inadequados para proteger lactentes jovens. É importante lembrar que, quando xenobióticos exigem "ativação" metabólica antes de se tornarem tóxicos, esta capacidade metabólica maior das crianças mais velhas podem torná-las mais suscetíveis a substâncias tóxicas do que adultos e crianças jovens. CYP = vias citocromo P450 Figure: Ginsberg G. Evaluation of child/adult pharmacokinetic differences from a database derived from the therapeutic drug literature. Toxicol Sci, 2002, 66:185. Used with copyright permission of Toxicological Sciences Crianças não são pequenos adultos 2. FISIOLOGIA DINÂMICA DO DESENVOLVIMENTO LIÇÕES APRENDIDAS COM FÁRMACOS !! 1000 :i "O -~ 3.00 ~ ~ 6.00 9 - .• 4.00 e • i :e 2.00 o A4 • • 1.0 0.00 ti FT T112 CYP1A2 substrates-caffeine, theophylline # , SE= 21.63 . *P < 0.1; **P < O.OS; ***P < 0.01; ****P < 0.0001 Ginsbe,g , Toxicol Sei (2002)66(2) : 185 1w- 2m 2- 6m 6m- 2y 2- 12y ❖ Alta variabilidade , mesmo para drogas relacionadas ❖ Diferença neonatal / adulto para cafeína 13x maior do que para a teofilina Generalizações não são possíveis! 20 O nitrato é um exemplo de contaminante ambiental que vem ganhando importância devido ao crescente escoamento agrícola e à poluição das águas subterrâneas em muitos locais. Nitratos na água - a maior exposição à água ocorre em bebês com menos de 6 meses de idade que não são amamentados, porque eles consomem mais água por kg de peso corporal do que os adultos. Nitratos devem ser ativados em nitritos antes de tornarem-se perigosos - esse processo é mais eficiente em recém-nascidos, porque eles têm um pH mais elevado em seu trato gastrointestinal. Os nitritos oxidam a hemoglobina do ferroso para o férrico e a tornam incapaz de transportar oxigênio. A hemoglobina fetal, normalmente presente em lactentes jovens, é muito mais facilmente oxidada do que a hemoglobina adulta. Desintoxicação é menos eficiente em bebês porque eles possuem a metade da capacidade de desintoxicação de um dos dois sistemas de enzimas que podem reparar a meta-hemoglobina. Este exemplo mostra não só como exposições podem ser diferentes, mas também como imaturidade metabólica pode aumentar os danos causados por uma substância química ambiental. NOTA: O aleitamento materno exclusivo de crianças pequenas durante os primeiros 6 meses elimina esta ameaça dos nitratos na água potável. Ref: •ATSDR Case study on nitrite/nitrates (www.atsdr.cdc.gov/HEC/CSEM/nitrate/index.html). Crianças não são pequenos adultos 2. FISIOLOGIA DINÂMICA DO DESENVOLVIMENTO NITRATOS E METEMOGLOBINEMIA Problema especial para crianças ❖ Maior exposição à água contaminada ❖ Aumento da "ativação" quando nitratos são convertidos em I~ nitritos (pH intestinal) ❖ Aumento da toxicidade: hemoglobina fetal é oxidada mais facilmente ❖ "Detoxificação" reduzida: 50% da capacidade de redutase dependente de NADH (Nicotinamida-adenina dinucleotídeo) 21 •NADH: nicotinamide adenine dinucleotide Diferenças fisiológicas se manifestam de formas mais variadas do que as vias metabólicas imaturas. Como importantes sistemas ainda estão se diferenciando e crescendo, as crianças têm suscetibilidades únicas em relação aos adultos - e janelas críticas de tempo para essas suscetibilidades. •Preconcepção •Gestação - Talidomida, DES - Radiação ionizante - Metilmercúrio, chumbo •Pós-natal - Fumaça do tabaco - Chumbo. Houve uma explosão de conhecimento sobre o desenvolvimento na última década, e é duro lembrar que foi apenas há cerca de 50 anos que descobriu-se que o feto é vulnerável a exposições. A epidemia de focomelia, resultante do uso de talidomida na gravidez, foi um dos primeiros e dramáticos exemplos da capacidade de um produto químico de atravessar a placenta e danificar o feto. A talidomida tipicamente causa defeitos congênitos quando tomada entre 34 e 51 dias após o primeiro dia do último período menstrual da mulher. Os defeitos de nascimento mais comuns observados em bebês expostos durante esse período foram defeitos dos membros, olhos e ouvidos. Um estudo realizado em 1994 sugeriu que a talidomida administrada durante uma pequena janela de 4 dias entre os dias 20 e 24 da gestação pode aumentar o risco de autismo (Stromland, 1994). Mais de um sistema pode ser susceptível e diferentes patologias podem ocorrer dependendo da dose e do tempo de exposição. Agora sabemos que outras exposições durante a gestação podem prejudicar os sistemas, e alguns estão listados aqui. Sabemos também que a exposição preconcepção de um dos pais pode causar danos às crianças, bem como exposições pós-natais. << NOTAS AO USUÁRIO: É importante ressaltar as diferentes respostas às agressões mostradas na barra inferior da figura. Agressões ambientais significativas durante a fase embrionária irão resultar em perda da gravidez (nas 2 primeiras semanas) ou malformação dos órgãos. Durante a fase fetal, o dano é mais sutil e relacionado à disfunção do sistema. >> Refs: •Koren G et al. Drugs in pregnancy. N Engl J Med 1998, 338: 1128-1137. •Stromland K et al. Autism in thalidomide embryopathy: a population study. Developmental Medicine & Child Neurology, 1994, 36:351. De uma população de 100 casos suecos de embriopatia por talidomida, pelo menos quatro reuniram critérios para o transtorno autista DSM-III-R e autismo infantil CID-10. Embriopatia por Talidomida do tipo encontrado nesses casos afeta o desenvolvimento fetal no início da gravidez, provavelmente nos dias 20 Crianças não são pequenos adultos 2. FISIOLOGIA DINÂMICA DO DESENVOLVIMENTO JANELAS DE DESENVOLVIMENTO p•riod of dlY.d1"0 z:ygole, implonhi t!Otl & 1>4:JM,no" 9'tl'lbryo vw olly not wsce1Jtiblc to t.oro toQGl\1 7 8 ICOIH t.ammon ,le of oction of terotagcn ~ Sdiemt,uc ilh1sm11fo,1 of'1he ~ sun.