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Epidemiologia e Serviços de Saúde : Revista do Sistema Unico de Saúde do Brasil logoLink to Epidemiologia e Serviços de Saúde : Revista do Sistema Unico de Saúde do Brasil
. 2026 May 11;35:e20240911. doi: 10.1590/S2237-96222026v35e20240911.en
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Influence of maternal vitamin D and calcium levels and psychoactive substance use during pregnancy on head circumference of newborns: cohort study, Rio de Janeiro, 2021-2022

Influencia de los niveles maternos de vitamina D y calcio y del consumo de sustancias psicoactivas durante el embarazo sobre la circunferencia cefálica de los recién nacidos: estudio de cohorte, Río de Janeiro, 2021-2022

Danuza Gandra Rossi 1, Ana Lúcia Vollú 1, Ísis Midlej Carneiro Oliveira 1, Laura Guimarães Primo 1, Nataly Damasceno Figueiredo 1, Carmen Ildes Fróes Rodrigues Asmus 1, Gloria Fernanda Barbosa de Araújo Castro 1, Andréa Fonseca-Gonçalves 1
PMCID: PMC13686384  PMID: 42922749

Abstract

Objective:

To investigate the impact of maternal serum vitamin D and calcium levels and psychoactive substance use during pregnancy on the head circumference of newborns from a maternity hospital.

Methods:

Data were collected through interviews, laboratory tests, and medical records, involving 844 pregnant people. Exposure variables included vitamin D and calcium levels, alcohol consumption, tobacco, and drug use during pregnancy. The outcome was head circumference, assessed both as a continuous variable and as a categorical variable (<32 cm or ≥32 cm). Correlation tests (r), Kruskal-Wallis, Mann-Whitney, and regression analyses were used to estimate risks, with a significance level of 5%.

Results:

Of the pregnant people, 28.4% smoked, 41% consumed alcohol, and 4.6% used drugs; 90.3% had insufficient vitamin D, and 62.5% had below-normal calcium levels. Most deliveries were by cesarean section (57.3%), 16.1% were premature, 4% were twins, 51.1% were female, and 12.8% were low birth weight infants. There was a strong correlation between birth weight and head circumference (r 0.805; p-value<0.001), a weak correlation with calcium levels (r 0.129; p-value 0.01), and none with vitamin D levels (r 0.051; p-value 0.310). Infants of mothers who consumed alcohol (33.77±2.02 cm) and used drugs (33.32±1.72 cm) had smaller head circumferences (p-value<0.05) compared with those whose mothers did not (34.04±1.99 cm; 33.96±2.02 cm). Preterm birth, twin pregnancies, female sex, and low birth weight were associated with smaller head circumferences (p-value<0.05). No variable was associated with head circumference <32 cm (p-value>0.05).

Conclusion:

Infants of mothers who consumed alcohol, used drugs, and had low calcium levels had smaller head circumferences; however, no factor was associated with values below 32 cm.

Keywords: Pregnant People; Infant, Newborn; Vitamin D; Calcium; Cephalometry.

Ethical aspects

This research respected ethical principles, having obtained the following approval data:

Research ethics committee: Universidade Federal do Rio de Janeiro

Opinion number: 4,676,124

Approval date: 28/4/2021

Certificate of submission for ethical appraisal: 44797721,3,0000,5275

Informed consent record: Obtained from all participants prior to data collection.

Introduction

Head circumference at birth is a significant indicator of fetal brain and overall development. Studies have shown that variations in this measure may result from alterations during intrauterine growth, potentially associated with maternal and environmental factors during pregnancy 1-4. There is growing evidence that head circumference at birth may serve as a proxy to assess fetal growth, influenced by multiple nutritional and environmental factors 2.

Among these, vitamin D and calcium deficiency during pregnancy have been recognized for their relevance in fetal bone metabolism and skeletal development 5,6. Vitamin D, in particular, regulates bone mineralization and may influence cranial growth; its deficiency in pregnant women has been associated with alterations in cranial bone formation 7. Moreover, adequate serum levels of calcium and phosphorus are crucial for fetal bone development, and deficiencies of these nutrients may compromise cranial growth, alter head circumference and potentially affect neurodevelopment 8.

Additionally, psychoactive substance use-including alcohol, illicit drugs, and tobacco-during pregnancy has been associated with restricted fetal growth, including reduced head circumference at birth 9. These factors may interfere with the supply of nutrients and oxygen to the fetus, increasing the risks of impaired growth and subsequent neurological alterations 10.

At birth, the average head circumference is about 35 cm, typically increasing by 1 cm per month during the first year of life. Term infants with a head circumference below 32 cm are diagnosed with reduced cranial size or microcephaly 11. There is evidence that infants with reduced head circumference and low birth weight exhibit a growth pattern associated with tissue alterations, including vascular changes 12. Furthermore, the mortality rate from ischemic heart disease among one-year-old individuals who had reduced head circumference and low birth weight was three times higher compared with those with normal weight and head circumference 13. Given the central role of head circumference as a marker of fetal growth, this birth cohort study aims to investigate whether maternal serum vitamin D and calcium levels, as well as alcohol consumption, drug and tobacco use during pregnancy, influence head circumference measurements in newborn infants.

Methods

Study design and setting

This is a cohort study nested within the birth cohort of the Childhood and Environmental Pollutants Project (Projeto Infância e Poluentes Ambientais, PIPA) at the Federal University of Rio de Janeiro (UFRJ). Data from pregnant women and infants born at the University Maternity Hospital of the Federal University of Rio de Janeiro (Maternidade Escola da Universidade Federal do Rio de Janeiro, ME-UFRJ) were collected with signed informed consent from participants (pregnant people and legal guardians of the infants), from June 2021 to November 2022. Data collection included guided interviews using a structured questionnaire, review of infants' medical records, and laboratory analyses of pregnant individuals' blood samples, to investigate the associations between pregnant individuals' vitamin D and calcium levels, psychoactive substance use during pregnancy, and the mean head circumference of newborns at birth.

Participants and eligibility criteria

All pregnant people in the third trimester residing in the municipality of Rio de Janeiro, who had received prenatal care at the University Maternity Hospital of the Federal University of Rio de Janeiro (ME-UFRJ) during the study period and who consented to participate, were included. Their infants, born by vaginal or cesarean delivery (including forceps-assisted), at the same facility, with no gestational age restrictions and including twins, also participated in this study.

Pregnant people with occurrences of fetal death or spontaneous abortion were excluded. In addition, infants who tested positive for Zika virus serology or who were found to have craniofacial dysmorphism in the delivery room were also excluded.

Data sources and measurement

Gestational and newborn data were collected through interviews with pregnant people in the third trimester, from infants' medical records after birth, and from the pregnant people's laboratory tests. The outcome variable was the mean head circumference of newborn infants, expressed in centimeters and dichotomized (<32 cm or ≥32 cm).

The following exposure variables were investigated: maternal tobacco use (yes/no), illicit drug use (yes/no), and alcohol consumption (yes/no); and maternal serum calcium and vitamin D (25D) levels. Blood samples for measuring total calcium and vitamin D levels were collected in the third trimester of pregnancy. Vitamin D values were classified as insufficient (<30 ng/mL) or sufficient/normal (≥30 ng/mL). For total calcium, values were classified as below normal (<8.8 mg/dL) and normal (8.8-11.0 mg/dL).

Vitamin D and total calcium analyses were performed at the Clinical Analysis Laboratory of the Faculty of Pharmacy, Federal University of Rio de Janeiro. Serum 25-hydroxyvitamin D (ng/mL) was assessed using the electrochemiluminescence method 14, with the commercial kit Elecsys Vitamin D total III (Roche Diagnostics Corporation, Indianapolis, Indiana, USA); and total calcium (mg/dL) was measured by the Arsenazo III method 15, using a commercial kit (Labtest/Labmax Plenno Equipment, Buenos Aires, Argentina), with both tests using 750 µL of blood (plasma).