·e or critec periods 1n human deve.loprnen, Red dietioces tltghl>' sens,h-.-t period ye11ow 111d1cat~ stntu ch.,t iwe lcss 5ensitivc to ccr.11ogms, Mooro KL. Toe ~ -do ping I hun1111· lmi<all)• Oricntcd Emb,yology. Pbilockl]Jlti, W , D S.11mdo:n empoo) ', 197l. Moon,, Elsevier lnc , 1973 22 e 24 após a concepção. Argumenta-se que a possível associação de embriopatia por talidomida com o autismo pode fazer alguma revelação sobre quais circuitos neurais podem estar envolvidos na patogênese do autismo. Figure: Reprinted from: Moore KL. The developing human. Elsevier Inc., 1973. Used with copyright permission (2004) from Elsevier. Exposições preconcepção paternas são cada vez mais reconhecidas como importantes para a saúde e desenvolvimento do feto. Tais exposições podem aumentar a chance de certas doenças ou resultados adversos da gravidez, como visto na prole. Estes achados são corroborados por pesquisas em animais e podem ter um mecanismo genético ou epigenético. <<LEIA O SLIDE>> <<NOTA AO USUÁRIO: você pode querer enfatizar exposições/ocupações que são regionalmente específicas se houver dados para apoiar o os efeitos pré-natais ou preconcepcionais>> Refs: •Bearer CF. The special and unique vulnerability of children to environmental hazards. Neurotoxicology, 2000, 21:925-34. •Brender JD. Paternal occupation and anencephaly. Am J Epidemiol, 1990, 131:517-21. •Olshan AF et al. Wilms' tumor and paternal occupation. Cancer Res, 1990, 50:3212. A case–control study was conducted to examine the relationship between Wilms' tumour and paternal occupational exposures. The case group consisted of 200 children diagnosed as having Wilms' tumour who were registered at selected National Wilms' Tumour Study institutions during the period 1 June, 1984, to 31 May, 1986. Disease-free controls were matched to each case using a random digit dialling procedure. The parents of cases and controls completed a self-administered questionnaire. There was no consistent pattern of increased risk for paternal occupational exposure to hydrocarbons or lead found in this study. However, certain paternal occupations were found to have an elevated odds ratio (OR) of Wilms' tumour, including vehicle mechanics, auto body repairmen, and welders. Offspring of fathers who were auto mechanics had a 4- to 7-fold increased risk of Wilms' tumour for all three time periods. The largest increased odds ratio for auto mechanics was in the Crianças não são pequenos adultos 2. FISIOLOGIA DINÂMICA DO DESENVOLVIMENTO JANELAS DO DESENVOLVIMENTO : PAIS E SUAS PROLES ❖ Exposição paterna: ❖ Ocupação paterna: Mercúrio , óxido de etileno , derivados de borracha , solventes: ligados a aborto espontâneo Pintores - anencefalia (Brender. Am J Epídemiol, 1990, 131(3):517) Mecânicos , soldador - Tumor de Wilms (Olshan. Cancer Res, 1990, 50(1 1 ):3212) Têxteis - natimortos, partos de pré-termos (Savitz . Am J Epidemíol, 1989, 129(6):1201) Possível mecanismo: alteração de gene paterno necessário para o crescimento e o desenvolvimento normal do feto "A vulnerabilidade especial e única das crianças à riscos ambientais " Bearer, Neuroloxicology , 2000, 21(6):925 23 preconception period [OR = 7.58; 95% confidence interval (CI) = 0.90–63.9]. Welders had a 4- to 8-fold increased odds ratio, with the strongest association during pregnancy (OR = 8.22; CI = 0.95–71.3). Although chance cannot be excluded as a possible explanation, association of Wilms' tumour with these occupations has been reported in previous studies. Further study is needed to provide data on the specific occupational exposures involved. Savitz DA et al. Effect of parents' occupational exposures on risk of stillbirth, preterm delivery, and small-for-gestational-age infants. Am J Epidemiol, 1989, 129:1201-18. Exposições maternas prévias à concepção e durante a gestação estão associadas a uma série de desfechos incluindo aborto espontâneo, natimortalidade ou mortalidade neonatal, baixo crescimento intrauterino, defeitos congênitos graves e déficits funcionais. PCB= bifenís policlorinados DES= dietilestilbestrol <<LER SLIDE>> <<NOTA AO USUÁRIO: você pode preferir enfatizar exposições ou ocupações que são regionalmente importantes e que tenham dados disponíveis sustentando efeitos prenatais ou preconcepcionais.>> Crianças não são pequenos adultos 2. FISIOLOGIA DINÂMICA DO DESENVOLVIMENTO JANELAS DE DESENVOLVIMENTO : MÃES E SUAS PROLES Pré-concepção: A carga materna de PCBs e chumbo estão ligados ao aborto , natimortos e dificuldades de aprendizagem. No útero A deficiência de folato leva a defeitos do tubo neural Talidomida DES Raios-x Calor focomelia câncer vaginal Leucemia Defeitos do tubo neural SAF (S. Alcoólíco-fetal) Álcool Chumbo Metilmercúrio Efeitos no neurodesenvolvimento PCBs 24 Sabe-se que o crescimento continua até a adolescência. Não apenas crescimento físico, mas também a maturação e a diferenciação das funções fisiológicas. Este gráfico mostra o significativo crescimento dos principais órgãos, bem como suas diferentes trajetórias. Não só os órgãos crescem, mas a função deles também amadurece e se modifica em diferentes fases da vida, até o fim da adolescência. Figure: Altman eds. Growth - including reproduction and morphological development. Washington, DC, FASEB (Federation of American Societies for Experimental Biology), 1962. Used with copyright permission. Crianças não são pequenos adultos 2. FISIOLOGIA DINÂMICA DO DESENVOLVIMENTO JANELAS DE DESENVOLVIMENTO: DO NASCIMENTO A ADOLESCÊNCIA .. of Adult O•a•n Welght , eo ~-------- ----, 140 120 100 80 80 40 20 o ~~ ~==:=.:.. . .................... .u..u. .. ...... . J B.812 4 li 13 17 Age (Years) - Thymu• ~ Braln --- &ple•n -ê- Atature .W. Over l•• ~ l<ldn•ya .....ê,- Ut.ru• · - T••••• ❖ Crescimento de órgão vital • Cérebro • Pulmões • Rins • Órgãos reprodutivos ❖ Função fisiológica • Sistema nervoso central • Sistema imune • Sistema endócrino Allman eds. FASEB. 1002 25 Como exemplo, vamos olhar para o sistema nervoso central. Este diagrama mostra o desenvolvimento pré-natal e pós-natal nas seções superior e inferior, respectivamente. Você pode ver que o desenvolvimento neurológico continua até a segunda década, com mudanças significativas na mielinização, sinaptogênese e distribuição de neurotransmissores durante toda a fase de maturação. Figure: Rice D et al. Critical periods of vulnerability for the developing nervous system: evidence from humans and animal models. Environmental Health Perspectives, 2000, 108 (Suppl 3): 511-33. Reproduced with permission from Environmental Health Perspectives Vulnerable periods during the development of the nervous system are sensitive to environmental insults because they are dependent on the temporal and regional emergence of critical developmental processes (i.e. proliferation, migration, differentiation, synaptogenesis, myelination, and apoptosis). Evidence from numerous sources demonstrates that neural development extends from the embryonic period through adolescence. In general, the sequence of events is comparable among species, although the time scales are considerably different. Developmental exposure of animals or humans to numerous agents (e.g. X-ray irradiation, methylazoxymethanol, ethanol, lead, methyl mercury, or chlorpyrifos) demonstrates that interference with one or more of these developmental processes can lead to developmental neurotoxicity. Different behavioural domains (e.g. sensory, motor, and various cognitive functions) are subserved by different brain areas. Although there are important differences between the rodent and human brain, analogous structures can be identified. Moreover, the ontogeny of specific behaviours can be used to draw inferences regarding the maturation of specific brain structures or neural circuits in rodents and primates, including humans. Furthermore, various clinical disorders in humans (e.g. schizophrenia, dyslexia, epilepsy, and autism) may also be the result of interference with normal ontogeny of developmental processes in the nervous system. Of critical concern is the possibility that developmental exposure to neurotoxicants may result in an acceleration of age-related decline in function. This concern is compounded by the fact that developmental neurotoxicity that results in small effects can have a profound societal impact when amortized across the entire population and across the lifespan of humans. Crianças não são pequenos adultos 2. FISIOLOGIA DINÂMICA DO DESENVOLVIMENTO NEURODESENVOLVIMENTO: CONTINUA PELA PUBERDADE! Migration 1 CaU ol Subpl1te Syn1pse proliferetion neurons neuron1 fo,mab<Jn M 1Unatlon -- º+'----,-, -+------,.---+-----i----..__ _____ ❖ Crescimento 4-17 i , .~:dn~~f.:, :;=, "'::!""' anos em feixes de } : o t i : fibras motora e da fala l-:_;_: _ --161,a 1--i--::= ........ =-+--+- 1/f ! ,_ i li 1 , ❖ ::~~~:r:,:ltera ª .. 1 \ ~ l ❖ Extensa eliminação S ctr':um de algumas sinapses e AOO<l•llo• f :g «ltt • na adolescência .. ~ 5 ~ i = 1 ,:! ~ , ❖ Redistribuição de ~ 10: neurotransmissores R..,. 2. Comparison of 1im 1, kit cie--elollmen1al pn:,cesse! ,n humans, r~ pronaial jlllriod ,s se& ,n rn(Wlths and lhe postnaUII developroent is sealed ín y,,a,s. Adap1ed fran Her1Çhtv,,it, ~• ai . t lbl and reprinted "'i th petmi9· sion of Hippotnt~ Ver1ilg GmbH Ríce,EHP, /2000/ 108 (3). 