Infant sex (female/male), birth weight (<2500 g/≥2500 g), mother's age (years), type of pregnancy (singleton or twin), and gestational age (term/preterm) were considered predictor variables based on theoretical references, as they may be direct determinants of cranial growth 12,13. Maternal age was included due to its association with the risk of pregnancy complications. In addition, the following effect modifiers were also collected: infant race/skin color (White/Brown [Brazilian mixed race]/Black/Other), pregnant people's parity (primiparous: yes/no), and type of delivery (vaginal/Cesarean/forceps), as they may influence fetal growth 16,17.

Sample size

For sample size calculation, the calculator from the University of São Paulo (http://estatistica.bauru.usp.br/calculoamostral/calculos.php) was used, and results from a previous study 18 were considered to assess the correlation between maternal serum calcium and vitamin D levels and the mean head circumference of newborn infants. Using Pearson's correlation data (r) (r=0.057 for calcium levels; p-value 0.332; and r=0.057 for vitamin D; p-value 0.333), assuming an alpha error (α) of 0.05 and a test power of 80%, 389 infants would be required to detect a possible correlation between vitamin D and calcium levels and mean head circumference values.

Differences in mean head circumference between infants of pregnant people exposed and unexposed to illicit drugs, alcohol, and tobacco were also estimated. Therefore, considering α=0.05, β=0.50, a minimum difference of 0.5 mm in mean head circumference between the exposed and unexposed groups for each exposure variable, and a maximum estimated standard deviation of 4.0, approximately 500 newborn infants would be required to observe differences in continuous mean head circumference values.

Furthermore, for multiple regression models, all pregnant person-infant pairs recruited for the PIPA-UFRJ cohort with at least one available value for the variables under investigation were included in the sample.

Statistical methods

Statistical analyses were performed using the Statistical Package for the Social Sciences (SPSS, version 24.0, Chicago, Illinois, USA) and included both descriptive and inferential investigations. Continuous data were analyzed using Pearson's correlation test (r) to evaluate correlations between mean head circumference and birth weight, maternal serum vitamin D levels, and serum calcium levels of newborn infants. Additionally, Kruskal-Wallis and Mann-Whitney tests were used to assess differences in continuous head circumference measurements, considering exposure variables (alcohol consumption, tobacco, and illicit drug use), predictor variables (infant sex, birth weight, maternal age, singleton or multiple pregnancy, and gestational age), and potential effect modifiers (infant race/ethnicity, maternal parity status [primiparous/multiparous], and type of delivery).

Associations between all categorical variables and head circumference (<32 cm/≥32 cm) were investigated using the chi-square test. Poisson regression models were used to estimate adjusted and unadjusted relative risks (RR) with 95% confidence intervals (CI). The statistical significance of the RR was determined using a robust variance estimator with a covariance matrix, evaluated by the Wald chi-square test. Variables with significance below 0.20 (p-value 0.20) were used as parameters to remain as adjustment variables in the multivariate models that tested the influence of exposure factors on head circumference measurements (<32 cm/≥32 cm; dependent variable). It is noteworthy that the analysis of continuous data allows for the detection of subtle associations with exposure factors, even in the absence of microcephaly, whereas analysis using categorical variables follows the Ministry of Health criteria for screening microcephaly in term newborn infants 11. This combined approach enables a more comprehensive assessment of neonatal cranial growth.

The level of statistical significance was set at 5%.

Results

Of the 1,513 pregnant women eligible who attended the maternity hospital for prenatal care during the recruitment period, 901 were enrolled. Of these, 11 lived outside the municipality of Rio de Janeiro and 46 had their babies in other hospitals. No fetal deaths or spontaneous abortions were observed. Thus, 844 pregnant people and their newborn infants participated in the study (Figure 1). Among the infants tested for Zika virus serology (n=535), none showed positive results. The other 309 infants who were not tested for the Zika virus did not present craniofacial dysmorphism. Therefore, no infant was excluded for these reasons. The mean age of the pregnant people at the time of delivery was 29.3±6.8 years. Among the pregnant people, 293 (36.2%) were primiparous, 34 (4.0%) had twin pregnancies, 136 (16.1%) had preterm deliveries, and most underwent cesarean section (n=482, 57.2%). During pregnancy, 240 (28.4%) smoked (tobacco), 332 (41.0%) consumed alcohol, and 37 (4.6%) used illicit drugs. Regarding newborn infants' characteristics, 431 (51.1%) were female, 280 (37.6%) were classified as brown, and 107 (12.8%) had low birth weight (Table 1). In addition, the mean head circumference was 33.85±2.04 cm, and the incidence of head circumference <32 cm was 8.9% (73/821).

Figure 1. Demonstration of the recruitment and follow-up process of participating pregnant people and their newborn infants. University Maternity Hospital of the Federal University of Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2021-2022 (n=844).

Figure 1

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Table 1. Absolute (n) and relative (%) frequencies of the characteristics of the study's infants and pregnant people. University Maternity Hospital of the Federal University of Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2021-2022.

Variables n (%)
Sex of infants (n=844)
Female 431 (51.1)
Male 411 (48.7)
Undeterminedª 2 (0.2)
Infant race/skin color (n=745)
White 243 (32.6)
Brown 280 (37.6)
Black 216 (29.0)
Other 6 (0.8)
Birth weight (n=833)
<2,500 g 107 (12.8)
≥2,500 g 726 (87.2)
Head circumference (n=821)
<32 cm 73 (8.9)
≥32 cm 748 (91.1)
Alcohol consumption (n=809)
Yes 332 (41.0)
No 477 (59.0)
Tobacco use (n=844)
Yes 240 (28.4)
No 604 (71.6)
Drug use (n=807)
Yes 37 (4.6)
No 770 (95.4)
Type of birth (n=843)
Vaginal 359 (42.5)
Cesarean section 482 (57.3)
Forceps 2 (0.2)
Type of pregnancy (n=844)
Singleton 810 (96.0)
Twin 34 (4.0)
Gestational age (n=844)
Term birth 708 (83.9)
Preterm 136 (16.1)
Primiparous (n=809)
Yes 293 (36.2)
No 516 (63.8)
Calcium levels (n=400)
Below 250 (62.5)
Vaginal 150 (37.5)
Vitamin D levels (n=400)
Sufficient 39 (9.7)
Insufficient 361 (90.3)
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ªSex was not identified in the delivery room and was classified as undetermined.

Considering serum calcium and vitamin D levels in the 400 pregnant people who had sufficient blood samples for these analyses, the following means were observed: calcium, 8.58±0.62 mg/dL; vitamin D, 20.10±7.52 ng/mL. Of this group, 361 (90.3%) had insufficient vitamin D levels, while 250 (62.5%) had calcium levels below normal (Table 1).

Although smaller head circumference values were associated with lower birth weight and lower serum calcium levels, the correlations were strong (r=0.805; p-value<0.001) and weak (r=0.129; p-value 0.01), respectively. For vitamin D levels, no correlation was found (r=0.051; p-value 0.310).

Lower mean head circumference values were observed among newborn infants whose mothers consumed alcohol (p-value 0.016) and illicit drugs (p-value 0.013) during pregnancy. Female, preterm, twin infants, and those with low birth weight also showed lower mean head circumference values. Table 2 presents the differences in mean head circumference according to each variable studied.

Table 2. Difference between means (values in millimeters) and respective standard deviations (SD) of newborn infants' head circumference, according to participants' variables. University Maternity Hospital of the Federal University of Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2021-2022.

Variables Head circumference (mean±SD) p-value
Sex of infantª <0.001
Female 33.53±2.15
Male 34.22±1.82
Race/skin color 0.747
White 33.97±1.89
Brown 33.84±2.16
Black 34.01±1.89
Other 34.58±1.56
Birth weight <0.001
<2,500 g 30.47±2.40
≥2,500 g 34.35±1.41
Alcohol consumption 0.016
Yes 33.77±2.02
No 34.04±1.99
Use of tobacco 0.192
Yes 33.74±2.03
No 33.89±2.04
Illicit drug use 0.013
Yes 33.32±1.72
No 33.96±2.02
Type of delivery 0.196
Vaginal 33.71±1.80
Cesarean section 33.96±2.19
Forceps 33.50±0.70
Type of pregnancy <0.001
Singleton 33.95±1.98
Twin 31.45±2.09
Gestational age <0.001
Term birth 34.30±1.50
Preterm 31.39±2.68
Primiparous 0.151
Yes 33.79±1.88
No 34.00±2.08
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ªThe head circumference values of infants with indeterminate sex were not included in the statistical analyses.