511 26 A forma como o cérebro se desenvolve é determinado em parte pela interação de um indivíduo com o meio ambiente. Este slide mostra o tamanho da área do córtex sensível à estimulação tátil do quinto dedo da mão esquerda, conforme medido por ressonância magnética. Violinistas apresentaram uma expansão da área cortical dedicada à área da mão esquerda que foi correlacionada com a idade de início da prática musical, mas não com a quantidade de prática. Esta é uma JANELA CRÍTICA de desenvolvimento onde o tempo, e não a dose, faz a diferença! Se a atividade pode alterar a arquitetura do cérebro, exposições tóxicas também podem. Figure: Rice D et al. Critical periods of vulnerability for the developing nervous system: evidence from humans and animal models. Environmental Health Perspectives, 2000, 108 (Suppl 3): 511-33. Reproduced with permission from Environmental Health Perspectives Crianças não são pequenos adultos 2. FISIOLOGIA DINÂMICA DO DESENVOLVIMENTO NEURODESENVOLVIMENTO: CONTINUA PELA PUBERDADE! 30 •• • •• D . .. • o Exemplo: atividade altera arquitetura do cérebro ❖ Centro de resposta cortical à estimulação tátil do quinto dedo, mão esquerda • Violinistas vs não-músicos • Correlacionada com a idade de início , não quantidade de prática Rica. Criticai periods o/ vulnerability lo, the developing nervous system. EHP, 2000, 108 (3): 520 Exposições tóxicas também podem alterar a arquitetura do cérebro! 27 Como o sistema nervoso, o sistema respiratório continua a crescer e se desenvolver através de crescimento linear. Ao nascimento o bebê tem apenas cerca de 10 milhões de alvéolos, mas com 8 anos de idade ele ou ela tem 300 milhões. Certos tipos de exposições durante esses períodos de crescimento sāo conhecidos por ter consequências adversas em ambos aspectos: estrutura (por exemplo: fumo passivo de tabaco, partículas e ozônio) e função (por exemplo: má qualidade do ar interno e ozônio externo). Figura: Dietert RR et al. Workshop to identify critical windows of exposure for children's health: immune and respiratory systems work group summary. Environmental Health Perspectives, 2000, 108: 483-90. Reproduzido com a permissāo de Environmental Health Perspectives. Crianças não são pequenos adultos 2. FISIOLOGIA DINÂMICA DO DESENVOLVIMENTO O DESENVOLVIMENTO RESPIRATÓRIO CONTINUA DURANTE O CRESCIMENTO LINEAR Conception Pseudo- glandu'4r Birlh Se>cual maturity 1 AJwolar 1 IP!Olifemcn f--i 6:p'"1si:>n 1 Oevelopmental processar stage 1 O X 106 Alvéolos t Crescimento • Tabaco • Matéria Partículada • Ozônio Função 300 X 106 Alvéolos (8 anos) 1 V\QekJ.&-611 Week &-1711 Week 15-3411 Week24-38 I 1 ~e;a:-H~-18-ye-ars-l • Qualidade do ar interno Tim e lin e for hu man • Ozônio Dietelr •. EHP. 2000 . 108 (3): 483. 28 <<SLIDE DE LEITURA>> Em uma coorte de quarto grau, déficits significativos no crescimento da função pulmonar (VEF1 CVF, volume expiratório forçado médio [VEFM], e VEF75 ) foram associados à exposição a partículas com diâmetro aerodinâmico de menos de 10µm (PM10), PM2.5, PM10-PM2.5, NO2, e vapores de ácidos inorgânicos (P < 0.05) (Gauderman, 2000). No primeiro estudo de longo prazo sobre os efeitos da poluição em crianças, foi demonstrado que o ar contaminado impede o desenvolvimento pulmonar em adolescentes e os efeitos podem se estender até a vida adulta (Gauderman, 2004). Tem sido reconhecido que a exposição ao fumo de tabaco aumenta a incidência de infecção respiratória baixa, asma e otite média. Neste estudo inicial de Tager et al. (1983), os autores investigaram os efeitos do fumo materno na função pulmonar de uma coorte de crianças e adolescentes observados prospectivamente por 7 anos. A análise multivariada revelou que, após correção por volume expiratório forçado em 1 segundo(VEF1), idade, peso, mudanças no peso e fumo de cigarro nas crianças ou adolescentes, o fumo materno reduziu significativamente a média anual de crescimento esperada no VEF1 (P = 0.015). Com base nessa análise, é estimado que se duas crianças tem o mesmo VEF1 inicial, idade, peso, aumento de peso, e história pessoal de fumo de cigarros, mas a mãe de um deles fumou durante a vida da criança enquanto que a mãe do outro não o fez, a diferença na mudança no VEF1 ao longo do tempo em crianças expostas, quando comparada com o de crianças não expostas, serão aproximadamente 28, 51, e 101 ml depois de 1, 2 e 5 anos, respectivamente, ou uma redução de 10.7, 9.5 e 7.0%, respectivamente, no crescimento esperado. Esses resultados sugerem que exposição passiva ao fumo materno de cigarro pode ter efeitos importantes no desenvolvimento da função pulmonar em crianças. VEF1 = volume expiratório forçado em 1 segundo Refs: •Gauderman WJ et al. Association between air pollution and lung function growth in southern California children. Am J Respir Crit Care Med, 2000, 162:1383-90. •Gauderman WJ et al. The effect of air pollution on lung development from 10 to 18 years of age. N Engl J Med, 2004 351:1057-67. Crianças não são pequenos adultos 2. FISIOLOGIA DINÂMICA DO DESENVOLVIMENTO DESENVOLVIMENTO RESPIRATÓRIO : ESTUDOS MOSTRAM : ❖ Redução da função pulmonar ■ Relacionada à expos ição a part ículas , óx idos de nitrogênio e vapores de ácidos inorgân icos (Gauderman . Am J Respir Grit Gare Med , 2000, 162: 1383) ■ Exposição ao fumo passivo danifica a função pulmonar (Tager . N Eng/ J Med, 1983, 309 (12) : 699) ❖ "Ar sujo limita o crescimento" ■ Estudo com 3000 cr ianças desde 1993 mostrou redução do