When the dichotomous outcome investigated (head circumference <32 cm/≥32 cm) was considered, female infants, preterm births, twins, and infants with low birth weight were associated with head circumference below 32 cm (Table 3). Therefore, these variables were included in the final multiple regression models (Table 4).

Table 3. Association between infant head circumference (<32 cm or ≥32 cm) with study variables, bivariate analysis, relative risk (RR), and 95% confidence intervals (95%CI). University Maternity Hospital of the Federal University of Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2021-2022.

Variable Head circumference   Poisson regression
n <32 cm ≥32 cm p-value Unadjusted model
n (%) n (%) RR 95%CI p-value
Sex of infant 0.006
Male 406 25 (3.0) 381 (46.5) 1.056 (1.016; 1.098) 0.006
Female 414 48 (5.9) 366 (44.6) 1
Race/skin color 0.816
Other 6 - 6 (0.8) - - -
Brown 275 23 (3.2) 252 (34.6) 0.980 (0.937; 1.026) 0.391
Black 212 16 (2.2) 196 (26.9) 0.988 (0.943; 1.036) 0.630
White 235 15 (2.1) 220 (30.2) 1
Birth weight <0.001
≥2,500 g 721 12 (1.5) 709 (86.4) 1.810 (1.644; 1.993) <0.001
<2,500 g 100 61 (7.4) 39 (4.8) 1
Alcohol consumption 0.414
No 467 33 (4.2) 434 (54.9) 1.016 (0.978; 1.056) 0.422
Yes 324 28 (3.5) 296 (37.4) 1
Use of tobacco 0.359
No 589 49 (6.0) 540 (65.8) 1.020 (0.975; 1.068) 0.379
Yes 232 24 (2.9) 208 (25.3) 1
Use of drugs 0.189
No 753 56 (7.1) 697 (88.3) 1.067 (0.951; 1.196) 0.269
Yes 36 5 (0.6) 31 (3.9) 1
Type of delivery 1.000
Vaginal 353 31 (3.8) 322 (39.3) 1.003 (0.964; 1.043) 0.901
Cesarean section 465 42 (5.1) 423 (51.6) 1
Forceps 2 - 2 (0.2) - - -
Type of pregnancy <0.001
Twin 30 14 (1.7) 16 (1.9) 0.676 (0.565; 0.808) <0.001
Singleton 791 59 (7.2) 732 (89.2) 1
Gestational age <0.001
Term birth 696 21 (2.6) 675 (82.2) 1.471 (1.348; 1.605) <0.001
Preterm 125 52 (6.3) 73 (8.9) 1
Primiparous 0.971
No 504 39 (4.9) 465 (58.8) 0.999 (0.961; 1.039) 0.971
Yes 287 22 (2.8) 265 (33.5) 1
Calcium levels 0.577
Below 244 26 (6.7) 218 (55.9) 0.983 (0.925; 1.044) 0.569
Vaginal 146 13 (3.3) 133 (34.1) 1
Vitamin D levels 0.955
Insufficient 351 35 (9.0) 316 (81.0) 1.003 (0.907; 1.109) 0.956
Sufficient 39 4 (1.0) 35 (9.0) 1
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Table 4. Influence of exposure factors on mean infant head circumference (<32 cm/≥32 cm), as shown by multiple models adjusteda for: birth weight (Model 0); sex (Model 1); type of delivery (Model 2); and gestational age (Model 3). University Maternity Hospital of the Federal University of Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2021-2022.

Model 0 Model 1
Total n RR (95%CI) p-value Total n RR (95%CI) p-value
Vitamin D<30 ng/mL 390 351 0.981 (0.922; 1.044) 0.543 390 351 1.004 (0.910; 1.109) 0.931
Calcium<8.8 mg/dL 390 244 0.975 (0.934; 1.019) 0.263 390 244 0.990 (0.933; 1.052) 0.753
No alcohol consumption 791 467 1.006 (0.977; 1.035) 0.699 790 467 1.015 (0.977; 1.055) 0.444
No tobacco use 821 589 1.025 (0.990; 1.061) 0.158 820 589 1.019 (0.974; 1.066) 0.412
No drug use 789 753 1.060 (0.969; 1.160) 0.202 788 752 1.065 (0.950; 1.194) 0.280
Model 2 Model 3
Total n RR (95%CI) p-value Total n RR (95%CI) p-value
Vitamin D<30 ng/mL 390 351 1.022 (0.926; 1.129) 0.662 390 351 1.007 (0.937; 1.083) 0.844
Calcium<8.8 mg/dL 390 244 0.971 (0.918; 1.027) 0.304 390 244 0.982 (0.931; 1.037) 0.523
No alcohol consumption 791 467 1.010 (0.973; 1.049) 0.601 791 467 1.017 (0.983; 1.053) 0.351
No tobacco use 821 589 1.042 (0.997; 1.089) 0.069 821 589 1.038 (0.999; 1.079) 0.059
No drug use 789 753 1.069 (0.954; 1.199) 0.251 789 753 1.098 (0.983; 1.226) 0.097
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a

Reference categories: Vitamin D ≥30 ng/mL, Calcium=8.8-11.0 mg/dL, alcohol use, tobacco use, illicit drug use; Model 0: adjusted for birth weight; Model 1: adjusted for sex, reference category: female; Model 2: adjusted for type of delivery, reference category: singleton delivery; Model 3: adjusted for gestational age, reference category: term delivery. Reference for the outcome: head circumference ≥32 cm. Relative risk (RR); 95% confidence interval (95%CI).

It was observed that none of the exposure factors were associated with head circumference below 32 cm (microcephaly) in any of the adjusted models (Table 4).

Discussion

Among the main findings of the present study, it was observed that infants born to mothers who consumed alcohol and illicit drugs, female infants, preterm infants, twins, and those with low birth weight had lower head circumference values. In addition, a strong positive correlation was found between infant weight and head circumference. Previous studies 9,20,21 have also indicated that alcohol consumption and drug use during pregnancy may negatively affect fetal development, including head circumference, which supports the findings of this study. Furthermore, preterm birth and low birth weight are widely recognized as factors that negatively influence cranial growth 21. However, although lower mean head circumference values were observed in infants born to mothers who consumed alcohol and used illicit drugs during pregnancy, no association was observed between microcephaly (head circumference <32 cm) and such exposure factors, nor with the other factors investigated. Since the mean head circumference value in the studied sample was above 32 cm and the incidence of microcephaly was 8.9% (73/821), it is suggested that these results may have influenced the lack of association between exposure factors and the outcome investigated. Additionally, the possibility that environmental or nutritional factors not considered in the analysis may have contributed to the absence of association.

Regarding tobacco use during pregnancy, the results presented in this study indicate that there was no statistically significant association with newborn infants' head circumference values. Nevertheless, there is evidence that smoking during pregnancy is inversely associated with infant weight, length, and head circumference at birth 19. One limitation of the present study is precisely the fact that mothers were not asked about the frequency and number of cigarettes smoked, the duration of tobacco exposure, or the trimester of pregnancy in which the highest consumption occurred-crucial factors for assessing the effects of smoking on fetal development, which may have influenced the results obtained. Even so, it is important to highlight that we observed a slight trend (p-value 0.059) toward an association between nonsmoking pregnant people and normal head circumference values (≥32 cm) in cases of preterm delivery (Table 4). It is known that newborn infants of women who continued smoking after the first trimester had a smaller head circumference compared to those whose mothers quit smoking 20. Thus, we believe that further studies are needed to clarify whether mean head circumference values, especially among preterm infants, become even lower when pregnant people smoke during pregnancy. It is also important to note that the use of such psychoactive substances may compromise the supply of nutrients and oxygen to the fetus, affecting its growth and neurological development through pathways involving placental and systemic alterations.

Consistent with a previous study 22, although differing in the method of micronutrient assessment, the present study observed an alarming situation regarding vitamin D deficiency and low calcium levels among the participating mothers. This deficiency in a large part of the sample highlights the magnitude of the problem among pregnant people, raising concerns about maternal and fetal health. It is worth noting that the mothers were monitored throughout their pregnancy through prenatal medical care. In addition, laboratory tests to assess vitamin D and calcium levels are not commonly requested for pregnant women receiving care through the Brazilian National Health System (Sistema Único de Saúde, SUS), which raises concerns about the importance of including these tests in prenatal care. We highlight that the sample may have been subject to selection bias, as participants with access to specific health services or a greater interest in prenatal care may have been disproportionately represented. Moreover, not all pregnant people assessed had their serum vitamin D and calcium levels measured. This restriction may have introduced selection bias, considering that those who underwent testing may differ from those who did not, potentially influencing the results. We also recognize that micronutrient exposure was assessed using a single point measurement, which may not reflect variations across pregnancy. These limitations may influence the generalization of the results.

It should also be considered that the absence of ionized calcium measurement-the physiologically active form-may have implications for the interpretation of our findings. Since only total calcium was measured, which includes both free and protein-bound calcium, it was not possible to distinguish variations reflecting bioavailable calcium. This limitation affects the accuracy of the calcium assessment in participants and may reduce sensitivity in detecting true associations between calcium levels and the factors studied. Therefore, the results of this study should be interpreted with caution, recognizing that total calcium measurement provides an overall view but may not fully reflect the physiological status of calcium in the pregnant people evaluated. For future research, a more robust assessment of calcium status would be advisable.

The authors emphasize that individuals with darker skin have natural protection against sunlight, as melanin absorbs UVB radiation, and require three to five times more sun exposure to synthesize the same amount of vitamin D as those with lighter skin 23. In the present study, most infants were classified as Brown or Black, with their mothers exhibiting similar characteristics. This may have contributed to the results observed, given that vitamin D synthesis depends on sun exposure. Another possible reason could be inadequate dietary intake, as suggested in a study 22 that found low consumption of essential nutrients, such as calcium and vitamin D, among pregnant women from two cohorts, regardless of gestational trimester. Furthermore, the investigation emphasized that, regardless of race/skin color and vitamin supplementation, promoting a balanced diet should be a priority from the beginning of prenatal care and maintained throughout pregnancy. In this sense, further studies are needed to jointly evaluate diet, sun exposure, and serum vitamin D levels in pregnant people.

The positive correlation observed in this study between lower maternal serum calcium levels and smaller head circumference measurements, although weak, suggests that maternal mineral metabolism may affect infant bone development, corroborating previous research 8. However, regarding serum vitamin D levels, no correlation was found with the mean head circumference of newborn infants, in contrast to some studies that indicate vitamin D insufficiency as a critical factor in fetal bone development 24-26. The insufficiency of essential nutrients, such as calcium and phosphorus, combined with demographic factors (age, sex, and race/skin color) and environmental factors (sun exposure), may modulate vitamin D deficiency and its biological effects 27. Such complex interactions can influence bone mineralization and, consequently, mask the effects of vitamin D on cranial growth. The absence of a correlation found in this study does not invalidate the role of vitamin D in fetal development, but underscores the need for further investigations to elucidate the complexity of these relationships.

The findings of the present study are relevant and highlight an important gap in prenatal care, as identifying risk factors is crucial for formulating effective preventive strategies and providing support during pregnancy. Therefore, although the head circumference values observed were not classified as infants with microcephaly, this study highlights that these measurements were lower in newborn infants whose mothers consumed alcohol and used illicit drugs during pregnancy. Previous studies 28,29 suggest that a smaller head circumference at birth may be associated with an increased risk of later cranial asymmetries, emphasizing the relevance of this measure as an early marker of cranial growth and morphology. Furthermore, the correlation observed between maternal calcium levels and smaller infant head circumference, although weak, underscores the importance of adequate prenatal care and preventive measures during pregnancy.

Funding Statement

Funding:This study received financial support from the Carlos Chagas Filho Foundation for Research Support of Rio de Janeiro (Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro, FAPERJ), Process E-26/204.233/2024.

Footnotes

Use of generative artificial intelligence: We declare that the use of generative artificial intelligence technology with the help of ChatGPT (OpenAI ChatGPT, version 2-v2) was used exclusively for the translation of scientific articles cited in this manuscript.

Funding: Funding This study received financial support from the Carlos Chagas Filho Foundation for Research Support of Rio de Janeiro (Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro, FAPERJ), Process E-26/204.233/2024l

Data Availability

The database and the analysis codes used in the research are available by accessing the link: https://data.scielo.org/dataverse/scielodata?q=&fq1=publicationStatus%3A%22Draft%22&fq0=dvObjectType%3A%28dataverses+OR+datasets%29&types=dataverses%3Adatasets&sort=dateSort&order=.

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Influência dos níveis maternos de vitamina D e de cálcio e do uso de substâncias psicoativas na gestação sobre o perímetro cefálico de recém-nascidos: estudo de coorte, Rio de Janeiro, 2021-2022

Danuza Gandra Rossi 1, Ana Lúcia Vollú 1, Ísis Midlej Carneiro Oliveira 1, Laura Guimarães Primo 1, Nataly Damasceno Figueiredo 1, Carmen Ildes Fróes Rodrigues Asmus 1, Gloria Fernanda Barbosa de Araújo Castro 1, Andréa Fonseca-Gonçalves 1

Resumo

Objetivo:

Investigar o impacto dos níveis séricos de vitamina D e de cálcio e do uso de substâncias psicoativas durante a gestação no perímetro cefálico de recém-nascidos de uma maternidade.

Métodos:

Coletaram-se dados por entrevistas, exames laboratoriais e prontuários, envolvendo 844 gestantes. As variáveis de exposição incluíram níveis de vitamina D, de cálcio e uso de álcool, tabaco e drogas na gestação. O desfecho foi o perímetro cefálico, avaliado como contínuo e categórico (<32 cm ou ≥32 cm). Utilizaram-se testes de correlação (r), Kruskal-Wallis, Mann-Whitney e de regressão para estimar riscos, com significância de 5%.

Resultados:

Das gestantes, 28,4% fumavam, 41% consumiam álcool e 4,6% usavam drogas, 90,3% apresentavam vitamina D insuficiente e 62,5% cálcio abaixo do normal. A maioria dos partos foi através de cesariana (57,3%), sendo 16,1% prematuros, 4% de gêmeos, 51,1% de meninas e 12,8% de bebês com baixo peso. Houve forte correlação entre peso ao nascer e perímetro cefálico (r=0,805; p-valor<0,001), correlação fraca com os níveis de cálcio (r=0,129; p-valor 0,01) e nenhuma com os níveis de vitamina D (r=0,051; p-valor 0,310). Bebês de mães que consumiram álcool (33,77±2,02 cm) e drogas (33,32±1,72 cm) apresentaram perímetros menores (p-valor<0,05) comparados aos de mães que não usaram (34,04±1,99 cm; 33,96±2,02 cm). Prematuridade, gestações gemelares, sexo feminino e baixo peso associaram-se a perímetros menores (p-valor<0,05). Nenhuma variável associou-se ao perímetro cefálico<32 cm (p-valor>0,05).

Conclusão:

Bebês de gestantes que usaram álcool, drogas e tiveram baixos níveis de cálcio apresentaram perímetros menores, porém, nenhum fator associou-se a valores abaixo de 32 cm.

Palavras-chave: Gestantes, Recém-nascido, Vitamina D, Cálcio, Perímetro Cefálico

Aspectos éticos

Esta pesquisa respeitou os princípios éticos, obtendo os seguintes dados de aprovação:

Comitê de ética em pesquisa: Universidade Federal do Rio de Janeiro

Número do parecer: 4.676.124

Data de aprovação: 28/4/2021

Certificado de apresentação de apreciação ética: 44797721.3.0000.5275

Registro do consentimento livre e esclarecido: Obtido de todos os participantes antes da coleta.