cresc imento pulmonar ... podendo estar ligado à asma e enfisema em adu ltos (Gauderman. Am J Respir Grit Gare Med , 2000, 162: 1383) 29 •Tager IB et al. Longitudinal study of the effects of maternal smoking on pulmonary function in children. N Engl J Med, 1983, 309:699-703. Estudos recentes tem mostrado uma diminuição do crescimento da função pulmonar em crianças que praticam esporte regularmente crescendo em áreas com altos níveis de ozônio. Além disso, o aumento no aparecimento de asma, como ilustrado no gráfico, tem sido relatado em áreas com altos níveis de ozônio. O risco relativo de desenvolvimento de asma foi três vezes maios em crianças vivendo em áreas com altos níveis de ozônio que participaram de três ou mais esportes, do que em crianças vivendo em áreas com baixos níveis de ozônio que participaram de três ou mais esportes. Embora esse estudo ainda não tenha sido replicado, esse é o primeiro estudo prospectivo que sugere uma ligação entre os altos níveis de exposição à poluição do ozônio externo e o aparecimento de asma em crianças. Exemplos semelhantes de vulnerabilidade contínua e janelas críticas de desenvolvimento podem ser citadas para outros órgãos principais e sistemas. Ref: •McConnell R et al. Asthma in exercising children exposed to ozone: a cohort study . Lancet, 2002, 359:386-91. Background: Little is known about the effect of exposure to air pollution during exercise or time spent outdoors on the development of asthma. We investigated the relation between newly- diagnosed asthma and team sports in a cohort of children exposed to different concentrations and mixtures of air pollutants. Methods: 3535 children with no history of asthma were recruited from schools in 12 communities in southern California and were followed up for up to 5 years. 265 children reported a new diagnosis of asthma during follow-up. We assessed risk of asthma in children playing team sports at study entry in six communities with high daytime ozone concentrations, six with lower concentrations, and in communities with high or low concentrations of nitrogen dioxide, particulate matter, and inorganic-acid vapour. Findings: In communities with high ozone concentrations, the relative risk of developing asthma in children Crianças não são pequenos adultos 2. FISIOLOGIA DINÂMICA DO DESENVOLVIMENTO DESENVOLVIMENTO RESPIRATÓRIO: OZÔNIO DO AMBIENTE E ASMA 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 o Risco Relativo de Asma o 1 2 Número de Esportes 3+ * 3.3 (1.9-5.8) O Altos Níveis de Ozônio O Baixos Níveis de Ozônio McConne/1, Lancei (2002)359(9304) :3/ffi 30 playing three or more sports was 3.3 (95% CI 1.9–5.8), compared with children playing no sports. Sports had no effect in areas of low ozone concentration (0.8, 0.4–1.6). Time spent outside was associated with a higher incidence of asthma in areas of high ozone (1.4, 1.0–2.1), but not in areas of low ozone. Exposure to pollutants other than ozone did not alter the effect of team sports. Interpretation: Incidence of new diagnoses of asthma is associated with heavy exercise in communities with high concentrations of ozone, thus, air pollution and outdoor exercise could contribute to the development of asthma in children. Crianças, idealmente, estarão mais tempo no mundo do que os adultos. Não só eles vivem mais, permitindo mais tempo para o desenvolvimento de doenças com longa latência, mas eles também tem mais tempo para viver com as deficiências. Além disso, eles herdam o mundo que nós criamos, com todos os problemas e promessas. Assim essas três características das crianças: 1) tipos únicos e diferentes de exposições; 2) Fisiologia do desenvolvimento dinâmico; e 3) Maior expectativa de vida ….representam as razões científicas que fazem com que crianças não possam ser considerados pequenos adultos com respeito aos riscos ambientais. Uma importante diferença é que estes aspectos relacionados à exposições únicas e o momento das janelas de exposição modificam o velho conceito da toxicologia “a dose faz o veneno” para “a dose e o momento fazem o veneno”. <<NOTA AO USUÁRIO: Essa imagem pode ser substituída por uma mostrando um bebê regionalmente apropriado.>> Crianças não são pequenos adultos WHO 3. MAIOR EXPECTATIVA DE VIDA ❖ Exposições precoces na vida permitem manifestação de doenças sistêmicas com longos períodos de latência ■ Mais doenças ■ Morbidade duradoura Crianças herdam o mundo que NÓS fazemos 31 •Exposição à asbesto em crianças e câncer muitos anos após : Asbesto é uma substância fibrosa classificada como um carcinógeno humano. Fibras de asbesto podem entrar no corpo humano através de inalação ou ingestão. Como o corpo não consegue destruir ou eliminar as fibras de asbesto, umas vez penetrando nos pulmões ou tecidos corporais, as fibras tornam-se presas, causando sérios problemas de saúde. Exposição ao asbesto pode levar a anormalidades pulmonares (placas pleurais) ou à cicatrização dos tecidos pulmonares (asbestose) assim como a dois tipos de câncer (câncer de pulmão e mesotelioma). O risco de doenças relacionadas ao asbesto depende de muitos fatores, incluído o tipo da fibra de asbesto, o nível da exposição, duração da exposição. O período de latência para essas doenças varia de 10 anos até 30 anos. A Agência de Proteção Ambiental Americana (EPA) solicitou à Agência para Substâncias Tóxicas e Registro de Doenças (ATSDR) que determinasse a extensão da exposição relacionada ao asbesto em uma área de Libby /EUA e que essa respondesse aos questionamentos da comunidade local. Notas retiradas da: Agência para Registro de Doenças e Substâncias Tóxicas. Um Projeto de Saúde Ambiental em Comunidades de Libby, Montana. Atlanta, GA.Disponível em: www.atsdr.cdc.gov/HEC/HSPH/vol12no1.pdf • Exposição ao chumbo na infância e sua relação com hipertensão e mortalidade na idade adulta Refs: •McDonald JA et al. Lead’s legacy? Early and late mortality of 454 lead-poisoned children. Arch Environ Health, 1996, 51:116-21. A series of 454 paediatric hospital patients who were diagnosed with lead poisoning between 1923 and 1966 were traced through 1991 to examine possible mortality effects. Numbers of observed deaths were compared with those expected, based on the rates of the US population. Eighty-six deaths were observed (O/E = 1.7, 95% confidence interval (95% CI) = 1.4–2.2), of which 17 were attributed to lead poisoning. Mortality from all cardiovascular disease was elevated (O/E = 2.1, 95% CI = 1.3–3.2), and cerebrovascular deaths were particularly common among women (O/E = 5.5, 95% CI = 1.1–15.9). Among men, 2 deaths resulted from pancreatic cancer (O/E = 10.2, 95% CI = 1.1–36.2), and 2 deaths resulted from non- Hodgkin's lymphoma (O/E = 13.0, 95% CI = 1.5–46.9). Chronic nephritis was not a significant cause of death. Despite limitations in the data, the pattern of mortality suggests that effects of lead poisoning in childhood may persist throughout life and may be experienced differently by men and women. •Hu H. A 50-year follow-up of childhood plumbism. Hypertension, renal function, and hemoglobin levels among survivors. Am J Dis Child, 1991, 145:681-7. A group of 192 subjects with well-documented lead poisoning in 1930 to 1942 were identified in this pilot study. Thirty-five of 72 survivors traced to a Boston area address and 22 age-, sex-, race-, and neighbourhood-matched controls were recruited into a clinical study. One matched subject with plumbism had grossly abnormal renal function and an elevated blood lead level of an unclear cause. Among the remaining 21 matched pairs, the risk of hypertension was significantly higher in subjects with plumbism (relative risk, 7.0; 95% confidence interval, 1.2 to 42.3). Mean adjusted creatinine clearance rates for subjects with plumbism, however, were significantly higher than those of controls and supranormal in comparison to rates predicted for sex and age. Subjects with plumbism had significantly lower hemoglobin concentrations and hematocrit readings than the controls. Blood lead and serum creatinine levels were low for both groups. These results suggest that survivors of childhood lead poisoning have an increased risk of clinically significant hypertension developing in the setting of supranormal creatinine clearance rates. •Lustberg M et al. Blood lead levels and mortality. Arch Intern Med, 2002, 162:2443-9. Despite declines in blood lead levels during the past 20 years, lead exposure continues to be a public health concern. Studies have linked lead exposure with increased risk for diverse health outcomes. Few studies have evaluated the association of lead exposure and mortality in the general population. Methods: To evaluate the association of lead exposure and mortality in the United States, we used the recently released mortality follow-up data for participants of the Second National Health and Nutrition Examination Survey, a national cross-sectional survey of the general population conducted from 1976 to 1980. Survey participants aged 30 to 74 years with blood lead measurements were followed up through December 31, 1992 (n = 4292). Results: After adjustment for potential confounders, individuals with baseline blood lead levels of 20 to 29 microg/dL (1.0–1.4 micromol/L) had 46% increased all-cause mortality (rate ratio [RR], 1.46; 95% confidence interval [CI], 1.14–1.86), 39% increased circulatory mortality (RR, 1.39; 95% CI, 1.01–1.91), and 68% Crianças não são pequenos adultos 3. MAIOR EXPECTATIVA DE VIDA Dois exemplos: ❖ Exposição à asbesto (amianto) em crianças e câncer muitos anos após ❖ Exposição a chumbo na infância e relação com a hipertensão e mortalidade no adulto 32 increased cancer mortality (RR, 1.68; 95% CI, 1.02–2.78) compared with those with blood lead levels of less than 10 microg/dL (<0.5 micromol/L). All-cause mortality for those with blood lead levels of 10 to 19 microg/dL (0.5–0.9 micromol/L) was intermediately increased and not statistically significant (RR, 1.17; 95% CI, 0.90–1.52). Conclusions: Individuals with blood lead levels of 20 to 29 micro g/dL in 1976 to 1980 (15% of the US population at that time) experienced significantly increased all-cause, circulatory, and cardiovascular mortality from 1976 through 1992. Thus, we strongly