Introdução

O perímetro cefálico ao nascimento destaca-se como um importante indicador de desenvolvimento cerebral e geral do feto. Estudos demonstram que variações nessa medida podem ser decorrentes de alterações, durante o crescimento intrauterino, potencialmente associadas a fatores maternos e ambientais durante a gestação 1-4. Há evidências crescentes de que o perímetro cefálico ao nascimento pode servir como proxy para avaliar o crescimento fetal, influenciado por diversos fatores nutricionais e ambientais 2.

Dentre esses fatores, a deficiência de vitamina D e de cálcio durante a gestação tem sido reconhecidas por sua relevância no metabolismo ósseo fetal e no desenvolvimento do esqueleto 5,6. A vitamina D, em particular, regula a mineralização óssea e pode afetar o crescimento craniano, tendo sido sua deficiência em gestantes relacionada a alterações na formação de ossos cranianos 7. Além disso, níveis séricos adequados de cálcio e de fósforo são essenciais para o desenvolvimento ósseo fetal, e déficits dessas substâncias podem comprometer o crescimento craniano, alterando o perímetro cefálico, o que é refletido em possível impacto neurodesenvolvimental 8.

Adicionalmente, o uso de substâncias psicoativas, como álcool, drogas ilícitas e tabaco, durante a gestação, tem sido associado à restrição do crescimento fetal, incluindo-se redução do perímetro cefálico ao nascimento 9. Esses fatores podem interferir na oferta de nutrientes e de oxigênio ao feto, agravando riscos de crescimento insuficiente e de alterações neurológicas posteriores 10.

Ao nascer, um bebê possui perímetro cefálico médio de 35 cm, que normalmente aumenta em um cm por mês durante o primeiro ano. Crianças não prematuras com perímetro cefálico inferior a 32 cm são diagnosticadas com tamanho craniano reduzido ou microcefalia 11. Existe evidência de que bebês com perímetro cefálico reduzido e baixo peso apresentam um padrão de crescimento associado a alterações teciduais, incluindo os vasos sanguíneos 12. Além disso, a taxa de mortalidade por doença cardíaca isquêmica entre indivíduos com um ano de idade que apresentaram perímetro cefálico reduzido e baixo peso foi três vezes maior em comparação àqueles com peso e perímetro cefálico normais 13. Diante do papel central do perímetro cefálico como um marcador do crescimento fetal, este estudo, por meio de uma coorte de nascimento, visa investigar se os níveis séricos de vitamina D e de cálcio nas gestantes, bem como o uso de álcool, drogas e tabaco durante a gestação influenciam nas medidas do perímetro cefálico de recém-nascidos.

Métodos

Delineamento do estudo e contexto

Este é um estudo de coorte associado à coorte de nascimento do Projeto Infância e Poluentes Ambientais (PIPA) da Universidade Federal do Rio de Janeiro. Assim, dados de gestantes e de bebês nascidos na Maternidade Escola da Universidade Federal do Rio de Janeiro foram coletados com o consentimento assinado dos participantes (gestantes e responsáveis legais pelos bebês), de junho de 2021 a novembro de 2022, por meio de entrevistas guiadas com um questionário, anotações dos prontuários médicos dos bebês e análises laboratoriais de amostras de sangue das gestantes, a fim de investigar associações dos níveis de vitamina D e de cálcio da gestante e do uso de substâncias psicoativas durante a gestação com o valor médio do perímetro cefálico dos bebês ao nascer.

Participantes e critérios de elegibilidade

Foram incluídas todas as gestantes no terceiro período de gestação que moravam no município do Rio de Janeiro, que haviam recebido atendimento pré-natal na Maternidade Escola da Universidade Federal do Rio de Janeiro durante o período do estudo e que consentiram participar da pesquisa. Também participaram desta pesquisa os seus bebês, nascidos por parto vaginal ou cesáreo (mesmo com o auxílio de fórceps) no mesmo local, sem limites de idade gestacional, incluindo gêmeos.

Gestantes com ocorrências de morte fetal e de aborto espontâneo foram excluídas. Além disso, também foram excluídos bebês que foram testados e apresentaram sorologia positiva para o vírus Zika ou que foram examinados na sala de parto com dismorfia craniofacial.

Fontes de dados e variáveis

Os dados gestacionais e de nascimento do recém-nascido foram coletados por meio de entrevistas com as gestantes no terceiro trimestre da gestação, dos prontuários médicos dos bebês após o nascimento e por exames laboratoriais da gestante. A variável de desfecho foi a média do perímetro cefálico dos recém-nascidos, representado numericamente em centímetros e de forma dicotomizada (valores<32 cm ou ≥32 cm).

As seguintes variáveis de exposição foram investigadas: o uso materno de tabaco (sim/não), drogas ilícitas (sim/não) e álcool (sim/não); e os níveis séricos de cálcio e de vitamina D (25D) das gestantes. As amostras de sangue para detectar os níveis de cálcio total e de vitamina D foram coletadas no terceiro trimestre da gestação. Os valores de vitamina D foram considerados insuficientes (<30 ng/mL) ou suficientes/normais (≥30 ng/mL). Para o cálcio total, os valores foram estimados como abaixo do normal (<8,8 mg/dL) e normais (8,8-11,0 mg/dL).

As análises de vitamina D e de cálcio total foram realizadas no Laboratório de Análises Clínicas da Faculdade de Farmácia da Universidade Federal do Rio de Janeiro. A vitamina D 25-hidroxila (ng/mL) foi avaliada por meio do método de quimioluminescência eletroquímica 14, utilizando o kit comercial Elecsys Vitamin D total III (Roche Diagnostics Corporation, Indianápolis, Indiana, Estados Unidos); e o cálcio total (mg/dL) pelo método de arsenazo III 15, empregando kit comercial (Labtest/Labmax Plenno Equipment, Buenos Aires, Argentina), ambos a partir de alíquotas de 750 µL de sangue (plasma).

Sexo do bebê (feminino/masculino), peso ao nascer (<2500 g/≥2500 g), idade da mãe (em anos), tipo de gestação (única ou gemelar) e idade gestacional (a termo/prematuro) foram variáveis consideradas como preditoras com base em referências teóricas, uma vez que podem ser determinantes diretas do crescimento craniano 12,13. A idade materna foi considerada devido à sua associação com o risco de complicações gestacionais. Além disso, as seguintes variáveis modificadoras de efeito também foram coletadas: raça/cor da pele do bebê (branca/parda/negra/outras), tipo de gestante (status de primípara) (sim/não) e tipo de parto (normal/cesariana/fórceps), pois podem influenciar o crescimento fetal 16,17.

Tamanho da amostra

Para o cálculo do tamanho da amostra, foi utilizada calculadora da Universidade de São Paulo (http://estatistica.bauru.usp.br/calculoamostral/calculos.php), e os resultados de estudo prévio 18 foram considerados para verificar a correlação entre os níveis séricos de cálcio e de vitamina D nas gestantes com os valores médios de perímetro cefálico dos bebês. Assim, utilizando-se os dados da correlação de Pearson (r) (r=0,057 para os níveis de cálcio; p-valor 0,332; e r=0,057 para vitamina D; p-valor 0,333), assumindo um erro alfa (α) de 0,05 e um poder do teste de 80%, seriam necessários 389 bebês para verificar uma possível correlação entre os níveis de vitamina D e de cálcio com os valores médios de perímetro cefálico.

Também foram estimadas as diferenças entre a média do perímetro cefálico dos bebês de gestantes expostas e não expostas a drogas ilícitas, álcool e tabaco. Assim, considerando um α=0,05, β=0,50 e uma diferença mínima de 0,5 mm entre a média do perímetro cefálico dos grupos expostos e dos não expostos a cada variável de exposição, além de uma estimativa máxima de desvio padrão de 4,0, seriam necessários 500 recém-nascidos para observar a diferença entre os valores médios contínuos de perímetro cefálico.

Além disso, para os modelos de regressão múltipla, foram incluídos na amostra todos os pares gestante-bebê recrutados para a coorte PIPA-UFRJ que possuíam pelo menos uma informação das variáveis investigadas.

Métodos estatísticos

As análises estatísticas foram realizadas utilizando o software Statistical Package for the Social Sciences (SPSS, versão 24.0, Chicago, Illinois, Estados Unidos), sendo submetidas à investigação descritiva e inferencial. Os dados contínuos foram analisados por meio do teste de correlação de Pearson (r), que foi utilizado para avaliar as correlações entre os valores médios do perímetro cefálico e o peso, os níveis séricos de vitamina D e os níveis séricos de cálcio dos recém-nascidos. Além disso, os testes de Kruskal-Wallis e de Mann-Whitney foram utilizados para observar diferenças nas medições contínuas de perímetro cefálico, considerando-se as variáveis de exposição (uso de álcool, tabaco e drogas ilícitas), as variáveis preditoras (sexo, peso ao nascer, idade da mãe, tipo de gestação e idade gestacional) e as variáveis modificadoras de efeito (raça/cor da pele do bebê, status de primípara ou multípara das gestantes e tipo de parto).

Foi investigada a associação entre todas as variáveis categóricas e o perímetro cefálico (<32 cm/≥32 cm) pelo teste qui-quadrado. Modelos de regressão de Poisson foram utilizados para estimar os riscos relativos (RR) brutos e ajustados e os seus intervalos de confiança de 95%. A significância estatística do RR foi obtida utilizando-se um estimador robusto de variância com matriz de covariância, avaliada pelo teste qui-quadrado de Wald. Variáveis com significância inferior a 0,20 (p-valor 0,20) foram os parâmetros utilizados para permanecer como variáveis de ajuste nos modelos multivariados que testaram a influência dos fatores de exposição nas medidas de perímetro cefálico (<32 cm/≥32 cm; variável dependente). Acrescenta-se que a análise dos dados contínuos permite identificar associações sutis com os fatores de exposição, mesmo na ausência de microcefalia, enquanto a análise com a variável categórica seguiu os critérios do Ministério da Saúde para rastreio de microcefalia em recém-nascidos a termo 11. Essa abordagem combinada possibilita uma avaliação mais abrangente do crescimento craniano neonatal.

O nível de significância estatística adotado foi de 5%.

Resultados

Das 1.513 gestantes elegíveis que compareceram à maternidade para acompanhamento pré-natal durante o período de recrutamento, 901 foram inscritas. Destas, 11 moravam fora do município do Rio de Janeiro e 46 tiveram seus bebês em outros hospitais. Não foram observados óbitos fetais, nem abortos espontâneos. Assim, 844 gestantes e seus recém-nascidos participaram do estudo (Figura 1). Dos bebês que foram testados para a sorologia do vírus Zika (n=535), nenhum apresentou resultados positivos. Os outros 309 bebês que não foram testados para o vírus Zika não apresentaram dismorfia craniofacial. Assim, nenhum bebê foi excluído por esses motivos. A idade média das gestantes no momento do parto foi de 29,3±6,8 anos. Entre as gestantes, 293 (36,2%) eram primíparas, 34 (4,0%) estavam grávidas de gêmeos, 136 (16,1%) tiveram partos prematuros e a maioria passou por cesariana (n=482, 57,2%). Durante a gestação, 240 (28,4%) fumaram (tabaco), 332 (41,0%) consumiram álcool e 37 (4,6%) usaram drogas ilícitas. Quanto às características dos recém-nascidos, 431 (51,1%) eram meninas, 280 (37,6%) eram pardos e 107 (12,8%) apresentaram baixo peso ao nascer (Tabela 1). Além disso, o valor médio do perímetro cefálico foi de 33,85±2,04 cm, e a incidência de perímetro cefálico<32 cm foi de 8,9% (73/821).

Figura 1. Do processo de recrutamento e de acompanhamento das gestantes participantes e dos seus recém-nascidos. Maternidade Escola da Universidade Federal do Rio de Janeiro, município do Rio de Janeiro, 2021-2022 (n=844).

Figura 1

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Tabela 1. Frequência absoluta (n) e percentual (%) das características dos bebês e das gestantes do estudo. Maternidade Escola da Universidade Federal do Rio de Janeiro, município do Rio de Janeiro, 2021-2022.

Variáveis n (%)
Sexo dos bebês (n=844)
Feminino 431 (51,1)
Masculino 411 (48,7)
Indeterminadoª 2 (0,2)
Raça/cor da pele dos bebês (n=745)
Branca 243 (32,6)
Parda 280 (37,6)
Preta 216 (29,0)
Outras 6 (0,8)
Peso ao nascer (n=833)
<2.500 g 107 (12,8)
≥2.500 g 726 (87,2)
Perímetro cefálico (n=821)
<32 cm 73 (8.9)
≥32 cm 748 (91.1)
Consumo de álcool (n=809)
Sim 332 (41,0)
Não 477 (59,0)
Uso de tabaco (n=844)
Sim 240 (28,4)
Não 604 (71,6)
Uso de drogas (n=807)
Sim 37 (4,6)
Não 770 (95,4)
Tipo de parto (n=843)
Normal 359 (42,5)
Cesariana 482 (57,3)
Fórceps 2 (0,2)
Tipo de gestação (n=844)
Único 810 (96,0)
Gêmeos 34 (4,0)
Idade gestacional (n=844)
A termo 708 (83,9)
Prematuro 136 (16,1)
Primípara (n=809)
Sim 293 (36,2)
Não 516 (63,8)
Níveis de cálcio (n=400)
Abaixo 250 (62,5)
Normal 150 (37,5)
Níveis de vitamina D (n=400)
Suficiente 39 (9,7)
Insuficiente 361 (90,3)
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ªO sexo não foi identificado na sala de parto, sendo classificado como indeterminado.

Considerando-se os níveis séricos de cálcio e de vitamina D nas 400 gestantes que tiveram amostras de sangue suficientes para essas análises, as seguintes médias foram observadas: para cálcio, 8,58±0,62; para vitamina D, 20,10±7,52. Desse grupo, foi constatado que 361 (90,3%) gestantes apresentaram níveis insuficientes de vitamina D, enquanto 250 (62,5%) apresentaram níveis de cálcio abaixo do normal (Tabela 1).

Embora tenha sido observado que quanto menor a circunferência craniana, menor o peso e os níveis séricos de cálcio, as correlações foram, respectivamente, fortes (r=0,805; p-valor<0,001) e fracas (r=0,129; p-valor 0,01). Para os níveis de vitamina D, não houve correlação (r=0,051; p-valor 0,310).

Foram observados valores médios menores do perímetro cefálico de recém-nascidos cujas mães consumiram álcool (p-valor 0,016) e drogas ilícitas (p-valor 0,013) durante a gravidez. Bebês do sexo feminino, prematuros, gêmeos e aqueles bebês com baixo peso ao nascer também apresentaram valores médios menores do perímetro cefálico. A Tabela 2 demonstra a diferença entre os valores médios do perímetro cefálico considerando cada variável estudada.

Tabela 2. Diferença entre as médias (valores em milímetros), com respectivos desvios padrão (DP) do perímetro cefálico dos bebês, considerando as variáveis dos participantes do estudo. Maternidade Escola da Universidade Federal do Rio de Janeiro, município do Rio de Janeiro, 2021-2022.

Variáveis Perímetro cefálico (média±DP) p-valor
Sexo do bebêª <0,001
Feminino 33,53±2,15
Masculino 34,22±1,82
Raça/cor da pele do bebê 0,747
Branca 33,97±1,89
Parda 33,84±2,16
Preta 34,01±1,89
Outras 34,58±1,56
Peso ao nascer <0,001
<2.500 g 30,47±2,40
≥2.500 g 34,35±1,41
Consumo de álcool 0,016
Sim 33,77±2,02
Não 34,04±1,99
Uso de tabaco 0,192
Sim 33,74±2,03
Não 33,89±2,04
Uso de drogas ilícitas 0,013
Sim 33,32±1,72
Não 33,96±2,02
Tipo de parto 0,196
Normal 33,71±1,80
Cesariana 33,96±2,19
Fórceps 33,50±0,70
Tipo de gestação <0,001
Única 33,95±1,98
Gemelar 31,45±2,09
Idade gestacional <0,001
A termo 34,30±1,50
Prematuro 31,39±2,68
Primípara 0,151
Sim 33,79±1,88
Não 34,00±2,08
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ªOs valores de perímetro cefálico dos bebês com sexo indeterminado não foram considerados nas análises estatísticas.