encourage efforts to reduce lead exposure for occupationally exposed workers and the 1.7 million Americans with blood lead levels of at least 20 micro g/dL (> or = 1.0 micromol/L). A quarta característica nos leva para o campo das leis, política de saúde e defesa. •Crianças não tem voz política. •Elas são indefesas em um mundo que os adultos criaram para eles e são vulneráveis aos perigos ambientais. •Crianças não votam. Há uma longa tradição de defesa em pediatria no que diz respeito a abuso, negligência, e regulamentação de brinquedos e segurança de produtos. Na década de 1990, pediatras e outros profissionais (especialmente em países do Norte) começaram a defender mudanças nas leis e regulamentos que protegiam especificamente crianças de danos ambientais. Há uma variedade de mecanismos propostos ou implementados para melhorar a saúde ambiental das crianças. Eles variam de iniciativas locais, regras e leis até tratados e resoluções internacionais. É fundamental que os profissionais de saúde ambiental pediátrica tornem-se e permaneçam politicamente ativos, em todos os países. Crianças não são pequenos adultos 4. POLITICAMENTE FRACOS ❖ Sem voz política ❖ Políticas de saúde pública ❖ Leis e regulações ambientais ■ Locais ■ Nacionais ■ Internacionais by Ceppi and Corra 33 <<NOTA AO USUÁRIO: Substitua por uma imagem culturalmente/regionalmente apropriada que ilustre diferenças físicas entre bebês e e adultos>> Nesta apresentação, descrevemos quatro dimensões que demonstram que as crianças não são pequenos adultos no que diz respeito às exposições ambientais. Estes incluem: 1) Exposições únicas, diferentes e muitas vezes aumentados a agentes químicos, biológicos e físicos; 2) sua fisiologia dinâmica do desenvolvimento, que inclui alta demanda de energia para o crescimento, rotas de eliminação metabólica variáveis e as janelas críticas de desenvolvimento, desde a concepção até a adolescência; 3) sua expectativa de vida mais longa; e 4) Sua falta de poder político. Crianças não são pequenos adultos CRIANÇAS NÃO SÃO PEQUENOS ADULTOS Raphael . National Gallary o/ Arl, Washington , DC 1. Exposições únicas e diferentes 2. Fisiologia dinâmica do desenvolvimento 3. Maior expectativa de vida 4. Politicamente fracos 34 Nesse slide resumo, vemos a complexidade das questões relacionadas com a saúde ambiental das crianças. Riscos (físicos, químicos, biológicos – em muitos casos, favorecidos por fatores sociais) são introduzidos no meio ambiente (água, ar, alimentos, solo, objetos e brinquedos), com risco variável em diferentes contextos (urbano e rural: casa, escola, campo, parque infantil, rua e local de trabalho). São as atividades de uma criança que fazem com que tenha contato com esses perigos. <<LER SLIDE.>> Dependendo da susceptibilidade individual da criança com base na idade, saúde geral e apoios sociais, a exposição pode causar danos que variam desde mudanças sutis na função até a morte. Saúde ambiental infantil é o campo que sintetiza essas complexidades e tenta fazer mudanças fundamentais para melhorar os ambientes das crianças prevenindo doenças ambientais. Imagem: US National Institute for Environmental Health Sciences (NIEHS) Crianças não são pequenos adultos AMBIENTE COMPLEXO DE CRIANÇAS E ADOLESCENTES CENÁRIOS : Rural/urbano Casa PERIGOS Físicos Químcos Biológicos MEIOS Água-Ar-Comida- Solo-Objetos ATIVIDADES Aprender , Trabalhar, Comer, Beber, Dormir, Respirar, Fumar, Praticar esportes , Jogar, "Testar", Limpar Janelas críticas / Época da exposição Idade/ Nutrição Pobreza Photo credít US NIEHS CERHR logo Escola Parque Local esportivo Campo/rua Lugares públicos Local de trabalho ~ESFECHOS-EFEITOS - bom ou ruim? Órgãos Sistemas Funções Desenvo lvimento Sobrevivência 35 Profissionais de saúde e meio ambiente têm um papel fundamental a desempenhar na manutenção e estimulação de mudanças que irão restaurar e proteger a saúde ambiental das crianças. Embora o projeto do genoma humano seja muito importante e cientificamente emocionante, todos nós sabemos que os genes se expressam dentro de um ambiente e o entendimento das interações gene-ambiente é o que pode manter as nossas crianças saudáveis. Então, assim como nós olhamos para nossas vidas pessoais e políticas para apoiar o desenvolvimento sustentável, também podemos olhar para as nossas praticas para encontrar maneiras de melhorar a saúde ambiental de nossos pacientes. Todos nós podemos fazer alguma coisa. No cuidado individual de um paciente podemos incluir etiologias ambientais em nossos diagnósticos diferenciais e em nosso aconselhamento preventivo. Podemos nos mostrar insatisfeitos com o diagnóstico “idiopático” e buscar potenciais causas ambientais da doença e incapacidade. Podemos publicar casos sentinela e desenvolver e escrever sobre intervenções na comunidade. Nós podemos educar os nossos pacientes, familiares, colegas e alunos de forma didática. Finalmente, podemos nos tornar defensores vigorosos da saúde ambiental das nossas crianças e gerações futuras. Não é o suficiente ser um cidadão informado, precisamos escrever cartas e artigos, testemunhar em audiências