Quando o desfecho dicotômico investigado (perímetro cefálico<32 cm/≥32 cm) foi considerado, bebês do sexo feminino, prematuros, gêmeos e aqueles bebês com baixo peso ao nascer foram associados ao perímetro cefálico inferior a 32 cm (Tabela 3). Portanto, essas variáveis foram incluídas nos modelos finais de regressão múltipla (Tabela 4).

Tabela 3. Associação do perímetro cefálico (<32 cm ou ≥32 cm) dos bebês às variáveis pesquisadas, demonstradas por análise bivariada, risco relativo (RR) e intervalos de confiança de 95% (IC95%). Maternidade Escola da Universidade Federal do Rio de Janeiro, município do Rio de Janeiro, 2021-2022.

Variável Perímetro cefálico   Regressão de Poisson
n <32cm ≥32cm p-valor Modelo bruto
n (%) n (%) RR IC95% p-valor
Sexo do bebê 0,006
Masculino 406 25 (3,0) 381 (46,5) 1,056 (1,016; 1,098) 0,006
Feminino 414 48 (5,9) 366 (44,6) 1
Raça/cor da pele do bebê 0,816
Outra 6 - 6 (0,8) - - -
Parda 275 23 (3,2) 252 (34,6) 0,980 (0,937; 1,026) 0,391
Preta 212 16 (2,2) 196 (26,9) 0,988 (0,943; 1,036) 0,630
Branca 235 15 (2,1) 220 (30,2) 1
Peso ao nascer <0,001
≥2,500 g 721 12 (1,5) 709 (86,4) 1,810 (1,644; 1,993) <0,001
<2,500 g 100 61 (7,4) 39 (4,8) 1
Consumo de álcool 0,414
Não 467 33 (4,2) 434 (54,9) 1,016 (0,978; 1,056) 0,422
Sim 324 28 (3,5) 296 (37,4) 1
Uso de tabaco 0,359
Não 589 49 (6,0) 540 (65,8) 1,020 (0,975; 1,068) 0,379
Sim 232 24 (2,9) 208 (25,3) 1
Uso de drogas 0,189
Não 753 56 (7,1) 697 (88,3) 1,067 (0,951; 1,196) 0,269
Sim 36 5 (0,6) 31 (3,9) 1
Tipo de parto 1,000
Normal 353 31(3,8) 322 (39,3) 1,003 (0,964; 1,043) 0,901
Cesariana 465 42 (5,1) 423 (51,6) 1
Fórceps 2 - 2 (0,2) - - -
Tipo de gestação <0,001
Gêmeos 30 14 (1,7) 16 (1,9) 0,676 (0,565; 0,808) <0,001
Única 791 59 (7,2) 732 (89,2) 1
Idade gestacional <0,001
A termo 696 21 (2,6) 675 (82,2) 1,471 (1,348; 1,605) <0,001
Prematuro 125 52 (6,3) 73 (8,9) 1
Primípara 0,971
Não 504 39 (4,9) 465 (58,8) 0,999 (0,961; 1,039) 0,971
Sim 287 22 (2,8) 265 (33,5) 1
Níveis de cálcio 0,577
Abaixo 244 26 (6,7) 218 (55,9) 0,983 (0,925; 1,044) 0,569
Normal 146 13 (3,3) 133 (34,1) 1
Níveis de vitamina D 0,955
Insuficiente 351 35 (9,0) 316 (81,0) 1,003 (0,907; 1,109) 0,956
Suficiente 39 4 (1,0) 35 (9,0) 1
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Tabela 4. Influência dos fatores de exposição sobre os valores médios de perímetro cefálico (<32 cm/≥32 cm) dos bebês demonstrados por modelos múltiplos ajustadosa por: peso ao nascer (Modelo 0); sexo (Modelo 1), tipo de parto (Modelo 2) e idade gestacional (Modelo 3). Maternidade Escola da Universidade Federal do Rio de Janeiro, município do Rio de Janeiro, 2021-2022.

   Modelo 0 Modelo 1
Total n RR (IC95%) p-valor Total n RR (IC95%) p-valor
Vitamina D<30 ng/mL 390 351 0,981 (0,922; 1,044) 0,543 390 351 1,004 (0,910; 1,109) 0,931
Cálcio<8,8 mg/dL 390 244 0,975 (0,934; 1,019) 0,263 390 244 0,990 (0,933; 1,052) 0,753
Sem uso de álcool 791 467 1,006 (0,977; 1,035) 0,699 790 467 1,015 (0,977; 1,055) 0,444
Sem uso de tabaco 821 589 1,025 (0,990; 1,061) 0,158 820 589 1,019 (0,974; 1,066) 0,412
Sem uso de drogas 789 753 1,060 (0,969; 1,160) 0,202 788 752 1,065 (0,950; 1,194) 0,280
  Modelo 2 Modelo 3
Total n RR (IC95%) p-valor Total n RR (IC95%) p-valor
Vitamina D<30 ng/mL 390 351 1,022 (0,926; 1,129) 0,662 390 351 1,007 (0,937; 1083) 0,844
Cálcio<8,8 mg/dL 390 244 0,971 (0,918; 1,027) 0,304 390 244 0,982 (0,931; 1,037) 0,523
Sem uso de álcool 791 467 1,010 (0,973; 1,049) 0,601 791 467 1,017 (0,983; 1,053) 0,351
Sem uso de tabaco 821 589 1,042 (0,997; 1,089) 0,069 821 589 1,038 (0,999; 1,079) 0,059
Sem uso de drogas 789 753 1,069 (0,954; 1,199) 0,251 789 753 1,098 (0,983; 1,226) 0,097
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a

Categorias de referência: Vitamina D≥30 ng/mL, Cálcio=8,8 a 11,0 mg/dL, uso de álcool, uso de tabaco, uso de drogas ilícitas; Modelo 0: ajustado pelo peso ao nascer, Modelo 1: ajustado pelo sexo, categoria de referência: feminino; Modelo 2: ajustado pelo tipo de parto, categoria de referência: parto de filho único; Modelo 3: ajustado pela idade gestacional, categoria de referência: a termo. Referência para o desfecho: perímetro cefálico≥32 cm. Risco relativo (RR); intervalo de confiança de 95% (IC95%).

Observou-se que nenhum fator exposto foi associado ao perímetro cefálico inferior a 32 cm (microcefalia) em todos os modelos ajustados (Tabela 4).

Discussão

Entre os principais achados do presente estudo, observou-se que bebês nascidos de mães que consumiram álcool e drogas ilícitas, bebês do sexo feminino, bebês prematuros, bebês gêmeos e aqueles com baixo peso ao nascer apresentaram valores de perímetro cefálico mais baixos. Além disso, foi encontrada uma forte correlação positiva entre o peso do bebê e o perímetro cefálico. Estudos anteriores 9,20,21 também indicaram que o consumo de álcool e de drogas durante a gravidez pode afetar negativamente o desenvolvimento fetal, incluindo o perímetro cefálico, o que confirma os achados deste estudo. Ademais, a prematuridade e o baixo peso ao nascer são amplamente reconhecidos como fatores que influenciam negativamente o crescimento craniano 21. Porém, embora valores médios de perímetro cefálico mais baixos tenham sido observados em bebês de mães que consumiram álcool e drogas ilícitas durante a gravidez, não foi observada associação entre microcefalia (perímetro cefálico<32 cm) e tais fatores de exposição, nem com os demais fatores investigados. Como o valor médio do perímetro cefálico da amostra estudada foi acima de 32 cm e a incidência de microcefalia foi de 8,9% (73/821), sugere-se que esses resultados podem ter influenciado a falta de associação entre os fatores de exposição e o desfecho pesquisado. Ainda, a possibilidade da influência de fatores ambientais ou nutricionais não considerados na análise podem ter contribuído para a ausência de associação.

Em relação ao uso de tabaco durante a gravidez, os resultados apresentados neste estudo indicam que não houve associação estatisticamente significativa com os valores de circunferência craniana dos recém-nascidos. No entanto, existe evidência de que o tabagismo durante a gravidez está inversamente associado ao peso, ao comprimento e à circunferência da cabeça do bebê ao nascer 19. Uma limitação do presente estudo é justamente o fato de não ter questionado as mães sobre a frequência e o número de cigarros consumidos, a duração da exposição ao tabaco ou o trimestre da gestação em que ocorreu o maior consumo - fatores cruciais para avaliar os efeitos do tabagismo no desenvolvimento fetal, os quais podem ter influenciado os resultados encontrados. Mesmo assim, é importante destacar que observamos uma pequena tendência (p-valor 0,059) de associação entre gestantes não fumantes e valores normais de perímetro cefálico (≥32 cm) nos casos de mães que tiveram parto prematuro (Tabela 4). Sabe-se que recém-nascidos de mulheres que fumaram após o primeiro trimestre apresentaram uma circunferência craniana menor quando comparados àqueles cujas mães pararam de fumar 20. Assim, acreditamos que mais estudos são necessários para esclarecer se os valores médios de perímetro cefálico, principalmente de bebês prematuros, se tornam ainda mais baixos quando as gestantes utilizam tabaco. É importante acrescentar que o uso dessas substâncias psicoativas pode comprometer a oferta de nutrientes e de oxigênio ao feto, afetando seu crescimento e desenvolvimento neurológico, por vias que envolvem alterações placentárias e sistêmicas.

Em consonância com determinado estudo 22, apesar de distinto quanto ao método de investigação dos micronutrientes, o presente estudo observou uma situação alarmante em relação à deficiência de vitamina D e aos baixos níveis de cálcio entre as mães participantes. Essa deficiência em grande parte da amostra destaca a magnitude do problema entre as gestantes, levantando preocupações sobre as saúdes materna e fetal. Ressalta-se que as mães foram monitoradas durante toda a gestação por meio de acompanhamento médico pré-natal. Além disso, exames laboratoriais para verificação dos níveis de vitamina D e de cálcio não são comumente solicitados para gestantes atendidas pelo Sistema Único de Saúde (SUS) no Brasil, o que levanta um alerta sobre a importância desses exames durante o pré-natal. Destacamos que a amostra pode ter apresentado viés de seleção, uma vez que participantes com acesso a serviços de saúde específicos ou com maior interesse em cuidados pré-natais podem estar desproporcionalmente representadas. Ademais, nem todas as gestantes avaliadas tiveram os níveis séricos de vitamina D e de cálcio investigados. Essa restrição pode ter introduzido um viés de seleção, considerando que as gestantes que realizaram os exames podem diferir daquelas que não os realizaram, o que influencia potencialmente os resultados. Além disso, reconhecemos que a avaliação da exposição a micronutrientes foi realizada com uma única dosagem pontual, o que pode não refletir as variações ao longo da gestação. Essas limitações podem influenciar a generalização dos resultados.

Também é preciso considerar que a ausência da quantificação do cálcio ionizado, que é a forma fisiologicamente ativa, pode ter implicações para a interpretação dos nossos resultados. Como apenas medimos o cálcio total, esse valor inclui tanto o cálcio livre quanto o ligado a proteínas, em que não se podem distinguir as variações que refletem o cálcio biodisponível. Essa limitação impacta a precisão na avaliação dos níveis de cálcio das participantes, podendo reduzir a sensibilidade em detectar associações reais entre os níveis de cálcio e os fatores estudados. Portanto, os resultados deste estudo devem ser interpretados com cautela, reconhecendo que a medição do cálcio total oferece uma visão geral, mas pode não refletir completamente o estado fisiológico do cálcio nas gestantes investigadas. Para futuras pesquisas, seria recomendável uma avaliação mais robusta do status de cálcio.

Os autores enfatizam que pessoas com pele mais escura têm proteção natural contra o sol, pois a melanina absorve a radiação UVB, e necessitam de três a cinco vezes mais exposição solar para sintetizar a mesma quantidade de vitamina D do que aquelas com pele mais clara 23. Observa-se que, no presente estudo, a maioria dos bebês era de raça/cor da pele parda ou negra, com suas mães apresentando as mesmas características. Essa poderia ser uma razão para os resultados encontrados, uma vez que a síntese de vitamina D depende da exposição solar. Outra razão poderia ser a inadequação alimentar, conforme sugerido em estudo 22 que observou baixo consumo de nutrientes importantes como o cálcio e a vitamina D por gestantes de duas coortes, independente do trimestre da gestação. Além disso, tal investigação enfatizou que, independentemente da raça/cor da pele e do uso de suplementação vitamínica, promover uma alimentação equilibrada deve ser uma prioridade desde o início do pré-natal, orientação que deve ser preservada ao longo de toda a gestação. Nesse sentido, são necessários novos estudos envolvendo a avaliação conjunta da alimentação, da exposição solar e de níveis séricos de vitamina D em gestantes.

A correlação positiva observada neste estudo entre baixos níveis séricos de cálcio materno e menores medições de circunferência craniana, embora fraca, sugere que o metabolismo mineral materno pode afetar o desenvolvimento ósseo do bebê, corroborando estudo prévio 8. No entanto, em relação aos níveis séricos de vitamina D, nenhuma correlação foi encontrada com as médias de circunferência craniana dos recém-nascidos, ao contrário de alguns estudos que indicam que a insuficiência de vitamina D é um fator crítico para o desenvolvimento ósseo fetal 24-26. A insuficiência de nutrientes essenciais, como cálcio e fósforo, somados a fatores demográficos (idade, sexo, raça/cor da pele) e ambientais (exposição ao sol), pode modular a deficiência de vitamina D e a sua ação biológica 27. Tais interações complexas podem influenciar a mineralização óssea e, consequentemente, mascarar os efeitos da vitamina D no crescimento craniano. A ausência de correlação encontrada neste estudo não invalida o papel da vitamina D no desenvolvimento fetal, mas enfatiza a necessidade de investigações mais aprofundadas para elucidar a complexidade dessas relações.

Os resultados do presente estudo são relevantes e apontam para uma lacuna importante no cuidado pré-natal, pois identificar fatores de risco é crucial para a formulação de estratégias preventivas e de apoio durante a gravidez. Portanto, embora os valores de perímetro cefálico encontrados não tenham sido caracterizados como de bebês com microcefalia, este estudo destaca que tais medidas foram mais baixas nos recém-nascidos cujas mães consumiram álcool e drogas ilícitas durante a gestação. Estudos prévios 28,29 sugerem que um perímetro cefálico menor ao nascimento pode estar associado a um risco aumentado de assimetrias cranianas posteriores, destacando a relevância dessa medida como marcador precoce do crescimento e da conformação craniana. Além disso, a correlação encontrada entre os níveis de cálcio materno e a menor circunferência craniana dos bebês, embora fraca, enfatiza a importância de um cuidado pré-natal adequado e de medidas preventivas durante a gravidez.

Funding Statement

Funding:Este estudo teve o apoio financeiro da Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (FAPERJ), Processo nº E-26/204.233/2024.

Footnotes

Uso de inteligência artificial generativa: Declaramos que a utilização de tecnologia de inteligência artificial generativa com auxílio do ChatGPT (ChatGPT da OpenAI, versão 2 -v2) foi empregada exclusivamente para a tradução de artigos científicos citados no presente manuscrito.

Financiamento: Funding This study received financial support from the Carlos Chagas Filho Foundation for Research Support of Rio de Janeiro (Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro, FAPERJ), Process E-26/204.233/2024l

Disponibilidade de dados

O banco de dados e os códigos de análise utilizados na pesquisa estão disponíveis por meio do acesso ao link: https://data.scielo.org/dataverse/scielodata?q=&fq1=publicationStatus%3A%22Draft%22&fq0=dvObjectType%3A%28dataverses+OR+datasets%29&types=dataverses%3Adatasets&sort=dateSort&order=.

Associated Data

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    Data Availability Statement

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