públicas, enviar a nossos representantes eleitos mensagens educativas e positivas, evitando “sustos” e “alarmismo”, mas fornecendo evidências para a ação e propostas claras para atividades corretivas e preventivas. E, devemos reconhecer que, como profissionais com uma compreensão da saúde e do meio ambiente, podemos ser modelos poderosos. Nossas escolhas serão Crianças não são pequenos adultos WHO O PAPEL DOS PROFISSIONAIS DE SAÚDE E MEIO AMBIENTE ❖ Diagnosticar e tratar ❖ Pesquisar e publicar ■ Casos sentinela ■ Intervenções na comunidade ❖ Educar ■ Pacientes e famílias ■ Colegas e alunos ❖ Defender e "advogar" ❖ Ser um bom modelo 36 notadas: elas devem ser pensadas e sustentáveis. Para expandir suas informações sobre a saúde ambiental das crianças, por favor, vá até o site da TEACH (Toxicity and Exposure Assessment for Children's Health), um banco de dados que contém mais de 1400 referências à literatura científica neste campo : cfpub.epa.gov/teach/ Esta bela imagem foi desenhada por uma criança na Índia. Ela serve como um lembrete de que devemos reconhecer os riscos para nossas crianças e assumir as responsabilidades para impedi-los, porque temos o nosso futuro em nossas mãos - e esse futuro são nossas crianças. Obrigado. Crianças não são pequenos adultos Nós temos o futuro em nossas mãos e o futuro são as nossas crianças Poster Contes/ by HRIDA Y with supporl from WHO SEARO 37 <<NOTA PARA O USUÁRIO: Adicione pontos para discussão de acordo com as necessidades da sua audiência.>> Crianças não são pequenos adultos PONTOS PARA DISCUSSÃO Crianças não são pequenos adultos AGRADECIMENTOS OMS é grata ao Escritório Americano de Proteção à Saúde da Criança pelo apoio financeiro que tornou esse projeto possível e por alguns dos dados , gráficos e textos utilizados na preparação destes materiais. Primeiro projeto elaborado por Katherine M. Shea MO MPH, EUA Com os conselhos do Grupo de Trabalho sobre o Pacote de Formação para o Setor de Saúde: Cristina Alonzo MO (Uruguai); Vona Amitai MO MPH (Israel); Stephan Boese-O'Reilly MO MPH (Alemanha); lrena Buka MO (Canadá); Lilian Corra MO (Argentina) PhO (EUA); Ruth A. Etzel MO PhO (EUA); Amalia Laborde MO (Uruguai); Ligia Fruchtengarten MO (Brasil); Leda Nemer TO (OMS/EURO); R. Romizzi MO (ISOE, Itália); S. Borgo MO (ISOE, Itália) Revisores: G. Tamburlini (Itália); 1. Makalinao MO (Filipinas), 1. Buka MO (Canadá), R. Etzel MO (EUA) Update: Julho/2008 OMS CEH Coordenaçao de Projeto de Treinamento: Jenny Pronczuk MD Médico Consultor: Katherine M. Shea MD MPH EUA, Assistência Técnica: Marie-Noel Bruné MSc 39 Crianças não são pequenos adultos AVISO LEGAL □ As designações empregadas e a apresentação do material nesta publicação não implicam a expressão de qualquer opinião por parte da Organização Mundial da Saúde sobre a situação legal de qualquer país, território , cidade ou área ou de suas autoridades , nem sobre a delimitação de suas fronteiras ou lim ites. As linhas pontilhadas nos mapas representam fronteiras aproximadas sobre as quais pode ainda não existir acordo completo. □ A menção de empresas específicas ou de certos produtos não implica que eles sejam endossados ou recomendados pela Organização Mundial da Saúde em detrimento de outros de natureza similar que não sejam mencionados. Salvo erro ou omissões , os nomes de produtos patenteados são distinguidos por iniciais maiúsculas. □ As opiniões e conclusões expressas não representam necessariamente a posição oficial da Organização Mundial da saúde. □ Esta publicação está sendo distribuída sem qualquer tipo de garantia expressa ou implícita. Em nenhum caso a Organização Mundial da Saúde será responsável por quaisquer danos , incluindo danos gerais, especiais , acidentais ou consequentes, decorrentes do uso desta publicação. □ O conteúdo deste módulo de formação é baseado em referências disponíveis na literatura publicada a partir da última atualização. Os usuários são incentivados a pesquisar bancos de dados médicos padrão para atualização na ciência para questões de especial interesse ou sensibilidade em suas regiões e áreas de interesse específicos . □ Se os usuários deste módulo de treinamento acharem necessário fazer qualquer modificação (simplificação, adição ou supressão) para a apresentação , o adaptador deve ser responsável por todas as modificações feitas. A Organização Mundial da Saúde se isenta de qualquer responsabilidade pelas adaptações feitas por outros. Todas as modificações devem ser claramente distinguidas do material original da OMS. 40 Crianças não são pequenos adultos A tradução em português dos módulos foi realizada por: Ana Carolina Jordão Cuimbra , Ana Paula Jacobs , Andressa Baseggio , Bianca Boff Sandi , Cecília Buratti, Fernanda Chiaradia, Guilherme Foletto, Jéssica Betti, Marieli Grassi, Mayara Brito, Roberta Florian e Stephanie Schãfer . (Universidade de Caxias do Sul/ Brasil) Revisão e supervisão: Emerson Rodrigues da Silva, M.D., Ph.D. Coordenação do Center for Environmental Hazards to Children's Hea/th (CEHCH), da Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul / Brasil: Renato Stein, M.D., Ph.D. 41